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分析动态电路中的电参量如电流、电压时,必须将其表示成一个随时间变化的函数。
实际上,在某个时刻,将开关闭合或断开,就可表示成一个函数。
1、Unit-step Function 单位阶跃函数
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在
t = t 0 时刻,将直流电压源
U 0 与电路接通,可表示成:
-
定义一个名为“单位阶跃函数”:
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函数在
t = 0 时,发生了跃变。但为了问题的方便,认定:
-
ε
( t = 0- ) = 0
ε ( t = 0+ ) = 1
显而易见:
-
只要令
t’ =
t - t
0 即可。
上述直流的开关例子可表示为:
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u( t )= u0 ε ( t - t0 )
一个幅度为 I0 的矩形脉冲,可以用单位阶跃函数表示成:
2、Unit-impulse Function 单位冲激函数
-
单位冲击函数是另一个奇异函数,用
δ (
t) 表示,其定义为:
-
由定义可见,
δ(
t)只存在于
t = 0 时刻,故有:
-
δ(
t)的性质有:
-
δ(
t) 与
ε(
t) 的关系证明如下:
-
例如:如果在 t = 0 时刻,将恒压源 U
0 加到一个事先没有电荷的 C 上,则有:
-
得结论:
- 充电前后,电容电压发生跃变 0→U0;
- 流过电容的电流为冲激电流 CU0δ(t);
- 电容极板上的电荷量的跃变是有限的,为冲激电流的强度 CU0。
-
又例如,如果在 t = 0 时刻,将恒流源 I
0 加到一个事先没有电流的电感 L 上,则有:
-
得结论:
- 给电感接上恒流源前后,迫使电感电流发生跃变 0→I0;
- 电感两端产生的感应电动势为冲激电压 LI0δ(t);
- 电感中的磁匝链数的跃变是有限的,为冲激电压的强度 LI0。
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分析动态电路中的电参量如电流、电压时,必须将其表示成一个随时间变化的函数。
实际上,在某个时刻,将开关闭合或断开,就可表示成一个函数。
1、Unit-step Function 单位阶跃函数
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在
t = t 0 时刻,将直流电压源
U 0 与电路接通,可表示成:
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定义一个名为“单位阶跃函数”:
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函数在
t = 0 时,发生了跃变。但为了问题的方便,认定:
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ε
( t = 0- ) = 0
ε ( t = 0+ ) = 1
显而易见:
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只要令
t’ =
t - t
0 即可。
上述直流的开关例子可表示为:
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u( t )= u0 ε ( t - t0 )
一个幅度为 I0 的矩形脉冲,可以用单位阶跃函数表示成:
2、Unit-impulse Function 单位冲激函数
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单位冲击函数是另一个奇异函数,用
δ (
t) 表示,其定义为:
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由定义可见,
δ(
t)只存在于
t = 0 时刻,故有:
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δ(
t)的性质有:
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δ(
t) 与
ε(
t) 的关系证明如下:
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例如:如果在 t = 0 时刻,将恒压源 U
0 加到一个事先没有电荷的 C 上,则有:
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得结论:
- 充电前后,电容电压发生跃变 0→U0;
- 流过电容的电流为冲激电流 CU0δ(t);
- 电容极板上的电荷量的跃变是有限的,为冲激电流的强度 CU0。
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又例如,如果在 t = 0 时刻,将恒流源 I
0 加到一个事先没有电流的电感 L 上,则有:
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得结论:
- 给电感接上恒流源前后,迫使电感电流发生跃变 0→I0;
- 电感两端产生的感应电动势为冲激电压 LI0δ(t);
- 电感中的磁匝链数的跃变是有限的,为冲激电压的强度 LI0。