清华大学硕士电路原理-12

1、正确答案：（）清华大学硕士电路原理-12（总分：100.00，做题时间：90 分钟）一、解答题（总题数：12,分数：100.00）1.如图所示电路接在理想电压源上，求该电路的时间常数。（分数：8.00） 正确答案：（）解析：解 电路的时间常数与独立源无关。独立电压源置零后，从电容两端看入的电阻网络为电阻2并联，所以该电路的时间常数为2.如图所示电路接在理想电流源上，求该电路的时间常数。（分数：8.00 ） 正确答案：（）解析：解 开关 S 闭合、独立电流源置零后的电路如下图所示。下图中从电感两端看入的等效电阻为Req=2+（4+2）/3=4Q所以电路的时间常数为（分数：8.00 ）（分数：8.

2、00）正确答案：（）解析：解 独立电流源置零后，从电容两端看入的电阻网络为电阻 为R1与 R2串联，所以该电路的时间常数T=（R1+R2）C3.电路如下图所示， 求开关 S 闭合后电路的时间常数。4.电路如下图所示t=0 时打开开关 S（换路前电路已达到稳态）。求 i（0+）和正确答案：()解析：解由换路定律可得uC1(0+)=uC1(0-)=4V , uC(0 j=uC(0)=8V0+电路如下图所示，贝 U5.电路如图所示，t=0 时开关 S 闭合，求电容电压的初始值。(分数：8.00) 正确答案：()解析：解 由叠加定理可得uC(0-)=- 3+2X2=1V由换路定律有uC(0 j=UC(

3、0-)=1V6.已知图所示电路中电压源 uS=10sin(4t+9)V，电感无初始储能，t=0 时开关 S 闭合中不产生过渡过程，则电源的初相角9应为多少？(分数：8.00 ) 正确答案：()解析：解由换路定律可得iL(0 j = iL(0-)=0电路的时间常数为开关 S 闭合后，稳态时 iL(t)的相量为iL(t)稳态时的瞬时值表达式为iLq(t)=2sin(4t+9-53.1)A则 iL(t)的解的表达式为iL(t)=2sin(4t+9-53.1)+Ke-3tA由 iL(t)的起始值 iL(0+)=0 可确定上式中的待定常数K 为K=2sin(9-53.1)A则 iL(t)的解为iL(t)

4、=2sin(4t+9-53.1)-2sin(9-53.1)e-3tA要使 S 闭合后电路不产生过渡过程，应使常数K=0,则可得初相角9=53.17.求使如下图所示电路产生欠阻尼响应时的电感参数Lo(分数：8.00 )S 闭合后电路解析：解 该电路换路后的等效电路如下图所示。要使电路产生欠阻尼响应，只需满足下式即8.图 1 所示电路开关闭合前两个电容均不带电， 电源电压US为一常数值。开关闭合后输出电压 u2的波形可能是图 2 中的哪一个？图 1图 2（分数：8.00） 正确答案：（）解析：解 已知电容 C!和 C2在开关闭合前均不带电，故 u2的初始电压为零，而 u2的稳态响应也为零。 又该电

5、路属二阶电路，由电阻和电容组成的无源电路不可能产生衰减振荡波形，故u2的波形为图 2 中的。9.判断下图所示电路中电流 i 的波形是振荡型还是非振荡型（分数：8.00） 正确答案：（）解析：解 以 i 为变量列写电路的微分方程得整理后，得特征方程为2p +2p+4=0求得特征根为电路呈欠阻尼状态，i 的波形是衰减振荡的。10.下图所示电路，开关 S 闭合前电路已达稳态。在 t=0 时开关 S 闭合，用经典法求 u（t）并定性画出其波形。（分数：8.00）正确答案：()正确答案：()解析：解 由换路前电路，求得由换路定律可得iL(0+)=iL(0-)=2.5A时间常数为0+电路如图(a)所示图(

6、a)由 0+电路根据叠加定理求 u(0+)。当 9V 电压源单独作用时，可得当 4A 电流源单独作用时，可得u(0+)=-42+(3/6)=-16V当 2.5A 电流源单独作用，可得所以稳态电路如图(b)所示。由叠加定理求 u(。当 9V 电压源单独作用时，可得图(b)当 4A 电流源单独作用时可得u(g)= -43/(2/3+3)=-7V所以u(g)=u(g)+u()=1.5-7=-5.5V由此可得u(t)=-5.5-6e-4tV(t 0)其定性波形如图(c)所示。图(c)11.下图所示电路中，开关 S 闭合前电路处于稳态，t=0 时闭合开关 S。求开关闭合后的电流 i1(t)和 i2(t)

7、， 并定性画出 i1(t)和 i2(t)的波形。(分数：8.00 )解析：解可先求 i2，再求 u, i3，最后求 i1。电路如下图图(a)所示。图(a)由换路前电路和换路定律得换路后电路的时间常数为由稳态电路得由三要素法，得i2(t)=0.75+2.25e 皿 A (t 0)由此得ii(t)=3+i3(t)=3.375-1.125e-100tA (t 0)ii(t)和 i2(t)的定性波形如下图图(b)所示。图(b)12.下图所示电路换路前处于稳态。t=0 时闭合开关 S。求电流 iL(t)和 ii(t)(分数：12.00 ) 正确答案：()解析：解 先将换路前电路中的电阻网络部分(图(a)所示)作戴维南等效。图(a)求开路电压:uOC=4iX5=4V求入端电阻：等效电路如图(b)所