图示电路,以iL(t)为变量列写电路微分方程?

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lu_zhao_long
2020-04-08 · TA获得超过1.3万个赞
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在任何时候,电感 L 两端的电压为:

uL = L * d(iL)/dt = 2/3 * d(iL)/dt

那么,流过 2Ω 电阻的电流:

i2 = uL/2Ω = 0.5L*d(iL)/dt = 1/3 * d(iL)/dt

那么,流过 1Ω 电阻的电流:

i1 = i2 + iL = 1/3 * d(iL)/dt + iL

E = 4V = u1 + u2

            = i1 * 1Ω + uL

            = 1/3 * d(iL)/dt + iL + 2/3 * d(iL)/dt

            = iL + d(iL)/dt

先解这个微分方程的特解:

iL + d(iL)/dt = 0

d(iL)/dt = - iL

d(iL)/iL = -dt

两边同时积分,得到:

∫d(iL)/iL = -∫dt

ln(iL) = e^(-t) + c

iL = e^c * e^(-t) = I * e^(-t)

其中 I = e^c 也为 t 的函数。那么,对上述公式再求微分,得到:

d(iL)/dt = dI/dt * e^(-t) - I * e^(-t) = dI/dt * e^(-t) - iL

移项,得到:

iL + d(iL)/dt = dI/dt * e^(-t) = E = 4

dI/dt = 4 * e^t

dI = 4 * e^t * dt

两边再积分,得到:

∫dI = 4 * ∫e^t * dt

I = 4 * e^t + C

所以:

iL = I * e^(-t)

    = 4 + C * e^(-t)

我们知道,当 t = 0 时,电感中没有电流,即 iLo = 0。那么:

iLo = 4 + C * 1 = 0

则:

C = -4

因此:

iL = 4 - 4 * e^(-t) A

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