動(dòng)態(tài)電路的暫態(tài)分析

1、第六章 動(dòng)態(tài)電路的暫態(tài)分析本章的主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)電路的過渡過程，學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)電路過渡過程的變化規(guī)律，掌握動(dòng)態(tài)電路過渡過程的基本分析方法。本章基本要求1. 了解動(dòng)態(tài)電路過渡過程產(chǎn)生的原因。2. 正確理解電路的換路定律。3. 求解電路的初始值和穩(wěn)態(tài)值。4. 正確理解動(dòng)態(tài)電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。5. 掌握動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)分析的經(jīng)典法。6. 掌握一階電路的三要素分析法。7. 一階電路過渡過程變化規(guī)律及其物理意義。本章習(xí)題解析+_R2R1U+ic_uc_uLiLR3LCSt=0-61 電路如圖61所示，已知V，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。時(shí)開關(guān)S閉合。試求時(shí)的、i、iC和iL。1V1A+_R2U

2、+iCiLR3i+_R2R1U+icuc_iLR3C圖61 t = 0-時(shí)等效電路 t = 0+時(shí)等效電路圖61(a) 圖61 (b)解 (1)畫出換路前t = 0-時(shí)的等效電路，如圖61(a)所示，得 V由換路定律，得， (2)畫出換路后t = 0+時(shí)的等效電路，如圖61(b)所示，得AAV62 電路如圖62所示，已知V，H，F(xiàn)，時(shí)開關(guān)S閉合。試求：(1)時(shí)的、；(2)當(dāng)電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，計(jì)算上述電流和電壓的值。+_R1Ut =0R2+_uLi1+i2_uCR3iS圖62+_R1UR2_i1i2R3i0+等效電路+_R1UR2_i1i2R3it等效電路圖62(a) 圖62 (b)解 (1)由題

3、可得由換路定律，得畫出換路后0+等效電路，如圖6-2(a)所示，得 A V換路后t等效電路如圖6-2 (b)所示，得A V63 電路如圖63所示，已知，V，當(dāng)時(shí)開關(guān)S閉合。試求：、和。 U+R1Lst=0+R2圖63U+R1R2U+R1R20+等效電路 t等效電路圖63(a) 圖63 (b)解 由題可得，由換路定律，得畫出0+等效電路，如圖6-3(a)所示，得 AV畫出t =等效電路，如圖6-3 (b)所示，得AV64 電路如圖64所示，已知、和。開關(guān)S在t =0時(shí)閉合。試求：、，。設(shè)+_RUrL+_uCit =0S圖64C_+u+RUri+RUri0+等效電路 t等效電路圖圖64(a) 圖6

4、4 (b)解 由題已知，由換路定律，得。畫出0+等效電路，如圖6-4(a)所示，得 畫出t等效電路，如圖6-4 (b)所示，得， ，R2R1+_uC(0-)R3t =0S圖65CR4iC65 電路如圖65所示，已知在開關(guān)S閉合前電容已充電至V，且，。試問當(dāng)開關(guān)S閉合后，經(jīng)過幾秒放電電流才能降至0.1mA？解 根據(jù)換路定律，得V電路的時(shí)間常數(shù)，其中 k故 s電容電壓為VmA當(dāng)解之，得 t =0.419s66 電路如圖66所示，已知V，開關(guān)S在時(shí)閉合。試問當(dāng)ms時(shí)的值?（設(shè)電容原先未被充電，即）+R1R2R3U-+-uC()+R1+_uC(0-)R2t =0sCR3U圖66 圖66（a） t=等效

5、電路圖 解 根據(jù)換路定律，得V畫出時(shí)刻的等效電路如圖6-6（a）所示，則V等效電阻及時(shí)間常數(shù)求得如下s由三要素公式可得 V 當(dāng)t=1ms時(shí)，有 V6-7 電路如圖67所示，已知，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)時(shí)閉合開關(guān)S。求：（1）開關(guān)S閉合后的初始值、；（2）解 畫出0-時(shí)刻電路，如圖6-7(a)所示，則 V由換路定則，得V畫出換路后0+時(shí)刻電路，如圖67（b）所示，得IsR2iK R1iRiC時(shí)刻電路圖圖67（c）uC（）IsR2iK R1+iRiC1V-0+時(shí)刻電路圖圖67（b）IsR2iK圖67St=0 R1uCiRiCIsR2iK0-時(shí)刻電路圖圖67（a） R1iRiC mA又因 即

