电路如图所示 t=0以前电路已处稳态 t=0时将开关s闭合 求t≥0的uc与ic

2024-11-25 10:58:26
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回答1:

解:t=0-时,电容相当于开路,等效电路如下:

4Ω电阻中无电流、无电压,所以:uc(0-)=8V。

t=0+时,根据换路定理:uc(0+)=uc(0-)=8V,电容相当于一个8V电压源。

4Ω电阻两端电位相等,所以电流为零;右端4Ω电阻电流为:8/4=2(A),方向向下。根据KCL所以:ic(0+)=-2(A)。

t=∞时,电容再次相当于开路,因此:ic(∞)=0,等效电路如下:

uc(∞)=8×4/(4+4)=4(V)。

电压源短路,从电容两端看进去:

等效电阻为:R=4∥4=2(Ω),电路时间常数为:τ=RC=2×0.5=1(s)。

三要素法:

uc(t)=uc(∞)+[uc(0+)-uc(∞)]e^(-t/τ)=4+(8-4)e^(-t/1)=4+4e^(-t)(V)。

ic(t)=ic(∞)+[ic(0+)-ic(∞)]e^(-t/τ)=0+(-2-0)e^(-t/1)=-2e^(-t)  (A)。

回答2:

1)t=0 前,Uc(0) = Us;

2)t=∞ 时,Uc(∞) = Us*R2/(R1+R2)  ;

3)时间常数中的电阻,R = R1//R2 ;R3与电源并联可略去;

代入全响应公式,得 Uc(t);

则,i2 = Uc(t)/R2 ;i1 =( Us - Uc(t) ) / R2 ;

ic = i1 - i2 ;