電工與電子技術(shù)孫立坤習題答案完整版.docx

1、第一章因此乂趨于正常。1-1因為干電池內(nèi)部有電阻，根據(jù)電源的外特性，在電路工作時，隨著外電路電流的增加, 內(nèi)電路的電壓降會增大，電源的兩端電壓即外壓降，反而會有所下降；當在電路斷開時，外 電路兩端的電壓就是電源的電動勢，2解：瓦弋=端=8卸R=¥ =端=26"或r=* =滯=26.9。PN 1800Ua=18V-6V=12V, Uc=-6Vb)Ua=OV, Uc = -x2O = -4v1-3圖中所標的電流方向為電流的參考方向，1>0,說明實際方向與參考方向一致，1<0, 說明實際方向與參考方向相反。由此可以判定，h流出節(jié)點、大小為3A, I?流入節(jié)點、大 小為

2、5A, L流入節(jié)點、大小為6A,根據(jù)KCL, Ii + l2+l3+l4=0, I4=8A,方向向上流出 節(jié)點；同樣的方法，判斷出k流出節(jié)點、大小為6A,根據(jù)KCL, l4 + k + 16=0，k=4A, 方向向上流出節(jié)點。1-4根據(jù)KVL的回路環(huán)繞方向和一U2+U4-U5=0,可以確定U2和U的兩端電壓極性， 如圖中標示，同樣的方法，可以確定U|和U6的兩端電壓極性。U2=6V、U2>0,而U4= -12V. U4VO,說明U4與U2的兩端電壓極性相反；根據(jù)一U2+U4-U5=0,由此確定U5 =6V°U3=-8V,說明U3與U2的兩端電壓極性相反；對Ui、U2、B組成的回

3、路應(yīng)用KVL, 可以確定Ui的大小，代入U|-U2+U4-U6=0,可以確定成的大小。具體見圖。-2V1-5 解:a)Ua=5V，Uc = 一矗 X2Q + 5S1V1-6 W：a) Rab =b) Rab=3。點1Ab雙繞組變壓器傳送電功率時，全部是由兩個繞組之間的電磁感應(yīng)傳送的。白耦變壓器傳 送電功率，一部分由電磁感應(yīng)傳送，另一部分則是通過電路連接直接來傳送的。因此，在變壓器容量相同時，自耦變壓器的繞組比雙繞組變壓器小。同時自耦變壓器用 的硅鋼片和導(dǎo)線數(shù)量也隨變比的減小而減小，從而使銅、鐵損也減小，其勵磁電流也較雙繞 組變壓器為小。但由于自耦變壓器原、副繞組的電路直接連在一起，高壓側(cè)發(fā)生電

4、氣故障會 影響到低壓側(cè)，因此，必須采取適當?shù)姆雷o措施。4-14解：弋希 .&=/*=矗X1210匝= 715匝4- 15答:測量交流高電壓用電壓互感器，測量交流大電流用電流互感器，因為互感器是按比 例變換電壓或電流的設(shè)備。電壓互感器是降壓變壓器，二次側(cè)匝數(shù)少、電壓低，電流大，如 果短路短路電流很大，會燒壞電壓互感器；電流互感器將被測電路的大電流變換為小電流, 如果二次側(cè)如果開路，被測電路的大電流全部成為勵磁電流，會使鐵芯過熱，而旦在二次側(cè) 會感應(yīng)高電壓，損壞電流互感器，兩種情況都會危及人員安全。第五章5- 1答：改變?nèi)嗬@組與電源連接的任意兩線對調(diào)。5-2答：電動機轉(zhuǎn)差率0<s&

5、lt;lo如果0.01vsv0.06,電動機額定負載下滿載運行；如果 0.(X)l<s<0.007,電動機空載運行。5-3答：異步電動機的定子繞組已經(jīng)與電源接通，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，由于轉(zhuǎn)子被阻，轉(zhuǎn)子 與旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速最大，轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流，定子繞組中的電流就會維持啟動 電流,而啟動電流可達額定電流的47倍，如果長時間不能轉(zhuǎn)動，電動機就有被燒毀的危險。 如果遇到這種情況，應(yīng)立即斷開電源。5-4答：電動機功率選擇太大，而拖動的負載較輕，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，電動機輸 出的機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利，而且還 會造成電能浪費。在額

6、定電壓和額定負載的情況E電動機功率因數(shù)和效率較高。5-5答:根據(jù)電源電壓和電動機的銘牌要求進行合適的連接。一般4kW以上的大功率電動機, 聯(lián)接成三角形。5-6解：據(jù)題意，該電動機的同步轉(zhuǎn)速no=iOOOr/min,磁極對數(shù)P=3額定轉(zhuǎn)差率s = 心 =100°-960 = 0.04n0 10006or n =P額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子電流的頻率9 = % = 釁 =48Hz60605-7解：據(jù)題意，該電動機的磁極對數(shù)P=2額定轉(zhuǎn)差率Sn = 號=華端絲=0.04空載轉(zhuǎn)速n° = n】一 n】x So = 1500 r/min 1500 r/min x 0.0026 = 1496 r/

7、min5-8答：啟動時，如果某一相繞組斷路，就不能形成旋轉(zhuǎn)磁場，將無法啟動，轉(zhuǎn)子會左右擺 動，有強烈的嗡嗡聲，繞組斷路的那相電流表無電流，其他兩相升高。如果是在運行過程中， 某一相電源線斷路，由于慣性，電動機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速降低電流加大，其運行的兩相 繞組中電流約增大到額定電流的V5倍。該電流大于一般的過載運行電流，但小于繞組短路 電流，所以保護裝置一般不會動作，因此缺相運行如果不能及時發(fā)現(xiàn)，停止電動機的運行, 必將因過熱而燒毀。5-9答：電源電壓為380V時，星接，每相繞組的的電壓為220V,電源電壓為220V時，角 接，兩種連接方式下每相繞組的電壓均為220V,因此兩種情況下啟動電流和

