IMAGINATION ATELIER / SCIENCE 24

直流电路与RC暂态仿真

连接、求解,再沿着曲线去理解。

接线图 / DC 终态电压
拖动节点整理电路 · 右侧数值入口也能定位
DC / KCL 最大残差
DC / 全支路功率和
瞬态 / 真实计算步数

支路结果 / 正方向 a → b

元件端点电压 / V电流 / A功率 / W

全部节点 / 相对 GND

节点名称DC 终态 / V游标时刻 / V
电路是怎样求解的?

改进节点分析(MNA)把节点电压与独立电压源电流一起求解。电阻遵循 I=(Va−Vb)/R,电容在DC为开路。电压源约束 Va−Vb=V,电流源正方向 a→b,功率 P=(Va−Vb)I,正值表示吸收。

瞬态采用隐式后向欧拉:Ic=C[(Va−Vb)ₙ−(Va−Vb)ₙ₋₁]/Δt。t=0(切换前) 样本是所有阶跃源仍为0时的DC;之后在各时间步按所设延迟施加阶跃,非整步的阶跃在下一采样步出现。比较按钮按同一模型的 Δt/2 重算,仅报告选中节点末值差,并非真实误差上界。DC表则使用各源最终值。若初始DC不唯一,瞬态也不进行。

采用行缩放和部分选主元的高斯消元;不悄悄加入稳定电阻。悬浮、冗余电压源和病态参数会返回错误。最多12节点、32元件、2000步;半步比较上限4000步。线性集中参数理想元件,无电感、非线性半导体、噪声、器件容差与热效应,不替代实际硬件测量。

资料:Qucs / Modified Nodal Analysis;Qucs / Energy-storage components。实现已与解析分压、RC充电及KCL/功率守恒核对。