电工电子习题解答【整理版】.doc

高等职业教育“十一五”规划教材 高 职 高 专 机 电 类 教材系列电工电子技术邢江勇主编范泽良 李蓉 副主编章名惠 主审科 学 出 版 社习题一1 1 写出题138图中有源支路的电压、电流的关系式。 题11图解： (a）U=(2I+2)V (b)U=（2I+2）V (c) U=2V (d) U=2V 12 在题139图中已知U2=2V，（1）求I、U1、U3、U4、Uae，（2）比较各点电位的高低。 题12图解：（1） I=-=-=-1U=-2VU=-2U=-2 U=-1 (2) UUUU ,于是，较大。相应定子电流也较大。而在相位上，滞后近，即转子功率因数很小，故转矩并不大。66 把三相异步电动机的三相绕组的任意二相电流顺序对调，即可实现电动机反转。67答：三相电源的三个电压在相位上互差，三个电压出现正幅值的顺序称为相序。三相异步电动机本身没有相序，但三个绕组位置上有一定顺序，用U，V，W 表示。6.8 解：由经验公式 所以，不允许直接起动，必须降压起动。6.9答：（1）由型号JO2 -31-4可知，磁极个数N=4 。（2）由于N=4，磁极对数p=2，于是， （3）转速差 6.10解：由Y160M-6型号三相异步电动机可知磁极对数p=3，旋转磁场转速 (1) 于是转差率为 由于电压为380V，故必要采用Y 型接法，于是由功率定义可得则额定转矩P1N=Nm最大转矩起动转矩Ist=6.5IN=6.517.0=110.5A(2)用Y换接起动时的起动电流和起动转矩Ist=100.5A=36.8ATst=147.68A=49.2 Nm(3)TY=，可以启动。 TY=，不可以启动。611解：（1）（2），0.73,抽头比73%（3）Ist=6.5IN=6.520=130A 习题七71解：热继电器是依靠电流通过发热元件加热双金属片使其变形而使触点动作来实现过载保护的。因此，一定的电流下需要一定的动作时间，即使是短路电流通过发热元件，也仍需一定时间触点才能动作，因此立即断电不能起到保护作用。三相主电路亦两个发热元件也可以保护过载电路（1）机械负载过大时，三相电流因为对称同时增大，二个加热元件同时推动触点，从而达到保护的作用。（2）若一相断路，就形成了单相运行，过载时，仍亦一个发热元件推动触点，起到保护作用。（3）若一相绕组匝间发生短路，三相电流不对称，另二相电流超过正常值，也可起保护作用，由此，两个发热元件即可。72解：失压保护：又称零压保护，欠压保护。因为在控制电路中具有自锁环节，当电源电压为零（或低于接触器释放电压）时，接触器释放而使自锁触点断开，电动机断电停车。当电源电压自动恢复时，若不操作起动按钮，电动机将不会自行起动，以免造成事故。用闸刀开关控制电动机起、停时，电源失电，电动机停车；电源电压自动恢复，电动机自动起动，可以造成事故，不能起失压保护作用。73解：即使两个继电器型号相同，每一线圈的电压均为电源电压的一半，也不准将两个线圈串联使用，因为两个继电器线圈铁芯气隙总会略有差异，两个电器通电后就不会同时动作。先吸合的继电器，因为磁路闭合，阻抗增加，该线圈两端电压增加，使另一线圈电压达不到电器动作胡电压值。故两个交流电器需要同时动作时，两个电器的线圈必须用并联接法。74解：熔断器是电路中最常用的一种简便而有效的短路保护电器。欲使熔断器在电路中真正起到短路保护作用，必须合理选择熔体额定电流。其具体方法如下：1. 照明线路中，电灯支线上的熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流2.一台电动机熔丝的额定电流当电动机起动频繁时，K的取值为1.62，当电动机起动不太频繁时，K2.5。3.若干台电动机的总熔丝的额定电流（1.52.5）容量最大电动机的额定电流+其余电动机额定电流之和。75解：（1）复合按钮 （2）刀开关 符号：SB 符号：S(3) 组合开关 (4) 熔断器 符号：SCB 符号：FU(5) 中间继电器 （6）热继电器 符号：KA 符号：FR76解：行程开关主要用于将机械位移转变为电信号，以改变电动机的运行状态，实现自动控制和限制机械的运动（应用于改变运动方向、顺序控制等自动控制系统中）。77解：如图所示 题77图注：SB1，SB2 作用相同，SB3 ，SB4 作用相同，于是可以实现二地控制。78解：控制线路图所示，其中自保触点KM可以放在甲、乙两地之中的任一地或两地各用一个。 题78图79 控制线路如题79图所示，图中FU实现短路保护，FR实现过载保护。因接触器的线圈和指示灯的额定电压均为220V，故引入中线圈取得相电压。 题79图 习题八81 解释名词：空穴，本征半导体，P型半导体，N型半导体本征半导体：纯净的、不含任何杂质、没有缺陷的半导体。因而也成称为纯净半导体。空穴：空穴又称电洞（Electron hole），在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现像。