如图所示,电路,t=0时闭合开关S后,为下列哪项?( )
A 、式中的τ=3μs
B 、式中的τ=3μs
C 、式中的τ=3μs
D 、式中的τ=3μs
【正确答案:D】
根据三要素法,求解过程如下:
解:t=0-时,电容相当于开路,等效电路如上图。
Uan=3×20=60(V),Ubn=20V,所以:uc(0-)=Uab=Uan-Ubn=60-20=40(V)。
换路定理:uc(0-)=uc(0+)=40V。
t=0+时,电容相当于一个40V电压源,等效电路如下图。
根据KCL,得到各电阻的电流如上图所示。其中20Ω电阻电流为:(40+20)/20=3(A)。
KVL:
1、0×(-ic)=10×(ic+3)+60。
解得:ic=-4.5(A)。即:ic(0+)=-4.5(A)。
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)
| D |
| t =0时闭合开关S,电容器充电。R中电流逐渐增大;在 t = t 0 时刻断开 S ,电容器通过R放电,流过电阻 R 的电流 i 随时间变化的图象中,可能正确的是D。 |