8、啟動轉(zhuǎn)矩一樣 大。當電源電壓為380V時，不能采用Y-啟動。這臺電機按標定，當定子繞組為星形時接 380v,為角形時接220v,是直接啟動。如果進行Y-變換的啟動方式，運行時的電壓是 380v,電機會燒毀。5-10解：電動機三角形連接（）,相電壓等于線電壓即Up = Up = 380V,起動能力為2,滿 載直接起動要求Tl=Tn，由己知得Tst = 2Tn = 2Tl,所以可以滿載直接起動。如換成星形連接（Y） , Up = = 220V12TstY = Tstz = § Tn.不可以滿載直接起動三角形連接時（）,如滿載直接起動，即Tst = Tl9380 V2*u U- = TUm

9、in = 267V5-11解：（1）試選用直接起動電動機的額定功率為37KW,遠遠大于10KW,最好不用直接起動。（2）試選用星型一三角形換接起動1 1TstY = §Tsm = - X 1.9Tn = 0.633Tn < 0.9TN因此帶不動90%的額定負載起動，不能采用。（3）試選用自耦變壓器降壓啟動若選定起動時電壓降低到65%Un，其起動轉(zhuǎn)矩Tst = 0.652Tst = 0.652 x 1.9TN = 0.803TN < 0.9TN因起動轉(zhuǎn)矩低而不能采用若選定起動時電壓降低到80%Un，其起動轉(zhuǎn)矩Tst = 0.82Tst = 0.82 x 1.9Tn = 1.

10、216TN > 0.9TN起動轉(zhuǎn)矩能滿足帶負載的要求。因此確定選用自耦變壓器降壓啟動，起動時電壓降低到8（）%Un。5-12答：在定子上加裝了一套與工作繞組在空間相差90度的啟動繞組，并且在啟動繞組上 面串聯(lián)一個電容器，兩個繞組接在同一個單相交流電源上，選擇合適的電容，可以使兩個繞 組中的電流相位差為90。,這樣的兩相繞組通入互差90。的兩相交流電，便能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場， 電動機的轉(zhuǎn)子就會沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。5-13答：相同之處：由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子結(jié)構(gòu)基本相同，使用單相交流電源， 是小功率電動機。不同之處：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速特點不同。異步電動機，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速小，存在 轉(zhuǎn)差

11、率，而同步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速恒定不變，且總是與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同。 罩極式單相異步電動機轉(zhuǎn)子仍為籠型；微型同步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可分為磁阻式、磁滯式、 永磁式三類。5-14答：直流電動機的結(jié)構(gòu)分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。定子包括：主磁極，機座，換向 極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風扇等。通常直流電動機的勵磁方式有4種：他勵、并勵、串勵和復(fù)勵。他勵是指勵磁繞 組與電樞沒有電的聯(lián)系，勵磁電路是由另外直流電源供給的；并勵是指并勵繞組兩端 電壓就是電樞兩端電壓；串勵是指勵磁繞組是和電樞串聯(lián)的，內(nèi)磁場隨著電樞電流的 改變有顯著的變化。復(fù)勵是指電動機的磁通由兩個繞組內(nèi)的勵

12、磁電流產(chǎn)生。5-15答:步進電動機一般采用專用驅(qū)動電源進行調(diào)速控制，能將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移。 步進電動機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一個磁場， 該磁場會帶動轉(zhuǎn)了旋轉(zhuǎn)一定的角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。 當定子繞組每輸入個電脈沖，定子的磁場就旋轉(zhuǎn)個角度，轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)過 一個角度，轉(zhuǎn)子的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速和加轉(zhuǎn)動的加速度與脈沖頻率 成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)，所以電動機各相繞組的通電順序來控 制步進電機的轉(zhuǎn)動方向，5- 16答：電鉆用于在金屬、塑料及類似材料上鉆孔。沖擊電鉆用于在磚石、輕質(zhì)混凝土等脆性材料上鉆孔。電錘用于在

13、混凝土、磚石等建筑物構(gòu)建上鑿孔、開槽、打毛等。電剪刀用于裁剪鋼板、鋁材及其他金屬板材。角向磨光機用于切割不銹鋼、普通碳素鋼的型材或管材，修磨工件的飛邊、毛刺。 型材切割機用于切割圓形或異形鋼管、角鋼、槽鋼、扁鋼等各種型材，直徑不大 的圓鋼等，廣泛用于設(shè)備與電氣安裝、建筑五金、石油化工、鋼鐵冷金、船舶修造等 部門。石材切割機用于陶瓷材料、磁性材料、玻璃、混凝土及各種石材的切割和劃線， 廣泛用于建筑、住房裝潢等領(lǐng)域。/r/r 、 E第八早6- 11某機床主軸電動機Ml,要求Ml：(1)可進行可逆運行；(2)可正向點動、兩處起動、停止:(3)可進行反接制動；(4)有短路和過載保護。試畫出其電氣電路圖

