第章电路的暂态分析-答案.pdf

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？

R
S(t=0)1

+
+
uRu
s2R

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
di
uL只能说明电流的变化率为零，实际电流可能不为零，由W1Li
L2知电感储能不
dt2

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
du
iC只能说明电压变化率为零，实际电压可能不为零，由W(t)1Cu
C2知电容储能
dt2

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。

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S（t=0）

+3
12
US

RCL
_

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？

66
t10t10t
6
(t)UeUe0.632Ue6，所以t2.75us。
答：电容电压为uC00，则0U0

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。

tRt
(t)IeIe0.1Ie10R0.01，所以R10
答：电感电流为iL00，则0.368I00。

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。

ttt
已知u(t)20(520)e10V，或者u(t)5e1020(1e10)V。试分析
3.5.1CC

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。

tt
10V、零输入响应分量为5e10V、
答：该全响应中的稳态分量为20V，暂态分量为15e

t
10)V
零状态响应分量为20(1e。

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