电工技术习题答案第5、6章习题.doc

PAGE PAGE 13 第5章 习题解答 i2SCt=0i i2 S C t=0 i i1 q0=0 图5.1 题5.1电路 R1 R2 E 解：（1）S闭合瞬间，由于电容的电荷，所以，即可视为短路，被短接，。此时 （2）S闭合后，电路达到稳定状态时，由于为直流电动势，所以视为开路，则  （3）当用电感元件替换电容元件后，S闭合瞬间，由于S闭合前电感中电流为零，即，且电感元件中电流不能跃变，所以 电感在S闭合瞬间L视为开路，所以此时 S闭合后，且电路达到稳定状态时，在直流电动势作用下，电感元件视为短路，则被短路。所以， 图5.2(c) t=∞的等效电路ISSR1 图5.2(c) t=∞的等效电路 I S S R1 R2 UC(∞) iL(∞) E 图5.2(b) t 图5.2(b) t=0_的等效电路 t=0 I S t=0 S R1 R2 UC(0_) iL(0_) t=0 I S C t=0 S L 图5.2 题5.2的电路 E R1 R2 E E 解：在开关闭合前，C可视为开路，L视为短路，等效电路如图(b)所示。因此可求得t=0_的稳态值,即 因此，当开关接通瞬间，即t=0+，根据换路定律得到初始值为 当t=∞时，等效电路如图（c）所示，所以可求得稳态值为 5.3 在图5.3所示电路中，开关S原先合在1端，电路已处于稳态，在t =0时将S合到2端，试求换路后及值。 图5.3 题5.3电路 图5.3 题5.3电路 S t=0 8V iL i1 i2 2Ω 4Ω 4Ω 1 2 uL 解：由于开关S原先合在1端，电路在直流电压源作用下已处于稳态，此时电感元件视为短路，则开关S换路前一瞬间电路中，， 当S由1端合到2端（换路）的初始瞬间电路中，电感中电流不能跃变，则 当开关S在2端稳定之后，即，电感L等效为短路，所以 ，，则 5.4 在图5.4所示电路中，换路前开关S断开，原已达稳定，已知 。试求开关S闭合后瞬间各支路的电流。 图5.4（b） t=0 图5.4（b） t=0+的等效电路 R2 t=0+ S i4 i1 i2 i3 R1 R3 IS uC(0+) ——、、+ + iL(0+) 图5.4 题5.4电路 R2 t=0 S i4 i1 i2 i3 R1 R3 L C IS 解：换路前电容器可看成断路，电感看成短路，则有 开关闭合瞬间，电感电流和电容电压都不能突变，等效电路见图（b），故 由于短路，电容开始放电，则放电的电流为 因为R1被S短路，所以 根据KCL得到 5.5 图5.5电路中，在开关S闭合前电容元件未储能，当t =0时开关接通，试求： （1）的变化规律表达式并画出波形图；（2）上升到3.6V所需要的时间。 解：应用三要素法求解 （1）开关闭合前 S闭合瞬间（t=0+）则 S闭合达到稳定后（t=∞），电容充电结束，其电压为 根据三要素法可知，时间常数，其中等效电阻R为 则时间常数 由三要素法的一般公式 得到 的变化曲线7.2V24 的变化曲线 7.2 V 24 48 62 86 110 ms （2）求上升到3.6V所需要的时间，由上述波形看出，在t=τ时，uC达到0.632U，显然电容电压达到3.6V的时间t,可以近似按以下公式计算得到 则 5.6 如果上题5.5中RC电路达到稳定状态后，又断开开关S，试写出的表达式并画出波形图。 S S C uC t=0 图5.5 题5.5电路 R1 R2 E=12V 4kΩ 6kΩ 10μF I I S C t=0 u 图5.6 题5.7电路 R2 R1 u 6k 6kΩ 解:参考上题解法，得到 O O 7.2 0．368U τ 放电随时间变化曲线 V 5.7 在图5.6中，，，，开关长时间闭合。当开关断开后，试分析电流源两端电压的变化规律。 解：电容器在开关断开前的初始储能电压 在开关断开瞬间(t=0+) 在开关断开稳定之后(t=∞)), 图5.7 题5.8电路i3SuCCt=0100Ω 图5.7 题5.8电路 i3 S uC C t=0 100Ω R1 100Ω 100Ω R2 R3 i2 10μF 100V E i1 解： S1 uCt=0C2 S 1 uC t=0 C 2 图5.8 题5.9电路 9V 0.05F 20Ω R2 R1 30Ω R3 60Ω 12V U2 U1 2