電工電子技術(shù)課后習(xí)題與答案

電工電子技術(shù)課后習(xí)題與答案(a)(b)圖4-24習(xí)題4、1的圖解（a）(b)4、2在圖4-25所示電路中，已知I=10mA，R1=3kΩ，R2=3kΩ，R3=6kΩ，C=2μF，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時(shí)開關(guān)S合上，試求初始值(0+)，(0+)。圖4-25解對點(diǎn)寫結(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)開關(guān)S閉合，試求初始值(0+)、(0+)、(0+)、（0+）、(0+)。圖4-26解對結(jié)點(diǎn)寫KCL方程有4、4如圖4-27所示電路，在t=0時(shí)開關(guān)S由位置1合向位置2，試求零輸入響應(yīng)(t)。圖4-27解開關(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)開關(guān)S閉合，試求此后的(t)、(t)。圖4-28解已知，開關(guān)在時(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電路進(jìn)行化簡4、6如圖4-29所示電路，開關(guān)S在位置a時(shí)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開關(guān)S合向位置b，試求此后的(t)、(t)。圖4--29解此時(shí)電路的響應(yīng)是全響應(yīng)開關(guān)由位置a合向位置b后，零輸入響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)為全響應(yīng)為4、7圖4-30所示電路在開關(guān)S打開前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)打開開關(guān)S，求(t)和t=2ms時(shí)電容儲(chǔ)存的能量。圖4--30解零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)全響應(yīng)當(dāng)時(shí)，4、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)開關(guān)S閉合，試求此后的(t)、(t)。解已知，開關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進(jìn)行化簡有圖4-31已知，開關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進(jìn)行化簡有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)過電壓，與其并聯(lián)一放電電阻，已知V,，線圈電感H，,試求開關(guān)S斷開時(shí)(t)和線圈兩端的電壓(t)、。設(shè)S斷開前電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)。解4、10電路如圖4-33所示，在t=0時(shí)開關(guān)S合上，試求零輸入響應(yīng)電流(t)。圖433解4、11電路如圖4-34所示，開關(guān)S在位置a時(shí)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開關(guān)S合向位置b，試求此后的(t)、(t)。圖4-34解零輸入響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)為全響應(yīng)為4、12圖4-35所示電路中，開關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)開關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求、、。圖4--35解當(dāng)?shù)碾娐啡缦聢D所示對a點(diǎn)寫結(jié)點(diǎn)電壓方程有得4、13圖4-36所示電路中，已知U=30V、R1=60Ω、R2=R3=40Ω、L=6H，開關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時(shí)開關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求、、。圖4--36解當(dāng)?shù)碾娐啡缦聢D所示因此有4、14圖4-37所示電路中，已知IS=1mA，R1=R2=10kΩ，R3=30kΩ，C=10μF，開關(guān)S斷開前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)打開開關(guān)S，試用一階電路的三要素法求開關(guān)打開后的、、。圖4-37解當(dāng)開關(guān)打開后，對a點(diǎn)寫結(jié)點(diǎn)電壓方程有4、15圖4-38所示電路在開關(guān)S閉合前已處于穩(wěn)定狀態(tài)，已知L=1H，IS=2mA，R1=R2=20kΩ，US=10V，在t=0時(shí)開關(guān)S閉合，試用一階電路的三要素法求。圖4--38解第五章5、1已知環(huán)形鐵芯線圈平均直徑為，鐵芯材料為鑄鋼，磁路有一氣隙長為，若線圈中電流為，問要獲得的磁感應(yīng)強(qiáng)度，線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？解空氣隙的磁場強(qiáng)度為查鑄鋼的磁化曲線，B=0、9T時(shí)，磁場強(qiáng)度H1=500A/m鑄鋼中的磁路長度為：5、2有一臺(tái)單相變壓器，額定容量，額定電壓，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）；（2）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：，，。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各為多少？圖5-45解（1）按照圖5-45（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）按照圖5-45（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)，電阻，漏電抗；二次繞組匝數(shù)，電阻，漏電抗。設(shè)空載和負(fù)載時(shí)不變，且，，?？蛰d時(shí)，超前于，負(fù)載阻抗。求：（1）電動(dòng)勢和；（2）空載電流；（3）負(fù)載電流和。解（1）求和（2）求（3）求和5、6一臺(tái)單相變壓器，，，。在時(shí)開路和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。試驗(yàn)名稱電壓/kV電流/A功率/kW備注開路試驗(yàn)短路試驗(yàn)119、2445、5157、547129電壓加在低壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)試求：（1）折算到高壓側(cè)時(shí)，激磁阻抗和等效漏阻抗的值；（2）已知，設(shè)，畫出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（1）折算到高壓側(cè)時(shí)，激磁阻抗和等效漏阻抗的值換算到時(shí)（2）T型等效電路如下圖所示，其中。5、7將一鐵心線圈接于電壓120V，50Hz的正弦電源上，其電流。若將鐵心去掉，則電流，試求此線圈在具有鐵心時(shí)的銅損耗和鐵損耗。解銅損，鐵損5、8一臺(tái)三相異步電動(dòng)，額定頻率，額定電壓380V，額定轉(zhuǎn)速，試求：（1）同步轉(zhuǎn)速；（2）極數(shù)對；（3）額定轉(zhuǎn)差率。答：；；。5、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)求：（1）額定轉(zhuǎn)差率；（2）額定電流；（3）起動(dòng)電流；（4）額定轉(zhuǎn)矩（5）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（6）最大轉(zhuǎn)矩；（7）額定輸入功率。解：（1）由已知，可知電動(dòng)機(jī)的極數(shù)，（通常比略大）。