04动态电路分析 1.docx
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04动态电路分析1
04动态电路分析
(1)
动态电路分析
一、是非题
1.对于零状态电路,过渡过程的起始瞬间,电容相当于短路,电感相当于开路(不计冲激作用)。
2.换路定律仅用来确定uc(0+)和iL(0+),其他电量的初始值应根据uc(0+)或
iL(0+)按欧姆定律及基尔霍夫定律确定。
3.同一个一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应具有相同的时间常数。
4.用短路开关把载流线圈短接,则线圈电阻越大,线圈电流衰减时间越长。
5.全响应中,零状态响应由外加激励引起的,所以零状态响应就是稳态响应。
6.电路的零输入响应就是自由分量,零状态响应就是强制分量。
7.R大于、等于或小于是判断RLC串联电路零输入响应处于非振荡放电、临界放电和振荡放电状态的判别式。
8.电感元件是用电压电流特性来定义的元件。
9.如电感元件的电流不变,无论其电感值为多大,都可等效为短路;如电容元件的电压不变,无论其电容值为多大,都可等效为开路。
10.一个在t=0-时电压为零且电压不跃变的电容在换路时相当于短路;一个在
t=0
-时电流为零且电流不跃变的电感在换路时相当于开路。
11.由R、L组成的一阶电路,若R越大,其零输入响应衰减得越慢。
12.零输入的RC电路中,只需时间常数τ不变,电容电压从100V放电到50V所需时间与从150V放电到100V所需时间相等。
13.在零输入响应的情况下,电路的时间常数τ是电流或电压由初始值衰减到该值的0.632倍所需的时间。
14.电压为100V的直流电压源,通过100kΩ电阻对10μF电容充电,经过1s,充电电流为0.368mA。
15.在零状态RL串联电路接入恒定电压,如果电源电压不变,增加电阻可以减少稳态电流及缩短过渡过程时间。
16.全响应中,暂态响应仅由元件初始储能产生,稳态响应则由外加激励产生。
17.设某电压可表示为u(t)=ε(t)-ε(t-3)V,则当t=3s时有u(3+)≠u(3-)。
18.RLC串联电路接通直流电压源瞬间,除uC和iL之外,其余元件的电压或电流均能跃变。
19.线性动态电路微分方程的阶次与电路中的储能元件数恒等。
20.当电感元件在某时刻t的电流i(t)=0时,电感元件两端的电压u(t)不一定为零;同样,当u(t)=0时,i(t)不一定为零。
21.非零初始状态的电路,当所有独立源的大小加倍时,全响应也加倍。
答案部分
1.答案(+)
2.答案(+)
3.答案(+)
4.答案(-)
5.答案(-)
6.答案(-)
7.答案(+)8.答案(-)9.答案(+)10.答案(+)11.答案(-)12.答案(-)
13.答案(-)14.答案(+)15.答案(+)16.答案(-)17.答案(+)18.答案(-)
19.答案(-)20.答案(+)21.答案(-)
二、单项选择题
1.图示电路开关S在闭合前和都无储能,则开关S合上瞬间跃变的量为
(A)i(B)i1(C)i2(D)u
2.由于电感线圈中储存的能量不能跃变,所以电感线圈在换路时不能跃变的量是
(A)电压(B)电流(C)电动势
3.图示电路在开关S合上前电感L中无电流,合上开关的瞬间uL(0+)的值为
(A)0V(B)63.2V(C)∞(D)100V
4.右上图示电路中电流源电流恒定,电路原先已稳定。
在开关S合上后瞬间,电流i(0+)的值为
(A)0A(B)1A(C)0.2A(D)0.8A
5.线性一阶电路的特征方程是
(A)线性代数方程组(B)一元一次线性代数方程
(C)二次代数方程(D)一阶微分方程
6.若R为电阻,L为电感,则R/L的单位为(A)V(B)A(C)s(D)s-1
7.已知电容C=1F,选择其电压u与电流i为关联参考方向,u的变化规律如图
(A)所示,则电流i的变化规律为下图中的哪一个?
