《电工电子技术》课后习题及答案(何新龙,吴国庆编,清华大学出版社).pdf 54页

'第一章1-1填空题1．实际电气设备包括电工设备、联接设备两个部分。电工设备通过联接设备相互联接，形成一个电流通路便构成一个实际电路。具体分析实际电路时，总是将实际元件理想化，在一定条件下突出其主要电磁性质，忽略其次要性质，这样的元件所组成的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。2．关于电流的方向，有实际方向和参考方向之分，应加以区别。带电粒子规则运动形成的电流是客观存在的物理现象，这种客观存在的电流方向便是电流的实际方向。习惯上规定：正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的实际方向。3．对于电压的方向，应区分端电压、电动势两种情况。端电压的方向规定为高电位端（即“+”极）指向低电位端（即“-”极），即为电位降低的方向。电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端（“-”极）指向高电位端（“+”极），即为电位升高的方向。4．在分析计算电路时，常可任意选定某一方向作为其参考方向。不加说明，电路图中所标的电压、电流、电动势的方向均为参考方向。选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参考方向选定以后，电压电流之值才有正负。当实际方向与参考方向一致时为正，反之，为负。5．若某个元件对外只有两个联接端钮，这样的元件称为二端元件。若某个电路单元对外只有两个联接端钮，这个电路单元整体称为二端网络。6．对二端网络的外部电路而言，如果两个二端网络的伏安关系相同，那么，它们对二端网络的外部电路的作用也就相同，也就是说，这两个二端网络等效。7．回路是一个闭合的电路。从回路任一点出发，沿回路循行一周（回到原出发点），则在这个方向上的电位降之和等于电位升之和。8．电路中的每一分支称为支路，一条支路流过同一个电流，称为支路电流。电路中3条或3条以上的支路相联接的点称为结点。在任一瞬时，流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。9．电阻元件联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角形联接、星形联接、桥式联接等。如果电路中有两个或更多个电阻联接在两个公共的结点之间，则这样的联接方法称为电阻并联。10．一个实际电源可以用两种不同的电路模型来表示，用电压形式来表示的模型为电压源模型；用电流形式来表示的模型为电流源模型。其电压源模型是用电动势E和内阻R0串联来表示电源的电路模型。 11．当电源开路时，电源开关断开、电源的端电压等于电源电动势、电路电流为零、电源输出功率为零。电源短路时电路的负载电阻为零、电源的端电压为零，电源内部将流过很大的短路电流，是一种非常危险的电路状态。12．理想电压源允许流过任意大小的电流，这意味着它可以提供无穷大的功率，因此，理想的电压源是不存在的。在绝大多数场合下，实际电压源的内阻都远远小于负载电阻，可以把这个实际电压源当成理想的电压源，负载两端的电压基本保持不变。13．对负载而言，多个电压源串联可用一个电压源等效，其电动势为多个电压源电动势的代数和、内阻为多个电压源各自内阻的和。多个电流源并联可用一个电流源等效，其短路电流为多个电流源短路电流的代数和、内阻为分别多个电流源内阻的并联电阻。14．对于线性电路，任何一条支路的电流（或电压），都可看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。可选取其中的一个电源，将电路中其它所有的电流源开路，电压源短路，画出该电源单独作用下的电路图。15．所谓有源二端线性网络就是具有两个出线端的电路部分，其中含有电源元件。任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电源和内阻R0串联来表示，且电动势E的值为负载开路电压U0，内阻R0为除去有源二端线性网络中所有电源（电流源开路，电压源短路）后得到的无源网络a、b两端之间的等效电阻。1-21.当I1为1A时，判断条件不充分。当I1为-1A时，I3值为正。2.当I1为3A，R1=2Ω，E1为正值时，判断条件不充分。当E1=-7V，I1=3A、R1=2Ω时，I3值为负。3．I3=-1A，E2=-2V4.E2=-106V，E1=-74V5．断开：U=5V、闭合：U=4.9V6．I=1AU1=-4V7.IR3=-1/3A8.（1）RL=12Ω（2）E=62.5V（3）IS=125A9．R0=0.3ΩE=15V10．90mA1 11．I3=0.25A12．U=6V，I3=0.3A1-31．I=4.8A2.（1）开关断开：E1产生功率：80WE2取用功率：40WR1取用功率：32WR0消耗功率：8W40+32+8=80功率平衡（2）开关闭合：E1产生功率：200WE2取用功率：25WR1取用功率：12.5WR0消耗功率：50WR2取用功率：112.5W图X1.3习题1-33的图25+12.5+50+112.5=200功率平衡3.4.I3=1/3A5．I=2A6．I3=3A7．I2=1A8．I=1A2 图X1.9习题1-38的图1图X1.10习题1-38的图29．I3=1/3AI2=0A10.I2≈0.32AI3≈0.58A11.I3=1A12.I1=1A13.I=-3/5A1-41.四个电阻联接方法如图X1.1所示。2.图X1.1习题1-41的图U3:0~4VI3：0~1.6mA3．可选用阻值为1.5kΩ、8W的绕线电阻。