15ー1ー01.ステップ関数(RLC回路)

このページからは,いよいよRLC回路ステップ関数の場合の応答を調べていきます.

次は,抵抗,コイル,コンデンサが直列の回路について

 

入力はステップ関数となるので,

\(\Large V(t) \ : \ V_0 \ ( 0 \leq t \leq t_0) \)

\(\Large \hspace{35 pt} : \ 0 \ (0>t, t_0 < t) \)

となります.

思った以上に複雑になったので,順を追って説明していきます.

1.初期条件(t=0)

2.0 < t < t0,でのステップ応答

  通常の解き方

   α < ω0

   α > ω0

   α = ω0

  ラプラス変換での解き方

   α < ω0

   α > ω0

   α = ω0

3. t > t0,でのステップ応答

   α < ω0 だめな例

   α < ω0 よい例

   α > ω0

   α = ω0

4.コンデンサ,コイルの電圧はどうなるか

5.初期条件が,I'(0) = 0,の場合

となります.

 

 

直列なので,
 電流はどこも同じ
 電圧は,抵抗+コンデンサ,が電源と等しい
ことから,

\(\Large V_0 = V_R (t) + V_C (t) \)

\(\Large V_R(t) = R \cdot I(t) \)

\(\Large \displaystyle V_L(t) = L \ \frac{d}{dt} I(t) \)

\(\Large \displaystyle V_C(t) = \frac{1}{C} \ \int I(t) \ dt \)

\(\Large \displaystyle V_0 = R \cdot I(t) + L \ \frac{d}{dt} I(t) \)

\(\Large \displaystyle \frac{d}{dt} I (t) = - \frac{R}{L} I (t) + \frac{1}{L} \ V_0 \)

なる,微分方程式を解けばいいことになります.

 

 

 

tr