電工基礎(chǔ)第3章考題

1、電工基礎(chǔ)第3章考題電路如圖所示，試求220時(shí)的電流五。開關(guān)閉合前電感未儲(chǔ)能。3Q6QIt，S） .+ 聞15VH30 1H0 3.6.1【解題過(guò)程】根據(jù)換路前的電路求初始值。開關(guān)閉合前電感未儲(chǔ)能，且根據(jù)換路定則，初始值1（0+）=1： （0-）=0。根據(jù)換路后的電路求穩(wěn)態(tài)值：（8）=7fA求時(shí)間常數(shù)：7二£/盾1/（6+33）=0.133s。由三要素公式得：乙（/） = （8）+乙（0+-乙（8）卜7 = l-e_7； Ao電路如圖所示，試求力20時(shí)的電流人和電壓S。開關(guān)閉合前電感未儲(chǔ)能。0 3.6.2【解題過(guò)程】按照換路前的電路求初始值1式0）。根據(jù)換路定則：3l（0+）=

2、3;l（0-）=0A。按照換路后的電路求穩(wěn)態(tài)值五（8）o1l（°°）=2/2=1Ao求時(shí)間常數(shù)小E/住0. 5/（5/5）=0. 2s。由三要素公式得：乙（，）=乙（8）+出（0.-乙（8）上;=（l-e-s,）A o根據(jù)電感元件特性得：/（，）印=2$-3。at電路如圖所示，試求力20時(shí)的電流或和電壓通。換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。S 1七=0 |=3pl+ + *10V A1 :： 1H 20c_ I0Q _ U1J圖 3.6.3【解題過(guò)程】根據(jù)換路前的電路求初始值4(0.)。根據(jù)換路定則 4(0+)=A(0-)=10/10=lAo根據(jù)換路后的電路求穩(wěn)態(tài)值成(8)。2l(&#

3、176;°)=0Ao求時(shí)間常數(shù)小T=Z/P=l/ (10+10)/20=0.1s.由三要素公式得：4(/)=左(8)+比(O.T/ (功)上：=廣"A o由電感元件特性得Jr) = L%史= -giV。dt在圖中，立10mA,兄=3kQ,&=3kQ, K=6kQ, C=2uFo在開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。求在£20時(shí)的“和八，并作出它們隨時(shí)間的變化曲線?！窘忸}過(guò)程】三要素法進(jìn)行計(jì)算。求初始值義(0.)。根據(jù)換路定則，/(o.)= UcS)= 77&=60Vo求時(shí)間常數(shù)，將電源置零后，電容兩端的等效電阻&二兄+尼£=5k。，時(shí) 間

4、常數(shù) r=qC=0.01so穩(wěn)態(tài)值，由原電路圖，因?yàn)殚_關(guān)S閉合后，電流源被短路，因此電容端 電壓穩(wěn)態(tài)值為a(0.)=Uc(°°)= OVo將三要素代入公式可得：“c=6&-高=6&-gV。直接對(duì)之求微分可得一C2=12/0%認(rèn) o確定人和山的起點(diǎn)和終點(diǎn)，即可畫出其變化曲線如下:電路如圖所示，在開關(guān)閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，求開關(guān)閉合后的電壓法。 9mA1 ) 6kQ 2nE_0 3.3.6【解題過(guò)程】采用三要素法求解。求初始值Uc(0.)o換路前后，電容端電壓不躍變，即為(0.)=為(0-)=9 X6=54V。求穩(wěn)態(tài)值。根據(jù)換路后的電路可求出：Ufc(oo)=9