4.R0=0.5ΩE=6V5.E=12VR0=0.5Ω6.解：测量电路如图X1.4所示，具体的测量方法说明如下：先将开关K断开，读取电压表的读数（设为U1），该数据等于电源的电动势，所以E=U1将开关闭合时，读取电压表的读数图X1.4习题1-46的图（设为U2）I*R0=U1–U2电压表内阻非常大，有：I=U2/103 所以R0=10(U1–U2)/U27.解：测量电路如图X1.5所示，具体的测量方法说明如下：先按图X1.5(a)接线，读取电流表的读数（设为I1），该数据等于电源的短路电流，所以IS=I1按图X1.5(b)接图X1.5习题1-47的图线，读取电流表的读数（设为I2）。由于电流表内阻非常小，有6I2+I2*R/R0=I1所以R0=10*I2/(I1–I2)第二章2-1填空题1．正弦交流电路的激励信号为随时间按正弦规律变化的电压或电流，称为正弦电压或正弦电流，统称为正弦量。对任一正弦量，当其幅值Im（或有效值）、角频率ω（或频率或周期）和初相位θ确定以后，该正弦量就能完全确定下来。2．正弦量在整个振荡过程中达到的最大值称为幅值，正弦量任一时刻的值称为瞬时值。幅值、瞬时值都不能确切反映它们在电路转换能量方面的效应，因此工程中通常采用有效值表示周期量的大小。其含义为将一个周期量在一个周期内作用于电阻产生的热量换算为热效应与之相等的直流量，以衡量和比较周期量的效应，这一直流量的大小就称为周期量的有效值，用相对应的大写字母表示。如不加说明，交流电气设备铭牌上所标的电压值、电流值一般皆指其有效值。3．正弦量随时间变化的角度ωt+θ称为正弦量的相位角，t0时正弦量的相位，称为初相位。当初相位为正时，表示正弦量的零值出现在计时起点之前；初相位为负时，表示正弦量的零值出现在起始时刻之后。4．常用相位差来描述两个同频率正弦量的区别。同频率的两个正弦量的相位差等于它们的相位相减，用文字符号φ表示。同频率两个正弦量的相位差等于它们的初相位之差，是一个与时间无关的常数。5．线性交流电路中的激励与响应都是同频率的正弦量，因此，每个4 电路的全部稳态响应都是同频率的正弦量，只有幅值与初相位是未知的。而一个正弦量的幅值和初相位可用一个复数同时表示，这个代表正弦量的复数，有一个特殊的名字，称为相量。相量不是正弦量，但对于给定频率的正弦量，相量与这个正弦量有一一对应关系。6．电容元件是一个二端元件，任一时刻其所储电荷q和端电压u之间满足q=Cu的约束关系。虽然电容元件是按照库伏特性定义的，但应用中总是更为关心其伏安特性。在任一时刻，电容元件的电流与电压的变化率成正比。具有通高频阻低频的作用。7．电感元件是一个二端元件，任一时刻，其磁通链ψ与电流i之间满足ψ=Li的约束关系。虽然电感元件是按照韦安特性定义的，但应用中总是更为关心其伏安特性。在任一时刻，电感元件的感应电压与电流的变化率成正比，具有通低频阻高频的作用。8．电路从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定过程（时间）的，这个过渡过程称为暂态过程。严格意义上讲，电路中任何形式的能量改变必然导致电路进入暂态过程，暂态过程是一种客观存在，只是当暂态时间相对我们的实际要求可以忽略时，认为电路的能量改变没有导致电路进入暂态，这便是理想电阻电路的基本特征。9．如果通过电容元件的电流为有限值，则电容电压不能跃变。如果电感元件两端的电压为有限值，则电感电流不能跃变，含电容或电感的电路具有动态特性，称为动态电路。10．时间常数只取决于电路的参数，与电路的初始储能无关，反映了电路本身的固有性质。时间常数的大小反映了一阶电路暂态过程进展的快慢，时间常数越小，暂态过程进展越快，持续时间越短。11．二端网络（或元件）上电压相量与电流相量之比，称为该网络（或元件）的阻抗。当正弦交流电路中的元件用其阻抗表示，元件的端电压、端电流用相量表示时，这样的电路图称为正弦交流电路的相量模型。建立了正弦交流电路的相量模型以后，可利用直流电阻电路分析方法来分析正弦交流电路。12．视在功率用于表示交流电气设备的容量，不是电路吸收的平均功率，是一个假想的功率。二端网络的无功功率为二端网络与外部交换能量的最大速率。相对于无功功率，平均功率又称为有功功率。视在功率S、有功功率P与无功功率Q之间的关系可用一直角三角形表示，称为功率三角形。13．在具有电感和电容的不含独立源的电路中，在一定条件下，形成端电压与端电流同相的现象，称为谐振。RLC串联电路发生时电路的阻抗最小，电感电压等于电容电压，可能大大超过电源电压。把谐振时电感电压或电容电压与电源电压的比值，称为串联谐振电路的品质因数。可利用5 串联电路的谐振，可使微弱的输入信号在电容上产生比输入电压大得多的电压。14．功率因数等于阻抗角的余弦，总为正值。为了充分利用电源设备容量，减少输电线路的损失，应尽量提高功率因数，常用方法是与感性负载并联电容器。2-21.（1）ω=314、f=50、T=0.02s、I1=7A、θ=0°（2）ω=5、I2=3.5A、θ=27°（3）ω=2π、I2=7A、θ=0°（4）ω=2、I4=1.4A、θ=142.5°i=2sin(2t+142.5°)42.（1）φ=0°，u、u同相（2）φ=-90°，u滞后u90°1212（3）φ=165°，i超前i165°（4）φ=105°，i超前i105°12123.5、6、8错误（正弦量不等于其相量）；3、9错误（有效值等于正弦量（相量））；7错（指数形式相量缺j）。....4.II1I3I28j26j6-4-j22j66.3/108.4i6.32sin(t108.4)A...5.UU1U24j35j8.669j6.9311.4/37.6u11.42sin(t37.6)V.6.I8j610/36.9，所以，i102sin(314t36.9)A7.