電路分析與電子電路基礎(chǔ)第三四章復(fù)習(xí)(北郵)

1、北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院 2013.32013.3退出開(kāi)始第三四章復(fù)習(xí)第三四章復(fù)習(xí)動(dòng)態(tài)電路動(dòng)態(tài)電路動(dòng)態(tài)元件動(dòng)態(tài)元件動(dòng)態(tài)電路動(dòng)態(tài)電路記憶性記憶性換路（電路換路（電路工作狀態(tài)的改變工作狀態(tài)的改變）過(guò)渡過(guò)程過(guò)渡過(guò)程電容電容儲(chǔ)存電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存電場(chǎng)能量關(guān)聯(lián)參考方向下：關(guān)聯(lián)參考方向下：( )( )CCdutitCdt動(dòng)態(tài)特性：動(dòng)態(tài)特性：某一時(shí)刻，電容的電流與該時(shí)刻電容電某一時(shí)刻，電容的電流與該時(shí)刻電容電壓的變化率成正比。壓的變化率成正比。連續(xù)特性：連續(xù)特性：在有界電流條件下，電容電壓保持連續(xù)性。在有界電流條件下，電容電壓保持連續(xù)性。記憶特性：記憶特性：某一時(shí)刻某一時(shí)刻t t的電容電壓

2、值，不僅取決于的電容電壓值，不僅取決于t t時(shí)時(shí)刻的電流值，還與刻的電流值，還與- -到到t t時(shí)刻的所有電流作用有關(guān)。時(shí)刻的所有電流作用有關(guān)。儲(chǔ)能特性：儲(chǔ)能特性：電容在某一時(shí)刻的儲(chǔ)能，只取決于該時(shí)電容在某一時(shí)刻的儲(chǔ)能，只取決于該時(shí)刻的電容和電壓值：刻的電容和電壓值： ( ) 20012CW tCut電感電感儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存磁場(chǎng)能量關(guān)聯(lián)參考方向下：關(guān)聯(lián)參考方向下：動(dòng)態(tài)特性：動(dòng)態(tài)特性：某一時(shí)刻，電感的端電壓與該時(shí)刻電感某一時(shí)刻，電感的端電壓與該時(shí)刻電感電流的變化率成正比。電流的變化率成正比。連續(xù)特性：連續(xù)特性：在有界電流條件下，電感電流保持連續(xù)性。在有界電流條件下，電感電流保持連續(xù)性。記憶特性：

3、記憶特性：某一時(shí)刻某一時(shí)刻t t的電感電流值，不僅取決于的電感電流值，不僅取決于t t時(shí)時(shí)刻的電壓值，還與刻的電壓值，還與- -到到t t時(shí)刻的所有電壓作用有關(guān)。時(shí)刻的所有電壓作用有關(guān)。儲(chǔ)能特性：儲(chǔ)能特性：電感在某一時(shí)刻的儲(chǔ)能，只取決于該時(shí)電感在某一時(shí)刻的儲(chǔ)能，只取決于該時(shí)刻的電感和電流值：刻的電感和電流值：( )( ) LLditutLdt ( ) 212LW tLit電容電感的串并聯(lián)電容電感的串并聯(lián)電容的串聯(lián)電容的串聯(lián) snCCCC121111電容的并聯(lián)電容的并聯(lián)電感的串聯(lián)電感的串聯(lián)電感的并聯(lián)電感的并聯(lián) pnCCCC12 snLLLL12 pnLLLL121111-()()CCuu00()

4、()LLii00換路定則：換路定則：在電容電流和電感電壓為有界值時(shí)，在電容電流和電感電壓為有界值時(shí)，電容電容電壓不能躍變，電感電流不能躍變電壓不能躍變，電感電流不能躍變，因此在換路前后，因此在換路前后瞬間的電容電壓和電感電流滿足：瞬間的電容電壓和電感電流滿足：換路定則換路定則假設(shè)換路發(fā)生假設(shè)換路發(fā)生在在t=0t=0時(shí)刻時(shí)刻初始值：初始值：在換路的瞬間，電路中的某些電量會(huì)突然發(fā)在換路的瞬間，電路中的某些電量會(huì)突然發(fā)生變化，而換路后這一瞬間這些電量的值稱為初始值。生變化，而換路后這一瞬間這些電量的值稱為初始值。初始值初始值計(jì)算初始值的步驟：計(jì)算初始值的步驟：1 1、畫出、畫出 等效電路，其中，在直

