電工電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版王成安習(xí)題參考答案

項(xiàng)目11.電工實(shí)訓(xùn)室都配有電壓為多少的交流電？各有什么用處？答：電工實(shí)訓(xùn)室一般都配有220V和380V兩種規(guī)格交流電。220伏交流電供一般的電工儀器使用，380伏交流電供三相交流電動(dòng)機(jī)使用。2.如何正確使用測(cè)電筆測(cè)量交流電？答：用手握住測(cè)電筆的絕緣部分，將測(cè)電筆的金屬探頭與帶電物體接觸，手指接觸金屬筆尾，使電流形成回路。測(cè)電筆氖管發(fā)光表明被測(cè)物體帶電，不發(fā)光表明被測(cè)物體不帶電。3.使觸電者脫離低壓電源可采取什么方法？答：使觸電人員脫離低壓電源的方法可用“拉”、“拔”、“切”、“挑”、“拽”、“墊”六種方法。拉：指就近拉開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。但應(yīng)注意，普通的電燈開(kāi)關(guān)只能斷開(kāi)一根導(dǎo)線，有時(shí)由于電路安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)，可能只斷開(kāi)了零線，而不能斷開(kāi)電源，導(dǎo)致人身觸及的導(dǎo)線仍然帶電，這時(shí)不能認(rèn)為已切斷電源。拔：就是把使人員觸電的用電器的電源線插頭拔出電源插座。切：當(dāng)電源開(kāi)關(guān)距觸電現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，或斷開(kāi)電源有困難，可用帶有絕緣柄的工具切斷電源線。切斷時(shí)應(yīng)防止帶電導(dǎo)線斷落觸及其他人。挑：當(dāng)導(dǎo)線搭落在觸電者身上或壓在身下時(shí)，可用干燥的木棒、竹竿等挑開(kāi)導(dǎo)線，或用干燥的絕緣繩索套拉導(dǎo)線或觸電者，使觸電者脫離電源。拽：救護(hù)人員可戴上手套或在手上包纏干燥的衣物等絕緣物品拖拽觸電者，使之脫離電源。如果觸電者的衣物是干燥的，又沒(méi)有緊纏在身上，不至于使救護(hù)人直接觸及觸電者的身體時(shí)，救護(hù)人可用一只手抓住觸電者的衣物，將其拉開(kāi)脫離電源。墊：如果觸電者由于痙攣，手指緊握帶電導(dǎo)線，或?qū)Ь€纏在身上，可先用干燥的木板塞進(jìn)觸電者的身下，使其與地絕緣，然后再采取其他辦法切斷電源。5.當(dāng)你發(fā)現(xiàn)觸電者被高壓電源擊倒時(shí)，首先應(yīng)該采取什么行動(dòng)？答：在醫(yī)務(wù)工作者沒(méi)在現(xiàn)場(chǎng)的情況下，可按照下述步驟進(jìn)行搶救。立即打電話(huà)給110，報(bào)告事故發(fā)生地的準(zhǔn)確位置，請(qǐng)他們通知電業(yè)部門(mén)對(duì)該線路進(jìn)行停電。②在有高壓絕緣器材的情況下，搶救人員必須戴好高壓絕緣手套，穿上高壓絕緣鞋，使用相應(yīng)電壓等級(jí)的絕緣工具桿，拉開(kāi)觸電者身上的電源線，或者把就近高壓線路上的高壓跌落開(kāi)關(guān)拉開(kāi)。項(xiàng)目21.試說(shuō)明KCL、KVL的含義及適用范圍。答：KCL——基爾霍夫電流定律。KVL——基爾霍夫電壓定律。首先，基爾霍夫定律只適用于線性電路，對(duì)于非線性電路，基爾霍夫定律不適用。其次，基爾霍夫定律只適用于穩(wěn)態(tài)電路，對(duì)于暫態(tài)電路，基爾霍夫定律也不適用。最后，應(yīng)用基爾霍夫定律時(shí)，必須定義電路中的參考方向。2.對(duì)于有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，有多少個(gè)獨(dú)立的KCL方程？試舉例說(shuō)明。答：對(duì)于有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，有n-1個(gè)獨(dú)立的KCL方程。例如有4個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路最多有3個(gè)獨(dú)立的KCL方程。3.求圖2-38所示電路中的電流I。(a)II(b)II4.試求圖2-39所示電路中的電流I及Uab、U解：設(shè)逆時(shí)針為電壓電流正方向，根據(jù)KVL定律得方程組?12+22I+8+I+2I?10?解得UIU5.試求圖2-40所示電路中的電壓U。解：設(shè)順時(shí)針為電壓電流正方向，根據(jù)KVL定律得1×10+解得U項(xiàng)目31.