1、1電路的基本概念與定律電源有載工作、開路與短路1.5.1在圖1中，五個元件代表電源和負載。電流和電壓的參考方向如圖中所 示。今通過實驗測量得知一 3 *- EA 4+ + 一5 M對3響&圖1: 習題1.5.1圖I 1 = -I2 = 6AI 3 =4A U =U2 = -10A U3 =140V 14 =21試標原豳的實際方向和各部齦森極性。60V2判斷哪些元件是電源哪些是負載3計算各元件的功率，電源發出的功率和負載取用的功率是否平衡 解:2元件1, 2為電源；3, 4, 5為負載。3P1 = UI1 = 140 X (- 4)W =-電源發出功率 Pe =560W P2 = U2I 2 =

2、 (- 90) X 6W =-540W P3 = U3I 3 = 60 X 10W =600WP4 = U4I 1 = (- 80) X (- 4) W = 320W P5 = U5I2 = 30 X 6W = 180WP1 + P2 =1100W負載取用功率P = P3 + R + P5 =1100W兩者平衡1.5.2在圖 2中，已知 I 1 = 3mA, I 2 = 1mA. 試確定電路元件3中的電流I 3和其兩端 電壓 U3 ，并說明它是電源還是負載。校驗整個電路的功率是否平衡。解首先根據基爾霍夫電流定律列出圖2: 習題1.5.2圖-I 1 + I 2 - I 3 =0-3 + 1 -

3、I 3 =0可求得I 3 = - 2mA, I 3的實際方向與圖中的參考方向相 反。根據基爾霍夫電流定律可得13 = (30 + 10 x 103 x 3 x 10- 3 ) V=60V其次確定電源還是負載:1從電壓和電流的實際方向判定:電路元件380Vs 件30Vs 件電流I3從“+”端流出，故為電源; 電流I2從“+”端流出，故為電 源；電流I1電路元件380Vs 件30Vs 件2從電壓和電流的參考方向判別：電路元件3U3和I 3的參考方向相同P = QI 3 = 60 X (- 2) X 10- 3W =-120 X 10- 3W (負值)，故為電源；80Vs件6和I 2的參考方向相反P

4、 = U2I2 = 80 x 1 x3WUiIi = 30 x 3 UiIi = 30 x 3 x 10- 3 W =30Vs件U和I i參考方向相同P90 X2 Pr=2Pr=R2I2 =20 X 1mW =20mW兩者結果一致。 最后校驗功率平衡： TOC o 1-5 h z 電阻消耗功率:22Pr=RiI1 =10 x 3mW =90mW電源發出功率:Pe = UN 2 + U3I 3 = (80 + 120)mW =200mW負載取用和電阻損耗功率：P = UiI i + Ri I 2 + R2I 2 = (90 + 90 + 20)mW =200mW12兩者平衡1.5.3有一直流電源

5、，具額定功率 Pn = 200W,額定電壓LN = 50V。內阻R?,負載電阻R可以調節。其電路如教材圖1.5.1所示試求：1額定工作狀態下的電流及負載電阻；2開路狀態下的電源端電壓；3電源短路狀態下的電流。解人 濡-Pn 200 A = 4A,負載電阻R =50LN50I n 4(2)電源開路電壓 Lb = E = Un + I n R = (50 + 4 X V = 52V電源短路電流I S電源短路電流I SR0-E52, A = 104A1.5.4有一臺直流穩壓電源，具額定輸出電壓為 30V，額定輸出電流為2A,從空載 到額定負載，其輸出電壓的變化率為千分之一(即？ U 二 LN= %)

6、,試求該電源的內阻。解電源空載電壓L0即為其電動勢E,故可先求出Ub ,而后由U = E - Rol 求內阻Ro。Ub - UNUN二 ? uUb - 30由此得30-由此得Ub = E =再由U = E -RoI30=- Ro X 2得出Ro =1.5.6一只110V、8W的指示燈，現在要接在380V的電源上，問要用多大阻值的 電阻該電阻應選多大瓦數的解由指示燈的額定值求額定狀態下的電流In和電阻國： TOC o 1-5 h z I = -PN8IN110N UN = A =Rn =? = 1507?110I N在380V電源上指示燈仍保持110V額定電壓，所用電阻U -380 -R =IN

7、110? = 3700?其額定功率I nPn = RI 2 = 3700 X 2W = N故可選用額定值為？、20W的電阻1.5.8圖3所示的是用變阻器R調節直流電機勵磁電流If的電路。設電機勵磁繞 組 的電阻為315?，其額定電壓為220V，如果要求勵磁電流在的范圍內變動，試在下列三個變阻器中選用一個合適的：(1) 1000?、； (2)200?、1A; (3) 350?、1人解當I =當R = 0時時315。,315。,廣220315 =630?R = (630 - 315)315?因此，只能選用350?、1A勺變阻器。O+R22ftV4 H315 圖3: 習題1.5.8圖1.5.11圖4

