电工电子第5章习题答案


     第五章 动态电路暂态分析
    章务认识动态电路渡程学动态电路渡程变化规律掌握动态电路渡程基分析方法
    章基求
    1 解动态电路渡程产生原
    2 正确理解电路换路定律
    3 求解电路初始值稳态值
    4 正确理解动态电路零输入响应零状态响应全响应
    5 解动态电路暂态分析典法
    6 掌握阶电路三素分析法
    7 阶电路渡程变化规律物理意义
    章题解析


    +
    +
    +


    S(t0)
    2
    1F
    1


    6V
    3V

    +

    S(t0)


    2
    +
    +


    6
    1H
    16V
    6V
    (a) (b)
    51 题图51(a)51(b)示电路中开关St0时动作试求电路时刻电压电流初始值






    +


    +
    2
    1
    3V



    (c)
    +


    +
    +
    2


    6
    16V
    6V


    (d)







    题图51

    解:
    (a)题意求出

    根换路定

    换路瞬间电容相2V 电压源图(c)示图(c) 示电路求出


    (b)题意求出

    根换路定

    换路瞬间电感相2A电流源图(d)示图(d) 示电路求出


    52 某RC放电电路01电容电压变原值20求时间常数
    解:根题意设

    题条件代入

    式求出

    53 电容元件充电电路中断开电压降该电容元件绝缘电阻少?
    解:题意

    已知条件代入式



    54题图54示电路已知开关S闭合前电容已充电V试问开关S闭合秒放电电流降01mA?
    题图54
    R2
    R1
    +
    _
    uC(0)
    R3
    t 0
    S
    C
    R4




    iC





    解:根换路定律
    V
    电路时间常数中


    s
    电容电压
    V
    mA



    t 0419s
    +
    R1
    R2
    R3
    U

    +

    uC(∞)
    +
    R1
    +
    _
    uC(0)
    R2
    S(t 0)
    C
    R3
    U


    55题图55示电路已知V开关S时闭合试问ms时值(设电容原先未充电)




    图55(a)t∞等效电路图

    题图55


    解:根换路定律
    V
    画出∞时刻等效电路图55(a)示
    V
    等效电阻时间常数求
    Ω
    s
    三素公式
    V
    t1ms时
    V
    56题图56示电路已知开关S闭合前电路已处稳态时闭合开关S应三素法求

    题图56
    Is
    R2
    S
    t0

    R1
    uC

    iR
    iC









    解:换路前稳态电路
    V
    根换路定
    V
    换路∞时刻电路求
    V

    s
    利三素法



    57题图57示电路已知开关S处位置1时电路已进入稳态时开关S合位置2求电容电压
    S



    1
    2
    +
    +


    U1
    U2
    R1
    R2
    R3
    C1
    C2
    C3
    uC(t)
    +









    题图57


    解:画出0时刻电路图57(a)示
    V

    0 时刻电路
    题解57图(a)
    ∞ 时刻电路
    题解57图(b)


    R1
    R2
    R3
    uC(0)
    +



    +

    U1

    +

    U2
    R1
    R2
    R3
    uC(∞)
    +











    +

    根换路定
    V
    画出∞时刻电路图图57(b)示
    V
    求时间常数
    s



    _
    2V
    01F
    iC
    +
    i
    2i


    _
    +
    +











    58题图58示阶RC电路电路初始状态零试求:(1) 电路时间常数τ(2)t>0
    +

    题解58图(a)
    i
    2i


    _
    +










    题图58


    解:题阶RC电路零状态响应求解
    电容C 含源端口置成源端口题解图58(a)示外加电源法求等效电阻:

    时间常数:
    换路稳态电路

    代入公式:

    59 题图59示电路已知时开关S开试求换路零状态响应


    S
    iL(t)
    3H
    (t0)
    10Ω


    10A
    题图59





    解:响应稳态值

    时间常数

    零状态响应


    510题图510示电路中开关S时闭合(1)列出变量微分方程(2)求电压源发出功率


    +
    +


    S(t0)
    5
    10
    10
    10V
    01H



    题图510




    解:(1)设两电阻中电流图示右边网孔应KVL



    应KCL

    左边网孔应KVL

    代入式整理

    (2)初始条件解述方程



    电压源发出功率

    511题图511示电路时开关S1合2时电容电压

    +
    S
    2
    1F
    100V


    +
    1
    R
    题图511
    零充电60V求R少?时开关2合11s放电电容电压少?



    解:题意充电时



    求出

    放电时



    512题图512示电路换路前已处稳态时开关断开求时
    6A

    +
    S
    01F
    12V


    +
    10
    题图512




    解:题意求出





    513题图513示电路换路前已达稳态求时全响应稳态分量暂态分量零输入响应零状态响应分量分写出
    S(t0)
    10V


    +
    1
    2

    +

    +
    5V
    1
    2
    001F





    题图515


    解:题意求出



    三素公式



    稳态分量暂态分量零输入响应零状态响应




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