电路分析基础答案周围版第四章

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1、精选优质文档-倾情为你奉上电路分析基础答案周围版4-2电容的端电压如图示。(1)绘出电流波形图。(2)确定和时电容的储能。解:(1)由电压波形图写出电容端电压的表达式:式中时间的单位为微秒;电压的单位为毫伏。电容伏安关系的微分形式:上式中时间的单位为微秒;电压的单位为毫伏;电容的单位为微法拉;电流的单位为毫安。电容电流的波形如右图所示。(2)电容的储能,即电容储能与电容端电压的平方成正比。当时,电容端电压为10毫伏,故:当时,电容的端电压为0,故当时电容的储能为0。4-3定值电流4A从t=0开始对2F电容充电,问:(1)10秒后电容的储能是多少?100秒后电容的储能是多少?设电容初始电压为0。

2、解:电容端电压:; ; 4-6通过3mH电感的电流波形如图示。(1)试求电感端电压,并绘出波形图;(2)试求电感功率,并绘出波形图;(3)试求电感储能,并绘出波形图。解:(1)由电流波形图写出电流表达式:式中时间的单位用微秒;电流的单位为毫安。依据电感伏安关系的微分形式:式中时间的单位为微秒;电压的单位为伏特。电感电压的波形如右上图示。(2)电感功率: 式中时间的单位为微秒;功率的单位为瓦特。功率的波形如右图所示。(3)电感电流:式中时间的单位用微秒;电流的单位为毫安。电感储能:式中时间的单位用微秒;电流的单位用毫安;电感的单位用毫亨;能量的单位用纳焦耳(焦耳)。能量的波形如右图所示。4-14

3、电路如左图所示。换路前电路处于稳态。时电路换路,求换路后瞬间、。解:换路前,电路处于稳态,故:,电路简化为中图所示电路。依据分流公式有:换路后电路简化为右图所示电路,依据换路定理:;4-15电路如左图所示。换路前电路处于稳态。时电路换路。求换路后瞬间、。设。解:换路前,电路处于稳态,故:。依据换路定理:,4-19电路如图所示,设开关K在时间时断开。开关K断开前一瞬间,电容端电压为6V。试求:时,流过3欧姆电阻的电流。解:开关K断开后,电路简化为右图。由图列写微分方程:非关联参考方向下,电容的伏安关系:,代入上式,整理后得:特征方程和特征根:,。微分方程的通解:依据换路定理:,有:故:电容电流:

4、4-23题图4-23所示电路中,开关K在t=0时闭合,闭合前开关处于断开状态为时已久,试求t0的uL和iL。题图4-23解:t0,有:。其中:,代入后有:,整理得:。将代入前式整理后有: (1)非齐次通解:。其中齐次通解为:;设非齐次特解为:,代回(1)式有:,非齐次通解:。由换路定理确定待定常数A:由此有:故通解为:4-26电路如图所示,已知换路前电路处于稳态。求:换路后i(0+)和i()。题图4-26(a)题图4-26(b)(a);(b);题图4-26(c)题图4-26(d)(c);(d),;4-27求图示各电路的时间常数。题图4-27(a)题图4-27(b)题图4-27(c)题图4-27

5、(d)(a) 将电压源置0,有:;(b) 将电压源置0,有:;(c) 将电流源置0,有:;(d) 将电压源置0,有:。题图4-284-28已知t0时,i(t)=10A;u(0)=1V;(1)用三要素法求u(t)。(2)将u(t)分解为:零输入响应和零状态响应。(3)将u(t)分解为:稳态响应和暂态响应。(4)将u(t)分解为:强制响应和自由响应。解:(1);(2)将其分解为:零输入响应+零状态响应:;(3)将其分解为:稳态响应+暂态响应:;(4)将其分解为:强制响应+自由响应:。4-53电路如图所示,NR为纯电阻网络,电路初始状态未知。当,电感支路的电流为:(1)在同样初始条件下,设,求。(2

6、)在同样初始条件下,电源均为零,求。解:(1)在同样初始条件下,设,求:全响应等于零输入响应加零状态响应。令电源均为零,零输入响应: (1)其中,为除源等效电阻,为初始电感电流。令电感初始状态为零,求零状态响应。用叠加定理,先令电压源单独作用,有 (2)再令电压源单独作用,有 (3) 电压源和电压源共同作用于电路的零状态响应为(2)、(3)两式叠加 (4)全响应为零输入响应与零状态响应之和,即式(1)和式(4)相加 (4)与已知全响应对比有解得 (5)将其代入(1)、(2)两式,得零输入响应和电压源单独作用下的零状态响应 (6) (7)将(6)、(7)两式相加得电压源单独作用下的全响应 (8)

7、(2)在同样初始条件下,电源均为零,求:电源均为零的全响应就是零输入响应,即(6)式4-54电路如题图4-54(a)所示,图中电压源电压波形如题图4-54(b)所示,已知:iL(0-)=0,求:i(t)。解:由电压源电压波形图有:题图4-54(a)题图4-54(b)采用叠加定理求解。设单独作用于电路,依据三要素法:;代入三要素公式有:;设单独作用于电路,有:;设单独作用于电路,有:;故:。4-55电路如题图4-55(a)所示,图中电流源电流波形如题图4-55(b)所示,已知:iL(0-)=0,求:u(t)。题图4-55(a)题图4-55(b)解:由电流源电流波形图有:采用叠加定理求解。设单独作用于电路,依据三要素法:;代入三要素公式有:设单独作用于电路,有:;设单独作用于电路,有:;故:。专心-专注-专业

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