电路与模拟电子技术(第二版)第5章习题解答[1]VIP专享VIP免费

第39页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第39页共8页第五章电路的暂态分析5.1题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i的初始值和稳态值。解：（a）iL(0+)=iL(0−)=62=3A，换路后瞬间i(0+)=12iL(0+)=1.5A稳态时，电感电压为0，i=62=3A（b）uC(0+)=uC(0−)=6V，换路后瞬间i(0+)=6−uC(0+)2=0稳态时，电容电流为0，i=62+2=1.5A（c）iL1(0+)=iL1(0−)=6A，iL2(0+)=iL2(0−)=0换路后瞬间i(0+)=iL1(0+)−iL2(0+)=6−0=6A稳态时电感相当于短路，故i=0第40页共8页第39页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第40页共8页（d）换路后瞬间稳态时电容相当于开路，故i=62+2+2=1A5.2题5.2图所示电路中，S闭合前电路处于稳态，求uL、iC和iR的初始值。解：换路后瞬间iL=6A，uC=3×6=18ViR=6−iL=0iC=iL−uC3=6−183=0uL+uC=RiR=0，uL=−uC=−18V5.3求题5.3图所示电路换路后uL和iC的初始值。设换路前电路已处于稳态。解：换路后，iL(0+)=iL(0−)=0，4mA电流全部流过R2，即对右边一个网孔有：R1⋅0+uL=R2⋅iC+uC由于，故5.4题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i、iL和uL。解：对RL电路，先求iL(t)，再求其它物理量。第41页共8页第40页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第41页共8页电路换路后的响应为零输入响应，故iL(t)=iL(0+)e−t/τ=0.5e−10tA换路后两支路电阻相等，故i(t)=12iL(t)=0.25e−10tA，V5.5题5.5图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的uC和i。解：对RC电路，先求uC(t)，再求其它物理量uC(0+)=uC(0−)=4412+8+24×24=24VS合上后，S右边部分电路的响应为零输入响应uC(t)=uC(0+)e−t/τ=24e−t25.6题5.6图所示电路中，已知开关合上前电感中无电流，求。解：由题意知，这是零状态响应，先求iLiL(∞)=246+2||3×32+3=2Aτ=LR=12+3||6=14s第42页共8页第41页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第42页共8页故iL(t)=iL(∞)(1−e−t/τ)=2(1−e−4t)AuL(t)=LdiLdt=1×2×4e−4t=8e−4tV5.7题5.7图所示电路中，t=0时，开关S合上。已知电容电压的初始值为零，求uC(t)和i(t)。解：这也是一个零状态响应问题，先求uC再求其它量uC(t)=uC(∞)(1−e−t/τ)=15(1−e−0.2t)ViC(t)=CduCdt=0.05×15×0.2e−0.2t=0.15e−0.2tA=(0.05+0.1125e−0.2t)A5.8题5.8图所示电路中，已知换路前电路已处于稳态，求换路后的uC(t)。解：这是一个全响应问题，用三要素法求解τ=RC=40||60×10×10−6=2.4×10−4suC(t)=uC(∞)+[uC(0+)−uC(∞)]e−t/τ=(16−6e−t/τ)V5.9题5.9图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后uC(t)的零输入响应、零状态响应、暂态响应、稳态响应和完全响应。第43页共8页第42页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第43页共8页解：电路的时间常数τ=RC=8000||(4000+4000)×10×10−6=4×10−2suC(0+)=uC(0−)=1×10−3×8×103=8V零输入响应为：8e−25tVuC(∞)=4×14+4+8×8=2V零状态响应为：2(1−e−25t)V稳态响应为：2V，暂态响应为：8e−25t−2e−25t=6e−25tV全响应为：uC(t)=uC(∞)+[uC(0+)−uC(∞)]e−t/τ=(2+6e−25t)V5.10题5.10图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i(t)。解：用三要素求解iL(0+)=iL(0−)=123=4A由弥尔曼定理可求得iL(∞)=123+366=10Aτ=LR=13||6=12siL(t)=iL(∞)+[iL(0+)−iL(∞)]e−t/τ=(10−6e−2t)A5.11题5.11图所示电路中，US=100V，R1=5kΩ，R2=20kΩ，C=20μF，t=0时S1闭合，t=0.2S时，S2打开。设uC(0-)=0，求uC(t)。解：为零状态响应，uC(t)=US(1−e−t/τ1)=100(1−e−10t)V第44页共8页第43页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第44页共8页为全响应，，uC(0.2)=100(1−e−2)V，uC(∞)=100V=100−100e−2(t+0.8)V5.12题5.12图(a)所示电路中，i(0-)=0，输入电压波形如图(b)所示，求i(t)。解：uS(t)=2ε(t)−2ε(t−1)V，τ=LR=56s，uS=2V时，i(∞)=22=1A故i(t)=(1−e−65t)ε(t)−(1−e−65(t−1))ε...