1、清华大学硕士电路原理-12 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：12，分数：100.00)1.如图所示电路接在理想电压源上，求该电路的时间常数。 （分数：8.00）_2.如图所示电路接在理想电流源上，求该电路的时间常数。 （分数：8.00）_3.电路如下图所示，求开关 S闭合后电路的时间常数。 （分数：8.00）_4.电路如下图所示。t=0 时打开开关 S(换路前电路已达到稳态)。求 i(0 + )和 （分数：8.00）_5.电路如图所示，t=0 时开关 S闭合，求电容电压的初始值。 （分数：8.00）_6.已知图所示电路中电压源 u S =10sin(4
2、t+)V，电感无初始储能，t=0 时开关 S闭合。若 S闭合后电路中不产生过渡过程，则电源的初相角 应为多少? （分数：8.00）_7.求使如下图所示电路产生欠阻尼响应时的电感参数 L。 （分数：8.00）_8.图 1所示电路开关闭合前两个电容均不带电，电源电压 U S 为一常数值。开关闭合后输出电压 u 2 的波形可能是图 2中的哪一个? 图 1（分数：8.00）_9.判断下图所示电路中电流 i的波形是振荡型还是非振荡型。 （分数：8.00）_10.下图所示电路，开关 S闭合前电路已达稳态。在 t=0时开关 S闭合，用经典法求 u(t)并定性画出其波形。 （分数：8.00）_11.下图所示电
3、路中，开关 S闭合前电路处于稳态，t=0 时闭合开关 S。求开关闭合后的电流 i 1 (t)和 i 2 (t)，并定性画出 i 1 (t)和 i 2 (t)的波形。 （分数：8.00）_12.下图所示电路换路前处于稳态。t=0 时闭合开关 S。求电流 i L (t)和 i 1 (t)。 （分数：12.00）_清华大学硕士电路原理-12 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：12，分数：100.00)1.如图所示电路接在理想电压源上，求该电路的时间常数。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 电路的时间常数与独立源无关。独立电压源置零后，从电容两端看入的电
4、阻网络为电阻 R 1 与R 2 并联，所以该电路的时间常数为 2.如图所示电路接在理想电流源上，求该电路的时间常数。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 独立电流源置零后，从电容两端看入的电阻网络为电阻 R 1 与 R 2 串联，所以该电路的时间常数为 =(R 1 +R 2 )C3.电路如下图所示，求开关 S闭合后电路的时间常数。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 开关 S闭合、独立电流源置零后的电路如下图所示。下图中从电感两端看入的等效电阻为 R eq =2+(4+2)/3=4 所以电路的时间常数为 4.电路如下图所示。t=0 时打开开关 S(换路前电路已达到稳态)。求 i
5、(0 + )和 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 由换路定律可得 u C1 (0 + )=u C1 (0 - )=4V，u C (0 + )=u C (0 - )=8V 0 + 电路如下图所示，则 5.电路如图所示，t=0 时开关 S闭合，求电容电压的初始值。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 由叠加定理可得 u C (0 - )=-3+22=1V 由换路定律有 u C (0 + )=u C (0 - )=1V6.已知图所示电路中电压源 u S =10sin(4t+)V，电感无初始储能，t=0 时开关 S闭合。若 S闭合后电路中不产生过渡过程，则电源的初相角 应为多少? （
6、分数：8.00）_正确答案：()解析：解 由换路定律可得 i L (0 + )=i L (0 - )=0 电路的时间常数为 开关 S闭合后，稳态时 i L (t)的相量为 7.求使如下图所示电路产生欠阻尼响应时的电感参数 L。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 该电路换路后的等效电路如下图所示。要使电路产生欠阻尼响应，只需满足下式 即 8.图 1所示电路开关闭合前两个电容均不带电，电源电压 U S 为一常数值。开关闭合后输出电压 u 2 的波形可能是图 2中的哪一个? 图 1（分数：8.00）_正确答案：()解析：解 已知电容 C 1 和 C 2 在开关闭合前均不带电，故 u 2 的
7、初始电压为零，而 u 2 的稳态响应也为零。又该电路属二阶电路，由电阻和电容组成的无源电路不可能产生衰减振荡波形，故 u 2 的波形为图 2中的(3)。9.判断下图所示电路中电流 i的波形是振荡型还是非振荡型。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 以 i为变量列写电路的微分方程得 整理后，得 特征方程为 p 2 +2p+4=0 求得特征根为 10.下图所示电路，开关 S闭合前电路已达稳态。在 t=0时开关 S闭合，用经典法求 u(t)并定性画出其波形。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 由换路前电路，求得 由换路定律可得 i L (0 + )=i L (0 - )=2.5A
8、时间常数为 0 + 电路如图(a)所示。 图(a)由 0 + 电路根据叠加定理求 u(0 + )。当 9V电压源单独作用时，可得 当 4A电流源单独作用时，可得 u“(0 + )=-42+(3/6)=-16V 当 2.5A电流源单独作用，可得 所以 稳态电路如图(b)所示。由叠加定理求 u()。当 9V电压源单独作用时，可得 图(b)当 4A电流源单独作用时可得 u“()=-43/(2/3+3)=-7V 所以 u()=u“()+u“()=1.5-7=-5.5V 由此可得 u(t)=-5.5-6e -4t V(t0) 其定性波形如图(c)所示。 11.下图所示电路中，开关 S闭合前电路处于稳态，
9、t=0 时闭合开关 S。求开关闭合后的电流 i 1 (t)和 i 2 (t)，并定性画出 i 1 (t)和 i 2 (t)的波形。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 可先求 i 2 ，再求 u，i 3 ，最后求 i 1 。电路如下图图(a)所示。 图(a)由换路前电路和换路定律得 换路后电路的时间常数为 由稳态电路得 由三要素法，得 i 2 (t)=0.75+2.25e -100t A (t0) 由此得 i 1 (t)=3+i 3 (t)=3.375-1.125e -100t A (t0) i 1 (t)和 i 2 (t)的定性波形如下图图(b)所示。 12.下图所示电路换路前处于稳态。t=0 时闭合开关 S。求电流 i L (t)和 i 1 (t)。 （分数：12.00）_正确答案：()解析：解 先将换路前电路中的电阻网络部分(图(a)所示)作戴维南等效。 图(a)求开路电压： 4i5=-5i+5， u OC =4i5=4V 求入端电阻： 等效电路如图(b)所示。由此可得 图(b)i L (0 + )=i L (0 - )=4A i L ()=4-1=3A，i 1 ()=0
