范世貴電路基礎(chǔ)2版答案(第13章)

word文檔精品文檔分享第十三章一階電路時(shí)域分析13-1圖題13-1所示電路，t<0時(shí)K一直在0點(diǎn)。今從t=0時(shí)刻開場(chǎng)。每隔T秒，依次將K向左扳動(dòng)，扳道4點(diǎn)是長(zhǎng)期停住。試畫出u(t)的波形，并用階躍函數(shù)將u(t)表示出來(lái)。答案解：u(t)的波形如圖13-1〔a〕所示。13-2粗略畫出以下時(shí)間函數(shù)的波形。〔〕tU(t)；(2)tU(t+1);(3)(t-1)U(t-1);(4)-tU(t);(5)tU(t-1)word文檔精品文檔分享(6)U(t-1)U(t-2);(7)U(t)+U(t-2);(8)U(-t+3);(9)tU(3t+1(t)U(t));(10)(t)U(t1)(11);(12)5t(1)eUt;(13)U(t-1)-U(t-4)。答案解：各波形相應(yīng)如圖題13-2所示。word文檔精品文檔分享13-3求以下導(dǎo)數(shù)：dd(1〕；〔2〕；[u(t)U(t1)][u(t)U(t1)]dtdtddt5t(3)；(4)；[eU(t)][eU(t4)]dtdt(5)2d2[()]tUtdt答案1〕(t)(t1)；〔〕(t1)；word文檔精品文檔分享(3)；(4)；t5t5t(t)eU(t)e(t4)5eU(t4)(5)。(t)13-4寫出下表格單一元件電路的單位階躍響應(yīng)i(t)u(t)的表達(dá)式。畫出波形。電路響應(yīng)的表達(dá)式形波1i(t)U(t)Lu(t)U(t)i(t)C(t)u(t)U(t)i(t)U(t)u(t)L(t)i(t)U(t)1u(t)U(t)Cword文檔精品文檔分享13-5寫出下表中個(gè)單一元件電路的單位沖激響應(yīng)i(t)、u(t)的表達(dá)式，畫出波形。響電路應(yīng)的表達(dá)式波形1i(t)U(t)Lu(t)(t)'i(t)C(t)u(t)(t)i(t)(t)'u(t)L(t)i(t)(t)word文檔精品文檔分享1u(t)U(t)C13-6寫出下表中各一階電路單位階躍響應(yīng)i(t)、u(t)的表達(dá)式，畫出波形。電路響應(yīng)的表達(dá)式形波11ti(t)(1e)U(t)R1tu(t)eU(t)L1ti(t)(1e(t)1tu(t)ReU(t)L11ti(t)eU(t)R1tu(t)(1e)U(t)C1ti(t)eU(t)1tu(t)R(1e)U(t)Cword文檔精品文檔分享i(t)13-7圖題13-7電路，鼓勵(lì)的波形如圖所si(0)0示，。求響應(yīng)。答案i(t)U(t)U(t2)Au1(t)解：U(t)產(chǎn)生的響應(yīng)按圖s題13-7(a)用三要素法求，即51Su1(0)5V，u1()0,5tu1(t)5eU(t)V故。i(t)故產(chǎn)生的響應(yīng)u(t)為st(t1)(t2)5eU(t)5eU(t1)10eU(t2)Vu(t)=。word文檔精品文檔分享13-8一階線性定常電路，在一樣的初始條件下，當(dāng)鼓勵(lì)為f(t)時(shí)，[t<0時(shí)，f(t)=0]，其全響應(yīng)為ty1(t)2ecos2tt0；當(dāng)鼓勵(lì)為2f(t)ty2(t)e2cos2t；t0求鼓勵(lì)為4f(t)時(shí)的全響應(yīng)y(t)。答案y(t)y1(t)f(t)的零狀態(tài)響應(yīng)為2f(t)xy1(t)產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)為2。故有ty(t)y(t)2ecos2tx1ty(t)2y(t)e2cos2tx1ty(t)3eU(t)聯(lián)解得，xtytet1()cos2鼓勵(lì)為4f(t)時(shí)，全響應(yīng)為tty(t)y(t)4y(t)3e4(ecos2t)x1t(e4cos2t)U(t)。13-9圖題13-9電路，t<0時(shí),K閉合電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)今于t=0時(shí)斷開開關(guān)u(t)u(t)tK,求t>0時(shí)的全響應(yīng)c及c經(jīng)過(guò)零值得時(shí)刻o。word文檔精品文檔分享答案u(0)3V解:t<0時(shí),K閉合,電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),故有。t>0時(shí)K翻開,故有cu(0)u(0)u()RC2Sccc，。故得0.5tu(t)(13e)U(t)Vc又u(t)013eco0.5tot2.2S解得o。