电工技术习题

习 题5.1 在图 5.01中，已知 =80 ，直流电压表 的读数为 110 ，试求：(1)直流电源表 V 的读数；(2)整流电流的最大值；(3)交流电压表 的读数；(4)变压器二次侧电 A V1流的有效值。二极管的正向降压忽略不计。图 5.01 习题 5.1 的图解：（1） =1.375A=11080的读数为 1.375A1.38 A。 A（2 ）=11080 =4.32整流电流最大值为 4.32A。（3 ）2=0.45=1100.45 244即 的读数为 244V。V1（4） 2=1.57=1.571.3752.16变压器副边电流有效值为 2.16A5.2 在图 5.2的单相半波整流电路中，已知变压器二次侧电压的有效值 =30 ，负载电阻 =100 ，试问： (1)输出电压和输出电流的平均值 和 各为多少？(2)若电源电压 波动 ，二极管承受的最高反向电压为多少？+-10%图 5.2 习题 5.2 的图5.3 若采用图 5.3的单相桥式整流电路，试计算上题。图 5.3 习题 5.3 的图5.4 有一电压为 110V，电阻为 55 的直流负载，采用单相桥式整流电路（不带滤波器）供电，试求变压器二次绕组电压和电流的有效值并选用二极管。解：由题意： =110=11055=2故变压器副边电压为=0.9=1100.9=122副绕组电流为2=1.11=1.112=2.22二极管中平均电流为=12=122=1二极管上最高反向电压为=2=2122173可选 2125.5 在图 5.04所示的整流电路中，变压器二次侧电压有效值=20 , =50 ; =100 , =30 ;二极管最大整流电流 和反向工作峰值电压1 2 1 2 如表中所列。(1) 试校核电路中各整流桥所选用的二极管型号是否合适。 (2)若将绕组 2-2的极性接反，对整流电路有无影响，为什么？(3)若将 a,b间联线去掉，电路是否仍能工作？此时输出电压 和输出电流 等于多少？所选用的二极管是否 合适？图 5.04 习题 5.5 的图解：（1）两个桥式整流电路是互相独立的，对 11电路；1=0.91=0.920=181=11=18100=0.181=121=120.18=0.091=21=220=28.3所选二极管 的 合适。2121,2,对 22电路：2=0.92=0.950=452=22=4530=1.52=122=121.5=0.752=22=250=70.7所选二极管 的 合适。最好选用 ，其2112,2，基本 211.=2002（2）若绕组 22极性反接，则仍为桥式整流电路，且输出电压极性不变，故对整流电路毫无影响。（3）若将 a，b 间联线去掉，则电路可画如下图所示。在电源正半周时， ，114 个二极管在电源电压（ ）作用下经（ 在电13， 21， 23 1+2 1+2） 导电 ；源负半周时， 4 个二极管在电源电压（ ）作用下经（12， 14， 22， 24 1+2，在（ 中电流方向不变，故有1+2） 导电 1+2）=0.9（ 1+2） =0.9（ 20+50） =63= 1+2= 63100+300.485二极管中电流平均值为=12=120.4850.242的最高反向电压仍与原来一样， ； 的最高反向电压11 14 1=28.321 24也与原来一样， 。分析可见，电路仍能实现整流作用，输出直流总电2=70.7压 不变，但 中电流 则与前大不相同。所选二极管中=18+45=63 1和 2 尚能使用，而 则已大大超载了，可能烧坏。211 2125.6 有一整流电路如图 5.05所示，(1)试求负载电阻 和 上整流电压的平均值 和12 1，并标出极性；(2)试求二极管 ， ， 中的平均电流 , , 以及各管所2 1 2 3 12 3承受的最高反向电压。图 5.03 习题 5.5的图解： （1） ,极性为上“-”下“+” 。1=0.45(90+10)=452=0.910=9极性为上“+”下“-” 。（2）1=1=11= 4510103=4.52=3=122=1222=129100=451=2（ 90+10） 1412=3=221028.35.7 图 5.06 是二倍压整流电路， = ，试分析之，并标出 的极性。22 图 5.06 习题 5.7 的图解： 电源正半周时，二极管 导电，给电容器 充电到 ，以后 截止， 也1 1 1=2 1 2截止， 中电荷不能释放，保持 。负半周 在（ 作用下导电，1 1=2 2 +1）给电容器 充电，到 时， 截止，于是在负载 上获得的最高电压为2 2=22 2 。随后 会向 放电， 有所下降，但只要使 足够大， 基本上=22 2 2 是 这便是电路工作原理。显然 的极性应为下“+”上“-” 。22。 5.8 有一电解电源，采用三相桥式整流，如果要求负载直流电压 =20 ，负载电流 =200 ，(1)试求变压器容量为多少 ;(2)选用整流元件。考虑到变压器二次绕组及管子 上的压降，变压器的二次侧电压要加大 10%。解： 由表可知 ，则=2.34=2.341.1=202.341.1=9.4=13=1320066.7=6=69.4=232=0.82=0.82200=164（1 ） 变压器容量为=32=39.4164=4.62可选用 的变压器。=5（2） 选用 。=100， =50的整流管5.9 在表 5.1.1 中，试证明单相半波整流时变压器二次侧电压时的有效值 =1.57 ，如果带 电容滤波器后，是否仍有上述关系？