則（2）由式（5-28）可得（3）（4）（5）（6）（7）5、10Y205S-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)求：（1）額定轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,最大轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓因故障降為時(shí)，電機(jī)能否帶額定負(fù)載運(yùn)行？解（1）解題方法如上題，，，（2）可以，T與定子每相繞組電壓U2成正比5、11Y132S-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)求：（1）額定轉(zhuǎn)矩,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,最大轉(zhuǎn)矩；（2）額定轉(zhuǎn)差率；（3）額定電流，起動(dòng)電流。解解題方法如題5、9。（1），，；（2）4%；（3），。5、12Y180L-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)求：（1）星三角換接起動(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)矩的80%時(shí)，是否可采用星三角換接起動(dòng)？（3）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的40%時(shí)，是否可采用星三角換接起動(dòng)？解（1）解題方法如題5、9。，；（2）不可以，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。（3）可以5、13若題5、9中的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在的電源上，問電動(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用兩個(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，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)？用閘刀開關(guān)起動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)時(shí)有無零壓保護(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。6、3說明接觸器的三個(gè)主觸頭連接在電路的哪個(gè)部分？輔助常開觸頭起自鎖作用時(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圖示為電動(dòng)機(jī)M1和M2的聯(lián)鎖控制電路。試說明M1和M2之間的聯(lián)鎖關(guān)系，并問電動(dòng)機(jī)M1可否單獨(dú)運(yùn)行?M1過載后M2能否繼續(xù)運(yùn)行?答：(1)M1先起動(dòng)運(yùn)行后M2才能起動(dòng)；M2停止后才能停M1；(2)M1能單獨(dú)運(yùn)行；(3)M1過載時(shí)M2不能繼續(xù)運(yùn)行，與M1一起停車。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)說明各文字符號(hào)所表示的元器件名稱；(2)說明QS在電路中的作用；(3)簡述同時(shí)起停的工作過程。解(1)元器件名稱SBstp－停止銨鈕QS－電源開關(guān)SBst－起動(dòng)銨鈕FU－熔斷器KM－交流接觸器FR－熱繼電器KA－中間繼電器（2）電源開關(guān)QS的作用為(a)使電源與控制電路、主電路接通(b)斷開時(shí)，使控制電路及主電路與電源脫離(3)同時(shí)起停工作過程起動(dòng)：合電源開關(guān)QS→按SBst→KA線圈通電→觸點(diǎn)KA1、KA2閉合→KM1、KM2線圈通電→KM1－1、KM2－1主觸點(diǎn)及KM1－2、KM2－2自鎖觸點(diǎn)閉合→M1、M2電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)→松開SBst→電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作。停車：按SBstp→KM1、KM2線圈斷電→主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)斷開→M1、M2同時(shí)停轉(zhuǎn)→斷開QS。6、7設(shè)計(jì)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路：M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)；M2停轉(zhuǎn)后M1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：M1起動(dòng)后M2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；M2停轉(zhuǎn)后M1才能停轉(zhuǎn)，需在M1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：SB3FRL1L2L3QFM1~3FRKM1M2~3KM2SB4SB1KM1SB2KM2KM2KM1KM2KM2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N型半導(dǎo)體帶負(fù)電，P型半導(dǎo)體帶正電。上述說法對嗎？為什么？答：這種說法是錯(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，但整塊晶體中既沒有失電子也沒有得電子，所以仍呈電中性。7、2某人用測電位的方法測出晶體管三個(gè)管腳的對地電位分別為管腳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E=5V，V，二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r(shí)電阻R=0，反向阻斷時(shí)電阻R=∞），試畫出u0的波形。答：分析：根據(jù)電路可知，當(dāng)ui>E時(shí)，二極管導(dǎo)通u0=ui，當(dāng)ui<E時(shí)，二極管截止時(shí)，u0=E。所以u(píng)0的波形圖如下圖所示：u/Vωt0uiu0105圖7-197、4半導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理有什么不同？單極型和雙極型晶體管的導(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。圖7-207、5圖7-20所示電路中，硅穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)定電壓為8V，DZ2的穩(wěn)定電壓為6V，正向壓降均為0、7V，求各電路的輸出電壓U0。答：（a）圖：兩穩(wěn)壓管串聯(lián)，總穩(wěn)壓值為14V，所以U0=14V；（b）圖：兩穩(wěn)壓管并聯(lián)，輸出電壓按小值計(jì)，因此U0=6V；（c）圖：兩穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，U0=8、7V；（d）圖：兩穩(wěn)壓管反向并聯(lián)，可認(rèn)為DZ1截止不通，則U0=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，說說為什么？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)射極對調(diào)使用，三極管不會(huì)損壞，但是其電流放大倍數(shù)大大降低。因?yàn)榧姌O和發(fā)射極的雜技濃度差異很大，且結(jié)面積也不同。7、8圖7-21所示三極管的輸出特性曲線，試指出各區(qū)域名稱并根據(jù)所給出的參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。（1）圖7-21IC(mA)UCE(V)108642100μA80μA60μA40μA20μAIB＝0012345678（b）輸出特性(a)輸