电路的暂态分析 习题 解答
第三章电路的暂态分析1
第三章 电路的暂态分析一、填空题：1. 一阶RC 动态电路的时间常数τ=___RC____,一阶RL 动态电路的时间常数τ=__L/R______。
2. 一阶RL 电路的时间常数越__大/小 _ (选择大或小)，则电路的暂态过程进行的越快 慢/快 （选择快或慢）。
3. 在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电压和电流的增长或衰减就 慢 。
4. 根据换路定律，(0)(0)c c u u +-=，()+0L i =()0L i —5. 产生暂态过程的的两个条件为 电路要有储能元件 和 电路要换路 。
6. 换路前若储能元件未储能，则换路瞬间电感元件可看为 开路 ，电容元件可看为 短路 ；若储能元件已储能，则换路瞬间电感元件可用 恒流源 代替，电容元件可用 恒压源 代替。
7. 电容元件的电压与电流在关联参考方向下，其二者的关系式为1u idt C=⎰；电感元件的电压与电流在关联参考方向下，其二者的关系式为diu Ldt=。
8. 微分电路把矩形脉冲变换为 尖脉冲 ，积分电路把矩形脉冲变换为 锯齿波 。
9．下图所示电路中，设电容的初始电压(0)10C u V -=-，试求开关由位置1打到位置2后电容电压上升到90 V 所需要的时间为 *10-3 秒。
Fμ10010. 下图所示电路中，V U u C 40)0(0_==，开关S 闭合后需 **10-3 秒时间C u 才能增长到80V+U C -11. 下图所示电路在换路前处于稳定状态，在0t =时将开关断开，此时电路的时间常数τ为 （R 1 +R 2 ）C 。
U12. 下图所示电路开关S 闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关的瞬间，)0(+L U 为100V 。
1Ai L13. 下图所示电路开关S 闭合已久，t=0时将开关断开，则i L (0-)= 4A ，u C (0+)= 16V ，i C (0+)= 0 。
u c14．下图所示电路，当t=0时将开关闭合，则该电路的时间常数为 。
暂态分析部分习题答案
电力系统暂态分析部分习题答案(参考)第一章 电力系统故障分析的基本知识1-2、发电机F1和F2具有相同的容量，它们的额定电压分别为6.3kV 和10.5kV ，若以它们的额定值为基本条件的发电机电抗的标么值是相同的，问这两个发电机电抗的欧姆值的比值是多少？ 解：X G1*(N)＝X G1*S N1/U N12 X G2*(N)＝X G2*S N2/U N22∵X G1*(N)＝X G2*(N) ∴X G1*S N1/U N12＝X G2*S N2/U N22 故：X G1/ X G2＝U N12/ U N22＝6.32/10.52＝0.361-4、求：①准确计算各元件电抗的标么值，基本段取I 段U BI ＝10.5kV 。
②工程近似计算各元件电抗的标么值，S B ＝100MV A 。
解：① 精确计算法U BI ＝10.5kV S B ＝100MV AU BII ＝5.101215.10⨯＝121kVU BIII ＝1106.65.101215.10⨯⨯＝7.26kV 3.05010015.0''*=⨯=d X 175.05.10100605.101005.1022*1=⨯⨯=T X 273.01211001004.02*=⨯⨯=L X 289.0121100301101005.1022*2=⨯⨯=T X ② 近似计算法50MV A 10.5kV X d ’’=0.15 60MV A 10.5kV/121kV U k %=10.5 0.4Ω/km 100km 30MV A 110kV/6.6kV U k %=10.5U B ＝U av S B ＝100MV A3.05010015.0''*=⨯=d X 175.0601001005.10*1=⨯=T X302.01151001004.02*=⨯⨯=L X 35.0301001005.10*2=⨯=T X1-5、某一线路上安装一台Xk%＝5的电抗器，其额定电流为150A ，额定电压为6kV ，若另一台额定电流为300A 、额定电压为10kV 的电抗器来代替它，并要求保持线路的电抗欧姆值不变，问这台电抗器的电抗百分数值应是多少？ 解：∵2221113100%3100%N N R N N R R I UX I U X X ⨯=⨯=∴61503001065%%122112=⨯⨯=⨯⨯=N N N N R R I I U U X X1-12、(1) 若短路前空载，计算短路电流的周期分量及短路电流最大有效值； (2) 若A 相非周期分量电流的初值为零及最大时，计算相应的B 、C 相非周期分量电流的初始值；(3) 若短路前变压器满负荷运行，功率因数为0.9（低压侧），计算最大非周期分量电流的初始值，并与空载时短路比较。
第章电路的暂态分析-答案
第 3 章 电路的暂态分析练习与思考3.1.1 什么是稳态？什么是暂态？答：稳态是指电路长时间工作于某一状态，电流、 电压为一稳定值。
暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。
3.1.2 在图 3-3 所示电路中，当开关S 闭合后，是否会产生暂态过程？为什么？S(t=0)R1++u s R 2u R图 3-3练习与思考 3.1.2 图答：不会产生暂态过程。