（1）f=50Hz，有：ω=314、T=0.02s，可写出正弦电压时间函数表示式：u2202sin(314t)6 （2）t=T/6，ωt=/3，所以u2202sin(60)270Vt=T/4，ωt=/2，所以u2202sin(90)311Vt=T/2，ωt=，所以u2202sin(180)0V8.Im=10A，T=20ms（ω=314），θ=/5i=10sin(314t36)10cos(314t54)图x2.1习题2-210的相量图1图x2.2习题2-210的相量图29.u=200sin(314t36)210.解：（1）相量图如图x2.1所示。（2）相量图如图x2.2所示。11.i202sin(t36.9)1i52sin(t60)2相量图如图x2.3所示。7图x2.3习题2-211的相量图图x2.4习题2-212的相量图 .O12.u1的有效值相量为U110/60V.Ou2的有效值相量为U220/-150VOOOu（210）超前u（60）150，相量图如图x2.4所示。21....OO13.U2U3：13.7/-169.1，U3U1：19.1/147......OOU1U2U3：4.4/-143.4，U1U2U3：23.6/6.3，0114.答：电阻元件Z=R/0、电容元件Z、电感元件ZjLjC0（或L/90）。.15．Z100/90U100/120Vu1002sin(100t120)16.（1）Z15.7/90（2）u1572sin(314t90)（3）t=T/6，ωt=/3u111Vi12.2At=T/4，ωt=/2u0Vi14.1At=T/2，ωt=图x2.5习题2-217的相量图u222Vi0A17.ZR5/0（Ω）.I44/120A，相量图如图x2.5所示。0i442sin(314t120)APUI220449680W8图x2.6习题2-218的相量图 0p(t)=96809680cos(628t120)W18.Z2.7/90.I5.2/90A，相量图如图x2.6所示。i5.22sin(314t90)AP=0WQ73.5varC19.Z6.28/90图x2.7习题2.12的相量图.I1.62/90A，相量图如图x2.7所示。u3.2sin(314t90)PUIcos=0WQ32varL020．（1）10+j10Ω（2）15.56A(3)电压超前电流45。21.Z=50/36.9U250VP1000WQ750varL22.I=2AU6VU8VRC2-31.（a）图电压表V的的读数为14.14V（b）图电压表V的读数14.14V（c）图电压表V的读数为10V.2．U81/7.1V图x2.8习题2.16的相量图9 相量图如图x2.8所示。3.C31.85FL0.159HR=86.6.4.U20/0V相量图如图x2.9所示。5.电流表A的读数为10A图x2.9习题2.20的相量图6.（a）图电流表A的读数为25A（b）图电流表A的读数为5A7.图(a):Z2.25j图(b):Z2j1.58.图(a):Z0.9j1.8图(b):Z2j9.XC=1610.Z2j2.24/26.6.U2.24/71.6V11.Z10012.0.455Q78.4varLC4.3F13.P1241WQ201var0.9910 14.i=1.5+sin1000t+0.05sin3000tAR00i=10sin(90-1000t)+1.5sin(90-3000t)A；C15.C为10μF、20μF、30μF、40μF时分别对应（4）、（3）、（2）、（1）四根uR曲线。16.RC1.7322-41.C274F第三章3-1填空题1．三相电压一般由三相交流发电机产生，这些电压的频率、幅值均相同，彼此间的相位相差120°，相当于三个独立的正弦电源，称为对称三相电压。2．在实践应用中，三相发电机的三相绕组一般都要按某种方式联接成一个整体后再对外供电，有星形联接（简称Y联接）与三角形联接（简称△联接）的两种联接方式。如果把发电机的三个定子绕组的末端联接在一起，对外形成A、B、C、N四个端，称为星形联接。将发电机的三个定子绕组的始端，末端顺次相接再从各联接点向外引出三根导线，称为三角形联接。3．星形联接的三相电源的每一相电压（火线与零线间的电压）称为相．电压．．，其有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。端线A、B、C之间的电压（火线与火线之间的电压）称为线电压．．．，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，一般通用Ul表示。4．在对称Y-Y三相电路中，负载中点与电源中点是等电位点，流过中线的电流为零，每相电路相互独立。在对称Y-Y三相电路中，线电流等于相电流，线电压超前相电压30，有效值为相电压的3倍。在对称△-△三相电路中，线电压等于相电压，线电流滞后相电流30，线电流的有11 效值等于相电流的3倍。5．将与电力系统的中点或电气设备金属外壳联接的金属导体埋入地中，并直接与大地接触，称为接地。在中点不接地的低压系统中，将电气设备不带电的金属外壳接地，称为保护接地。出于运行及安全的需要，常将电力系统的中点接地，这种接地方式称为工作接地。将电气设备的金属外壳接到零线（中线）上，称为保护接零。3-21.u220sin（t120）B2.R=220/4.4=50Ω..3.IB3/120A、IC3/120A...4.UA220/0VUB220/120VUC220/120V.220/0IABI0/50AZ/50.IBCI0/170A.ICAI0/70A各线电流相量..IA3IAB/303I0/80A..IB3IAB/1503I0/160A..IC3IAB/903I0/40A5.P3P3UIcos32205cos03300WPPPQ3UIsin32205sin00WPP6．