8、所示的是電阻應變儀中測量電橋的原理電路。R是電阻應變片，粘附在被測零件上。當零件發生變形(伸長或縮短)時，Rx的阻值隨之而改變，這反映在輸出信號U0上。在測量前如果把各個電阻調節到 Rx = 100? , R1 = RRT = R1的電橋平衡條件，U0 = 0o在進行測量200? , R3 = 100?,這時滿足R2R3時，如果測出：uo = +1mV ; (2) UO = - 1mV；試計算兩種情況下的？ Rx。U0極性的 改變反映了什么設電源電壓U是直流3V。解(1) UO = +1mV圖4: 習題1.5.11圖 應用基爾霍夫電壓定律可列出：Uab + Ubd + Uda =0Uab +

9、UO -Uad =URx +Rx + R3UUo - - UUo - - 2Rx + 100解之得Rx =因零件縮短而使Rx阻值減小，即? Rx = - 100)? = - ?U0 = - 1mV同理3Rx-= 0-Rx + 100Rx =?因零件伸長而使Rx阻值增大，即? Rx = - 100) ? = +U0極性的變化反映了零件的伸長和縮短。1.5.12圖5是電源有載工作的電路。電源的電動勢 E = 220V ,內阻R = ?;負 載電阻R1 = 10? , 2 = ?；線路電阻R=？。試求負載電阻R2并聯前 后：(1)電路中電流I ; (2)電源端電壓U和負載端電壓U2；(3)負載功率P

10、。當負 載 增大時，總的負載電阻、線路中電流、負載功率、電源端和負載端的電壓 是如何變化的 解R2并聯前，電路總電阻圖5: 習題1.5.12圖+ 2 x +10)電路中電流220A =(2)電源端電壓Ui = E - RoI = (220 - X V = 216V負載端電壓U2 = Ri I = 10 X = 212V(3)負載功率P = U2I = 212 X = 4490W =K并聯后，電路總電阻r1r210 xR = Rd + 2R R =+ 2 X + 10 +)?=?1 + R2(1)電路中電流E 220I =A = 50A(2)電源端電壓DRUi = E - RoI = (220

11、- x 50)V = 210V負載端電壓R R210_ 0時uc和ii ,并作出它們隨時間的變 化曲線。解圖3: 習題3.3.1圖uc(0+) = uc(0- ) = R3I = x 10 X V = 60V = U0 TOC o 1-5 h z 6 X 1010 3與電容元件串聯的等效電阻R2R33X6R = R1 + = (3 +)k? = 5k?R2+ R33 + 6時間常數r = RC = 5 X 103 X 2 X 10- 6 s =本題求的是零輸入響應（電流源已被短接），故得Uc =U0e T60eUc =U0e T60e=60e- 100t VtducUrx10060tC= e

12、dt- 100tR5103 e = 12emA3.3.3電路如圖4所示，在開關S閉合前電路已處于穩態，求開關閉合后的電壓uc解Uc(0 + )=Uc(0- ) = X 9 X V = 54V6 X 1010 36-T = X 103 X 2 X 10 6s = 4 x 10- 3s6 + 39 niA9 niA圖4: 習題3.3.3圖本題是求全響應Uc：先令9mA想電流源斷開求零輸入相應u0 ;而后令uc(0 + )0求零狀態響應u00；最后得ucu0 + u00c c0求零狀態響應u00；最后得ucu0 + u00c c式中103U0I0e10-54eV = 54e- 250t Vu00 =

13、TU(1 - e)=18(1250t ) V- e 3X6 u (0) = c 3 +X 9 X V = 18VUc10- Uc10- 3(18 + 36e- 250t ) V 103.3.4線性無源二端網絡線性無源二端網絡N 圖5(a),其中儲能元件未儲有能里里，所示。輸 入電流i 其波形如圖5(b)所示后，其兩端電壓u的波形如圖5(c)(1)寫出u的指數 式；(2)畫出該網絡的電路，并確定元件的參數值。解x/A由圖5(c)可得t = 0TT時t-u =2(1 P )V-eu( r )=2(1 - V = 2 X =t = T oo時(t - 1) r VU =(2)該網絡的電路如圖5(d)

14、所示。因U(oo) = Ri = 2VR x 1 = 2 R = 2?又 r = RC 1 = 2C C =一階線性電路暫態分析的三要素法3.4.1在圖6(a)所示的電路中，u為一階躍電壓，如圖6(b)所示，試 求i3 和 Uc。設 Uc(0- ) = 1V解(b)圖6: 習題3.4.1圖應用三要素法計算。(1)求 UcUc(0+)Uc()R3T =Uc(0_ ) = 1VR+ R3V = 2V 2R1R3R + _R1 + R32X23- 6X X 1 X 10 S2 + 2 102 X 10- 3s由此得Uc = Uc() + Uc(0+) -Uc(0) e r-2 X 10- 3 V =

