电工电子技术习题答案 丁卫民 -模块1-6 直流电路-常用半导体器件

《电工电子技术》习题参考答案丁卫民编2021.7《电工电子技术》习题参考答案模块1直流电路一、填空题1-1电路，短路负载1-2正电荷1-3变化不变1-4101-51-6电流热效应1-7电流通电时间1-8增大减小1-9小1-10满载轻载过载1-11反比1-12大于，小于1-1360，11.25二、判断题1-14×1-15√1-16×1-17√1-18√1-19×1-20×1-21×四、简答题1-22电源、负载、连接导线和开关电源：产生电能，负载：消耗电能，导线：构成通路，开关：控制1-23额定、断路、短路略1-24正比关系即欧姆定律：1-25五、计算题1-261-27（1）后者大（2）前者后者（3）前者1-281-29图（a）中测的灯L2两端电压，图（b）中测的灯L1两端电压，图（c）中测的灯L1和灯L2串联后两端电压。（表正负极性未标）模块2电容与电感2-1电容在直流电路中充电稳定后电路中电流为零,即容抗为无穷大2-2电感在直流电路中对电流阻碍作用为零,即感抗为零3-3模块3正弦交流电路一、填空题3-1正弦表达式即解析式3-250HZ，0.02s3-3反相3-43-5旋转矢量法3-6模角速度幅角3-71003-8相同超前3-9感抗，欧姆3-10正3-11视在功率3-12相同滞后3-13容抗XC，欧姆3-14反反3-15功率因数利用率3-17频率相位3-18端线中地线三相四线3-19倍3-20火线与中线3-21火线与火线3-22中线三相三线3-23倍64．380、150°、220、120°、220、-120°3-24断路、开关、熔断器二、判断题3-25×3-26×3-27×3-28×3-29√3-30√三、简答题3-31最大值、角频率、初相3-32交流电每重复一次变化所需要的时间称为周期，用字母表示，交流电一秒内重复变化的次数称为频率，用字母表示，两者互为倒数关系即3-33电容在直流电路中充电稳定后电路中电流为零,即容抗为无穷大3-34电感在直流电路中对电流阻碍作用为零,即感抗为零3-35不同点：三相四线制电路可以提供两组不同的对称电压，可以连接照明等单相负载和三相负载；三相三线制电路只有负载对称时，相电压才对称，只能用于连接三相动力负载。3-363-37①使负载端相电压不再对称，严重时，可能导致有的相电压太低以致负载不能正常工作，有的相电压却又高出负载额定电压许多造成负载烧毁。②保证负载端相电压和线电压均处于对称状态。四、计算题3-38311v314rad/s50Hz3000．02s220v3-390.02s50Hz314rad/s3-40T=0.01s，f=100Hz3-41311v220V314rad/s50Hz0．02s3003-42矢量图：3-43直流电3-44（1）220V，0.41A，（2）i滞后uπ/3rad3-45（1）20A，（2）3-46（1）13.7A，（2）3-4710Ω22A3-48（1）159Ω，（2）0.63A，（3）63var3-49(1)10A,(2),(3)略(4)100var3-50（1）5Ω（2）10A(3)P=300W,Q=400var。S=500VA,COSφ=0.63-5120Ω，11A，1.45KW，1.94Kvar，2.42KVA，0.63-52（1）25Ω，（2）4A，（3）320W240var，400VA(4)0.8(5)电压三角形：3-5322A、22A、14520W3-544.4A4.4A3-554.4A4.4A3-56①、、②、、3③、、3模块44-1发电、输电、变电、配电、用电4-2发电方式按能源的不同，主要分为：1.火力发电2.水力发电3.核能发电4.风力发电5.太阳能发电6.潮汐发电等类型4-3其它能，电能4-4使用安全电压、绝缘保护、保护接地或保护接零、安装漏电保安器4-5两相触电、单相触电（供电系统中性点接地的单相触电和供电系统中性点不接地的单相触电）跨步电压触电。