当前位置:
文档之家› 第3章--电路暂态分析-答案
第3章--电路暂态分析-答案
3.6.1电路中含有多个电阻时,时间常数 中电阻R等于多少?
答:电路中含有多个电阻时,时间常数 中电阻R等于换路后电感或电容元件两端的等效电阻。
3.6.2电路中含有多个电容或者电感元件时,时间常数 中的电容或电感等于多少?
答:电路中含有多个电容或者电感元件时,时间常数 中的电容或电感等于换路后的电容或电感元件参数。
第3章 电路的暂态分析
练习与思考
3.1.1什么是稳态?什么是暂态?
答:稳态是指电路长时间工作于某一状态,电流、电压为一稳定值。暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。
3.1.2在图3-3所示电路中,当开关S闭合后,是否会产生暂态过程?为什么?
图3-3 练习与思考3.1.2图
答:不会产生暂态过程。因为电阻是一个暂态元件,其瞬间响应仅与瞬间激励有关,与以前的状态无关,所以开关S闭合后,电路不会产生暂态过程。
3.6.3分析例3-18和例3-19全响应中的稳态分量、暂态分量和零输入响应分量、零状态响应分量。
3.5.4在RC串联电路中,欲使暂态过程的速度不变,而使初始电流减小,应采取什么方法?在RL串联电路中,欲使暂态过程的速度不变,而使稳态电流减小,应采取什么方法?
答:在RC串联电路中,欲使暂态过程的速度不变,而使初始电流减小,可以通过改变换路前电源参数来改变,也就是使电容初始电压减小;在RL串联电路中,欲使暂态过程的速度不变,而使稳态电流减小,可以通过改变换路前电源参数来改变,也就是使电感初始电流减小。
答:若一个电感元件两端电压为零,其储能不一定为零,因为电感元件电压为零,由 只能说明电流的变化率为零,实际电流可能不为零,由 知电感储能不为零。
若一个电容元件中的电流为零,其储能不一定为零,因为电容元件电流为零,由 只能说明电压变化率为零,实际电压可能不为零,由 知电容储能不为零。
3.2.3在含有储能元件的电路中,电容和电感什么时候可视为开路?什么时候可视为短路?
3.2.1任何电路在换路时是否都会产生暂态过程?电路产生暂态的条件是什么?
答:不是。只有含有储能元件即电容或电感的电路,在换路时才会产生暂态过程。电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件,并且电路发生换路。
3.2.2若一个电感元件两端电压为零,其储能是否一定为零?若一个电容元件中的电流为零,其储能是否一定为零?为什么?
(2)指针不动说明充电电流为0,电容器端线了。
(3)开始充电电流大,然后逐渐减小,充电结束后电流为0,所以返回原刻度,说明电容器是好的。
(4)指针不能返回原处说明存在漏电流,电容器质量不好,漏电电流较小,尚可使用,否则应报废。
(5)指针返回速度很慢说明电容量很大,充电时间时间常熟大,电流减小慢。只要经过一定的时间,指针能返回原处,电容就是好的。
3.1.3为什么白炽灯接入电源后会立即发光,而日光灯接入电源后要经过一段时间才发光?
答:白炽灯是电阻性负载,电阻是一个暂态元件,其暂态响应仅与暂态的激励有关,与以前的状态无关;而日光灯是一个电感性负载,电感是一个记忆元件,暂态响应不仅与暂态激励有关,还与电感元件以前的工作状态有关,能量不能发生突变,所以日光灯要经过一段时间才发光。
3.3.1一电容元件通过电阻放电,R=2 ,C=4pF,求电容电压下降为初始电压的63.2%所需要的时间?
答:电容电压为 ,则 ,所以 。
3.3.2一线圈的电感L=0.1H,通有直流I=5A,将线圈短路,经过0.01S后,线圈中的电流减小到初始值的36.8%。求线圈的电阻R。
答:电感电流为 ,则 ,所以 。
答:电路达到稳定状态时,电容电压和电感电流为恒定不变的值时,电容可视为开路,电感可视为短路。
3.2.4在图3-13所示电路中,白炽灯分别和R、L、C串联。当开关S闭合后,白炽灯1立即正常发光,白炽灯2瞬间闪光后熄灭不再亮,白炽灯3逐渐从暗到亮,最后达到最亮。请分析产生这种现象的原因。
图3-13 练习与思考3.2.4图
3.4.1பைடு நூலகம்电感突然与直流电压源接通,接通瞬间电流是否跃变?电感换成电容,结论是否相同?
答:某电感突然与直流电压源接通,接通瞬间电流不会发生跃变,根据换路定则知道电感电流不能跃变;如果电感换成电容,接通瞬间的电流可能会发生跃变,与实际电路有关。
3.4.2某电感突然与直流电流源接通,接通瞬间电流是否跃变?电感换成电容,结论是否相同?
答:R为电阻元件,电压随开关闭合瞬间接通,所以白炽灯1立即发光;C为电容元件,电容初始电压为零,开关闭合瞬间,电源电压全部加在白炽灯上,所以白炽灯2瞬间闪光,开关闭合后,电源对电容充电直到电源电压,白炽灯上的电压不断降低为零,所以白炽灯2闪光后熄灭不再亮;L为电感元件,电感初始电流为零,开关闭合瞬间,白炽灯3上电流为零,所以R3开始不发光,开关闭合后,回路中电流逐渐增加到稳态值,白炽灯3亮度逐渐增大到最亮。
答:某电感突然与直流电流源接通,接通瞬间电流不会发生跃变,根据换路定则知道电感电流不能跃变;如果电感换成电容,接通瞬间的电流可能会发生跃变,与实际电路有关。
3.5.1已知 ,或者 。试分析出该全响应中的稳态分量、暂态分量、零输入响应、零状态响应。
答:该全响应中的稳态分量为20V,暂态分量为 、零输入响应分量为 、零状态响应分量为 。
3.5.5常用万用表“R*1000”挡来检查电容器(电容量应比较大)的质量。如果检查时发现下列现象,试解释并说明电容器的好坏。(1)指针满偏转;(2)指针不动;(3)指针很快偏转后又返回原刻度 处;(4)指针偏转后不能返回原刻度处;(5)指针偏转后返回速度很慢。
答:(1)指针满偏转,说明电容器漏电电流很大,可能内部绝缘已损坏,造成电容器被短路所致。但如果稍后指针能返回原处,则只是因为电容量大,充电电流太大而已。
3.5.2在一阶电路全响应中,由于零输入响应仅由元件初始储能产生,所以零输入响应就是暂态响应。而零状态响应是由外界激励引起的,所以零状态响应就是稳态响应。这种说法对么?
答:这种说法是错误的。零状态响应也是暂态响应。
3.5.3一阶电路的时间常数是由电路的结构形式决定的,对么?
答:这种说法不正确。一阶电路的时间常数是由电路的结构和元件参数共同决定的。