8.若一阶电路的时间常数为3s,则零输入响应每经过3s后衰减为原来的
(A)50%(B)25%(C)13.5%(D)36.8%
9.关于一阶动态电路的零输入响应,以下叙述中正确的是
(A)RL电路的零输入响应与初始磁场能量成正比
(B)零输入响应随着时间增长衰减至零(C)零输入响应的时间常数一般为5τ
(D)零输入响应中的电磁能量始终不变
10.图示电路中,uC(0+)=0,开关S闭合后描述过渡过程的正确的表达式是:
(A)(B)τ=R2C(C)(D)[τ=(R1+R2)C]
11.关于一阶动态电路的零状态响应,以下概念中错误的是
(A)零状态响应的绝对值均为逐渐增长(B)零状态响应就是零初始状态响应
(C)零状态响应中电路的电磁储能逐渐增长
(D)零状态响应一般认为在历时5τ后已基本进入稳态
12.图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定,断开开关S后,电压表两端电压uv(t)为
(A)(B)(C)(D)
(150kΩ为电压表内阻)
13.图示电路中US恒定,电路在开关S合上前已稳定。
当开关闭合后,电路的情况为
(A)iL衰减为零,i变为(B)iL减小为
(C)iL不变,i亦不变(D)iL不变,i变为
14.含有两个动态元件的电路(A)一定是二阶电路;(B)有可能是一
阶电路;(C)一定是一阶电路;(D)有可能是三阶电路。
15.图示电路中,4A为直流电流源,该电路处于稳态时储存有能量的元件是
(A)电容C(B)电感L(C)电容C和电感L(D)电阻R1
16.图示电路中,若接上电阻R,则换路后过渡过程持续的时间与原来相比
(A)缩短(B)增长(C)不变(D)由R的数值决定
17.图示电路原已稳定,t=0时断开开关S后,uC到达47.51V的时间为
(A)6μs(B)2μs(C)4μs(D)无限长
18.图示电路的时间常数τ为
(A)1s(B)0.5s(C)s(D)s
19.图示电路,电压源电压恒定iL(0-)=0,t=0时闭合开关S后,i(t)为
(A)2(1-e-t)A(B)3.6(1-e-16t)A(C)3.6e-tA(D)0.5+0.5e-16tA
20.图示电路中US=10V不变,电路原已稳定。
在t=0时开关S闭合,则响应i(t)
(A)(B)(C)e20tA(D)1A
23.电容对电阻放电的电路中,在任一瞬时电阻已消耗的能量为
(A)(B)(C)
(D)
24.图示电路中电压源电压恒定,电路已达稳态,开关S闭合后iL(t)的时间常数为(A)(B)(C)(D)
1.(A)
2.(B)
3.(D)
4.(A)
5.(B)
6.(D)
7.(C)
8.(D)9.(B)10.(A)11.(A)12.(C)13.(C)14.(B)
15.(B)16.(A)17.(A)18.(A)19.(D)20(D)23(D)24(C)
1.对于电感电流和电容电压不能跃变的电路,若电路的初始储能为零,则在
t=0+时,电容相当于_______;电感相当于_____________________。
2.动态电路中,若电容电压uC(0-)为3V,且电容电压又不跃变,则在t=0+的等效电路中,该电容元件可等效为____________________。
3.图示电路中电压源电压恒定,电路已稳定,uC(0-)=0,t=0时开关S闭合。
则i2(0+)=________,iC(0+)=________,i1(∞)=_____。
4.图示电路中电压源电压恒定,在开关S合上前,uC(0-)=0,iL(0-)=0,t=0时,开关S合上,则i1(0+)=________,uL(0+)=________,i1(∞)=_______,
uC(∞)=________。
5.在RC一阶电路中,若电容电压uC(0+)增大A倍,则该电路中____________响应也增大A倍。
6.RLC串联电路中,R、L、C三者关系满足_________________时,称为临界阻尼情况;满足_______________时,称为无阻尼情况。
7.电感为L的电感元件的磁场储能WL=________________。
正弦电流电路中,在选择电压与电流为______________参考方向下,电感元件的电流的相位比其
电压超前。
8.由q-u平面中一条曲线所确定的元件称为_________元件;由ψ-i平面中一条曲线所确定的元件称为__________元件。
9.图示电路中电压源电压恒定。
开关断开前电路已稳定,t=0时断开开关S,则uC(0+)=____________,iC(0+)=_________,uC(∞)=________。
10.图示电路处于零状态,t=0时开关S闭合,则t=0+时i(0+)=__________;t=∞时i(∞)=_________。
11.图示电路中电流源电流恒定,开关S在t=0时闭合,闭合前电路为零状态,则iC(0+)为____________。
12.RC电路中,已知R=2MΩ,如果要求时间常数为10s,则C值为_________。
13.图示中电压源电压恒定,电路原已处于稳态,t=0时开关S断开。
则
iL(0
)=__________,uL(0+)=________________,时间常数
+
τ=__________________。