15、 (2 - e- 500t )V=2 + (1 -2)e求i 34121 1 A 3 A4121 1 A 3 AmA = mAx+ _1 + L2412mA = 1mA2 TOC o 1-5 h z 21i 3 (0 + )1 + _1 + LR3212u 4i 3()= =R1 +2 +R3由此得t. . . i 3 = i 3( )+ i 3(0 + ) -i3() e T3=1 + (- 1) e- 500t mA = (1 - - 500t ) mA3.4.2電路如圖7所示，求t 0時(1)電容電壓Uc, (2) B點電位Vb和(3) A點電位Va的變化規律。換路前電路處于穩態解-6V

16、圖7: 習題3.4.2圖求t 0時的電容電壓Uc由此得t = 0-和t = 0+的電路如圖8(a)、(b)所示,由此得圖8: 習題342圖0 - (-6)3Uc(O+ )=Uc(o- 4- Q X 5 X 10 V) (5 + 25) X 1031VUc( )X X 10 V =6 - Uc( )X X 10 V =(10 + 5 + 25) X 10310 Vu/V-XXX3.4.510V(R + -33.4.3 3.4.110 0-O3.4.4 3.4.5第4章正弦交流審（特Uc(023.6S0(Ti)3.4.53.6.13.6.13.6.2o3.6.23.6.43.6.43.6.53.6

17、.5第4.3.2題電阻、電感與電容元件串聯的交流電第題阻抗的串聯與并聯 9 第題10第題11 第題12 第題13 第題13 第題14 第題15 第節交流電路的頻率特16 第題17 第題17 第節功率因數的提19第4.8.2 題. 19第 4.8.3 題. 20List of Figures TOC o 1-5 h z 習題4.3.2 3習題4.3.2 3習題4.4.6 6習題4.4.7 7習題4.4.8 7習題4.4.9 8習題4.5.1 10習題4.5.3 11習題4.5.4 11習題4.5.5 12習題4.5.6 13習題4.5.7 14習題4.5.11 14習題4.5.12 15習題4.

18、7.5 17習題4.7.6 18習題4.8.2 19習題4.8.3 204正弦交流電路單一參數的交流電路4.3.2在電容為64 pF的電容器兩端加一正弦電壓u = 220 2 sin 314 t V,設 電壓和 電流的參考方向如圖1所示，試計算在t = - , t=T和t 二 T瞬 間的電流和電壓的大小。642解電壓與電流的正弦曲線如圖2所示。圖1: 習題4.3.2圖圖2: 習題4.3.2圖UmVUm220 2V U = 220VT = U C = 220 X 314 X 64 X 10- A =sin(2220 2X 17tXT)V = 220 2 sin=110 6V60? V2 sin(

19、6090?)A = 2Asin(27t電阻、4.4.2有 一CJ 02202X彳2 sin(902202 sin(2)V = 220 2 sin90? V7t 一XT2202V90?Tx -20)V = 2202 sin180? V2 sin(180 ?+ 90? )A =-電感與電容元件串聯的交流電路10A交流接觸器z,線圈電阻？，試求線圈電感。解這是RL串聯電路，其阻抗模為|Z |=( L)2 = U2A,其線圈數據為380V、30mA 50H38012700?30 X10- 3|Z |- R|Z - R2 27tx -|Z - R2=50 X10I 二I 二40H4.4.3一個線圈接在U

20、 =120V的直流電源上，I = 2CA;若接在f一個線圈接在U =120V的直流電源上，I = 2CA;若接在f=50Hz,220V的交流電源上，則解I =。試求線圈的電阻R和電感L。接在直流電源上電感L不起作用，故電阻R =U 120=? = 6?接在交流20源上時,|Z IpR22205065062H =,2 U ( L) 2 =4.4.4有一J Z 7型中間繼電器，其線圈數據為380V、50Hz,線圈電阻2k?,線圈 電 感，試求線圈電流及功率因數。解線圈阻抗為Z = R + j wL = (2 X 103 + j 2tt X 50 X ? = X 103/ TOC o 1-5 h z

21、 _U380_A =I =義103|Z Icos ?= cos ?=4.4.5日光燈管與鎮流器串聯接到交流電壓上，可看作RLS聯電路。如已知某燈管的等效電阻Ri = 280?,鎮流器的電阻和電感分別為R2 = 20?和L =電源電壓u = 220V ,試求電路中的電流和燈管兩端與鎮流器上的電壓。這兩 個 電壓加起來是否等于220V電源頻率為50H z。解電路總阻抗Z =(Ri + R2) + j coL = (280 + 20) + j 2兀 X 50X ?=(300 + j 518)? = 599/? ?電路中電流燈管兩端電壓220.U =A =燈管兩端電壓I =599I280 X103V2

22、80 X103V鎮流器的阻抗Z2 = & + j coL = (2 + j 518)? = 518Z7 ?鎮流器電壓6 = |Z2| I = 518 X = 190VUR + Ub = (103 + 190)V = 293V 因為220VU=UR + U 2,不能有效值相加。4.4.6無源二端網絡（圖3）輸入端的電壓和電流為2202 sin(314 t +20? )V2 sin(314 t - 33? )A試求此二端網絡由兩個元件串聯的等效電路和元件的參數值，并求二端網絡的 功率因數及輸入的有功功率和無功功率。解二端網絡阻抗為圖3:220/20?無源二端網絡圖3:220/20?無源二端網絡習題