5、流激勵(lì)下的電容等效電路，其中，在直流激勵(lì)下的電容相當(dāng)于開(kāi)路，電感相當(dāng)于短路，并根據(jù)該電路計(jì)算相當(dāng)于開(kāi)路，電感相當(dāng)于短路，并根據(jù)該電路計(jì)算初始狀態(tài)初始狀態(tài) 和和 ；2 2、根據(jù)換路定則，、根據(jù)換路定則， ；3 3、畫出、畫出 等效電路，其中電容用電壓值為等效電路，其中電容用電壓值為 的的電壓源代替，電感用電流值為電壓源代替，電感用電流值為 的電流源代替；的電流源代替；4 4、根據(jù)、根據(jù) 等效電路，用分析直流的方法計(jì)算電路中等效電路，用分析直流的方法計(jì)算電路中其他變量的初始值。其他變量的初始值。()(),CCuu00()()LLii000()Cu0()Li00()Cu0()Li00零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)

6、響應(yīng) (z.s.r)：動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能為零時(shí)，：動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能為零時(shí)，僅由外加激勵(lì)引起的響應(yīng)（充電過(guò)程）。僅由外加激勵(lì)引起的響應(yīng)（充電過(guò)程）。零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)(z.i.r)：外加激勵(lì)為零時(shí)，僅由動(dòng)態(tài)元件：外加激勵(lì)為零時(shí)，僅由動(dòng)態(tài)元件的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)（放電過(guò)程）。的非零初始狀態(tài)引起的響應(yīng)（放電過(guò)程）。全響應(yīng)全響應(yīng)：動(dòng)態(tài)元件處于非零初始狀態(tài)時(shí)，電路在外加：動(dòng)態(tài)元件處于非零初始狀態(tài)時(shí)，電路在外加激勵(lì)作用下的響應(yīng)，激勵(lì)作用下的響應(yīng)，是零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)之和是零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)之和。穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)一直存在的響應(yīng)。電路達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)一直存在的響應(yīng)。

7、暫態(tài)響應(yīng)：暫態(tài)響應(yīng)：具有指數(shù)形式，隨著時(shí)間增長(zhǎng)逐漸趨于零具有指數(shù)形式，隨著時(shí)間增長(zhǎng)逐漸趨于零的響應(yīng)。的響應(yīng)。響應(yīng)的強(qiáng)制分量：響應(yīng)的強(qiáng)制分量：形式由激勵(lì)決定的那部分響應(yīng)。形式由激勵(lì)決定的那部分響應(yīng)。響應(yīng)的自由分量：響應(yīng)的自由分量：形式由形式由電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)決定電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)決定的的那部分響應(yīng)。那部分響應(yīng)。零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng) . .(0 ) 0tz i rytyet 不僅適用于狀態(tài)變量，也適用于非狀態(tài)變量。不僅適用于狀態(tài)變量，也適用于非狀態(tài)變量。 . .( )(1e)0tz s rytyt 只適用于狀態(tài)變量。只適用于狀態(tài)變量。零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)一階電路的三要素法一階電路的三要素法. .

8、( )(0 )e0tz i rytyt . .( )( )(1e)0tz s rytyt ( )( ) (0 )( )e0ty tyyyt 在直流激勵(lì)下，需要求一階動(dòng)態(tài)電路中任一支路的在直流激勵(lì)下，需要求一階動(dòng)態(tài)電路中任一支路的電壓、電流時(shí)，只需知道待求量的電壓、電流時(shí)，只需知道待求量的初始值初始值、穩(wěn)態(tài)值穩(wěn)態(tài)值和和電路的時(shí)間常數(shù)電路的時(shí)間常數(shù)三個(gè)量就能夠求得該量的解，這三個(gè)量就能夠求得該量的解，這種方法就成為種方法就成為三要素法三要素法。暫態(tài)響應(yīng)暫態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)不僅適用于狀態(tài)變量，也適用于非狀態(tài)變量。不僅適用于狀態(tài)變量，也適用于非狀態(tài)變量。對(duì)于狀態(tài)變量對(duì)于狀態(tài)變量RC 時(shí)間常數(shù)：時(shí)間

9、常數(shù)：電壓、電流衰減的快慢取決于時(shí)間常數(shù)的大小，電壓、電流衰減的快慢取決于時(shí)間常數(shù)的大小， 越大，衰減越慢，反之則越快。越大，衰減越慢，反之則越快。時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) LR計(jì)算方法：計(jì)算方法：根據(jù)電路，利用公式根據(jù)電路，利用公式 和和 計(jì)算。對(duì)于復(fù)計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜電路，利用戴維南定理或諾頓定理將除動(dòng)態(tài)元件以雜電路，利用戴維南定理或諾頓定理將除動(dòng)態(tài)元件以外的電路用戴維南等效電路或諾頓等效電路替代，由外的電路用戴維南等效電路或諾頓等效電路替代，由此可以確定此可以確定R為戴維南等效電阻或諾頓等效電阻。為戴維南等效電阻或諾頓等效電阻。RCL R正弦信號(hào)的基本概念正弦信號(hào)的基本概念 t)(tf0mF初相角秒

