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.* 电工电子学课后习题答案 目 录 电工电子学课后习题答案 1 第一章 电路的基本概念、定律与分析方法 1 练习与思考 1 习题 4 第二章 正弦交流电 14 课后习题 14 第三章 电路的暂态分析 29 第四章 常用半导体器件 41 第五章 基本放大电路 43 第六章 集成运算放大器及其应用 46 第七章 数字集成电路及其应用 54 第八章 Multisim简介及其应用 65 第九章 波形的产生与变换 65 第十章 数据采集系统 67 第十一章 直流稳压电源 69 第十二章 变压器与电动机 71 第十三章 电气控制技术 77 第十四章 电力电子技术 80 第一章 电路的基本概念、定律与分析方法 练习与思考 1.4.2（b） 1.4.2(c) 1.4.3（a） 1.4.3 (b) 1.4.3 (c) 1.4.3 (d) 1.4.4 (2) 习题 1.1 （a） （b） (C) 1.2 1.3 发出功率 吸收功率 吸收功率 吸收功率 1.6 1.7 （a） (b) 1.8 1.9 1.10 (a): (b): (c): (d): 1.11 1.12 1.13 (a) (b) 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 (a) (b)开关合在b点时，求出20V电压源单独作用时的各支路电流： 所以开关在b点时，各支路电流为： 1.25 （b）等效变换 （c）等效变换 1.26 戴维宁: 诺顿： 1.28 (1) 求二端网络的开路电压： (2)求二端网络的等效内阻（电压源短路、电流源开路） (3)得到戴维南等效电路 1.32 （a） 2.3.2 (a) 取电源为参考向量 （b） 第二章 正弦交流电 课后习题 2.3.2 (a) 取电源为参考向量 （b）  习题 2.2 2.3 （1） (2) 2.4 (a) 以电流为参考向量 （b）以电流为参考向量 (c) 以电流为参考方向 （d）以电压 为参考方向 （e） 以电压为参考方向 （f）以电压为参考方向 2.5 （1） （2） 2.6 (1) (2) 2.9 (1) （2） （3） 2.10 (1) 电容两端 以为参考向量 （2）电阻两端 2.12  2.13 2.14 2.15(1) (2) （3） 2.18 2.19 (a) (1) (2) (3) (b) (1) (2) (3) 2.20 2.23 2.24 2.29 2.30 2.31 2.32 (1) (2) (3) (4) 2.33 2.34 2.35 (1) (2) (3) 2.36 2.37 2.38 第三章电路的暂态分析 3.1 (1) (2) 3.2 （1）换路前： （2）换路后 (2)  3.3 (1)求 (2)求 （3）求 (4) 3.4 3.5（1）求 (2)求 (3)求 3.6 3.7 3.8 3.9 求， 求 3.10 求 3.11 (1) （2） 3.12 3.13 第四章常用半导体器件 4.2 (1) (2) (3) 4.4 4.5 4.6 (1) (2) 第五章 基本放大电路 5.2 输出端等效电路 5.4 (1) （2） (3) 5.6 （1） （2） （3） 5.7 5.8 分压偏置共射极放大电路 （1） (2) 5.9 (1) (2) 第六章 集成运算放大器及其应用 6.2 （1）（2）（3） （4） 6.3 (1) (2) 6.4 6.5 6.6 (a) (b) 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 ︳ 第七章 数字集成电路及其应用 电工电子学作业解答 7.1 7.2 7.3 （1） （2） （3） （4） 7.4 （1） （2） （3） （4） （5） 7.5 （1） （2） 7.6 （1） （2） （3） （4） 7.7 判定ABC输入是否一致 7.8 TTL三态门悬空端相当于输入为1 当C=0时，下方三态门导通工作，∴ 当C=1时，上方三态门导通工作，∴ ∴ 7.9 ∴当A=1 B=0时，即A>B时，F1=1 F2=F3=0 当A=0 B=1时，即A2R1 ，而R2=20kΩ<30 kΩ=2R ∴不能起振 9.4电阻R范围[10 kΩ，110 kΩ] tw=RCln3=1.1RC=1.110010-6R=1.110-4R(s) ∴tw∈[1.110-1,1.21101] 9.5 UR1=4V UR2=UR1/2=2V △U=U+-U_=4-2=2V 9.6 (1)不同时，LED1先亮，LED2后亮 开始时，LED1亮，LED2不亮 当时，U0=0 当时，U0=0 当时，U0=1 此时，LED1不亮，LED2亮 间隔时间为电容从0V充电至的时间 ∴tw=1.1RC=1.111063010-6=33（s） (2)稳定后LED1不亮，LED2亮 (3) 第十章 数据采集系统 10.5 热电阻三线制解法要解决什么问题？