单片机应用技术课后习题答案单元三北邮

单元三线性电路的过渡过程

一、填空题

1.在含有储能元件的电路中，当电路的工作条件发生变化，如电路

的接通或断开、某支路短路、元件参数突变等，这些情况的变化称

为换路。

2.为了分析问题的方便,我们认为换路是在t=0时刻进行的，并把

换路前的最终时刻记为，=巴，把换路后的最初时刻记为,=(),,换

路经历时间为暂态到稳态的过渡。

3.动态电路发生突变后，从原来的状态转变为另一工作状态的过程

称为过渡过程。

4.由于电容中的电场能量和电感中的磁场能量不能跃变，所以在换

路瞬间电容两端的曳压和电感中的电流也是不可能跃变的。

5,换路定律：乙(0+)=乙(0)；〃c(0+)=〃c(°)。

6.对于直流激励，换路前及很长时间后的稳定状态，电容元件可视为

开路，电感元件可视为短路。

7.零输入响应决定于初始状态，零状态响应决定于外部激励,全响应

和两者都有关系，目全响应二零状态响应+零输入响应。

二、选择题

1.电路如题图1所示，4=12V，在1=0时把开关S闭合，若

%(0_)=12V,则在开关S闭合后该电路将(B)。(没有差值，不产

生过渡过程)

A.产生过渡过程B.不产生过渡过程C.无法确定

2.电路如图2,弓=0.2叶(2=0.3听Q3=0.2叶£4=0.8四.可求得

A,B两点间的等效电容。=(B%

A.l/3pFB.0.28好C.0.24好D.0.14"

g

+AB

cO-Q

:

题图1题图2

3.电路如题图3所示,已知电容初始电压〃cQ)=iov,电感初始电

流"(。-)=。,C=0.2F,Z=0.5H,/?,=3OQ,/?2=20Qo"0时开关S接通,

则”R(0+)=(C1

A.0AB.0.1AC.0.2AD.1/3A

题图3

4.电路如题图4所示，已知4=2A,L=1H,R1=2OC,R2=R3=1OC。开

关S打开之前电路稳定，r=u时3打开，则〃(0+)=(D)

A.0B.20VC.40/3VD.40V

三、分析计算

1求题图5所示各电路换路后的电压、电流的初始值。

(a)(b)

100LL

题图5

ft?：(a)^(0+)=107,M1(o+)=OV/1(o+)=O,/c(o+)=-z2(oj=-3.3mA

(b)iM)j(o_)=O.5A,〃M)=5V

(c)W/？(OJ=-WC(OJ=-10VZZ(OJ=-O.1A

(d)z(o+)=O.125A/w(o+)=3.33VfwL(o+)=6O67V

2.在题图6所示的电路中，试确定在开关S断开初始瞬间的电压uc

和电流/乙A,3值。S断开前电路已处于稳态。

22t=0

矶)=0

6“九毛C

6题图7

解：wc(0+)=«c(0_)=^―6=4V

今(。+)=〃c(°.)=4V,

6-4八

/.(0+)=/^0+)=—=Mz2(0+)=0

乙

3.在题图7中，q=100,Ri=1Q,R2=99。，C=10pF,试求

(1)S闭合瞬间(t=0+),各支路电流及各元件电压的数值。

(2)S闭合后达到稳定状态时(1)中各电流和电压的数值。

（3）当用电感元件替换电容元件后，重新计算（11（2）两种情况

下各个数值。（各电压电流取关联的参考方向）

解：（1）以2（°+）=砧°+）=0，虱0+）=0，i（0+）=4（0J=100A,

〃町9+）=100V

（2）Z（oo）=it（oo）=1A,UR2（CO）=Mc（0O）=99VZ〃R］（00）=1V

3（8）=0

z=o:z（o）=z（o）=z,（o）02（0+）=«（o）

（3）2+0,++=1A,L+=99VZ

W/？1（o+）=lV;

/—>00:Z（oo）=Z（oo）i］（co）〃R2（8）==

2=100A/=0z,（8）0/

3）=100V.

4.在题图8中，已知R=2。，电压表内阻为2500。,电源电压

6=4V,试求开关S断开瞬间电压表两端的电压。换路前电路已

处于稳态。

._4

解：/J0J=-=2X

uv(oj=-5000V

5.电路如题图9所示，在t<0时，开关S位于〃1〃，已处于稳态,

当上。时，开关S由'T闭合到〃2〃，求初始值加。+）,以（0+）。

S300It

r~~~

Y20Qf]10J;

题图9

解：枢。+)='(o_)=-5X20；30二一2A,

〃/.(。+)==80V

6.在题图10所示的RC充电电路中，电源电压q=50V,

R=1KQ,C=20〃F。若闭合开关S前电容没有充电求闭合s后的〃/可

时充电到％=4/2?(13.9ms)

+I

q(>uc==c

题图io

r=/?C=1OOOX20X1o-6=2X10-2

7Ot

uc=Us(l-e')=5W-e")

当〃c=S/2时

f=139ny

7.在题图11所示的RC放电电路中，％(0_)=u。，C=20〃F,若要

求放电后15ms,电容电压下降到初始值的5%,求电阻R,时间

常数？，并求出放电电流,•的表达式。(3.7)

题图n

R=250C"=5.0ms,&)=一线e-2(x)，A

250

8.习题6中若闭合开关前电容已经充电G(O_)=2OV求闭合S后,

电容电压〃c和电流》的全响应。(3.8)

i(r)=C四=0.03产A

dt

9.一个高压电容器原先已充电，其电压为10kV,从电路中断开后,

经过15min它的电压降为3.2kV，问

(1)再过15min电压降为多少?1.56KV

(2)如果电容C=15pF,那么它的绝缘电阻是多少？64.7M

(3)需经多少时间，可使电压降至30V以下？94min

(4)如果以一根电阻为0.2。的导线将电容接地放电，最大放电

电流是多少？若认为在5r时间内放电完毕，那么放电的平均功率

是多少？50Ka,50xi()3kw

(1)1.56K\4⑵64.7M。，⑶94min,⑷50KA,5Oxio3/cw

10在图12所示的电路中，已知Ri=R2=10,q=2V,L=100

mH，在t0时刻将开关S合上，求乙随时间变化的规律，并作出

乙的变化曲线。

解：乙(/)=0.2(1-1”，曲线略。

图12图13

11.在图13所示电路中,已知6=12,Ri=200Q,R2=50Q,L

=0.5H,原电路已处于稳态，在上0时刻将开关S打开，求)随

时间变化的规律，并求电阻Ri两端电压心的变化规律。

500,00

解：iL(t)=0.24e-A,〃幻⑴=一48"5V

12.图14所示电路中,开关S闭合前电路达到稳态，已知Us=36V,

Ri=8Q,R2=12Q,L=0.4H,求开关闭合后电感电流力及电压uL

的解析式。

s

Ri0

<----a----□---1.

1也

+1+

%<〉L\uL

题图14

解：fL(0J=/L(0.)=-^-=-^-=1.8A

%+兄o+