第5章选择题1、在关联参考方向下,R 、L 、C 三个元件的伏安关系可分别如( D )表示。
A. dtdi C u d i L u u Gu i C C tL L L R R =+==⎰ ,)(1)0( ,0ττ B. dtdi C u d i L u Ri u C C tL L R R =+==⎰ ,)(1 )0(u , 0L ττC. ⎰+===tC C C L L R R d i C u u dt di L u Gi u 0)(1)0( , ,ττ D. ⎰+===tC C C L L R R d i C u u dt di Lu Ri u 0)(1)0( , ,ττ 2、一阶电路的零输入响应是指( D )。
A. 电容电压V 0)0(≠-C u 或电感电压V 0)0(≠-L u , 且电路有外加激励作用B. 电容电流A 0)0(≠-C i 或电感电压V 0)0(≠-L u , 且电路无外加激励作用C. 电容电流A 0)0(≠-C i 或电感电压A 0)0(≠-L i , 且电路有外加激励作用D. 电容电压V 0)0(≠-C u 或电感电流A 0)0(≠-L i , 且电路无外加激励作用 3、若1C 、2C 两电容并联,则其等效电容C =( A )。
A. 21C C +B.2121C C C C +C.2121C C C C +D. 21C C4、已知电路如图 所示,电路原已稳定,开关闭合后电容电压的初始值)0(+C u 等 于( A )。
A. V 2-B. V 2C. V 6D. V 85、已知V 15)(τtC e t u -=,当s 2=t 时V 6=C u ,电路的时间常数τ等于( B )。
A. s 458.0B. s 18.2C. s 2.0D. s 1.06、二阶RLC 串联电路,当C L R 2____时,电路为欠阻尼情况;当CL R 2____时, 电路为临界阻尼情况( B )。
A. >、= B. <、=C. <、>D. >、<填空题1. 若L 1 、L 2两电感串联,则其等效电感L=;把这两个电感并联,则等效电Cu 21L L +2121L L L L +感L= 。
2. 一般情况下,电感的 电流 不能跃变,电容的 电压 不能跃变。
3. 在一阶RC 电路中,若C 不变,R 越大,则换路后过渡过程越 长 。
4. 二阶RLC 串联电路,当R < 2C L /时,电路为振荡放电;当R= 0 时,电路发生等幅振荡。
5. 如图示电路中,开关闭合前电路处于稳态,()+0u = -4 V ,+0d d t u C =2×104V/s 。
图 填空题5图6. R =1Ω和C =1F 的并联电路与电流源I S 接通。
若已知当I S =2A ()t ≥0,电容初始电压为1V 时,u t C ()为 t - ()t ≥0,则当激励I S 增大一倍(即I S A =4),而初始电压保持原值,t ≥0时u t C ()应为V )e 34(t --。
计算题1. 电路如图所示,(1)求图(a )中ab 端的等效电容;(2)求图(b )中ab 端的等效电感。
(a)(b)图 计算题1图解:(1)ab 两端的等效电容F C ab μ610)101011011()101011011(10=+++++⨯=(2)ab 两端的等效电感H L ab 1066)66(6)66(=+++⨯+=10F10F10F10F10F2. 电路图(a )所示,电压源S u 波形如图(b )所示。
(1)求电容电流,并画出波形图;(2)求电容的储能,并画出电容储能随时间变化的曲线。
解:由图可知所以电流波形图为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<≤-⨯<≤-<≤+⨯-<≤<≤⨯=s t t s t s t t s t s t t t u C μμμμμ87 4010575 553 2010531 510 105)(666⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<≤<≤<≤-<≤<≤==s t A s t st A s t s t A dt t du c t i c C μμμμμ87 1075 053 1031 010 10)()(μs⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<≤⨯-<≤⨯<≤⨯-⨯<≤⨯<≤⨯==--s t s t st st s t s t s t t t C W u C C μμμμμμμ87 10 )8(2575 105.253 10)4(2531 105.210 1025)(21)t (625625622电容储能储能变化曲线为3.如图(a )所示电路,A 00=)(L i ,电压源S u 的波形如图(b )所示。
求当t =1s 、t =2s 、t =3s 、t =4s 时的电感电流i L 。
(a ) (b )图 计算题3图解:电感电压与电流的关系为⎰+=tt d u Lt i t 0)(1)()(i 0ζζ各时段,电感电压的表达式为⎪⎩⎪⎨⎧>≥->≥≥≥=st s t s t s t s V V t u 34,401023,002,10)( 所以,t=1s 时,有 ⎰=-⨯==+=1015.2)]01(5.2[41010410)1(|V V t dt it=2s 时,有⎰=-⨯+=+=+=2115)]12(5.25.2[4105.210415.2)2(|V V t dt i t=3s 时,有⎰=+=3250415)3(V dt it=4s 时,有μsW C 5.2⨯V t t dt t i 75.344024105)4010(415)4(||4343432=-⨯+=-+=⎰4. 如图所示S 闭合瞬间(t=0),求初始值u C (0+),、i C (0+)。
