电路分析基础第五版第4章
- 格式:ppt
- 大小:1.57 MB
- 文档页数:40
4-2.5μF 电容的端电压如图示。
(1)绘出电流波形图。
(2)确定2μs t =和10μs t =时电容的储能。
解:(1)由电压波形图写出电容端电压的表达式:10 0μs 1μs10 1μs 3μs ()1040 3μs 4μs 0 4μs t t t u t t t t≤≤⎧⎪≤≤⎪=⎨-+≤≤⎪⎪≤⎩ 式中时间t 的单位为微秒;电压的单位为毫伏。
电容伏安关系的微分形式:50 0μs 1μs 0 1μs 3μs()()50 3μs 4μs 0 4μs t t du t i t C t dt t<<⎧⎪<<⎪==⎨-<<⎪⎪<⎩上式中时间的单位为微秒;电压的单位为毫伏;电容的单位为微法拉;电流的单位为毫安。
电容电流的波形如右图所示。
(2)电容的储能21()()2w t Cu t =,即电容储能与电容端电压的平方成正比。
当2μs t =时,电容端电压为10毫伏,故:()()22631010μs 11()5101010 2.510J 22t w t Cu ---===⨯⨯⨯⨯=⨯当10μs t =时,电容的端电压为0,故当10μs t =时电容的储能为0。
4-3.定值电流4A 从t=0开始对2F 电容充电,问:(1)10秒后电容的储能是多少?100秒后电容的储能是多少?设电容初始电压为0。
解:电容端电压:()()()00110422t tC C u t u i d d t C τττ+++=+==⎰⎰;()1021020V C u =⨯=; ()1002100200V C u =⨯=()()211010400J 2C w Cu ==; ()()2110010040000J 2C w Cu ==4-6.通过3mH 电感的电流波形如图示。
(1)试求电感端电压()L u t ,并绘出波形图;(2)试求电感功率()L p t ,并绘出波形图;(3)试求电感储能()L w t ,并绘出波形图。
第四章 电路定理4-1应用叠加定理求图示电路中电压ab u 。
2Ω1Ω+-ab u a b 题4-1图解:画出两个电源单独作用时的分电路如题解4-1图所示。
对(a)图应用结点电压法可得:1115sin 13211n t u ⎛⎫++= ⎪+⎝⎭解得:13sin n u tV =()111sin 21n ab u u tV =⨯=+题解4-1图+-(a)()1ab u +-(b)()2ab u对(b)图,应用电阻分流公式有1111351321t t e i e A --=⨯=+++ 所以()2115t ab u i e V -=⨯=()()121sin 5t ab ab ab u u u t e V -=+=+4-2应用叠加定理求图示电路中电压u 。
题4-2图-V解:画出电源分别作用的分电路图①(a)(b)题解4-2图-V u对(a)图应用结点电压法有1111136508240108210n u ⎛⎫++=+ ⎪++⎝⎭解得:()1182.667n u u V ==对(b)图,应用电阻串并联化简方法,可得:104028161040310403821040si u V ⨯⎛⎫⨯+ ⎪+⎝⎭=⨯=⨯⎛⎫++ ⎪+⎝⎭()2823si u u V -==- 所以,由叠加定理得原电路的u 为()()1280u u u V =+=4-3应用叠加定理求图示电路中电压2u 。
3Ω题4-3图2u解:根据叠加定理,作出电压源和电流源单独作用时的分电路,受控源均保留在分电路中。
(a)(b)3Ω题解4-3图()123ΩA(a) 图中()1120.54i A == 所以根据KVL 有()()11213221u i V =-⨯+=-(b) 图中()210i =()22339u V =⨯=故原电路电压()()122228u u u V =+=4-4图示电路中,当电流源1s i 和电压源1s u 反向时(2s u 不变),电压ab u 是原来的0.5倍;当电流源1s i 和电压源1s u 反向时(1s u 不变),电压ab u 是原来的0.3倍。
电路分析第五版答案第一章:基本概念和电路定律练习题答案a.看图1.1.CircuitCircuitb.从图中可以看出,电流I分为两个路径,通过电阻R1和R2。
根据欧姆定律,我们可以计算出电流I的值。
从电源V1开始,沿着电流的流向,电流经过电阻R1,其电压降为V1 - I R1。
然后经过电阻R2,其电压降为(V1 - I R1) - I * R2。
根据基尔霍夫电压定律,这个电压降等于电源的电压V1。
所以我们可以得到方程(V1 - I*R1) - I * R2 = V1。
通过解这个方程,我们可以计算出电流I的值。
a.如果电流经过电阻R1和电流源I1,那么根据欧姆定律,我们可以得到电流I1的值为I1 = V1 / R1。
b.如果电流经过电流源I2,则根据欧姆定律,我们可以得到电流I2的值为I2 = V2 / R2。
c.根据基尔霍夫电流定律,两个电流源的总和等于流入节点的电流总和。
所以我们可以得到I1 + I2 = I。
综上所述,我们得到了电路中的电流和电阻之间的关系。
第二章:电路简化技术练习题答案a.直接串联与并联等效电阻的计算公式为:–直接串联:R = R1 + R2 + R3 + ...–直接并联:1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ...b.根据以上公式,我们可以计算出串联和并联电路的等效电阻。
a.并联电路等效电阻的计算公式为:1 / R = 1/ R1 + 1 / R2。
b.代入R1=4欧姆和R2=5欧姆的值,我们可以计算得到1 / R = 1 / 4 + 1 / 5。
进一步计算可得1 / R = 0.45。
最后,通过倒数运算可以得到R= 2.22欧姆。
所以,电路中的等效电阻为2.22欧姆。
实验题答案a.看图2.1.Simplified CircuitSimplified Circuitb.根据电路简化技术,我们可以将电感L1和L2合并,并求得等效电感L。
通过串联和并联电感的公式,我们可以得到等效电感的计算公式:L = L1 + L2。