上海交通大学研究生入学考试488基本电路理论基本电路答案5 联系客服

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5-1 如图所示电路,由线性定常元件构成。在时间t=0以前,左边电容器被充电到Vs,右边电容器未充电。开关在时间t=0时闭合,试计算下列各项: a. t>=0时的电流i;

b. 在(0,T)这段时间内消耗的能量,T是该电路的时间常数; c. 在t->inf时,下列各极限值:

1. 电容器电压V1及V2; 2. 电流; 3. 储藏在电容器中的能量和消耗在电阻器中的能量。

解:

题7.1图

a. 对于

,我们由KVL得

(1)

(2)

由于

,所以

可以分别写成

(3)

(4)

将式(2)、(3)、(4)代入式(1),并对等式两边微分,可得

(5)

式(5)的通解为

(6)

在式(6)中取,并考虑到由式(1)所得的初始条件,我们得到

于是,求得

时的电流为

(7)

b. 在时间(0,T)内消耗的能量为

由于时间常数,所以

c. 在时

(1)电容器的电压及

将式(7)分别代入到式(3)、(4)得

于是,当

(2)电流 在式(7)中,令

,得

(3)储存在电容器中的能量为

消耗在电阻器中的能量为

5-2 在如图所示的电路中,达到稳态之前开关K一直是闭合的,一旦达到稳态,开关断开。假设断开时间发生在t=0,试求t>0时的i(t)及v(t)。

解:

题7.2图

在开关断开前,电路已达到稳态,此时电感器相当于短路,故得

开关断开后,电路如题7.2(a)图所示。

题7.2(a)图

根据KVL并利用两个元件的支路方程,可得用电流I表示的微分方程:

(1)

用给定的参数值代入(1),得

它的通解为

由于t=0时i(0)=K=10安,所以

5-3 在图示电路中,当t=0时开关K合上,求vc(t)。