电工学(少学时)唐介主编课后习题答案.doc 156页

'幻灯片1练习题解答1.3.1求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。RS3V6Vabc[解]S闭合时，S断开时下一题返回练习题集幻灯片21.3.2求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。S2kWabc＋12V4kW－6V4kW2kW解：S闭合时 [解]S断开时，下一题上一题返回练习题集幻灯片31.5.1试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的两电路：当R变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）的电压和电流有无影响？R变化时所造成的影响是什么？[解]对电路（b），因为凡与理想电流源串联的元件其电流均等于理想电流源的电流，故改变R不会影响虚线部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电压。R的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。ISR任 何 电 路（b） US+_R任 何 电 路ISR任 何 电 路解：对电路（a），因为凡与理想电压源并联的元件其两端电压均等于理想电压源的电压，故改变R不会影响虚线部分电路的电压，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电流。R的变化仅影响其本身的电流及理想电压源的电流。US+_R任 何 电 路（a）（b）下一题上一题返回练习题集幻灯片41.6.1图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝2W，R2＝1W。求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流I（不必用支路电流法）。 US+_ISR1R2U+_ISI2[解]设通过R2的电流为I2。S断开时，I2=IS=2A选取由US、R2和S组成的回路，利用KVL求得U=US－R2I2＝4VS闭合时，R2右端电位与US下端电位相同，R2两端电压等于US，故I2=US／R2=6A选取右上结点，利用KCL求得I=I2－IS＝4A下一题上一题返回练习题集幻灯片51.6.2图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝R2＝4W。求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流I（在图中注明所选的参考方向）。US+_ISR1R2SU+_I[解]设所求电压和电流的参考方向如图。S断开时，U＝14VS闭合时，I＝3.5A返回练习题集下一题 上一题幻灯片610V1.6.3求图示电路中通过恒压源的电流I1、I2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。+_I15W+_2W40VI2I3[解]设2W电阻上电流为I3，如图。该电阻与10V恒压源并联，故其上电压为10V，所以I3=(10／2)A=5A。右回路：5I1＋2I3－40=0，则I1=6A或外回路：5I1＋10－40=0，有I1=6A再用KCL求得I2=I1－I3=1A，左恒压源的功率P1＝240W，由于其电压和电流的实际方向符合电源关联参考方向，故起电源作用；右恒压源的功率P2＝10W，由于其电压和电流的实际方向符合负载关联参考方向，故起负载作用。下一题上一题返回练习题集幻灯片71.6.4求图示电路中恒流源两端的电压U1、U2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。5W5A+_U1+_2WU21AI+_U3[解]设2W电阻上电流为I，5W电阻两端电压为U3如图。左恒流源的功率P1＝40W，起电源作用；右恒流源的功率P2＝3W，起负载作用。下一题上一题返回练习题集 幻灯片81.6.5试分析图示两电路中：(1)图(a)中的理想电压源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何种状态？(2)图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电压源处于何种状态？1V+_1AR(b)1V+_1AR(a)[解](a)当R＝1W时理想电压源既不取用也不输出电功率;R<1W时，理想电压源输出电功率;R>1W时,理想电压源取用电功率。而理想电流源始终起电源作用。(b)当R＝1W时理想电流源既不取用也不输出电功率;R>1W时,理想电流源输出电功率;R<1W时,理想电流源取用电功率。而理想电压源始终起电源作用。下一题上一题返回练习题集幻灯片9US+_IS1R1R2IS2R3R4I41.6.6图示电路已知US＝4V，IS1＝1A，R1＝2W，R2＝5W,R3＝2W，R4＝4W。试根据题1.5.1总结出的规律将电路简化后求出I4；根据题1.6.5总结出的规律，分析 IS2输出和取用电功率的条件。[解]US+_IS1R2R4I4IS1R2R4I4R2R4I4I4＝1A当IS2>2A时，IS2起电源作用，输出电功率。当IS2<2A时，IS2起负载作用，取用电功率。下一题上一题返回练习题集幻灯片10 ab1.7.1用支路电流法求图中各支路电流，并说明US1和US2是起电源作用还是起负载作用。图中US1＝12V，US2＝15V，R1＝3W，R2＝1.5W,R3＝9W。R3I3I1R1US1+_I2R2US2+_[解]各支路和结点标于图中。结点a:I1+I2－I3＝0回路:R2I2＋R3I3－US2＝0回路:R1I1＋R3I3－US1＝0联立方程，解得：I1＝－0.2AI2＝1.6AI3＝1.4A下一题上一题返回练习题集幻灯片11 R3ISR1US+_R2R46V2W2W1W1W3AI2abI1I3I41.7.2用支路电流法求图中各支路电流。[解]各支路和结点标于图中。结点a:I1－I2－I3＝0结点b:I3－I4－IS＝0回路:R1I1＋R2I2－US＝0回路:－R2I2＋R3I3＋R4I4＝0（注意选取回路时避开理想电流源所在支路）联立方程，解得：I1＝2.5AI2＝0.5AI3＝2AI4＝－1A下一题上一题返回练习题集幻灯片12 IS10V2W5AR2I2I1R1US+_3W1.8.1用叠加原理求图示电路中的电流I1和I2。[解]R2I’’2I’’1R1US+_恒压源单独作用: ISR2I’2I’1R1恒流源单独作用:下一题上一题返回练习题集幻灯片13IS35V2W7AR2IR1US+_1WR33WR44W1.8.2用叠加原理求图示电路中的电流I。[解] 恒流源单独作用R2I’R1ISR3R4恒压源单独作用R2I’’R1US+_R3R4下一题上一题返回练习题集幻灯片14 IS1RRUS+_RaIS2b1.8.3在图示电路中，当US＝16V时，Uab＝8V，试用叠加原理求US＝0时的Uab。[解]恒压源US＝16V单独作用时，RRUS+_Rab+_Uab则US＝0时Uab的值可记做U’’ab应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果：下一题上一题返回练习题集幻灯片15 ISR1US1+_US2+_R3R2I1I2I31.8.4图示电路中，R2＝R3。当IS＝0时，I1＝2A,I2＝I3＝4A。求IS＝10A时的I1、I2和I3。[解]恒流源IS＝10A单独作用时，ISR1R3R2I’1I’2I’3则三个电源共同作用时：下一题上一题返回练习题集幻灯片161.8.5图示的虚线方框内是一个由线性电阻组成的任意的无源电路，现已知US＝6V时，通过R的电流为5A。若将US增加到12V，问通过R的电流是多少?RUS+_线性 无源 电路[解]US的数值加倍则流通过R的电流亦应加倍，即为10A。下一题 上一题返回练习题集幻灯片17IS1R1US+_R3R2IS21.9.1用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。图中US＝10V，IS1＝3A，IS2＝5A，R1＝2W，R2＝3W，R3＝4W。[解]IS1R1UOC+_R3R2IS2将待求支路提出， 剩下一有源二端 网络，其开路电 压UOC为21V。 R1R3R2有源二端网络的除源等效电阻RO为5W。R0UeS+_+_USI用等效电压源代替有源二端网络，电流I为6.2A。下一题上一题返回练习题集幻灯片18R3ISR1US1+_R2R46V2W2W1W1W3A 1.9.2用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。[解]将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为1V。