數(shù)字量擴展模塊PLC代理商西門子模塊代理商西門子觸摸屏代理商

S7-200SMART模塊系列CPU模塊標準型代理商

CPU模塊經(jīng)濟型代理商   擴展模塊數(shù)字量模塊代理商   擴展模塊模擬量模塊代理商 

RL電路的響應：1)零輸入響應,，是指動態(tài)電路中無外施激勵電源,，輸入信號為零,，僅由動態(tài)元件(電感元件或電容元件)的初始儲能所產(chǎn)生的響應,。

(2)零狀態(tài)響應,，是指電路在零初始狀態(tài)下(即儲能元件的初始能量為零),，僅由外加電源激勵所產(chǎn)生的電路響應,。

(3)全響應,，是指當一個非零初始狀態(tài)的一階電路(只有一個動態(tài)元件)受到外電源激勵時,，電路的響應,。

動態(tài)元件有電容元件和電感元件，我們之前已經(jīng)學過這兩種元件的特性,，結合RC電路的響應,，舉一反三，其實我們可以大概知道RL電路的響應，因為它們都是類似的,。

圖43-1

上圖43-1所示的RL電路,，在開關K動作之前，電感與電源相連,，電壓與電流已恒定不變,，所以電感相當于短路，其兩端無壓降,，電感中有電流I0,。在t=0時開關由1合到2，具有初始電流I0的電感L與電阻R相連,，構成一個回路,。此時電感元件的響應就是RL電路的零輸入響應。

可能有的人會疑問,，這不是有個電源的存在嗎?怎么就是零輸入響應了?所以在這里說明一下，RL電路的零輸入響應,，是指電感元件L初始狀態(tài)不為零,，具有一定的電流流過，例如上圖43-1中的I0,，當開關K動作,，電感元件L就與電源斷開連接，與電阻R串聯(lián),，此時對于電感元件L而言,，它就是零輸入狀態(tài)。

如上圖43-1右邊所示,，開關K動作后,，電感電流i不能突變，包括大小和方向,，所以此時電感對電阻R釋放能量,，電壓方向下正上負。而電阻R消耗能量,，電壓方向亦為下正上負,。

類似于RC電路的零輸入響應，根據(jù)圖43-1右邊的電路圖,，列出RL電路零輸入響應的KVL方程,，如下圖43-2所示，和RC電路一樣,，式(1)也是一個一階齊次微分方程,。令方程的通解i =Aept，得到電流的表達式(2)。

圖43-2

根據(jù)電感電流的初始值求解積分常數(shù)A,，如下圖43-3所示,。微分方程的求解過程大家可以不必理會，只要知道方程建立的過程即可,。依次求出回路中的電壓和電流,，并畫出它們的曲線。電感的電壓除了根據(jù)求導公式求得外,，還可以直接根據(jù)KVL得出,。

圖43-3

類似于RC電路，在RL電路中,，令τ=L/R,，稱為RL電路的時間常數(shù)，則電壓,、電流表達式中的指數(shù)可以用τ表示,。根據(jù)表達式或曲線，可以看到,，電壓,、電流都是按同樣的指數(shù)規(guī)律從初始值衰減的，它們衰減的快慢由時間常數(shù)L/R決定,。

在《電工基礎》課程中,，曹老師花了較多的時間用日光燈的實例說明了電感產(chǎn)生高壓的原理，還有RL直接從直流電源斷開瞬間產(chǎn)生高壓的弊端與解決措施等,，這里我也不展開講解,，大家感興趣的話可以去看一下課程，那些實例對大家理解RL電路的響應有很大的幫助,。

另外,，RL電路的零輸入響應，以至于接下來要講的其余兩種響應,，都可以用我們上一次所學的三要素法求解,，曹老師在《電工基礎》中，講解RL電路的零輸入響應時就是根據(jù)三要素法,，這個就更為簡單快捷,。

我們繼續(xù)學習RL電路的零狀態(tài)響應，就利用三要素法來分析,。下圖43-4為RL電路,，開關S在t=0時閉合，電壓源的電壓施加在電阻R和電感L上,。開關閉合時iL(0 )=iL(0-)=0,，電路的響應為零輸入響應,。

圖43-4

根據(jù)三要素法，首先要確定三個要素,。在RL電路中需要確定的就是電感電流iL的變化規(guī)律,，確定電感電流的初始值、穩(wěn)態(tài)值和時間常數(shù)τ,。由于是零狀態(tài)響應,，電感電流不能突變，可得電流初始值iL(0 )=iL(0-)=0;當電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時,，電感電流不再變化,，此時電感元件相當于短路，即iL(∞)=US/R;時間常數(shù)τ=L/R,，代入圖43-4的公式,，可以得到電感電流和電壓的表達式如圖43-5所示。

圖43-5

簡單來說,，就是開關閉合,，電感電流iL不能突變，回路電流為零,，電阻上電壓uR為零,，電源電壓全部施加在電感元件上，隨著電感電流iL的增大,，電感兩端的電壓uL下降，電阻的分壓使得其電壓uR增大,，后電路達到穩(wěn)定狀態(tài),，電感電流iL不再變化，電感兩端的電壓uL為零,，電源電壓全部施加在電阻上,uR=US,。

對比RL電路的零輸入響應和零狀態(tài)響應的兩種分析方法，可以看到,，三要素法比經(jīng)典法方便很多,，但是要懂得三要素法，就一定要理解經(jīng)典法,。我們繼續(xù)學習RL電路的全響應,，依然用三要素法進行分析。

下圖43-6的RL電路中,，電感電流初始值iL不為零,，開關S在t=0時閉合，電阻R2與R3并聯(lián),，此時流過電感的電流將會發(fā)生改變,。先后求出三個要素,，開關閉合前，電流與電壓恒定不變,，電感元件元件相當于短路,，電流可根據(jù)歐姆定律求出;開關閉合后且電路達到新的穩(wěn)態(tài)時，電感依然相當于短路,，此時新的電流還是根據(jù)歐姆定律求出;時間常數(shù)τ的求解,，把電壓源作短路處理，求出與電感元件相串聯(lián)的等效電阻,，后代入公式即可得到結果,，如圖43-6所示。

圖43-6

RL電路的全響應,，電感電流是增大還是減小,，要視換路前后電路的參數(shù)而定，特別是等效電阻的變化,，RC電路的全響應也是相同的道理,。

對比一下RL電路和RC電路，電路在穩(wěn)定狀態(tài)時,，電感相當于短路,，電容相當于開路，這個有點類似我們之前在學疊加定理時對響應電源的處理,，當然,，也只是有點類似而言。

數(shù)字量擴展模塊PLC代理商西門子模塊代理商西門子觸摸屏代理商西門子S7-200模塊代理商西門子CPU模塊代理商西門子模塊代理商西門子變頻器代理商西門子低壓模塊代理商