電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)-習(xí)題解答

電路與模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)-習(xí)題解答第2章一階動(dòng)態(tài)電路的暫態(tài)分析習(xí)題解答。圖2.1習(xí)題2.1圖解電流源電流為1A0t1si(t)1A1t2sS0其他分段計(jì)算電容電壓u(t)0t1s期間u(t)u(0)1ti()d1td2tVC00.50t1s時(shí)，u(1)2V1t2s期間122(t1)42tVu(t)u(1)t(1)d0.51t2s時(shí)，u(2)0t2s時(shí)10d0u(t)u(2)t0.522Vt0t1su(t)42tV1t2s0其他瞬時(shí)功率為2Wt0t1sp(t)u(t)i(t)2t4W1t2s0S其他電容的儲(chǔ)能為0t1st2Jw(t)12Cu2(t)2tJ1t2s20其他2.2在圖2.2（a）中，電感，電流波L3H形如圖（b）所示，求電壓、t1s時(shí)電感吸收功u率及儲(chǔ)存的能量。圖2.2習(xí)題2.2圖解由圖2.2(b)可寫出電流的函數(shù)At0t1si(t)2tA1t2s0其他3V0t1s1t2s其他u(t)Ldi3Vdt0t1s時(shí)p(1)u(1)i(1)3Ww(1)12Li2(1)1312J2.3在圖2.3所示電322L路中，已知，ut8cos4tV，，求時(shí)的和。iti02A1i01Atit1022圖2.3習(xí)題2.3電路圖解12tudt201t8cos4d2sin4tA0i(t)i(0)211ti(t)i(0)1t8cos4d1sin4A1042222.4電路如圖2.4(a)所示，開關(guān)在時(shí)由t0“1”搬向“2”，已知開關(guān)在“1”時(shí)電路已處于穩(wěn)定。求、、和的初始值。uiuiCCLL（a）動(dòng)態(tài)電路（b）t0時(shí)刻的等效電路圖2.4習(xí)題2.4電路圖解在直流激勵(lì)下，換路前動(dòng)態(tài)元件儲(chǔ)有能量且已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)于短路。根據(jù)t0時(shí)刻的電路狀態(tài)，求得，82A。222u(0)C84Vi(0)22L根據(jù)換路定則可知：，u(0)u(0)4Vi(0)i(0)2ALLCC用電壓為的電壓源替換電容，電流為的u(0)i(0)CL電流源替換電感，得換路后一瞬間時(shí)的等效t0電路如圖(b)。所以4i(0)40，i(0)＝－1ACC2i(0)＋u(0)0，u(0)＝－4VLLL2.5開關(guān)閉合前圖2.5（a）所示電路已穩(wěn)定且電容開關(guān)閉合，求和。未儲(chǔ)能，時(shí)t0i(0)u(0)（a）動(dòng)態(tài)電路（b）t0時(shí)刻的等效電路2.5習(xí)題2.5電路圖圖解由題意得，換路前電路已達(dá)到穩(wěn)定且電容未儲(chǔ)能，故電感相當(dāng)于短路，電容相當(dāng)于短路，，。1046i(0)L1Au(0)0C由換路定則得：，。u(0)u(0)0i(0)i(0)1ALLCC換路后瞬間即t0時(shí)的等效電路如圖2.5(b)，求得，66321A3u(0)144Vi(0)2.6電路如圖2.6所示，開關(guān)在時(shí)打開，t0打開前電路已穩(wěn)定。求、、、和的初始值。iiuCuLi1LC圖2.6習(xí)題2.6電路圖解換路前電容未儲(chǔ)能，電感已儲(chǔ)能，所以t0時(shí)刻的起始值，6i(0)3A2Lu(0)0C由換路定則得：，i(0)3Au(0)0CL224i(0)1i(0)1ALi(0)i(0)i(0)2ACL1u(0)62i(0)4i(0)4VLL12.7換路前如圖2.7所示電路已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開關(guān)打開。求換路后的及。t0uiL圖2.7習(xí)題2.7電路圖解t0時(shí)，電感儲(chǔ)能且達(dá)到穩(wěn)定，電感相當(dāng)于短路，求得361A634i(0)L63636由于電流是流過電感上的電流，根據(jù)換路定則iL得i(0)i(0)1A4LLt0時(shí)，電感兩端等效電阻為R3690時(shí)間常數(shù)L2sR90由此可得時(shí)各電流和電壓為t0t1t9eA2i(t)i(0)et0τ4LLu－6i(t)3t9eVt022L2.8換路前如圖2.8所示電路已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開關(guān)閉合。