因为电阻是一个暂态元件，其瞬间响应仅与瞬间激励有关，与以前的状态无关，所以开关 S 闭合后，电路不会产生暂态过程。
3.1.3 为什么白炽灯接入电源后会立即发光， 而日光灯接入电源后要经过一段时间才发 光？答：白炽灯是电阻性负载，电阻是一个暂态元件，其暂态响应仅与暂态的激励有关，与以前的状态无关； 而日光灯是一个电感性负载， 电感是一个记忆元件， 暂态响应不仅与暂态 激励有关， 还与电感元件以前的工作状态有关， 能量不能发生突变， 所以日光灯要经过一段时间才发光。
3.2.1 任何电路在换路时是否都会产生暂态过程？电路产生暂态的条件是什么？ 答：不是。
只有含有储能元件即电容或电感的电路，在换路时才会产生暂态过程。
电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件，并且电路发生换路。
3.2.2 若一个电感元件两端电压为零，其储能是否一定为零？若一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？为什么？答：若一个电感元件两端电压为零，其储能不一定为零，因为电感元件电压为零，由u Ldi只能说明电流的变化率为零，实际电流可能不为零，由 W L1 Li2 知电感储能不 dt2为零。
若一个电容元件中的电流为零，其储能不一定为零，因为电容元件电流为零，由i Cdu只能说明电压变化率为零，实际电压可能不为零，由W C (t ) 1 Cu 2 知电容储能dt2不为零。
3.2.3 在含有储能元件的电路中，电容和电感什么时候可视为开路？什么时候可视为短路？答：电路达到稳定状态时，电容电压和电感电流为恒定不变的值时，电容可视为开路，电感可视为短路。
暂态分析复习题与答案
暂态分析复习题一、单项选择题：1、 储能元件的初始储能在电路中产生的响应(零输入响应)( )。
(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、 图示电路在换路前处于稳定状态，在t = 0 瞬间将开关S 闭合，则 i ( 0+ )为 ( )。
(a) 0 A (b) 0.6 A(c) 0.3 AF3、R ，C 电路外部激励为零，而由初始储能引起的响应称为( ) 响 应。
(a) 稳 态(b) 零 输 入(c) 零 状 态4、 R ，C 电 路 初 始 储 能 为 零，而 由 初 始 时 刻 施 加 于 电 路 的 外 部 激 励引 起 的 响 应 称 为( ) 响 应。
(a) 暂 态(b) 零 输 入 (c) 零 状 态二、非客观题：图 示 电 路 原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 闭 合, 已 知 : R 1 = 60 Ω，R 2 = 120Ω，R 3 = 40 Ω， L = 4 H ，U S V 124=，U S V 220=。
求 开 关 S 闭 合 后 的 线 圈 电流 i t L ()。
S 2三、非客观题：图 示 电 路 原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 闭 合。
已 知：R 1 = 6 Ω，R 2 = 3 Ω，C = 1 F ，U S = 9 V 。
求 S 闭 合 后 的 i t () 和 u t ()。
u+四、非客观题：图 示 电 路 原 已 稳 定，t = 0 时 将 开 关 S 闭 合。
已 知：R 1 = R 2 = 2 k Ω，L =200 mH ，U S = 12 V 。
求 S 闭 合 后 的 电 流 i t L ()，并 画 出 其 变 化 曲 线。
L五、非客观题：图 示 电 路 原 已 稳 定，已 知：R = 1 k Ω，C = 20 μF ，U S = 50 V ，t = 0 时 将 开 关S 闭 合。
(1) 若 u C ()00-= ，求 C 充 电 到 u U C =S /2 所 需 时 间 t 1 ；(2) 若 u C = (0－) = U S / 2 ， 求 C 充 电 t 1 秒 后 的 u C 值 。
电路暂态过程试题及答案
电路暂态过程试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 在电路暂态过程中，电感元件的初始电流为零，其电压初始值是多少？A. 0B. ∞C. 0VD. ∞V答案：D2. 电容器在电路暂态过程中，初始电压为零，其初始电流是多少？A. 0B. ∞C. 0AD. ∞A答案：B3. 电路暂态过程的时间常数τ是由什么决定的？A. 电阻B. 电感C. 电容D. 电阻和电感的比值答案：D4. 在RC电路中，时间常数τ等于什么？A. R/CB. C/RC. R*CD. R+C答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 在RL电路中，时间常数τ等于__________。
答案：L/R2. 当电路中的电感元件突然断开时，电感两端的电压会__________。
答案：瞬间增大3. 在RC电路中，电容两端的电压在时间常数τ后将达到稳态值的__________。
答案：63.2%4. 在RL电路中，电感两端的电压在时间常数τ后将达到稳态值的__________。
答案：63.2%三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述电路暂态过程的特点。
答案：电路暂态过程是指电路在受到外部激励或参数变化后，电路状态从初始状态向稳态过渡的过程。