14、。 解：6-12有兩臺電動機Ml、M2,要求：(1) 按下控制按鈕SB2,電動機Ml起動；經(jīng)過延時10s后，電動機M2自動起動;(2) M2起動后，Ml立即停車；(3) 控制電路應(yīng)有短路、過載和零壓保護環(huán)節(jié)。請畫出主電路和控制電路原理圖。解：控制線路如圖解2-29所示。(1) 此題為兩臺電動機直接起動控制，主電路比較簡單，省去不畫，只畫出控制電路。(2) 主電路中由接觸器KM1、KM2分別控制兩臺電動機的起動；熱繼電器FRI、FR2的 熱元件串接在兩臺電動機主電路中，作為對電動機過載的保護環(huán)節(jié)。(1) 控制電路主要為電動機單向起動控制環(huán)節(jié)。其中SB1為兩臺電動機的停止按鈕，SB2 為電動機Ml

15、的起動按鈕；電動機Ml的白鎖觸點由時間繼電器的瞬動觸點KT代替；電動 機M2的起動按鈕由時間繼電器的延時閉合的常開觸點KT代替。在控制電路中，KT選用 通電延時型時間繼電器。(2) 當按下Ml起動按鈕SB2后，接觸器KM1和時間繼電器KT的線圈同時通電，電動 機Ml起動，時間繼電器的瞬動觸點KT閉合，保證了接觸器KM1和時間繼電器KT線圈 的通電。(3) 經(jīng)10S延時后，時間繼電器KT的延時閉合的常開觸點閉合，使接觸器KM2線圈通電， 電動機M2起動，接觸器KM2常開觸點閉合白鎖；同時接觸器KM2串接在KMI支路上的 常閉觸點斷開，切斷接觸器KM1線圈的供電，其串接在Ml主電路上的KM1常開主

16、觸點 斷開，Ml停車。(4) 時間繼電器KT線圈由其瞬動觸點KT保持供電。(5) 控制電路中主要有如下保護環(huán)節(jié)：熔斷器FU作短路保護；熱繼電器FRI、FR2的常 閉點串聯(lián)在各支路中作過載保護；接觸器KMI、KM2的自鎖觸點作零壓保護。6- 13設(shè)計一繼電-接觸器控制電路，完成3臺電動機的控制?？刂埔螅?1) 按鈕SB2控制電動機Ml的起動，按鈕SB4控制電動機M2的起動，按鈕SB6控制電 動機M3的起動，按鈕SB1、SB3、SB5分別控制3臺電動機的停止；(2) 按下SB2后Ml起動，按下SB4后M2起動，按下SB6后M3起動；(3) 電動機Ml不起動，M2、M3不能起動并且應(yīng)有短路、零壓和

17、過載保護。請畫出主電路和控制電路原理圖。解：控制線路如圖2-28所示。(1) 根據(jù)題意要求分析，三臺電動機的主電路是互相獨立的，控制電路也基本相似，但三 臺電動機控制電路之間的關(guān)系是順序控制的關(guān)系。(2) 主電路使用3個接觸器KM1、KM2、KM3分別控制三臺電動機的起動；熱繼電器FR1、 FR2、FR3熱元件串接在三臺三相電動機主電路中，作為對電動機過載的保護環(huán)節(jié)。刀開關(guān) QI、Q2、Q3用于主電路三相電源的通斷。（3）在控制電路中，KM1支路為正常單向啟動控制電路，SBI為Ml的停止按鈕，SB2為 起動按鈕，KM1常開觸點為自鎖點；在KM2支路中電動機M2起動按鈕SB4支路中串聯(lián) 了 KM

18、1的常開觸點，以保證KM1線圈通電其常開觸點吸合，電動機Ml起動后KM2線圈 才能通電；同樣，在KM3支路中電動機M3起動按鈕SB6支路中串聯(lián)了 KM2的常開觸點。 通過引入接觸器常開觸點串聯(lián)在起動按鈕支路中，以此來保證了三臺電動機的起動順序。（4）三臺電動機停車互相獨立，分別由停止按鈕SBI、SB3、SB5控制。（5）熔斷器FU、FU1、FU2、FU3、FU4作短路保護；熱繼電器FR1、FR2、FR3的常閉 點串聯(lián)在各支路中作過載保護；接觸器KMI、KM2和KM3的白鎖觸點作零壓保護，完善 了電路的保護環(huán)節(jié)。第七章7- 1答：純凈的且原子排列整齊的半導(dǎo)體叫本征半導(dǎo)體。在室溫下，由于熱運動，半

19、導(dǎo)體的外層價電子中的少數(shù)電子可能獲得較大能量，會掙脫 束縛而成為自由電子，同時在原來共價鍵的位置上會留下一個缺少負電荷的空位，這個空位 叫做空穴。在本征半導(dǎo)體硅（或錯）中摻入少量的五價磷元素，自由電子數(shù)遠遠超過空穴數(shù)，電子 為多子，空穴為少子，導(dǎo)電以自由電子為主，故這種半導(dǎo)體稱為電子型（N型半導(dǎo)體）。在本征半導(dǎo)體中摻入少量的三價硼元素時，具有3個價電子的硼原子在與周圍的硅原子 組成共價鍵時，尚有一個空穴沒有填滿，從而產(chǎn)生一個空穴。由于每一個硼原子都要提供一 個空穴，使得空穴數(shù)目遠大于自由電子數(shù)目，空穴為多子，自由電子為少子，導(dǎo)電以空穴為 主，故稱為空穴型半導(dǎo)體。7- 2答：在一塊本征半導(dǎo)體的晶