I3.165Al负载星形联接时，有：12 Z69.3/53（应用实践中，绝大多数负载为感性负载）负载三角形联接时，有：Z208/53.7.IA22/0A.IB31.1/165A.IC31.1/165A....INIAIBIC38.1/180A8.P16.7kWP50.1kW3-31.U5734VlZP365kWZ2.负载总的线电流的有效值为53.6A.3.IA29.7/15.7A.IB29.7/135.7A.IC29.7/104.3A4.（1）线路电阻R01P48.4kW（2）线路电阻R0.21P42.5kW5.U391.4Vl13 .6.IA11/0A.IB11/30A.IC11/30A....INIAIBIC30/0AP2.42kW7.P3kWQ2.25kvarS3761VA8.P7.7kWS9.7kVA3-41.（1）星形联接C74μF（2）三角形联接C24.7μF2.三相四线制系统中点一般总是接地的，采用保护接零措施正确，但依然存在一定的隐患。电源入户后，中线一般均被多次转接，容易发生故障，可专设一保护零线，接在保护零线上。14 第四章4-11．在如图4-1所示变压器的示意图中，左边为初级绕组，右边为次级绕组，中间部分为用磁性材料制作的闭合铁芯，磁通的绝大部分经过铁芯而形成一个闭合的通路称为磁路，产生磁场的电流i称为励磁电流。2．在如图4-1所示变压器的示意图中，若绕组的电阻可以忽略，磁通全部通过铁芯，励磁电流很小，可以忽略，铁损和铁芯的磁饱和可以忽略，则该变压器称为理想变压器。图4-1磁路示意图图4-2理想变压器模型3．如图4-2所示理想变压器的输入、输出电压比等于初级、次级绕组匝数比；有载工作的输入、输出电流比等于初级、次级绕组匝数比的反比；负载阻抗的模折算到输入电路的等效阻抗的模为其原始值的匝数比的平方。4．当如图4-2所示变压器的次级绕组联接有负载时将产生负载电流i2，同时将产生新的磁通势N2i2，并使铁芯中磁通Ф发生变化。但磁通Ф由U1决定，为了克服磁通势N2i2的作用，将在初级产生一个新的磁通势N1i1，以保持磁通Ф的不变，这种性质称为变压器的恒磁通特性。5．变压器绕组的极性是指绕组在任意瞬时两端产生的感应电动势的极性，它总是从绕组的相对瞬时电位的低电位端（用符号“-”表示），指向高电位端（用符号“+”表示）。两个磁耦合联系起来的绕组，当某一瞬时初级绕组某一端点的瞬时电位为正时，次级绕组必定有一个对应的端点，其瞬时电位也为正。把初级、次级绕组中瞬时极性相同的端点称为同名端，用符号“•”表示。4-21.、I不是2.I=0.7A15 3.不是（空载下，初级电流为励磁电流，理想状态下为0）4.不是（有载下，初级电流大小取决于次级电流，二者关系为初级、次级绕组匝数比的反比）5.初级感应电动势与输入同方向；次级与参考方向相反6.i2=1002sin（t30）mA7.初级电流为0次级电压有效值为11V。8.R200L1PW8负载直接与信号源联接时P0.02W9.I2N=1.39AI1N=0.23A4-31.匝数比为1。2.电流表读数为0。电流表正偏，变压器绕组同名端为Xa。3.左上-右下；左上-右上4.错误（两个绕组相互并联，应用中应避免这种情况的出现）5.（1）S400kWNI577.4A2NI23.1A1N（2）40004-41．不正确2．答：不能匝数的急剧减少将导致变压器铁损的急剧增加，对变压器造成严重危害。3．对变压器造成严重危害16 第五章5-1填空题1．电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又可分为异步电动机（或称为感应电动机）和同步电动机。直流电动机按照励磁方式的不同可分为他励、并励、串励和复励四种。2．异步电动机按照供电电源的相数，可分为多相异步电动机和单相异步电动机。多相异步电动机以三相为主。三相异步电动机可自起动，按照转子绕组构造上的不同，三相异步电动机又分为鼠笼式和绕线式。3．三相电源产生旋转磁场，旋转磁场的转速称为三相异步电动机的同步转速。旋转磁场带动转子转动，转子的转速总是要略小于三相异步电动机的同步转速，这便是异步的含义，转子转速与旋转磁场转速相差的程度称为三相异步电动机的转差率。4．电动机的电磁转矩反映了电动机做功能力，反映了电动机的机械特性，与电源电压、转差率（或转速）及电路参数R2、X20紧密相关。5．转矩T与转差率s的关系曲线T=f（s）或转速n与转矩T的关系曲线n=f（T）称为电动机的机械特性曲线。电动机运行在稳定区间不需借助其它机械和人为调节，自身具有自动适应负载变化的能力。电动机的稳定工作区间直线较平坦，电动机转速变化不大，这种特性称为电动机硬的机械特性。对某些电动机，为满足某些应用要求，可在转子电路中串接电阻，这时电动机在稳定区工作时，电动机转速可变化较大，这种特性称为电动机的软特性。6．起动转矩Tst是指电动机在刚接通电源起动时刻（n=0、s=1）的转矩。额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。电动机起动时，起动转矩．．．．Tst应大于额定转矩，把起动转矩与额定转矩的比值称为异步电动机的．．．．．．起动．．能力．．。电动机起动时，应产生足够大的起动转矩，并确保起动电流Ist不要太大。7．在电动机刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，因此，起动电流较额定电流大得多。此外，电动机起动时，转子感抗很大，转子的功率因数却是很低的。为了减小起动电流(有时也为了提高或减小起动转矩)，必须采用适当的起动方法。