u(t)c的波形如圖題所示。13-10圖題13-10電路,t<0時(shí)K閉合電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。求t>0u2(t)時(shí)的響應(yīng)，并畫出波形。word文檔精品文檔分享答案解：t<0時(shí)，K閉合，電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，故有Usi(0)R1。t>0時(shí),K翻開,故有Usi(0)i(0)R1R2u(0)Ri(0)U22R1sR2u()U2RR12s故11RRtt22u(t)U(1e)U(t)UeU(t)V2ssRRR121。13-11圖題13-11電路，t<0時(shí)K翻開，電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。今于t=0時(shí)閉合ut()()iti(t)K，求t>0時(shí)的響應(yīng)、、，畫出波形。cLword文檔精品文檔分享答案解：t<0時(shí)，K翻開，電路已達(dá)穩(wěn)定，故有i(0)0u(0)Lc，。t>0時(shí)，K閉合，此時(shí)有i(0)i(0)0uc(0)uc(0)LL，；2i()2AL1u()0，；c1212S210.50.5S1t故得i(t)(1e(t)A1L1tu(t)2e)U(t2cdu(t)c2ti(t)C2eACdt1t2ti(t)i(t)i(t)[2(12e)2e)U(t)A1LCword文檔精品文檔分享u2(0)013-12圖題13-12電路，t<0時(shí)K翻開，電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，且設(shè)。u2(t)今于t=0時(shí)閉合K，求t>0時(shí)的響應(yīng)，畫出波形。答案解:t<0時(shí)K翻開,電路已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),故有u1(0)5Vu2(0)0；。t>0時(shí)K閉合,此時(shí)有u1(0)u2(0)，C1u1(0)C2u2(0)C1u1(0)C2u2(0)。uuV1(0)2(0)3聯(lián)解并代入數(shù)據(jù)得。5R(CC)S12u1()u2()5V3又，。0.6tututeUtV1()2()(52)()故得。其波形圖如圖題13-12(a)所示。word文檔精品文檔分享i(0)0i(t)13-13圖題13-13所示電路。求,畫出波形圖。答案解：求i(t)的等效電路電壓源電路如圖題13-13(a)所示。其中u(t)56U(t)ocR014。7ti(t)4(1e)U(t)A于是用三要素法可求得。word文檔精品文檔分享it1()i(0)2A13-14圖題13-14所示電路，。求u(t)和,畫出波形圖。答案i(0)i(0)2Ai()0解：;由圖題有：U3I(0.5UI)1ssssULsR080.5SIR0故得s，。故得2ti(t)2eU(t)Adi(t)2tu(t)L16eU(t)Vdt2ti(t)0.5u(t)i(t)10eU(t)A1word文檔精品文檔分享u(0)013-15圖題13-15所示電路，，求u(t)。答案u(t)12U(t)V解：求u(t)的等效電壓源電路如圖題所示。其中，oc010。于是用三要素法可求得10tu(t)12(1e)U(t)V。13-16圖題13-16所示電路，N內(nèi)部只含有點(diǎn)源與電阻，零狀態(tài)響應(yīng)110.25tu(t)(e)U(t)'ou(t)?28伏。今把2F得電容換成2H電感,問(wèn)響應(yīng)o提示:接電感時(shí)的初始值與接電容式的穩(wěn)態(tài)值相等。word文檔精品文檔分享答案解:因有'1u(0)u()Voo2'115u()u(0)Voo2881RC0.25又因有故得R10.25C2L2'R2故又得1S故得1t''''51t'u(t)u()[u()u(0)]e(e)U(t)Voooo88word文檔精品文檔分享13-17圖題13-17所示電路,求響應(yīng)i(t)。答案u(t)14(t)V解：求i(t)的等效電壓源電路如圖題所示,其中，oc014故得1tL117ti(t)i(0)e14eU(t)AR7SL0。其中u(0)2i1(t)i(t)u(t)13-18圖題13-18所示電路,c求全響應(yīng)、C、C。word文檔精品文檔分享答案u(t)R解：按圖題13-18(a)和(b)分別求等效電壓源的電壓和,即oc0u(t)4U(t)ocUsR2.4I，。其等效電壓源電路如圖題s所示。