解：= 102= 120()2= 1202=2=21.57其中=变压器副绕组中电流与二极管电流相同，在带有电容滤波器后，二极管导通时间大大缩短，峰值电流增大。变压器副绕组电流有效值不再具有上述关系。5.10 试分析图 5.07 所示的变压器二次绕组中有中心抽头的单相整流电路，二次绕组两段的电压有效值各为 ：（1）试分析在交流电压的正半周和负半周时电流的通路，并标出负载电阻 上电压 和滤波极性电容器 的极性； （2）分别画出无滤波电容器和有滤波电容器两种情况下负载电阻上电压 的波形，是全波还是半波整流？（3）如无滤波电容器，负载整流电压的平均值 和变压器二次绕组每段的有效值之间的数值关系如何？如有滤波电容，则又如何？（4）分别说明有滤波电容器和无虑波电容器两种情况下截止二极管上所承受的最高反向电压 是否都等于 。 22（5）如果整流二极管 虚焊， 是否是正常情况下的一半？如果变压器的二次侧2 中心抽头虚焊，这时有输出电压吗？（6）如果把 的极性接反，是否能正常工作？会出现什么问题？2（7）如果 因过载损坏造成短路，还会出现什么其他问题？2（8）如果输出端短路，又将出现什么问题？（9）如果把图中的 和 都反接，是否仍有整流作用？所不同者都是什么？1 2图 5.07 习题 5.10 的图解：（1） 极性为上“+ ”下 “-”，电容器极性上端为“+” 。（2）波形如图解所示，其中（a）为无虑波电容器情况下负载电压 ， （b）为有滤波电容器情况下负载电压 。可见电路是全波整流，正半周 导通， 截止；负半周 1 2导通， 。2 1截止（a ） （b）（3 ）无滤波电容时 ，有滤波电容器时 （在满足 的条=0.9 1.2（ 3 5） 2件下）（4 ）当二极管 导通时， 承受反向电压为 ;反之 时， 承受反向电压1 2 +=2 2导 通 1也是 ，故两管截止时承受的最高反向电压 均为 且与有无电容器无关。2 22（5 ）若 则电路为半波整流，若无滤波电容器，则 为正常值的一半，2虚 焊 （ 不通 ） ， 若有滤波电容器，则 ，既不是正常值的一半。若变压器副边中心抽头虚121.2焊（不通） ，则负载被开路，输出电压为零。（6 ）若 极性接反，则正半周电源被 和 短接，将烧坏两只二极管。负半周则两管均2 1 2截止，故不能正常工作。（7 ）若 损坏而短路，则正半周变压器被 短路，将烧坏 ，甚至烧坏变压器绕组或烧2 1 1断电源保险丝。（8 ）若输出端短路，则正半周烧坏 ，负半周烧坏 。1 2（9 ）若 和 均反接，则仍为全波整流电路，所不同的是输出电压极性相反，此时应将1 2滤波电容器也反接，否则将使滤波电容器击穿损坏。5.11 今要求负载电压 =30 ，负载电流 =150 。采用单相桥式整流电路，带电容滤器。 一直交流频率为 50 ，试选用管子型号和滤波电容器，并于单相半波整流电路比较，带电容滤波器后，管子承受的最高反向电压是否相同？5.12 在图 5.2.7 所示的具有 形 滤波器的整流电路中，已知交流电压 =6 ,今要求负载 电压 =6 ,负载电流 =100 ,试计算滤波电阻 。 图 5.8 习题 5.12 的图解： 如下图所示，整流电路输出直流电压为=1.2=1.26=7.2由此得 = = 7.26100103=125.13 在图 5.09 的整流电路中，已知变压器两次侧电压的有效值 =20 ,负载电阻 =50 。试分别计算开关 在不同断合情况下，负载两端电压 ，电流 ，每 14 个二极管中流过的电流 和承受最高反向电压 。设 =20 。 （1 ） 和 合上， 1 2其他断开；（2） 合上，其他断开；（3 ） 均合上；（ 4） ， ， 合上，1 14 1 3 4断开；（5 ） 均断开。2 14图 5.09 习题 5.13 的图5.14 稳压二极管稳压电路如图 5.10 所示，已知 =28.2 ，稳压二极管的稳压值 sin =6 ， =2 ， =1.2 .试求：（ 1） 断开， 合上时的 ， 和 。 （2 ） ， 1 2 1均合上时的 ， 和 ，并说明 =0 和 接反两种情况下电路能否起稳压作用。2 图 5.10 习题 5.14 的图5.15 如何连接图 5.11 中的各个元器件以及接“地”符号才能得到对 “地”为 的直+15流稳压电源，并写出其导通路径。图 5.11 习题 5.15 的图5.16 某稳压电源如图 5.12 所示，试问：（1）输出电压 的极性和大小如何？（2 ）电容器 和 的极性如何？他们的耐压应选多高?（3 ）负载电阻 的最小值约为多少？1 2 （4）如将稳压管 接反，后果如何？（5）如 =0，又将如何？ 图 5.12 习题 5.16 的图解： （1） ，极性为上“-”下“+” 。=15（2 ） 和 的极性均应为上“-”下“+” 。1 2（3 ） 查表可得 ,求出整流输出电压 ，则=5 =1.2=1.236=43.2允许最大负载电流为= =43.2152.41035103=6.75于是可知最小负载电阻为= 156.75103=2.22（4 ） 如将 接反，则该稳压管工作在二极管状态，负载被短路，整流电路输出电流为= 43.224103=18（=12=9 =100213）故二极管不会烧坏。的 , 正向电流未知，一般不至于烧坏，220=15 =250,但输出电压 的正常功耗为0限流 电 阻 =（ ） 2 =(43.215)2