10、頻率角頻率最大值幅值振幅)1(Hz1) srad( 2),(mTfTF正弦信號(hào)：正弦信號(hào)：隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的信號(hào)。隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的信號(hào)。) cos()(mtFtf時(shí)域表示：時(shí)域表示：正弦信號(hào)的有效值正弦信號(hào)的有效值201 ( )dTFfttT 周期性電流周期性電流 的有效值等于周期性電流瞬時(shí)值的平的有效值等于周期性電流瞬時(shí)值的平方在一個(gè)周期內(nèi)的平均值再取平方根，即方在一個(gè)周期內(nèi)的平均值再取平方根，即方均根值方均根值。( )f tmm70702III.)cos()(utUtu m)cos()(itIti mmm0.7072UUU正弦電流信號(hào)正弦電流信號(hào) 的有效值的有效值( )i t正弦

11、電壓信號(hào)正弦電壓信號(hào) 的有效值的有效值( )u t任一正弦信號(hào)的有效值總為其振幅的任一正弦信號(hào)的有效值總為其振幅的0.707倍。倍。電路中的量電路中的量符號(hào)表示示例符號(hào)表示示例符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明純直流量純直流量 ， 變量名與角標(biāo)都大寫變量名與角標(biāo)都大寫純交流量純交流量 ， 變量名與角標(biāo)都小寫變量名與角標(biāo)都小寫正弦信號(hào)的振幅正弦信號(hào)的振幅 , , 或者或者 , ,變量名大寫，角標(biāo)是變量名大寫，角標(biāo)是m m有效值有效值 ， 或者或者 ， 變量名大寫，或變量名大變量名大寫，或變量名大寫角標(biāo)小寫寫角標(biāo)小寫有效值有效值/ /振幅相量振幅相量 ， 或者或者 , ,變量名大寫，頭部帶點(diǎn)變量名大寫，頭部帶點(diǎn)帶直

12、流分量的交帶直流分量的交流總量流總量 ， 變量名小寫，角標(biāo)大寫變量名小寫，角標(biāo)大寫B(tài)IBUbibuIUbIbUI&U&BiBu常用電路變量符號(hào)表示常用電路變量符號(hào)表示mI&mU&mImUbmIbmU兩個(gè)兩個(gè)同頻率同頻率的正弦量：的正弦量：定義定義相位差相位差 ：121212()()tt120 120 12 122 二者同相二者同相二者反相二者反相正弦信號(hào)的相位差正弦信號(hào)的相位差) cos()(2m22tFtf) cos()(1m11tFtf二者正交二者正交120 1( )f t12超前超前 相位相位2( )ft1( )f t12滯后滯后 相位相位2( )ft正弦

13、信號(hào)的相量表示正弦信號(hào)的相量表示對(duì)應(yīng)正弦信號(hào)對(duì)應(yīng)正弦信號(hào) ，構(gòu)造一個(gè)復(fù)值，構(gòu)造一個(gè)復(fù)值函數(shù)函數(shù) 。) cos()(mtFt f( )mmmecos( )sin( )jtFFtjFt 某一頻率下的電路，需要分析同頻率的正弦量，此某一頻率下的電路，需要分析同頻率的正弦量，此時(shí)只需關(guān)注時(shí)只需關(guān)注幅度幅度和和相位相位的變化的變化。的變化的變化。 正弦信號(hào)的振幅相量：正弦信號(hào)的振幅相量： ，通常寫成，通常寫成如下形式：如下形式： 正弦信號(hào)的有效值相量：正弦信號(hào)的有效值相量： ，通常寫，通常寫成如下形式：成如下形式：2mFFe2jmFF ejmmFF mmFFm 0 0，II相量形式的相量形式的KCL：m

14、0 0UU，相量形式的相量形式的KVL：電阻元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：電阻元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）： RmRmURI RRURI RmRUU（） RRmRII（ ）RmURmIiuo+1+j電容元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：電容元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）： CmCmIjCU CCIjCU Cj1()CmCUU()CmCIICmUCmIu90O+1+j()LmLUU ()LmLIILj LmLmUjLI LLUjLI 電感元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：電感元件的復(fù)數(shù)歐姆定律（相量形式）：LmULmIi90o+1+j UZI 支路的阻抗：支路的阻抗： （單位：歐姆）（單位：歐姆