R3R1US+_R2R4UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为0.667W。R3R1R2R4 用等效电压源代替有源二端网络，UI为1V。R0UeS+_ISUI+_下一题上一题返回练习题集幻灯片19IS10V2W5AR2I2R1US+_3W1.9.3用戴维宁定理求图示电路中的电流I2。[解] 将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为20V。ISR1US+_UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为2W。R1 用等效电压源代替有源二端网络，I2为4A。R0UeS+_I2R2返回练习题集下一题上一题幻灯片20R3I3R1US1+_R2US2+_1.9.4用诺顿定理求图示电路中的电流I3。[解] 用等效电流源代替有源二端网络，I3为1.4A。R0ISCI3R3有源二端网络的除源等效电阻RO为1W。R1R2 将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其等效电流源ISC为14A。ISCR1US1+_R2US2+_下一题上一题返回练习题集幻灯片21I/AU/V012345124531.10.1某非线性电阻的伏安特性如图示,已知该电阻两端的电压为3V,求通过该电阻的电流及静态电阻和动态电阻。[解]返回主页 返回练习题集上一题幻灯片222.2.1在图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，试确定S闭合后电压uC和电流iC、i1、i2的初始值和稳态值。【解】(1)求初始值由于S闭合前，电路已稳定，C相当于开路，i1=IS=1.5A。因此，根据换路定律，由换路前(S断开时)的电路，首先求得然后，根据，由换路后(S闭合时)的电路求得返回练习题题集下一题下一页幻灯片23(2)求稳态值由于电路稳定后，C相当于开路。因此，首先求得然后，进一步求得返回练习题题集上一页下一题幻灯片24 2.2.2在图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，试确定S闭合后电压uL和电流iL、i1、i2的初始值和稳态值。【解】(1)求初始值由于S闭合前，电路已稳定，L相当于短路，R2两端的电压等于US，R2中的电流即iL。因此，根据换路定律，由换路前(S断开时)的电路，首先求得然后，根据，由换路后(S闭合时)的电路求得返回练习题题集下一页下一题上一题幻灯片25或者(2)求稳态值由于电路稳定后，L相当于短路，因此首先求得然后，进一步求得返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片26 2.2.3在图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，C中无储能，试确定S闭合后电压uC、uL和电流i1、iC、iL的初始值和稳态值。【解】初始值：稳态值：返回练习题题集下一题上一题幻灯片272.3.1在图所示电路原已稳定，在t=0时，将开关S闭合，试求S闭合后的uC和iC。返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片28 【解】本题目是练习利用电阻的串并联来简化电路，求出响应。 根据换路定律和电路稳定时电容相当于开路，由换路前的电路求得 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 电路的时间常数 所以返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片292.3.2在图所示电路原已处于稳态，在t=0时，将开关S闭合，试求响应uC和iC，并说明是什么响应？ 返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片30【解】本题目是为了练习利用戴维宁定律将电路简化后求响应。由于换路前电容无储能，故uC(0)=0，响应为零状态响应。将换路后电路中的电容支路提出，使余下电路成为有源二端网路，利用戴维宁定理,将原电路变为图所示电路，由戴维宁定理求得电路的时间常数则返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片312.3.3图所示电路原已稳定，求开关S闭合后的响应uC和i1、i2，并画出其变化曲线。 返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片32【解】本题目与上题相同，只是响应为零状态响应。换路前电容未储能，uC(0)=0。将换路后电路中电容提出，用戴维宁定理将剩下的有源二端网路化简为等效电压源，则换路后电路可化简为如图所示。其中则所以返回练习题题集下一页上一页下一题上一题 幻灯片33uC、i1、i2的变化曲线见图上一页返回练习题题集下一题上一题幻灯片34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uR1，并说明是什么响应。 返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片35【解】此题目与上题相同，只是该电路两次换路，第二次换路(S2闭合)时uC的初始值应等于第一次换路(S1闭合)后uC在t=0.1s时数值。t在0～0.1s时，电路为图(a)所示，且uC(0)=0。电路的时间常数(a)t=0.1s时，S2合上，则返回练习题题集下一页上一页下一题 上一题幻灯片36t=0.1s换路后电路可化简为图(b)所示(b)电路的时间常数则则此为全响应返回练习题题集下一题上一题上一页幻灯片372.4.1图所示电路原已稳定。在t=0时将开关S从a端换接到b端。试求换路后的响应iL和uL。 返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片38【解】此题目与2.3.1相同，只是将C改为L。 根据换路定律和电路稳定时电感相当于短路，由换路前的电路得 换路后电感经串联电阻放电，响应为零输入响应，设 电路的时间常数 所以返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片392.4.2图所示电路原已处于稳态。试求S闭合后的i2、iL和uL，并画出其变化曲线。 返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片40【解】此题目与2.3.2相同，只是将C改为L。换路前电感无储能，iL(0)=0，响应为零状态响应。将换路后电路中的电感支路提出，使余下电路成为有源二端网路，用戴维宁定理将原电路变为图所示电路，其中：(b)电路的时间常数则返回练习题题集 下一页上一页下一题上一题幻灯片41iL、uＬ、i2的波形见图 返回练习题题集下一题上一题上一页幻灯片422.4.3图所示电路原已处于稳态。在t=0时将开关S从a端改合到b端。试求换路后的iL和uL，并说明是什么响应。返回练习题题集下一题上一题下一页幻灯片43【解】此题目与上题相同，只是响应改为全响应。 首先根据换路定律，由换路前的电路求得 然后将换路后的电路用戴维宁定理简化成图(b)所示电路，其中 所以 电路的时间常数 则 此响应应属全响应。返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片442.5.1图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求开关S闭合后的uL和uR。【解】由换路后的电路知则返回练习题题集下一题上一题幻灯片452.5.2图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求S闭合后的uC。 【解】则返回练习题题集下一题上一题幻灯片462.5.3图所示电路原已处于稳态，在t=0时，将开关S断开，试用三要素法求换路后的uC和iC。【解】 则返回练习题题集下一题上一题幻灯片472.5.4图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求开关S断开后的iL和uL。【解】则返回主页返回练习题题集上一题幻灯片48 3.1.1已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别 是2A、-;36V、,频率均为50Hz。(1)写出它们的 瞬时值表达式；(2)画出它们的波形图；(3)指出它们的幅 值、角频率以及二者之间的相位差。【解】本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。图3.5（1）（2）波形图如图3.5所示。