图示电路,换路前已处于稳定状态,在t= 0时开关K打开,换路后的电流i(t)为()。
A 、
B 、
C 、
D 、
【正确答案:C】
由于电感为储能元件,其电流不能突变,则: 开关K打开,电路达到稳态时:
t=0时,Uab = Is*R3 = Uc(0)+Us;因为稳态时,电容视为开路;
t=∞时,先将电流源转换为电压源,然后按节点电压法:Uab*(1/(R1+R2)+1/R3)=Is*R1/(R1+R2);
Uab=Uc(∞)+Us;
τ = C*((R1+R2)//R3)
代入全响应公式即可
解:t=0-时,电路处于稳态,因此电感相当于短路、电容相当于开路,上图。
iL(0-)=0,uc(0-)=10V。
换路定理:iL(0+)=iL(0-)=0,相当于开路的电流源;uc(0+)=uc(0-)=10V,相当于一个10V电压源。
此时。ic(0+)=uc(0+)/2=10/2=5(A)。
t=∞时,电感相当于短路,电容相当于开路。
所以:ic(∞)=0。iL(∞)=U/5=10/5=2(A)。
电压源短路。由于开关闭合、右侧电路的短路,电感支路和电容支路的暂态过渡过程,各自独立互不影响,所以:
RL=5Ω,Rc=2Ω。τL=L/RL=1/5=0.2(s),τc=Rc×C=2×0.25=0.5(s)。
因此:iL(t)=iL(∞)+[iL(0+)-iL(∞)]e^(-t/τL)=2+(0-2)e^(-t/0.2)=2-2e^(-5t) (A)。
ic(t)=ic(∞)+[ic(0+)-ic(∞)]e^(-t/τc)=0+(5-0)e^(-t/0.5)=5e^(-2t) (A)。
根据KCL:i(t)=iL(t)+ic(t)= 2-2e^(-5t)+ 5e^(-2t) (A)。