15、）一個(gè)無(wú)源線性支路，在關(guān)聯(lián)參考方向下：一個(gè)無(wú)源線性支路，在關(guān)聯(lián)參考方向下：串聯(lián)阻抗：串聯(lián)阻抗：并聯(lián)導(dǎo)納：并聯(lián)導(dǎo)納：nkkZZ1nkkYY11 YZ 支路的導(dǎo)納：支路的導(dǎo)納：（單位：西門子）（單位：西門子） IU 根據(jù)根據(jù)KCL、KVL、歐姆定律及電路元件、歐姆定律及電路元件VCR的相量形的相量形式，運(yùn)用相量并引用阻抗和導(dǎo)納，則正弦穩(wěn)態(tài)電路的式，運(yùn)用相量并引用阻抗和導(dǎo)納，則正弦穩(wěn)態(tài)電路的計(jì)算可以仿照電阻電路的處理方法進(jìn)行。這種利用相計(jì)算可以仿照電阻電路的處理方法進(jìn)行。這種利用相量對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析的方法稱為相量法。量對(duì)正弦穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析的方法稱為相量法。相量分析方法相量分析方法時(shí)域模型時(shí)域

16、模型 相量模型相量模型m()UUm( )IICj 1Lj R)(tu)(tiRLC 相量法解題步驟相量法解題步驟(1) 寫出已知正弦量的相量。寫出已知正弦量的相量。(2) 作出原電路的相量模型，求出電路中各相量作出原電路的相量模型，求出電路中各相量間的關(guān)系。間的關(guān)系。(3) 根據(jù)所求得的根據(jù)所求得的相量，寫出相應(yīng)的正弦量。相量，寫出相應(yīng)的正弦量。相量分析方法相量分析方法相量圖法相量圖法相量圖法：相量圖法：先定性地畫出相量圖，然后根據(jù)圖形先定性地畫出相量圖，然后根據(jù)圖形特征解決問(wèn)題的一種方法。特征解決問(wèn)題的一種方法。有時(shí)只需計(jì)算有時(shí)只需計(jì)算有效值有效值和和相位差相位差，對(duì)這類問(wèn)題，更，對(duì)這類問(wèn)題

17、，更適合于用相量圖法求解。適合于用相量圖法求解。(1)串聯(lián)電路通常以電流作為參考串聯(lián)電路通常以電流作為參考相量，并聯(lián)電路通相量，并聯(lián)電路通常以電壓作為參考相量，參考相量初相為零。常以電壓作為參考相量，參考相量初相為零。(2) 測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)為有效值。測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)為有效值。(3) 根據(jù)電路元件的根據(jù)電路元件的VCR確定各相量間的相位關(guān)系確定各相量間的相位關(guān)系。(4) 根據(jù)實(shí)部、虛部的正負(fù)確定相量所在的象限，從根據(jù)實(shí)部、虛部的正負(fù)確定相量所在的象限，從 而確定相位角而確定相位角。功率功率( )( ) ( )p tu t i t 瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率，關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：，關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)：平均功率平均功率

18、:單位：?jiǎn)挝唬篧 W（瓦特）（瓦特）支路的平均功率實(shí)際上是描述電阻成分所消耗的功率。支路的平均功率實(shí)際上是描述電阻成分所消耗的功率。無(wú)功功率：無(wú)功功率：sinuiQUI 單位：?jiǎn)挝唬篤ARVAR（乏）（乏）無(wú)功功率僅與支路中的等效電抗成分有關(guān)無(wú)功功率僅與支路中的等效電抗成分有關(guān)，反映了，反映了支支路電抗成分與外電路交換能量的最大速度。路電抗成分與外電路交換能量的最大速度。視在功率：視在功率：?jiǎn)挝唬悍矄挝唬悍?VA)(VA)UIIUSmm21cosuiPS電路電路的功率因數(shù)的功率因數(shù)： cosuiPUI 最大功率傳輸最大功率傳輸 jSSSZRX電路等效信號(hào)源電路等效信號(hào)源 OCU內(nèi)阻抗內(nèi)阻抗

19、 固定固定jLLLZRX負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗 可變?？勺?。2max4OCLSUPR *LSSSZRjXZ負(fù)載獲得最大功率的條件是：負(fù)載獲得最大功率的條件是：此時(shí)獲得的最大功率為：此時(shí)獲得的最大功率為：傳輸函數(shù)與濾波傳輸函數(shù)與濾波定義定義傳輸函數(shù)（系統(tǒng)函數(shù)傳輸函數(shù)（系統(tǒng)函數(shù)/傳遞函數(shù)）傳遞函數(shù)）為：為：()H j 響應(yīng)相量響應(yīng)相量激勵(lì)相量激勵(lì)相量傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)是復(fù)數(shù)，因此可以寫成：是復(fù)數(shù)，因此可以寫成：()()()jH jH je 系統(tǒng)函數(shù)幅度值系統(tǒng)函數(shù)幅度值 與與 間的關(guān)系：間的關(guān)系：幅頻響應(yīng)特幅頻響應(yīng)特性性；幅度值的大小隨；幅度值的大小隨 的變化曲線：的變化曲線：幅頻特性曲線幅頻特性曲線。()