在这个过程中，电路中的电感、电容等元件会表现出与稳态不同的特性，如电感的电压初始值无穷大，电容的初始电流无穷大。
2. 什么是电路的时间常数τ，它在电路分析中有什么作用？答案：时间常数τ是电路暂态过程中的一个重要参数，它表征了电路达到稳态的快慢。
对于RC电路，τ=R*C；对于RL电路，τ=L/R。
时间常数τ越大，电路达到稳态所需的时间越长。
3. 在电路暂态过程中，电感元件的电压和电流是如何变化的？答案：在电路暂态过程中，电感元件的电压会随着电流的变化而变化，根据电感的伏秒特性，电流变化率越大，电感两端的电压变化也越大。
而电感元件的电流变化则受到电压变化的影响，电压变化越快，电流变化也越快。
4. 在电路暂态过程中，电容元件的电压和电流是如何变化的？答案：在电路暂态过程中，电容元件的电压会随着电荷的积累而逐渐增加，而电流则会随着电压的增加而逐渐减小。
电路的暂态分析-习题-解答
第五章 电路的暂态分析5.1 题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。
解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+，换路后瞬间 A i i L 5.1)0(21)0(==++ 稳态时，电感电压为0， A i 326==（b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02)0(6)0(=-=++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.1226=+=（c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i（d ）2(0)(0)6322C C u u V +-==⨯=+ 换路后瞬间 6(0)63(0)0.75224C u i A ++--===+(a)(b)(d)(c)CC2Ω2+6V -题5.1图i稳态时电容相当于开路，故 A i 12226=++=5.2 题5.2图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。
解：换路后瞬间 (0)6L i A +=，(0)3618C u V +=⨯= (0)6(0)0R L i i ++=-=(0)18(0)(0)6033C C L u i i +++=-=-=(0)(0)(0)0L C R u u Ri ++++==，(0)(0)18L C u u V ++=-=-5.3 求题5.3图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。
设换路前电路已处于稳态。
解：换路后，(0)(0)4L L i i mA +-==，所以换路后4mA 电流全部流过R 2，即(0)4C i mA +=由于(0)(0)8C C u u V +-==，故2(0)(1)(0)(0)20812L L c u R R i u V+++=-++=-+=-5.4 题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。
第4章 电路的暂态分析-习题解答
4.7 在题 4.7 图所示电路中，开关 S 闭合前电路已处于稳态，试确定 S 闭合后电
4
压 uL 和电流 iL、i1、i2 的初始值和稳态值。 【解】由于 i L (0 ) i L (0 )
uS 6 3A ，则 R1 2
i1 (0 )
R2 4 iL (0 ) 3 2A 24 R1 R2
6
【解】该电容电压的初始值为 20000V，放电的起始瞬间的冲击电流达到最 大值，冲击电流的峰值大小为 流。 这种情况下不会造成触电事故是由于放电时间极短，等效电路的时间常数为
20000 V 200 A ，远远超过了人体允许的致命电 100
RC 100 50 1012 5 109 s 5ns
u c (0 ) u c (0 ) R1i1 (0 ) 6V i1 (0 )
u c (0 ) 1A R1
i2 (0 ) 0 ic (0 ) I S i1 (0 ) 3 1 2A
1
②
） 。
① 立即亮 ③ 由亮逐渐变为不亮
② 逐渐变亮 ④ 由不亮逐渐变亮，再逐渐变为不亮 ① )。
（7）R、C 电路在零状态条件下，时间常数的意义是( ① 响应由零值增长到稳态值的 0.632 倍时所需时间 ② 响应由零值增长到稳态值的 0.368 倍时所需时间 ③ 过渡过程所需的时间 ④ 响应由稳态值下降到零值的 0.632 倍时所需时间 （8）一阶线性电路时间常数的数值取决于( ① 电路的结构形式 ③ )。
因此该电容的初始电压将在 5 25ns 时间内释放完毕，虽然冲击电流很大，但 是作用时间极短，对人体而言最多感觉到颤抖，不会造成致命伤害。
电路的暂态分析习题解答
电路的暂态分析习题解答公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-第五章 电路的暂态分析题图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。