5、X(6/3)=18V0求時(shí)間常數(shù) r=C=(3/6) X2X 107=4X10%。將已經(jīng)求解出的三要素代入公式可得：Iuc (f) = uc (oo) 4- uc (0.)-uc (oo)f ? =(18 + 3&-7)V o電路如圖所示，&(0.)=口=40%試問(wèn)閉合開關(guān)S后需多長(zhǎng)時(shí)間為才能增長(zhǎng)到80V?S 2kQ0 3.4.1【解題過(guò)程】根據(jù)三要素法求解。根據(jù)換路定則，根據(jù)條件可知比(0.)%(0.) =uo=40V；時(shí)間常數(shù) r=JiC=2X10sX0. SXlOlXlOlms；穩(wěn)態(tài)值化(8)=12OV；代入公式可得：/uc (f)="c(8)+及。)一心(8)

6、卜；=120+(40120卜-“' =(120-80r",(,，/jv ；將陵二80V代入上式可求得時(shí)間t=0. 693ms o電路如圖所示，“(0-)=10V,試求力20時(shí)的&和孫 并畫出它們的變化曲線。s100Q0 3.4.2【解題過(guò)程】根據(jù)三要素法求解。求初始值。根據(jù)已知條件和換路定則，Uc(0>)=Uc(0.)=10V；根據(jù)換路后的電路，并將電 容采用電壓源代替后求* (0+),必(0>) =100-10=90Vo求穩(wěn)態(tài)值。ub(°°)=100/2=50Vo求時(shí)間常數(shù)。由圖得等效電阻=ioo/ioo=5on,時(shí)間常數(shù) T=.fi

7、C=50X2X10'*=lX10_4s,將之代入公式可得。Iuc(0 = iic(cc) + uc(0)-uc(cc)e r =5O + (lO-5O)e-l,/f =50-40""W ;r。= 3(8)+即(0+) 3(8)k> =50-(90-50)/必=50+40/0*”?；蛘吒鶕?jù)回路的 KVL 課直接求解出：。= 100-90 = 1(X)-(50-401%) = 50+40"、。只要確定指數(shù)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)即 可畫出變換曲線如下圖所示：在圖所示的電路中，和小設(shè)法(O-)=1V。0 3.4.3uN(b)【解題過(guò)程】電源電壓為一階躍電壓,即從時(shí)

8、間t=0開始給電路施加電壓為4V的電壓源。 且給出了電容電壓u：（0-）=lVo因此為全響應(yīng)。初始值：由換路前的電路根據(jù)換路定則：陵（O.）="（O.）=1V。根據(jù)換路后的電路，即將電容看作為電壓為為（0.）的電壓源，而k4%求23（0.）, 則電路可等效為：%0 0 0 0 0由上圖，可得公）=0. 75mA （結(jié)點(diǎn)電壓法、支路電流法和疊加定理、戴維寧定 理都可以求解）。求穩(wěn)態(tài)值。由原圖可得，Ufa（oo） =4/2=2V, 23（°°）=4/（2+2）=lmAo求時(shí)間常數(shù)，電容兩端等效電阻為兄兄+名=2kQ,則時(shí)間常數(shù) r=2（C=2X10$XlX10'

9、;e=2mSo將三要素代入公式得。G （，）=%（8）+及（0+）-心（8）卜5 =2+（1-2卜3必=（2-e-°）V,3（/）=（8）+ |?3（°+） 3（8）卜：=1 + （0-751卜_415""' =（1_0.2"旬0叫）小電路如圖所示，求£20時(shí)（1）.電容電壓（2）.B點(diǎn)電位Vb和A點(diǎn)電位Va的變 化規(guī)律。換路前電路處于穩(wěn)態(tài)。100pF1OkQB5kQS25kQA-6V0 3.4.4S?+6VB25kQ-6V【解題過(guò)程】用三要素法求解。求初始值，根據(jù)換路定則：Uc (0.) =ub (0.) = 0- (-6)

