电工与电子技术(徐秀平、项华珍)课后习题4

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1、习题44-1在题4-1图所示的电路中，电容元件原未储能。①求开关闭合后瞬间各元件上的电压、电流的初始值；②求开关闭合后电路达到稳定状态各元件上的电压、电流的值。解：①由于开关闭合前，电容元件未储能，故由换路定律可知，。开关闭合后，电容元件相当短路，其等效电路如题4-1图（a）所示，则在时各电压、电流为②开关闭合后电路达到稳定状态时，电容元件相当于断路，其等效电路如题4-1图（b）所示。则当闭合后时各电压、电流为594-2求题4-2图所示电路中标明的各电流、电压的初始值及稳态值。解:①求初始值：在开关断开之前电路处于稳定状态，电容相当于断路，电感相

2、当于短路，其等效电路如题4-2图（a）所示。则时电容两端的电压及电感中的电流为由换路定律可知：，那么开关断开的瞬间即时，电容元件相当于恒压源，电感元件相当于恒流源，其等效电路如题4-2(b)所示。根据节点电压法，A和B两点之间的电压为59则②求稳态值：在开关断开后电路达到稳定状态时，电容相当于断路，电感相当于短路，等效电路如题4-2图(c)所示。则4-3在题4-3图所示电路中，已知，，，。开关在时刻接通，而在时刻又断开。试分别求两次换路后的时间常数和。解：①当开关在时刻接通时，其时间常数为其中为从电容元件两端看进去的等效电源的内阻。由题4-3图（

3、a）的电路可得59故②当开关在时刻由接通到断开后，其时间常数为其中为由题4-3图（b）所求的等效电源的内阻，即4-4如题4-4图所示电路，开关闭合前电路已处于稳态。在时，将开关闭合。试求时电压和电流、及。解：解一：三要素法在开关闭合前，电路已处于稳态，电容相当于断路，等效电路如题4-4图（a）所示。则在开关闭合后，由换路定律得。在时，电容相当于恒压源，等效电路如题4-4(b)所示。则59当开关闭合后达到稳定状态时，电容相当于断路，其等效电路如题4-4(c)所示。则，，，电路的时间常数为其中为从电容元件两端看进去的无源二端网络的等效电阻。由题4-4

4、图（d）的电路可得那么所求的各量为解二：根据三要素法求得。在开关闭合后，用恒压源代替电容，如题4-4图（e），其电压为。则59（负号说明所设的正方向和实际方向相反）4-5如题4-5图所示的电路，电容元件无初始储能。①时闭合开关，试求后的和电流；②求增加到时所需的时间；③当开关闭合后电路达到稳定状态，又将断开，试求断开后的电容电压和电流。解：①在时，电容元件无初始储能，即，则根据换路定律在开关闭合后电路达到稳定状态，电容相当于断路，等效电路如题4-5图（a）所示，则时间常数其中为题4-5图（b）中等效电阻。由三要素法可得59开关闭合后，把电容元件用

5、恒压源代替，其电压为，如题4-5图（c）。由节点电压法可得则电流为注：也可由三要素法求得，由于电容换路前无储能，故换路后即开关闭合后电容相当于短路，如题4-5图（d）所示。则在换路后时，电容相当于断开，则。由三要素法可得59②将代入函数中，即求得③当电路达到稳定状态时，断开开关，此时为电容的放电过程，其初始值为。电路的时间常数为则负号说明所设正方向和实际方向相反。4-6电路如题4-6图所示，若换路前电路已处于稳定状态，在时闭合开关。试求换路后电容两端的电压，并画出其随时间变化的曲线。解：在时，电路已处于稳定状态，此时电容相当于开路。其等效电路如题

6、4-6图（a）所示。则电容两端的电压为由换路定律得59在时，开关闭合，电容相当于断路，此时的等效电路如题4-6图（b）所示。则电路的时间常数为其中为题4-6图（c）所示电路的等效电阻。则由三要素法可得随时间变化的曲线如题4-6图（c）所示。4-7试求题4-7图所示电路的时间常数。解：对于题4-7图所示电路，当开关闭合后将电感移去后，从这两端看进去，除去其中的电源（恒压源短路，恒流源开路），其等效电路如题4-7图（a）所示，则无源两端网络的等效电阻为59故电路的时间常数为4-8在题4-8图所示的电路中，开关处于位置“1”时电路已处于稳定状态，在时刻

7、，开关由位置“1”转到位置“2”。求时的电压及，并画出他们随时间变化的波形图。解：在时，电感元件相当于短路，其等效电路如题4-8图（a）所示。则由换路定律可得，，在时，电感元件相当于恒流源，如题4-8图（b）所示。则59此电路为电感的放电过程，故在时，电感相当于短路，，则。电路的时间常数为由三要素法可得上式的负号说明所设的正方向与实际方向相反。电压和随时间变化的曲线如题4-8图（c）所示.4-9题4-9图所示的电路在开关闭合前电路已处于稳态。试求开关闭合后电感中的电流及电容两端的电压，并画出它们随时间变化的曲线。解：在时，开关断开，电路处于稳定状

8、态，此时电容相当于开路，电感相当于短路，其等效电路如题4-9图（a）所示。则59在开关闭合后时，电容也是相当于断开，电感相当于短路，其等