8．电动机运行时不需借助其它机械和人为调节，自身具有自动适应负17 载变化的能力，这种情况称为电动机的转速改变。用人为的方法，在同一负载下使电动机转速改变以满足生产机械需要称为电动机的调速。．．．．．．9．改变三相异步电动机的转速的方法主要有：变频调速、变极调速、变滑差调速。10.控制电器元件的触点有常开、常闭两种类型。在正常状态下就闭合的触点，称为常闭触点，反之，称为常开触点。只有常闭触点的按钮称为常闭按钮，只有常开触点的按钮称为常开按钮，同时具有常闭触点和常开触点的按钮称为复合按钮。常闭触点先断开，之后，常开触点闭合，这种动作特点称为“先断后合”。14．接触器是最常用的一种自动开关，是一种利用电磁吸力控制触点闭合或断开的电器，可根据外部信号来接通或断开电动机或其它带有负载的电路，适合于频繁操作和远距离控制。15．继电器是一种根据外界输入信号（电量或非电量）来控制电路通断的自动切换电器。根据所传递信号的不同，主要可分为：电压继电器、电流继电器、图5-15-116的图热继电器、时间继电器、中间继电器等。16．图5-1示控制电路中按钮按下不松时，灯持续被点亮，称为点动控制方式，常用于调试控制电路。只要按钮被按下过一次，灯便持续点亮，这种控制方式称为长动控制方式，常用于起动连续运行的电器设备。17．当操作A发生时，操作B禁止发生；操作B发生时，操作A禁止发生。能够实现这样的控制要求的电路称为联锁电路。5-21.s3%N2．T33.16（N•m）T66.3（N•m）NMAX3.s4%T66.3（N•m）NN4.T38.7（N•m）st5.2.16.27.T60.3（N•m）P9kWNN8.当过载系数为2.5时，额定负载下电动机不能直接起动。18 当过载系数为3时，不考虑起动电流对电网的影响，额定负载下电动机能直接起动。9.不允许直接起动10.0.06611．可考虑用自耦变压器降压启动12.请指出图12.4示电动机运行控制电路各接线图的错误。答：（a）图无保持功能，只可点动控制电动机。（b）图无停止功能，电动机一旦起动，不可用按钮停止电动机。（c）图中，只有接触器主触点闭合，控制电路电源才能接通，而主触点闭合的前提条件是控制电路通电且起动按钮被按图X5-1习题5-213解的图下过，因此，该图中控制电路电源无法接通。（d）无保持功能13.参考电路电路如图X5-1所示。14.可实现电动机正、反转的点动联锁控制。不能实现电动机正、反转的长动联锁控制，可将与启动按钮并联的两个常开辅助触点互换。图X5-2习题5-215解的图15.改正图如图X5-2所示。5-319 1.额定负载下电动机不能直接起动。当转子绕组的电路中串接一0.02的电阻时，在额定负载下电动机能正常起动2.Q16.96kvarCC374μF3.额定运行时的转子电流频率及功率因素I31.6Acos98.7%22起动时的转子电流频率及功率因素I194Acos24%224.该电动机超载严重（3倍以上），不能长期运行。5.T243（N•m）N6.20 9.10.21 11.该电路是专门用于起动电动机M1起动的控制电路，电动机M0是电动机M1起动的辅助设备。必须指出的是，一般情况下，继电接触器具有先断后合的动作特点，KM0的提前断电将可能导致电动机M1起动不能完成，存在不可靠的因素，可考虑从延时断开KM0角度改进该电路。12.5-41.将转子抽掉后，空白位置将出现大量空气，作为原来转子所处的磁路部分，其磁阻将大大增加，为保持磁路中磁通基本不变，定子磁通势及定子电流将大大增加，从而损伤或损坏电动机。2.不正确（降低了效率）3.答：22 （1）总开关Q合上时电动机立即开始正转，因此，KM1处于直通状态，可能原因是与正转起动按钮SBA并联的常开触点误接为常闭触点（2）停止按钮对反转不起作用，究其原因是停止按钮被与按钮SBB并联的常开触点短路，错误类型类似图12.4（b）（3）控制电路设计没有错误，可能原因是控制电路电源未接通，错误类型类似图12.4（c）（4）保持电路接法不正确，如两个常开触点位置互换。第六章6-1填空题1．导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，纯净的具有单晶体结构的半导体称为本征半导体。2．常温下，本征半导体中的少量价电子可能获得足够的能量，摆脱共价键的束缚，成为自由电子，这种现象称为本征激发，并使本征半导体具有微弱的导电性。3．在本征半导体中掺入微量的杂质（其它元素的原子），就成为杂质半导体，其导电性能将大大增强，可分为N型半导体和P型半导体两种类型。4．若对一块半导体采用不同的掺杂工艺，使其一侧成为P型半导体，而另一侧成为N型半导体，则将在交界面两侧将形成了一个由不能移动的正、负离子组成的空间电荷区，也就是PN结。5．二极管具有单向导电性，正偏导通，反偏截止。6．晶闸管不是二极管，是一种大功率的开关型半导体器件，晶闸管的出现，使半导体器件从弱电领域进入到了强电领域。7．三极管工作在放大区的条件是发射结正偏，集电结反偏，而当三极管进入饱和区时，晶体管发射结和集电结都处于正向偏置。8．三极管电路在只有直流电源供电时，三极管各极的电压和电流值不变，反映在三极管特性曲线上是对应的一个点，称为直流工作点，记为Q点。要使三极管工作在放大区，首先应合理设置Q点。9．输入电阻是衡量放大器向信号源获取信号能力的指标，而输出电阻是衡量放大器带负载能力的指标。10．共集放大器又称为射极跟随器，是三种基本组态中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，多用作输入、输出级。23 11．放大器级与级之间通过电容连接，称为阻容耦合，不适合放大缓慢变化的信号，只适用于用分立元件组成的交流放大器；而放大器级与级之间采用直接耦合方式相连则需要对前后级之间的电平进行配置。