下一题下一页返回幻灯片49（3）幅值角频率相位差电流314rad/s电压314rad/s（u超前于i）j=ψu－ψi=下一题上一页返回幻灯片50 3.2.1已知某正弦电流当其相位角为时，其值为5A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10ms，且在t＝0时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式i和相量。【解】本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设i=Imsin(ωt+ψ)A则5A=ImsinA=0.5ImAIm=A=10A5 0.5故I==A=7.707AIm√210√2上一题下一题下一页返回幻灯片51故上一题 下一题上一页返回幻灯片523.2.2已知A=8+j6，。求（1）A＋B;（2） A－B；（3）；（4）；（5）jA＋B；（6）。【解】本题目的是为了熟悉复数运算。∵上一题下一题下一页返回幻灯片53 上一题下一题上一页返回幻灯片543.3.1在图3.6（教材图3.01）所示 电路中，已知 求电源的频率和电压分别为50Hz、100V 和1000Hz，100V两种情况下，开关S 合向a、b、c位置时电流表的读数，并 计算各元件中的有功功率和无功功率。图3.6【解】本题目的是为了熟悉R、C、L 在交流电路中的作用，即熟悉单一参数交流电路。 当f＝50Hz、U＝100V时 S合向a：上一题下一题下一页返回幻灯片55S合向b：S合向c：当f＝1000Hz、U＝100V时 S合向a：上一题下一题下一页返回上一页幻灯片56 S合向b：S合向c：上一题下一题上一页返回幻灯片573.4.1在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同， ,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电 源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不同。图3.7 照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯相同，即它们的电阻相同，功率，因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们的亮度。上一题下一题下一页返回幻灯片58接交流电源时显然，，故照明灯B和C亮度相同且比A亮。接直流电源时上一题下一题下一页返回上一页幻灯片59 （C开路）（L短路）显然，与接交流电源时相比，IA不变，A亮度不变，IB为零，B不亮，IC增大，C亮度增加。上一题上一页下一题返回幻灯片603.4.2求串联交流电路中下列三种情况下电路中的R和 X各为多少？指出电路的性质和电压对电流的相位差 【解】本题为串联交流电路的分析题，目的是为了熟悉电压、电流和阻抗的关系。（1）u超前于i，电感性上一题下一题下一页返回幻灯片61（2）u与i同相，电阻性。 （3）u滞后于i，电容性。上一题下一题上一页返回幻灯片623.4.3将一个电感线圈接到20V直流电源时，通过的电流为1A，将此线圈该接于2000Hz、20V的电源时，电流为0.8A。求该线圈的电阻R和电感L。【解】当线圈接直流电源时，其电感相当于短路，故 当线圈接交流电源时，其阻抗为故感抗和电感为上一题下一题返回幻灯片633.4.4一个R、C串联电路，当输入电压为1000Hz、12V时，电路中的电流为2mA，电容电压滞后于电源电压，求R和C。【解】解法1：利用相量图求解首先据题意定性地画出相量图如图3.8 所示，作图时选电流为参考相量。由相量 图可知：图3.8上一题下一题下一页 返回幻灯片64解法2：利用公式求解由阻抗三角形求得上一题下一题上一页返回幻灯片653.4.5电流如图3.9（教材图3.03） 所示， 求：（1）和；（2）改变为何 值时，电路中的电流最大，这时的电流 是多少？图3.9【解】（1） 则上一题下一题下一页返回幻灯片66（2）由于，所以时，Z最 小，I最大。这时 上一题下一题上一页返回幻灯片673.4.6在图3.10（教材图3.04）所示电路中，已知U＝220V，超前于，超前于，求和。图3.10图3.11【解】本题未给出电路参数，只给出了相位关系，利用相 量图求解比较方便。现选电流为参考相量，据意定性地画出相 量图如图3.11所示。从相量图中可以知道超前，而且上一题下一题下一页返回幻灯片68 或上一题下一题上一页返回幻灯片693.5.2电路如图3.13（教材图3.06） 所示，保持不变。 （1）当f＝50Hz时，， 求UR和ULC;（2）当f＝100Hz时，求 UR和ULC。图3.13【解】（1）f＝50Hz时如图3.14所示，选择ULC为参考相量，画出和；由 ，再画出；由与同相，画出；最后由 ，画出。由相量图求得图3.14 上一题下一题下一页返回幻灯片70图3.14（2）f＝100Hz时由于f＝50Hz时，可求得现在频率增加了一倍，故XL增加一倍，XC减少一半，即现在上一题下一题下一页返回上一页幻灯片71 上一题下一题上一页返回幻灯片723.5.3电路如图3.15（教材图 3.07）所示，已知U＝220V，f＝ 50Hz，开关闭合前后电流表的稳 定读数不变。试求电流表的读数 值以及电容C（C不为零）。图3.15【解】S断开时，与的相位差上一题下一题下一页返回幻灯片73 S闭合时，由于IRL不会改变，而电流表读数也未改变，即 I＝IRL＝1.97A。由这时的相量图（图3.16）可知图3.16上一题下一题上一页返回幻灯片74图3.17 3.5.4在图3.17（教材图3.08） 所示电路中，已知, 。求：和。【解】上一题下一题下一页返回幻灯片75上一题下一题返回上一页幻灯片76 3.5.5在图3.18（教材图3.09）所 示电路中，已知 总电压与总电流相位相同。 求和。图3.18【解】首先定性地画出相量图（取 为参考相量）如图3.19所示。图3.19由于R＝XC，所以IR=IC， 且与的相位差为。又由于与同相、超前 于，超前下一题下一页上一题返回幻灯片77所以、、之间成等腰直角三角形关系。 故上一题下一题返回上一页幻灯片783.6.1图3.20（教材图3.10）所示交流电路，U＝220V,S 闭合时，;S断开时，P＝405W，电路为 电感性，求R、XL和XC。图3.20【解】由S闭合时的电路求得下一题下一页上一题返回幻灯片79由S断开时的电路求得 图3.20由于 故下一题上一页上一题返回幻灯片803.7.2电路如图3.22（教材图3.1 2）所示,U＝220V,R和XL串联支路 的。当开关S 闭合后，电路的总有功功率增加了74W， 无功功率减少了168var，试求总电流 I及Z2的大小和性质。图3.22【解】R和XL串联支路的功率因数角 该支路的无功功率S闭合后，电路的总有功功率、无功功率和视在功率分别为P=P1+P2=(726+74)W=800WQ=Q1－Q2=(965.6－168)var=797.6var下一题下一页上一题返回幻灯片81由此求得总电流为再由开关S支路求得由于S闭合后，电路的总无功功率减少了，故知Z2为电容性。下一题上一页上一题返回幻灯片824.1.1某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压为10.5kV,若将它联结成三角形,则线电压是多少?若联结成星形时,L2相绕组的首末端接反了,则三个线电压的有效值U12、U23和U31各是多少? U1·U2·U3·U3·-U2··=U23·=-U2-U3··U12·=U1+U2··U31·=U3-U1·[解]星形联结时UlY=10.5kVUlY√3∴UpY==10.53√kV=6.06kV三角形联结时相电压不变,UlY=UpY=6.06kVL2首末端接反的相量图如图所示:U12=6.06kVU23=6.06kVU31=10.5kV下一题返回幻灯片834.2.1有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已知电源相电压为220V,负载每相阻抗模Z为10Ω,试求负载的相电流和线电流,电源的相电流和相电流。[解]电源星形联结,线电压UlS=3UpS=380V√负载线电压UlL=UlS=380V负载相电压UpL=UlL/√3=380/1.73V=220V 负载相电流IpL=UpLZ=22010A=22A负载线电流IlL=IpL=22A电源线电流IlS=IlL=22A电源相电流IpS=IlS=22A下一题返回上一题幻灯片844.2.2有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,已知电源相电压为220V,负载每相阻抗模Z为10Ω,试求负载的相电流和线电流,电源的相电流和相电流。[解]电源三角形联结,线电压UlS=UpS=220V负载线电压UlL=UlS=220V负载相电压UpL=UlL=220V负载相电流IpL=UpLZ=22010A=22A负载线电流IlL=3IpL=38A√电源线电流IlS=IlL=38A/√3电源相电流IpS=IlS=22A下一题 返回上一题幻灯片854.2.3有一电源为三角形联结,而负载为星形联结的对称三相电路,已知电源相电压为220V,每相负载的阻抗模为10Ω,试求负载和电源的相电流和线电流。