正弦量的三要素是什么?有效值與最大值的區(qū)別是什么?相位與初相位有什么區(qū)別?答：振幅、角頻率、初相位。正弦交流電的有效值是指交流電在一段時(shí)間內(nèi)平均功率值的平方根。正弦交流電的最大值是指交流電的瞬時(shí)值的最大峰值。正弦交流量表達(dá)式中的(ωt+φ)稱(chēng)為相位角，簡(jiǎn)稱(chēng)相位，它不僅確定了正弦量瞬時(shí)值的大小和方向，而且還能描述正弦量變化的趨勢(shì)。初相位是計(jì)時(shí)起點(diǎn)t=0時(shí)的相位，用φ表示，簡(jiǎn)稱(chēng)初相。它確定了正弦量在計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)值，通常規(guī)定它不超過(guò)π弧度。2.在某電路中u(t)=141cos(314t-20°)V，（1）求它的頻率、周期、角頻率、幅值、有效值及初相角各是多少?答：f=T=ω=314rad/sUU=φ=?20°（2）畫(huà)出波形圖。（3）如果u(t)的正方向選擇相反方向，試寫(xiě)出u(t)的表達(dá)式，畫(huà)出波形圖，并確定（1）中各項(xiàng)是否改變。u3.為什么把串聯(lián)諧振稱(chēng)為電壓諧振，把并聯(lián)諧振稱(chēng)為電流諧振?答：交流電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電感兩端或電容兩端的電壓值比總電壓大的多，所以串聯(lián)諧振也稱(chēng)電壓諧振，此時(shí)電阻上的電壓等于電源電壓。交流電路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，電感支路和電容支路的電流將遠(yuǎn)大于電路的總電流，因而并聯(lián)諧振也稱(chēng)為電流諧振。4.當(dāng)某一正弦電壓的相位為π6rad時(shí)，其瞬時(shí)值是5V解：設(shè)其振幅為UmU得：Um=10V5.某正弦電流的角頻率ω=314rad/s，初相φi=?60°。當(dāng)t=0.02s時(shí)，其瞬時(shí)值為i圖3-31練習(xí)題6圖Ru圖3-31練習(xí)題6圖RuAV答：電壓表的讀數(shù)為220V，電流表的讀數(shù)為0.22A7.已知電壓源us（1）iC（2）電容平均儲(chǔ)能WC解：i電容平均儲(chǔ)能W8.將一臺(tái)功率因數(shù)為0.6、功率為2kW的單相交流電動(dòng)機(jī)接到220V的工頻電源上，求線路上的電流及電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率。解：∵I∵無(wú)功功率Q=UI項(xiàng)目41.一個(gè)三相四線制供電系統(tǒng)，電源頻率f=50Hz,相電壓UP=220V，以u(píng)A為參考正弦量，試寫(xiě)出線電壓uAB、uBC、uCA的三角函數(shù)表達(dá)式。解：uuu根據(jù)和差化積公式可得：uuu2.一個(gè)三相對(duì)稱(chēng)電源，其線電壓UL=380V，負(fù)載是呈星形連接的三相對(duì)稱(chēng)電爐，設(shè)每相電路的電阻為R=220Ω，試求此電爐工作時(shí)的相電流IP，并計(jì)算此電爐的功率。解:根據(jù)星形連接對(duì)稱(chēng)三項(xiàng)負(fù)載電路的性質(zhì)得UIP3一個(gè)對(duì)稱(chēng)三相電源，線電壓UL＝380V，對(duì)稱(chēng)三相電阻爐作三角形連接，如圖4-11所示。若己知電流表的讀數(shù)為33A，試問(wèn)此電爐每相電路的電阻R為多少？圖4-11題3圖解：根據(jù)三角型連接對(duì)稱(chēng)三項(xiàng)負(fù)載電路的性質(zhì)得IUR=4.一個(gè)車(chē)間由三相四線制供電，電源線電壓為380V，車(chē)間總共有220V、100W的白熾燈132個(gè)，試問(wèn)該如何連接？這些白熾燈全部工作時(shí)，供電線路的線電流為多少？解：應(yīng)采用星形連接對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載電路的方式連接。將132個(gè)白熾燈分為3組，每組44個(gè)。分別將每組44個(gè)白熾燈以并聯(lián)的方式接入一相負(fù)載。UI5.在題4所述的車(chē)間照明電路，若A相開(kāi)燈11盞，B相和C相各開(kāi)燈22盞。試求各相的相電流IA、IB、IC及中線電流IN。解：III由于負(fù)載為純電阻阻抗，相電流與相電壓相位相同，以u(píng)A為參考正弦量。