12．场效应管有结型、绝缘栅型场效应管两大类，前者有N沟道、P沟道两种；后者又分增强型和耗尽型两种类别。13．场效应管为电压控制器件，具有输入电阻大、功耗低、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等突出优点，但其放大能力比三极管差。（a）（b）图7.1习题7.1的图6-21.2.大于2mA。3.1）NPN、硅管；E（1）、B（2）、C（3）；2）NPN、锗管；E（1）、B（2）、C（3）；3）PNP、锗管；C（1）、B（2）、E（3）；4）PNP、硅管；C（1）、B（2）、E（3）4.D、G可以5.a）放大b）截止C）BE结损坏d）饱和6.IC=1mAU5VCE7.1）IC=1mA24 U4VCE三极管工作在放大状态2）I0.34mACU7.3VCE三极管工作在放大状态。8.a）NEMOSb）NDMOSc）NJFET9.a）NPNb）NJFETc）PDMOSd）NEMOS10.1)RRR//RiG3G1G2RRoDAg(R//R)umDL2)Ri、Ro表达式同上g（R//R）mDLAu1gRmS11.IDQ=1mA，UGSQ=-2VUDSQ=UDD-IDQ*（RD+RS）=15-7=8V22gII411mSmDSSDQU4GS(off)2）交流分析RR5MiGRR5koDAg(R//R)2.5umDL3)若RS短路，有：25 Ag(R//R)5umDL4)若CS开路，A0.83u6-31.（1）UO=5V（2）UO=0.7V2.（1）三极管工作在饱和状态。（2）R1kC（3）R145kB3.三种计算电压增益的方法全错；正确答案为：Au=-βRC/rbe4.1）RL=∞RR//rr1.66kiBbebeRR3kOCuR//RR3OCLCA100181uuR//rr1.66iBbebeuR//RR3OCLCA10064uSuR//rRrR1.663SBbeSbeS2）RL=3kΩR、R同上iOuR//RR//R3//3OCLCLA10090uuR//rr1.66iBbebeuR//RR3//3OCLCA10032uSuR//rRrR1.663SBbeSbeS26 6-41.RO=1kΩ2.答：A的输出电压大说明A的输入电压大，A具有更强的获取输入信号的能力，即A的输入电阻大。3.所需仪器：信号发生器、交流毫伏表，示波器、万用表、直流电源等。4.如图7.10所示电路不能实现对正弦电压进行线性放大，主要原因是C1接法错误，导致基极直流偏置被C1隔开，发射结不导通，三极管截止。可将C1接在输入入口，可实现放大，此时为共集放大器，电压增益绝对值小于1。要实现电压增益绝对值要大于1，可改共射接法，从集电极输出。5.UCC>=15.14V第七章7-1填空题1．如果在一块微小的半导体基片上，将用晶体管（或场效应管）组成的实现特定功能的电子电路制造出来，这样的电子电路称为集成电路。他是一个不可分割的整体，按集成度可分为小规模、中规模、大规模及超大规模等4种类型。2．集成运算放大器具有同相、反相两个输入端。当同相端接地，反相端接输入ui时，输出uo与输入ui反相。3．将输出信号的一部分或全部以某种方式回送到电路的输入端，使输入量发生改变，这种现象称为反馈。在具有反馈的放大电路中，信号具有两条传输途径。一条是正向传输途径，称为基本放大电路；另一条是反向传输路径，称为反馈网络。4．若反馈信号在输入端与输入信号相加，使净输入信号增加，称为27 正反馈，而产生集成运放两个输入端之间的电压几乎等于零的原因是运放电路中引入了负反馈。5．理想运放差模输入电阻趋于无穷大，故同相输入端与反相输入端的电流几乎都等于零，如同该两点被断开一样，这种现象称为“虚断”。6．同相、反相、差动比例运算电路是利用集成运放构成放大器、各种运算电路的基础。它们均具有很低的输出电阻。此外，同相比例运算电路还具有很高的输入电阻，差动比例运算电路零点漂移小。7．具有让某一频带内的信号容易通过，而不需要的其它频率的信号不容易通过特点的电路称为滤波器。用集成运放构成的滤波器具有和其内部包含的无源滤波器基本相同的频率特性及和集成运放基本相同的负载特性。8．振荡电路无需外接信号源，依靠自身建立振荡。当振荡电路与电源接通时，在电路中激起一个微小的扰动信号，这就是起始信号。由于初始上电的扰动信号是一个随机信号，包括各种频率成分，为得到稳定的正弦波，振荡电路应包括选频电路。9．按照反馈信号的取样对象，负反馈可分为电压反馈和电流反馈。当反馈信号取自输出电压时，称为电压反馈，可稳定输出电压，而同相比例运算电路的反馈类型为电压反馈。10．根据反馈信号在输入端的联接方式，负反馈又可分为串联反馈和并联反馈。如果在输入端反馈信号以电压形式叠加，称为串联反馈；而反相比例运算电路的反馈类型为并联反馈。7-21.（1）5V（2）3V（3）-13V（4）13V2.u0.5VO3.u0.5VORRRf3f4.u（1）uuoi2i1RRRR123128 Rf当Rf=R3、R1=R2时，有：uo（ui2ui1）R15.u2Vo6.uO1=uO2=2.5VuO=0V7.uO=-（ui1+ui2）/2+（ui3+ui4）8.uO=10ui1-10ui2-2ui3-2ui4R1uR1fif9.uudt(uudt)OiiiRCRRRC1f111f该电路也称为比例-积分调节器（简称PI调节器）10.RdufiuiR（uRC）Offif1Rdt1该电路也称为比例-微分调节器（简称PD调节器）。11.电压传输特性如图X8.1所示。图X8.1习题7-211解的图12.电压并联负反馈。29 R5uuOiR113.电流串联负反馈。．．．．．．．R5(1)uiuiR1i与负载无关，具有恒流特性。