23、4.4.6圖50/53? ? = (30 + j 40)?/- 33?則其參數為R =則其參數為R =30?Xl = 40?功率因數為無功功率為P 功率因數為無功功率為P = UI cos ? = 220 x X由此得出電感40H =3144 30cos ?=|Z I 50|Z I 50580WI sin ? = I sin ? = XL I40 x var774varU4.4.7有一RC串聯電路，如圖4(a)所示，電源電壓為u,電阻和電容上的電壓分別 為Ur和Uc,已知電路阻抗模為2000?,頻率為1000Hz,并設u與Uc之間的相位差 為30 ,試求R和C,并說明在相位上uc比u超前還是滯

24、后。 解按題意做電壓和電流的相量圖圖4(b),由相量圖可見(a)(b)圖4: 習題4.4.7圖R = |Z | cos 60?= (2000 x ?二1000?Xc = |Z | sin 60?= (2000 X ?1732?11睨滯后于uXc cd 1732義2冗義30。 .10004.4.8圖5(a)是一移相電路。如果 C = 小，輸入電壓u1 =2 sin 6280tV ,今 欲使輸出電壓u2在相位上前移60?,問應配多大的電阻R此時輸出電壓的有效值U2等于多少解按題意做電壓和電流的相量圖圖5(b),由相量圖可見,U2 = UR = U1 cos 60U2 = UR = U1 cos 6

25、0?= 1 義=UrRtan 30?=R.=R x 6280 x x 10- 61UcXc 6280 義 X 10- 6由上式可求出R = ?4.4.9圖6(a)是一移相電路。已知R = 100?,輸入信號頻率為500H z0如要求輸 出 電壓U2與輸入電壓U1間的相位差為45?,試求電容值。同上題比較，U2與Ui 在相 位上(滯后和超前)有何不同解做電壓和電流的相量圖圖6(b),由相量圖可見U2向圖6: 習題4.4.9圖URR100tan 45? = = 1= C X 2 冗 X 500 X 100UCXC 2 九 X 500 x CU2超前于UiU2超前于Ui ；本題從電容上輸出，U2滯后

26、于Ui 。上題從電阻上輸出，有一 220V 、 600W 的電爐，不得不用在380V 的電源上。欲使電爐的電壓保持在220V的額定值，（1）應和它串聯多大的電阻或（2）應和它串聯感抗為多大的電感線圈（其電阻可忽略不計） （3） 從效率和功率因數上比較上述兩種方法。串聯電容器是否也可以 解(1)電爐的額定電流600串聯的電阻220380 -220R =? = ?(2) 電爐的電阻220Rl =廿=?為保持電爐的額定值不變，則用聯電感線圈后電路的阻抗模為380|Z Iqq2 - 2? = 114?qXL = |Z | - L R2線圈電感為114=H =314串聯電阻時，cos ? = 1,效率為

27、 TOC o 1-5 h z 4=一PN600Pn + RI 2 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document NN =600 + X 2串聯線圈時，q=1,功率因數為Rl =cos|Z |從節能角度看應采用后一種方法。也可串聯電容，其容抗為114?,電容值為C =，1 F = 28F ,并可提高電網功率因數。Xc =314火114阻抗的串聯與并聯4.5.1在圖7中，試求電流表Ao和電壓表V0的讀數。解以U 1為參考正弦量，則Z. 1較U 1超前90?,于是A。的讀數為10A。V0的讀數為141V 。4.5.jlOQ -(j 10 +(j 1010AM3圖

28、7：1010I(100 - j在圖8(a)中A。的讀數為10A。V0的讀數為141V 。4.5.jlOQ -(j 10 +(j 1010AM3圖7：1010I(100 - j在圖8(a)中，I 1I0A /100 V5Q j5Qi 4 -習題4.5.1圖100/0?八 )A2/ -0 + U 100)V10A, I 2 =1045? )A =1 = (- j=141/ -2A, U(j 10 + 10 - j 10) A10 X 10 + 100/0? ) V 45? VXl 及 R o解解本題用相量圖分析較為方便。在圖8(b)所示的電路中，以并聯支路上的電壓U 1為參考相量，而后作1, I

29、1 比 U 1 超前 90?;因 R2 = Xl ,故 I 2 壓U 1為參考相量，而后作1滯后45?;又因I 1 = 10A, I2 = 10 2A,故I .與U 1同相，而且Iu R + U 1,三者同相，即U = 5+ uUR =RI = 5 x 10V = 50VUi =U - Uk = (200 - 50) V = 150V由此得Xc = U = 150 ?= 好 10 15? -4Q-4由此得qUi|Z2|= R? + X L |T 10 2 L |T 10 22八爐/以口I+ 山-+ “-iU o圖8:/因為I :與U i的相位差為45?,所以Z2|R2 = Xl = | =24

