电路技术基础一阶电路时域分析习题答案
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第七章动态电路的时域分析习题一、选择题1. 一阶电路的时间常数取决于: C(A) 电路的结构(B) 外施激励(C) 电路的结构和参数(D) 电路的参数2. 图示电路中I S = 5 A恒定,电路原已稳定,t = 0时开关S打开。
在求解过渡过程中,下列式子中正确的是: D(A) u(∞) = 125 V (B) τ = 0.4 s (C) u(0+) = 100 V (D) i(∞) = 5AL3.在电路换路后的最初瞬间( t = 0+ ),根据换路定律,电路元件可作如下等效: C(A) 无储能的电容可看做开路(B) 无储能的电感可看做短路(C) 电容可看作具有其初值电压的电压源(D) 电压源可看作短路,电流源可看作开路(0+)的值为:D4. 图示电路在开关S合上前电感L中无电流,合上开关的瞬间uL(A) 0 V (B) 63.2 V (C) ∞(D) 100 V5. 图示电路中电压源电压恒定,且电路原已稳定。
在开关S闭合瞬间,i(0+)的值为:C(A) 0.2 A (B) 0.6 A (C) 0 A (D) 0.3 A6. 表征一阶动态电路的电压、电流随时间变化快慢的参数是:D(A) 电感L(B) 电容C(C) 初始值(D) 时间常数τ7. 图示正弦脉冲信号的数学表达式为:B (A) sin ω t ⋅ ε (t ) + sin ω ( t - T ) ⋅ ε ( t - T ) (B) sin ω t ⋅ ε (t ) - sin ω t ⋅ ε ( t - T ) (C) sin ω t ⋅ ε (t ) - sin ω ( t - T ) ⋅ ε ( t - T ) (D) sin ω t ⋅ ε (t ) + sin ω t ⋅ ε ( t - T )8. 图示电路中,原已达稳态, t = 0开关 S 打开,电路的时间常数为:D (A)s 41 (B) s 61(C) s 4 (D)s 69. 示电路中,t = 0 时开关打开,则 u (0+)为:C(A) 0V (B) 3.75V (C) – 6V (D) 6V10.图示电路中,开关打开已久,在 t = 0 时开关闭合,i (0+) 为:D(A) 0A (B) 0.8A(C) 2A (D)1A11.R 、C 串联电路,已知全响应()()10C 83V,0t u t e t -=-≥,其零状态响应为:(A )(A) 1088V te-- (B) 1083V t e -- (C) 103V t e -- (D) 105V t e -12. .一阶电路的全响应()()10C 106V,0tu t et -=-≥若初始状态不变而输入增加一倍,则全响应u C (t)为 ( D ) (A) 20-12e -10t ; (B) 20-6e -10t ; (C) 10-12e -10t ; (D) 20-16 e -10t 。
第六章一阶电路——经典分析法(微分方程描述) ——运算分析法(代数方程描述)见第十三章一、重点和难点1.动态电路方程的建立和动态电路初始值的确定;2.一阶电路时间常数、零输入响应、零状态响应、冲激响应、强制分量、自由分量、稳态分量和暂态分量的概念及求解;3.求解一阶电路的三要素方法;电路初始条件的概念和确定方法;1.换路定理(换路规则)仅对动态元件(又称储能元件)的部分参数有效。
① 电容元件:u C(0-) = u C(0+);(即:q C(0-) = q C(0+)); i C(0-) ≠i C(0+)。
② 电感元件:i L(0-) = i L(0+);(即:ΨL(0-) = ΨL(0+));u C(0-) ≠u C(0+)。
③电阻元件: u R(0-) ≠u R(0+); i R(0-) ≠i R(0+)。
因此,又称电容的电压、电感的电流为状态变量。
电容的电流、电感的电压、电阻的电压和电流为非状态变量。
如非状态变量的数值变化前后出现相等的情况则视为一种巧合,并非是一种规则。
2.画 t=0+时刻的等效电路画 t=0 +时刻等效电路的规则:①对电容元件,如u C(0-) = 0 ,则把电容元件短路;如u C(0-) ≠ 0,则用理想电压源(其数值为u C(0-))替代电容元件。
②对电感元件,如i L(0-) = 0 ,则把电感元件开路;如i L(0-) ≠ 0,则用理想电流源(其数值为i L(0-) )替代电感元件。
画 t=0 +时刻等效电路的应用:一般情况下,求解电路换路后非状态变量的初始值,然后利用三要素法求解非状态变量的过渡过程。
3.时间常数τ①物理意义:衡量过渡过程快慢的技术指标( 即等于一阶微分方程的特征方程的特征根) 。
仅取决于电路的结构和元件的参数。
②几何意义:状态变量变化曲线中时间坐标轴上任意一点次切距的长度(即曲线上任意一点,如果以该点的斜率为固定变化率衰减,则经过τ时间后为零值) 。
第4章 一阶电路的时域分析基础与提高题P4-1 uF 2电容器的端电压是V 10时,存储电荷是多少? 解:uC 20101026=⨯⨯==-CU qP4-2 充电到V 150的uF 20电容器,通过一个M Ω3电阻器放电,需要多长时间?何时的放电电流最大?最大值多少?解:s RC 60102010366=⨯⨯⨯==-τ,放电完毕约等于s 3005=τ 刚开始放电时电流最大,最大电流为uA 501031506=⨯ P4-3 当uF 2电容器电压如图P4-3所示时,画出流过此电容器的电流波形图。
假设电压与电流为关联参考方向。
图P4-3 图1解:关联参考方向,则电容电流dtt du C t i c c )()(=,分段求解如下: (1)A t i V t u ust c c 0)(,0)(,0=∴=≤(2)()A t i Vt t u us t c c 401020102)(,1020)(,10666=⨯⨯⨯=∴⨯=≤≤-(3)A t i V t u us t c c 0)(,20)(,41=∴=≤≤(4)()A t i V t t u us t c c 40)1020(102)(,1001020)(,64666-=⨯-⨯⨯=∴+⨯-=≤≤-(5)()A t i Vt t u us t c c 201010102)(,801010)(,86666=⨯⨯⨯=∴-⨯=≤≤-(6)A t i V t u ust c c 0)(,0)(,8=∴=≥ 电容的电流如图1所示。
P4-4 0.32tA 电流流过150mH 电感器,求s t 4=时,电感器存储的能量。
解:电感器存储的能量()23232.0101502121t Li W ⨯⨯⨯==- 当s t 4=时,电感器存储的能量为P4-5 由20V 电源与Ω2电阻、H 6.3电感组成的串联电路,合上开关后经过多长时间电流达到其最大值,最大值多少?设合上开关前电感无初始储能。