20、H j系統(tǒng)函數(shù)相位值系統(tǒng)函數(shù)相位值 與與 間的關(guān)系：間的關(guān)系：相頻響應(yīng)特性相頻響應(yīng)特性；相位大小隨相位大小隨 的變化曲線：的變化曲線：相頻特性曲線相頻特性曲線。( ) 濾波電路的種類濾波電路的種類 諧振諧振含有電容、電感元件的二端網(wǎng)絡(luò)，含有電容、電感元件的二端網(wǎng)絡(luò)，若若端口的電壓與電流同相端口的電壓與電流同相時(shí)，時(shí)，電路電路呈純電阻性，呈純電阻性，稱稱電路發(fā)生了諧振電路發(fā)生了諧振。LC10 0100CL諧振條件：諧振條件：串聯(lián)串聯(lián)諧振頻率諧振頻率CjLjRZ 1 解：解：3-1電路和電流源的波形如圖所示，若電感無(wú)初始儲(chǔ)能，電路和電流源的波形如圖所示，若電感無(wú)初始儲(chǔ)能，試寫出試寫出uL(t)的表

21、達(dá)式。的表達(dá)式。Lu3Hi/ Ai/st123123003 202( )392303Lttti tttt 009 202( )( )92303LLttdi tutLtdtt 解：解：3-2 電路和電流源的波形如圖所示，若電容無(wú)初始儲(chǔ)能，電路和電流源的波形如圖所示，若電容無(wú)初始儲(chǔ)能，試寫出試寫出uC(t)的表達(dá)式。的表達(dá)式。Cu2Fi/ Ai/st121100101( )1 1202Cttittt 002011( )( )121202tCLtttutidttCt 解：()V 04 14Cu畫出開(kāi)關(guān)閉合后的畫出開(kāi)關(guān)閉合后的 等效電路：等效電路：0()()V0404RLui()()V004CCuu由

22、換路定則：由換路定則：3-3 電路如圖所示，電路如圖所示，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，求初始值閉合，求初始值(),()()()0000,及。RCLLuiiu 時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合。時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合。t 0 時(shí)開(kāi)關(guān)未閉合，電感短路，電時(shí)開(kāi)關(guān)未閉合，電感短路，電容開(kāi)路：容開(kāi)路： ，t 0()()()V0000LCRuuu()()()A 001022CCLuii()A01Li()()A001LLii解：畫出開(kāi)關(guān)在畫出開(kāi)關(guān)在b后的后的 等效電路：等效電路：0()( ()V 040220Lui由換路定則：由換路定則：3-5 電路如圖所示，電路如圖所示，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S由由a打向打向b，求初始值，求初始值(), (

23、)00 。Liu 時(shí)，開(kāi)關(guān)由時(shí)，開(kāi)關(guān)由a a打向打向b b。t 0 時(shí)開(kāi)關(guān)在時(shí)開(kāi)關(guān)在a，電感短路：，電感短路：t 0()A 030 103Li()()A 003LLii解：()V 31208863313Cu畫出開(kāi)關(guān)閉合后的畫出開(kāi)關(guān)閉合后的 等效電路：等效電路：0()()V 0306Lui()()V2003CCuu由換路定則：由換路定則：3-9電路如圖所示，電路如圖所示，t0電路已處于穩(wěn)態(tài)，電路已處于穩(wěn)態(tài)，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)斷開(kāi)，求初始值，求初始值 時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。 時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感短路，時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感短路，電容開(kāi)路：電容開(kāi)路：t 0t 0()()()()V 0031026

24、3LCLuui()()()A00052 2CLiii()()A08 132Li()()A002LLii()() ()A00362 27Ciu(), (),()()0000及。CLiuiu解：()A201012 36i()()V0032CCuu由換路定則：由換路定則：3-10電路如圖所示，電路如圖所示，t0電路已處于穩(wěn)態(tài)，電路已處于穩(wěn)態(tài)，t=0時(shí)時(shí)合合上上開(kāi)關(guān)，求初始值開(kāi)關(guān)，求初始值(),()()2000及。Ciuu 時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。 時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感短路，電容時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感短路，電容開(kāi)路：開(kāi)路：t 0t 0()A1010i()()A110010ii()A02 101232Cu()

25、()A22006ii畫出畫出 等效電路。等效電路。c為參考節(jié)為參考節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)，a、b點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓為點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓為ua，ub0()V010abuuu()()()() 1211100333bauuii()()V0032CCuu()()A110010ii()()A22006ii()V032aCuu()()V123030222bauuii解： 3equuRi3-11電路如圖所示，求電路時(shí)間常數(shù)電路如圖所示，求電路時(shí)間常數(shù) 求電路求電路abab端的左側(cè)電路的端的左側(cè)電路的等效電阻，采用外加電源法。等效電阻，采用外加電源法。13322eqR Cs()42232uuuiii 2uii。解：()A.6010101

