大学第五版电路期末复习题答案(16)

A、30～50ms       B、37.5～62.5ms       C、6～10ms
4、图3.4电路换路前已达稳态，在t=0时断开开关S，则该电路（  C  ）
A、电路有储能元件L，要产生过渡过程
B、电路有储能元件且发生换路，要产生过渡过程
C、因为换路时元件L的电流储能不发生变化，所以该电路不产生过渡过程。
5、图3.5所示电路已达稳态，现增大R值，则该电路（  B  ）
A、因为发生换路，要产生过渡过程
B、因为电容C的储能值没有变，所以不产生过渡过程
C、因为有储能元件且发生换路，要产生过渡过程
6、图3.6所示电路在开关S断开之前电路已达稳态，若在t=0时将开关S断开，则电路中L上通过的电流 为（  A  ）
A、2A
B、0A
C、－2A
7、图3.6所示电路，在开关S断开时，电容C两端的电压为（  A  ）
A、10V             B、0V             C、按指数规律增加
四、简答题（建议每小题3～5分）
1、何谓电路的过渡过程？包含有哪些元件的电路存在过渡过程？
答：电路由一种稳态过渡到另一种稳态所经历的过程称过渡过程，也叫“暂态”。含有动态元件的电路在发生“换路”时一般存在过渡过程。
2、什么叫换路？在换路瞬间，电容器上的电压初始值应等于什么？
答：在含有动态元件L和C的电路中，电路的接通、断开、接线的改变或是电路参数、电源的突然变化等，统称为“换路”。根据换路定律，在换路瞬间，电容器上的电压初始值应保持换路前一瞬间的数值不变。
3、在RC充电及放电电路中，怎样确定电容器上的电压初始值？
答：在RC充电及放电电路中，电容器上的电压初始值应根据换路定律求解。
4、“电容器接在直流电源上是没有电流通过的”这句话确切吗？试完整地说明。
答：这句话不确切。未充电的电容器接在直流电源上时，必定发生充电的过渡过程，充电完毕后，电路中不再有电流，相当于开路。
5、RC充电电路中，电容器两端的电压按照什么规律变化？充电电流又按什么规律变化？RC放电电路呢？
答：RC充电电路中，电容器两端的电压按照指数规律上升，充电电流按照指数规律下降，RC放电电路，电容电压和放电电流均按指数规律下降。
6、RL一阶电路与RC一阶电路的时间常数相同吗？其中的R是指某一电阻吗？
答：RC一阶电路的时间常数τ=RC，RL一阶电路的时间常数τ=L/R，其中的R是指动态元件C或L两端的等效电阻。
7、RL一阶电路的零输入响应中，电感两端的电压按照什么规律变化？电感中通过的电流又按什么规律变化？RL一阶电路的零状态响应呢？
答：RL一阶电路的零输入响应中，电感两端的电压和电感中通过的电流均按指数规律下降；RL一阶电路的零状态响应中，电感两端的电压按指数规律下降，电压事通过的电流按指数规律上升。
8、通有电流的RL电路被短接，电流具有怎样的变化规律？
答：通过电流的RL电路被短接，即发生换路时，电流应保持换路前一瞬间的数值不变。
9、试说明在二阶电路中，过渡过程的性质取决于什么因素？
答：二阶电路中，过渡过程的性质取决于电路元件的参数：当R> 时，电路“过阻尼”；当R< 时，电路“欠阻尼”；当R= 时，电路“临界阻尼”；当R=0时，电路发生“等幅振荡”。
10、怎样计算RL电路的时间常数？试用物理概念解释：为什么L越大、R越小则时间常数越大？
答：RL电路的时间常数τ=L/R。当R一定时，L越大，动态元件对变化的电量所产生的自感作用越大，过渡过程进行的时间越长；当L一定时，R越大，对一定电流的阻碍作用越大，过渡过程进行的时间就越长。

五、计算分析题（根据实际难度定分，建议每题在6～12分范围）
1、电路如图5.1所示。开关S在t＝0时闭合。则
iL（0＋）为多大？

 

 

解：开关闭合前，iL(0－)=0，开关闭合电路发生换路时，根据换路定律可知，电感中通过的电流应保持换路前一瞬间的数值不变，即iL(0+)=iL(0－)=0
2、求图5.2所示电路中开关S在“1”和“2”位置时的时间常数。
解：开关S在位置“1”时，τ1=0.2/2=0.1ms；开关在位置“2”时，τ2=0.2/(3+2)=0.04ms
3、图5.3所示电路换路前已达稳态，在t=0时将开关S断开，试求换路瞬间各支路电流及储能元件上的电压初始值。
解：uC(0－)=4V，uC(0+)=uC(0－)=4V
   i1(0+)= iC(0+)=(6-4)/2=1A  i2(0+)=0
4、求图5.3所示电路中电容支路电流的全响应。
解：换路后的稳态值：uC(∞)=6V，时间常数τ=RC=2×0.5=1μs
所以电路全响应：uC(t)=uC(∞)+[uC(0+)－uC(∞)]e-t/τ=6-2e-1000000tV