電工電子技術(shù)課后習(xí)題答案瞿曉主編

第四章4.1如圖4-24所示的電路在換路前已處于穩(wěn)態(tài)，在￡=0時(shí)合上開(kāi)關(guān)S,試求初始值i（Q）圖4-24習(xí)題4.1的圖解(a)"(()+)="(0_)=3A(b)t=0+4.2在圖4-25所示電路中，已知I=10mA,R】=3kQ,&=3kQ,R3=6kQ,C=2uF,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在，=o時(shí)開(kāi)關(guān)S合上，試求初始值妃（0）,指（0，）。圖4-25解，=。+對(duì)。點(diǎn)寫(xiě)結(jié)點(diǎn)電壓方程有將有關(guān)數(shù)據(jù)代入有4.3圖4-26所示電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，試求初始值叱（0J3（。,）、(0-)、ic(0.)、uL(0+)o圖4-26對(duì)結(jié)點(diǎn)q寫(xiě)KCL方程有4.4如圖4-27所示電路，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S由位置1合向位置2,試求零輸入響應(yīng)紀(jì)(t)。圖4-27解開(kāi)關(guān)合向位置1后有零輸入響應(yīng)為4.5在圖4-28所示電路中，設(shè)電容的初始電壓為零，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，試求此后的uc(t)、ic(t)。圖4-28解已知?c(0_)=0,開(kāi)關(guān)在，=0時(shí)合上，電路的響應(yīng)是零狀態(tài)響應(yīng)，首先利用戴維南定理對(duì)電路進(jìn)行化簡(jiǎn)4.6如圖4-29所示電路，開(kāi)關(guān)S在位置a時(shí)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t二0時(shí)開(kāi)關(guān)S合向位置b,試求此后的叱(t)、i(t)0圖4—29解 此時(shí)電路的響應(yīng)是全響應(yīng)

開(kāi)關(guān)由位置a合向位置b后，零輸入響應(yīng)為零狀態(tài)卩冋應(yīng)為— x5—2.5V眼5+5全響應(yīng)為 uc(/)=討c(0+以(0=10疽'+2.5(1—疽，)=2.5+7.5e*V4.7圖4-30所示電路在開(kāi)關(guān)S打開(kāi)前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)S,求昭(t)和t二2ms時(shí)電容儲(chǔ)存的能量。圖4—30解12wc(0_)=—xl=6V零輸入響應(yīng)/治。)=6er零狀態(tài)響應(yīng)呢("12(1_廠)全響應(yīng)t tuc(t)=ufc(?)+u^(t)=6e，+12(l-er)當(dāng)t=2fns時(shí)，氣(2加)=12-6疽抑°°2=12—6x0.61=6?293V4.8電路如圖4-31所示，設(shè)電感的初始儲(chǔ)能為零，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，試求此后的(t).Kr(t)o解己知丄(0_)=0,開(kāi)關(guān)合上后，利用戴維南定理對(duì)電路進(jìn)行化簡(jiǎn)有圖4-31已知丄(0_)=0,升關(guān)合上后，利用戴維南定理對(duì)電路進(jìn)行化簡(jiǎn)有

4.9圖4-32所示為一個(gè)繼電器線圈。為防止斷電時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓，與其并聯(lián)-放電電阻，已知％=12V,&=300,線圈電感L=0.5H,R=1()Q,試求開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)丄(t)和線圈兩端的電壓“戰(zhàn)(t)、。設(shè)S斷開(kāi)前電路己處于穩(wěn)定狀態(tài)。解丄(。+)=?(。一)=還=1°'"以(0+)=(—1.2x30)=-36卩4.10電路如圖4-33所示，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S合上，試求零輸入響應(yīng)電流山(t)o圖4—-33解 "(。一)=二；=2A1+24.11電路如圖4-34所示，開(kāi)關(guān)S在位置a時(shí)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S合向位置b,試求此后的z￡(t)>"(t)。圖4-34解Qi,(0)=-^—=2AL 2+2零輸入響應(yīng)為t匕。)=2』；厶零狀態(tài)響應(yīng)為4 —g=_K(l—廠)A全響應(yīng)為2 28⑴+g(。=2e~~z-—(1-e~4/)=-—+ A4.12圖4-35所示電路中，開(kāi)關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求卜圖4—3519解 很0_)=三=2A6當(dāng)f=0+的電路如下圖所示對(duì)a點(diǎn)寫(xiě)結(jié)點(diǎn)電壓方程有得 勾(0+)=6V4.13圖4-36所示電路中，已知U=30V、R】=60Q、R2=R3=40QL=6H,開(kāi)關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時(shí)開(kāi)關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求奴八百。圖4—36解當(dāng)￡=0+的電路如下圖所示_ 3因此有 ^(0J+/3(0+)=/2(0J+-4.14圖4-37所示電路中，已知Is=lmA,RfR2=10kQ,R3=30kQ,C=10nF,開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)S,試用一階電路的三要素法求開(kāi)關(guān)打開(kāi)后的叱、，c、u°圖4-37"c（O_）=R，s=10x1=10V當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，對(duì)a點(diǎn)寫(xiě)結(jié)點(diǎn)電壓方程有4.15圖4-38所示電路在開(kāi)關(guān)S閉合前已處于穩(wěn)定狀態(tài)，已知L=1H,Is=2mA,^=R2=20kQ,Ul10V,在t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，試用一階電路的三要素法求,匕。