IA、IB、IC相位依次相差120°，則III設(shè)IA、IB、IC、IN流入負(fù)載方向?yàn)檎较?，根?jù)KCL定律得I解之I所以IN=5A,其相位與6.呈星形連接的對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，每相負(fù)載的阻抗Z=16+j12Ω，接于線電壓UL=380V的對(duì)稱(chēng)三相電源上，試求電路的線電流IL、有功功率P、無(wú)功功率Q和視在功率S。解：根據(jù)星形連接對(duì)稱(chēng)三項(xiàng)負(fù)載電路的性質(zhì)得UIPQS=7.某對(duì)稱(chēng)三相電源，線電壓UL＝380V，對(duì)稱(chēng)三相感性負(fù)載作三角形連接，若測(cè)得線電流IL=17.3A，三相功率P=9.12kW，試求出每相負(fù)載的電阻和感抗。解：根據(jù)三角型連接對(duì)稱(chēng)三項(xiàng)負(fù)載電路的性質(zhì)得UI因?yàn)镻cossinZ=每相負(fù)載的等效電阻為：R=每相負(fù)載的等效感抗為：X8.某對(duì)稱(chēng)三相電源，線電壓UL=380V，結(jié)有兩組電阻性對(duì)稱(chēng)負(fù)載，如圖4-12所示。已知星形連接組的電阻R1=10Ω，三角形連接組的電阻R2=38Ω，求輸電線路的電流IA。解：設(shè)以星形連接組的uA為參考正弦量，流經(jīng)R1的電流為IP1，流經(jīng)R2的電流為UIIII因?yàn)镮P2超前于基準(zhǔn)相位30°，而IA2落后于IP2IIA2的相位與基準(zhǔn)相位相同，IA1與II項(xiàng)目55.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，電源頻率f1＝50Hz，同步轉(zhuǎn)速n0＝1500r／min，求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)及轉(zhuǎn)速分別為2和1440r／min時(shí)的轉(zhuǎn)差率。解：S6.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，電源頻率f1＝50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN＝960r／min，則該電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是多少?解：與960r／min最接近的同步轉(zhuǎn)速為n0＝1000r／min，于此對(duì)應(yīng)的磁極對(duì)數(shù)p=3。7.一臺(tái)4極的三相異步電動(dòng)機(jī)，電源頻率f1＝50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN＝1440r／min。計(jì)算這臺(tái)電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)差率Sn和轉(zhuǎn)子電流的頻率f2。解：Sf15.當(dāng)工作電源的線電壓為380V時(shí)，能否使用一臺(tái)額定電壓為220V、接法為三角形或星形的三相異步電動(dòng)機(jī)？如果能使用，則定子繞組應(yīng)采用何種接法？答：可以使用。定子繞組應(yīng)接成星形。項(xiàng)目61.有一臺(tái)電壓為220V/110V的變壓器，N1=2000匝，N2=1000匝。有人想節(jié)省銅線，將匝數(shù)分別減為20匝和10匝，是否可以？答：不可以。因?yàn)闇p少變壓器的匝數(shù)會(huì)使變壓器的銅損、鐵損增加，會(huì)使變壓器過(guò)熱燒毀。2.變壓器具有哪些功能？能夠變換直流電壓？為什么？變壓器具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。變壓器不能變換直流電。因?yàn)樽儔浩骼秒姶鸥袘?yīng)的原理，將電能從一個(gè)電路轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電路，電磁感應(yīng)只能在交流電中發(fā)生，直流電不能產(chǎn)生磁場(chǎng)變化，進(jìn)而不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)。3.為什么電流互感器的副繞組嚴(yán)禁開(kāi)路？答：電流互感器副繞組開(kāi)路，一次側(cè)電流全部用來(lái)勵(lì)磁，會(huì)感應(yīng)出很高的峰值電壓。4.為什么電壓互感器的副繞組嚴(yán)禁短路？