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1、第六章第六章习题参考答案习题参考答案6-1 在图 6-23 中，直流电压表 V2的读数为 90V，负载电阻RL=100，二极管的正向压降忽略不计。试求：直流电流表A 的读数；交流电压表V1的读数；变压器二次侧电流有效值。图 6-23习题 6-1 图解 1直流电流表A的读数IA2交流电压表V1的读数U1U290 0.9ARL100U290 200V0.450.45I3变压器二次侧电流有效值I A 2A0.456-2图 6-24 为变压器二次侧绕组有中心抽头的单相整流电路，二次侧电压有效值为U，试分析：1标出负载电阻RL上电压uo和滤波电容C的极性;2分别画出无滤波电容和有滤波电容两种情况下uo的
2、波形。整流电压平均值Uo与变压器二次侧电压有效值U的数值关系如何？3有无滤波电容两种情况下,二极管上所承受的最高反向电压UDRM各为多大4如果二极管 VD2虚焊；极性接反；过载损坏造成短路，电路会出现什么问题5如果变压器二次侧中心抽头虚焊；输出端短路两种情况下电路又会出现什么问题图6-24习题6-2图解1负载电阻RL上电压uo和滤波电容C的极性如题 6-2 解图a所示。图 42 题 42 图2无滤波电容和有滤波电容两种情况下uo的波形分别如题 6-2 解图b和题 6-2解图c所示。题 6-2 解图b题 6-2 解图c-无滤波电容时Uo 0.9U有滤波电容时Uo1.2U3 有无滤波电容两种情况下
3、，二极管上所承受的最高反向电压皆为UDRM 2 2U。4二极管 V2虚焊时相当于开路，电路变为单相半波整流电路，输出电压将降为原来的一半。极性接反和过载损坏造成短路时，在输入电压正半周，V1、V2通路导通，由于二极管正向电阻很小，产生很大电流，将造成电源、变压器和二极管烧毁。5变压器二次侧中心抽头虚焊时相当于断路，无论是u的正半周还是u的负半周都不会构成电流的通路，因此负载电阻没有电压输出。输出端短路时，由于二极管电阻很小，会产生很大电流，使电源、变压器和二极管烧毁。6-3图 6-25 电路中，RL1=5k，RL2=0.3k，其他参数已标在图中。试求：VD1、VD2、VD3各组成何种整流电路计
4、算Uo1、Uo2，及流过三只二极管电流的平均值各是多大选择三只二极管的型号。解 1V1单相半波整流电路；V2、V3组成单相桥式整流电路。2Uo1 0.45(90 10)45VIV 2 IV36-3 图9 30mA0.3图 6-25 习 题3V1反向电压最大值V2、V3反向电压最大值选择二极管型号时，考虑留有充分余量应选二极管的最大整流电流IoM 2IV，最高反向工作电压URM 2UDRM。所以V1选择 2CZ12D，V2和V3选择 2CZ11A。6-4 在图 6-2a 的单相桥式整流电路中，变压器二次侧电压有效值U=100V，RL=1k，试求Uo、Io，并选择整流二极管型号。解输出电压Uo 0
5、.9U 0.9100 90V输出电流平均值IoUo90 90mARL1流过整流二极管电流的平均值IDF1Io 45mA22 100 141V整流二极管承受最高反向电压UDRM.z.-考虑留有充分余量IoM 2IV 90mA整流二极管型号可选择 2CZ11C。6-5*电阻性负载，要求直流电压 60V，电流 20A，现采用单相半波可控整流电路，直接由 220V 交流电网供电，试计算晶闸管的导通角、电流的有效值，并选用晶闸管。解 单相半波可控整流电路输出电压所以cos2Uo12011 0.210.45U0.45220导通角180 180 78 1021sin2 58.7A21流过晶体管电流的平均值I