20、片上摻入不同化合價的雜質(zhì)，形成高濃度的N區(qū)和P區(qū)兩種 類型的雜質(zhì)半導(dǎo)體，由于N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴存在濃度差，在交界處存在著電子和空 穴的擴散運動，靠近P區(qū)界面會形成一個負電荷區(qū)，靠近N區(qū)界面會形成一個正電荷區(qū)， 當達到動態(tài)平衡時，在交界面處形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū)旦電阻率很高，PN結(jié)形成。給PN結(jié)加正向偏置電壓，外電場與內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場，有利于擴散運動 的進行，形成較大的擴散電流，方向是由P指向N,此時PN結(jié)電阻很小，認為PN結(jié)正向 導(dǎo)通。給PN結(jié)加反向偏置電壓，外電場與內(nèi)電場方向相同，增強了內(nèi)電場，不利于擴散運 動的進行，此時結(jié)電阻很大，認為PN結(jié)反向截止。7- 3答：二極管的主要

21、特征是單向?qū)щ娦?。主要參?shù)有最大正向整流電流Ifm、最高反向工 作電壓Ufm、反向電流Ir、最高工作頻率fMo7- 4答：穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)，利用它的反向擊穿特性可以穩(wěn)定直流電壓。使用時應(yīng) 注意必須接入限流電阻，使其流過的反向電流在bminhrnax范圍內(nèi)變化。7- 5答：晶體管的結(jié)構(gòu)形式只有PNP型或NPN型兩種。(a) NPN 型具有電流放大作用的外部條件是：NPN型發(fā)射結(jié)加正向電壓（正向偏置），集電結(jié)加反向電 壓（反向偏置），PNP型發(fā)射結(jié)加反向電壓（反向偏置），集電結(jié)加正向電壓（正向偏置）。7- 6答：不可以。因為三極管內(nèi)部是NPN或PNP的結(jié)構(gòu)，二極管是PN結(jié)構(gòu)，如果兩個二 極

22、管相連接組成一個晶體管，就成了 PNNP或NPPN的結(jié)構(gòu)了，三極管必須有一個共用的 而且很薄的N或P區(qū)才可以工作在放大狀態(tài)，否則就無法放大了。要是反過來把三極管當 一個二極管用倒是可以。7- 7答：發(fā)射區(qū)和集電區(qū)雖是相同類型的半導(dǎo)體，但發(fā)射區(qū)摻雜較重，載流子濃度較高，集 電區(qū)摻雜次之，載流子濃度次之，因此，兩者不可互換。7-8答：兩個晶體管的基極電流lb變化量相同，都是20pA,但集電極電流L的變化量a）管 的大于b）管的，因此伉 > 傀。7一9 解"邳=芝=|=1。7-10 解：由圖可知：Uc = 10V, IB = 60pA 時，Ic = 4mAP = - = = 67r

23、lB 60nA7-11答：晶閘管的導(dǎo)通條件是（1）晶閘管陽極和陰極間加正向電壓；（2）控制極電路加適 當?shù)恼螂妷海▽嶋H工作中加正觸發(fā)脈沖信號）。要使晶閘管重新關(guān)斷，必須將陽極電壓降 至零或為負，使晶閘管陽極電流降至維持電流Ih以卜。晶閘管導(dǎo)通后，如果斷開控制極的 觸發(fā)信號，晶閘管會維持導(dǎo)通狀態(tài)。第八章8-1 （a）不能。缺Rc; Ci、C2極性接反。（b）不能。缺Rb；（c）不能。Rb應(yīng)接到G右側(cè)。（d）不能。G、C?極性接反。8-2 (a)Ac = 12VR rb 510m« 0.024 niA ,Ic = B【b = 100 x 0.024mA = 2.4mAUCE = Ucc

24、 一 IcRc = 12V - 2.4mA x 2KQ = 7.2V；所以三極管工作在放大區(qū)。"Rb lOOQa ().12譏，Ic = (31R = 100 x 0.1= 2niA ,UCE = Ucc - ICRC = 12V -12/714 x2/n = -12V；所以三極管工作在飽和區(qū)。(此時UZ，U“7"。，奪多=器=6湖，"乒喘= 0.06湖)(c) Ib=0，Ic=0, Uce=Ucc=12V：所以工作在截止區(qū)。X小罟,矗部岫，Ic = pIB = 60 x 0.04/nA = 2AtnA ,Re = Ucc - fcRc = 12V - 2.4mA

25、 x 40 = 2.4V ；(2)交流通路rbc=300+26mV/lBinA=300+26mV/0.04mA=950Q;r .4000(4) /?irbe=950Q» R°= Rc=4kQ,= P = -60x« 253 ；瞄126.5。 項rbe9508-4(1)直流通路°廣鳧;始=翥m = 4V, UE.75V；UUSe 二 4_Q.7Re Re 2000=1.65/nAUCE « Ucc - IC(RC + 4)= 16 -1.65(3 + 2)= 7.75V (3)穩(wěn)定工作點的過程如下：丁( 5 * * 一 日S F 一徐8- 5等效

26、電路如卜圖/，二 Wrl 5.igu -U 1 5V-1VR"=勺4 = v = 2.550。5AkCl電壓放大倍數(shù)小于1但近似等于1,輸入電阻高，輸出電阻低；主8-6射極輸出器的特點：要應(yīng)用于輸入級、輸出級和中間隔離級。8-7 見表 8-1。8-8 R - Ri = 3 kQ； R<>= R<>z= 1 kQ；不帶負載時4|=-1 = -Axf = -80,=-A = -50；S 3 rhe2帶負載時4=*竺匝=*笠，壽卜80號一 53,& = 4；：2 =(-53).(-25)=1325。8-9 (1) ri2 = Rbl / 膈 Q 膈=0.60

