清華大學碩士電路原理-12

1、正確答案：（）清華大學碩士電路原理-12（總分：100.00，做題時間：90 分鐘）一、解答題（總題數：12,分數：100.00）1.如圖所示電路接在理想電壓源上，求該電路的時間常數。（分數：8.00） 正確答案：（）解析：解 電路的時間常數與獨立源無關。獨立電壓源置零后，從電容兩端看入的電阻網絡為電阻2并聯(lián)，所以該電路的時間常數為2.如圖所示電路接在理想電流源上，求該電路的時間常數。（分數：8.00 ） 正確答案：（）解析：解 開關 S 閉合、獨立電流源置零后的電路如下圖所示。下圖中從電感兩端看入的等效電阻為Req=2+（4+2）/3=4Q所以電路的時間常數為（分數：8.00 ）（分數：8.

2、00）正確答案：（）解析：解 獨立電流源置零后，從電容兩端看入的電阻網絡為電阻 為R1與 R2串聯(lián)，所以該電路的時間常數T=（R1+R2）C3.電路如下圖所示， 求開關 S 閉合后電路的時間常數。4.電路如下圖所示t=0 時打開開關 S（換路前電路已達到穩(wěn)態(tài)）。求 i（0+）和正確答案：()解析：解由換路定律可得uC1(0+)=uC1(0-)=4V , uC(0 j=uC(0)=8V0+電路如下圖所示，貝 U5.電路如圖所示，t=0 時開關 S 閉合，求電容電壓的初始值。(分數：8.00) 正確答案：()解析：解 由疊加定理可得uC(0-)=- 3+2X2=1V由換路定律有uC(0 j=UC(

3、0-)=1V6.已知圖所示電路中電壓源 uS=10sin(4t+9)V，電感無初始儲能，t=0 時開關 S 閉合中不產生過渡過程，則電源的初相角9應為多少？(分數：8.00 ) 正確答案：()解析：解由換路定律可得iL(0 j = iL(0-)=0電路的時間常數為開關 S 閉合后，穩(wěn)態(tài)時 iL(t)的相量為iL(t)穩(wěn)態(tài)時的瞬時值表達式為iLq(t)=2sin(4t+9-53.1)A則 iL(t)的解的表達式為iL(t)=2sin(4t+9-53.1)+Ke-3tA由 iL(t)的起始值 iL(0+)=0 可確定上式中的待定常數K 為K=2sin(9-53.1)A則 iL(t)的解為iL(t)

4、=2sin(4t+9-53.1)-2sin(9-53.1)e-3tA要使 S 閉合后電路不產生過渡過程，應使常數K=0,則可得初相角9=53.17.求使如下圖所示電路產生欠阻尼響應時的電感參數Lo(分數：8.00 )S 閉合后電路解析：解 該電路換路后的等效電路如下圖所示。要使電路產生欠阻尼響應，只需滿足下式即8.圖 1 所示電路開關閉合前兩個電容均不帶電， 電源電壓US為一常數值。開關閉合后輸出電壓 u2的波形可能是圖 2 中的哪一個？圖 1圖 2（分數：8.00） 正確答案：（）解析：解 已知電容 C!和 C2在開關閉合前均不帶電，故 u2的初始電壓為零，而 u2的穩(wěn)態(tài)響應也為零。 又該電

5、路屬二階電路，由電阻和電容組成的無源電路不可能產生衰減振蕩波形，故u2的波形為圖 2 中的。9.判斷下圖所示電路中電流 i 的波形是振蕩型還是非振蕩型（分數：8.00） 正確答案：（）解析：解 以 i 為變量列寫電路的微分方程得整理后，得特征方程為2p +2p+4=0求得特征根為電路呈欠阻尼狀態(tài)，i 的波形是衰減振蕩的。10.下圖所示電路，開關 S 閉合前電路已達穩(wěn)態(tài)。在 t=0 時開關 S 閉合，用經典法求 u（t）并定性畫出其波形。（分數：8.00）正確答案：()正確答案：()解析：解 由換路前電路，求得由換路定律可得iL(0+)=iL(0-)=2.5A時間常數為0+電路如圖(a)所示圖(

6、a)由 0+電路根據疊加定理求 u(0+)。當 9V 電壓源單獨作用時，可得當 4A 電流源單獨作用時，可得u(0+)=-42+(3/6)=-16V當 2.5A 電流源單獨作用，可得所以穩(wěn)態(tài)電路如圖(b)所示。由疊加定理求 u(。當 9V 電壓源單獨作用時，可得圖(b)當 4A 電流源單獨作用時可得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)其定性波形如圖(c)所示。圖(c)11.下圖所示電路中，開關 S 閉合前電路處于穩(wěn)態(tài)，t=0 時閉合開關 S。求開關閉合后的電流 i1(t)和 i2(t)

7、， 并定性畫出 i1(t)和 i2(t)的波形。(分數：8.00 )解析：解可先求 i2，再求 u, i3，最后求 i1。電路如下圖圖(a)所示。圖(a)由換路前電路和換路定律得換路后電路的時間常數為由穩(wěn)態(tài)電路得由三要素法，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)的定性波形如下圖圖(b)所示。圖(b)12.下圖所示電路換路前處于穩(wěn)態(tài)。t=0 時閉合開關 S。求電流 iL(t)和 ii(t)(分數：12.00 ) 正確答案：()解析：解 先將換路前電路中的電阻網絡部分(圖(a)所示)作戴維南等效。圖(a)求開路電壓:uOC=4iX5=4V求入端電阻：等效電路如圖(b)所