30、.5.4在圖 9(a)中，I i = I 2 = 10A, U =及Xl。解作相里圖：以U R為經受相里，I 2與1=I 1 + I 2 =/ 內 - -II+力_12 R5.一七3一.+ 4 _U 0/Uxl%50 h必J題 4.5.3g115V X，？ = ?22100V , u與i同相，試求I , R, XcU R同相，I 1超前十U R 90? ； I“U、夕/出9: 習題 4.5.4圖U L + U L + U Ro于是得出相；U10 2Z45?前于I .A, U l 超104104Xc2 1009=9 z ,10I 2/2 100V：7x7=710Xl-U -4W-= ? 二 ?1

31、0 24.5.5計算圖io中的電流i .和各阻抗元件上的電壓U 1與U 2,并作 相量圖；計算 圖10(b)中各支路電流I 與I ;和電壓U ,并作相量圖。解對圖10(a)所示電路6。=。一 )6。=。一 )Gnu(bj圖10: 習題455圖. U =10Z0?2 + 2 + A = 2Z - ? A乙+j 3Z2U 1 = Zil = 2 x 2Z- ? V = 4Z- 9 VU 2= z2l = (2 + j 3) X 2Z- ? V =13Z? x 2Z -/? V對圖10(b)所示電路Zi + =I 2 =Z2I Zi乙+Z21 x 2/0? A = j 45? A1 + j + 1,

32、 j x 2/0? A = 45? A1 +1 + j + 1-j/ V2Z45?2/- 45? V(1 - j ) A =2/ -(1 + j ) A =2/=2V相量圖略4.5.6在圖 11 中，已知 U = 220V , R = 10? , Xi = 10 3? , R2 = 20?,試求各個電流和平均功率求各個電流和平均功率圖11:習題4.5.6圖._ U220/0?1=V _AR1 + j X110 + j 103I 2=-U竺A = 11AR 20I - = I 1 + I 2 = (11 / - 60?P =R1I 0?A = 11/ - 60? 0?A = 11/ - 60?

33、A20 Z60?V+ 11)A = 113/ -30? A112 + 20 X 112)W = 3630W12220/在圖12(a)中-45? )A, i v.112 sin(314 t,已知u = 2202 sin 314 t V , i = 22 sin(314 t2=+ 90? )A,試求各儀表讀數及電路參數R, L和C。解由圖12(b)的相量圖可知I 2 = I 1 sinV x2245?一= 22A = 11A2I1= J,. _ _ _ ,、因I和U同相，故I2 =XCC|Zi|R10XlL圖12: 習題4.5.7圖sq -222= I 2 _|V _-112A = 11A1212

34、2=U 220=? = 20?I 21111一二 二 F = 159 仙 FXc314義20=U220_I-22 ?=102 ?d2V2-|Z1 | cos 45?-? - 10?2 X2-|Z 1 | sin 45?- 10?二010-H -314在圖13所示的電路中，已知U c1/0? V ,求 U解圖13:習題4.5.11圖1/ 0? A -j2 A 1/0?r4.5.12(2de+ j 2) + V j 2V+ U 1 (1 + j 2) V12 + 22 Z arctan 2V q 10? ,Zab 為感性負載試求U和感性負載試求U和I同相時Zab等于多少電cC在圖14所示的電路中，

35、已知Uab Ubc , R 10? , Xc解令 Zab 圖14:習題4.5.12圖又求得Zbcj RXc二-j 10 x10(5 -j 5)?R - j Xc 10 - j 10所以ab + U bc (Zab + Zbc )I=(R + j Xl ) + (5 - j 5) I . = ( R + 5) + j ( Xl -5) I若U和I .同相，則上式的虛部必為零，即Xl -5 = 0 Xl = 5?又因 Uab = Ubc,則 |Zab | = |Zbc|q- vR222 21 + Xl =5+ 5解之得Ri = 5?于是Zab = (5 + j 5)?交流電路的頻率特性4.7.4有

36、一R, L, C串聯電路，接于頻率可調節的電源上，電源 電壓U保持在10V ,當頻率增加時，電流從10mA500H z）增加到最 大 值60mA1000H z）。試求 電阻R,電感L和電容C的值；（2）在諧振時電容 器兩端的電壓UC ; （3）諧 振時磁場中和電場中所儲的最大能量。(1)諧振時 f 0 = 1000HzIZ0I = R非諧振時f = 500H z(Xl- Xc)2 = |Z | R2 =(Xl -Xc = 土？因f 470 N m = m(1)采用自耦變壓器降壓起動，而使起動轉矩為額定轉矩的85%即 TOC o 1-5 h z Ts0 =義 85%N . m = m而直接起動時

37、Tst= = x , m = m因起動轉矩與電壓的平方成正比，故變壓器的變比為s rTst K =o(2)電動機的起動電流即為起動時自耦變壓器二次側的電流St=ISt 7XA =線路上的起動電流即為起動時自耦變壓器,次側的電流I 00st =stK目錄第10章第10章繼電接觸器控制系統第節 籠型電動機直接起動的控制線3 第10.2.1 題第10.5.1 題第10.5.2 題. 53 第節.行程控4 第節時間控List of Figures TOC o 1-5 h z 習題10.2.1 3習題10.4.2 4習題10.4.2 5習題10.5.1 6習題10.5.1 6習題10.5.1 6習題10