解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+，换路后瞬间 A i i L 5.1)0(21)0(==++稳态时，电感电压为0， A i 326==（b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02)0(6)0(=-=++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.1226=+=（c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i(a)(b)(d)(c)CC2Ω2+6V -题5.1图i（d ）2(0)(0)6322C C u u V +-==⨯=+ 换路后瞬间 6(0)63(0)0.75224C u i A ++--===+ 稳态时电容相当于开路，故 A i 12226=++=题图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。
解：换路后瞬间 (0)6L i A +=，(0)3618C u V +=⨯=(0)6(0)0R L i i ++=-=(0)18(0)(0)6033C C L u i i +++=-=-=(0)(0)(0)0L C R u u Ri ++++==，(0)(0)18L C u u V ++=-=-求题图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。
设换路前电路已处于稳态。
解：换路后，(0)(0)4L L i i mA +-==，所以换路后4mA 电流全部流过R 2，即(0)4C i mA +=由于(0)(0)8C C u u V +-==，故2(0)(1)(0)(0)20812L L c u R R i u V +++=-++=-+=-Ω+u L -题5.2图题5.3图C题图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。
电力系统暂态分析课后答案(整理版)
第一章1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k U kV6.66.6110110223===k U U B B 电流基准值：kA U S I B B B 8.15.9330311=⨯==kA U S I B B B 16.0110330322=⨯==3 2.62B I kA ===各元件的电抗标幺值分别为：发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器： 4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值： 16.15.911==*E ②近似算法：取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kV UB 1152=，20.15B I kA ==kV UB 3.63=，3 2.75B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x变压器1T ： 2300.1050.131.5x *=⨯= 输电线路： 073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ： 4300.1050.2115x *=⨯= 电抗器： 44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值： 05.15.1011==*E 习题2 解：（1）准确计算：3(110)115B B U U kV ==322220115209.1121B B U U kV k ==⨯= 312122010.51159.1121242B B U U kV k k ==⨯⨯= 各段的电流基准值为：114.0B I kA ===20.6B I kA ===3 1.1B I kA ===各元件的电抗标幺值分别为：发电机：21210.52200.300.292400.89.1x *=⨯⨯=变压器1T ：222210.52200.140.143009.1x *=⨯⨯=输电线路：322200.422300.49209.1x *=⨯⨯= 变压器2T ：24222202200.140.12280209.1x *=⨯⨯= (2) 近似算法：kV UB 5.101=，112.10B I kA ==2231B U kV =，20.55B I kA ==3121B U kV =，3 1.05B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：12200.300.22240/0.8x *=⨯=变压器1T ： 22200.140.10300x *=⨯= 输电线路：322200.422300.40231x *=⨯⨯=变压器2T ： 42200.140.11280x *=⨯= 习题3 要点：以下摘自《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》：暂态稳定是指电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常指保持第一、第二摇摆不失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。
电工学：电路的暂态分析习题与答案
一、单选题1、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（）。
