单位阶跃函数和单位冲激函数

分析动态电路中的电参量如电流、电压时,必须将其表示成一个随时间变化的函数。
实际上,在某个时刻,将开关闭合或断开,就可表示成一个函数。 1、unit-step function 单位阶跃函数 在 t = t 0 时刻,将直流电压源 u 0 与电路接通,可表示成:
定义一个名为“单位阶跃函数”: 函数在 t = 0 时,发生了跃变。但为了问题的方便,认定: ε ( t = 0- ) = 0 ε ( t = 0+ ) = 1
显而易见: 只要令 t' = t - t0 即可。 上述直流电源的开关例子可表示为: u( t )= u0 ε ( t - t0 ) 一个幅度为 i0 的矩形脉冲,可以用单位阶跃函数表示成:
2、unit-impulse function 单位冲激函数 单位冲击函数是另一个奇异函数,用 δ (t) 表示,其定义为:
由定义可见, δ(t)只存在于 t = 0 时刻,故有:
δ(t)的性质有:
δ(t) 与 ε(t) 的关系证明如下: 例如:如果在 t = 0 时刻,将恒压源 u0 加到一个事先没有电荷的电容 c 上,则有: 得结论: 充电前后,电容电压发生跃变 0→u0;
流过电容的电流为冲激电流 cu0δ(t);
电容极板上的电荷量的跃变是有限的,为冲激电流的强度 cu0。 又例如,如果在 t = 0 时刻,将恒流源 i0 加到一个事先没有电流的电感 l 上,则有: 得结论: 给电感接上恒流源前后,迫使电感电流发生跃变 0→i0;
电感两端产生的感应电动势为冲激电压 li0δ(t);
电感中的磁匝链数的跃变是有限的,为冲激电压的强度 li0。