38、.5.1 6習題10.5.2 7習題10.5.2 710繼電接觸器控制系統籠型電動機直接起動的控制線路10.2.1試畫出三相籠型電動機既能連續工作，又能點動工作的控制線路。解在圖1中，SB2是連續工作的起動按鈕。SB3是雙聯按鈕，用于點動工作圖1: 習題10.2.1圖按下SB3時，KM通電，主觸點閉合，電動機起動。因SB3的常閉觸點同時斷開，無自鎖作用。松開SB3 , K M斷電，電動機停車。10.2.3根據教材圖10.2.2接線做實驗時，將開關 加上后按下起動按鈕 SB2 ,發現 有下列現象，試分析和處理故障：(1)接觸器K M不動彳(2)接觸器K M動作，但電動機不轉動；(3)電動機轉動，

39、但一松手電機就不轉；(4)接觸器動作，但 吸合不上；(5)接觸器觸點有明顯顫動，噪聲較大；(6)接觸器線圈冒煙甚至燒 壞；(7)電動機不轉動或者轉的較慢，并有“嗡嗡”聲。答接觸器K M不動作的故障原因可能有下列幾種：三相電源無電；有關相中熔斷器的熔絲已斷，控制電路不通電；熱繼電器F R的動斷觸點動作后未復位；停止按鈕SB接觸不良；控制電路中電器元件的接線端接觸不良或連接導線端有松動。接觸器K M動作，但電動機不轉動的故障原因可能有下列幾種(問題不在 控制電路，應查主電路)；接觸器的主觸點已損壞；從接觸器主觸點到電動機之間的導線有斷線處或接線端接觸不良;電動機已損壞。電動機轉動，但一松手電機就不

40、轉，其原因是自鎖觸點未接上或該段電路有斷損和接觸不良之處。接觸器動作，但吸和不上，主要由于電壓過低，也可能因某種機械障礙造成的。接觸器觸點有明顯顫動，主要由于鐵心端面的短路環斷裂所致，也可能由于電壓過低，吸力不夠。接觸器線圈冒煙甚至燒壞，其原因有：電壓過高；由于(4)中原因接觸器吸和不上，導致線圈過熱而燒壞。電動機不轉動或轉的較慢，并有“嗡嗡”聲，這是由于某種原因而造成電動機單相起動所致。行程控制10.4.1將教材圖10.4.2(b)的控制電路怎樣改一下，就能實現工作臺自動往復運動解只需將原位行程開關 SQ的動合觸點與正轉按鈕 S譯并聯即可。當電動機 反轉到達原位時，擋塊壓下 SQ ,不僅將它

41、的動斷觸點壓開，使電動機停止反 轉，同時將上述動合觸點壓合，使電動機正轉，接著就實現工作臺自動往復運 動。按下停止按鈕SBi,電動機才停車。10.4.2在圖2中，要求按下起動按鈕后能順序完成下列動作：(1)運動部件A從1到2; (2)接著B從3到4;接著A從2回到1;接著B從4回到3。試畫出控制線路 (提 示：用四個行程開關，裝在原位和終點，每個有一動合觸點和一動斷觸點。)解電動機M和悔的主電路按教材圖10.3.2正反轉連接，其正反轉接觸器分別圖2:習題10.4.2圖3: 習題10.4.2圖為K M1f , K Mr和K M2f , K M2r?？刂齐娐啡鐖D3所示時間控制10.5.1根據下列要

42、求分別繪出控制電路（M和M2都是三相籠型電動機）；（2） 電動機M先起動后，M2才能起動，且M2能點動；（4） M先起動，經過一定 延時后M2能自行起動，M2起動后，M1立即停車；（5）起動時，M1起動后M2才 能起動；停止時，M2停止后M1才能停止。解圖4是電動機M1和M2的主電路。圖5,圖6和圖7分別為習題（2）.（4）.（5） 的 控制線路。試繪出籠型電動機定子串聯電阻降壓起動的控制線路。解主電路和控制電路如圖8所示?？刂齐娐方由想娫? K T通電-一動斷延時閉合觸點瞬時斷開電動機串聯電阻R降壓起動按Sa - - K Mi通電K T斷電延K M2通電（起動完畢）時：L HH L-g-OK

43、fc ：9 H這里要注意時間繼電器的動作:圖9: 習題10.5.2圖(1)它是斷電延時的；(2)它的動斷延時閉合觸點 的動作順序。 本題也可采用通電延時，其控制電 路如圖9所示。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 第14章二極管和晶體管3第節二極管 3第14.3.2題 3第14.3.5題 4第節穩壓二極第14.4.2題 5第節晶體管 5第14.5.1題 5第14.5.3題 6第14.5.4題 7List of Figures TOC o 1-5 h z 1習題14.3.2 32習題14.3.2 33習題14.3