于是用三要素法可求得1tu(t)u()[u()u(0)]ecccc1t(42e(t)V其中66RCS02.41102.410又1du(t)tci(t)C0.8333eU(t)ACdti1(t)12iC(t)0.25u1(t)10iC(t)0.25i(t)1故1t1(t)(80.667e)U(t)A得。word文檔精品文檔分享13-19圖題13-19所示電路,t<0時(shí)K在a點(diǎn),電路已達(dá)穩(wěn)定.今于t=0時(shí)將K扳道u0(t)b點(diǎn)，求t>0時(shí)的全響應(yīng)。答案解t<0時(shí),K在a點(diǎn),電路已達(dá)穩(wěn)定.1U0Vs21ZR6j6jC6245U1sU0.545VCZjCword文檔精品文檔分享故u(t)0.52cos(2t45)Vc故u(0)0.52cos(45)0.5Vct>0時(shí),K扳到b點(diǎn).用三要素法可求得:uuuV0(0)c(0)c(0)0.5u0()uc()3V，1RCS12故得12tu0(t)3(30.5)(32.5e)U(t)V13-20圖題13-20所示電路,求u(t)。答案解:求u(t)的等效電路如圖題13-10(a)所示。136u(0)10V0.10.2SCu()036故，，。1t5tu(t)u(0)e10eU(t)V故得。word文檔精品文檔分享13-21圖題13-21u(t)。答案解：求u(t)、i(t)的等效電壓源電路如圖題13-21(a)所示。其中u(t)(t)Voc01，。故有L11Si(0)1ALi()0R0，，。故得1tti(t)i(0)eU(t)A故di(t)tu(t)(t)eU(t)Vdtword文檔精品文檔分享13-22圖題13-22所示電路，求u(t)。答案解：t>0時(shí)的等效電路如圖題13-22(a)所示。1u(0)0.2C1C1，u2(0)u2(0)0CCu(0)u(0)u(0)C1C2u()0，CC12R6SCC121t6u(t)1eU(t)V故。word文檔精品文檔分享13-23圖題13-23所示電路，t<0K接在＂１＂，電路已達(dá)穩(wěn)定。今于t=0時(shí)將K接道＂２＂。今欲使t>0時(shí)電路中的電流只存在正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，u(t)10cos2tV問(wèn)應(yīng)選多達(dá)數(shù)值？。答案解：t<0時(shí)K故有1i(0)AR11i(t)t>0時(shí)K在２。先求零輸入響應(yīng)：x1i(0)i(0)AxR11L0.5Si()0x，R212ti(t)eU(t)AxR1故得1。i(t)f再求零狀態(tài)響應(yīng)：10UV2ZRjLj211245word文檔精品文檔分享UI545AZi(t)52cos(2t45)A故得正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為s。1t2ti(t)BeBeU(t)A其瞬態(tài)響應(yīng)為t。2ti(t)i(t)i(t)52cos(2t45)Befst故零狀態(tài)響應(yīng)為。i(0)052cos(45)B故f，B5故得故2ti(t)52cos(2t45)5eU(t)Af故全響應(yīng)為12t2ti(t)i(t)i(t)e52cos(2t45)5exfR111050i(t)52cos(2t45)A11可見，欲使，那么必須有，01故得。13-24圖題13-24所示電路，為使全響應(yīng)電路i(t)中的瞬態(tài)響應(yīng)分量為零。求i(0)的。答案1t2ti(t)i(0)ei(0)eU(t)A解：零輸入響應(yīng)為xxx，word文檔精品文檔分享L50.5SR10其中。i(t)零狀態(tài)響應(yīng)為f：10UVs2Z10jL11.1826.57UsI0.63326.57AZ故得正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為i(t)0.6332cos(t26.57)As自由響應(yīng)為2ti(t)BeU(t)Af故得零狀態(tài)響應(yīng)為2ti(t)i(t)i(t)Be0.6332cos(t26.57)Afts故i(0)0B0.6332cos(26.57)fB0.797故得故得2ti(t)0.797e0.6332cos(t26.57)Af故得全響應(yīng)為2ti(t)i(t)i(t)i(0)e0.7970.6332cos(t26.57)Axfi(t)0.6332cos(t26.57)Ai(0)0.797故欲使，那么必須有A。u(t)u(t)13-25圖所示電路，e(t)的波形如圖(b)所示。求零狀態(tài)響應(yīng)和。CRword文檔精品文檔分享答案解：?jiǎn)挝粵_激響應(yīng)th(t)eU(t)故u(t)h(t)e(t)