动态电路的时域分析

1、WORD格式动态电路的时域分析习题10-1 设图 a、 b电路到达稳态，在t 0时开关S动作，试求图中所标电压、电流的初值。专业资料整理WORD格式i1.5i252A2+S(t0)+215Vi31FuCu-10-S( t 0).(a)(b)题 10-1 图+15V_iL+1Hu L-t0i1(0) i 2(0)cc5510+uc (0 )专业资料整理WORD格式S 开，等效图如以下图：t0i(0)_专业资料整理WORD格式55+15V10V_S 闭：专业资料整理WORD格式解：对 (a) 图当 t0时，求 uC (0 )uC (0)uC (0 )1510510V10t 0时，求 i1 (0),

2、 i2 (0),i3 (0 )+55+15V10uc_专业资料整理WORD格式i1 (0+ )=i2(0+ )= 15-5 =0.5A i3(0 ) 0A5+5专业资料整理WORD格式 b S 开S+2A2iL (0_ )闭+2A2+4+专业资料整理WORD格式_uiL (0 )i L (0 _ )2Au(0 )2_uL (0 )_4V_uL (0)专业资料整理WORD格式2A2A专业资料整理WORD格式对 (b) 图专业资料整理WORD格式当 t0时，求 iL (0)i L (0 )iL (0 )2 A当 t0时，求 uL (0), uL (0 )4 2uL (0)4uL (0)4u (0

3、)224 010-2 电路如以下图，R1R24，R32， L1H ，US112V ，U S2 6V 。电路原来处于稳定状态，t0 时，开关 S 闭合，试求iL(0 )和uL(0) 。R2i LSR1Lu LR3U S1U S 2题 10-2 图题 10-2 图专业资料整理WORD格式解：t 0t04iL(0)i1+4422_6 V+12 V_+_uL (0 )1A+_ 6 V专业资料整理WORD格式S 开S 闭当 t 0时，求 i L (0 )iL (0 )U S21Ai L (0 )R3R2当 t0时，求 uL (0)专业资料整理WORD格式ii11i834i12i12i1532i46 uL

4、 (0 )uL (0 )10310-3 设图示电路到达稳态， 在t 0时开关 S 动作，试求uc(0) 、(0 ) 、i (0)、duC ( 0 ) / dtiL和 di L (0 ) dt 。t0t030+30+20+_60uc(0 )2015V5V+_i L (0_ )i c (0)_u L (0 )0.25A(a)(b)解：当 t0时，求 uc (0), i L (0) ，等效电路如图auC (0)uC (0)15.(60/ 20)5V30(60/ 20)iL (0 )iL (0_ )15.600.25A306020(60/ 20)当 t0时，求 uL (0), ic (0) ,等效电路

5、如图buL (0)5200.250Vic (0)15100.251A3010duC (0)iC (0)1V / sdiL ( 0 )uL( 0 )0A/sdtC6dtL10-4 设图示电路到达稳态，在t 0 时开关S 动作，试求uc (0 ) 、 iL (0) 、 uR (0) 、duc (0 ) dt 和 di L (0 )dt 。专业资料整理WORD格式30.+uC -.S(t0)60iC201A1+15V0.5FuCiL1u R11-S(t 0)-2H-.iL1H.专业资料整理WORD格式题 10-3 图题 10-4 图专业资料整理WORD格式解：专业资料整理WORD格式uc(0)1V_

6、1+ic (0 )0A1A+1A+1+1uL (0 )1 1uR(0 )uR (0 )_1i L (0)_S 开S 闭：当 t0 时，求 uc (0 ), iL (0 )i L ( 0 ) iL(0 )A0uc ( 0 ) uc(0 )V1当 t0 时，求 uL (0 ),ic (0)uR ( 0 )V0 u,L ( 0 ) V 0Ci , ( 0 V)duC ( 0 ) i C ( 0 )diL ( 0 ) uL( 0 )dt0V / sdtL0A/sC10-5图 示 电 路 ， 开 关 S 在 t = 0 换 路 前 电 路 已 达 稳 态 ， 试 求iL(0 )、uc(0 )、di L和

7、 duC。dt0dt 040 iL 1mH8020(t=0 ) S+40+12Vuc_1F_题 10-5 图解：t0iL (0 )0A40208040+12V_ uc (0 )_S 开i L (0 ) 0; uC (0 ) 4VuC (0 )uL (0 ) 4ViC (0 )0.2A ;du C0iC (0 )2 105 V / s;dtCdi LuL (0 )4000A/ s;dt 0L专业资料整理WORD格式10-6 试画出u(t ) (t )(t4) V 的波形专业资料整理WORD格式解：u(t )o1234t10-7 求图示电路的阶跃响应iL和 u ，并画出它们的波形。+_U OCR

8、eq解：电路戴维宁等效电路如以下图：专业资料整理WORD格式uoc25 (t )5 t ( )2L1 sR9i l (t )10(1 e 1t )(t)101 e99u5iL2(t )510 e9t910-8 电路如以下图，求冲激响应uc。解：电路戴维宁等效电路如以下图2uoc(t)96(t )3Req36236利用阶跃响应求冲击响应Ro529229t(t )8(t )58 10e 9t(t )99+_U OCR eq专业资料整理WORD格式uoc23(t )专业资料整理WORD格式ReqC0.423s其阶跃响应为2t21 e 25t(t)VSuc1e ReqC(t)33那么冲击响应为uc (