44、.5 44習題14.4.2 55習題14.5.3 66習題14.5.4 714二極管和晶體管二極管14.3.2在圖1在圖1所示的各電路圖中，E = 5V , Ui10 sintV ,二極管D的正向壓降可忽略不計，試分別畫出輸出電壓U0的波形。解(b)圖1: 習題14.3.2圖Ui為正半周時，UiE,D導通；Ui E,D導通；Ui E,D截止。Ui為負半 周時，D截止。四通時，u0 = Ui ; DB止時，u0 = Eouo的波形分別如圖2(a)和(b)所示。印Vu/V14.3.5在圖3中，試求下列幾種情況下輸出端電位 W及各元件中通過的電流。(1) VA =+10V ,Vb= 0V ; (2)

45、Va= +6V, Vb= + ;(3)Va=Vb= +5V .設二極管的正 向電阻為零，反向電阻為無窮大。解圖3: 習題14.3.5圖(1)二極管Da優先導通，則VyVy =109 F 9V = 9VVy 9-I D= I R = A = 1 10 A = 1mA_XR 9 x 103Db反向偏置，截止，I d= 0(2)設Da和Db兩管都導通，應用結點電壓法計算VY :6Vy一 + _ X Vy11 V = V =0; P N P型；發射極電位 最高，集電極電位最低，UBE 0o硅管：基極電位與發射極電位大約相差或；錯管：基極電位與發射極 電位大約相差或。由此可知：晶體管I ： N P N型

46、，硅管，1 - B、2 - E、3 -C;晶體管II : P N P型，錯管，1 - C、2 -B、3 - E。14.5.3如何用萬用表判斷出一個晶體管是 N P N型還是P N P型如何判斷出管子 的三個管腳錯管或硅管又如何通過實驗區別出來 解(1)先判斷基極將插入萬用表“-”(實為表內電源正極)插孔的測試筆輪流接任一管 腳，而后將另一測試筆分別接另外兩個管腳，如果兩次測得管腳間的 電阻同 為低電阻(BE極間和BC極問的P N結上加正向電壓)或同為高 電阻(上 述極間的P N結上加反向電壓)，則接萬用表“-”插孔的是基 極。(2)判斷是N P N型管還是P N P型管 在(1)中，測得管腳間

47、的電阻同為低電 阻時，則為N P N型管；測得同為高 電阻時，則為P N P型。(3)判斷集電極對已知的N P N型管或P N P型管照圖5所示的兩種方法接 線，未知管(b)(b)用表的 “+” ， “-” 插孔（注意， “- ” 插孔接表內電源的正極)，比較兩種接法1, 2管腳間的電阻高低。對N P N型管，電阻 較低時接“-”插孔的是集電極；對 P N P型管，電阻較低時接“ +”插 孔的是集電極。(4)判斷是錯管還是硅管時為硅管；在 時為硅管；在 時為錯管。14.5.4+ 12V+ 12V圖6: 習題14.5.4圖試問晶體管工作于何種狀態設LBe =試問晶體管工作于何種狀態設LBe =解

48、計算結果見下表。(a)(b)(c)管UC C1笳A8mAT。力 cPsatRI B6 - mA =12 - mA =I B 0狀態50I B B 0 飽和截止目錄第15章基本放大電路3第節 放大電路的靜態分析. .3 第 15.2.3 題 3第節放大電路的動態分析. .3 第題 3第題 4第題. 第. 1. 5.9.2. .題 . 5. .第題 13第15.9.3 題 14 6第節靜態工作點的穩定 . . .6 第題6 第題 7第節射極輸出器 9第題9 第節差分放大電路11 第題 11第節場效晶體管及其放大電路 13List of Figures TOC o 1-5 h z 習題15.2.3

49、3習題15.3.3 4習題15.3.5 6習題15.4.5 8習題15.6.1 9習題15.6.2 10習題15.7.3 11習題15.9.2 13習題15.9.2 14在圖1在圖1中，若UC c的阻值。設晶體管的 解15 基本放大電路放大電路的靜態分析15.2.310V ,今要求 UCe = 5V , I c = 2mA 試求 R 和=40。圖1: 習題15.2.3圖由 LCe = UCc - Rd I c可求q = UCc - UCE = 10 -_5 ? = ?I c 2 x 10- 3IT 2 I B = mA =B 40Rb y UCC10TT = k? = 200k?放大電路的動態

50、分析在習題1圖所示的固定偏置放大電路中，UC C = 9V ,晶體管的B = 20, Ic1mA今要求|Au| & 100,試計算 , Rb及UCe解mAr be|AulUC EUC 解mAr be|AulUC EUC c20200 +15.3.3k? = 180k?26(20 + 1)- ? = 720?七（空載時|Au|最大）|Au|rbe= 100 X20k?UCc - Rd I c = (9 - X 1)V =有一放大電路如習題1圖所示，其晶體管的輸出特性以及放大電路的交、直流負載線如圖2所示。i可：（1） Rb ,Rc , Rl各為多少不產生失真的最大輸入 電壓Um為多少（3）若不斷