A.0～2msB.37.5～62.5msC.6～10msD.30～50ms正确答案：C2、在换路瞬间，下列说法中正确的是（）。
A.电感电流不能跃变B.电容电流不能跃变C.电感电压必然跃变D.电容电流必然跃变正确答案：A3、电容元件是（）元件。
A.线性元件B.耗能元件C.储能元件D.以上答案都不对正确答案：C4、关于RL电路的时间常数，下面说法正确的是（）A.与R成反比，与L成正比B.与R、L成正比C.与R成正比，与L成反比D.与R、L成反比正确答案：A5、动态电路工作的全过程是（）。
A.换路—前稳态—过渡过程—后稳态B.换路—前稳态—后稳态—过渡过程C.前稳态—过渡过程—换路—后稳态D.前稳态—换路—过渡过程—后稳态正确答案：D二、判断题1、换路定理指出：电感两端的电压是不能发生跃变的，只能连续变化。
（）正确答案：×2、RC串联电路如果在C两端再并联一个电阻，则时间常数会变大。
（）正确答案：×3、三要素法只能计算全响应，不能计算零输入响应和零状态响应。
（）正确答案：×4、求解时间常数时，一定要使动态电路处于换路之前的状态。
（）正确答案：×5、动态电路在换路时一定产生过渡过程。
（）正确答案：√6、时间常数越小，电路的变化速度越慢。
（）正确答案：×。
电工学课后答案-第2章-电路的瞬态分析习题及答案
uC、i1、i2 的变化曲线见图
uC / V
i /mA
3.8
12
2.0
0.8
0
t/s
0
i1
i2
t/s
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第2章 电路的暂态分析
2.3.4 图所示电路中电容原先未充电。在 t = 0 时将开关
S1 闭合， t = 0.1s 时将开关 S2 闭合，试求 S2 闭合后的响应
换路后电容经 R3 及 R1 与 R2 的并联电阻放电，响应为零输入 响应。电路可简化为图所示，其中等效电阻设
36 R (R 1/R /2)R 3(368)Ω 1Ω 0
电路的时间常数 R 1 C 1 0 1 0 6 s 0 1 4 s 0
iC
所以
uC U0et 30e104t V
始值和稳态值。
R1
2Ω
i1 S
10V
iC
uC C
R2
3Ω
iL
5A IS
uL L
2.3.1 在图所示电路 原已稳定，在 t = 0 时， I S 5 A 将开关 S 闭合，试求 S 闭 合后的 uC 和 iC。
R1
3Ω iC
S
R2
6Ω
R2
8Ω
iC
uC C
10 F
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第2章 电路的暂态分析
R1
R3
4kΩ iC
R2
6kΩ
1.6kΩ uC
iC
C
2.5F
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第2章 电路的暂态分析
2.3.4 图所示电路中 电容原先未充电。在 t = 0 时将开关 S1 闭合， t = 0.1 s 时将开关 S2 闭合，试求 S2闭合后的响应 uR1，并 说明是什么响应。
电路暂态过程试题及答案
电路暂态过程试题及答案一、单项选择题1. 在电路暂态过程中，电感元件的初始电流为零，电容器的初始电压为零，若电感L=1H，电容C=1F，则电感元件的初始储能和电容器的初始储能分别为（）。
A. 0J，0JB. 0J，0.5JC. 0.5J，0JD. 0.5J，0.5J答案：A2. 电路中存在电感和电容元件时，电路的暂态过程的频率响应特性是（）。
A. 低通滤波器B. 高通滤波器C. 带通滤波器D. 带阻滤波器答案：B3. 一阶RC电路的暂态响应中，时间常数τ等于（）。
A. RCB. 1/RCC. R/CD. C/R答案：A4. 在RLC串联电路中，若电感L=1H，电容C=1F，电阻R=1Ω，则该电路的谐振频率为（）。
A. 1rad/sB. 2rad/sC. 1HzD. 2Hz答案：C5. 对于一个二阶电路系统，其特征方程为s^2 + 4s + 4 = 0，该系统的阻尼比ζ为（）。
A. 0B. 1C. 2D. 0.5答案：B二、填空题1. 在电路暂态过程中，电感元件的初始电流为零，电容器的初始电压为零，若电感L=2H，电容C=0.5F，则电感元件的初始储能和电容器的初始储能分别为______J和______J。
答案：0J，1J2. 电路中存在电感和电容元件时，电路的暂态过程的频率响应特性是______滤波器。
答案：高通3. 一阶RC电路的暂态响应中，时间常数τ等于______。
答案：RC4. 在RLC串联电路中，若电感L=0.5H，电容C=2F，电阻R=2Ω，则该电路的谐振频率为______Hz。
答案：0.5Hz5. 对于一个二阶电路系统，其特征方程为s^2 + 6s + 9 = 0，该系统的阻尼比ζ为______。
答案：1三、简答题1. 简述电路暂态过程的特点。
答案：电路暂态过程是指电路在受到外部激励或内部参数变化后，从非平衡状态向平衡状态过渡的过程。
其特点包括：（1）暂态过程是动态过程，持续时间有限；（2）暂态过程中电路的响应与时间有关；（3）暂态过程结束后，电路达到稳态。
《电工技术(第3版)》习题答案 第5章 电路暂态分析 习题
第5章 思考与练习一、填空1． 电路在换路时，电路中的 不能突变。
2． 电路在换路时，电感上的电流不能突变，电容上的 不能突变。
3． 电路形成过渡过程的充分必要条件： 。
4． 暂态的分析方法分为 和 。
