習(xí)題解答第7章

..精選實(shí)用文檔..精選第七章(一階電路)習(xí)題解答一、選擇題1．由于線性電路具有疊加性，所以C。A．電路的全響應(yīng)與鼓勵(lì)成正比；B．響應(yīng)的暫態(tài)分量與鼓勵(lì)成正比；C．電路的零狀態(tài)響應(yīng)與鼓勵(lì)成正比；D．初始值與鼓勵(lì)成正比2．動(dòng)態(tài)電路在換路后出現(xiàn)過(guò)渡過(guò)程的原因是A。儲(chǔ)能元件中的能量不能躍變；電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生變化；電路有獨(dú)立電源存在；電路中有開(kāi)關(guān)元件存在3．圖7—1所示電路中的時(shí)間常數(shù)為C。A．；B．；C．；D． 解：圖7—1中和并聯(lián)的等效電容為，而將兩個(gè)電容摘除后，余下一端口電路的戴維南等效電阻為，所以此電路的時(shí)間常數(shù)為。４．圖7—2所示電路中，換路后時(shí)間常數(shù)最大的電路是A。 解：圖7—2〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕所示四個(gè)電路中的等效電感分別為..精選實(shí)用文檔..精選、、和。時(shí)，將圖6—2〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕中的電感摘除后所得一端口電路的戴維南等效電阻分別為、、和。由于電路的時(shí)間常數(shù)等于，所以圖7—2〔A〕所示電路的時(shí)間常數(shù)最大。5．一階電路的全響應(yīng)V，假設(shè)初始狀態(tài)不變而輸入增加一倍，那么全響應(yīng)變?yōu)镈。A．；B．；C．；Ｄ． 解：由求解一階電路的三要素法可知在原電路中V，V。當(dāng)初始狀態(tài)不變而輸入增加一倍時(shí)，有V二、填空題1．換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，，，，。時(shí)，開(kāi)關(guān)由擲向，那么圖7—3所示電路在換路后瞬間的電容電壓V，V。解：由時(shí)刻電路得：，換路后，電容,構(gòu)成純電容的回路〔兩電容并聯(lián)〕,電容電壓發(fā)生強(qiáng)迫躍變，此時(shí)應(yīng)由電荷守恒原理求解換路后瞬刻的電容電壓。由得：……①……②由以上兩式解得2．圖7—4所示電路的時(shí)間常數(shù)。..精選實(shí)用文檔..精選解：將儲(chǔ)能元件開(kāi)路，獨(dú)立電源置后，可得求戴維南等效電阻的電路如圖7—4(a)所示。由于電路中含有受控源，因此需用外加電壓法求戴維南等效電阻。由圖7—4(a〕得，即于是，3．某串聯(lián)電路中，隨時(shí)間的變化曲線如圖6—5所示，那么時(shí)。解：由圖7—5可得，而由圖7—5可見(jiàn)。將的表達(dá)式代入此式得，即因此4．換路后瞬間〔〕，電容可用電壓源等效替代，電感可用電流源等效替代。假設(shè)儲(chǔ)能元件初值為零，那么電容相當(dāng)于短路，電感相當(dāng)于開(kāi)路。5．圖7—6所示電路，開(kāi)關(guān)在時(shí)刻動(dòng)作，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路已處于穩(wěn)態(tài)，那么。..精選實(shí)用文檔..精選解：時(shí)刻，電路處于直流穩(wěn)態(tài)，電感相當(dāng)于短路，電容相當(dāng)于開(kāi)路，等效電路如圖7—6〔a〕所示。由圖7—6〔a〕解得，。時(shí)刻的等效電路如圖7—6〔b〕，由此圖解得。三、計(jì)算題1．圖7—7所示電路，電容原未充電，，。時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，求：1〕．時(shí)的和；2〕．到達(dá)所需時(shí)間。解：1〕．由于電容的初始電壓為，所以將，及代入上式得〔〕而2〕．設(shè)開(kāi)關(guān)閉合后經(jīng)過(guò)秒充電至，那么..精選實(shí)用文檔..精選，即由此可得2．圖7—8所示電路，開(kāi)關(guān)S在時(shí)刻閉合，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路已處于穩(wěn)態(tài)，求時(shí)的。