6、DFIo10A2晶体管承受反向电压峰值UDRM2 220 310V考虑留有充分余量IF 2IDF 20A电流有效值I URL晶体管选择为 KP20。6-6 单相半波可控整流电路，负载电阻RL=10，直接由 220V 交流电网供电，控制角=60，试计算输出电压、电流的平均值，并选择晶体管。1 cos10.5U 0.45220 74.25V221流过晶体管电流的平均值IDFIo 3.7A2晶体管承受正反向电压峰值UFMURM2 220 310V考虑留有充分余量IF 2IDF 7.4A解Uo 0.45晶体管可选择为 KP10。6-7 有一电阻负载，它需可调直流电压Uo=0 60V，电流Io=0 10
7、A，现采用单相半控桥式整流电路，试计算变压器二次侧电压，并选用整流元件。如果不用变压器，输入接 220V 交流电网，试选用整流元件。解设晶闸管导通角=180(=0)时，Uo=180V，Io=6A。交流电压有效值U Uo60V 67V0.90.9实际上还应考虑电网电压的波动，管压降以及导通角一般达不到180(般只是)等因素，交流电压要比计算值适当加大10左右，实际选U 74V。160 170晶闸管承受的最高正、反向电压和二极管承受的最高反向电压都为.z.-考虑留有充分余量，通常根据下式选取晶闸管的UFRM和URRM此题UFRMURRM 2104V 208V流过晶闸管和二极管的平均电流考虑留有充分
8、余量应选晶闸管的正向平均电流根据以上计算选用晶闸管KP10 两只，二极管 2CZ11C两只。输入接 220V 交流电网，此时晶闸管承受的最高正、反向电压和二极管承受的最高反向电压都为所以可选用晶闸管 KP10 两只，二极管 2CZ11G两只。6-8 试分析图 6-26 所示可控整流电路的工作情况，控制角的变化范围，输出电压平均值的计算公式。图 6-26 习题 6-8 图解设电源变压器二次侧电压u=2U sintV，波形题 68 解图(a)所示。如果控制极未加触发电压，晶闸管在电压u的正、负半周内均不导通。在输入交流电压u的正半周内*一时刻 t1(t)给控制极加上触发脉冲，题 68 解图b所示，
9、晶闸管道通，忽略管压降，电压u全部加在负载电阻RL上，负载上电压电流波形如题68 解图c所示。在电压u的负半周时*一时刻 t2(t2)给控制极加上触发脉冲，如题68 解图b所示，晶闸管道通，电压u全部加在负载电阻RL上，负载上电压电流波形题 68 解图c所示。控制角的变化范围为0；输出电压平均值6-9交流电源电压为 220V，频率f50Hz，负载要求输出电压平均值为20V，输出电流平均值为 50mA，试设计单相桥式整流电容滤波电路，求变压器的变比及容量，并选择整流、滤波元件。解Uo=1.2U变压器副边电压有效值U 流过二极管电流平均值IDF题 68 解图Uo20V 17V1.21.211Io5
10、0 25mA222U 2 17V 24V二极管承受最高反向电压UDRM选用四只 2CZ11A二极管。根据RLC(3 5)T2取RLC=5.z.T2-5所以C RLT20.05125F2050103选容量125F，耐压 50V 的极性电容。6-10 在图 6-9 中，滤波电容C=100 F，交流电源频率 f50HZ，RL=1k，要求输出电压平均值Uo=10V，问：1变压器二次侧电压U=?2该电路工作过程中，假设RL增大，Uo是增大还是减小二极管的导通角是增大还是减小解 1变压器二次侧电压U Uo10 8.3V1.21.22假设RL增大，电容放电时间常数RLC变大，按指数规律放电减慢，导通角增大，
11、输出电压平均值Uo增大。6-1 1整流滤波电路如图6-27所示，二极管是理想元 件，电容C 500F，负载电阻RL 5k，开关S1闭合、S2断开时，直流电压表(V)的读数为141.4V，求：1开关S1闭合、S2断开时，直流电 流表(A)的读数;2开关S1断开、S2闭合时，直流电 流表(A)的读数。(设电流表内阻 为 零，电压表内阻为无 穷大)。3两个开关均闭合图 6-27 题 6-11 图解开关S1闭合、S2断开时，直流 电压表(V)的读数应为则U2100V1开 关S1闭合、S2断开时，直流 电流表(A)的读数为0；2开关S1断开、S2闭合时，Uo 0.9U2 90V直流电流表(A)的读数为I