5． RC 电路充电过程的快慢是由时间常数来决定的，其大小为 。
6． 一阶电路的三要素是 、 和 。
7． 换路定则是 。
二、选择题1．电容在充电过程中，其 是不能突变的。
A ．电流B ．电路C ．端电压2．RC 电路充电过程的快慢是由时间常数来决定的，τ越大，充电越 ，过渡过程需要的时间就越 。
A ．慢，长B ．慢，短C ．快，长3．电路从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所经历的过程称 。
A ．稳定过程B ．过渡过程C ．暂态过程4．电路在换路时，电路中的能量不能突变，对于电容元件，其储有电能为 。
A ．221C Cu B ．241C Cu C ．C Cu 21 5．电路在换路时，电路中的能量不能突变，对于电感元件，其储有电能为 。
A ．221L Li B ．241L Li C ．L Li 21 三、思考与计算1．在图5.01中，V 100=E ，Ω=11R ，Ω=992R ，µ10=C F ，试求：S 闭合瞬间（+=0t ），各支路电流及各元件两端电压的数值；（2）S 闭合后到达稳定状态时各支路电流及各元件两端电压的数值。
图5.01 习题5.01图 图5.02 习题5.02图 2. 如图6.02所示，开关闭合时电容充电，再断开时电容放电，分别求充电及放电时电路的时间常数。
电路的暂态分析_典型例题(全)
S
+
1A 2 3F −uC
1
2 1A
+ uC(0-) −
2 1A
+ uC−(∞) 1
第三章 电路的暂态分析典型例题
（3）求
2 Ro 2 // 1 3
+ 1A 2 3F −uC 1
RoC
23 3
2s
（4）求uC(t)
2
Ro 1
t
uC uC() [uC(0 ) uC()]e
uC (V) 2
LC
（a） iL和iC （b） iL和i （c） iR和iL
第三章 电路的暂态分析典型例题
例3.3.1
已知：t=0时开关S闭合。 求： 换路后的uC(t) 。 解：（1）求初始值uC(0+) 画t＝0-时等效电路
uC(0 ) uC(0 ) 2V
（2）求稳态值uC(∞) 画t→∞时等效电路 uC() (2 // 1)1 0.667V
Ro 2
Is
（4）求uL(t)
t
uL uL () [uL (0 ) uL ()] e
4e2t V (t 0)
R1 2
R2 2
R3
1 L
1H
+ −uL
R1
R3
+
R2
u−L(∞)
R1
R3
R2
Ro
第三章 电路的暂态分析典型例题
（5）画过渡过程曲线（由初始值稳态值）
uL (t ) 4e2t V (t 0)
R1 ix Rx
R2
U
+
s
−
S1 R S2
t＝0+的等效电路
R1 ix (0 )
电工技术第三章 电路的暂态分析习题解答
第三章 电路的暂态分析含有电感或电容储能元件的电路，在换路时会出现暂态过程。
本章研究了暂态过程中电压与电流的变化规律。
主要内容：1．暂态过程的基本概念。
2．换路定则：在换路瞬间，电容电流和电感电压为有限值的情况下，电容电压 和电感电流在换路前后的瞬间保持不变。
3．RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
4．RL 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
5．一阶线性电路暂态分析的三要素法：一阶线性电路在直流激励下的全响应零、 输入响应和零状态响应都可以用三要素法τte f f f t f -+∞-+∞=)]()0([)()(来求出。
6．暂态过程的应用：对于RC 串联电路，当输入矩形脉冲，若适当的选择参数 和输出，可构成微分电路或积分电路。
[练习与思考]解答3-1-1什么是稳态？什么是暂态？解：当电路的结构、元件参数及激励一定时，电路的工作状态也就一定，且电流和电压为某一稳定的值，此时电路所处的工作状态就称为稳定状态，简称为稳态。
在含有储能元件的电路中，当电路的发生换路时，由于储能元件储的能量的变化，电路将从原来的稳定状态经历一定时间变换到新的稳定状态，这一变换过程称为过渡过程，电路的过渡过程通常是很短的，所以又称暂态过程。
3-1-2什么是暂态过程？产生暂态过程的原因是什么？解：含有储能元件的电路从一个稳态转变到另一个稳态的所需的中间过程称为电路的暂态过程（过渡过程）。
暂态过程产生的内因是电路中含有储能元件，外因是电路发生换路。
3-2-1 初始值和稳态值分别是暂态过程的什么时刻的值？解：初始值是暂态过程的+=0t 时刻的值，稳态值是暂态过程的∞=t 时刻的值。
3-2-2 如何求暂态过程的初始值？解：求暂态过程初始值的步骤为:⑴首先画出换路前-=0t 的等效电路，求出-=0t 时刻电容电压)0(-C u 和电感电流)0(-L i 的值。
对直流电路，如果换路前电路处于稳态，则电容相当于开路，电感相当于短路。
电工学-第三章 电路的暂态分析
⑵令： 5 = 10(1− e−105 t )
得：
t
=
−
ln 0.5 105
=
6.93×10−6 (S )
3.3.5 在图 3.09 所示电路中，I=10mA，R1=3kΩ，R2=处于稳态。求在 t≥0 时的 uC 和 i1，并作出它们随时间的变化曲线。
+
U1
−
R2
L
U2
−
解： 三要素：
iL (0+ )
= iL (0− )
=
U2 R3
=
20 40
=
0.5( A)
2
iL (∞)
=
U1 R1
+ U2 R3
=
24 60
+
20 40
=
0.4 + 0.5
