一阶电路的三要素法:
f(t) = f(无穷) + [f(0+) - f(无穷)]*e^(-t/T)
f(无穷)表示电量的终值,也可称为稳态值;
f(0+)表示电量的初值,注意是0+而不是0-;
T为电路的时间常数。【我打不出希腊字母tao】
所谓的一阶电路指,在电路中只有一个动态元件(只有一个电容或电感)
开关闭合前:电路处于稳态
在直流稳态电路中,电感相当于短路、电容相当于开路。【注意:直流、稳态】
那么开关闭合前,iL=Us/(R1+R2)=1A。即iL(0-)=1A
在电压为有限值时,电感电流不突变;在电流为有限值时,电容电压不突变。【注意:有限值】
在本题的直流电路中,电感的电压不会超过电源的电压,因此电压为有限值,电感电流不突变。
所以开关闭合后,iL(0+)=iL(0-)=1A。
开关闭合后,R2被短路,iL的稳态值为Us/R1=20/15=4/3A。
一阶电路时间常数的计算:没有受控电源的话,将所有电源置零(电源置零的意思是将电压源短路、将电流源开路,因为电压为0就是短路,电流为0就是开路),然后根据电路中剩下的元件化简后计算。如果有受控源的话,情况比较复杂,此时应将受控源化为等效电阻替代。
本题S闭合后的时间常数是T=L/R1=1/15s。
带入三要素法的公式,得到iL(t)=4/3 + [1 - 4/3]*e^(-15t) = [4 - e^(-15t)]/3 A
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