5-6 试证明题5-6图所示电路若满足R1R4?R2R3,则电流iL仅决定于u1而与负载电阻RL无关。
R2+R1?+?+u1R3iLRLR4? 题5-6图
解:独立结点1、2如5-6图所示,注意到理想运放的虚断规则,则结点电压方程为 (1/R1+1/R2)un1-u0/R2=u1/R1 (1/R3+1/R4+1/R1)un2-u0/R4=0得 u0=R4(1/R3+1/R4+1/R1)un2用虚短规则有un1=un2代入得 (1/R1-R4/R2R3-R4/R2RL)un2=u1/R1
Un2=R2R3RLu1/〔(R2R3--R1R4)RL-R1R3R4〕又因为
IL=un2/RL=R2R3u1/〔(R2R3--R1R4)RL-R1R3R4〕当R2R3=R1R4代入得 IL=-R2u1/R1R4这就证明IL仅与电压u1有关,而与负载电阻RL无关
R2 ? + R1 + ? + u1 iL R3 RL R4 ?
5-7 求题5-7图所示电路的uo和输入电压uS1、uS2之间的关系。
+uS1R1R2??+R3R4?++uo+uS2??
题5-7图
解:独立结点1、2如5-7图所示,注意到理想运放的虚断规则,则结点电压方程为 (G1+G2)un1-G2u0=G1us1 (G3+G4)un2-G4u0=-G3us2用虚短规则有un1=un2代入得u0=〔(G3+G4) G1us1+(G1+G2)G3us2〕/(G1G4-G2G3)
第六章“储能元件”练习题
6-8 求题6-8图所示电路中a、b端的等效电容与等效电感。
5Fa1Fb20F3F2F2Ha3Hb8H8H8H
(a) (b)
题6-8图
解:(1)二个电容并联时,等效电容为2电容量之和,二个电容串联时,等效电容C=1/(1/C1+1/C2)因此题6-8图(a)所示电路中a、b端的等效电容如题解电容1.
(2)电感并联、串联时的公式与电阻并联、串联时的公式一样,因此题6-8图(b)所示电路中a、b端的等效电感如题解电感2
6-9 题6-9图中C1?2μF,C2?8μF;uC1(0)?uC2(0)??5V。现已知i?120e求:(1)等效电容C及uC表达式;(2)分别求uC1与uC2,并核对KVL。
?5tμA,
+uC?iC1+u?C1uC+2?题6-9图
C2
解:(1)等效电容C=1/(1/C1+1/C2)=8/5uF=8/8 uF 等效初始条件uc(0)=uc1(0)+uc2(0)= -10V
1-616
uc(t)=uc(0)+1/C∫0i(∮)d∮=-10+1/1.6×10∫0120×10e-5t d∮=(5- 15e-5t )d∮V
1-616
(2)uc1(t)= uc1(0)+1/C∫0i(∮)d∮=-5+1/2×10∫0120×10e-5t d∮=(7- 12e-5t )d∮V
1-616
uc2(t)= uc2(0)+1/C∫0i(∮)d∮=-5+1/8×10∫0120×10e-5t d∮=(-2- 3e-5t )d∮V uc1+ uc2=(5- 15e-5t )d∮V符合uc(t)的结果
6-10 题6-10图中L1?6H,i1(0)?2A;L2?1.5H,i2(0)??2A,u?6e(1)等效电感L及i的表达式;(2)分别求i1与i2,并核对KCL。
?2tV,求:
+u?ii1L1i1L2
题6-10图
解:(1)等效电感L=6×1.5/(6+1.5)H=1.2H, 等效初始电流值
i1(0)+i2(0)=i(0)=0A于是有i(t)=i(0)+1/L∫10u(∮)d∮=0+1/1.2∫106e-2td(∮)
i(t)=6e-2∮/-2×1.2︱10=-2.5( e-2∮-1)A
11-2t∮
(2) i1(t)=i1(0)+1/L1∫0u(∮)d∮=2+1/6∫06ed(∮)= (2.5-0.5e-2)A
11-2t∮
i2(t)=i2(0)+1/L2∫0u(∮)d∮=-2+1/1.5∫06ed(∮)= -2e-2A i1(t)+i2(t)=-2.5( e-2∮-1)A与i(t)相符合
第七章“一阶电路和二阶电路的时域分析”练习题
7-1 题7-1图(a)、(b)所示电路中开关S在t=0时动作,试求电路在t=0+ 时刻电压、电流
的初始值。
1+10V2S(t=0)110?C2FiC++10V2S(t=0)5?L1H?5V+??uC
?iL+uL5??
(a) (b)
题7-1图
解:(1)首先根据开关S动作前的电路求电容电压uc(0).由于开关S动作前,电路处于稳定状态,对直流电路有duc/dt=0,故ic=0,电容可看作开路,t=0-时电路如题解7-1图(a1)所示,由(a1)得uc(0-)=10V t=0时开关动作,由于换路时,电容电压uc不跃变,所以有uc(0+)=Uc(0-)=10V
求得uc(0+)后,应用替代定理,用电压等于Uc(0+)=10V的电压源代替电容元件,画出0+时刻等效电路如图(a2)所示,由0+等效电路计算得ic(0+)=-(10+5)/10=-1.5A uR(0+)=10 ic(0+)=-15V
(2) 首先根据开关S动作前的电路求电感电流iL(0-).由于开关S动作前,电路处于稳定状态,对直流电路有diL/dt=0,故uL=0,电感可看作短路,t=0-时电路如题解7-1图(b1)所示,由(b1)得iL (0-)=10/(5+5)=1A。t=0时开关动作,由于换路时,电感电流iL不跃变,
所以有iL (0-)= iL (0+)=1A。求得iL (0+)后,应用替代定理,用电流等于iL (0+) (0+)=1A的电流源代替电感元件,画出0+等效电路如图(b2)所示,由0+等效电路计算得