电路分析答案第五章.doc

第五章 习题-+6VS2411F-+5、1 如题5、1图所示电路,时已处于稳态。当时开关S打开,求初始值与。解:根据电容电压不能突变,有: S打开时有: 可得: -+12V1F4481HS-+5、2 如题5、2图所示电路,时已处于稳态。当时开关S闭合,求初始值、与。解:时处于稳态,有: 根据电容电压、电感电流不能突变,当开关S闭合有: +-42H4V4-+S5、3 如题5、3图所示电路,时已处于稳态。当时开关S闭合,求与。解:时,有: 5、4 如题5、4图所示电路,电压表得内阻,量程为100V。开关S在时打开,问开关打开时,电压表就是否会损坏？-24V0、1H4+S解:当开关闭合时,有:当开关打开时,有: 所产生得电压为: 可见超出了电压表得量程,因此电压表会损坏。-+10V21H3S1H0、1F-+25、5 如题5、5图所示电路,时已处于稳态。当时开关S打开,求初始值与、。解:开关闭合时, 电阻上得电压为: 所以有 根据电容电压不能突变,开关打开时可得:7、5A321S3630、1F-+5、6 如题5、6图所示电路,时已处于稳态。当时开关S从1打到2,试求时电流,并画出其波形。解:开关S位于1时,有: 开关S位于2时,建立得方程: 为等效电阻得电压而 可得微分方程: 初始条件: 解方程: 特征根为则有: 代入初始条件可得: 得: 根据分流关系,可得: 81H4V-+S5、7 如题5、7图所示电路,电感初始储能为零,当时开关S闭合,试求时电流,并画出其波形。解:已知当开关闭合时,有: 根据KVL有: 整理可得: 方程得齐次解为: 方程得特解为: 代入方程有: 可得:全解为: 代入初始条件,可得: 得: -12V-+240、1F-+2+S5、8 如题5、8图所示电路,电容初始储能为零,当时开关S闭合,试求时得、与。解:已知开关闭合时,将电路等效为简单得RC串联,以建立方程,有: -6V40、1F-+1+代入参数有: 方程齐次解为: 方程得特解为: 代入方程可知 所以有: 代入初始条件可得: 得: 5、9 如题5、9图所示电路,时已处于稳态。当时开关S闭合,求时电压与电流得零输入响应与零状态响应。+-33A36S解:设C=0、1F,开关闭合时建立方程,有: 两式整理可得: 电容初始电压为: 零输入响应方程为: 解得形式为: 代入初始条件可得: 得: 零状态响应方程为: 其齐次为: 其特解为: 代入方程有: 可知:通解为: 代入初始条件: 得: 根据分流关系,可知电流得零输入响应为: 再根据回路列KVL方程: 整理可得: 5、10 如题5、10图所示电路,时开关S位于1,电路已处于稳态。当时开关S闭合2,求时电流与电压得零输入响应与零状态响应。-+36V21S62A66-+3H3解:时有: 时建立方程,有: 整理可得微分方程为: 零输入响应: 代入初始条件 可得: 零状态响应: 齐次解: 特解: 代入方程可得: 则: 由初始条件,可知得: 5、11 如题5、11图所示电路,已处于稳态,当时开关S打开,求时电流得零输入响应、零状态响应与全响应。-+6V6663A3HS解:时根据叠加原理有: 零输入响应,其方程为: 方程解为: 代入初始条件: 18V-+663H零输入相应为: 零状态响应(等效电路如右),其方程为: 齐次解为: 特解为: 代入方程可得: 则零状态相应为: 代入初始条件可得: 有: 全响应为: 1F-5-25V+20+S5、12 如题5、12图所示电路,已处于稳态,当时开关S闭合,闭合后经过10s后,开关又打开,求时。解:4H+-3A51051AS5、13 如题5、13图所示电路,已处于稳态,当时开关S打开,求时与。解:时,有: S打开,时有: 电路得时间常数为: 根据三要素公式,可知: 1FS2H122212V-+5、14 如题5、14图所示电路,已处于稳态,当时开关S闭合,求时得电流。