=
0.9( A)
τ=L=
L
=
4
= 0.2(S)
R R1 // R2 // R3 60 //120 // 40
第三章 电路的暂态分析（B 基本题）
3.3.3 在图 3.07 所示电路中，已知 uC (0-)=0，试求：⑴t≥0 时的 uC 和 i；⑵uC 到达 5V 时 所需时间。
S
10Ω
+
t =0
10V
−
+i u−C 1μF
图3.07 习题3.3.3的图
解：⑴由题意为零状态响应问题。
−t
uC = U (1− e τ )
解： 三要素：
uC (0+ ) = uC (0− ) = 1× 20 −10 = 10(V )
uC (∞)
=
20
10 + 10
第2章电路的暂态分析习题答案
+
IS
u(t)
R1
−
S
t=0
C
R2
题图 2.7
2
e4 )
=
22(1 −
e−7.5 )
= 22 (1 − 0.000553 ) = 21 .9878 A
− 15 ×2
i2 = 5.5e 4 = 5.5 × 0.000553 = 0.00304 A
第二个暂态 i1(0 + ) = i1(0− ) = 21 .9878 ≈ 22 A i2 (0 + ) = −i1 (0 + ) = −22 A
第 2 章 电路的暂态分析
学 习 目标
了解电路产生过渡过程的原因和研究过渡过程的意义。 掌握换路定律及电路初始值、稳态值的计算方法。 理解电路中激励和响应的概念，理解时间常数的物理意义。 了解一阶 RC 电路零输入响应、零状态响应和全响应的物理意义和一般求 法。 了解微分电路、积分电路的电路形式、条件和电压波形。 了解一阶 RL 电路零输入响应、零状态响应和全响应的一般分析方法。 掌握利用三要素法分析一阶 RC、RL 电路过渡过程的方法。
t1 = 5 × 0.693 = 3.475 S (4) i (3τ ) = 9 × 10 −5 × e −3τ /τ = 9 × 10 −5 × e −3 = 4 .48 μA i(5τ ) = 9 × 10 −5 × e −5 = 0 .6 μA 可以看出经过 5τ后，暂态过程基本结束。
(完整版)电力系统暂态分析重点及答案
单项选择题1、短路电流最大有效值出现在（1）。
A 、短路发生后约半个周期时;2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时,应选（2)相作为分析计算的基本相.B 、特殊相3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量,下述说法中正确的是（3）.C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。
4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（2）。
B 、正序分量和负序分量；5、在简单电力系统中，如某点的三序阻抗021∑∑∑==Z Z Z ，则在该地点发生不同类型短路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定性影响从大到小排序，应为(2）.B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路;6、发电机－变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时,短路电流冲击系数应取(2).B 、1.8；7、电力系统在事故后运行方式下,对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是(3）.C 、(%)P K ≧10。
8、下述各组中，完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（2)。
B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障；9、对于三相三柱式变压器，其正序参数、负序参数和零序参数的关系是（2）.B 、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同；10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质 而言都是为了求（1）。
A 、t -δ曲线1、计算12MW 以上机组机端短路冲击电流时,短路电流冲击系数应取（2）. B 、1。
9；2、发电机三相电压为：)sin(αω+=t U u m a 、)120sin(0-+=αωt U u m b ，)120sin(0++=αωt U u m c ，如将短路发生时刻作为时间的起点（0=t ),当短路前空载、短路回路阻抗角为800(感性）时，B 相短路电流中非周期分量取得最大值的条件是（2） B 、0110=α；3、具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程中定子绕组中存在（1）。
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第五章 电路的暂态分析
5.1 题5.1图所示各电路在换路前都处于稳态，求换路后电流i 的初始值和稳态值。
解：（a ）A i i L L 326)0()0(===-+，
换路后瞬间 A i i L 5.1)0(2
1
)0(==
++ 稳态时，电感电压为0， A i 32
