怎麼理解階躍、衝激、斜坡函數,沒讀過大學,看基礎電路時感覺不理解?

不知道這個是幹什麼用的,想表達什麼意思呢,怎麼用通俗易懂的語言來講清楚這三者的關係?


階躍很容易理解的。例如我們使用電飯鍋,有保溫檔,有加熱檔,還有快熱檔。對於被加熱物體來說,就是溫度階躍;對於加熱元件來說,是電流或者電壓階躍。
如果某電源的負載是電阻,根據歐姆定律,當流過電阻的電流與電壓出現階躍時,兩者只有幅值的差別,在時間上是一致的。
我們來看下圖:

我們先看圖4:圖中電阻R上的電壓為:
U=frac{ER}{R+r}
而電流I為:
I=frac{U}{R}
注意到一個現象:這裡的R和r都是定值,因此U和I之間存在比例關係。
從圖1和圖2中看到,電壓對時間的波形是階躍的關係,而電流對時間的波形也是階躍的關係。
我們把電壓或者電流對時間的圖叫做波形圖。
我們看到,當網路中的元件是電阻時,電壓波形與電流波形存在比例關係,而且階躍的時間關係是一致的。
我們看圖3:
此圖的縱坐標是電壓,橫坐標是電流,此圖中的圖形叫做某元件的伏安特性曲線。
圖3中直線下的大直角三角形與斜上方的小直角三角形是相似形。我們來求此斜線的斜率,為:
tanphi =frac{U}{I} =frac{Delta U}{Delta I} =R
注意到上式,它告訴我們兩件事:
1)對於電阻來說,電壓與電流之比就是電阻。這是由歐姆定律得到的結論
2)當電壓發生微小變化Delta u時,電流也發生微小變化Delta i,兩者之比:
R=frac{Delta u}{Delta i}
我們發現此比值還是電阻R。不過,這裡的名稱叫做動態電阻。
結論是:對於電阻元件來說,它的伏安特性曲線是一條經過原點的斜線,斜線的斜率就是電阻R,並且電阻元件在工作範圍內均保持du/di=R不變。
我們來看下圖:

圖中的電壓波形類似三角波,不過它的邊緣並不規整。我們發現它的電流波形是類似的。
於是我們可以給出一個很重要的結論:
第一:伏安特性曲線是某元件的身份證。某種元件一定會有某種確定的伏安特性曲線與之對應。
第二:當電源發生變化時,某種元件一定會產生與之對應的衝激響應。
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應當明白了吧,所謂衝激響應只不過是某種元件對衝激產生的對應關係而已。
例如,我們把電阻的前方串聯一隻二極體(正向或者反向),或者串聯一隻電容,那麼當發生階躍衝激時,電阻R上的電壓波形和電流波形是什麼樣的?
這與有沒有讀過大學,似乎沒有什麼關係。
如果讀過大學了,以上關係倒是可以講得更準確一些:
電阻就是伏安特性曲線上電壓對電流的導數du/di。
對於線性電阻來說,在電阻的工作電壓範圍內,du/di=常數。
對於非線性電阻來說,在非線性電阻的工作電壓範圍內,du/di不為常數。
對於電容元件和電感元件,它們的衝激響應du/dt和di/dt與電阻元件不同,它們的衝激響應具有時間上的延遲,波形也會發生變化。


用高中力學來理解吧!被分析系統就是一輛車。
1.衝擊函數就像突然猛推一下一輛車,然後走開。觀察車的運動情況。
2.階躍函數就相當於一直給車一個恆定不變的力,可以和摩擦力相同,保持車勻速運動。
3.斜坡函數就相當於給車一個一直均勻變大的力,讓車按一個加速度一直加速。。。。
然後車所處的環境是多樣的,可能是一個山穀穀底,可能是平路均勻摩擦,可能是光滑的路,也可能前面是一個陡坡。。。。有各種情況,根據情況分析各種可能。。。。
所以通過這一套模型,就抽象出,電學和力學等各種物理現象之間的共通點了。


邱關源的《電路》你只要有高中的微積分基礎就能啃完前12章,大概300頁。


讀了大學的學生也不一定懂
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階躍函數用來表示一個信號從0到1的變化;
衝激函數用來表示一個衝激信號;
斜坡函數以此類推。
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純理論(數學)的知識最難理解,結合具體實際情況理解才是最好的辦法。


階躍是開關,衝激是給你一巴掌,斜坡還沒想好……


斜坡導數是階躍;
階躍導數是衝激……
嚴格的定義要看書上了……
一般用衝激函數(現實中不存在這種信號)獲得系統響應(也就是說明幅度、頻率、相位之間的關係,以及輸入輸出之間的聯繫),用階躍、斜坡也行,對應的系統響應也滿足上面的微積分關係。
看看《信號與線性系統》——管致仲,這個需要點《線性代數》(簡單的線性方程求解)、微分方程(《高等數學》里的一元常係數微分方程就可以了)和《複變函數與積分變換》(主要就是傅里葉和拉普拉斯變換)。
題主問的電路,應該指的是連續系統的吧,後面的離散系統可以先不看(和連續系統相似)。
通信小碩憑印象答得,希望能幫到題主。


本人大三,以下內容都是根據印象寫的,但大概就這麼個意思。

簡單的說,一個電壓信號,
假設t小於0時,電壓信號都是等於0的

斜坡信號就是從t=0開始,U=Kt,單位斜坡信號就是K=1,對應的斜坡信號輸入的響應叫斜坡響應;

階躍信號就是從t=0開始,U=K,單位斜坡信號就是K=1,對應的階躍信號輸入的響應叫階躍響應;

衝激(又叫脈衝)信號就是在t=0開始,U=∞,t&>0時,U=0,這是理想的衝激信號,實際中往往達不到∞,同樣的,對應的衝激(脈衝)信號輸入的響應叫衝激(脈衝)響應;

一階系統中三者有如下關係:


你學《信號與系統》這門課就理解了。不然光知道有這些信號,不理解他們有什麼用。


階躍就是一個台階信號,衝擊就是一個瞬間信號。但為什麼這麼說,需要信號與系統的知識。


不用聽他們的,看什麼前十二章,那些在拉氏神教面前都是渣渣(??????) ?

tx

不過我真的覺得你把拉普拉斯變換看懂了再加上微積分電路就沒什麼問題了


看圖


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