14.已知流过50mH电感的电流为iL(t)=A,其中τ=0.1s,则电感电压为uL(t)=_________________。
15.图示电路中US恒定,电路已稳定。
在开关S断开后uC(0+)=_____,
iC(0+)=____________及τ=_____________。
16.RC串联支路处于零状态,t=0时与电压为US的直流电压源接通。
(1)充电开始时电流为_______________。
(2)t=τ时,电容电压为_____________。
17.图示电路中,电压源电压恒定,电流源电流恒定,电感无初始电流,t=0时开关S闭合,则iL(t)=_______。
18.右上图示电路中,电压源电压恒定,i(0-)=0,t=0时开关S闭合,则
t1=0.1s时的电流i(t1)=____A,uL(t)达到5V时的时间t=___s。
19.在直流一阶RL电路中,若iL(∞)=3A,时间常数τ为0.25s,则电感电流在t≥0时的零状态响应表达式为___________________。
20.图示电路中US不变,电路原已稳定,t=0时开关S闭合。
则
iL(0+)=_________;uL(0+)=___________;τ=______。
21.右上图示电路中,US=10V不变,iL(0-)=2A,试求开关S闭合后iL的零输入响应和零状态响应。
22.左下图示电路中,U和US都不变。
已知uC(0-)=52V,欲使电路在换路后无过渡过程,则U=___________。
27.右上图示电路中电压源电压恒定,电流源电流恒定。
电路已处于稳态,t=0时合上开关S,则时间常数τ=_________,iL(0+)=________。
28.图示电路中电流源电流恒定。
换路前电路为稳态,t=0时开关S断开后,
uC(0+)=__________,iC(0+)=___________。
29.两个电路的零输入响应分别为(t≥0)和
(t≥0),其中τ2>τ1。
前者经过时间t1,后者经过时间t2均为1V,则t1和t2的大小关系是_____>_____。
30.对RC电路的零输入响应,电流满足方程,若R=50kΩ,
则C=_____。
31.图示电路中,t=10-2s时i(t)=3.68mA,则uC(0+)=_______,
t>0时uC(t)=________________。
33.图示电路中,IS=0.1A和US=10V皆不变,uC(0-)=0,则开关S闭合后
uC(t)=_________。
34.右上图示电路中,U
恒定,开关S闭合后电容电荷量q(t)应满足的方程为
S
______________。
35.如图所示电路,US恒定,A、B、C分别代表电阻、电感或电容元件,互不相同。
在电路a中,电压波形如图b所示;若在电路c中,电流波形如图d所示,则元件的性质是:
A为___,B为____,C为_________。
36.图示电路中,uC(0-)=0,则开关S闭合后的电容电压为uC(t)=_____。
37.右上图示电路的时间常数τ=_________。
39.图示电路中,各电压源电压恒定,开关S位于位置1时,电路处于稳态。
t=0时,将开关移到位置2,t>0时电流具有的形式,则A=____,B=______,τ=__。
40.某RC串联电路的电容电压uC(t)的变化规律如图a所示则uC(t)=__V。
42.图示电路可分为两个一阶电路,RC电路的时间常数为______________s,RL电路的时间常数为_______________s。
46.RC放电电路中,10Ω电阻的初始功率PR(0+)=360W,则电容电压的初始值为_________。
48.图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定,则开关S断开后的
u
(t)=__________。
L
1.答案短路开路
2.答案3V电压源
3.答案05.56A1A
4.答案2A4V1.25V6.25V
5.答案零输入
6.答案,R=00
7.答案非关联
8.答案电容电感
9.答案,US10.答案i(0+)=-3Ai(∞)=3A
11.答案0.5A12.答案5μF13.答案,,
14.答案e-10tV15.答案0,,(R1+R2)C
16.答案
(1)
(2)0.632US17.答案018.答案0.115,1.094
19.答案3(1-e-4t)A20.答案,,
21.答案22.答案60V27.答案0.1s,1A28.答案0.5V,-0.125A29.答案t2,t130.答案40μF
31.答案100V,100e-100tV32.答案433.答案034.答案
35.答案电感电阻电容36.答案0V37.答案10ms
38.答案10e-30t39.答案-0.25A1.5A0.5ms40.答案
42.答案10-1=0.1s,10-4=100μs46.答案60V48.答案0
1.图示电路中电压源电压恒定,开关断开前电路处于稳态,t=0时开关断开,试求uC(0-)、uC(0+)和i(0+)。
2.右上图电路中开关S合前电容电压为零,试求S合上后电容电流的初始值。
3.图示电路中电压源电压恒定,电路已达稳态。
t=0时打开开关S,试求iC和uL的初始值。
4.试求右上图示电路在开关S闭合后的时间常数。
5.图示电路中电压源电压恒定,电路已达稳态,t=0时开关S断开,试问
t=0.1s时电感所储存的能量有多大?