27、,/?； , = Rn /ri2 = 6/0.6 = 0.551，R" = RC2 = 3Ail,“一遺=5罕2,(2)4 = 4.-A<2=(-22)-(-200)=44008- 10反饋是將放大電路輸出信號的部分或全部返送回輸入端并與輸入信號疊加的過程； 負反饋的基本類型有四種：串聯(lián)電壓負反饋，并聯(lián)電壓負反饋，串聯(lián)電流負反饋，并聯(lián)電流 負反饋。8- 11 (1)反饋深度1+AF=11； (2)閉環(huán)放大倍數(shù)A,=A/l+AF9o8-12 (a) Rf為反饋元件：因Rr與輸入信號并聯(lián)，所以引入并聯(lián)反饋；因Rf從VT?的發(fā)射極 引出，所以引入電流反饋；根據(jù)電壓瞬時極性法判別Rf引

28、入負反饋；R閉環(huán)既能通過交流 信號又能通過直流信號；因此R引入的是并聯(lián)電流交直流負反饋。(b) Rf為反饋元件；因Rf與輸入信號串聯(lián)，所以引入串聯(lián)反饋；因Rf直接由放大電路輸 出端引出，所以引入電壓反饋：根據(jù)電壓瞬時極性法判別心引入負反饋；Rf閉環(huán)因有電容 C2隔直通交，只能通過交流信號；因此Rf引入的是串聯(lián)電壓交流負反饋。8- 13提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性；改善非線性失真；展寬通頻帶；改變輸入電阻和輸出電阻。8- 14自激振蕩是指在放大器的輸入端雖不加輸入信號，但輸出端仍有一定頻率和幅值的 交流輸出信號。自激振蕩的條件是：相位平衡條件(反饋電壓4與輸入電壓的必須同相 位，即為正反饋)和幅值平衡條

29、件(反饋電壓s與輸入電壓“i的幅值必須相等，即 時=I)。8- 15 (a) A與B、C與D連接能產(chǎn)生振蕩；因為放大電路為共射電路，根據(jù)電壓瞬時極性 法判別電感L的下半部分引入了正反饋，把信號加到了三極管的基極上。(b) A與C、B與D連接能產(chǎn)生振蕩；因為放大電路為共基電路，根據(jù)電壓瞬時極性法判 別電容C2引入了正反饋，把信號加到了三極管的發(fā)射極上。8-16 (1)變壓器反饋式LC正弦波振蕩器；(2)三極管等元件組成共基放大電路；L和C2、 Co并聯(lián)諧振回路組成選頻電路；L的下半部分引入了正反饋；依靠三極管的非線性來穩(wěn)幅。京=C盤)=2*170x1心5 + 36。)幻。-危°面以扁大

30、=2"+%小)=2利170x10-6(15 + 12)x0” "23W/fe8-17 "地小一 2就最人C最大 一 2E6x 1(/x lx。* 一9-95HZ ”炳大=2無gC最小=21x160 x 0.01x10-6 = 99522 HZ8- 18壓電諧振；電感、電阻和電容；兩種電路：串聯(lián)型石英晶體振蕩器、并聯(lián)型石英晶體 振蕩器。第九章9- 1零點漂移是當輸入信號為零，輸出信號隨外界條件變化而偏離靜態(tài)值的現(xiàn)象；由于零點 漂移的存在，使得放大器輸出端既有被放大的真信號，又有零點漂移產(chǎn)生的漂移信號，當漂oaobc) Rab = 3Q1-7解：（1）支路電流法回路的

31、繞行方向如圖所示，根據(jù)KCL、KVL設(shè)各支路電流及其參考方向、I|-h-l3 = 02, 一 4+312 12=06h+12312=0代入己知數(shù)據(jù)得：II hh=02Qxi(-4V+3Qxi2-i2V=06QxI3+12V-3QxI2=o解得：Ii =3A, I2=«A,【3= （2）疊加原理電動勢為4V的電源單獨作用時：- 4V = e , 3®6。= 1A3H+6Q,4V 2Q x 1A 2板=*3Q,4V 2Q x 1A 1【3=3A602ft+6QO12V-3QX 旨 AI； = 2A12Q12V-3Hxf A 2r - z a13 - 6Q 3A移信號與輸出端的有

32、用信號數(shù)房:級相同時，有用信號將被淹沒。9- 2共模信號是指無用的干擾或噪聲信號；差模信號是指要放大的有用信號；共模放大倍數(shù) 是差分放大器對共模信號的放大倍數(shù)；差模放大倍數(shù)是差分放大器對差模信號的放大倍數(shù)； 共模抑制比是差模放大倍數(shù)Ad與共模放大倍數(shù)A。之比。9- 3（1）凡=句=1=-40； （2）色壞=總/1|=|-40/0.01|=4000。9-4四種：雙端輸入雙端輸出，4/（如雙）=4/| =4/2 ；雙端輸入-單端輸出， 如雙-簞）=! Ad（雙一雙）；單端輸入-雙端輸出，（單一雙）=Ad（雙一雙）；單端輸入-單端輸出， 4；（單_耳）=Ad（雙一單）。9- 5虛短、虛斷；輸出電壓具

33、有兩值性或-U°m，理想運放的輸入電流等于零。9- 6理想運放的同相輸入端與反相輸入端的電位相等，好像兩點短路一樣，稱為“虛短”。反 相比例運算電路中，“+ 二（）,又因為加=卜,故說明反相輸入端是一個不接地的“接地”端， 稱為“虛地”。運放的同相輸入端和反相輸入端的電流都等于零，如同這兩個輸入端內(nèi)部被 斷開一樣，稱為''虛斷虛地是虛短的特例，是反相輸入放大器的重要特性。9-7電路為同相比例運算電4=|= J1+陛=，解得I RJ lii I ） 2.1V9- 8 電路為加法運算電路 ut> =W/2 = - x 4 - x （- 3）= 8V :°1