P型半导体：在硅单晶体中掺入少量三价硼元素（或铟等），使三价元素与硅原子形成共价键时，缺少一个电子，形成不稳定的结构，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。这种半导体称为空穴型半导体或P型半导体。N型半导体：在硅单晶中掺入少量五价元素如磷（或砷、锑等）。使五价元素与硅原子构成共价键，还有一个电子多余，半导体中的电子的数量远远多于空穴的数量，这种半导体称为电子型半导体或N型半导体。82 简述结的形成过程及单向导电原理在一块本征半导体的两边掺入不同的杂质形成不同类型的杂质半导体，在P型半导体中有大量的空穴和很少的电子，而N型半导体中有大量的自由电子和少数的空穴。由于电子和空穴的密度差的存在，在它们的交界的地方，便发生电子和空穴的扩散运动。其结果是在PN结边界附近形成一个空间电荷区，在PN结中产生一个内电场，内电场的方向由N区指向P区，内电场的存在对空穴和电子的扩散运动起到了阻碍作用，所以有时把空间电荷区称为阻挡层。载流子在电场力的作用下的运动形成漂移运动。漂移运动与扩散运动达到平衡时PN结就形成了。PN结外加反向电压时，外电场EF与内电场Ei的方向一致，加强了空间电荷区的电场强度。耗尽层的厚度比平衡时加宽，使多数载流子的扩散运动更难进行。PN结外加正向电压时，在PN结的耗尽层中建立了外电场E F与耗尽层中的内电场E i方向相反。从而削弱了空间电荷所产生的内电场，使空间电荷区变窄，有利于多数载流子的扩散运动，于是P区的多数载流子空穴能顺利通过PN结耗尽层扩散到N区，N区的多数载流子电子能顺利通过PN结耗尽层扩散到P区。P区和N区中因复合而损失的多数载流子必须由电源来补充，这就是在外加正向电压作用下，空穴扩散电流和电子扩散电流流通的过程。83在测量二极管的正向电阻时，常发现不同欧姆档测出的阻值并不相同。用档测出的阻值小，用档测得的阻值大，这是为什么？因为对于万用表不同的欧姆档，提供给被测二极管的电流不同，而二极管的非线特性，电流不同测出的阻值也就不一样。84 晶体管有哪两种类型？分别画出它们的器件符号有NPN型和PNP型两种类型。晶体管具有电流放大作用的外部条件：发射结正偏，集电结反偏。85 二极管的伏安特性如图所示：（1）若把一个电压为1.5V内阻为0.1的电池以正向接法接至它两端，问会出现什么问题？(2)若把一个电压为300V的电池以反向接法接至它两端，问会出现什么问题？图823 题86图 (1):若把一个电压为1.5V内阻为0.1的电池以正向接法接至它两端，通过它的电流从伏安特性曲线看出，通过它的电流将很大，超过二极管的最大整流电流IOM，二极管将发热甚至烧坏。（2）若把一个电压为300V的电池以反向接法接至它两端，从伏安特性曲线看出，加在它两端的反向电压将超过击穿电压（-250V），反向电流突然剧增，二极管将迅速击穿、发热而烧坏。86 二极管电路如图图824 所示，判断图中二极管是导通还是截止，并求出AO两端的电压。图824 题87图（a） 导通 UAO=6+0.7=6.7V（b）截止 UAO=12V（c）D1导通D2截止 UAO=0.7 V （d）D1 导通 D2 导通 UAO=0.7 V87电路中接有一晶体管，不知其型号，测得它的三个管脚的电位分别为155V、6V、67V，试判别管子的三个电极，并说明这个晶体管是哪种类型？是硅管还是锗管？ NPN型，硅管。88题8图中所示是两个晶体管的输出特性曲线？试判断哪个管子的放大能力强？说明理由。 （a） （b） 图825 题88图 （a）图放大能力强，从输出特性曲线看出，（a）的电流放大倍数比（b）的大。 89 晶体管是由两个PN结组成的，是否可以用两个二极管连接组成一个晶体管使用？为什么？ 根据晶体管的结构特点：（1）E区的掺杂浓度高，（2）（B）区很薄，（3）C区面积大，E极和C极不能对调。所以，不可以用两个二极管连接组成一个晶体管使用。810场效应管和晶体管在结构与特性有哪些异同点？ 结构上都由两个反向的PN结组成，有三个电极，都具有放大作用。场效应管是电压控制作用，晶体管是电流控制作用。场效应管的直流输入电阻RGS远远大于三极管的基极与发射极之间的等效输入电阻rbe。习题九91 如图921所示的电路中，哪些可以实现正常的交流放大？哪些不能？如何改正？ 图921 题91图 92用示波器观察如图922所示放大电路的输出波形时，波形出现了平顶现象，问(1)这是什么失真?（2）如何调整RB的大小才能消除失真?为什么? （，饱和失真，增大RB，IB=UCC/RB，UCC一定，增大RB，IB减小，IC减小。(a) 电路图 (b)波形图图922 题92图93 分压偏置式放大电路为什么能够稳定静态工作点?94 射极输出器的特点是什么?有哪些应用?95 多级放大电路的耦合方式有哪些?各有什么特点?96 功率放大电路的作用是是什么？对功率放大电路通常有哪些要求？