答：電壓互感器副繞組短路會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流。項(xiàng)目710.硅二極管電路如圖7-60所示，試分別用二極管的理想模型和恒壓降模型計(jì)算該電路中的電流和輸出電壓UAO。（1）E=3V；（2）E=10V。解：當(dāng)E=3V時(shí)理想模型：U恒壓降模型U當(dāng)E=10V時(shí)理想模型U恒壓降模型U11.二極管應(yīng)用電路如圖7-61所示，試判斷各二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出A、O端的電壓UAO。（設(shè)二極管為理想二極管）解：（a）VD為截止?fàn)顟B(tài)。UAO=-12V（b）VD1為導(dǎo)通狀態(tài)，VD2為截止?fàn)顟B(tài)。UAO=0V（c）VD1為截止?fàn)顟B(tài)，VD2為截止?fàn)顟B(tài)。UAO=12V12.判斷圖7-62所示的電路中的三極管工作于什么區(qū)？（設(shè)發(fā)射結(jié)壓降均為0.7V）（a）放大區(qū)（b）飽和區(qū)（c）截止區(qū)項(xiàng)目81.填空題（1）放大、正、反、電阻、流經(jīng)基極-發(fā)射極間的電流、開(kāi)路、柵-源極間電壓、受控的恒（2）飽和、截止（3）開(kāi)、短、短（4）電壓、電流、功率、不大、不小、相反、電流、功率、大、比較小、相同、低（5）耦合電容、旁路電容、結(jié)電筒、分布電容、環(huán)境（6）第一級(jí)、最后一級(jí)、積、和2.判斷題（1）×（2）√（3）√（4）√（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√3.綜合題（1）分析圖8-31所示電路能否實(shí)現(xiàn)放大功能，并說(shuō)明原因。（a）可以（b）不可以。發(fā)射結(jié)沒(méi)有正向偏置電壓。（c）不可以。沒(méi)有集電極電阻RC，交流輸出短路。（d）不可以。Ri過(guò)小。（e）不可以。靜態(tài)工作點(diǎn)Q過(guò)低。（f）不可以。發(fā)射結(jié)沒(méi)有正向偏置電壓。（2）畫(huà)出圖8-31中所示各個(gè)電路的直流通道圖和交流通道圖。已知：VCC=12V,RB=300kΩ,β=50,RC=RL=3kΩ求：①放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。②放大電路的空載和帶載時(shí)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：8-31（a）直流通道圖、交流通道圖①解：（a）IIU（b）IIU（c）IIU（d）設(shè)：VIIU（e）IIU（f）IIU②解：（a）放大器空載時(shí)：rARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（b）放大器空載時(shí)：ARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（c）放大器空載時(shí)：ARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（d）放大器空載時(shí)：ARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（e）放大器空載時(shí)：ARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（f）放大器空載時(shí)：設(shè)RE=3kΩ，rS=100ΩARR放大器帶負(fù)載時(shí)：ARR（3）畫(huà)出如圖8-32所示電路的直流通道圖，分析穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。已知：RB1=20kΩ,RB2=10kΩ，β=50,VCC=12V，RC=1kΩ，RE=1kΩ，試估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。解：圖略。UUIUI（4）畫(huà)出如圖8-33所示電路的直流通道圖、交流通道圖和微變等效電路圖。已知RB=100kΩ,rS=100Ω,β=50,VCC=12V，β=50,RE=RL=1kΩ，求：①放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)②放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：圖略①I(mǎi)IU②rARR（5）放大電路如圖8-34所示。