解:t<0时,由于S的闭合、10A电流源被短路,4Ω电阻也被短路,因此:u1=0。
由此,受控电流源u1/4=0,相当于开路。电路中没有电源作用,且电路已经处于稳态,所以:uc(0-)=0。
换路定理:uc(0+)=uc(0-)=0。
t=∞时,电容充满电荷,相当于开路,等效电路如下:
2Ω电阻电流、也就是受控电流源电流u1/4,根据KCL,则4Ω电阻的电流为:10-u1/4,方向向下。
所以:u1=4×(10-u1/4),u1=20(V)。
根据KVL:u1=2×u1/4+Uab,Uab=u1/2=10(V)。即:uc(∞)=10(V)。
将10A电流源开路(置零),从a、b外加电压U,设流入电流为I。
2Ω和4Ω串联,电流都为:I-u1/4,所以:4×(I-u1/4)=u1。u1=2I。
所以:U=(2+4)×(I-u1/4)=6×(I-2I/4)=3I。
端口等效电阻:R=Rab=U/I=3(Ω)。
电路的时间常数:τ=RC=3×1/2=1.5(s)。
所以:uc(t)=uc(∞)+[uc(0+)-uc(∞)]e^(-t/τ)=10+(0-10)e^(-t/1.5)=10-10e^(-2t/3) (V)。