[解]:电源三角形联结,线电压UlS=UpS=220V负载线电压UlL=UlS=220V负载相电压UpL=UlL=220/1.73V=127V/√3负载相电流IpL=UpLZ=12710A=12.7A负载线电流IlL=IpL=12.7A电源线电流IlS=IlL=12.7A电源相电流IpS=IlS=7.33A/√3下一题返回上一题幻灯片864.2.4有一三相四线制照明电路,相电压为220V,已知三个相的照明灯组分别由34、45、56只白织灯并联组成，每只白织灯的功率都是100W,求三个线电流和中线电流的有效值。I1==A=15.45AUpP134×100220[解]: I2==A=20.45AUpP245×100220I3==A=25.45AUpP356×100220由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同IN=I1+I2+I3····下一题返回上一题幻灯片874.2.5在如图所示三相电路中,R=XC=XL=25Ω,接于线电压为220V的对称三相电源上,求各相线中的电流。L1L2L3IL1IL2IL3R-jXCjXL····I1·I2·I3[解]:负载为不对称三相负载 I1===Z1U1U12R···25I2===Z2U2U23-jXC·-j25··下一题返回上一题幻灯片88··Z3U3U31jXL·j25I3===各线电流如下:IL1=I1-I3···IL2=I2-I1··· IL3=I3-I2···下一题返回上一题幻灯片894.3.1.有三个相同的电感性单相负载,额定电压为380V,功率因素为0.8,在此电压下消耗的有功功率为1.5kW。把它接到线电压为380V的对称三相电源上,试问应采用什么样的联结方式?负载的R和XL是多少?[解]:三角形联结Ip==A=4.93AUP·λP1.5×103380×0.8Z==Ω=77.1ΩIpUp3804.93R=Zcos=77.1×0.8Ω=61.7ΩXL=Zsin=77.1×0.6Ω=46.3Ω下一题返回上一题幻灯片904.3.2某三相负载,额定相电压为220V,每相负载的电阻为4Ω,感抗为3Ω,接于线电压为380V的对称三相电源上,试问该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视在功率?[解]:星形联结 Ip==A=44AZUp2205sin===0.6XLZ53cos===0.8RZ54P=3UpIpcos=3×220×44×0.8W=23232WQ=3UpIpsin=3×220×44×0.6var=1742varS=3UpIp=3×220×44V·A=29040V·A下一题返回上一题幻灯片914.3.3有一台三相电阻炉,每相电阻为14Ω,接于线电压为380V的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率。[解]:⑴星形联结UpL=UlL=380/√3/√3V=220VIp==A=15.7ARUp22014Il=Ip=15.7AP=3UpIpλ=3×220×15.7×1W=10362W⑵三角形联结Up=Ul=380V Ip==A=27.1ARUp38014=√33Il=Ip√×27.1A=47AP=3UpIpλ=3×380×21.7×1W=30894W下一题返回上一题幻灯片924.3.4试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电流和有功功率的变化：⑴工作中在M处断线,⑵工作中在N处断线。L1L2L3IL1IL2IL3Z1····I1·I2·I3Z2Z3MN未断线时相电流、线电流和有功功率分别为Ip在M处断线 在N处断线下一题返回上一题幻灯片934.3.5在如图所示三相电路中,已知Za=(3+j4)Ω,Zb=(8-j6)Ω,电源线电压为380V,求电路的总有功功率、无功功率和视在功率以及从电源取用的电流。L1L2L3ZaZbZaZaZbZbIPbIPa[解]:三个Za组成Y形联结的对称三相负载Upa=UlL=380/1.73V=220V/√3UpaIp==A=44AZa220√32+42cosja===0.6ARa|Za|53 sinja===0.8AXa|Za|54Pa=3UpaIpacosja=3×220×44×0.6W=17424WQa=3UpaIpasinja=3×220×44×0.8var=23232var下一题返回上一题幻灯片94三个Zb组成△形联结的对称三相负载Ip==A=38AZb380√82+62UpbUpb=Ul=380Vcosb===0.8ARbZb108sinb===-0.6AXbZb10-6Pb=3UPbIPacosb=3×380×38×0.8W=34656WQb=3UPbIPbsinb=3×380×38×(-0.6)var=-25992varP=Pa+Pb=(17424+34656)W=52.08kWQ=Qa+Qb=(23232-25993)var=-2.76kvarIl=S/Ul=79.2A√3下一题 返回上一题幻灯片954.3.6电路如图所示,在220/380V的低压供电系统中,分别 接有30只日光灯和一台三相电动机,已知每只日光灯的额定值 为:UN=380V,PN=40W,λN=cos=0.5,日光灯分三组均匀 接入三相电源。电动机的额定电压为380V,输入功率为3kW, 功率因素为0.8,三角形联结,求电源供给的线电流。3~L1L2L3N日光灯ILM电动机下一题返回上一题幻灯片96[解]:P=P1+P2=(40×30+3×103)W=4200WQ=Q1+Q2=P1tan　+P2tan =(1200×tan600+3000×tan36.90)var=4326var下一题 返回上一题幻灯片975.4.1收音机中的变压器，一次绕组为1200匝，接在220V交流电源上后，得到5V、6.3V和350V三种输出电压。求三个二次绕组的匝数。【解】U21 U1N21=N15 220=×1200≈27U22 U1N22=N16.3 220=×1200≈34U23 U1N23=N1350 220=×1200≈1909下一题 返回练习题题集幻灯片985.4.2已知变压器的二次绕组有400匝，一次绕组和二次绕组的额定电压为220/55V。求一次绕组的匝数。【解】U1N U2NN1=N2220 55=×400=1600返回练习题题集上一题下一题幻灯片995.4.3已知某单相变压器SN=50kV·A，U1N/U2N=6600/230V，空载电流为额定电流的3%，铁损耗为500W，满载铜损耗1450W。向功率因数为0.85的负载供电时，满载时的二次侧电压为220V。求：(1)一、二次绕组的额定电流；(2)空载时的功率因数；(3)电压变化率；(4)满载时的效率。【解】本题目是为了区别变压器空载和满载时的不同。SN U1N(1)I1N==A=7.58A50×103 6600SN U2NI2N==A=217.4A50×103 230(2)I0=3%I1N=0.03×7.58A=0.23A空载时，二次绕组没有铜损耗，一次绕组的铜损耗只有满载时一次绕组铜损耗的0.032=0.0009，故空载时的返回练习题题集下一题上一题 下一页幻灯片100铜损耗可以忽略不计。而铁损耗是不变损耗，空载与满载时铁损耗相同。故可以认为空载损耗等于铁损耗，即P0=PFe，因此求得：P0 U1NI0cosj0===0.33500 6600×0.23U2N－U2 U2N(3)△U%===4.3230－220 230(4)P2N=U2I2Ncosj2=(220×217.4×0.85)W=40653.8WP2N P1ηN==P2N P2N+PCu+PFe40653.8 40653.8+1450+500==95.4%返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片1015.4.4某单相变压器容量为10kV·A，额定电压为3300/220V。如果向220V、60W的白炽灯供电，白炽灯能装多少盏？如果向220V、40W、功率因数为0.5的日光灯供电，日光灯能装多少盏？【解】解法1：通过电流求解。变压器二次绕组的额定电流为 SN U2NI2N==A=45.45A10×103 220P UcosjI==A=0.273A60 220×1每只白炽灯的电流为I2N I=≈16645.45 0.273因而可装白炽灯数为P UcosjI==A=0.3636A40 220×0.5每只日光灯的电流为返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片102I2N I=≈12545.45 0.3636因而可装日光灯数为解法2：通过视在功率求解。P cosjS==V·A=60V·A60 1每只白炽灯的视在功率为 SN S=≈16610×103 60因而可装白炽灯数为P cosjS==V·A=80V·A40 0.5每只日光灯的视在功率为SN S==12510×103 80因而可装日光灯数为返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片1035.4.5某50kV·A、6600/220V单相变压器，若忽略电压变化率和空载电流。