电工学下册课后答案

电工学下册课后答案 14.3.2 ui 在图14.02的各电路图中，E5V，ui10sint，二极管的正向压降 可忽略不计，试分别画出输出电压uo 的波形。 R (b) uu (a) 【解】： (c) 图 14.02习题14.3.2的图 10 510 5 Uo (a) 电路的输出波形 14.3.5 在图14.05中，试求下列几种情况下输出端电位VF 及各元件中通过的 电流：（1）VA10V，VB0V； （2）VA6V，VB5.8V； （3）VAVB5V，设二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。 【解】：（1）DA优先导通 1k 10V =9V VF 1+9 V9 = IDA =IR A=1mA 9103 R =9 VA 1kVB F 9k 图14.05 习题14.3.5的图 DB截止，IDB0 （2）设DA和DB 两管都导通，应用节点电压法计算V F 65.8+ =5.59VE，D导通；ui E，D导通；ui u0的波形分别如图2(a)和(b)所示。 图2:习题14.3.2图 1 电路的基本概念与定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.5.1 在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。 今通过实验测量得知 图 1: 习题1.5.1图 I1 = ?4A U1 = 140V U4 = ? I2 = 6A U2 = ?90V U5 = I3 = 10A U3 = 60V 30V 1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。 80V 2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？ 3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？ 解: 2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。 3 P1 = U1I1 = 140 (?4)W = ?560W P2 = U2I2 = (?90) 6W = ?540W P3 = U3I3 = 60 10W = 600W P4 = U4I1 = (?80) (?4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 6W = 180W 电 源 发 出 功 率 PE= P1 + P2 = 1100W 负载取用功率 两者平衡 1.5.2 P = P3 + P4 + P5 = 1100W 在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端 电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。 解 首先根据基尔霍夫电流定律列出 图 2: 习题1.5.2图 ?I1 + I2 ? I3 = 0 ?3 + 1 ? I3 = 0 可求得I3 = ?2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得 U3 = (30 + 10 103 3 10?3 )V = 60V 其次确定电源还是负载： 1 从电压和电流的实际方向判定： 电路元件3 80V元件 30V元件 电流I3 从“+”端流出,故为电源; 电流I2 从“+”端流出，故为电源； 电流I1 从“+”端流出，故为负载。 2 从电压和电流的参考方向判别： 电路元件3 U3 和I3的参考方向相同P = U3 I3 = 60 (?2) 10?3W = ?120 10?3W （负值），故为电源； 80V元 件 U2 和I2的 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 1 10?3W= 80 10?3W （正值），故为电源； 30V元件 U1 和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 3 10?3 W = 90 10?3W （正值），故为负载。 两者结果一致。 最后校验功率平衡： 电阻消耗功率: 2 PR1 = R1I1 = 10 3 2mW = 90mW 2 PR2 = R2I2 = 20 1 2mW = 20mW 电源发出功率: PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率: 2 P = U1I1 + R1 I 2 1 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW 两者平衡 1.5.3 有一直流电源，其额定功率PN= 200W ，额定电压UN= 50V 。内阻R0= 0.5?，负载电阻R可以调节。其电路如教材图1.5.1所示试求： 1 额定工作状态下的电流及负载电阻； 2 开路状态下的电源端电压； 3 电源短路状态下的电流。 解 (1) 额定电流IN = 50 UPN 200 = A = 4A, 负载电阻R = N= = 12.5? IN UN 50 4 (2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 0.5)V = 52V E 52 = A = 104A (3) 电源短路电流IS = R0 0.5 1.5.4 有一台直流稳压电源，其额定输出电压为30V ,额定输出电流为2A，从空载 到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一 U0 ? UN= 0.1%),试求该电源的内阻。 （即?U = UN 解 电源空载电压U0 即为其电动势E，故可先求出U0 ，而后由U = E ? R0I ，求 内阻R0。 U0 ? UN = ?U UN U0 ? 