是怎样解决的？请完成题图10.2中的热电阻接线。 解决问题：消除导线引入的电阻。 解决方法：三线制结合平衡电桥的比例关系抵消导线电阻的影响。 10.12 某一10位D/A转化器输出电压为0~10V,试问输入数字量的最低位代表几 毫伏。 解： 由于 所以 10.13 已知某D/A转换器，输入n=12位二进制，最大满刻度输出电压，试求最小分辨电压和以百分数表示的分辨率。 解：由 ，所以 百分比分辨率： 10.14 有一8位倒T形电阻网络DAC，，当时，，则当分别为00101010和11111111时，各为多少？ 解：由于 所以当为时， 同理 所以当为时， 10.15 将图10.7.1所示电路改为12位，若，输入12位二进制数位101010101010，当时，输出电压为多少？ 图 10.7.1 解：根据倒T形电阻网络DAC的工作原理，当时 第十一章 直流稳压电源 11.2 电路如题图11.2所示。 图 11.2 （1）标出输出电压、的极性； （2）求输出电压的平均值、； （3）求各二极管承受的最大反向电压。 解：（1）输出电压、的极性如图所示。 （2） （3）管承受的最大反向电压 、管承受的最大反向电压 11.4 一单相桥式整流电路如图11.4所示：负载平均电压 ，负载电阻，试求变压器副边绕组电压，并选择二极管。 图 11.4 解：桥式整流电路中 二级管所承受的反向压降 流过二极管的电流 因此在选择二极管时，二极管所承受的反向压降 流过二极管的电流 11.5 单相桥式整流电容滤波电路，已知：交流电源频率f=50Hz,要求输出，，试选择二极管及滤波电容。 解：由于单相桥式整流电容滤波电路 所以二极管所承受的反向压降 流过二极管的电流 取 因此取滤波电容为标称值的电解电容器，选二极管最大整流电流，反向工作峰值电压为。 第十二章 变压器与电动机 12.1 有一交流铁芯线圈接在交流电源上，在铁芯中得到磁通的最大值。现在此铁芯上再绕一个线圈，其匝数为200，当此线圈开路时，求其两端的电压。 解：铁芯上另一个线圈开路时的端电压 12.2 将铁芯线圈接于，的交流电源上，其电流，，若将此线圈的铁芯抽出，再接于上述电源上，则线圈中的电流，，试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。 解：由于，所以根据没有铁芯时的已知数据，可以求出线圈的电阻 ， 那么带有铁芯时的铜损， 由于带有铁芯时的总功率， 所以 12.3 有一台的单相变压器，其铁芯截面积，磁感应强度的最大值，当原边绕组接到的交流电源上时，求原、副绕组的匝数、各为多少？ 解：根据公式得 ；根据得出 12.4 有一单相照明变压器，容量为，电压为，今欲在副边接上60W，220V的白炽灯，如果要变压器在额定情况下运行，这种电灯可接多少个？并求原、副边绕组的额定电流。 解：已知，带60W，220V的白炽灯数量为个，由于白炽灯并联，所以副边绕组的额定电流，根据电流关系，原边绕组的额定电流 12.5 题图12.1所示变压器有两个相同的原边绕组，每个绕组的额定电压为110V，副边绕组的额定电压为6.3V。 题图12.1 习题12.5的图 （1）当电源电压在220V和110V两种情况下，原边绕组的4个接线端应如何正确连接？在这两种情况下，副边绕组的端电压及其电流有无变化？ （2）如果把接线端2与4相连，而把1和3接到220V电源上，试分析这时将发生什么情况？ 解：（1）在电源电压为220V时，原边绕组应将2和3相连，1和4之间接电源；在电源电压为110V时，应将1和3相连接电源一端，2和4相连接电源另一端。在这两种情况下，由于电源电压为220V时，原边绕组匝数为2N，而电源电压为110V时，原边匝数为N，因此根据得出副边绕组的端电压无变化；根据得出原边绕组在220V和110V两种接线方式下的磁通不变，因此磁场强度不变，根据安培环路定理得出，再根据得出原边绕组两种接线情况下副边绕组的电流，，所以，即副边绕组的电流也无变化。 （2）将2和4连接，1和3接到220V电源上会造成电源短路，烧毁电源的情况发生。 12.6 在图12.2.5中，，已知N1=300，N2=300，信号源电动势E=6V，内阻Rs=100Ω，试求信号源输出的功率。 解：输出功率为 12.7 某三相变压器，Y/Δ接法，额定电压为35/10.5kV，求高、低压绕组的相电压、相电流和线电流的额定值。 解：高压绕组的相电压为，低压绕组的相电压为，根据可得高压绕组的相电流，低压绕组的相电流为，高压绕组的线电流额定值为，低压绕组的线电流额定值为 12.8 已知Y180-6型电动机的额定功率，额定转差率，电源频率，求同步转速、额定转速、额定转矩。 解：由电动机的型号可知，极对数，所以对应同步转速，，所以额定转速 额定转矩 12.9 已知Y112M-4型异步电动机的，，，，，Δ接法。试计算：额定电流IN，额定转矩TN、额定转差率sN及额定负载时的转子电流频率f2。设电源频率f1=50Hz。 解：根据型号知该电动机的磁极对数，由可得 额定转矩，额定转差率，额定负载时的转子电流频率 12.10 有一台三相异步电动机，其技术数据如下： /% 3.0 220/380 83.5 11.18/6.47 0.84 7.0 2.0 1.8 1430 （1）求磁极对数；（2）电源线电压为380V时，定子绕组应如何连接？（3）求额定转差率、转子电流频率f2、额定转矩TN；（4）求直接启动电流Ist、启动转矩Tst、最大转矩Tm；（5）额定负载时，求电动机的输入功率P1N；（6）若降压启动，应采用哪种方法？ 解：（1）根据可知该电动机的磁极对数为； （2）应采取Y型连接； （3）额定转差率，转子电流频率，额定转矩 （4）直接启动电流，启动转矩，最大转矩 （5）电动机输入功率 （6）若需降压启动，应采用自耦变压器降压启动。 12.11有一台三相异步电动机，其技术数据如下： /% 接法 11.0 380 88 Δ 0.84 7.0 50 2 1460 试求： （1）TN和IN； （2）用Y-Δ启动时的启动电流Ist和启动转矩Tst； （3）当负载转矩为额定转矩的70%和25%时，能否采用Y-Δ启动？ 解:（1）； （2）， （3）由于，而采用Y-Δ启动时，启动转矩变为原来的1/3,所以当负载转矩为额定转矩的70%时，该值大于启动转矩，不能采用Y-Δ启动，而当负载转矩为额定转矩的25%时，该值小于启动转矩，所以可以采用Y-Δ启动。 12.12 有一台三相异步电动机，额定功率为20kW，额定转速为970r/min，额定电压为220/380V，额定效率为80%，额定功率因数为0.86，问：当电源电压为220V和380V时，其额定电流和转差率各是多少？ 解： 12.13 有一台Z20-32型他励电动机，其额定数据如下：P2N=2.2kW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min，，Ra=0.4Ω，Rf=82.7Ω，试求： （1）额定电枢电流及此时的反电动势； （2）额定励磁电流和励磁功率； （3）额定转矩。 解：（1），电动势 （2）， （3） 12.14 对上述电动机，试求： （1）起动电流；（2）使启动电流不超过额定电流两倍时的启动电阻及启动转矩。 解：（1） （2），因此 。 12.15 对习题12.13的电动机保持额定转矩不变，试求用下面两种方法调速时的转速。 （1）磁通不变，电枢电压降低20%；（2）磁通和电枢电压不变，电枢串联一个1.6Ω的电阻。 解：（1）由于，因此 （2） 12.16 对习题12.13中的电动机，允许减小磁通，使转速最高调到3000r/min，试求在保持电枢电流为额定值的条件下，调到最高转速的电磁转矩。 解： 第十三章 电气控制技术 13.1 某机床主轴由一台鼠笼式电动机带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机带动。今要求： （1）主轴必须在油泵开动后，才能开动；（2）主轴要求能用控制电路实现正反转，并能够单独停车；（3）有短路、零压及过载保护。 解：如下图所示： 13.2 题图13.1所示电路是能两处控制一台电动机启、停、点动的控制电路。 （1）说明在各处启、停、点动电动机的操作方法； （2）该控制电路有无零压保护；（3）该图做怎么样的修改可以在三处控制一台电动机？ 解：（1）SB2、SB4可以在两处启动电动机；SB1、SB5可以在两处停止启动电动机；SB3、SB6可以在两处点动停止启动电动机；（2）该控制电路有零压保护。（3）如下图所示： 13.3 在题图13.2中，运动部件A由M拖动，原位和终点割舍行程开关ST1和ST2。 （1）简述控制电路的控制过程； （2）电路对A实现何种控制？（3）电路有哪些保护措施，各由何种电器实现？ 解：（1）按下SB2，A前进，到达ST2后，KMF断开，经KT延时后，KMR通电，A后退，到达ST1后，KMR断开，A停在初始位置。在A的运动过程中，随时按下SB1，则电机停转，A停住运动。（2）行程控制，延时控制；（3）短路保护FU实现，零压保护KMF和KMR实现，过载保护FR实现。 13.4 阅读题图13.3所示电路。 （1）简述控制电路的控制过程；（2）电路对电动机实现何种控制？（3）与图13.2.9比较，该图的有点是什么？ 解：（1）按下SB2后，KM1通电，KM2断电，实现启动电动机并运行；按下SB1后，KM1断电，KM2通电，启动电动机，经KT延时后，KM2断电，停止电动机，实现延时停止启动电动机；（2）实现电动机的能耗制动控制；（3）优点在于电动机工作时时间继电器不需要供电，能耗少。 13.5 根据下列要求，分别绘出控制电路（M1和M2都是三相异步电动机）。 （1）M1启动后M2才能启动，M2并能点动；（2）M1先启动，经过一定的延时后M2能自行启动，M2启动后M1立即停车。 解：（1）如下图所示： （2）控制电路如下图所示： 13.6 试绘出三相异步电动机定子串电阻降压启动的控制电路。 解：如下图所示： 13.7题图13.4是电动机Y-Δ启动的控制电路，试分析其控制过程。并与图13.2.8比较两个控制电路的优缺点。 解：按下SB2，KM1通电，KT通电，KM3通电，电动机Y启动，经KT延时后，KM3断电，KM2通电，电动机Δ运行。该图与图13.2.8相比不是在KM1断电的情况下切换启动方式，有可能会造成电源短路。 13.8 题图13.5是电动葫芦（一种小起重设备）的控制线路。 （1）试分析其工作过程；（2）说明图中所有控制都采用点动的原因。 解：（1）SB1闭合后，KM1闭合，起重设备提升，到达上限位后，KM1断电，升降电机停止；SB2闭合后，KM2闭合，起重设备下降，到达下限位后，KM2断电，升降电机停止；SB3闭合后，KM3闭合，前移到达前限位后，KM3断电，前后移电机停止；SB4闭合后，KM4毕业，后移至后限位后，KM4断电，前后移电机停止。（2）只能采用点动的原因在于：起重物品的位置无法事先确定，只能手动调整。 第十四章 电力电子技术 14.1 一单相桥式半控整流电路，其输入交流电压为220V，负载电阻为1kΩ，当控制角时， （1）画出输出电压，晶闸管电压和晶闸管电流的波形； （2）计算负载上电压和电流的平均值。 解：（1）当时的输出电压、晶闸管电压和电流波形如下图所示： 当时的输出电压、晶闸管电压和电流波形如下图所示： 当，输出电压、晶闸管电压和电流波形分别如图14.2.1中uo、uT和uo波形。 （2）负载上的电压和电流的平均值： 14.2 分析题图14.1（a）和14.1（b）所示电路的工作原理。如电路为感性负载时，能否正常工作？应采取什么措施？ 解：（a）图工作原理：在u的正半周，T1承受正压，到达控制角时，T1导通，负载RL承受u的电压，T2承受负压而关断；在u的负半周，T2承受正压，到达控制角时，T2导通，负载RL承受u的电压，T1承受负压而关断。不能正常工作，应加电阻。 14.3 题图14.2是一种时间继电器电路。在此，晶闸管作为一个开关，试分析其工作原理。 解：当变压器产生整箱电压使二极管2CP13导通后到达一定的值使得稳压二极管2CW20反向击穿产生稳定电压后，使得与KA开关并联的电容上产生足够的电压使BT31D导通，而R1上产生压降最终使晶闸管3CT2K导通，从而使KA线圈带电，经过一段时间后促使KA开关闭合，电容短路，BT31D截止，晶闸管关闭，KA线圈重新断电，然后重复前面的过程。 14.4 题图14.3是用两个晶闸管组成的单相交流调压器，试分析其工作原理。 解：当电源处于正半周时，到达控制角时T1和D2导通；当电源处于负半周时，到达控制角时T2和D1导通。