ORR17-31.U+、U-的最大允许差值为：±0.13mV输入端电流的最大允许值为：±0.043nA2.电路如图8.2.7所示，请分别计算开关断开、闭合两种情况下的电压放大倍数，图中，R=1kΩ、Rf=10kΩ？答：（1）开关断开：Auo=-5（2）开关闭合，所以：Auo=-10/33.RF=R1//R2=R/2Rf4.iuoiRR1流过负载RL的电流与负载RL的大小无关，可作为恒流源电路使用RRfLA（1）URR1可通过增加负载RL的大小获得更高的电压放大倍数，从而可避免Rf过大。5.uO=5ui1-ui2-2ui3Rf6.uudtOiRRC13f30 7.508.一阶高通有源滤波器。．．．．．．．．．9.10.uO=（1+R2/R1）ui1/（kui2）kui2的乘积必须为正。11.1）U2=11V2）IF=25mAUDRM=15.4V12.1）Uoa=9V，Uob=14V2）Uoa=4.5V，Uob=14V13.31 1）UO=10.8V2)UOmin=6VUOmax=12V14.1）UO=U23（1+R2/R1）+Id*R2（输出可调的稳压电源）2)IO=U23/R1+Id（恒流源电路）7-41.R(RR)//RRf2.可设计一个放大倍数为10的绝对值放大电路。3.请参考习题7-354.32 R2RC1、121fRf可这样选择电路参数：Rf=15kΩ、R1=30kΩ、Cf=33μF。5.(a)(b)(c)6.可设计一个截至频率为100Hz的低通滤波器第八章8-1填空题1．逻辑代数中的变量为逻辑量，每个变量的取值只有“0”、“1”两种可能。若用逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，这种逻辑表示方法称为正逻辑。2．逻辑运算与算术运算之间存在着本质的区别。逻辑代数的基本运算有与、或、非三种，没有直接的算术运算。当数字电路用于解决算术运算问题时，必须用逻辑运算的方法来实现算术运算的功能。3．实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路通称为门电路。集成逻辑门电路主要包括TTL、CMOS两大系列，其中的CMOS系列不用的管脚不能悬空。4．所谓三态是指输出三态，即输出有高电平、低电平、高阻三种状态。5．将函数的所有变量组成一与项，与项中函数的所有变量以原变量或反变量的形式仅出现一次，这种与项称为函数的最小项。在函数Y的真值表中，找出Y=1的行，写出相应的最小项，然后取最小项之之和，33 可得到逻辑函数Y的标准与或式（也称为最小项表达式）。n6．将逻辑函数的所有最小项用相应的小方格表示，并将此2个小方格排列起来，使它们在几何位置上具有相邻性，在逻辑位置上也是相邻的；反之，若逻辑位置相邻，几何位置也相邻。这样的图形称为逻辑函数的卡诺图。7．编码器有普通编码器和优先编码器两大类。每类又包括二进制编码器、二—十进制编码器两种类型。8．74LS147为二—十进制优先编码器，它与二进制优先编码器74LS148在原理上并无本质区别，主要区别在于74LS147不具有扩展控制位。SS9．当三-八译码器74LS138控制端ST=1、1=2=0时，如果将地址端A2、A1、A0作为3个输入的自变量，则8个输出端输出的就是A2、A1、A03个的输入变量的全部最小项，即Yimi。因此，也常将二进制译码器称为最小项译码器。8-21．(1)12910、8116(2)6810、4416(3)10910、6D16(4)3.12510、3.2162.将下列各数转换成二进制数：(1)(37)10(2)(51)10(3)(92)10(4)(127)10解：(1)(37)10=1001012，(2)(51)10=1100112(3)(92)10=10111002(4)(127)10=111111123.(F8)16(24810)(302)8(19410)(105)10(1001001)2(7310)4.(1)ABD（×）(2)ABCD（m）(3)ABC（×）34 5.（1）AB取值为“11”、BC取值为“11”、AC取值为“01”时函数值为1；（2）AB取值为“00”、BC取值为“00”、AC取值为“10”时函数值为1；（3）AB取值为“10、01”、ABC取值为“000、110”时函数值为1。6.设锁为链条锁。设门、锁的打开为“1”，门、锁的闭合为“0”，则三把锁同时锁在门上时构成与门，3把锁串联后锁在门上时构成或门。设锁的打开、门的闭合为“1”，锁的闭合、门的打开为“0”，则三把锁同时锁在门上时构成与非门，3把锁串联后锁在门上时构成或非门。7.（1）m(3,5,6,7)(2)F(0，1，2，3，6，7，9，13，14，15)2m(3)F(2，3，9，10，11，12，13，14，15)3m（4）F4=m(9，13)（5）F5=m(0，1，2，3，4，5，6，7，8，10，11，12，14，15)（6）F6=m(1，3，5，7，8，9，10，11，13，15)8.（1）ABBDCDBCABDACDABBDCDBCABDACDBDABDCD1（4）因为ABAB0，所以，AB0，AB0，AB，有：35 AXYBBXYBBXYB（BX）(YB)BYBXXYBYBX所以：AXYBAXYB9.（1）多最简结果，4种最简结果如下：ABBCACCDABBCACADABBCACADABBCACCD。更多的最简结果请读者自己思索。（2）ADCB（3）ABC（4）F=A+BC（5）Y(A,B,C,D)D（6）Y(A,B,C,D)B（7）Y(A,B,C,D)BDBD（8）Y(A,B,C,D)ABCADCDABC（9）Y(A,B,C,D)ABCDBD（10）Y(A,B,C,D)ABD36 表X8.1真值表1表X8.2真值表2ABCYABCY000000010010001001000100011101111000100010111011110111011111111010.