4-6决定触电危险性的关键因素是触电电压，而触电电压又与触电方式有关。4-7否4-842V36V24V12V6V12V及以下4-9缺乏安全用电常识，没有安全用电观念。电气设备不符合安全规程要求，绝缘受损或老化，造成没备外壳带电或带电体外露等。没有严格执行安全工作制度，思想麻痹，不遵守安全操作规程（a）使用安全电压（b）绝缘保护（c）严格执行电工安全操作规程4-10有4-11（a）图合理，开关接在火线上，当开关S1断开时，灯EL1上不带电，更换或维修灯时是安全的；（b）图中S2断开时，灯EL2上仍然带电，这时，如果人接触灯，就会很不安全，甚至会发生触电事故。4-12特别潮湿的场所和锅炉内部往往电阻很小，检修时所使用的行灯电压若较高，即时是安全电压范围（如42伏或36伏），其电流也会较大而不安全，因此，其电压不应超过12v为最佳。4-13因为，鸟虽然停在高压裸电线上，但由于在同一根导线上电位是等电位的，故鸟两脚之间电位差为零，不会触电；而当站在地上的人碰到220V的单根电线时，人将处于单根电线与地之间的相电压下，此时，若没有保护措施，通过人体的电流将很大，有触电危险。4-14(a)尽快使触电者脱离电源(b)伤害不严重，让其静躺休息，严密观察，防止意外。(c)伤害较严重，立即送医院抢救，同时进行人工呼吸。4-15（1）适用范围不同：电源中性点是接地的，只能选用接零保护；电源中性点不是接地的，只能选用保护接地；（2）保护原理不同保护接地是限制设备漏电后的对地电压，使之不超过安全范围。在高压系统中，保护接地除限制对地电压外，在某些情况下，还有促使电网保护装置动作的作用；保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。此外，在保护接零电网中，保护零线和重复接地还可限制设备漏电时的对地电压。（3）线路结构不同如果采取保护接地措施，电网中可以无工作零线，只设保护接地线；如果采取了保护接零措施，则必须设工作零线，利用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器，当在工作零线上装设熔断器等开断电器时，还必须另装保护接地线或接零线。4-16不接地4-17三眼插头、座。其中一根为接地端，来实现保护接地或保护接零；对于金属外壳的家用电器（如电风扇、电冰箱等），使用三眼插头和插座，可实现外壳接地或接零，防止由于相线碰外壳，而使该设备外壳带电、照成危险。而对于一些非金属外壳的电器（如电视机、收音机），外壳不存在带电情况，也就没有接零和接地的问题，只用两眼插头和插座。4-18C正确4-19电源中性点是接地的，只能选用接零保护；电源中性点不是接地的，只能选用保护接地；保护接零或接地一旦接地设备相线碰壳，有可能导致该设备和所有接零设备外壳带电，造成危险。4-20可以模块5变压器与电动机一、填空题5-1铁心线圈5-2电磁感应5-3＞＜5-4电压值频率5-5减小涡流损耗5-6定子转子5-7星形三角形5-8同步转速5-9感应5-10小于二、选择题5-11C5-12C5-13C四、简答题5-14因为在铁磁材料的内部存在许多像小磁铁的磁畴，在外磁场作用下，这些磁畴重新排列，产生一个附加磁场即被磁化。5-15铁磁材料的磁化曲线为表示，5-16铁磁材料按其磁性能分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三类；软磁材料的剩磁和矫顽力较小，磁滞回线形状较窄，但磁化曲线较陡，即磁导率较高，所包围的面积较小。它既容易磁化，又容易退磁，一般用于用来制造变压器、电动机以及各种中、高频电磁元件的铁心等。硬磁材料的剩磁和矫顽力较大，磁滞回线形状较宽，所包围的面积较大，适用于制作永久磁铁。矩磁材料的磁滞回线近似于矩形，剩磁很大，接近饱和磁感应强度，但矫顽力较小，易于翻转，常在计算机和控制系统中作记忆元件和开关元件。5-17用强磁材料构成在其中产生一定强度的磁场的闭合回路。