电工学(少学时)(第三版)学习辅导与习题全解(唐介)第2章6.ppt

* 第 2 章 电 路 的 暂 态 分 析 2.1 (1)理想电阻元件与直流电源接通时，有没有过渡过程？这时电阻中电压和电流的波形是什么样的？ (a) (b) 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】无过渡过程。电阻中电压和电流的波形为阶跃波 (设接通电源时刻为 t = 0 ，则电压、电流波形如图)。 (a) (b) 【答】 直流电压的数学表达式为 u(t) = U，波形如 图 (a)；阶跃电压的数学表达式为 ， 波形如图 (b) 。 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 2.1 (2)阶跃电压和直流电压的波形有什么区别？ 2.1 (3)含电容或电感的电路在换路时是否一定会产生过渡过程？ 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】不一定，若换路并未引起电容的电场能量或电感的磁场能量的变化则不会产生过渡过程。 2.2 (1)今需要一只 50 V，10 μF 的电容器，但手头只有两只 50 V，5 μF 和两只 30 V，20 μF 的电容器，试问应该怎样解决？ 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】 可用二只 50 V，10 μF 的电容并联或用二只 30 V，20 μF 的电容串联。这样，不仅总电容值满足要求，而且每个电容的实际工作电压亦满足其各自额定工作电压的要求。 2.2 (2)可否由换路前的电路求 iC(0) 和 uL(0)? 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】不可以。 2.3 (1)如果换路前电容 C 处于零状态，则 t = 0 时，uC(0) = 0，而 t ? ? 时， iC(?) = 0，可否认为 t = 0 时，电容相当于短路， t ? ?时，电容相当于开路？如果换路前 C 不是处于零状态，上述结论是否成立？ 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】换路前若电容 C 处于零状态，则 t = 0 时， uC(0) = 0 ，又 t ? ? 时， iC(?) = 0 ，故可认为 t = 0 时电容相当于短路， t ? ? 时电容相当于开路。而若换路前电容未处于零状态，则 uC(0) ? 0 ，电容不可视为短路，但 t ? ? 时仍有 iC(?) = 0 ，电容仍可相当于开路。 2.3 (2)在 RC 电路中，如果串联了电流表，换路前最好将电流表短路，这是为什么？ 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】由于 RC 电路换路瞬间电流发生突变，产生初始冲击电流，故电路中若串联了电流表，则最好在换路前将电流表短接，以免初始冲击电流超过电流表的量程而将表损坏。 2.4 (1)如果换路前 L 处于零状态，则 t = 0 时， iL(0) = 0 ，而 t ? ? 时， uL(?) = 0 ，因此可否认为 t = 0 时，电感相当于开路， t ? ? 时，电感相当于短路？  返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】可以。 2.4 (2)如果换路前 L 不是处于零状态，上述结论是否成立？ 返 回分析与思考题集 上一题 下一题 【答】若换路前 L 未处于零状态，则 iL(0) ? 0 ， t = 0 时电感不能视为开路，而 t ? ? 时，仍有 uL(0) = 0 ，即 t ? ? 时电感相当于短路。 2.5 (1)任何一阶电路的全响应是否都可以用叠加原理由它的零输入响应和零状态响应求得，请自选一例题试试看。 (a) 返 回分析与思考题集 下一页 上一题 下一题 【答】可以。 例如图 (a) 所示电路，换路前电路已稳定，t＝0 时将开关由 a 端换接到 b 端，已知 US1 = 3 V, US2 = 15 V, R1 = 1 kΩ， R2 = 2 kΩ，C = 3 μF ,求 uC。  电容有初始储能，且换路后有激励 US2 ，故响应为全响应。可将其分解为零输入响应和零状态响应的叠加，如图 (b) 和 (d) (b) (d) 返 回分析与思考题集 下一页 上一页 上一题 下一题 解零输入响应如图 (b) ，电容有初始储能，则 换路后，电容向 R1、 R2 并联电阻放电，电路简化为图 (c) 。 时间常数 (c) 则 返 回分析与思考题集 下一页 上一页 上一题 下一题 解零状态响应如图 (d) ，电容无初始储能，换路后利用戴维宁定理电路可简化为图 (e),其中 时间常数