34、 R2 6030平衡電阻 /?4 = /?,/?,/?. =60/30/240 =18.5o 9-9 （1）第一級電路為同相電壓跟隨器uoi = w（.,R第二級電路為反相比例運算電路心=-一 u（ARr onn所以 “。=-即產(chǎn)-腎（-2）=沙。9- 10利用疊加定理計算 （1）假設(shè)= 0 ,此時電路為反相比例運算電路，比,=-牛1婦R（2）假設(shè)= 0 ,此時電路為同相比例運算電路，< =R72所以心=此+ < =虬2 + § (坊2 -I )。9-11 (1)變號運算，uRf 50u： =w. = w. , R|=50kQ；(2)同相電壓跟隨器，虬,=i+&k

35、，的=oo (斷開);(3)同相比例運算，uo1+四*=30綸，K=20/29kd(4)反相比例加法運算,，=100100100-rui2 - W/3KK2=一20。+%+虬3)所以 r,= r2= R3=5kQo9-12電路為積分運算電路，u,為常數(shù)，所以"=一一uf ° RC '1u(A = 0V 時，0 =20xl03x5xl0X1'Z，* Z，_01知=T0V時，而E帝所需要的時間為：t = t2-ty= l.y9-13此電路為微分運算電路，u(,= -RC牛=-(10 xl03)x(30 x 1薩氣 =-0.3牛0-t)段,y_0.3".

36、3tana = 6.25ht2 段,uo = -0.3- = -0.3 tan a = 0t2t3 段»伯,=-0.3的=-0.3 tan a = -0.3 x(- 0.2)= 0.06V9-14此電壓比較器的單門限電壓為Ur=+3V,輸出電壓由雙向穩(wěn)壓管限幅為u°=±6V。當件 >+3V時,wo = -6V ；當、<+3V時,wo = +6V ；當i =+3V 時,。發(fā)生跳變。9- 15為了防止電源極性接反而損壞集成電路，采取電源極性錯接保護：輸入信號過大會影 響集成運放的性能，甚至造成集成運放的損壞，采取輸入保護；為了防止輸出端觸及過高電 壓而引起

37、過流或擊穿，采取輸出保護。9- 16功率放大器是要求它輸出足夠大的不失真（或失真很?。┑墓β市盘枺谴笮盘柗糯?器；基本要求是：有足夠大的輸出功率，效率要高，非線性失真要小。9-17分為甲類、乙類和甲乙類三種功率放大器；甲類功率放大器失真小，但效率低、耗電 多。乙類功率放大器輸出功率大、效率高.，但失真較大。甲乙類功率放大器采用兩只功率管推挽 工作，可以避免交越失真°9-18 P 1豎妃華旦、業(yè)小4陽'沖 2 Rl 2 Rl 28第十章10- 1 解：Uo = O.45U = 0.45 X 40V = 18VUrm =拒u = V2x40V = 56.4V二極管選用2AP6（

38、 12mA, 100V）。為了使用安全，二極管的反向工作峰值電壓要選得比t/叫大一倍左右。10- 2解：（1）當采用半波整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為: U ?4U2 =2- = = 53.3V 0.45 0.45整流二極管承受的最高反向電壓為：RMUrm =扼。2 =L4 lx 53.3 = 75.2 V流過整流二極管的平均電流為：/D = /o = 1 A因此可選用2CZ12B整流二極管，其最大整流電流為3A,最高反向工作電壓為200V。（2）當采用橋式整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為： U ?4U, m = 26.7V-0.9 0.9整流二極管承受的最高反向電壓為：Urm

39、= 42U2 = 1.41x 26.7 = 37.6 V流過整流二極管的平均電流為：/d=?/°=05A因此可選用四只2CZ11A整流二極管，其最大整流電流為1 A,最高反向工作電壓為100Vo10- 3 解：(1)負載電流：l()= = A = 2A*50每個二極管通過的平均電流：/d=；/“=1A變壓器二次側(cè)電壓的有效值為：u= = v = w0.9 0.9考慮到變壓器二次側(cè)繞組及管子上的壓降，變壓器二次側(cè)電壓大約要高出10%, BP：lllxl.l = 122U,于是：URM =>/2xl22V = 171V因此，可選用2CZ56E二極管，其最大整流電流為3A,反向工作峰

40、值電壓為300V。(2)變壓器的變比：K = = 3.1122變壓器二次側(cè)電流的有效值為：/ = 1.1= 1.11 x 2A = 2.22A變壓器的容量為：S = W = 122x2.22VA = 271UA 可選用 BK300 (300V-A), 380/122 的變壓器。10-4解：(I)整流二極管：流過整流二極管的電流為：= -/, =-x = ix / = O.O5A = 5O/7?/l' 2 ° 2R, 2 300由于ua.2Uj,所以變壓器二級側(cè)電壓的有效值為:U= = V = 25V1.2 1.2整流二極管所承受的最大反向電壓為:U=42U=35V(2)濾波電

41、容器根據(jù)式，取月C = 5xf,所以RlC = 5x-s = 0.05s已知R, = 300Q ,所以C = F = 67uF30010- 5解：流過整流二極管的平均電流：/D =-/o =- = -x = 0.24A = 240mAd 2 ° 2 佑 2 100變壓器副邊電壓有效值:整流二極管承受的最高反向電壓：RM =1.41x40 = 56.4 V因此可選擇2CZI1B作整流二極管，其最大整流電流為IA,最高反向工作電壓為200V。t n 09 取 r=/? c = 5x- = 5x = 0.05s,貝ij：L 22= 500x106F = 500 gFC = Rl10-6解：