26、53 22Lim()()V0030CCuu由換路定則：由換路定則：3-12電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)閉合閉合，開(kāi)關(guān)閉合前，開(kāi)關(guān)閉合前 ，開(kāi)關(guān)閉合后開(kāi)關(guān)閉合后 ，求，求 ， 并求出并求出 以以后的后的 。(),()00LCiu 時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。時(shí)，開(kāi)關(guān)合上。 時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電感短路，電容開(kāi)路：短路，電容開(kāi)路：t 0t 0()()A0010LLiim()()V03030CLuiV 60su 0su 0t( )( )和Cutu t100CeqRk開(kāi)關(guān)閉合后電路開(kāi)關(guān)閉合后電路分為兩部分分為兩部分: :.36100 10100 1CCeqRCs.3 1 5131 5LeqRk34

27、3100 101010LLeqLsR( )()V100300，CttCCutueet 時(shí)電路沒(méi)有外加激時(shí)電路沒(méi)有外加激勵(lì)，所以為零輸入響應(yīng)。勵(lì)，所以為零輸入響應(yīng)。 0t()V030Cu()A010Lim. 0 1Cs410Ls( )()mA4100100，LttLLitieet.( )( )mA 1k=V. 4410103 1 51010031 5，ttLu titeet解：由換路定則：由換路定則：3-13 電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S關(guān)閉，關(guān)閉，求求 以后以后電流電流 和電壓和電壓 。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。 時(shí)，電感短路，有：時(shí)，電感短路，有：t 0t 0( )Li

28、t 0t/ / 4413eqR()A100241Li節(jié)點(diǎn)電壓法：節(jié)點(diǎn)電壓法：() ()()1110002444Lui()V05u( )u t求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)：23eqL Rs()()A002LLii畫出畫出 時(shí)刻等效電路。由節(jié)點(diǎn)電壓法：時(shí)刻等效電路。由節(jié)點(diǎn)電壓法：( )V 3u( )( )A 31Lui() ( ) 111012444u133+22( )( )(0 )( )323(3)A0tLLLLttitiiieeet ，133+22( )( ) (0 )( )353(32)V0tttu tuuueeet ，解：由換路定則：由換路定則：3-14 電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S

29、關(guān)閉，關(guān)閉，求求 以后以后的的 。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。 時(shí)，電感短路，有：時(shí)，電感短路，有：t 0t 0( )i t 0t/ /6235eqR()A/ /()906321Li節(jié)點(diǎn)電壓法，參考節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓法，參考節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓分別為節(jié)點(diǎn)電壓分別為 ，節(jié)點(diǎn)電壓方程為：，節(jié)點(diǎn)電壓方程為：()()()()() 121110006233Luui求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)： 2eqL Rs()()A006LLii,12u u()V209u()V 11805u()()()A1200360215uui畫出畫出 時(shí)刻等效電路。時(shí)刻等效電路。( )( )( )A 129iii( )A 1

30、991i1121+2( )( ) (0 )( )369(9)59(9)A05ttti tiiieeet ，( )A 20i解：()A020 102Li由換路定則：由換路定則：3-15 電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S從從1打向打向2，求求 以后以后電電流流的的 的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S從從1 1打到打到2 2。 時(shí)電感短路，有：時(shí)電感短路，有：t 0t 0()()A002LLii( )Lit 0t畫出畫出 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：( ).A 87 53812Li281020eqR.2 200 1eqL Rs求時(shí)間常數(shù)

31、：求時(shí)間常數(shù)：t0t0時(shí)，零輸入響應(yīng)為：時(shí)，零輸入響應(yīng)為：110. .( )(0 )2A0ttLz i rLitieet ，零狀態(tài)響應(yīng)為：零狀態(tài)響應(yīng)為：110. .( )( )(1)3(1)A0ttLz s rLitieet ，全響應(yīng)為：全響應(yīng)為：10. . .( )( )( )(3)A0tLLz i rLz s ritititet，解：()V08Cu由換路定則：由換路定則：3-16電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S從從1打向打向2，求求 以后以后電電壓壓 的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S從從1 1打到打到2 2。 時(shí)電容開(kāi)路，有

32、：時(shí)電容開(kāi)路，有：t 0t 0()()V008CCuu( )Cut 0t畫出畫出 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：( )V 2 24Cu 246eqR.0 6eqR Cs求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)：t0t0時(shí)，零輸入響應(yīng)為：時(shí)，零輸入響應(yīng)為：153. .( )(0 )8V0ttCz i rCutueet，零狀態(tài)響應(yīng)為：零狀態(tài)響應(yīng)為：153. .( )( )(1)4(1)V0ttCz s rCutueet ，全響應(yīng)為：全響應(yīng)為：53. . .( )( )( )(44)V0tCCz i rCz s rutututet ，解：()V6 107661Cu由換路定則：由換路定則：3-17電路如圖，電路如圖，t=

