电工技术习题答案第5、6章 习题.doc

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1、第5章习题解答i2SCt=0ii1q0=0图5.1题5.1电路R1R2E5.1在图5.1所示电路中，，试求：（1）S闭合瞬间，各支路电流及各元件端电压的值；（2）S闭合后到达稳定状态时中各电流和电压的值；（3）当用电感元件L=1H替换电容元件后再求（1），（2）两种情况下各支路的电流及各元件端电压的值。解：（1）S闭合瞬间，由于电容的电荷，所以，即可视为短路，被短接，。此时（2）S闭合后，电路达到稳定状态时，由于为直流电动势，所以视为开路，则（3）当用电感元件替换电容元件后，S闭合瞬间，由于S闭合前电感中电流为零，即，且电感元件中电流不能跃

2、变，所以电感在S闭合瞬间L视为开路，所以此时18S闭合后，且电路达到稳定状态时，在直流电动势作用下，电感元件视为短路，则被短路。所以，图5.2(c)t=∞的等效电路ISSR1R2UC(∞)iL(∞)E5.2在图5.2所示电路中，已知。当电路稳定后，在t=0时将两个开关同时闭合。求换路后C和L中电流的初始值和稳态值。图5.2(b)t=0_的等效电路t=0ISt=0SR1R2UC(0_)iL(0_)t=0ISCt=0SL图5.2题5.2的电路ER1R2E解：在开关闭合前，C可视为开路，L视为短路，等效电路如图(b)所示。因此可求得t=0_的稳态

3、值,即因此，当开关接通瞬间，即t=0+，根据换路定律得到初始值为当t=∞时，等效电路如图（c）所示，所以可求得稳态值为5.3在图5.3所示电路中，开关S原先合在1端，电路已处于稳态，在t=0时将S合到2端，试求换路后及值。18图5.3题5.3电路St=08ViLi1i22Ω4Ω4Ω12uL解：由于开关S原先合在1端，电路在直流电压源作用下已处于稳态，此时电感元件视为短路，则开关S换路前一瞬间电路中，，当S由1端合到2端（换路）的初始瞬间电路中，电感中电流不能跃变，则当开关S在2端稳定之后，即，电感L等效为短路，所以，，则5.4在图5.4所示

4、电路中，换路前开关S断开，原已达稳定，已知。试求开关S闭合后瞬间各支路的电流。图5.4（b）t=0+的等效电路R2t=0+Si4i1i2i3R1R3ISuC(0+)——、、++iL(0+)图5.4题5.4电路R2t=0Si4i1i2i3R1R3LCIS18解：换路前电容器可看成断路，电感看成短路，则有开关闭合瞬间，电感电流和电容电压都不能突变，等效电路见图（b），故由于短路，电容开始放电，则放电的电流为因为R1被S短路，所以根据KCL得到5.5图5.5电路中，在开关S闭合前电容元件未储能，当t=0时开关接通，试求：（1）的变化规律表达式并画

5、出波形图；（2）上升到3.6V所需要的时间。解：应用三要素法求解（1）开关闭合前S闭合瞬间（t=0+）则S闭合达到稳定后（t=∞），电容充电结束，其电压为根据三要素法可知，时间常数，其中等效电阻R为18则时间常数由三要素法的一般公式得到的变化曲线7.2V24486286110ms由上述分析，可画出uC的变化曲线（波形），如下图所示。（2）求上升到3.6V所需要的时间，由上述波形看出，在t=τ时，uC达到0.632U，显然电容电压达到3.6V的时间t,可以近似按以下公式计算得到则5.6如果上题5.5中RC电路达到稳定状态后，又断开开关S，试写

6、出的表达式并画出波形图。SCuCt=0图5.5题5.5电路R1R2E=12V4kΩ6kΩ10μFISCt=0u图5.6题5.7电路R2R1u6kΩ解:参考上题解法，得到18O7.20．368Uτ放电随时间变化曲线V5.7在图5.6中，，，，开关长时间闭合。当开关断开后，试分析电流源两端电压的变化规律。解：电容器在开关断开前的初始储能电压在开关断开瞬间(t=0+)在开关断开稳定之后(t=∞)),图5.7题5.8电路i3SuCCt=0100ΩR1100Ω100ΩR2R3i210μF100VEi15.8在图5.7所示中，开关S未断开前电路已达到稳

7、定状态。当t=0时开关断开，试求电容两端电压和通过电阻电流的表达式。18解：S1uCt=0C2图5.8题5.9电路9V0.05F20ΩR2R130ΩR360Ω12VU2U1215.9图5.8所示电路原已稳定。当t=0时开关S由位置1打到位置2，试求换路后电容两端电压的表达式。解：V5.10在图5.9所示电路中设电容C无初始储能，当开关S在t=0时断开，而又在t=2μS时接通，试求输出电压的表达式。18SuOt=0USR3C图5.9题5.10电路100PFR112V5kΩ5kΩ10kΩR2R3US解：开关断开后由于所以则故开关闭合2后，输出电

8、压为图5.10题5.11电路(a)CuOui50μF10kΩRUi/V0t/s2.55(b)0t/s2.551010-10Uo/V(c)5.11图5.10（a）所示电路中设电容C