42、（1）, = 1.2% =1.2x20 = 24/100= 3.由 /?zC = 5x- = 5x = 0.055七 220 0524R, = - = 2()(0 則 /, = = 120mA250x10-6" 200U DRM扁=?" 6。心。心=皿見=20>/2V（2）變壓器副邊短路，通常變壓器輸出端熔斷器熔斷，則lo = 0（3）當口管發(fā)生虛焊時，橋式整流電路成為半波整流電路，旦仇管無電流通過，則U<t =U.=20VJ= = = 00mA, lD, = 0 "2" R, 2000410- 7解：根據(jù)輸出電壓U() = 2V的要求，負載

43、電流最大值Io,. = £ = ' 2 A = 4mAR, 3000選擇穩(wěn)壓二極管2CW60,其穩(wěn)定電壓”z=(1L512.5)V,穩(wěn)定電流Iz = 5mA ,最大穩(wěn)定電流 7ZW = 19/wA o10- 8圖(a)圖(b)題10.8圖解：3)M=U°)RR；U. = u_ U,=U"-5 則 Uo = (1 + 甘)(b) U_ = RlIou_=S=uu#=(&+&)/T2第十一章11- 1答：光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，涉及光學、電子學、計算機技術(shù)等前沿 學科理論，是多學科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學科。由光了技術(shù)和電子

44、技術(shù)結(jié)合而成的光電子技術(shù)，圍繞著光信號的產(chǎn)生、傳輸、處 理和接收，涵蓋了微加工、微機電、新材料、新器件和系統(tǒng)集成等一系列基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng) 域。光電子技術(shù)研究的熱點在光通信領(lǐng)域，這對全球信息高速公路的建設(shè)起著舉足輕 重的作用。11- 2答：發(fā)光二極管還可作為光源器件將電信號變換成光信號，廣泛應(yīng)用于光電檢測技術(shù) 領(lǐng)域中。發(fā)光二極管簡稱為LED管，是由鐐（Ga）、珅（As）、磷（P）等化合物制成，用 這些材料制成的PN結(jié)，加上正偏電壓，就可以將電能轉(zhuǎn)化成光能而發(fā)光。發(fā)光二極管的顏色取決于制作PN結(jié)所用的材料，由磷砰化鐐材料制成的二極管發(fā)紅光, 由碳化伸半導(dǎo)體材料制成的二極管發(fā)黃光，由磷化鐐半導(dǎo)體材料制成的

45、二極管發(fā)綠光，由神 化鐐和神鋁化鐐半導(dǎo)體材料制成的二極管會發(fā)紅外光。還有一種能發(fā)雙色光的二極管，它是 將兩個管芯封裝在一個外殼之內(nèi)，可以發(fā)紅光，也可以發(fā)綠光。有的發(fā)光二極管將塑料封裝 的外殼做成紅色或綠色，發(fā)光時就會呈現(xiàn)紅色或綠色。11-3答：紅光激光二極管發(fā)出光波波長為670nm左右，它的核心是由錮鐐鋁磷（InGaAIP） 半導(dǎo)體材料做成的二極管。工作原理是：激光發(fā)射二極管在正偏壓作用FPN結(jié)區(qū)有過剩的 大量電子注入，并與該處空穴復(fù)合，由于形成極大的光子密度，受激發(fā)射，在內(nèi)部又形成反 射反饋，于是產(chǎn)生了極強的相干光單色激光束。工作條件是：外部所加的工作電流要越過閾值電流。紅光半導(dǎo)體激光二極管

46、可以做成激光器，廣泛用于激光條碼閱讀器、激光打印機、音頻 光盤（CD）、視頻光盤（VCD）以及激光測量等多種領(lǐng)域。紅光激光二極管具有體積小、壽 命長（5萬小時以上）、電壓低、耗電省、價格便宜等一系列優(yōu)點。其性能遠優(yōu)于紅光家釵 激光管，迅速占領(lǐng)了激光應(yīng)用領(lǐng)域。11- 4答：光敏二極管與發(fā)光二極管都屬于光電轉(zhuǎn)換器件，結(jié)構(gòu)上非常類似，都有一個PN結(jié)， 差別在于光敏二極管的PN結(jié)是吸收光能，發(fā)光二極管的PN結(jié)是發(fā)出光能。光敏二極管又稱光電二極管。光敏二極管是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其基本原理是當光線照 射在PN結(jié)上時，光能被吸收，轉(zhuǎn)換成為電能。光敏二極管是施加反向電壓，管子中的反向 電流會隨光線照射強度增加

47、而增加，光線越強，反向電流越大。發(fā)光二極管簡稱為LED管，是由鐐（Ga）、珅（As）、磷（P）等化合物制成的，用這 些材料制成的PN結(jié)，加上正偏電壓，就可以將電能轉(zhuǎn)化成光能而發(fā)光。11- 5答：硅光電池是一種將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，為硅半導(dǎo)體材料制成。硅光 電池實際上是一個面積很大的PN結(jié)。當光線照射硅光電池表面時，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量傳遞給了硅原子， 使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子，并在PN結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時， 在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路。這是一個光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。11- 6答：現(xiàn)代數(shù)字音頻和視頻產(chǎn)品的核心器件是激光頭。激光

