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1、
第七章“一階電路和二階電路的時域分析”練習(xí)題
7-1 題7-1圖(a)、(b)所示電路中開關(guān)S在t=0時動作,試求電路在t=0+ 時刻電壓、電流的初始值。
(a) (b)
題7-1圖
解:(a)第一步 求t<0時,即開關(guān)S動作前的電容電壓。由于開關(guān)動作前,電路處于穩(wěn)定狀態(tài),對直流電路有,故,電容看作開路,時的電路如題解7-1圖(a1)所示,可得。
題解7-1圖
第二步 根據(jù)換路時,電容電壓不會躍變,所以有
2、
應(yīng)用替代定理, 用電壓等于的電壓源代替電容元件,畫出時刻的等效電路如題解7-1圖(a2)所示。
第三步 由時刻的等效電路,計算得
換路后,和發(fā)生了躍變。
(b) 第一步 由t<0時的電路,求的值。由于t<0時電路處于穩(wěn)定狀態(tài),電感電流為常量,故,即,電感可以看作短路。時的電路如圖解7-1圖(b1)所示,由圖可知
題解7-1圖
第二步 根據(jù)換路時,電感電流不會躍變,所以有
應(yīng)用替代定理, 用電流等于
3、的電流源代替電感元件,畫出時刻的等效電路如題解7-1圖(b2)所示。
第三步 由時刻的等效電路,計算初始值
顯然電路換路后,電感電壓發(fā)生了躍變。
7-8 題7-8圖所示電路開關(guān)原合在位置1,t=0時開關(guān)由位置1合向位置2,求t 0時電感電壓。
題7-8圖
解:由開關(guān)動作前的電路可求得。開關(guān)動作后,電路為含有受控源的電路零輸入響應(yīng)。用外施電源法求解電感以外的等效電阻,電路如圖解7-8圖所示。
由圖可知
對題解7-8圖所示回路列KVL方程,有
4、
而
代入式有
解得
所以
時間常數(shù)為
故
7-12 題7-12圖所示電路中開關(guān)閉合前電容無初始儲能,t=0時開關(guān)S閉合,求t 0時的電容電壓。
題7-12圖
解:由題意知,這是一個求零
5、狀態(tài)響應(yīng)問題。當(dāng)時,電容看作開路,電路如題解7-12圖所示,由于電流,所以受控電流源的電流為零。
故有
求a、b端口的等效電阻。由于有受控電源,故用開路短路法求。把a、b端子短路,有
解得短路電流為
2/7A
則等效電阻為
故時間常數(shù)為
所以后,電容電壓為
=
7-
6、17 題7-17圖所示電路中開關(guān)打開以前電路已達(dá)穩(wěn)定,t=0時開關(guān)S打開。求t 0時的,并求t=2ms時電容的能量。
題7-17圖
7-20 題7-20圖所示電路,開關(guān)合在位置1時已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),t=0時開關(guān)由位置1合向位置2,求t 0時的電壓。
題7-20圖
7-26 題7-26圖所示電路在開關(guān)S動作前已達(dá)穩(wěn)態(tài);t=0時S由1接至2,求t >0時的。
題7-26圖
7-29 RC電路中電容C原未充電,所加的波形如題7-29圖所示,其中,。求電容電壓,并把:(1)用分段形式寫出;(2)用一個表達(dá)式寫出。
(a) (b)
題7-29圖