第3章电路的暂态分析_答案解析.doc

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。 3.1.3 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。 3.2.1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？ 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？ 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 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。 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。 3.4.1 某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：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。 3.5.2 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。 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。 3.5.5 常用万用表“R*1000”挡来检