图示动态电路,t<0时电路已经处于稳态,当t=0时开关S闭合,则当电路再次达到稳态时,其中电流值与换路前的稳态值相比较,下列描述正确的是()。
A、
B、
C、il不变;i亦不变
D、
【正确答案:C】
由于电感为储能元件,其电流不能突变,环路前,由于电路中的电压和电流已恒定,即电感电压为零,电感相当于短路,当换路时,R2两端电压亦为零,R2无电流通过。若利用一阶动态全响应公式,
解:t=0-时,电路处于稳态,电感相当于短路,上图。
电路干路电流:
1、0/(3+6∥3)=10/5=2(mA)。
于是:iL(0-)=2×(6∥3)/3=4/3(mA)。
换路定理:iL(0+)=iL(0-)=4/3(mA)。即:t=0+时,电感相当于一个4/3(mA)的电流源。
6kΩ电阻的端电压即uL(0+),于是其电流为:uL(0+)/6,方向向下。根据KCL得到左侧3kΩ电阻电流为:uL(0+)/6+iL(0+)=uL(0+)/6+4/3,方向向右。
3×(uL/6+4/3)+uL=10,uL(0+)=4(V)。
t=∞时,电感再次相当于短路。
此时uL(∞)=0。同时,6kΩ电阻也被短路,于是:iL(∞)=10/3(mA)。
将电压源短路,从电感两端看进去,求等效电阻的电路为:
R=3∥6=2(kΩ)。
电路的时间常数为:τ=L/R=(15/1000)/(2×1000)=7.5×10^(-6)(s)=7.5(μs)。
三要素法:f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e^(-t/τ)。
iL(t)=10/3+(4/3-10/3)e^(-t/7.5×10^(-6))=10/3-2e^(-400000t/3)(mA)。
uL(t)=0+(4-0)e^(-t/7.5×10^(-6))=4e^(-400000t/3) (V)。
t=0 时,电感电流 IL(0)= I1 = U2/R2;
t=∞ 时,IL(∞)= I1 + I2 = U2/R2 + (U2+U1)/R1;(这里 I1、I2为静态电流)
τ=L/(R1//R2);
代入全响应公式得 IL(t) 表达式;
而:U1 - I1' *R1 = R2*I2' ;I1' + I2' =IL(T);(这里 I1'、I2' 为对应的动态电流)
则电阻电流:i =-I2'
好了,自己去计算吧
4-14,稳态,电容充电完成,充电电流=0,电容的电压U0=(4/6)×6=4V
开关断开之后,电容将通过1+4Ω电阻放电,
放电电流i(t)=u(t)/R=u(t)/5
电容电量Q(t)=Cu(t)
i(t)=-dQ(t)/dt=-Cdu(t)/dt,(电容电量减少)
-Cdu(t)/dt=u(t)/R
du(t)/u(t)=-1/RC.dt
积分:
lnu(t)=-t/RC+D,D为积分常数,
u(t)=e^D.e^(-t/RC)
=F.e^(-t/RC),F=e^D为积分常数
u(0)=4代入:
F=4
R=5,C=1代入:
u(t)=4e^(-t/5)
i(t)=-Cdu(t)/dt
=-4(-1/5)e^(-t/5)
=(4/5)e^(-t/5)