求：(1)负载是220V、40W、功率因数为0.5的440盏日光灯时，变压器一、二次绕组的电流是多少？(2)上述负载是否已使变压器满载？若未满载，还能接入多少盏220V、40W、功率因数为1的白炽灯？【解】(1)变压器的电压比为U1N U2Nk===306600 220变压器输出的有功功率，即日光灯消耗的有功功率为P2=440×40W=17600W忽略电压变化率，则变压器二次绕组电压等于其空载电压220V，故二次绕组电流为P2 U2cosj2I2==A=160A17600 220×0.5 下一题下一页上一题返回练习题题集幻灯片104忽略空载电流，则变压器一次绕组电流为I2 kI1==A=5.33A160 30(2)变压器的二次绕组额定电流为SN U2NI2N==A=227.3A50×103 220由于I2＜I2N，所以变压器未满载。设接入的白炽灯总功率为P，只要接入白炽灯后总视在功率（或总电流）不超过变压器的容量SN（或额定电流I2N）变压器就不会过载，故√(P+P2)2+Q22=SN式中Q2为日光灯的无功功率，由于j2=arccosj2=arccos0.5=60oQ2=P2tanj2=17600×tan60ovar=30484var返回练习题题集上一页上一题下一题下一页幻灯片105由此可得P=√SN2－Q22－P2=(√500002－304842－17600)W=22032.4W 因而可装白炽灯数为P 40=≈55022032.4 40返回练习题题集上一页下一题上一题幻灯片1065.4.6某收音机的输出变压器，一次绕组的匝数为230，二次绕组的匝数为80，原配接8Ω的扬声器，现改用4Ω的扬声器，问二次绕组的匝数应改为多少？【解】本题目是为了熟悉变压器的阻抗变换作用。改用4Ω的扬声器后应当保证一次侧的等效电阻仍与用8Ω扬声器时相同，故（）N12 N2’RL2=（）N12 N2RL1√√（）N1 N2’=N12 N2RL1 RL2=（）2302 808 4×=4.07N1 4.07N2’==≈56230 4.07返回练习题题集上一题下一题幻灯片1075.4.7电阻值为8Ω的扬声器，通过变压器接到E=10V、R0=250Ω的信号源上。设变压器一次绕组的匝数为500，二次绕组的匝数为100。求：(1)变压器一次侧的等效阻抗模|Z|；(2)扬声器消耗的功率。【解】本题目的仍是为了熟悉变压器的阻抗变换作用。 (1)一次侧的等效阻抗模|Z|即一次侧的等效电阻R，故（）N12 N2|Z|=R=RL=×8Ω=200Ω（）5002 100E R0+R(2)I1===0.022A10V (250+200)Ω扬声器消耗的功率为：P2=RI12=(200×0.0222)W=0.097W或（）N12 N2=RLI1（）5002 100=8×0.022=0.097WP2=RLI22上一题下一题返回练习题题集幻灯片1085.5.1一自耦变压器，一次绕组的匝数N1=1000，接到220V交流电源上，二次绕组的匝数N2=500，接到R=4Ω、XL=3Ω的感性负载上。忽略漏阻抗压降。求：(1)二次侧电压U2；(2)输出电流I2；(3)输出的有功功率P2。【解】(1)U2=U1=×220V=110V（）N1 N2500 1000(2)ZL=R+jXL =(3+j4)Ω=536.87oΩU2 |ZL|I2==A=22A110 5(3)P2=RI22=(4×222)=1936W返回练习题题集上一题下一题幻灯片1095.5.2某三绕组变压器，三个绕组的额定电压和容量分别为：220V和150V·A，127V和100V·A，36V和50V·A。求这三个绕组的额定电流。【解】S1N U1NI1N==A=0.68A150 220S2N U2NI2N==A=0.79A100 127S3N U3NI3N==A=1.39A50 36返回练习题题集上一题下一题幻灯片1105.6.1某三相变压器SN=50kV·A，U1N/U2N=10000/440V，Y,yn接法。求高、低压绕组的额定电流。【解】 SN √3U1NI1N==A=2.9A50×103 √3×10000SN √3U2NI2N==A=72.2A50×103 √3×400返回练习题题集上一题下一题幻灯片1115.6.2某三相变压器的容量为800kV·A，Y,d接法，额定电压为35/10.5kV。求高压绕组和低压绕组的额定相电压、相电流和线电流。【解】U1N √3U1Np==kV=20.2kV35 √3SN √3U1NI1N=I1Np==A=13.2A800 √3×35U2Np=U2N=10.5kVSN √3U1NI2N==A=44A800 √3×10.5I2N √3I2Np==A=25.4kV44 √3返回练习题题集上一题下一题 幻灯片1125.7.1试判断图5.01中各绕组的极性。【解】各极性端如图5.2中标注。1 2 3 45 6 7 8图5.2返回练习题题集返回主页上一题幻灯片1136.2.1某三相异步电动机，定子电压的频率f1＝50Hz,极对数p＝1，转差率s＝0.015。求同步转速n0，转子转速n和转子电流频率f2。【解】下一题返回练习题题集幻灯片1146.2.2某三相异步电动机，p＝1，f1＝50Hz，s＝0.02，P2＝30kW，T0=0.51N·m。求：（1）同步转速；（2）转子转速；（3）输出转矩；（4）电磁转矩。【解】（1） （2）（3）（4）上一题下一题返回练习题题集幻灯片1156.2.3一台4个磁极的三相异步电动机，定子电压为380V，频率为50Hz，三角形联结。在负载转矩TL=133N·m时，定子线电流为47.5A，总损耗为5kW，转速为1440r/min。求：（1）同步转速；（2）转差率；（3）功率因数；（4）效率。【解】（1）由题目知p＝2，所以（2） （3）上一题下一题下一页返回练习题题集幻灯片116（4）上一题下一题上一页返回练习题题集幻灯片1176.2.4某三相异步电动机，定子电压为380V，三角形联结。当负载转矩为51.6N·m时，转子转速为740r/min，效率为80％，功率因数为0.8。求：（1）输出功率；（2）输入功率；（3）定子线电流和相电流【解】（1）（2）（3） 下一题返回练习题题集上一题幻灯片1186.3.1某三相异步电动机，PN＝30kW，nN＝980r/min，KM＝2.2，KS＝2.0，求：（1）U1l＝UN时的TM和TS；（2）U1l＝0.8UN时的TM和TS。【解】（1）当U1l＝UN时（2）当U1l＝0.8UN时，由于，所以上一题下一题返回练习题题集幻灯片1196.4.1下面是电动机产品目录中所列的一台三相笼式异步电动机的数据。试问：（1）额定转差率；（2）额定转矩；（3）额定输入功率；（4）最大转矩；（5）起动转矩；（6）起动电流。下一页上一题下一题返回练习题题集幻灯片120【解】（1）由表中nN＝1470r/min可知 （2）（3）（4）（5）（6）上一页上一题下一题返回练习题题集幻灯片1216.4.2有一台老产品J51－4型三相异步电动机，PN＝4.5kW，UN＝220/380V，。试求电源电压为380V和220V两种情况下，定子绕组的联结方法和额定电流的大小。【解】电源电压380V时，定子绕组星形联结，此时电源电压为220V时，定子绕组角形联结，此时返回练习题题集下一题上一题幻灯片1226.4.3某三相异步电动机，UN＝380V，IN＝9.9A，，＝0.73，nN＝720r/min。求：(1)sN；(2)PN【解】（1）由nN＝720r/min知n0＝750r/min （2）返回练习题题集下一题上一题幻灯片1236.4.4某三相异步电动机，PN＝11kW，UN＝380V，nN＝2900r/min，lN=0.88，hN=85.5%。试问：(1)TL=40N·m时，电动机是否过载；(2)I1l＝10A时，电动机是否过载？【解】（1）由于,故当时电动机过载。（2）由于，故当时电动机不过载返回练习题题集下一题上一题幻灯片1246.4.5Y160M-2型三相异步电动机，PN＝15kW，UN＝380V，三角形联结，nN＝2930r/min，hN=88.2%，lN=0.88。KI＝7，KS＝2，KM＝2.2，起动电流不允许超过150A。若TL=60N·m，试问能否带此负载：（1）长期运行；（2）短时运行；（3）直接起动。【解】（1）由于TNE＝3V时，二极管D截上，电路中无电流，uO＝E＝3V。uiU2时，D2截止，uO＝ui。可见，这是一个双向限幅电路，输出信号uO的波形如图8.14（b）中实线部分所示。上一页 返回下一题上一题幻灯片1328.2.3在图8.14（a）（教材图8.03）所示电路中，D1和D2为理想二极管，U1=U2=1V，，试画出输出电压uo的波形。图8.14（a）图8.14（b）【解】在输入信号ui的正半周期，二极管D2截止，D1的状态则取决于ui与U1的相对大小，当ui>U1时，D1导通，uO＝U1＝1V；当ui0，二极管D正向导通，灯泡两端电压；下一页 返回下一题上一题幻灯片134在ui的负半周期时，输入信号ui<0，D反向截止，由于两灯泡皆为220V，40W，则电源电压平均分配在两灯泡上，uO1＝uO2＝（220。