8、在电路中，电源的突然接通或断开，电源瞬时值的突然跳变，某一元件的突然接入或被移去等，统称为 换路 。
9、换路定律指出：一阶电路发生的路时，状态变量不能发生跳变。该定律用公式可表示为 iL(0+)= iL(0-) 和 uC(0+)= uC(0-) 。
10、由时间常数公式可知，RC一阶电路中，C一定时，R值越大过渡过程进行的时间就越 长 ；RL一阶电路中，L一定时，R值越大过渡过程进行的时间就越 短 。
二、判断下列说法的正确与错误（建议每小题1分）
1、换路定律指出：电感两端的电压是不能发生跃变的，只能连续变化。 （ × ） 2、换路定律指出：电容两端的电压是不能发生跃变的，只能连续变化。 （ ∨ ） 3、单位阶跃函数除了在t=0处不连续，其余都是连续的。 （ ∨ ） 4、一阶电路的全响应，等于其稳态分量和暂态分量之和。 （ ∨ ） 5、一阶电路中所有的初始值，都要根据换路定律进行求解。 （ × ） 6、RL一阶电路的零状态响应，uL按指数规律上升，iL按指数规律衰减。 （ × ） 7、RC一阶电路的零状态响应，uC按指数规律上升，iC按指数规律衰减。 （ ∨ ） 8、RL一阶电路的零输入响应，uL按指数规律衰减，iL按指数规律衰减。 （ ∨ ） 9、RC一阶电路的零输入响应，uC按指数规律上升，iC按指数规律衰减。 （ × ） 10、二阶电路出现等幅振荡时必有XL=XC，电路总电流只消耗在电阻上。 （ ∨ ）
三、单项选择题（建议每小题2分）
1、动态元件的初始储能在电路中产生的零输入响应中（ B ）
A、仅有稳态分量 B、仅有暂态分量 C、既有稳态分量，又有暂态分量 2、在换路瞬间，下列说法中正确的是（ A ）
A、电感电流不能跃变 B、电感电压必然跃变 C、电容电流必然跃变 3、工程上认为R＝25Ω、L=50mH的串联电路中发生暂态过程时将持续（ C ） A、30～50ms B、37.5～62.5ms C、6～10ms
4、图3.4电路换路前已达稳态，在t=0时断开开关S，则该电路（ C ） A、电路有储能元件L，要产生过渡过程 B、电路有储能元件且发生换路，要产生过渡过程 C、因为换路时元件L的电流储能不发生变化，所以该电路不产生过渡过程。
5、图3.5所示电路已达稳态，现增大R值，则该电路（ B ）
A、因为发生换路，要产生过渡过程
25
＋ ＋ R1 S (t=0) R2 图3.4
US － L
R C
US － 图3.5
B、因为电容C的储能值没有变，所以不产生过渡过程 C、因为有储能元件且发生换路，要产生过渡过程
6、图3.6所示电路在开关S断开之前电路已达稳态，若在t=0时将开关S断开，则电路中L上通过的电流iL(0?)为（ A ） A、2A B、0A C、－2A
7、图3.6所示电路，在开关S断开时，电容C两端的电压为（ A ）
A、10V B、0V C、按指数规律增加
四、简答题（建议每小题3～5分）
1、何谓电路的过渡过程？包含有哪些元件的电路存在过渡过程？
答：电路由一种稳态过渡到另一种稳态所经历的过程称过渡过程，也叫“暂态”。含有动态元件的电路在发生“换路”时一般存在过渡过程。
2、什么叫换路？在换路瞬间，电容器上的电压初始值应等于什么？
答：在含有动态元件L和C的电路中，电路的接通、断开、接线的改变或是电路参数、电源的突然变化等，统称为“换路”。根据换路定律，在换路瞬间，电容器上的电压初始值应保持换路前一瞬间的数值不变。
3、在RC充电及放电电路中，怎样确定电容器上的电压初始值？
答：在RC充电及放电电路中，电容器上的电压初始值应根据换路定律求解。 4、“电容器接在直流电源上是没有电流通过的”这句话确切吗？试完整地说明。 答：这句话不确切。未充电的电容器接在直流电源上时，必定发生充电的过渡过程，充电完毕后，电路中不再有电流，相当于开路。
5、RC充电电路中，电容器两端的电压按照什么规律变化？充电电流又按什么规律变化？RC放电电路呢？
答：RC充电电路中，电容器两端的电压按照指数规律上升，充电电流按照指数规律下降，RC放电电路，电容电压和放电电流均按指数规律下降。
6、RL一阶电路与RC一阶电路的时间常数相同吗？其中的R是指某一电阻吗？ 答：RC一阶电路的时间常数τ=RC，RL一阶电路的时间常数τ=L/R，其中的R是指动态元件C或L两端的等效电阻。
7、RL一阶电路的零输入响应中，电感两端的电压按照什么规律变化？电感中通过的电
26
＋ 10mH S (t=0) 5Ω 10V － 10μF
