图示电路中,开关S闭合前电路已经处于稳态,当t=0时,S闭合,S闭合后的uc(t)是()。
A、
B、
C、
D、
【正确答案:B】
由于电容为储能元件,其电压不能突变,则:
当t=0时,开关动作闭合,根据换路定理Uc(0+)=Uc(0-)=20(V)
当t趋向无穷大时,有Uc(无穷)=30*20/(30+20)=12(V)
针对 t>0 的电路,从电容两端看去的等效电阻为 R=8+20*30/(20+30)=20K
即时间常数为RC=10*20=200mS=0.2S代入三要素公式可得
Uc(t)=Uc(无穷)+[Uc(0+)-Uc(无穷)]e^(-t/0.2)=12+8e^(-5t) (V) (t>=0)
扩展资料
三要素法:
第一个,是换路后瞬间的初始值,以a表示;
第二个,是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示;
第三个,是时间常数,以c表示;
则动态值为b+(a-b)e^(t/c)。
可以使用三参数法计算,比较简单。
电容器初始电压
Uc(0) = 1mA*20kΩ - 10V
=10V
开关S闭合后,电容器上电压为
Uc(∞) = 1mA*[10k//(10k+20k)]*20k/(10k+20k) -10V
=-5V
此时电路的时间常数为
τ =(10k+10k)//20k*10μ
=100ms
=0.1s
所以,S闭合后,电容器两端电压为
Uc(t) = Uc(∞)+[Uc(0)-Uc(∞)]e^(-t/τ)
= -5+[10-(-5)]e^(-t/0.1)
=-5+15e^(-10t) (V)
三要素法 1. 开关闭合后, 电容电压不能突变, 因此 Uc(0+)=Uc(0-)=54V 2. Uc(∞)=9x(6//3)=18V 3. 时间常数τ=RC=1/250 s 综上, 三要素法可以直接写出Uc(t) Uc(t)=Uc(∞)+[Uc(0+)-Uc(∞)]e^-t/τ=18+36e^(-250t) V