波形如图8.15（b）所示。（2）由于灯泡EL2在正负半周都有电流流过，所产生的热效应高，所以灯泡EL2比灯泡EL1亮一些。上一页返回下一题上一题幻灯片1358.2.6图8.16(a)(教材图8.05)为一单相半波整流电路，试求：（1）uO的波形；（2）UO与U2的关系；（3）ID与IO的关系；（4）URm与U2的关系。 图8.16（a）图8.16（b）【解】（1）设变压器二次绕组的电压 ，当0≤ωt＜π时，二极管D正向导通， 电流经二极管D流过负载RL；当π≤ωt＜2π时，二极管D反向截止，负载上没有电流。下一页返回下一题上一题幻灯片136因此，尽管电压u2是交变的，由于二极管D的单向导电性，在负载上得到了方向不变而大小随时间变化的电压，这样的电压称半波脉动电压。波形如图8.16（b）所示。（2）负载直流电压平均值（3）二极管电流也就是负载电流，其平均值为（4）在负半周期，整流元件D所受的最大反向电压返回上一页下一题上一题幻灯片137 8.3.2图8.19（教材图8.08）所示稳压电路，稳压管的UZ＝10V，Izmax＝23mA。试问稳压管的电流IZ是否超过Izmax？若超过了怎么办？图8.19【解】超过了Izmax值，可降低Ui，或增大R，或选用Izmax更大的稳压管。返回下一题上一题幻灯片1388.5.1图8.21（教材图8.09）为某晶体管的输出特性曲线,试求:UCE＝10V时，（1）IB从0.4mA变到0.8mA；从0.6mA变到0.8mA两种情况下的动态电流放大系数；（2）IB等于0.4mA和0.8mA两种情况下的静态电流放大系数。图8.21 【解】由图查得（1）（2）返回下一题上一题幻灯片1399.3.1有一放大电路，接至Us=12mV，Rs=1kΩ的信号源上时，输入电压Ui=10mV，空载输出电压1.5V，带上5.1kΩ的负载时，输出电压下降至1V。求该放大电路的空载和有载时的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。【解】本题目的是为了熟悉电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的定义。空载电压放大倍数有载电压放大倍数下一题返回下一页幻灯片140 由于所以由于所以下一题返回上一页幻灯片1419.3.2试推导图9.3（a）(教材图9.1.3）所示放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算公式。图9.8 图9.3（a）【解】图9.3（a）的微变等效电路如图9.8所示。电压放大倍数下一题返回上一题下一页幻灯片142其中　　　　　　，空载时，输入电阻（RB>>rbe时）输出电阻上一页返回上一题 下一题幻灯片1439.4.2在图9.4（教材图9.4.1）所示共射放大电路中，UCC=12V，硅晶体管的β=50，IC=1mA，UCE=6V，试确定电路中各个电阻的阻值。【解】本题是已知静态工作点求电路中的电阻值。由选取选取UB=4V，则下一题返回上一题下一页幻灯片144上一页返回上一题下一题幻灯片1459.4.3在图9.4（教材图9.4.1）所示的共射放大电路中，UCC=24V，RB1=33kΩ，RB2=10kΩ，RC=3.3kΩ，RE=1.5kΩ，RL=5.1kΩ，硅晶体管的β=66。试作静态分析和动态分析。【解】（1）静态分析下一题返回上一题下一页幻灯片146（2）动态分析上一页 下一题返回上一题幻灯片1479.4.4上题中的共射放大电路，若不加发射极旁路电容CE，试推导这时的电压放大倍数的计算公式，并计算出数值。【解】不加发射极旁路电容CE时，电路的微变等效电路如图9.10。图9.10返回上一题下一题幻灯片1489.5.1已知共集放大电路的RB=75kΩ，RE=1kΩ，RL=1kΩ，UCC=12V，硅晶体管的β=50，信号源的内阻RS可忽略不计，试对该电路进行静态和动态分析。【解】（1）静态分析（2）动态分析下一题返回上一题下一页幻灯片149 上一页下一题返回上一题幻灯片1509.5.2已知共集放大电路的RB=560kΩ，RE=5.6kΩ，UCC=12V，硅晶体管的β=60，rbe=2kΩ，信号源内阻RS=0.56kΩ，负载电阻RL=4.4kΩ，试计算（1）静态工作点；（2）空载和有载时的电压放大倍数（3）输入电阻和输出电阻。【解】（1）静态分析下一题返回上一题下一页幻灯片151（2）空载和有载时的电压放大倍数（3）输入电阻和输出电阻上一页下一题返回上一题幻灯片1529.6.1已知共集放大电路的UCC=12V，RE=4.7kΩ，RC=6.8kΩ，RL=12kΩ，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，β=100，试作静态和动态分析。【解】（1）静态分析下一题返回上一题下一页幻灯片153（2）动态分析 上一页下一题返回上一题幻灯片1549.9.2图9.14（教材图9.04）为一两极放大电路，已知晶体管的β1=40，β2=50，rbe1=1.7kΩ，rbe2=1.1kΩ，RB1=56kΩ，RE1=5.6kΩ，RB2=20kΩ，RB3=10kΩ，RC=3kΩ，RE2=1.5kΩ，求该放大电路的总电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。图9.14下一题返回上一题下一页幻灯片155【解】第一级放大电路为共集放大电路，因此电压放大倍数。第二级放大电路为共射放大电路总电压放大倍数第二级的输入电阻 第一级总负载电阻上一页下一题返回上一题下一页幻灯片156放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻上一页下一题返回上一题幻灯片1579.9.3在图9.15（教材图9.05）所示放大电路中，已知RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC1=3kΩ，RE=1.5kΩ，RB3=20kΩ，RB4=10kΩ，RC2=6.8kΩ，RE2=4.7kΩ，β1=60，β2=50，rbe1=1kΩ，rbe2=1kΩ，求该放大电路的总电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。图9.15下一题返回上一题下一页幻灯片158【解】第二级输入电阻第一级总负载电阻第一级电压放大倍数 第二级总负载电阻第二级电压放大倍数上一页下一题返回上一题下一页幻灯片159总电压放大倍数输入电阻和输出电阻上一页下一题返回上一题幻灯片1609.10.1已知图9.17（教材图9.07）所示差分放大电路的UCC=UEE=12V，RC=3kΩ，RE=3kΩ，硅晶体管的β=100，求：（1）静态工作点；（2）Ui=10mV，输出端不接负载时的UO；（3）Ui=10mV,输出端接RL=6kΩ负载时的UO。【解】（1）静态工作点 图9.17下一题返回上一题下一页幻灯片161（2）不接负载时的差模电压放大倍数当Ui=10mV时，（3）接负载时的差模放大倍数上一页下一题返回上一题下一页幻灯片162当时，上一页下一题返回上一题幻灯片16310.2.1试判断图10.01所示两电路中标有Rf的反馈电阻所形成的反馈（正、负、串联、并联、电压、电流）。 图10.01uo∞－ ++△R1 R2RfuiR3 R4(a)∞－ ++△Rfuiuo∞－ ++△(b)【解】判断结果见表10.2所示。电路正、负反馈串联、并联反馈电压、电流反馈 (a) (b)表10.2电压负串联电压负并联下一题返回练习题集幻灯片16410.2.2试分析第9章讨论的共集放大电路和共基放大电路中有无反馈，是什么反馈（正、负、直流、交流、串联、并联、电流、电压）？【解】都有反馈，分析结果见表10.3所示。电路反馈元件正负反馈交直流反馈串并联反馈电压电流反馈 共集电路 共基电路表10.3RE负直流和交流串联电压RE负直流和交流并联电压上一题下一题返回练习题集幻灯片16510.5.1在图10.5.1所示反相比例运算电路中，已知某集成运放的UCC=15V，UEE=15V，R1=10kΩ，Rf=100kΩ。(1)ui=－10mV；(2)ui=sinωtV；(3)ui=3V；(4)ui=－5V。【解】(1)ui=－10mV时， uo=－ui=－×(－10)mV=100mVRf R1100 10(2)ui=sinωtV时，uo=－ui=－sinωtV=－10sinωtVRf R1100 10上一题下一题下一页返回练习题集幻灯片166(3)ui=3V时，若uo=－ui=－×3V=－30VRf R1100 10|uo|＞UEE，这是不可能的，说明它已工作在于负饱和区，故uo=－UOM=－UEE=－15V。(4)ui=－5V时，若uo=－ui=－×(－5)V=50VRf R1100 10|uo|＞UCC，这是不可能的，说明它已工作在于正饱和区，故uo=+UOM=+UCC=15V。