它也是一种研究含有用以导磁的铁心的电磁器件的模型，在这些器件中利用磁路在其中获得需用的磁场。5-18变压器一般由绕组和铁心构成。为了减小涡流损耗和磁滞损耗，铁心一般由0.35mm或0.5mm表面涂有绝缘漆的冷轧或热轧硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘扁铜线或漆包线在绕线模上绕制而成。5-19不能直流电频率为零，不发生电磁感应5-20不能由知将很大即励磁电流增大损坏变压器。5-21Y100L—4极数，表示电动机磁极数为4极“M”表示中机座，“S”表示短机座，“L”表示长机座规格代号，表示机座中心高为100mm产品代号，表示异步电动机5-22三相异步电动机由两个基本部分组成：一是固定不动的部分，称为定子；二是旋转部分，称为转子。5-23鼠笼式转子的结构由铁心和绕组构成。其铁心由硅钢片叠成，并固定在转轴上。转子导体（通常用铜条）绕组为鼠笼状，通常用铝在转子铁心的槽内浇铸而成。5-24三相定子绕组嵌放在定子铁心槽内。定子绕组的三个首端为U1、V1、W1，末端为U2、V2、W2，都由机座上的接线盒中引出。三相定子绕组可接成星形或三角形。5-255-26旋转磁场的转速n1与电源频率成正比，与磁极对数p成反比，即n1＝45-27静止的、自行闭合的转子在空间受到旋转磁场的作用，由于之间的相对运动，转子导体内产生感应电动势和感应电流而成为载流导体。在旋转磁场中，受电磁力的作用而对转轴产生作用方向与旋转磁场方向一致的电磁转矩，因此转子就顺着旋转磁场的旋转方向转动起来，5-28转子与旋转磁场之间必须存在相对运动。否则其感应电动势、电流、电磁转矩均为零。可见，三相异步电动机的转子转速n2总是小于旋转磁场的转速n1（即同步转速）。转子转速n2异步于旋转磁场的转速n1。称之异步电动机的“异步”。5-29因为产生电磁转矩需要转子中存在感应电动势和感应电流，如果转子转速与旋转磁场转速相等，两者之间就没有相对运动，磁力线就不切割转子导体，则转子电动势、转子电流及电磁转矩都不存在，转子也就不可能继续以n1转速转动。所以转子转速与旋转磁场转速之间必须有差别，即n<n1。五、计算题5-30U2＝11V5-31I1＝1A5-32U2＝220V，I1＝4A5-338005-34n=10005-355-36p=2模块6一、填空题6-1一单向导电性6-20.7正向导通6-3反向截止6-4反向击穿区限流6-56-6加正向电压导通且发光6-7两电流放大开关6-8电流放大饱和截止6-9NPNPNP6-10基极集电极发射极6-11大于大于6-12小于大于6-13小于小于6-146-156-16截止6-17在阳极与阴极之间加正向电压，同时在控制极与阴极之间加正向电压使晶闸管阳极上的电流IA小于其参数维持导通电流IH二、判断题6-18√6-19√6-20√6-21√6-22√6-23√6-24×6-25×6-26√6-27×6-28√6-29√6-30×6-31√6-32×6-33×三、选择题6-34A6-35C6-36B6-37B6-38A四、简答题6-39在一块本征半导体上通过掺杂方式形成P型半导体和N型半导体，在他们交界处形成一个空间电荷区，即为PN结，其具有单向导电性是加正向电压导通，加反向电压截止。6-40用万用表的Rx100或Rxlk欧姆挡分别测二极管的正反向电阻，如果：（1）两次测量的阻值都很小，说明二极管已经击穿；（2）两次测量的阻值都很大，说明二极管内部已经断路：（3）两次测量的阻值相差不大，说明二极管性能欠佳。在这些情况下，二极管就不能使用了。6-41在三极管的基极有个小电流IB，将在集电极上产生一个较大的电流IC,即=.晶体三极管的电流放大实质是小基极电流控制集电极大电流。6-42使晶闸管阳极电位高于阴极电位，且控制级加适当的正向触发电压，导通后，其上电流取决于与其相连的外电路的负载大小，当使阳极上电流小于维持电流IH时关断。6-43二极管、三极管、晶闸管均是由半导体材料构成。三极管、晶闸管均是有三个极，其中三极管有