30 = 0.1 % 30 由此得 U0 = E = 30.03V 再由 U = E ? R0I 30= 30.03 ? R0 2 得出 R0 = 0.015? 1.5.6 一只110V 、8W 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的 电阻？该电阻应选多大瓦数的？ 解 由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN 和电阻RN ： IN = PN 8 = A = 0.073A N 110 UN 110 = ? = 1507? RN = IN 0.073 在380V 电源上指示灯仍保持110V 额定电压，所串电阻 U ? UN380 ? 110? = 3700? R = = IN 0.073 其额定功率 22 PN = RI N = 3700 (0.073)W = 19.6W 故可选用额定值为3.7K ?、20W 的电阻。 1.5.8 图3所示的是用变阻器R调节直流电机励磁电流If 的电路。设电机励磁绕组 的电阻为315?,其额定电压为220V ,如果要求励磁电流在0.35 0.7A的范围内变 动，试在下列三个变阻器中选用一个合适的: (1) 1000?、0.5A；(2) 200?、1A；(3) 350?、1A。 解 当R = 0时 当I = 0.35A时 I = 220 = 0.7A 315 220 R + 315 = = 630? 0.35 R = (630 ? 315) = 315? 因此，只能选用350?、1A的变阻器。 图 3: 习题1.5.8图 1.5.11 图4所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片，粘附 在被测零件上。当零件发生变形（伸长或缩短）时，Rx的阻值随之而改变，这 反映在输出信号Uo 上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100?，R1 = R2 = R1Rx 200?，R3 = 100?，这时满足= 的电桥平衡条件，Uo = 0。在进行测量 R3 R2 时，如果测出: (1) Uo = +1mV ；(2) Uo = ?1mV ；试计算两种情况下的?Rx。Uo 极性的改 变反映了什么？设电源电压U 是直流3V 。 解 (1) Uo = +1mV 图 4: 习题1.5.11图 应用基尔霍夫电压定律可列出: 或 Uab + Ubd + Uda = 0 Uab + Uo ? Uad = 0 U U Rx + Uo ?= 0 Rx + R3 2 3Rx + 0.001 ? 1.5= 0 Rx + 100 安徽工业大学电工学下册作业 电子技术作业 1、2 14.3.2 在图14.02的各电路图中， E?5V，ui?10sin?tV，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。 R uo - （a） 图14.02 【解】(a) 当ui?5V时，二极管D截止，uo?ui；ui?5V时，二极管D导通，uo?5V。 5 ?(d) 当ui?5V时，二极管D截止，uo?5V；ui?5V时，二极管D导通，uo?ui。 uo - (d) ? 14.3.6 在图14.06中，E?10V,e?30sin?tV试用波形图表示二极管上电压uD。 - uD- + 图14.06 【解】若二极管的正向压降可以忽略不计 当e?E?0,即e?10V时，二极管D截止，uD?e?E； e?E?0,即e?10V时，二极管D导通，uD?0。 ? 14.4.1 在图14.07中，E?20V,R1?900?,R2?1100?。稳压二极管DZ的稳定电压UZ?10V，最大稳 定电流IZM?8mA。试求稳压二极管中通过的电流IZ，是否超过IZM？如果超过，怎么办？ Z 图14.07 【解】IZ?IR1?IR2? E?UZUZ?20?1010? ?A?2.02mA?IZM, R1R2?9001100? 因此IZ没有超过IZM，若超过可以通过将R1调大或将R2调小来解决。 14.5.4 在图14.08所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？ .5k? k? ?k? （a） ?(b) 图14.08 ? (c) 【解】当三极管工作在饱和状态时，UCE?0，ICS? UCCI ，IBS?CS，IB?IBS； RC? 当三极管工作在截止状态时，IB?0，IC?0，UCE?UCC ； 根据此条件来进行判断： (a) ICS? UCCI1212 ?A?12mA，IBS?CS?mA?0.24mA， RC1000?50 IB? 6 A?0.12mA?IBS，三极管工作在放大状态； 50?103 (b) ICS UCC12?A?20mA，IBS?ICS?20mA?0.2mA， RC1500?40 12 A?0.255mA?IBS，三极管工作在饱和状态； 47?103 IB? (c) VB?0，IB?0，三极管工作在截止状态。 电子技术作业3、4、5、6 15.2.1 晶体管放大电路如图15.01（a）所示，已知UCC?12V，RC?3k,RB?240k,晶体管的?40。 （1）试用直流通路估算各静态值 IB,IC,UCE；（2）如晶体管的输出特性如图15.01（b）所示，试用 图解法作放大电路的静态工作点；（3）在静态时(ui?0)C1和C2上的电压各为多少？并标出极性。 IC/+ ?A （a） uo- CE/V (b) 图15.01 【解】(1) 放大电路的直流通路如图所示 UCC RB IB? UCC12 ?A?0.05?10-3A?50?A 3RB240?10 IC?IB?40?0.05mA?2mA UCE?UCC?ICRC?12?2?10 (2) 根据直流通路，有 UCE?UCC?RCIC 可得出 IC?0时 UCE?UCC?12V UCE?0时IC? ? ?3 ?3?10?V?6V 3 UCC12-3 ?A?4?10A?4mA 3RC3?10 就可在晶体管输出特性曲线组上作出直流负载线， I