解:t=0-时,s 断开,等效电路如图(a)。
V V V u i c c 1002080)0( ,0)0(=+==--图 计算题4图t=0+时,s 闭合,等效电路如图(b)。
V u c 100)0()0(u c ==-+A u i c c 210)0(80)0(-=-=++5. 如图所示电路的暂态过程中, 求i L 的初始值,稳态值以及电路的时间常 数τ各等于多少?如R 1增大,电路的时间 常数τ如何变化?解: 当t=0-时,s 断开, 等效电路如图如图(a) 电路中的电流恒定不变 A i L 5.22210)0(=+=-由换路定理:Ai i L L 5.2)0()0(==-+当t=0+时,s 闭合,等效电路如图如图(b), 电路稳定后 , 在电路放电过程中时间常数 ,与R 1无关所以R 1增大,τ不变。
6. 如图已知:E=6V ,R 1=5Ω,R 2=4Ω, R 3=1Ω,开关S 闭合前电路处于稳态,t=0时 闭合开关S 。
求:换路瞬间的u L (0+)、i C (0+)。
解:当t=0-时,s 断开,电路处于稳态 等效电路如图(a)。
V i c 0)0(=-V R R R E u A R R E i L 1)0( ,1)0(313c 31=+⋅==+=--由换路定理:V u u A i i C C L L 1)0()0( ,1)0()0(====-+-+当t=0+时,s 闭合等效电路如图(a)。
A R u E i c c 25.1)0()0(2=-=++7. 如图所示电路,t=0时开关K 闭合, 求t 0时的u C (t)、i C (t)和i 3(t)。
已知: I S =5A ,R 1=10,R 2=10,R 3=5,C=250F , 开关闭合前电路已处于稳态。
解:当t=0-时,k 断开,电路处于稳态,等效电路5.02==RL τA i L 0)(=+∞VR i E u L L 5)0()0(3=-=++如图(a)。
由换路定理:当t=0+时,k 闭合,t=+∞时,电路 达到新的稳态,等效电路如图(b)。
电容两端的等效电阻:时间常数:8. 如图所示电路中,t=0时试用三要素 法求出t ≥0时的i L (t)和u L (t),并画出i L (t) 的波形。
(注:在开关动作前,电路已达稳态)。
解:当t=0-时,开关S1闭合,S2打开,电路 处于稳态,等效电路如图(a)。
得 A i L 10110)0(==- 由换路定理:当t=0+时,s1断开,s2闭合,AI i s 5)0(3==-VR i u c 25)0()0(33==--0)0(=-c i Vu u C C 25)0()0(==-+A I R R R R i S 2)(32113=++=+∞Vi R 10)()(u 33C =+∞=+∞Ω=+=4//)(321R R R R eq SC R eq 310-==τ[]V e e e u u u t ut t tC C C C 100010001510)1025(10)()0()()(---++=-+=+∞-++∞=τA i i L L 10)0()0(==-+达到新的稳态,等效电路如图(b )。
根据图(c )求等效电阻:)(t i L 的波形为9. 如图题所示电路在t <0已处于稳态,在t = 0时将开关S 由1切换至2,求: (1)换路后的电容电压)(t u C ; (2)t =20ms 时的电容元件的储能。
解:当t=0-时,开关S 在位置1,电路 处于稳态,等效电路如图(a)。
54V )0()0(V5490150010001500)0(===⨯+=-+-c c c u u u 则Ω=+⨯=12222eqR A i L 326)(==∞s R L eq 5.0==τt Le dt di L t u 27)(--=⋅=A e e i i i t i t t L L L L )73()]()0([)()(2--+=∞-++∞=τt=∞时等效电路如图(b)。
V 0)(=∞c ut=20ms 时:10.电路如图所示,电路原处 于稳态。
在t = 0时将开关S 由位置1合 向位置2,试求t ﹥0时i L (t )和i (t ), 并画出它们随时间变化的曲线。
解:t=0-时,电感相当于短路,等效电路如图(a):t →∞时,电感所在支路短路。
等效电路如 图(b):t V 54)0((t)s025.010505005001500//750025.06≥===⨯⨯==Ω==--+-t tc eq eq e e u u C R R ττW 0147.026.24105021)(21Wc(t)V26.245454(0.02)2628.0025.002.0=⨯⨯⨯======---t cu e eu cc A3.015303015//30109)0(=+⨯+=-L i A2.015303015//30106)(-=+⨯+-=∞L i A3.0)0()0(=-=+L L i i求等效电阻: 求时间常数:11. 在如图所示电路中,已知μF 1H 1V 10===C L U S ,,, 开关S 原来合在触点1处,在t =0 时,开关由触点1合到触点2处。