12、 9018mA。53两个开关均闭合时Uo1.2U2120V。直流电流表(A)的读数为I 120 24mA。56-12在图 6-14 所示的形RC滤波电路中，变压器二次侧电压U=6V，负载电压UL=6V，负载电流IL=100mA，试计算滤波电阻R。1.2U 1.26 7.2V解经电容 C 滤波后的输出电压Uo.z.-ULUo7.2612k则滤波电阻R IL1001036-13 图 6-28 是二倍压整流电路，试标出输出电压Uo的极性，说明Uo=2 2U。图 6-28 习题 6-13 图解正半周期时，变压器二次侧电压通过V1向电容C1充电至U；负半周期时，由变压器二次侧电压和电容C1共同构成电源，
13、通过由V2和C2组成带滤波的单相半波整流电路向负载供电，所以输出电压为2 2U。6-14*稳压电路如图 6-29 所示，试问：1输出电压UL的大小及极性如何2电容C1、C2的极性如何？它们耐压应选多高3负载电阻RL的最小值约为多少4稳压管接反，后果如何解1输出电压UL极性如题 6-14 解图所示，正半周大小为15V，负半周为0V。2电容C1、C2的极性如下列图，耐压选为30V。T3根据公式RLC(3 5)2T可知RL(3 5)2C4稳压管接反后正向导通会产生很大电流，使电源、变压器和稳压管烧毁。图 6-29 习题 6-14 图题 613 解图题 6-14 解图6-15由运算放大器组成的稳压电路
14、，如图 6-30 所示，稳压管的稳定电压Uz=4V，R1=4k。.z.-R1 RF1证明Uo R12如果要求Uo=5 12V，计算电阻RF。Uz3如果Uz改由反相端输入，试画出电路图，并写出输出电压Uo的计算公式。解1证明：根据虚短和虚断可知 R1 RF所以有Uo R12RF(UzUo1)R1UZ5Uo 5V时，RF(1)4 4k412Uo12V时，RF(1)4 8k4所以RF在1 8k之间。图 6-30 习题 6-15 图6-16 图 6-31 是串联型稳压电路，其中 VS 为 2CWl3，R1=R3=50，RL=40，R2=560，晶体管都为 PNP 型管。1求该电路输出电压UL的调节范围
15、。2当交流电源电压升高时，说明Uo、UL如何变化UB1、UC1、UE1各点电位是升高还是降低图 6-31 习题 6-16 图解由该电路可知，当滑动变阻器触头在R2最下方时有当滑动变阻器触头R2在最上方时有所以即UL的变化范围约为10V UL132V各点电位变化情况如下：6-17 图 6-32 是带保护的扩流电路，电阻R2、R3和晶体管 V2、V3组成保护电路。试分析其工作原理。图 6-32 习题 6-17 图解所谓扩流指输出电流IL增加为IL I I2正常时，V2和V3截止，电阻R1上产生压降使V1导通。假设IL过流，使I增加，限流电阻R3上压降增大使V2管导通，导致V3管趋于饱和，V1管的U
16、BE1降低，V2的基极电流增大，限制了功率管V1的电流IC1，从而保护功率管不致因过流而损坏。6-18图 6-33 是一固定和可调输出的稳压电路。其中，R1=R3=3.3k，.z.-R2=5.1k。计算固定输出电压的大小。计算可调输出电压的范围。图 6-33 习题 6-18 图解 1固定输出时触点接B，此时有2当滑动变阻器触头在R2最下方时有当滑动变阻器触头在R2最上方时有UL的变化范围为6-19 图 6-34 是输出电压为输出电压可调的直流稳压电路，设R1 R2 R3 R4，试的关系式。写出UL与UL图 6-34 习题 6-19 图为运算放大器反相输入端电压解UL同相输入端电压为U由虚短可知UU所以有U即ULR21ULR1 R2R3R2ULUU23R1 R2R3 R4R30.11U23U23 0.011U23R210.z.