求換路后電容電壓及電流t0uC。i圖2.8習(xí)題2.8電路圖解t0時(shí)，電容儲(chǔ)能且達(dá)到穩(wěn)定，電容相當(dāng)于開路，求得u(0)1246VC根據(jù)換路定則得：u(0)u(0)6VCC時(shí)間常數(shù)：10.20.2s由此可得時(shí)各電流和電壓為t0u(t)u(0)eτt6e5tt0t0VCCi14uC36e21A5t2.9換路前如圖2.9電路已處于穩(wěn)態(tài)，t0時(shí)開關(guān)閉合。求換路后電容電壓及。uiCC圖2.9習(xí)題2.9電路圖解時(shí)，電容無(wú)儲(chǔ)能，即ut0(0)u(0)0CCt0時(shí)，利用疊加原理得6333326V333u()C時(shí)間常數(shù)：33RC20.51.75s330由此可得時(shí)各電流和電壓為t01u(t)61eCVt0t1.75du121e1.75tAiCCt0Cdt72.10開關(guān)在時(shí)關(guān)閉，求如圖2.10所示t0電路的零狀態(tài)響應(yīng)。it圖2.10習(xí)題2.10電路圖解求從等效電感兩端看進(jìn)去的戴維南等效電路U4263621VOCR44663.660時(shí)間常數(shù)：L1R12011e零狀態(tài)響應(yīng)：U1eti(t)At0OC612tR02.11在如圖2.11所示電路中，開關(guān)閉合前電感、電容均無(wú)儲(chǔ)能，時(shí)開關(guān)閉合。求時(shí)t0t0輸出響應(yīng)。u圖2.11習(xí)題2.11電路圖解由換路定則可知：，u(0)u(0)0i(0)i(0)0LLCC電容穩(wěn)態(tài)值：u()224VC時(shí)間常數(shù)：20.51sC41eVt零狀態(tài)響應(yīng)：tu(t)u()1eCC電感穩(wěn)態(tài)值：i()2AL時(shí)間常數(shù)：21s63L零狀態(tài)響應(yīng)：i(t)21eA3tLVu(t)u(t)LdiL44et12e3tt0dtC2.12在如圖2.12所示電路中，開關(guān)接在位置“1”時(shí)已達(dá)穩(wěn)態(tài)，在時(shí)開關(guān)轉(zhuǎn)到“2”的t0位置，試用三要素法求t0時(shí)的電容電壓及。uiC圖2.12習(xí)題2.12電路圖解開關(guān)在位置1時(shí)：，4u(0)64V24C由換路定則得初始值：u(0)u(0)4VCC穩(wěn)態(tài)值：4u()24(3)2VC時(shí)間常數(shù)：242414s3由三要素法得：3ttu(t)u()u(0)u()e26eV4CCCCt0i3u3eAt0134tC222.13圖2.13所示電路原已達(dá)穩(wěn)態(tài)，開t0關(guān)打開。求時(shí)的響應(yīng)、及。t0uiuCL圖2.13習(xí)題2.13電路圖解：（1）應(yīng)用三要素法求電容電壓電容初始值：10u(0)u(0)101052.5VCC穩(wěn)態(tài)值：u()5VC時(shí)間常數(shù)：0.1101sC所以u(píng)(t)52.5eVt0tC（2）應(yīng)用三要素法求電感電流初始值：5i(0)i(0)110101.25ALL穩(wěn)態(tài)值：i()1A時(shí)間常數(shù)：1s5L所以i(t)10.25eAt05tLuudiL52.5et1.25e5tVt0dtC2.14在開關(guān)閉合前，如圖2.14所示電路S已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開關(guān)閉合。求開關(guān)閉合后的t0電流。iL圖2.14習(xí)題2.14電路圖解（1）應(yīng)用三要素法求電感電流初始值：41Ai(0)i(0)4421144A23LL穩(wěn)態(tài)值：4i()L444時(shí)間常數(shù)：34441s2L44故得1136i(t)e2tAt0L2.15在如圖2.15所示的電路中，開關(guān)S閉合前電路為穩(wěn)態(tài)，時(shí)開關(guān)閉合，試求時(shí)t0t0的及。u(t)、i(t)i(t)LCC圖2.15習(xí)題2.15電路圖解（