电路与模拟电子技术基础(第2版第2章 一阶动态电路的暂态分析习题解答)第2章习题解答.doc

第2章一阶动态电路的暂态分析习题解答

2.1在图2.1（a）中，，，电流波形如图（b）所示。求电容电压，瞬时功率及时刻的储能。

图2.1习题2.1图
解电流源电流为

分段计算电容电压
期间

时，
期间

s时，
时

瞬时功率为

电容的储能为

2.2在图2.2（a）中，电感，电流波形如图（b）所示，求电压、时电感吸收功率及储存的能量。

图2.2习题2.2图
解由图2.2(b)可写出电流的函数

时

2.3在图2.3所示电路中，已知，，，求时的和。

图2.3习题2.3电路图
解

2.4电路如图2.4(a)所示，开关在时由“1”搬向“2”，已知开关在“1”时电路已处于稳定。求、、和的初始值。

（a）动态电路（b）时刻的等效电路
图2.4习题2.4电路图
解在直流激励下，换路前动态元件储有能量且已达到稳定状态，则电容相当于开路，电感相当于短路。根据时刻的电路状态，求得
，。
根据换路定则可知：，
用电压为的电压源替换电容，电流为的电流源替换电感，得换路后一瞬间时的等效电路如图(b)。所以

2.5开关闭合前图2.5（a）所示电路已稳定且电容未储能，时开关闭合，求和。

（a）动态电路（b）时刻的等效电路
图2.5习题2.5电路图
解由题意得，换路前电路已达到稳定且电容未储能，故电感相当于短路，电容相当于短路，，。
由换路定则得：，。
换路后瞬间即时的等效电路如图2.5(b)，求得
，
2.6电路如图2.6所示，开关在时打开，打开前电路已稳定。求、、、和的初始值。

图2.6习题2.6电路图
解换路前电容未储能，电感已储能，所以时刻的起始值
，
由换路定则得：，

2.7换路前如图2.7所示电路已处于稳态，时开关打开。求换路后的及。

图2.7习题2.7电路图
解时，电感储能且达到稳定，电感相当于短路，求得

由于电流是流过电感上的电流，根据换路定则得

时，电感两端等效电阻为

时间常数

由此可得时各电流和电压为

2.8换路前如图2.8所示电路已处于稳态，时开关闭合。求换路后电容电压及电流。

图2.8习题2.8电路图
解时，电容储能且达到稳定，电容相当于开路，求得

根据换路定则得：
时间常数：
由此可得时各电流和电压为

2.9换路前如图2.9电路已处于稳态，时开关闭合。求换路后电容电压及。

图2.9习题2.9电路图
解时，电容无储能，即
时，利用叠加原理得

时间常数：
由此可得时各电流和电压为

2.10开关在时关闭，求如图2.10所示电路的零状态响应。

图2.10习题2.10电路图
解求从等效电感两端看进去的戴维南等效电路

时间常数：
零状态响应：
2.11在如图2.11所示电路中，开关闭合前电感、电容均无储能，时开关闭合。求时输出响应。

图2.11习题2.11电路图
解由换路定则可知：，
电容稳态值：
时间常数：
零状态响应：
电感稳态值：
时间常数：
零状态响应：

2.12在如图2.12所示电路中，开关接在位置“1”时已达稳态，在时开关转到“2”的位置，试用三要素法求时的电容电压及。

图2.12习题2.12电路图
解开关在位置1时：，
由换路定则得初始值：
稳态值：
时间常数：
由三要素法得：

2.13图2.13所示电路原已达稳态，开关打开。求时的响应、及。

图2.13习题2.13电路图
解：（1）应用三要素法求电容电压
电容初始值：
稳态值：
时间常数：
所以
（2）应用三要素法求电感电流
初始值：
稳态值：
时间常数：
所以

2.14在开关闭合前，如图2.14所示电路已处于稳态，时开关闭合。求开关闭合后的电流。

图2.14习题2.14电路图
解（1）应用三要素法求电感电流
初始值：
稳态值：
时间常数：
故得
2.15在如图2.15所示的电路中，开关S闭合前电路为稳态，时开关闭合，试求时的及。

图2.15习题2.15电路图
解（1）应用三要素法求电容电压
初始值：
稳态值：
时间常数：
故

（2）应用三要素法求电感电流
初始值：
稳态值：
时间常数：
所以