圖4—38解 i,(0.)=,(0)= =————r-=0.5mAl+LR220x103第五章5.1己知環(huán)形鐵芯線圈平均直徑為12.5e,鐵芯材料為鑄鋼，磁路有一氣隙長(zhǎng)為0.2cm,若線圈中電流為1A,問(wèn)要獲得0.9r的磁感應(yīng)強(qiáng)度，線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？解 空氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度為查鑄鋼的磁化曲線，8=0.9T時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度=500A/m鑄鋼中的磁路長(zhǎng)度為：4=陌?—0.2=71X12.5—0.2=39cm5.2有一臺(tái)單相變壓器，額定容量S&=500W?4,額定電壓Un/U2n=10/0.4W，求一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流。解5.3有一臺(tái)降壓變壓器，一次側(cè)電壓380V,二次側(cè)電壓36V,如果接入一個(gè)36V、60W的燈泡，求：（1）一、二次繞組的電流各是多少？（2）一次側(cè)的等效電阻是多少？（燈炮看成純電阻）解（1）弓=L67A,。=10.56,匕=0.158A；（2）Rl=21.6Q,R；=2407。5.4實(shí)驗(yàn)室有一單相變壓器如圖5-45,其數(shù)據(jù)如下：SN=lkV-A,U1N/U2N=220/110V,Ln/Ln=4.55/9.1A。今將它改接為自耦變壓器，接法（a）和（b）所示，求此兩種自耦變壓器當(dāng)?shù)蛪哼吚@組ax接于110V電源時(shí)，AX邊的電壓。及自耦變壓器的額定容量Sn各為多少？圖5-45解（1）按照?qǐng)D5-45（a）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量（2）按照?qǐng)D5-45（b）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量5.5一單相變壓器，一次繞組匝數(shù)N,=867,電阻R】=2.45Q,漏電抗X,=3.800；二次繞組匝數(shù)N2=20,電阻R2=0.0062Q,漏電抗X2=0.0095設(shè)空載和負(fù)載時(shí)①皿不變，且Om=0.0518Wb,U,=10000V,f=50Hz0空載時(shí)，R超前于畐180.2°,負(fù)載阻抗Zl=0.0038-j0.0015。。求:(1)電動(dòng)勢(shì)E】和E2?(2)空載電流￡；(3)負(fù)載電流.和L。解(1)求烏和E?(2)求(3)求L和LTT127kV5.6 —臺(tái)單相變壓器，SN=20000kV-A,—虬= —,50Hz。在15°C時(shí)開(kāi)路和短U2NllkV路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。試驗(yàn)名稱電壓/kV電流/A功率/kW備注開(kāi)路試驗(yàn)1145.547電壓加在低壓側(cè)短路試驗(yàn)9.24157.5129電壓加在高壓側(cè)試求：折算到高壓側(cè)時(shí)，激磁阻抗和等效漏阻抗的值；已知Rg)=3.9d設(shè)Xy=X；。，畫(huà)出T型等效電路。解一次繞組和二次繞組的額定電流為電壓比為折算到高壓側(cè)時(shí)，激磁阻抗和等效漏阻抗的值換算到75°C時(shí)(2)T型等效電路如下圖所示，其中Rk)=3.9Q,R搭產(chǎn)Rg一咯宵)=2.25Q,Xy=X；°=?Xk=29.250。5.7將一鐵心線圈接于電壓120V,50Hz的正弦電源上，其電流/,=5Acos^=0.7o若將鐵心去掉，則電流I2=10A,cos^2=0.05,試求此線圈在具有鐵心時(shí)的銅損耗和鐵損耗。解銅損12.5W,鐵損337.5W5.8一臺(tái)三相異步電動(dòng)，額定頻率f=50Hz,額定電壓380V,額定轉(zhuǎn)速處=578r/min,試求；(1)同步轉(zhuǎn)速n0；<2)極數(shù)對(duì)p；(3)額定轉(zhuǎn)差率S/。答：nQ—600r/min:p=5；sN-3.67%o5.9Y-225M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：45KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1480r/mincos^=0.88r\=92.3%求：(1)額定轉(zhuǎn)差率％；(2)額定電流九；(3)起動(dòng)電流九；(4)額定轉(zhuǎn)矩7；(5)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩幾；(6)最大轉(zhuǎn)矩琮土(7)額定輸入功率外。解:(1)由己知nN=1480r/min,可知電動(dòng)機(jī)的極數(shù)p=2,?0=1500r/min(通常％比打略大)。則由式(5-28)可得Ist=(亠)九=7.0x84.2=589AA4=9.554=9.55世皿=290.4可?