97解：（1）计算静态工作点IB = = 004（mA ）=40（A）IC =IB=50004 = 2（mA ） UCE= UCCICRC =1224 = 4（V） （2）UCE= UCCICRC，UCE=3V IC =225（mA ） IB =0045（mA ）=45（A） IB ，RB=267（ k） 若IC =15（mA ），IB =003（mA ）=30（A） RB=400（ k）98 解：（1）IC=6mA，继电器动作，IB=012（mA） （2）此电路正常工作，集电极反偏，UCE0 UCE=UCC-ICRC0，UCCCICRC=63=18（V） 99解：（1）计算 RCUCE= UCCICRC，UCE=6V RC =3（k）（2）计算 RBIB =004（mA ）=40（A） IB ，RB=300（ k）910图924所示为共射放大电路，试：（1）画出它的直流通路，（2）求静态工作点，（3）画出它的微变等效电路，（4）计算其电压放大倍数、输入、输出电阻。 图 924 题99图解：(1)放大电路的直流通路如图924图(a)所示，（2）静态工作点IB = = 004（mA ）=40（A）IC =IB=38004 15（mA ） UCE= UCCICRC =12154 = 6（V） （3）放大电路的微变等效电路如图99（b）所示。 （4）动态指标晶体管的输入电阻为 rbe=300+39=976() =0976(k) ri=rbe=976)=0976k R= RCRL= 4k4k=4=2kAU=-=-38-78 输入电阻 ri= RBrbe=300 k0.976 k=096k输出电阻 R0=RC=4k911图925所示放大电路中，已知晶体管(硅管)的电流放大系数=50,RB=200k，RC=2k，RL=6k，UCC=12V。(1)试计算放大电路的输入电阻rbe，输出电阻r0。(2)试计算接入或断开RL时放大电路的电压放大倍数AU。(3)如果信号源内阻RS=200，试计算接入或断开RL时放大电路对信号源电压US的电压放大倍数AUS。图 925 题910图解；放大电路的静态工作点为：UBEQ=07VIBQ=56.5AIEQ=(1+)IB=510.00565=2.88mAICQIEQ=2.88mAUCEQ=12-2x288=62V晶体管的输入电阻为 rbe=300+51760放大电路的微变等效电路如图3-23（b）所示。 (1) ri= RBrbe=2000.76=0757k, r0=RC=2k(2) RL断开时(放大电路空载) AU=-=-50=-131RL接入时 AU=-=-50=-88 负载后，电路的放大倍数下降。(3)输入信号Ui与信号源电压Us的关系为Ui=US考虑信号源内阻时，放大电路的放大倍数为AUS=AU空载时 AUS=-=-50=-104 RL接入时 AUS=-=-5=-68912 在图926所示的分压式射极偏置电路中，已知UCC=15V，RC=3k，RE=2 k，IE=155mA，=50，试估算RB1和RB2的阻值。 图 926 题911图912解：UB=UBE+IERE=0。7+=1552=3。8（V） IB=0031（mA） 取I1=10IB，I1=10IB=100031=031（mA）I1I2=，RB1=361（k）RB2=123（k）913在图926所示的分压式射极偏置电路中，已知UCC=16V，=50，RB1=60 k，RB2=20k，Rc=3k，RE=2 k，RL=6k。(1)试求电路的静态工作点；(2)试画出该电路的微变等效电路；（3）求其和电压放大倍数AU输入电阻rI和输出电阻r0。 913 解：（1）计算静态工作点UB= UCC=16= 4（V） ICIE=（mA） IB=0.033（mA）UCE=UCC IC(RC+RE)=16-1.65(3+2)=7.8Vrbe=300+(1+) =300 + 51=1103.6()=1.1(k)(2)该电路的微变等效电路；（3）电压放大倍数AU Au=-=-50=-91 输入电阻ri ri= RB1RB2rbe=1.1(K)输出电阻r0r0=RC= 3k914在图927所示的射极输出器电路中，已知UCC=15V，=80，RB=150 k，RE=2k，RS=500，RL=16k。(1)试求电路的静态工作点；(2)试画出该电路的微变等效电路；（3）求其电压放大倍数AU、输入电阻ri和输出电阻ro。 图 927 题913图914解：（1）计算静态工作点IB=0.048(mA) IC=IB =800.048=3.85 (mA) IE=（1+）IB =810.048=3.89 (mA) UCE=UCCIERE=153.892=7.2（V） （2）电压放大倍数AU rbe=300+(1+) =300 + 81=840()=0.84(k)R,L=RERL= =0.89(k) AU=0.99(3) 输入电阻ri ri= RBrbee+（1+）=49(k)（4）输出电阻r0 r0=16.