33、0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S從從1打向打向2，求求 以后以后電電壓壓 的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S從從1 1打到打到2 2。 時(shí)電容開(kāi)路，有：時(shí)電容開(kāi)路，有：t 0t 0()()V006CCuu( )Cut 0t畫出畫出 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：( )V 6201066Cu/ / 3666eqR 6eqR Cs求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)：t0t0時(shí)，零輸入響應(yīng)為：時(shí)，零輸入響應(yīng)為：116. .( )(0 )6V0ttCz i rCutueet，零狀態(tài)響應(yīng)為：零狀態(tài)響應(yīng)為：116. .( )( )(1)10(1)V0ttCz s rCutueet

34、 ，全響應(yīng)為：全響應(yīng)為：16. . .( )( )( )(104)V0tCCz i rCz s rutututet ，解：()A04Li由換路定則：由換路定則：3-19 電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S關(guān)閉，關(guān)閉，求求 以后以后電流電流 的的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。 時(shí)電感短路：時(shí)電感短路：t 0t 0()()A004LLii( )Lit 0t4244455equuRi.242 40 55eqL Rs()()()003 0Liii()()204 040Lii求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)： 4ui304uuiii54uu

35、i畫出畫出 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：( )( )( ) 13iiit0t0時(shí)，零輸入響應(yīng)為：時(shí)，零輸入響應(yīng)為：12. .( )(0 )4A0ttLz i rLitieet ，零狀態(tài)響應(yīng)為：零狀態(tài)響應(yīng)為：12. .10( )( )(1)(1)A03ttLz s rLitieet ，全響應(yīng)為：全響應(yīng)為：2. . .102( )( )( )()A033tLLz i rLz s ritititet，( )( )( )( ) 114 42044244iiii( )A 1203i( )A 103Li解：()A6032Li由換路定則：由換路定則：3-21 電路如圖，電路如圖，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)開(kāi)關(guān)S關(guān)閉，關(guān)

36、閉，求求 以后以后電流電流 的的全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)全響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。 時(shí)電感短路：時(shí)電感短路：t 0t 00( )i t 0t畫畫 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：()()()() 6200404 00LLiiii()02iA()()A003LLii98338eqL Rs求時(shí)間常數(shù)：求時(shí)間常數(shù)：()()2824403LLLLuiiuiiiii83eqLuRi畫出畫出 時(shí)刻等效電路：時(shí)刻等效電路：( )( )( ).( )( ) 4401 526LLiiiAiit0t0時(shí)，全響應(yīng)為：時(shí)，全響應(yīng)為：189( )( ) (0 )( )(1.5

37、0.5)A0，tti tiiieet 求零輸入響應(yīng)：求零輸入響應(yīng)： 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。 t 0()()A003LLii0畫畫輸入為零時(shí)的輸入為零時(shí)的 時(shí)刻等時(shí)刻等效電路：效電路：( ()()()()200404 00LLiiii()01iA189. .( )( )(0 )A0，ttxz i rititieet零狀態(tài)響應(yīng)為：零狀態(tài)響應(yīng)為：89. . .( )( )( )( )1.50.5A0，tfz s rz i rititi titet t0t0時(shí)，零輸入響應(yīng)為：時(shí)，零輸入響應(yīng)為：解：電感電流：電感電流：3-26圖圖示示RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的零狀態(tài)響應(yīng) ，求求Us 、R、L

38、及時(shí)間常數(shù)及時(shí)間常數(shù)。 時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)S S閉合。閉合。當(dāng)電路再達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，當(dāng)電路再達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感短路，有：電感短路，有：t 0200( )(500) ,0tu teV t( )() ,20010100ti teA tV, 500sU( ) siUR L R時(shí)間常數(shù)：時(shí)間常數(shù)：1200( )( )(1)(1)=(10 10)RtttsLUi tieeeAR 電感電壓：電感電壓：200( )( )(500)RttLsdi tu tLU eeVdt ,1050sURR.H,2000 25R LL1200L Rs解：3-27 如圖，如圖，t0無(wú)初始儲(chǔ)能，無(wú)初始儲(chǔ)能，t=0開(kāi)關(guān)閉合，求開(kāi)關(guān)閉合，求 。

