电路基本理论课后答案(哈工大版)第10章

答案10.1

解:t?0时,电容处于开路,故

uC(0?)?10mA?2k??20V 由换路定律得:

uC(0?)?uC(0?)?20V

换路后一瞬间,两电阻为串联,总电压为uC(0?)。

所以

uC(0?)?5mA

(2?2)k?再由节点①的KCL方程得:

iC(0?)?10mA?i1(0?)?(10?5)mA?5mA

i1(0?)?

答案10.2

解:t?0时电容处于开路,电感处于短路,3?电阻与6?电阻相并联,所以

645V?i(0?)?2A i(0?)??3A ,iL(0?)?6?36?3(5?8?)?6?3uC(0?)?8?i(0?)?24V 由换路定律得:

uC(0?)?uC(0?)?24V,iL(0?)?iL(0?)?2A 由KVL得开关电压:

u(0?)??uC(0?)?8?iL(0?)?(?24?8?2)V??8V 答案10.3

解:t?0时电容处于开路,i?0,受控源源电压4i?0,所以

6?uC(0?)?uC(0?)?u1(0?)??1.5V?0.6V

(9?6)?t?0时,求等效电阻的电路如图(b)所示。

i6?3?4i?u?i(b)等效电阻

u?4i?(6?3)iRi???5?

ii时间常数

??RiC?0.1s

t?0后电路为零输入响应,故电容电压为:

uC(t)?uC(0?)e?t/??0.6e?10tV

6?电阻电压为:

u1(t)??6??i??6??(?C

duC)?0.72e?10tV(t?0) dt3?9A?3A,由换路定律得: 6?3答案10.4

解:t?0时电感处于短路,故iL(0?)?iL(0?)?iL(0?)?3A

求等效电阻的电路如图(b)所示。

6?6?3?Ri(b)6?3?8?,时间常数??L/Ri?0.5s 6?3t?0后电路为零输入响应,故电感电流为

iL(t)?iL(0?)e?t/??3e?2tA(t?0) 电感电压

diu1(t)?LL??24e?2tV(t?0)

dt3?电阻电流为

u6??iL?u1i3?3???2e?2tA

3?3?3?电阻消耗的能量为:

等效电阻Ri?6?W3???3?idt??12e?4tdt?12[?0.25e?4t]?0?3W

0230??答案10.5

解:由换路定律得iL(0?)?iL(0?)?0,达到稳态时电感处于短路,故

iL(?)?20/4?5A

求等效电阻的电路如图(b)所示。

4?4?Ri(b)8?等效电阻

Ri?(4//4)//8?1.6? 时间常数

??L/Ri?(1/16)s

t?0后电路为零状态响应,故电感电流为:

iL(t)?iL(?)(1?e?t/?)?5(1?e?16t)A(t?0)

uLdiL0.1?5?16?e?16ti(t)??(L)/8???e?16tA(t?0)

8?dt8答案10.6

解:t?0时电路为零状态,由换路定律得:

uC(0?)?uC(0?)?0

t?0时为简化计算,先将ab左边电路化为戴维南电路形式。 当ab端开路时,由i?2i?0,得i?0 所以开路电压

uOC?uS?102cos(100t)V 当ab端短路时,

uiSC?i?2i?3i?3?S

3?故等效电阻

uRi?OC?1?,

iSCt?0时等效电路如图(b)所示。

4?4?Ri(b)8?电路时间常数为

??RiC?0.01s。

用相量法计算强制分量uCp:

??1/(j?C)?U???j?10?0??52??45?V UCpOC1?1/(j?C)1?juCp(t)?10cos(100t?45?)V

uCp(0?)?10cos(?45?)?52V

由三要素公式得:

uC(t)?uCp(t)?[uC(0?)?uCp(0?)]e?t/??[10cos(100t?45?)?52e?100t]V

答案10.7

解:t?0时电容处于开路,由换路定律得:

6uC(0?)?uC(0?)??9V?6V,

6?3t??电容又处于开路,

6uC(?)??(?18V)??12V

6?3等效电阻

6?3)??10? 6?3时间常数

??RiC?0.2s 由三要素公式得:

uC(t)?uC(?)?[uC(0?)?uC(?)]e?t/??(?12?18e?5t)V(t?0)

duu(t)?8??CC?uC?0.16?(?90e?5t)?(?12?18e?5t)

dt所以

u(t)?[?12?3.6e?5t] V(t?0)

Ri?(8?

答案10.8

解:当t?0时,列写节点方程求原始值

11112, 解得 u1(0?)?5.76V (??)u1(0?)?3?652020由换路定律得

u(0)iL(0?)?iL(0?)?3A?i1(0?)?3A?1??(3?5.76/6)A?2.04A

6?换路后的电路如图(b)所示。

iL2H5??12Vu120??i(b)列写节点方程得:

1112 (?)u1(0?)?iL(0?)?52020解得

12V?u1(0?)u1(0?)?5.76V,i(0?)??0.888A

20?稳态时,电感处于短路,所以

12Vi(?)??0.6A

20?等效电阻

5?20Ri??4?

5?20时间常数

??L/Ri?0.5s 由三要素公式得:

i(t)?i(?)?[i(0?)?i(?)]e?t/??(0.6?0.288e?2t) A

答案10.9

解:当t?0时,电容处于开路,列写节点电压方程求原始值

11?111(??)u(0)?u(0)??8?0n2??223n1?22 ?11133??un1(0?)?(??)un2(0?)??8?02488?2解得un1(0?)?4.8V,由换路定律得:

uC(0?)?uC(0?)?un1(0?)?4.8V

t??电容又处于开路,再列写节点电压方程如下:

11?111(??)u(?)??u(?)??8?0n2?223n122 ?111???un1(?)?(?)un2(?)?024?2解得:

uC(?)?un1(?)?4V

求等效电阻的电路如图(b)所示。

2?Ri2?3?4?(b)

Ri?2//[3//(2?4)]?1? 时间常数

??RiC?1s 由三要素公式得:

uC(t)?uC(?)?[uC(0?)?uC(?)]e?t/??(4?0.8e?t) V

答案10.10

解:由换路定律得:

10ViL(0?)?iL(0?)??5A

2?求稳态值的电路如图(b)所示。

i(?)2?10V3?iL(?)4?2?(b)2?4?2?(c)3?Ri

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