解：電流為電感中的電流，適用換路定那么，即而，于是3．圖7—9所示電路，開(kāi)關(guān)S在時(shí)刻從擲向，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路已處于穩(wěn)態(tài)。求：1〕．〔〕；2〕．〔〕。解：1〕．，于是2)．注意到為電阻中的電流，不能直接應(yīng)用換路定那么。畫出時(shí)刻電路如圖6—9(a)所示，等效變換后的電路如圖7—9(b)所示。..精選實(shí)用文檔..精選由圖7—9〔b〕可得， 因而4．圖7—10所示電路，開(kāi)關(guān)S在時(shí)刻翻開(kāi)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路已處于穩(wěn)態(tài)。求：時(shí)的。解：。穩(wěn)態(tài)時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路，〔即電容的開(kāi)路電壓〕和可由圖7—10(a)的電路計(jì)算。由圖7—10〔a〕得：……〔1〕……〔2〕由〔2〕得，將此帶入〔1〕式，得由此可見(jiàn)，而..精選實(shí)用文檔..精選5．圖7—11中，時(shí)零狀態(tài)響應(yīng)。假設(shè)電容改為，且，其它條件不變，再求。解：以儲(chǔ)能元件為外電路，線性含源電阻網(wǎng)絡(luò)可用相應(yīng)的戴維南等效電路替代，如圖7—11(a)所示。由題意可知，而當(dāng)改為，且時(shí)，，因而6．圖7—12中，V，V，全響應(yīng)。求：1〕．、單獨(dú)作用時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)和；2〕．零輸入響應(yīng)。解：圖7—12的全響應(yīng)等于零狀態(tài)響應(yīng)加零輸入響應(yīng)，即……①而……②……③將圖7—12等效為圖7—12〔a〕，設(shè)圖中的。..精選實(shí)用文檔..精選當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)，有其通解為〔其中〕將上式及②、③代入①得++……④考慮到是鼓勵(lì)時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)，并將④和題中給出的的全響應(yīng)的表達(dá)式比照，可得，，，，因此〔〕()()7．圖7—13所示電路中，鼓勵(lì)的波形如圖7—13〔a〕所示，求響應(yīng)。解：此題的鼓勵(lì)可用三個(gè)階躍函數(shù)之和表示，即：電路的響應(yīng)就是上述三個(gè)階躍函數(shù)分別作用產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)之和。將圖7—13等效為如圖7—13(b)所示的電路。作用時(shí)的響應(yīng)為..精選實(shí)用文檔..精選作用時(shí)的響應(yīng)為作用時(shí)的響應(yīng)為總的零狀態(tài)響應(yīng)為8．圖7—14所示電路中，鼓勵(lì)為單位沖激函數(shù)A，求零狀態(tài)響應(yīng)。解：設(shè)鼓勵(lì)為，用三要素法求電路的單位階躍響應(yīng)。，，電流的單位階躍響應(yīng)為根據(jù)單位沖激響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)的關(guān)系，可得電路中的：9．圖7—15所示電路中，，，求時(shí)的響應(yīng)。解：應(yīng)用疊加原理求解此題。..精選實(shí)用文檔..精選單獨(dú)作用時(shí)，電路如圖7—15〔a〕所示。對(duì)于沖激響應(yīng)，可先求其相應(yīng)的階躍響應(yīng)。設(shè)鼓勵(lì)為，那么因此由沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的關(guān)系得單獨(dú)作用時(shí)，電路如圖7—15〔b〕所示。，，而因此10．圖7—16所示電路，開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開(kāi)關(guān)S翻開(kāi)，求時(shí)的。解：