电路题练习：开关与电路中的电压、电流计算

习题4.1 图4.19中的开关在t=0时刻打开之前,一直是处在闭合的状态。计算t＞0后的电流i。

图4.19　习题4.1中的电路

习题4.2 图4.20所示的电路中的开关在t＜0一直处在位置1。在t=0时,开关S从位置1移动到位置2。计算t＞0后的电压v(t)。

图4.20　习题4.2中的电路

习题4.3 图4.21中的开关在t=0时刻关闭之前,一直处在打开的状态。计算t＞0时后的电压v L。

图4.21　习题4.3中的电路

习题4.4 图4.22中的开关在t=0时刻关闭之前,一直处在打开的状态。计算t＞0之后的电流i 1。

图4.22　习题4.4中的电路

习题4.5 图4.23中的开关在t=0时刻关闭之前,一直处在打开的状态。计算t＞0之后的电压v L。

(a)计算i 1(0-)、i 2(0-)、i 1(0+)和i 2(0+);

(b)计算t＞0后的i 1(t)和i 2(t);

(c)解释为什么i 2(0-)≠i 2(0+)。

图4.23　习题4.5中的电路

习题4.6 图4.24中的开关在t=0时刻之前,一直处在闭合的状态。计算t＞0之后的电压v o(t)。

图4.24　习题4.6中的电路

习题4.7 图4.25中的开关在t=0时刻之前,一直处在打开的状态。计算t＞0之后的电压v L。

图4.25　习题4.7中的电路

习题4.8 图4.26中的开关之前一直处在a位置。在t=0时刻,它立刻从a位置移动到b位置。

(a)计算t＞0之后的v o(t)的值;

(b)1 kΩ电阻吸收的能量为多少?

图4.26　习题4.8中的电路

习题4.9 图4.27中的开关之前一直处在a位置。在t=0时刻,它立刻从a位置移动到b位置。接下来计算:

(a)假设v 2(0-)=0,计算t≥0之后的i、v 1和v 2;

(b)计算t=0时刻,电容中储存的能量;

(c)如果开关保持在b位置,计算电路中获得的电能和5 kΩ电阻中消耗的总电能。

图4.27　习题4.9中的电路

习题4.10 图4.28所示电路,v C1(0-)=v C2(0-)=0,t=0时刻开关闭合,求i C1(0+),i C2(0+),v C1(∞)和v C2(∞)。

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图4.28　习题4.10中的电路

习题4.11 题图4.29所示电路在开关闭合前已达稳态,t=0时刻开关闭合,求开关闭合后的电容电压v C(t)。

图4.29　习题4.11中的电路

习题4.12 题图4.30所示电路在开关打开前已达稳态,t=0时刻开关打开,求开关打开后的电容电压v C(t)和电流i(t)。

图4.30　习题4.12中的电路

习题4.13 题图4.31所示电路,开关在位置1闭合已久,t=0时刻开关由1合向2,求t≥0+后的电感电流i L。

图4.31　习题4.13中的电路

习题4.14 题图4.32所示电路在t=0-时已处于稳态,t=0时刻开关S1闭合,S2打开。

(a)求t≥0后的电感电流i L;

(b)若电路中电源电压改为60 V,求t≥0后的电感电流i L。

图4.32　习题4.14中的电路

习题4.15 求题图4.33所示电路在下列条件下t≥0时的i L(t)。

(a)v s(t)=0 V,i L(0-)=3 A;

(b)v s(t)=10 V,i L(0-)=0;

(c)v s(t)=20 V,i L(0-)=-1 A。

图4.33　习题4.15中的电路

习题4.16 电路如题图4.34所示,开关在t=0时闭合。已知v C(0-)=1 V,v s=1 V。求t≥0时,该电路中2Ω电阻上的电压v 0(t)。

图4.34　习题4.16中的电路

习题4.17 已知t＜0时题图4.35所示电路已处于稳态,求t≥0后的v ab(t)。

图4.35　习题4.17中的电路

习题4.18 题图4.36所示电路,v C(0-)=2V,求t≥0+后的v C(t)。

图4.36　习题4.18中的电路

习题4.19用单位阶跃函数表示题图4.37所示的3个电压波形。

图4.37　习题4.19中的电路

习题4.20 图4.38给出了电路结构以及v in的波形。假设T=5RC,求t＞0之后的v o。

图4.38　习题4.20中的电路