6==
（b ）V u u C C 6)0()0(==-+， 换路后瞬间 02
)
0(6)0(=-=
++C u i 稳态时，电容电流为0， A i 5.12
26
=+=
（c ）A i i L L 6)0()0(11==-+，0)0()0(22==-+L L i i 换路后瞬间 A i i i L L 606)0()0()0(21=-=-=+++ 稳态时电感相当于短路，故 0=i
（d ）2
(0)(0)6322
C C u u V +-==⨯=+ 换路后瞬间 6(0)63
(0)0.75224
C u i A ++--=
==+
(a)(b)
(d)
(c)
C
C
2Ω
L 2
+6V -
题5.1图
i
稳态时电容相当于开路，故 A i 12
226
=++=
5.2 题5.2图所示电路中，S 闭合前电路处于稳态，求u L 、i C 和i R 的初始值。
解：换路后瞬间 (0)6L i A +=，(0)3618C u V +=⨯= (0)6(0)0R L i i ++=-=
(0)18
(0)(0)6033
C C L u i i +++=-=-=
(0)(0)(0)0
L C R u u Ri ++++==，
(0)(0)18L C u u V ++=-=-
5.3 求题5.3图所示电路换路后u L 和i C 的初始值。
设换路前电路已处于稳态。
解：换路后，(0)(0)4L L i i mA +-==，
所以换路后4mA 电流全部流过R 2，即
(0
)4C i mA +=
由于(0)(0)8C C u u V +-==，故
2(0)(1)(0)(0)20812L L c u R R i u V
+++=-++=-
+=-
5.4 题5.4图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i 、i L 和 u L 。
解：对RL 电路，先求i L (t)，再求其它物理量。
10
(0)(0)0.520
L L i i A +-==
= 电路换路后的响应为零输入响应
2
0.140||(2020)
L S R τ===+，故
A e e i t i t t L L 10/5.0)0()(--+==τ
换路后两支路电阻相等，故
3Ω
+u L -
题5.2图
C
题5.3图
C
+u L
-
i L 题5.4图
A e t i t i t L 1025.0)(2
1
)(-==
， 10()()(2020)10t L u t i t e -=-+=-V
5.5 题5.5图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的u C 和i 。
解：对RC 电路，先求u C (t)，再求其它物理量
V u u C C 242424
81244
)0()0(=⨯++==-+
S 合上后，S 右边部分电路的响应为零输入响应 1(8||24)23RC S τ==⨯=
2
/24)0()(t t C C e
e
u t u -
-+==τ
2
211()24()432
t t
C du i t C e e A dt --==⨯⨯-=-
5.6 题5.6图所示电路中，已知开关合上前电感中无电流，求0 ()()L L t i t u t ≥时的和。
解：由题意知，这是零状态响应，先求L i A i L 23
23
3||2624)(=+⨯+=
∞
s R L 4
1
6||321=+=
=τ 故 A e e i t i t t L L )1(2)1)(()(4/---=-∞=τ V e e dt
di L
t u t t L
L 448421)(--=⨯⨯==
5.7 题5.7图所示电路中，t=0时，开关S 合上。
已知电容电压的初始值为零，求u C (t)和i (t)。
解：这也是一个零状态响应问题，先求C u 再求其它量
300
()2015100300(25100||300)0.055C u V
RC S
τ∞=⨯=+==+⨯=
题5.5图
题5.6图
+
C
-
V e e u t u t t C C )1(15)1)(()(2.0/---=-∞=τ
A e e dt
du C
t i t t C
C 2.02.015.02.01505.0)(--=⨯⨯== 0.20.20.22515(1)250.150.15300300
t t t
C C C u i e e i i e ---+-+⨯=+=+
A e t )1125.005.0(2.0-+=
5.8 题5.8图所示电路中，已知换路前电路已处于稳态，求换路后的u C (t)。
解：这是一个全响应问题，用三要素法求解
(0)(0)102010
()6010164060
C C C u u V
u V
+-==-∞=
⨯+=+
s RC 46104.2101060||40--⨯=⨯⨯==τ τ
/)]()0([)()(t C C C C e u u u t u -+∞-+∞=
V e t )616(/τ--=
5.9 题5.9图所示电路中，换路前电路已处于稳态，求换路后的i(t)。
解：用三要素求解 A i i L L 43
12
)0()0(===-+ 由叠加定理可求得
A i L 106
36
312)(=+=∞
s R L 2
1
6||31===τ
A e e i i i t i t t L L L L )610()]()0([)()(2/--+-=∞-+∞=τ
+
u C
-
题5.8
图
题5.10图。