6、 故 mA畫出由時(shí)刻電路，如圖67（c）所示，得V又時(shí)間常數(shù)為 s故6-8 應(yīng)用三要素法求題67中的。解 電路見圖67所示。畫出0-時(shí)刻電路，如圖6-7(a)所示，則 V根據(jù)換路定則，得V畫出由時(shí)刻電路，如圖67（c）所示，得V而 s利用三要素法，得1mA0- 時(shí)刻電路圖圖69（a）uC（0-） 2k1mAR2圖69S1t=0 R1uC（t） 2k0.01uF 4k5V + -S26-9 電路如圖69所示，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。時(shí)，開關(guān)斷開，開關(guān)閉合，求時(shí)的。1mAt0+時(shí)刻電路圖圖69（b）uC（t） 2k 4k5V + - + -AiR2iR1解 畫出0-時(shí)刻電路圖，如圖69（a）所示，得

7、V根據(jù)換路定則，得V畫出時(shí)刻電路，如圖69（b）所示，得mA A又由 V對(duì)t 0+時(shí)刻電路，對(duì)A點(diǎn)列KCL方程，得整理，得其特征方程為解之，得故通解為當(dāng)t=0時(shí)，有 當(dāng)t=時(shí)，有 故所以(V)6-10 應(yīng)用三要素法求題69中的。解 畫出0-時(shí)刻電路圖，得V根據(jù)換路定則，得V畫出時(shí)刻電路，如圖69（b）所示，得 mA mA 又 V時(shí)間常數(shù)為 s故 (V)6-11 電路如圖611所示，已知，開關(guān)S處于位置1時(shí)電路已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，時(shí)開關(guān)S合到位置2。求電容電壓。S圖61112+-U1U2t=0R1R2R3C1C2C3uC(t)+-0- 時(shí)刻電路圖611（a）+-U1R1R2R3uC(0-)+- 時(shí)刻電路

8、圖611（b）+-U2R1R2R3uC()+-解 畫出0-時(shí)刻電路，如圖611（a）所示，得V根據(jù)換路定則，得V畫出時(shí)刻電路圖，如圖611（b）所示，得 V求得時(shí)間常數(shù)為s故6-12 電路如圖612所示，已知，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。在時(shí)閉合開關(guān)S，求換路后的。+_Lt =0R1u（t）US圖612R2+_IsiL(t)u（t） 0-時(shí)刻電路圖612（a）R2+_IsiL(0-)+_R1u（t）U時(shí)刻電路圖圖612（b）R2+_IsiL()R1u（t）時(shí)刻等效變換電路圖圖612（c）R2+_IsiL()+_5mA解 畫出0-時(shí)刻電路圖，如圖612（a）所示，得 mA根據(jù)換路定則，得 mA畫

9、出時(shí)刻電路如圖612（b）所示，進(jìn)行電源等效變換后如圖612（c）所示，則 時(shí)間常數(shù)為故 (mA)6-13 電路如圖613所示，已知，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開S由位置1合向位置2。求換路后，圖613LiL(t)S12+-U1U2t=0R1R2R3i (t)0- 時(shí)刻電路圖613（a）+-U1R1R2R3iL (0-)i (t)時(shí)刻電路圖613（b）+-U2R1R2R3iL ()i (t)解 畫出0-時(shí)刻電路，如圖613（a）所示，得根據(jù)換路定則，得畫出時(shí)刻電路，如圖613（b）所示，得時(shí)間常數(shù)為s由三要素法，得 (A)故 V6-14 電路如圖614所示，已知，。試求：（1）當(dāng)開關(guān)S閉合0.2s后電流的值；（2）開關(guān)S閉合后，需要多少時(shí)