崔'nN1480孔=1.9x290.4=551.8N,m么=九'鞏=2.2x290.4=638.9N5/>=^=^5i=4.875fcW1V0.9235.10 Y205S-6型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：45KW380V△聯(lián)結(jié)明=938r/mincos^=0.88"=92.3%求：(1)額定轉(zhuǎn)矩孔，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩幾，最大轉(zhuǎn)矩(2)電源電壓因故障降為300卩時(shí),電機(jī)能否帶額定負(fù)載運(yùn)行？解解題方法如上題，Tn=437J87V-w,7；=830.64N5,7^=961.80N?m可以，，與定子每相繞組電壓U2成正比5.11 Y132S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：5,5KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1440r/mincos^w=0.84門(mén)=85.5%求：(1)額定轉(zhuǎn)矩4,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩兀，最大轉(zhuǎn)矩琮辨(2)額定轉(zhuǎn)差率叫；(3)額定電流九,起動(dòng)電流九。解解題方法如題5.9o36.48N?m,80.25N?m,80.25N,成；4%；1L64A,81.48A。5.12 Y180L-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：30KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1467r/mincos^y=0.87邛=90.5%求:(1)星一-三角換接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。<2)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩琮的80%時(shí)，是否可釆用星一-三角換接起動(dòng)？當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩孔的40%時(shí)，是否可采用星一-三角換接起動(dòng)？解(1)解題方法如題5.9。135.O8A143.22N*；不可以，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩?？梢?.13若題5.9中的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在60Hz,380V的電源上，問(wèn)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流有什么變化?解最大轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)電流上升。5.14 若題5.9中電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)電壓突然降至額定電壓的60%,此時(shí)電動(dòng)機(jī)能否拖動(dòng)負(fù)載？會(huì)產(chǎn)生什么后果？解不能，會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。第六章6.1為什么熱繼電器不能作短路保護(hù)？為什么在三相主電路中只月兩個(gè)（當(dāng)然用三個(gè)也可以）熱元件就可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)？解因?yàn)闊釕T性。短路事故發(fā)生時(shí)，要求電路立即斷開(kāi)，熱繼電器不能立即動(dòng)作。熱繼電器兩相結(jié)構(gòu)的，分別串接在任意兩相即可。6.2什么是欠壓保護(hù)？用閘刀開(kāi)關(guān)起動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)時(shí)有無(wú)零壓保護(hù)？解電源斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)即自動(dòng)從電源切除。無(wú)。6.3說(shuō)明接觸器的三個(gè)主觸頭連接在電路的哪個(gè)部分？輔助常天觸頭起自鎖作用時(shí)連接在電路哪里？輔助常閉觸頭起互鎖作用時(shí)連接在電路哪個(gè)部分？其線圈呢？解主電路。與啟動(dòng)按鈕并聯(lián)。與另一控制電路串聯(lián)。6.4分析圖示控制電路，當(dāng)接通電源后其控制功能？解按SB2,KM通電動(dòng)作，按SB1,不能使KM斷電恢復(fù)常態(tài)，除非切斷電源。6.5圖不為電動(dòng)機(jī)Mi和眠的聯(lián)鎖控制電路。試說(shuō)明M］和M2之間的聯(lián)鎖關(guān)系，并問(wèn)電動(dòng)機(jī)Mi可否單獨(dú)運(yùn)行？虹過(guò)載后應(yīng)能否繼續(xù)運(yùn)行？答：(1)Ml先起動(dòng)運(yùn)行后M2才能起動(dòng)；M2停止后才能停Ml；Ml能單獨(dú)運(yùn)行；Ml過(guò)載時(shí)M2不能繼續(xù)運(yùn)行，與Ml一起停車。6.6下圖為兩臺(tái)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)同時(shí)起停和單獨(dú)起停的單向運(yùn)行控制電路。(1)說(shuō)明各文字符號(hào)所表示的元器件名稱；(2)說(shuō)明QS在電路中的作用；(3)簡(jiǎn)述同時(shí)起停的工作過(guò)程。⑴元器件SBstp—停QS一電SBst-起動(dòng)鉉鈕FU—熔QS一電SBst-起動(dòng)鉉鈕FU—熔即一交流接觸器FR一熱KA一中間繼電器(2)電源開(kāi)關(guān)QS的作使電源與控制電路、主電路接通斷開(kāi)時(shí)，使控制電路及主電路與電源脫離(3)同時(shí)起停工作過(guò)程起動(dòng)：合電源開(kāi)關(guān)QS-按SBst-KA線圈通電一觸點(diǎn)KA1、KA2閉合一KMLKM2線圈通電一KM1-UKM2-1主觸點(diǎn)及KM1—2、KM2-2自鎖觸點(diǎn)閉合一Ml、M2電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)一松開(kāi)SBst-電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作。