解：（1）真值表如表X8.1所示。（2）真值表如表X8.2所示。（3）真值表如表X8.1所示。表达式如下：Y(A,B,C)(3,5,6,7)m11.YABC12.YABC13.YABC14.YABC15.Z1=CZ2=BZ3=A37 16.17.F=AB+AC+BC该电路具有3人表决的逻辑功能。18.Z1=CZ2=C19.F(A,B,C,D)ABCBCDACD20.(1)38 (2)(3)8-31.(55.704)10=110111.1011010239 (704.31)10=1011000000.010011122.44位3.（1）反函数（2）反函数（3）反函数（4）反函数4.YABAB5.答：当UI分别为2、3.6V时，输入管基极瞬间导通电位超过2.1V，足以使输出级三极管饱和；当输入端悬空时，电源通过电阻经输入管基极直接驱动输出级，输出级三极管饱和；因此，上述3种输入条件在逻辑上都等于输入为1。6.(1)饱和(2)放大状态。7.（1）当抢答开关在图示位置时，各指示灯不亮，电铃不响。（2）当将开关S1扳到高电平5V时，A组指示灯亮，电铃响，抢答成功。此后再扳动其它组的抢答开关均不起作用8.9.40 10.11.8-41.41 2.3.4.YAYABYABCYABCDABCD请读者根据上式自己画出电路。5.42 第九章9-1填空题1．能够存贮一位二值（逻辑0和逻辑1）信号的基本单元电路，统称为触发器。触发器具有具有二个输出端，当Q=0，Q=1时，触发器处于“0”状态。2．触发器的逻辑功能与动作特点是两个不同的概念，触发器的逻辑功能由其特征方程描述，而触发器的动作特点则由触发器的电路结构决定，而主从结构JK触发器的主触发器具有一次变化现象。3．能够存放数码或者二进制逻辑信号的电路，称为寄存器。寄存器分为两大类：基本寄存器、移位寄存器。其中的移位寄存器不但可以用来寄存数据或者代码，而且还可具有数值运算功能。4．74LS160是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制同步加法计数器。74LS162与74LS160的区别是74LS162采用同步清零方式，即当CR=0时，还需要CP脉冲上升沿到来时，计数器才被清零。5．集成计数器清零、置数有两种工作方式：异步方式、同步方式所谓异步工作方式，是指通过时钟触发器异步输入端（R端或S）实DD现清零或置数，而与CP脉冲无关。6．单稳态触发器具有一个稳态、一个暂稳态；在无触发脉冲作用时，电路处于稳态，当触发器脉冲触发时，电路能够从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，电路能够返回稳态，暂稳态维持时间的长短只取决于电路本身的参数，而与触发脉冲的幅度和宽度无关。7．通常把存储器的每个输出代码叫一个“字”，每个输出“字”所具有的二进制位数称为存储器的位数。存储器所具有的地址线的根数反映了存储器的字数，存储器所具有的数据线的根数m反映了存储器的位数，具有m根地址线的存储器的字数为2。8．常用的RAM有SRAM（静态RAM）、DRAM（动态RAM）等。SRAM的基本存储单元是在静态触发器的基础上附加读写控制构成，数据读出时不会改变其存储内容。动态随机存储器DRAM的存储单元是43 利用MOS管的栅极电容可以存储电荷的原理制成的，但电荷的存储时间有限，必须定期地给栅极电容补充电荷，这种工作称为刷新或再生。9-21.2.n+1nnnnQ=JQ+KQ=TQ+TQ，为T触发器。3.。44 4.5.图X10.4【习题10.6】的图45 6.状态图如下，该电路具有移位寄存功能，输出反映了输入“1”的个数。7.该状态图描述的时序电路逻辑功能为“111”序列检测器。8.该状态图描述的时序电路逻辑功能为“110”输入序列检测器9.如图10.16所示时序图反映该电路具有上升沿触发的动作特点，对应的有效状态图如下46 10.该电路的状态图如下，为9进制上升沿计数器。11.该电路为具有进位输出的10进制上升沿计数器。12.该电路为10进制上升沿计数器。47 13.该电路为短暂进位输出的9进制上升沿计数器。14．为由移位寄存器构成的模值为13的计数器。15.U7.5Vo16.T=0.1071ms17．为同步能够自启动的五进制加法计数器。18.YABACCDBDBD或YABACBCBDBD22YCDACBDACD19-3nnnn1.D=JQ+KQJQKQ2.JKMN48 3.4.49 5.该电路为可控三进制计数器，X=1有效。6.该电路为由JK触发器组成的4位右移移位寄存器。7.该电路为异步四位二进制减法计数器8.Q4Q3Q2Q1Q0构成32进制计数器。9.左边的191构成4进制计数器。右边的191构成2进制计数器。该电路为带借位输出的八进制减法计数器。10.该电路为带进位输出的91进制加法计数器11.当M=0时，该电路为10进制上升沿计数器；当M=1时，该电路为12进制上升沿计数器。50 13．R1/R2=0.5UDD=10V15.该电路称为环形振荡器。16.t≈0.5s9-41．2．图13-4-11【例13.4.2】的图13．51 4.5.52 6.8.D3、D2、D1、D0的表达式如下：DAAAAAAAA310101001DAAAAA210101DAAAAA110100DAAAAAAAA0101010109.2716的前16个存储单元的内容用十进制表示分别为“2，1，0，2，2，1，2，0，1，3，3，1，1，1，0，0”，按如下图连接电路即可。53'