6.某电路换路后全响应u(t)波形如图(a)所示,试在图(b)坐标中画出u(t)的稳态分量和暂态分量。
8.图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定。
试求开关闭合后的uC(0+)、
iC(0+)、iL(0+)、uL(0+)。
9.右上图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定。
试求开关断开后瞬间(t=0+时)的电容储能和电感储能。
10.图示电路中,uC(0-)=0V。
i(0+)=10mA,经过0.02s电流i减小为3.68mA。
求电路参数R、C。
11.右上图示电路中电压源电压恒定,电流源电流恒定。
电路在开关断开前已稳定,t=0时S断开。
试求开关S断开后的uC(t)和i(t)。
12.求图示电路的时间常数。
13.右上图示电路中电压源电压恒定,开关S已闭合相当长时间,在t=0时将开关断开,试求200电阻的电压uR(t)。
14.图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定,t=0时开关S由位置1投向位置2。
试求换路后的电流iL(t),i(t)。
15.右上图示电路在换路前已稳定,t=0时接通开关S。
已知t=3ms时,
i=1mA。
试求直流电压源的电压US的值。
16.图示电路中,IS=2A不变,换路前处于零状态。
t=0时开关S打开,试求t>0时的uC(t)。
17.右上图示电路中,US=100V恒定,电容原未充电。
试求开关S闭合后的uC(t)与i2(t),并作出i2(t)波形。
18.图示电路中,US=100V恒定,开关S接通前uC(0-)=0,求开关S接通后的
uC(t)和i(t)。
绘出i(t)的波形。
19.右上图示电路中,U=100V恒定,u(0-)=0,在t=0瞬间合上开关S,经15s时的uC=95V、iC=1mA。
试求电路参数R、C。
20.图示电路中,电流源电流恒定,i2(0-)=0。
试求开关S闭合后的i2(t)和
i1(t)。
22.如右上图所示电路中电压源电压恒定,电路在开关S未合上以前已稳定,试求在t=0时S闭合后的iL(t)。
23.图示电路中各电压源电压恒定,电路原已稳定,试求t=0时开关S从位置1合到2后的uL(t)。
24.图示电路中各电压源电压恒定,电路原已稳定,试求t=0时开关S闭合后的电压uC(t)。
25.右上图示电路中,各电压源电压恒定,换路前电路处于稳态。
t=0时开关S由位置1移到位置2,试求t>0时的电压u(t)、电流iC(t)和电容储能WC(t)。
26.图示电路中US=6V不变,电路原处于稳态,t=0时将开关S闭合,试求t≥0
时的电感电流iL(t)。
28.图示电路中电压源电压恒定,换路前电路已处稳态。
开关S在t=0时由a投向b,求t≥0时的i1、i2、i3。
29.图示电路原已稳定,电压源电压恒定。
求t=0时闭合开关S后的电压uC(t)。
30.右上图示电路原已稳定,电流源电流恒定。
试求t=0时合上开关S后通过开关的电流i(t)。
31.图示电路已达稳态,各电压源电压恒定,试求t=0时开关由位置1移到位置2后的电流i(t),并作出其波形。
32.右上图示电路已达稳态,各电压源电压恒定。
试求t=0时开关S打开后的uC(t)和i(t)。
33.图示电路中各电压源电压恒定,电路原已稳定。
试求t=0时开关S由位置1移至位置2后的uC(t)。
34.右上图示电路已达稳态,IS恒定,试求t=0时开关S闭合后电流源提供的瞬时功率p(t)。
35.电路如图,开关S在位置2时已处于稳态,各电压源电压恒定。
试求在t=0时,将开关合到位置1后的电流i(t)。
36.右上图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定。
试求t=0时开关S打开后的uC(t)和uab(t)。
37.图示电路已处于稳态,电流源电流恒定。
试求t=0时开关S闭合后的
iL(t),并作出其波形。
38.右上图示电路原已稳定,电压源电压恒定。
设US、R、C为已知,试求t=0时开关S打开后的电压uC(t)。
39.图示电路原已稳定,电压源电压恒定。
试求t=0时闭合开关S后电压源的电流i(t)。
40.右上图示电路中电压源电压恒定,电路原已稳定。
试求t=0时开关S闭合后的i1(t)和i2(t)。
43.试求图示电路的时间常数。
45.C=100μF的电容,储有1C电量,通过电阻R放电。
若最大放电电流为200A,求R。
在放电开始后3τ时间内,电阻消耗的热能为多少?