解:在,开关闭合,根据电路得特殊性,电流可以瞧成电压源与电容初始储能作用得叠加。可利用三要素公式进行求解:在有: 由电容初始电压作用产生得电流为,显然有: 由12伏电压源作用产生得电流为,有: 可知: 得: 3A-+2120V8S2H41F25、15 如题5、15图所示电路,已处于稳态,当时开关S从1打到2,试求时得电流。-C-+5、16 如题5、16图所示电路,电容得初始电压一定,激励源均在时接入电路,已知当、时,全响应,;当、时,全响应,。 求、与得值。 求当、时得全响应。解: 可知电路得时间常数为: 当时,有: 当时,有: 由上面两式联解可得: 代入时间常数式子,得: 此时全响应可分为零输入响应与零状态响应,而零状态响应可瞧成电压源与电流源分别单独作用得叠加,有:零输入响应: 当时,有 根据三要素公式,可得 电压源产生得零状态响应: 根据三要素公式,可得 电流源产生得零状态响应: 根据三要素公式,可得 全响应为: -+ -+2VS2FN5、17 如题5、17图所示电路,N中不含储能元件,当时开关闭合后,输出电压得零状态响应,;如果将2F得电容换为2H得电感,求输出电压得零状态响应。5、18 如题5、18图所示电路,其中,N为线性含独立源得电阻电路。当时开关S闭合。已知,电流,。求时得电压。-+0、25F2 -+SN解:开关闭合时,有: 而 可得: 5、19 如题5、19图所示电路,已处于稳态。当时,受控源得控制系数r突然由10变为5,求时得电压。0、4F20V+-105-+解:在稳定状态,有: +-105-+显然有: 再求电容两端得等效电阻,在有受控源时,采用外加电压法,有: 可知等效电阻为: 有: 根据三要素公式,可得: -+6V83F2:1S15、20 如题5、20图所示电路,已处于稳态。当时开关S闭合,求时得电流。解:根据理想变压器得特性,可将电路等效为如图所示,有折射电阻: 46V83F-+对初级电流应用三要素求解 有: 根据理想变压器得变流关系,可得: 163A2SM=1H2H4H-+5、21 如题5、21图所示电路,已处于稳态。当时开关S闭合,求时得开路电压。解:由于耦合电感得次级开路,开关闭合时,电路可等效为如图示,以初级电流应用三要素求解,有:L163A22H 则有: 根据耦合电感电压电流关系,可得: 5、22 如题5、22图所示电路,已知,时开关S闭合。 求使暂态响应分量为零得电容电压初始值。 若,为使时得等于零,求所需得电容C得值。SRC-+5、23 已知电流波形如题5、23图所示,试用阶跃函数表示该电流。3-2-202442-20123(b)(a)5、24 如题5、24(a)图所示电路,以为输出。 求其阶跃响应。 若输入信号得波形如图(b)所示,求得零状态响应。402-+441H(b)(a)5、25 如题5、25图所示电路,求零状态响应与。-+3-+442H5、26 如题5、26(a)图所示电路,其中,如题5、26(b)图所示,时电路已达稳态。时开关S断开,求时电流得零输入响应与零状态响应。-+8V2220、5FS5、27 如题5、27图所示电路,L=8H,C=0、5F。若以为输出,求阶跃响应;若要使也就是阶跃函数,求与得值。LC-+解:根据电路结构,可瞧成就是一个RC与一个RL得串联,它们互不影响,有: 对于RC电路,应用三要素公式: 有: 对于RL电路,应用三要素公式: 有: 可得: 要使也就是阶跃函数,显然应有: 即: 与 联解可得: 5、28 如题5、28图所示电路,内只含线性时不变电阻,电容得初始状态一定,已知当,全响应为,。 求在同样初始状态下,时得。1F+-+ 求在同样初始状态下,当,时得。5、29 如题5、29图所示电路,以为响应。 列出其微分方程。 若已知L=2H,C=1F,为使其零输入响应为衰减振荡,求电阻R得取值范围。-+C-+LR