图3.6
流又按什么规律变化？RL一阶电路的零状态响应呢？
答：RL一阶电路的零输入响应中，电感两端的电压和电感中通过的电流均按指数规律下降；RL一阶电路的零状态响应中，电感两端的电压按指数规律下降，电压事通过的电流按指数规律上升。
8、通有电流的RL电路被短接，电流具有怎样的变化规律？
答：通过电流的RL电路被短接，即发生换路时，电流应保持换路前一瞬间的数值不变。 9、试说明在二阶电路中，过渡过程的性质取决于什么因素？
答：二阶电路中，过渡过程的性质取决于电路元件的参数：当R>2L/C时，电路“过阻尼”；当R<2L/C时，电路“欠阻尼”；当R=2L/C时，电路“临界阻尼”；当R=0时，电路发生“等幅振荡”。
10、怎样计算RL电路的时间常数？试用物理概念解释：为什么L越大、R越小则时间常数越大？
答：RL电路的时间常数τ=L/R。当R一定时，L越大，动态元件对变化的电量所产生的自感作用越大，过渡过程进行的时间越长；当L一定时，R越大，对一定电流的阻碍作用越大，过渡过程进行的时间就越长。
五、计算分析题（根据实际难度定分，建议每题在6～12分范围） 1、电路如图5.1所示。开关S在t＝0时闭合。则 iL（0＋）为多大？
图5.1 100Ω ＋ 10V － iL（t） ＋ US － S（t＝0） 1 2 100Ω 0.2H 0.2H 3KΩ 2KΩ 图5.2
S 解：开关闭合前，iL(0－)=0，开关闭合电路发生换路时，根据换路定律可知，电感中通过的电流应保持换路前一瞬间的数值不变，即iL(0+)=iL(0－)=0 2、求图5.2所示电路中开关S在“1”和“2”位置时的时间常数。
解：开关S在位置“1”时，τ1=0.2/2=0.1ms；开关在位置“2”时，τ2=0.2/(3+2)=0.04ms 3、图5.3所示电路换路前已达稳态，在t=0时将开关S断开，试求换路瞬间各支路电流及储能元件上的电压初始值。
解：uC(0－)=4V，uC(0+)=uC(0－)=4V i1(0+)= iC(0+)=(6-4)/2=1A i2(0+)=0
图5.3
27
＋ 6V － 2Ω i1(0) S（t＝0） iC(0) 0.5μF i2(0)
4Ω
4、求图5.3所示电路中电容支路电流的全响应。
解：换路后的稳态值：uC(∞)=6V，时间常数τ=RC=2×0.5=1μs 所以电路全响应：uC(t)=uC(∞)+[uC(0+)－uC(∞)]e=6-2e
-t/τ
-1000000t
V
第7章 试题库
一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）
1、一系列 最大值 不同， 频率 成整数倍的正弦波，叠加后可构成一个 非正弦 周期波。
2、与非正弦周期波频率相同的正弦波称为非正弦周期波的 基 波；是构成非正弦周期波的 基本 成分；频率为非正弦周期波频率奇次倍的叠加正弦波称为它的 奇 次谐波；频率为非正弦周期波频率偶次倍的叠加正弦波称为它的 偶 次谐波。
3、一个非正弦周期波可分解为无限多项 谐波 成分，这个分解的过程称为 谐波 分析，其数学基础是 傅里叶级数 。
4、所谓谐波分析，就是对一个已知 波形 的非正弦周期信号，找出它所包含的各次谐波分量的 振幅 和 频率 ，写出其傅里叶级数表达式的过程。 5、方波的谐波成分中只含有 正弦 成分的各 奇 次谐波。
6、如果非正弦波的后半周与波形的前半周具有 镜象 对称关系，就具有奇次对称性，具有奇次对称性的周期信号只具有 奇 次谐波成分，不存在 直流 成分和 偶 次谐波成分，其波形对 原点 对称。
7、若非正弦周期信号波形的后半周完全重复前半周的变化，就具有 偶 次对称性，这种非正弦波除了含有 直流 成分以外，还包含一系列的 偶 次谐波，这种特点的非正弦波的波形对 纵轴 对称。
8、频谱是描述非正弦周期波特性的一种方式，一定形状的波形与一定结构的 频谱 相对应。非正弦周期波的频谱是 离散 频谱。
9、非正弦周期量的有效值与 正弦 量的有效值定义相同，但计算式有很大差别，非正弦量的有效值等于它的各次 谐波 有效值的 平方和 的开方。
10、只有 同频率 的谐波电压和电流才能构成平均功率，不同 频率 的电压和电流是不能产生平均功率的。数值上，非正弦波的平均功率等于它的 各次谐波单独作用时 所产生的平均功率之和。
二、判断下列说法的正确与错误（建议每小题1分）
1、非正弦周期波各次谐波的存在与否与波形的对称性无关。 （ × ）
28