已知：β1=β2=100，VCC=6V。①畫(huà)出電路的直流通道圖、交流通道圖和微變等效電路圖。②估算放大電路各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)。③計(jì)算如下電路所示放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：①圖略②第一級(jí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)為：UUIU故第一級(jí)放大電路工作在飽和狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)放大功能。第二級(jí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)為：UUIUI③rR'ARiR項(xiàng)目91.理想集成運(yùn)放的Aod=∞，rid=∞，rod=0，IB=0，KCMRR=∞。7.同相比例運(yùn)算電路如圖9-39所示，圖中R1=3kΩ，若希望它的電壓放大倍數(shù)等于7，試估算電阻Rf和R2的值。解：uuu∵∴R8.在圖9-40所示的放大電路中，已知R1=R2=R5=R8=R9=10kΩ，R6=R7=R10=20kΩ。（1）R3和R4分別應(yīng)選用多大的電阻；（2）列出uo1,、uo2和uo的表達(dá)式；（3）設(shè)ui1=0.3V，ui2=0.1V，試求輸出電壓uo。解：（1）RR（2）（圖中第二個(gè)運(yùn)放的正負(fù)號(hào)有誤）uuuuu（3）u項(xiàng)目10邏輯函數(shù)有關(guān)公式的運(yùn)用（1）用代數(shù)法對(duì)函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)。①L=(AB+A解L=②L=ABC+解L=ABC+（2）寫(xiě)出下列邏輯函數(shù)的對(duì)偶式和反演式。①Y=解：對(duì)偶式：Y反演式：Y②Y=(A+B+C)解：對(duì)偶式：Y反演式：Y③Y=解：對(duì)偶式：Y反演式：Y（3）列出下述問(wèn)題的真值表，并寫(xiě)出其邏輯函數(shù)式①設(shè)三個(gè)變量A、B、C，當(dāng)輸入變量的狀態(tài)不一致時(shí)，輸出為1，反之為0。解：真值表輸入輸出ABCY00000011010101111001101111011110其表達(dá)式為：Y=A②設(shè)三個(gè)變量A、B、C，當(dāng)變量組合中出現(xiàn)偶數(shù)個(gè)1時(shí)，輸出為1，反之為0。解：真值表輸入輸出ABCY00000010010001111000101111011110其表達(dá)式為：Y=項(xiàng)目117.試分析圖11-13中所示兩個(gè)組合邏輯電路的邏輯功能。解：（a）Y=（b）Y=8.在舉重比賽中有甲、乙、丙三名裁判，其中甲是主裁判，當(dāng)兩名或兩名以上裁判（其中必須包括主裁判）認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員成績(jī)合格時(shí)，才發(fā)出合格信號(hào)。試用與非門(mén)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上述要求的電路。解：（1）分析設(shè)計(jì)要求，確定變量。將甲、乙、丙三名裁判作為輸入變量，用A、B、C表示，其中A定為主裁判，當(dāng)裁判判定合格，輸入1，否則輸入0。將裁定結(jié)果定為輸出變量，用Y表示，當(dāng)成績(jī)合格輸出1，否則輸出0。（2）列出真值表舉重判決系統(tǒng)真值表輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111（3）根據(jù)真值表寫(xiě)出最簡(jiǎn)函數(shù)式，并轉(zhuǎn)換為與非函數(shù)式。Y=AB+AC=（4）畫(huà)出邏輯圖。9.用門(mén)電路設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)圖11-14所示輸入、輸出波形的電路。解：（1）有圖可知A、B、C、D為輸入項(xiàng)，E為輸出項(xiàng)，其中低電平表示為0，高電平表示1。則：輸入信號(hào)分別是：A：01011110011000010 B：00110001011101010C：00011101100100110 D：00000111110011010輸出信號(hào)為：E：01011110111100100（2）列出真值表輸入輸出ABCDE0000010001010001110110101101