已知R1=100Ω,R2=400Ω,C=125μF,Us=200V,Uc(0_)=50V,求S闭合后电容电压和电流表达式

1个回答

  • 从题意看,电源不像是交流,而是200v的直流.

    这是一个求电容阶跃相应的问题.初始条件不为0(Uc=50v)

    此处不用电路变换的方法,直接用微分方程求解,以便于理解.

    将电容下端定位参考点,点位为0.用节点电压法,列出电容电压Uc节点的方程,流出节点的电流等于流入节点的电流:

    Uc/R2+Uc'*C=(Us-Uc)/R1

    式中 Uc‘是Uc的一阶导数

    整理后得:

    R1R2C Uc' + (R1+R2) Uc = R2 Us

    代入参数后得:

    100*400*125*10^(-6)Uc'+(100+400)Uc=400*200

    Uc'+100Uc=16000

    初始条件:Uc(0)=50v

    解此微分方程,解得:

    Uc=160-50exp(-100t)

    这就是电容的电压表达式

    电容的电流表达式是电容电压的一阶导数乘以电容:

    Uc‘*C=[160-50exp(-100t)]'*125*10^(-6)=-50*(-100)exp(-100t)*125*10^(-6)

    =0.625exp(-100t)