停車：按SBstp-KM1、KM2線圈斷電一主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)一Ml、M2同時(shí)停轉(zhuǎn)一斷開(kāi)QS。6.7設(shè)計(jì)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路：Ml起動(dòng)后M2才能起動(dòng)；M2停轉(zhuǎn)后Ml才能停轉(zhuǎn)。解兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制電路設(shè)計(jì)思路：起動(dòng)后屹才能起動(dòng)，需在M2的起動(dòng)控制環(huán)節(jié)上加上一個(gè)互鎖裝置；停轉(zhuǎn)后虬才能停轉(zhuǎn)，需在M的停止控制環(huán)節(jié)上加一個(gè)互鎖裝置,所以此電路如下：第七章7.1N型半導(dǎo)體中的多子是帶負(fù)電的自由電子載流子，P型半導(dǎo)體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說(shuō)N型半導(dǎo)體帶負(fù)電，P型半導(dǎo)體帶正電。上述說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？答：這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。因?yàn)?，晶體在摻入雜質(zhì)后，只是共價(jià)鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，但整塊晶體中既沒(méi)有失電子也沒(méi)有得電子，所以仍呈電中性。7.2某人用測(cè)電位的方法測(cè)出晶體管三個(gè)管腳的對(duì)地電位分別為管腳①12V、管腳②3V、管腳③3.7V,試判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳③和管腳②電壓相差0.7V,顯然一個(gè)硅管，是基極，一個(gè)是發(fā)射極，而管腳①比管腳②和③的電位都高，所以一定是一個(gè)NPN型硅管。再根據(jù)管子在放大時(shí)的原則可判斷出管腳②是發(fā)射極，管腳③是基極，管腳①是集電極。7.3圖7-19所示電路中，已知位5V,u.=losingV,二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r(shí)電阻居0,反向阻斷時(shí)電阻居8）,試畫(huà)出的波形。

答：分析：根據(jù)電路可知，當(dāng)M>W'時(shí)，二極管導(dǎo)通妒如當(dāng)〃，成時(shí)，二極管截止時(shí),uq=Eq所以〃。的波形圖如下圖所示：7.4半導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體'的辱電機(jī)理有什么不同？單極型和雙極7.4半導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體'的辱電機(jī)理有什么不同？單極型和雙極體管的導(dǎo)電情況又有何不同？答：金屬導(dǎo)體中只有自由電子一種載流子參與導(dǎo)電，而半導(dǎo)體中則存在空穴載流子和自由電子兩種載流子，它們同時(shí)參與導(dǎo)電，這就是金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理上的本質(zhì)不同點(diǎn)。單極型晶體管內(nèi)部只有多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，因此和雙極型晶體管中同時(shí)有兩種載流子參與導(dǎo)電也是不同的。7.5圖7-20所示電路中，硅穩(wěn)壓管仆的穩(wěn)定電壓為8V,外的穩(wěn)定電壓為6V,正向壓降均為0.7V,求各電路的輸出電丿國(guó)原20答:(a)圖：兩穩(wěn)壓管串聯(lián)，總穩(wěn)壓值為14V,所以仏=14V；(b)圖：兩穩(wěn)壓管并聯(lián)，輸出電壓按小值計(jì)，因此仏=6V；圖：兩穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，蚌8.7V；00(d)圖：兩穩(wěn)壓管反向并聯(lián)，可認(rèn)為DZ1截止不通，則&=0.7V。7.6半導(dǎo)體二極管由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，三極管則由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，那么，能否將兩個(gè)二極管背靠背地連接在一起構(gòu)成一個(gè)三極管？如不能，說(shuō)說(shuō)為什么？答：將兩個(gè)二極管背靠背地連接在一起是不能構(gòu)成一個(gè)三極管的。因?yàn)?，兩個(gè)背靠背的二極管，其基區(qū)太厚，不符合構(gòu)成三極管基區(qū)很薄的內(nèi)部條件，即使是發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子，到基區(qū)后也都會(huì)被基區(qū)中大量的空穴復(fù)合掉，根本不可能有載流子繼續(xù)向集電區(qū)擴(kuò)散，所以這樣的“三極管”是不會(huì)有電流放大作用的。7.7如果把三極管的集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)使用？三極管會(huì)損壞嗎？為什么？答：集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)使用，三極管不會(huì)損壞，