39、 時(shí)無(wú)初始儲(chǔ)能。時(shí)無(wú)初始儲(chǔ)能。 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S S閉閉合，響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。當(dāng)電路再達(dá)合，響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。當(dāng)電路再達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容開(kāi)路穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容開(kāi)路電感短路，有：電感短路，有： 0tabu( ) 2LiE R2LL R時(shí)間常數(shù)：時(shí)間常數(shù)：212( )( )(1)(1)0LRttLLLEitieetR ，t 0( ) CuE1CR C111( )( )(1)(1)0CttR CCCutueEet ，2112( )( )( )(1)+ (1)0RttRCLabCLututR itEeEet ，211( )()0RttR CLabutE eet ，4-1.寫出下列正弦量的相量，列出有效值和初相位，分別

40、畫出各自的相量圖。（1）10cos(60 )itA 4-1.寫出下列正弦量的相量，列出有效值和初相位，分別畫出各自的相量圖。（2）6610cos210 (0.2 10 )utV 4-1.寫出下列正弦量的相量，列出有效值和初相位，分別畫出各自的相量圖。（3）cos2(0.15 )uf tT mV4-1.寫出下列正弦量的相量，列出有效值和初相位，分別畫出各自的相量圖。（4）7.5cos2/(0.15 )uT tT V4-6.試對(duì)題圖4-2中各個(gè)電路的問(wèn)題做出答案（可借助于相量圖），圖中給出的電壓、電流皆為有效值，待求的也是相應(yīng)的有效值。4-6.試對(duì)題圖4-2中各個(gè)電路的問(wèn)題做出答案（可借助于相量圖

41、），圖中給出的電壓、電流皆為有效值，待求的也是相應(yīng)的有效值。4-6. 4-6.試對(duì)題圖4-2中各個(gè)電路的問(wèn)題做出答案（可借助于相量圖），圖中給出的電壓、電流皆為有效值，待求的也是相應(yīng)的有效值。4-7.電路如題圖4-3所示，已知 ， ，求 與 的相位差角。2 0LUV go4/rad sCUgLUg4-8.題圖4-4所示電路處于正弦穩(wěn)態(tài)中，請(qǐng)判斷電壓u與電流i的相位超前滯后關(guān)系。4-9. 題圖4-5所示電路，求單口網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗 。abZ4-10. 如題圖4-6所示， ，求單口網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗 。abZ410/rad s解：解：4-14正弦穩(wěn)態(tài)電路如題圖正弦穩(wěn)態(tài)電路如題圖4-10（b）所示，圖（）

42、所示，圖（b）電路）電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程。的節(jié)點(diǎn)電壓方程。1R2R11j C21j C1j L2j L1U1gUsU21(b)1212211112122121()1()sUj Cj C Uj C URj LRj Lj C Uj C UgUR 4-15 求求如如圖所示的正弦穩(wěn)態(tài)電路的戴維圖所示的正弦穩(wěn)態(tài)電路的戴維寧寧等效電路，等效電路，已知已知 。cos3ssmuUt解：解：(3)211smOCmOCmOCmUUUUjj 2552 9005 21352225521355OCmsmsmsmsmjUUjUUU 求求 。首先畫出相量模型。首先畫出相量模型。OCmU22(1)555SCmeqSCmUjZj

43、Ij (2)求等效內(nèi)阻求等效內(nèi)阻:1smSCmUIj 解（續(xù)）解（續(xù)）255OCmsmjUUj (3) 得到戴維寧等效電路的得到戴維寧等效電路的相量模型。相量模型。4-18.已知電路如題圖4-14所示，求電流表A的讀數(shù)。4-19.正弦穩(wěn)態(tài)電路如題圖4-15所示， ， ，試求以 作為參考向量，使 超前 時(shí)的感抗 的值。2RK213II 1Ug451Ug2UgL4-19.4-20 4-20 題圖題圖4-164-16所示電路中，已知所示電路中，已知 ，求電流求電流 以及電路吸收的以及電路吸收的功率功率。( )(coscos2 )su ttt V解：解：smmUIRj L 1, ( )i t1 00.

44、27733.732mIj 2, 1 00.2 53.134mIj 激勵(lì)為激勵(lì)為costcost：激勵(lì)為激勵(lì)為costcost：( )0.277cos(33.7 )0.2cos(253.1 )i tttA01( ) ( )TPu t i t dtT0cos cos20,Tttdt 0cos sin20,Tttdt 0sin sin20Tttdt 0sin cos20Tttdt ( )(coscos2 )su ttt V01( ) ( )TPu t i t dtT00110.277cos cos(33.7 )0.cos2 cos(253.1 )TTttdtttdtTTcoscos22mmuiuiUIPUI對(duì)于單一頻率：10.27710.2cos33.7cos53.10.1762222PW( )0.277cos(33.7 )0.2cos(253.1 )i tttA4-234-23求網(wǎng)絡(luò)吸收的平均功率P，無(wú)功功率Q，視在功率S。( )110cos(45 ) ,u ttV解：解：( )10cos(15 )i ttA110 10coscos30275 3476.3W22uiPUI110 10sinsin30275VA