9、t)dSuc (t)5 t5(t)5 td(t)2 e25 e 2(t)V32310-9 电路如以下图，求冲激响应iL。.i S / A2 (t)A2iSRiLI S+5iL5R1Hu-0.5H.t / s.o1题 10-7 图3.iL10+i (t)A0.2Fu (t )V6uC52H-.-.题 10-8 图题 10-9 图解：利用阶跃响应求冲激相应专业资料整理WORD格式U OC5 t , Req 15L2 S ,所以阶跃响应为:Req151tdi L t1SiLt1 et A ,那么冲激响应为：iL3tedt315 t2152tA专业资料整理WORD格式10-10 图示电路t0 时开关翻

10、开，翻开后u(05.)03. V ，试求 U S。t0+ 10 FUSu_10k专业资料整理WORD格式题 10-10 图专业资料整理WORD格式解：利用阶跃响应求冲激相应，画出戴维宁等效电路图，如以下图+_U OC10kU OCU S , Req10k,ReqC 100所以阶跃响应为：tt1Su CU S1 e100t ，所以UCtU Se100t100又 U0.50.3，所以 US30.15V10-11 图示电路t0 时开关断开。uC (2) 8 V ，求电容C。1mA10k+uCt0C_题 10-11 图1mA+_U OC10k解：此电路为零状态响应，开关断开t可知 UCU S1eRC,

11、所以US10V , Req10kt所以 U t t101 e104 C,又因为uC(2) 8V所以，当t2S时，C124 F10-12 电路如以下图，U S24V ， R13 ，R26， R34 ，R42 ，C10时，开关 S 断开，求uC(t)， i C (t ) 。F 。 t专业资料整理WORD格式6专业资料整理WORD格式R1R3t0 Si c+R2uc+USR_4题 10-12 图R2 (R3R4 )663解： RR412R2 R3U SR24312VuC (0 )R33R1由换路定理， uC (0)uC (0)12V。再由终值电路可知，uC ()0；时间常数RC310.5S。6t利用

12、三要素法： uC (t)uC () uC (0 )uC ( )e12e2tV，0t由电容的 VAR 知：iC(t)CduC12 12e 2t4e 2 t A， t0dt6专业资料整理WORD格式10-13 图示电路原处于稳态。假设“ 将开关 S 由位置2 打向位置t = 0 时将开关 S 由位置“，且在 t = 5秒时再1打向位置2“的u1。试用三要素法求 t0C( t)，并绘出其波形。专业资料整理WORD格式21 S21_(t=0)+100V+100V+1Fuc_题 10-13 图解： uC (0 )uC (0)100V;uC ( )1100V;11s;uC (t )100200et V,

13、0t 5s;uC (5 )uC (5 )100V;uC ( ) 2100V;2 2s;uC (t )100 200e 0.5 (t5)V, t 5s .其波形图如以下图所示。uC , V1007911130 05t , s专业资料整理WORD格式- 100专业资料整理WORD格式10-14 图示电路原处于稳态。假设 t = 0 时将开关 S 由位置“ ，试用三要素法求 ta 打向位置b0 的 u( t)，并绘出其波形。4b S2Aa(t=0)+42u_i 1_0.1F2i1_8V+题 10-14 图： u(0 )u(0 )8V;u( )422212V;R10,1s ;u(t)1220e t V

14、, t0 .u , V12其波形图如以下图所示。01234t , s5- 810-15 含受控源电路如以下图。当t0 时开关 S 闭合。求uC(t )， t 0 。424V+3A+_ 2u +2FucS4 u_题 10-15 图u(0 )3412VuC (0 )2 122412专业资料整理WORD格式60V专业资料整理WORD格式uC (0)uC (0) 60V424VuC ()24V2uRo64uC ( )uRo C6212suC (t )24(6024)e t 1242436e t 12Vt 0 42uU RouI10-16 电路如以下图，当t1s时开关闭合，闭合前电路已达稳态。试求 i

15、(t) ，t1s。13Hit1450 V2 H20V题 10-16 图i (1)10Ai () 5A1s2()55e2( t 1)Ai tt110-17 图示电路在换路前已达稳态。当t 0 时开关接通，求 t0 的i(t )。i6k+42 mA100 F3k0uCt_题 10-17 图uC (0 )126 V2i(0)63 mA4i ()42 mA60. 6s8专业资料整理WORD格式5 t得 i (t ) (42 21 e 3 ) mA10-18 图 10-18 所示含受控源电路无初始储能。求uC (t) 、 u1 (t) ，t0 。+ u1_12u11A+uC1 1 1F_题 10-18 图变换电路u1 (0)05. VuC ()06.Vu1 () 02.VR02u10.45u104. su C ( t)0.6(1e2.5t ) V ， t0u1()t(.0 20. 3 e2. 5 t)V，t010-19 试分别就以下情形判断图示二阶电路在电压源电压值突然变化后所发生过渡过程的阻尼状态。(1) L =1 . 5H；(2) L =2H。3+LUS6 0.125F_题 10-19专业资料整理WORD格式解：换路且除源后为GCL 并联，且：专业资料整理WORD格式(1) G0.