上一页下一题返回练习题集上一题幻灯片167 ∞－ ++△Rf∞－ ++△∞+ －+△RfRfR1 R2R2 R1+ Uo －+ U － + U －R3R1 R2图10.02Uo1Uo210.5.2在图10.02所示电路中，已知U=1.5V，R1=3kΩ，R2=2kΩ，R3=4kΩ，Rf=6kΩ。求Uo。【解】左边两个电路为反相比例运算电路右边一个为减法运算电路，且=R3 R2Rf R1Uo1=－U=－×1.5V=50VRf R16×103 3×103故求得上一题下一题返回练习题集下一页幻灯片168Uo2=－(－U)=－×(－1.5)V=50VRf R16×103 3×103 Uo=(Uo2－Uo1)=［3－(－3)］V=12VRf R16×103 3×103返回练习题集下一题上一页上一题幻灯片16910.5.3在图10.03(a)所示加法运算电路中，ui1和ui2的波形如图10.03(b)和(c)所示，R11=20kΩ，R12=40kΩ，Rf=40kΩ。求平衡电阻R2及输出电压uo的波形。uo∞－ ++△RfR11 R12 R2ui1 ui2图10.03(a) (b) (c) (d) 0ui1/Vt/s+1【解】R2=R11∥R12∥Rf=11 20++1 401 20kΩ=10kΩ0ui2/Vt/s+2－2 uo=－ui1－ui2Rf R11Rf R12=－ui1－ui240 2040 400uo/Vt/s－2=－2ui1－ui2=－2(ui1+ui2)由此求得uo的波形如图10.03(d)所示。上一题下一题返回练习题集幻灯片17010.5.4图10.04所示为两级比例运算放大电路，求uo与ui的关系。∞－ ++△2Ruiuo2∞－ ++△RfR1Ruo1+ uo －R2R2 3图10.04 uo1=－uiRf R1【解】uo2=－uo12R R2Rf R1=uiuo2=uo2－uo12Rf R1Rf R1=ui+ui3Rf R1=ui上一题下一题返回练习题集幻灯片17110.5.5图10.05所示电路中，已知Rf=4R1，求uo与ui1和ui2的关系式。 ∞－ ++△Rfui1uo∞－ ++△R1R2图10.05ui2【解】前级电路为电压跟随器，故uo1=ui1后级电路利用叠加原理分析。在uo1=ui1单独作用时为反相比例运算电路，故uo’=－ui1Rf R1在ui2单独作用时为同相比例运算电路，故（）uo’’=1+ui2Rf R1由此求得：Rf R1（）uo=uo’+uo’’=1+ui2－ui1Rf R1=5ui2－4ui1上一题下一题返回练习题集幻灯片17210.5.6图10.06所示为一反相比例运算电路，试证明： Rf R1Af=R3 R4R3 R1(1+)－uo ui=－uo∞－ ++△R1RfuiR3 R4R2图10.06【证】由于u+=u－=0，“－”端为虚地端，Rf和R4可视为并联，因而R4∥Rf R3+R4∥RfuR4=uoR3+R4∥Rf R4∥Rfuo=uR4即if=i1=ui R1由于uR4=uRf=－Rfif R3+R4∥Rf R4∥Rf=－uiRf R1（）R3+R4∥Rf R4∥Rfuo=uR4因此上一题下一题返回练习题集下一页幻灯片173（）R3 R4∥Rf=－1+uiRf R1（）R3 Rf=－1++uiRf R1R3 R4〔=－1+－（）R3 R4Rf R1R3 R1〕uiRf R1Af=R3 R4R3 R1(1+)－uo ui=－即上一题下一题返回练习题集上一页幻灯片174 10.5.7图10.07所示为一加减混合运算电路，已知R1=R2=R3=R4，R5=Rf。求此电路的输出电压uo的表达式。uo∞－ ++△R1 R2 R3 R4Rfui1 ui2 ui3 ui4R5图10.07【解】利用叠加原理求解此题。当ui1单独作用时：uo1=－ui1Rf R1当ui2单独作用时：uo2=－ui2Rf R1当ui3单独作用时，R1与R2并联接地，R4与R5并联接地，其上的电压R4∥Rf R3+R4∥Rfui3是从同相输入端输入的电压，根据同相比例运算得： （）Rf R1∥R2uo3=1+uiR4∥R5 R3+(R4∥R5)下一题返回练习题集下一页上一题幻灯片175当ui2单独作用时，同理可得：（）Rf R1∥R2uo4=1+uiR3∥R5 R4+(R3∥R5)将R1=R2=R3=R4和R5=Rf代入，求得输出电压为：uo=uo1+uo2+uo3+uo4=(ui4+ui3－ui2－ui1)Rf R1下一题上一题返回练习题集上一页幻灯片17610.5.8求图10.08所示电路中uo与ui的关系式。【解】由于理想集成运放的净输入电压和净输入电流为零，故：ui=R3i3i1=i2=i3因此uo=R1i1+R2i2+R3i3 + ui －∞－ ++△R1 R2R3图10.08∞+ －+△+ uo －=(R1+R2+R3)ui R3=uiR1+R2+R3 R3上一题下一题返回练习题集幻灯片17710.5.9图10.09所示电路是广泛应用与自动调节系统中的比例－积分－微分电路。试求该电路uo与ui的关系式。 uo∞－ ++△CfuiR1 C1R2Rf图10.09【解】由于u+=u－=0，“－”端为虚地端，因此uo=－(Rfif+ifdt)∫1 Cfif=i1=+C1ui R1dui dt代入上式，得：uo=－ui+RfC1++C1dt∫〕Rf R1dui dt1 Cfui R1)dui dt(〔C1 Cf=－∫〕Rf R11 R1Cf)dui dt〔(++ui+RfC1uidt上一题下一题返回练习题集幻灯片178　　10.5.10图10.5.8所示微分电路中，Rf=500kΩ，C=1μF，ui=(2t－sin1000t)V。求：(1)uo；(2)uo的最大值和最小值；(3)画出uo的波形。 uo∞－ ++△CuiRfR2(a)【解】(1)dui dtuo=－RfC=－500×103×10－6(2t－sin1000t)mVd dt=－500×10－3(2－1000cos1000t)mV=－1+500cos1000tmVui/Vt/s(b)4990－501(2)Uomax=(－1+500)mV=499mVUomin=(－1－500)mV=－501mV(3)uo的波形如图10.13(b)所示。图10.13上一题 下一题返回练习题集幻灯片17910.5.11图10.5.9所示积分电路中，R1=500kΩ，C=0.5μF，电路接通前电容未充电。当电路接通后，测得uo从零下降到－2mV所需要的时间为1s，求：输入的直流电压Ui，并画出输入和输出电压的波形。uo∞－ ++△CUiR1R2(a)【解】uo=－uidt∫1 R1C=－Uit1 R1C=－Uidt∫1 R1C=－Uit 500×103×0.5×10－6 Uiuot/s(b)0.5mV 0 －UOMUiuo=－4Uit－2mV=－4UiUi=0.5mVUi和uo的波形如图10.14(b)所示。图10.14上一题下一题返回练习题集幻灯片18010.5.14图10.12是应用运放测量电阻的原理电路。输出端接的电压表同上题。当电压表指示为4V时，被测Rx的阻值是多少？RxUo∞－ ++△R1图10.12500kΩV+ 5V －0~5V|Uo|=UiRx R1【解】由于得： Rx=R1|Uo| Ui=×500kΩ=400kΩ4 5上一题下一题返回练习题集幻灯片18110.6.1图10.13(a)所示为加到基本电压比较器反相输入端的输入电压ui的波形，同相输入端接参考电压UR=3V。试画出对应的输出电压uo的波形。【解】由于ui＜UR时，uo=+UOMui＞UR时，uo=－UOM因此求得uo的波形如图10.13(b)所示。ui/Vt/s6 3 0 －6(a) uo/Vt/sO+UOM－UOM(b)图10.13上一题下一题返回练习题集幻灯片18210.6.2一基本电压比较器，反相输入端加电压ui1，同相输入端加电压ui2，它们的波形如图10.14(a)所示，试绘出输出电压uo的波形。【解】把两个输入信号叠加在一起，画在同一个坐标系中，如图10.14(a)所示。由于ui1＜ui2时，uo=+UOMui1＞ui2时，uo=－UOM因此求得uo的波形如图10.14(b)所示。ui1，ui2/Vωt3 0 －3π　2π3π(a) uoωtπ　2π3πO－UOM+UOM(b)图10.14返回练习题集上一题下一题幻灯片18310.6.3在图10.15所示电路中，集成运放的UCC=UEE=9V。求R2以及下述两种情况下的uo1和uo2：(1)ui1=0.1V，ui2=－0.2V；(2)ui1=－0.1V；ui2=0.2V。【解】R2=3kΩ∥3kΩ∥3kΩ=1kΩA1是加法运算电路： ∞－ ++△ui1uo2∞－ ++△图10.15uo1∞－ ++△R2ui23kΩ3kΩ3kΩuo1´A1A2A3uo1=－(ui1+ui2)3 3=－(ui1+ui2)A2是电压跟随器：uo1´=uo1=－(ui1+ui2)A3是零比较器：uo2=+UCC=9V(uo1’＞0) －UEE=－9V(uo1’＜0)下一题返回练习题集上一题下一页幻灯片18411.1.1图是由分立元件组成的最简单的门电路。A和B为输入，F为输出，输入可以是低电平(在此为0V)，也可以为高电平(在此为3V)，试列出状态表，分析它们各是哪一种门电路。 (a)(b)(c)返回练习题题集下一页下一题幻灯片185【解】根据二极管的钳位作用可求得图(a)电路的真值表如表1所示，为或门电路。图(b)电路的真值表如表2所示，为与门电路。根据晶体管在输入为低电平时处于截止状态，输入为高电平时处于饱和状态，可知图(c)电路的真值表如表3所示，为非门电路。表3表2 表1返回练习题题集下一题上一页下一页幻灯片18611.2.1已知四种门电路的输入和对应的输出波形如图所示。试分析它们分别是哪四种门电路？【解】分析图所示波形可知，F1为或门电路的输出，F2为与门电路的输出，F3为非门电路的输出，F4为或非门电路的输出。返回练习题题集上一题下一题幻灯片187 11.2.2已知或非门和非门的输入波形如图中的A和B所示，试画出它们的输出波形。【解】由或非门和与非门的逻辑功能求得或非门的输出F1和与非门的输出F2的波形如图。返回练习题题集上一题下一题幻灯片18811.2.3已知逻辑电路及输入信号波形如图所示，A为信号输入端，B为信号控制端。当输入信号通过三个脉冲后，与非门就关闭，试画出控制信号的波形。&1【解】控制信号波形如图中B所示。图中F为输出波形。 返回练习题题集上一题下一题幻灯片18911.2.4如图(a)所示是由三态与非门组成的总线换向开关，A，B为信号输入端，分别加有如图(b)所示的两个频率不同的信号；E为使能端，它的电位变化如图(b)所示。试画出两个输出端F1和F2的波形。&ENÑ&ENÑ&ENÑ&ENÑ(a)(b)上一题下一题下一页返回练习题题集幻灯片190【解】由图可知时 时由此画出F1和F2的波形如图所示。 返回练习题题集上一题下一题上一页幻灯片19111.3.1已知异或门和同或门的输入波形如图中A和B所示，试画出它们的输出波形。【解】根据异或门和同或门的逻辑功能，画出异或门输出F1和同或门F2的波形如图所示。 返回练习题题集上一题下一题幻灯片19211.3.2试用逻辑代数的基本定律证明下列各式：（反演律）（复原律）(分配律)【证】上一题下一题返回练习题题集下一页幻灯片193(分配律)(互补律)(互补律) (0－1律)(分配律)(分配律)(0－1律)(分配律)(分配律)(重叠律)上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片19411.3.3试用逻辑代数的基本定律证明下列各式：【证】返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片195上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片19611.3.4试将下列各式化简成最简与或表达式：【解】上一题下一题返回练习题题集 下一页幻灯片197上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片19811.3.5将下列各式化简后，根据所得结果画出逻辑电路(门电路的类型不限)，列出真值表。【解】这是与门电路，逻辑符号见图，真值表见表。&返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片199这是或门电路，逻辑符号见图，真值表见表。 ≥1上一题下一题返回练习题题集上一页下一页幻灯片200逻辑电路见图，真值表见表。&1 上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片20111.3.6试分析如图所示电路的逻辑功能。&11&≥1【解】逐级推导各门电路的输出，最后求得可见该电路为异或门。上一题下一题返回练习题题集幻灯片202 11.3.7求如图所示电路中F的逻辑表达式，化简成最简与或式，列出真值表，分析其逻辑功能，设计出全部改用与非门实现这一逻辑功能的电路。&1&＝1≥1≥1【解】从输入端开始逐级分析出各门电路的输出，结果注明在图上。最后求得返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片203其真值表如表所示。A、B、C相同时，输出为1；A、B、C不同时，输出为0，故为同或门电路。由于所以改用与非门实现这一逻辑功能的电路如图所示。返回练习题题集上一题下一题上一页下一页幻灯片204 &&&&&&返回练习题题集上一题下一题上一页幻灯片20511.3.8如图是一个三人表决电路，只有两个或三个输入为1时，输出才是1。试分析该电路能否实现这一功能，并画出改用与非门实现这一功能的逻辑电路。& ≥1 && 【解】由电路求得列出真值表如表所示，由真值表可知，只要两个或三个赞成时，表决成立，该电路实现了表决功能。返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片206由于因此全部改用与非门实现这一功能的电路如图所示。&&&& 上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片20711.3.9如图电路是一个选通电路。M为控制信号，通过M电平的高低来选择让A还是让B从输出端送出。试分析该电路能否实现这一要求。&&&&【解】由电路求得由上式可知：当M=0时F=B•1=B，送出B；当M＝1时，F=A•1=A,送出A。此电路实现了选通电路的功能。返回练习题题集上一题下一题幻灯片20811.3.10如图所示两个电路为奇偶电路，其中判奇电路的功能是输入为奇数个1时，输出才为 1；判偶电路的功能是输入为偶数个1时，输出才为1。试分析哪个电路是判奇电路，哪个是判偶电路。1＝1＝1 ＝1＝1 返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片209【解】(1)图中＝1＝1 列出真值表如表所示，可见为判奇电路。返回练习题题集上一题下一题上一页下一页幻灯片210＝1＝11(2)图中 列出真值表如表所示。可见为判偶电路。上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片21111.3.11如图是一个排队电路，对它的要求是：当某个输入单独为1时，与该输入对应的输出亦为1。若是有2个或3个输入为1时，则只能按A、B、C的排队次序，排在前面的这一对应的输出为1，其余只能为0。试分析该电路是否能满足这一要求。&&11返回练习题题集上一题下一题下一页 幻灯片212【解】由电路图求得： 列出真值表如表所示。可见该电路能满足排队电路的要求。返回练习题题集上一题下一题上一页幻灯片21311.3.12图是一个数据选择器，它的作用是通过控制端E来选择将A、B两个输入中的哪个送到输出端F。试分析其工作原理，列出真值表。&ENÑ&ENÑ&【解】由电路图求得：E=1时，F=A，即选择A送到输出端；E=0时，F=B，即选择B送到输出端。真值表如表所示。 返回练习题题集上一题下一题幻灯片21411.3.13图是一个数据分配器，它的作用是通过控制端E来选择输入A送至输出端F1还是F2。试分析其工作原理，列出真值表。&&1返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片215【解】由电路求得:。因此，当 时，，即将A送至输出端F1；当时，，即将A送至输出端F2。真值表如表所示。 返回练习题题集上一题下一题上一页幻灯片21611.4.1图是一个控制楼梯照明的电路，在楼上和楼下各装一个单刀双掷开关。楼下开灯后可以在楼上关灯，楼上开灯后同样也可在楼下关灯，试设计一个用与非门实现同样功能的逻辑电路。~220【解】如果将开关A、B同时掷向上方或者下方，灯就会亮。因此灯亮的逻辑表达式为用与非门实现这一功能的逻辑电路如图所示。&&&&&返回练习题题集 上一题下一题幻灯片21711.4.2某十字路口的交通管理灯需要一个报警电路，当红、黄、绿三种信号灯单独亮或者黄、绿灯同时亮时为正常情况，其它情况均属不正常。发生不正常情况时，输出端应输出高电平报警信号。试用与非门实现这一要求。【解】根据逻辑功能列出的真值表如表所示。根据真值表由F=1的条件写出逻辑表达式，并化简：(红)(黄)(绿)上一题下一题返回练习题题集下一页幻灯片218因此用与非门实现这一要求的电路如图所示。 &&&&111上一题下一题返回练习题题集上一页幻灯片21911.4.3设计一个故障显示电路，要求：(1)两台电动机A和B正常工作时，绿灯F1亮；(2)A或B发生故障时，黄灯F2亮；(3)A和B都发生故障时，红灯F3亮。【解】设电动机A和B正常工作时为0，发生故障时为1。根据其逻辑功能列出真值表如表所示。由F=1的条件写出逻辑表达式为&&=111由此设计出电路如图所示。 返回练习题题集上一题下一题幻灯片22011.4.4试用与非门组成半加器，用与非门和非门组成全加器。【解】(1)半加器&&&&&画出半加器电路如图所示。返回练习题题集上一题下一题下一页幻灯片221(2)全加器根据输出为0的条件，可写出输出反变量的与或表达式为因此 画出全加器电路如图所示。上一题下一题返回练习题题集上一页下一页幻灯片222111&≥1&≥1上一题下一题返回练习题题集上一页'