48、頭主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、傳播 系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。激光發(fā)射系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體激光二極管和衍射光柵組成。激光二極管能發(fā)射出波長、相位一致的激光、其波長為（）.650.7叩m。衍射光柵可以把激光二極管發(fā)射出的單束光分裂成 三束光，即分成主光束和兩支輔助光束共同讀取信號。激光傳播系統(tǒng)由起不同作用的光學鏡片組成，并形成光路。激光傳播系統(tǒng)的光學路徑由 分光棱鏡、1/4波長波光板、準直透鏡、物鏡等構(gòu)成光傳播路徑，將激光二極管發(fā)出的激光 束入射到光盤面上。由物鏡、準直透鏡、1/4波長濾光板、分光棱鏡和圓柱透鏡等構(gòu)成反射 光路徑，把從光盤反射回來的激光引入到光敏檢測器的光靶上，把光信號轉(zhuǎn)變成電信號。11- 7答：

49、該安全保護電路設(shè)計可有很多方案，參考方案如下：如圖所示為裁紙機的安全保護電路。繼電器KA是-種高靈敏繼電器，它的常開觸點控 制裁紙機電路的通斷。當光正常照射硅光電池時，硅光電池受光照產(chǎn)生電流，經(jīng)RP流入晶體管基極成為Ib， 于是集電極中出現(xiàn)大的電流Ic流經(jīng)繼電器，使常開觸點閉合，裁紙機電源接通，可以正常 裁紙。當人手伸入危險部位擋住光源時，擋住了光源，硅光電池不受光照不產(chǎn)生電流，晶體管 沒有基極電流，集電極電流近似為零，繼電器常升觸點斷開，裁紙機電源切斷，保護操作人 員安全。-22OV裁紙機的安全保護電路11-8答：數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基木上由光發(fā)射系統(tǒng)、光傳輸系統(tǒng)和光接收系統(tǒng)組成。發(fā)射系統(tǒng)的主要

50、任務(wù)是把電信號轉(zhuǎn)變成為光信號，即電-光轉(zhuǎn)換。在發(fā)射端，電 端機把模擬信號（如語音）進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號去調(diào)制發(fā)射機中的 光源器件（一般是半導(dǎo)體激光器LD）,則光源器件就會發(fā)出攜帶信息的光波。比如， 當數(shù)字信號為“I"時，光源器件發(fā)射一個“傳號”光脈沖；當數(shù)字信號為“0”時，光源器 件發(fā)射一個''空號"（不發(fā)光）。光發(fā)射機的作用就是把數(shù)字化的信息碼流（如PCM語 音信號）轉(zhuǎn)換成光信號脈沖碼流并輸入到光纖中進行傳輸。光纖的主要功能是傳輸光信號，光波經(jīng)光纖傳輸后到達接收端。在接收端，光接收機把數(shù)字信號從光波中檢測出來送給電端機，而電端機再進行 數(shù)/模

51、轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來的模擬信號，完成一次通信的全過程。光信號在光纖中傳輸一段距離后，其幅度將被衰減，波形也產(chǎn)生失真。為了使光 信號能長距離傳送，每隔一段距離即設(shè)置光中繼器。光中繼器的主要作用：I.對光信 號進行放大，補償光信號的衰減;2.對失真的信號波形進行整形。雌人愉出MM數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本組成11- 9答：光纖類型及應(yīng)用場合如下： 石英系光纖纖芯和包層都由高純的SiO2摻適量(約百分之幾)其它物質(zhì)制成。石英系光纖 損耗小，強度和可靠性較高，適合于大容量、長距離光纖通信系統(tǒng)使用，目前應(yīng)用最 廣泛。缺點是成本高，與光源耦合困難。 全塑料光纖纖芯和包層都由塑料制成。它的損耗大，可靠性不高，但機械

52、性能好、價廉。適 用于室內(nèi)短距離的光纖通信場合。 多組分玻璃光纖這種光纖的主要成分為鈉玻璃(SiO2 Na2OCaO)o其特點是損耗較低，但可靠性也 較低。 石英芯、塑料包層光纖光纖的纖芯由石英制成、包層用硅樹脂。其特點是價廉、容易耦合，適用于短距 離(數(shù)百米)通信或組網(wǎng)。1】-10答：光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成， 相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù) 的重要組成要素。光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括機械工程學、光學、數(shù) 學、物理學、化學、聲學、電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、控制理論和計

53、算機科學等。例如 人們非常熟悉的數(shù)碼激光沖印設(shè)備，還有集復(fù)印、打印、傳真于一體的多功能一體機，就是 綜合了機、電、光、磁、聲、化學等多學科知識，開發(fā)研制出的創(chuàng)新產(chǎn)品。第十二章12- 1(1) (43) io= (101011) 2=(53) 8= (2B) |6(2) (27) io=(11011) 2=(33) 8= (IB) i6(3) (125) io= (1111101) 2=(175) 8= (7D) <6(4) (100) io= (1100100) 2=(144) 8=(64) 6(1) (1011) 2= < 1 1)10=(13)8= (B) 16(2) (110

54、111) 2=(55) io=(67) 8=(37) l6(3) (1111011) 2=(123) io=(173) 8=(7B) )612- 3(1) (43) 8=(35) io=(l(XX)Il) 2(2) (27) 8= (23) io=(10111) 2(3) (125) 8=(85) io= (1010101) 212- 4(1) (4A3) l6= (1187) io= (10010100011) 2(2) (D7) l6=(215) io= (11010111) 2(3) (825) 16=(2085) io= (100000100101) 212- 5(1) (345) |0=(0011010(X)101) 8421BCD(2) (827) 10= (1000(X)100111) 842ibcd(3) (69) 10=(01101001) 8421BCD(4) (102) io=