單片機應用技術課后習題答案單元三北郵

單元三線性電路的過渡過程

一、填空題

1.在含有儲能元件的電路中，當電路的工作條件發(fā)生變化，如電路

的接通或斷開、某支路短路、元件參數(shù)突變等，這些情況的變化稱

為換路。

2.為了分析問題的方便,我們認為換路是在t=0時刻進行的，并把

換路前的最終時刻記為，=巴，把換路后的最初時刻記為,=(),,換

路經(jīng)歷時間為暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)的過渡。

3.動態(tài)電路發(fā)生突變后，從原來的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪还ぷ鳡顟B(tài)的過程

稱為過渡過程。

4.由于電容中的電場能量和電感中的磁場能量不能躍變，所以在換

路瞬間電容兩端的曳壓和電感中的電流也是不可能躍變的。

5,換路定律：乙(0+)=乙(0)；〃c(0+)=〃c(°)。

6.對于直流激勵，換路前及很長時間后的穩(wěn)定狀態(tài)，電容元件可視為

開路，電感元件可視為短路。

7.零輸入響應決定于初始狀態(tài)，零狀態(tài)響應決定于外部激勵,全響應

和兩者都有關系，目全響應二零狀態(tài)響應+零輸入響應。

二、選擇題

1.電路如題圖1所示，4=12V，在1=0時把開關S閉合，若

%(0_)=12V,則在開關S閉合后該電路將(B)。(沒有差值，不產(chǎn)

生過渡過程)

A.產(chǎn)生過渡過程B.不產(chǎn)生過渡過程C.無法確定

2.電路如圖2,弓=0.2葉(2=0.3聽Q3=0.2葉￡4=0.8四.可求得

A,B兩點間的等效電容。=(B%

A.l/3pFB.0.28好C.0.24好D.0.14"

g

+AB

cO-Q

:

題圖1題圖2

3.電路如題圖3所示,已知電容初始電壓〃cQ)=iov,電感初始電

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

則”R(0+)=(C1

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

題圖3

4.電路如題圖4所示，已知4=2A,L=1H,R1=2OC,R2=R3=1OC。開

關S打開之前電路穩(wěn)定，r=u時3打開，則〃(0+)=(D)

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

三、分析計算

1求題圖5所示各電路換路后的電壓、電流的初始值。

(a)(b)

100LL

題圖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.在題圖6所示的電路中，試確定在開關S斷開初始瞬間的電壓uc

和電流/乙A,3值。S斷開前電路已處于穩(wěn)態(tài)。

22t=0

磯)=0

6“九毛C

6題圖7

解：wc(0+)=?c(0_)=^―6=4V

今(。+)=〃c(°.)=4V,

6-4八

/.(0+)=/^0+)=—=Mz2(0+)=0

乙

3.在題圖7中，q=100,Ri=1Q,R2=99。，C=10pF,試求

(1)S閉合瞬間(t=0+),各支路電流及各元件電壓的數(shù)值。

(2)S閉合后達到穩(wěn)定狀態(tài)時(1)中各電流和電壓的數(shù)值。

（3）當用電感元件替換電容元件后，重新計算（11（2）兩種情況

下各個數(shù)值。（各電壓電流取關聯(lián)的參考方向）

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.在題圖8中，已知R=2。，電壓表內(nèi)阻為2500。,電源電壓

6=4V,試求開關S斷開瞬間電壓表兩端的電壓。換路前電路已

處于穩(wěn)態(tài)。

._4

解：/J0J=-=2X

uv(oj=-5000V

5.電路如題圖9所示，在t<0時，開關S位于〃1〃，已處于穩(wěn)態(tài),

當上。時，開關S由'T閉合到〃2〃，求初始值加。+）,以（0+）。

S300It

r~~~

Y20Qf]10J;

題圖9

解：樞。+)='(o_)=-5X20；30二一2A,

〃/.(。+)==80V

6.在題圖10所示的RC充電電路中，電源電壓q=50V,

R=1KQ,C=20〃F。若閉合開關S前電容沒有充電求閉合s后的〃/可

時充電到％=4/2?(13.9ms)

+I

q(>uc==c

題圖io

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

7Ot

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

當〃c=S/2時

f=139ny

7.在題圖11所示的RC放電電路中，％(0_)=u。，C=20〃F,若要

求放電后15ms,電容電壓下降到初始值的5%,求電阻R,時間

常數(shù)？，并求出放電電流,?的表達式。(3.7)

題圖n

R=250C"=5.0ms,&)=一線e-2(x)，A

250

8.習題6中若閉合開關前電容已經(jīng)充電G(O_)=2OV求閉合S后,

電容電壓〃c和電流》的全響應。(3.8)

i(r)=C四=0.03產(chǎn)A

dt

9.一個高壓電容器原先已充電，其電壓為10kV,從電路中斷開后,

經(jīng)過15min它的電壓降為3.2kV，問

(1)再過15min電壓降為多少?1.56KV

(2)如果電容C=15pF,那么它的絕緣電阻是多少？64.7M

(3)需經(jīng)多少時間，可使電壓降至30V以下？94min

(4)如果以一根電阻為0.2。的導線將電容接地放電，最大放電

電流是多少？若認為在5r時間內(nèi)放電完畢，那么放電的平均功率

是多少？50Ka,50xi()3kw

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

10在圖12所示的電路中，已知Ri=R2=10,q=2V,L=100

mH，在t0時刻將開關S合上，求乙隨時間變化的規(guī)律，并作出

乙的變化曲線。

解：乙(/)=0.2(1-1”，曲線略。

圖12圖13

11.在圖13所示電路中,已知6=12,Ri=200Q,R2=50Q,L

=0.5H,原電路已處于穩(wěn)態(tài)，在上0時刻將開關S打開，求)隨

時間變化的規(guī)律，并求電阻Ri兩端電壓心的變化規(guī)律。

500,00

解：iL(t)=0.24e-A,〃幻⑴=一48"5V

12.圖14所示電路中,開關S閉合前電路達到穩(wěn)態(tài)，已知Us=36V,

Ri=8Q,R2=12Q,L=0.4H,求開關閉合后電感電流力及電壓uL

的解析式。

s

Ri0

<----a----□---1.

1也

+1+

%<〉L\uL

題圖14

解：fL(0J=/L(0.)=-^-=-^-=1.8A

%+兄o+