46.已知RC放电电路中,电阻的瞬时功率pR(t)=490e-2500tW,若R=10Ω,试求电压初始值及电容。
47.图示电路中电压源电压恒定,电路已达稳态。
在t=1s时开关S打开,求uC(t)和电容储能wC(t)。
48.电容C在t=0时对电阻R放电,已知t1=1s时uC1=600V,t2=4s时,
uC2=300V,试问该电路的时间常数是多少?
49.RC放电电路中电容电压波形如图所示,试写出该电压表达式。
52.图示电路中电压源电压恒定,电路已处于稳态,t=0时合上开关S,试求S合上后的i1(t),i2(t)。
54.图示电路中,US=18V不变,uC(0-)=0,t=0时开关S闭合。
试求uC(t),
t≥0。
55.图示电路中,US=15V不变,电容无初始储能。
t=0时开关S闭合。
试求电容电压uC(t)、t≥0。
57.图示电路中,IS=2A恒定,uC(0-)=0,试求开关S闭合后的uC(t)。
58.右上图示电路中电压源电压恒定,i2(0-)=0,t=0时开关S接通。
求i2(t)和i3(t),并作i3(t)的波形。
59.图示电路中,电压源电压恒定,uC(0-)=2V,t=0时闭合开关S。
试求t≥0时的uC(t)。
60.图示电路中IS=7A恒定、uC(0)=0,试求t=0时合上开关S后的uC(t)。
63.图示电路原为零状态,试求iL(t)和u(t)。
答案部分
1.答案uC(0+)=uC(0-)=24
2.答案uC(0+)=0,
3.答案,uC(0+)=uC(0-)==25V
∴iC(0+)=-iL(0+)=-5A,uL(0+)=(5+20)?
(-5)+25=-100V
4.答案Le=L1+L2
,,,,
5.答案i=6e-2tA,
t=0.1s时WL=12.07J
6.答案
8.答案,,,uL(0
-16=32V
+)=48
9.答案uC(0+)=uC(0-)=0V,∴WC(0+)=0,,,
10.答案
∴τ=RC=0。
02
∴R=2kΩ,C=10μF
11.答案
τ=103?
5?
10-6=5?
10-3s∴uC(t)=0.5e-200tV
t≥0i(t)=0.5e-200tmA
12.答案
13.答案uC(0+)=80V
uR(0
-16V,uR(∞)=0τ=1000?
100?
10-6=0.1s
+)=
uR=-16e-10tV
14.答案,iL(∞)=0,,
∴iL(t)=0.5e-10tA,
15.答案i(∞)=0,,,
∴US=2e3=40.17V
16.答案S打开后,该电路可视为两个一阶电路组成
uC(0+)=uC(0-)=0uC(∞)=10?
2=20V
τ=RC=10?
10-6=10μs
17.答案uC(0+)=0
τ=(20//80+4)20?
10-6=4?
10-4s
uC(∞)=80Vi2(∞)=1A
∴uC=80(1-e-2500t)V,i2(t)=(1-0.8e-2500t)A18.答案τ=RC=(100//400)?
20?
10-6=1.6ms
,
19.答案在15s瞬间uR=100-95=5V
由
20.答案i2(0+)=i2(0-)=0∴i1(0+)=0.6A
21.答案零输入响应U0e-5tε(t)
零状态响应稳态分量
暂态分量
22.答案
23.答案24.答案
25.答案(-50+150e-200t)V,-0.03e-200tA,1.25(-1+3e-200t)2mJ
26.答案
28.答案i1(0+)=i1(0-)=1A,i1(∞)=0
电感L两端的等效电阻为R0=20//20=10Ω,
,t≥0
i2(t)=i3(t)=0.5e-10tA,t≥0
29.答案uC(0+)=uC(0+)=6V
∴uC(t)=(5+e-100t)V
30.答案iL(0+)=2A,i(0+)=0A
-16t)A