單位階躍函數(shù)和單位沖激函數(shù)

發(fā)布時間:2024-03-29
分析動態(tài)電路中的電參量如電流、電壓時,必須將其表示成一個隨時間變化的函數(shù)。
實際上,在某個時刻,將開關(guān)閉合或斷開,就可表示成一個函數(shù)。 1、unit-step function 單位階躍函數(shù) 在 t = t 0 時刻,將直流電壓源 u 0 與電路接通,可表示成:
定義一個名為“單位階躍函數(shù)”: 函數(shù)在 t = 0 時,發(fā)生了躍變。但為了問題的方便,認定: ε ( t = 0- ) = 0 ε ( t = 0+ ) = 1
顯而易見: 只要令 t' = t - t0 即可。 上述直流電源的開關(guān)例子可表示為: u( t )= u0 ε ( t - t0 ) 一個幅度為 i0 的矩形脈沖,可以用單位階躍函數(shù)表示成:
2、unit-impulse function 單位沖激函數(shù) 單位沖擊函數(shù)是另一個奇異函數(shù),用 δ (t) 表示,其定義為:
由定義可見, δ(t)只存在于 t = 0 時刻,故有:
δ(t)的性質(zhì)有:
δ(t) 與 ε(t) 的關(guān)系證明如下: 例如:如果在 t = 0 時刻,將恒壓源 u0 加到一個事先沒有電荷的電容 c 上,則有: 得結(jié)論: 充電前后,電容電壓發(fā)生躍變 0→u0;
流過電容的電流為沖激電流 cu0δ(t);
電容極板上的電荷量的躍變是有限的,為沖激電流的強度 cu0。 又例如,如果在 t = 0 時刻,將恒流源 i0 加到一個事先沒有電流的電感 l 上,則有: 得結(jié)論: 給電感接上恒流源前后,迫使電感電流發(fā)生躍變 0→i0;
電感兩端產(chǎn)生的感應電動勢為沖激電壓 li0δ(t);
電感中的磁匝鏈數(shù)的躍變是有限的,為沖激電壓的強度 li0。
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