10、 X 5/ (5+25) =1VO然后根據(jù)換路后的電路，即S打開，并將電容看做電壓為此（0，）的電壓源，等效電路 如上圖所示。根據(jù)KCL可知流出和流出虛線圓圈的電流應(yīng)該相等。6-Vb (0+) /10= VA (0.) - (-6) /25,且 (OJ- Va(O+)=1V<>求解可得：Vb(0>)=2. 86V, Va(0+)=1.86Vo求穩(wěn)態(tài)值。ub(°°)=6-(-6) X 5/(10+5+25)=1. 5 V；Vb(oo) =6-6-(-6) X 10/(10+5+25) =3V；Va() =-6+ 6- (-6) X 25/ (10+5+25)

11、 =1. 5V；求時(shí)間常數(shù)。電容兩端等效電阻為&=5X (10+25)/(5+10+25)=4. 375kC,(為5。電阻與 10Q即25。串聯(lián)的并聯(lián))，所以時(shí)間常數(shù)二A=4375X 100X10F=4. 375X10%。將三要素代入公式得。v；uc 卜人(8)+ “c (O.)T，c(8)*：=1.5 + (1-1.5.-2蝴科=0.5-0.63必乙（。=乙（8）+乙 Q）M（8）？ =3+（2.86-3.3陽(yáng)=（3-0.14>-W/）V ；匕（1）/（8）+以（0.）-乙*；=1.5+（1.86-1.5>- ="-0.38心叫V o 電路如圖所示，換路前已處于

12、穩(wěn)態(tài)，試求換路后120）的火。1OkQ1mA -10V【解題過(guò)程】求初始值。根據(jù)換路前的電路，由換路定則u：(0>)=ub(0.)=lX20-10=10Vo注意：雖然求初 始值時(shí)，電容所在支路無(wú)電流，但是要減去電壓源的端電壓。求穩(wěn)態(tài)值。由換路后的電路，穩(wěn)態(tài)值加(8)= 20X1X 10/(10+20+10)-10=-5Vo 求時(shí)間常數(shù)。電容兩端等效電阻為 &=(10+10)20=10k。,所以時(shí)間常數(shù) r=/a；=10X103X10X10-e=0. Iso將三要素代入公式可得。tuc (»/(8)+及(0.)-/(8),;二-5+口0-(-5)卜-0 =(-5+15e&

13、quot;,Or)V o在圖所示電路中，=24V, “=20V,共二60C,尼=120Q, 7&=40Q, Z=4Ho換路前 電路已處于穩(wěn)態(tài)，試求換路后的電流以0 3.6.3【解題過(guò)程】根據(jù)三要素法進(jìn)行求解。由換路前的電路求初始值五(0.)。根據(jù)換路定則可知，4 (00 =A(0.) =20/40=0. 5Ao求穩(wěn)態(tài)值。根據(jù)換路后的電路求穩(wěn)態(tài)五(8)0即開關(guān)S閉合，電感認(rèn)為短路，所以電阻尼被短路，所以 2式8)=0兄+"后24/60+20/40=0. 9A。求時(shí)間常數(shù)。將電源除零，電感兩端等效電阻為后“生廊=20。，所以 時(shí)間常數(shù) T=Z/f=4/20=0. 2so將三要素帶

14、入公式得：IiL(t ) = /A(8)+i,(0.)-/Joo)e-7 =0.9+(0.5-0,9)e-5r =(0.9-04)A在圖所示電路中，/15V,即后=人二30Q, Z=2Ho換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，試 求當(dāng)將開關(guān)S從位置1合到位置2后的電流九力九0 3.6.4-1【解題過(guò)程】當(dāng)開關(guān)由1撥到2后，瞬態(tài)過(guò)程為零輸入響應(yīng)。根據(jù)換路前的電路求初始值2；(0.)。由換路定則可知，A(0.) = A(0.) =0=15/30=0. 5Ao根據(jù)換路后的電路，且將電感看做為電流源，求2式0+)和公(0+)。變換后的電路 如圖-1所示，可求出區(qū)(O.)=1/3A,公(O.)=-1/6A。時(shí)間常數(shù)，開關(guān)在2位置時(shí)的電感兩端等效電阻為后