51、加大輸入電壓的幅值，該電路首先出現何種性質的失真調節電路中哪個電阻能消除失真將阻值調大還是調?。?）將電阻RL調大，對交、直流負載線會產生什么影響 （5）若電路中其他參數不變，只將晶體管換一個B值小一半的管子，這時I b , I c , UCE及|Au|將如何變化解左海倒我戰 交流負我線圖2:圖由圖2可知，靜態值為電源電壓為電 流放大系數為c = 2mA,=40A, U：e = 5VUB =上 2 = 50 I B =Rb10RRc由交流負載線可得k?UCc - UCe = 10 - 5 k? = ?I c2由此得tan0RR0Rd RlRCR0Rc+ R_Rl =1一，R0l =RoRd -

52、 lk?r0由圖2可知8 - LCeq = (8 - 5)V = 3VUCeq - UCes = (5 - V =不失真的最大輸出電壓約為 的最大輸入電壓UmUOm = 3V ,先求出|Au|后，再求不產生失真26r be200(? ) + (1200 +(1?50)(mA)|Aul50 X于是87UmU)m87|Au|(3)首先產生截止失真，這時可調節 Rb ,減小其阻值以增大I b ,將靜態工作 點“移一點。將Rl阻值增大，不影響直流負載線通過Q點的交流負載線與橫軸的a 0角將有所減小。(5) I b不變，I C約減小一半，Be增大，|Au|將減小一半。15.3.4已知某放大電路的輸出電阻

53、為？，輸出端開路電壓的有效值100 = 2V ,試 問該放大電路接有負載電阻Rl = ?時，輸出電壓將下降到多少解UOl =或RUOl =或Eo =U00+ Rlr + Rlo oRlU00 =X 2V =+ro+ Rlo1 o1 =o2, ,UUii在圖3中，UCc = 12V，氐=2k? , RE = 2k? , Rb = 300k?,晶體管的50。電路有兩個輸出端。試求：(1)電壓放大倍數Aui =U和Au2U ; (2)輸出電阻ri和r2解圖3: 習題15.3.5圖Ufc c -UbeRb + (1 +12 -“ImA =300 + (1 + 50) X 2B )ReI e =(1 +

54、 B ) I B = (1 + 50) x =26 rbe =200 + (1 + 50T Af = ?A1AfA 1 + (A + ? A) F20% X20% X1 + (300 300 X 20%) X+% 口 - %17.2.7有一同相比例運算電路，如教材圖17.2.1所示。已知Auo=1000， F =+。如果輸出電壓 = 2V ,試計算輸入電壓U ,反饋電壓Uf及 凈 輸 入 電壓 ud 。解解Auf=20Auf=20 TOC o 1-5 h z 1 +=F 1 + 1000 XAuo-2Uoui = V =Auf20uf= uo F = 2 X =Ud = Ui -Uf=- V

55、=振蕩電路中的正反饋17.3.1圖3是用運算放大器構成的音頻信號發生器的簡化電路。（1） R1大致調到多大才能起振（2） RP為雙聯電位器，可從0調到？，試求振蕩頻率的調節范圍。解3 3kQ 83 3kQ 8圖3: 習題17.3.1圖（1）電壓放大倍數按同相輸入計算，即RfAuf = 1 +R1因為產生振蕩的最小電壓放大倍數為3,所以母 2R0 剛起振時，振蕩幅度小，不足以使二極管導通，這時 RF = RF i + RF 2 = 3k?,所以Ri ?時才能起振。(2)振蕩頻率為當將RP調到最小時，f 0最大，即f 0max = 2X 103X X 10- 6H z =i100cHz當將RP調到

56、最大時，f 0最小，即f 0min17.3. - H z = z f 0min17.3.X 16 x 103 x x 10- 6100Hz在調試教材圖17.3.3所示電路時，試解釋下列現象：(1)對調反饋線圈的兩個接頭后就能起振；(2)調Rb1, Rb2或Re的阻值后就能起振；(3)改用B較大的晶體管后就能起振；(4)適當增加反饋線圈的圈數后就能起振；(5)適當增大L值或減小C值后就能起振；(6)反饋太強，波形變壞；(7)調整RB1, R2或RE的阻值后可使波形變好；(8)負載太大不僅影響輸出波形，有時甚至不能起振。解釋(1)原反饋線圈接反，對調兩個接頭后，滿足相位條件；(2)調阻值后，使靜態

57、工作點合適，以滿足起振條件；(3)改用B較大的晶體管，以滿足幅度條件；(4)增加反饋線圈的圈數，即增大反饋量，以滿足幅度條件；(5)因為LC并聯電路在諧振時的等效阻抗模為L|Z0| = RC當適當增大L值或減小C值后，可使|Zo|增大，因而就增大了反饋幅度，容易起振；(6)反饋線圈Lf的圈數過多或管子的B太大，使反饋太強而進入非線性區，使波形變壞；(7)調阻值，使靜態工作點在線性區，使波形變好；(8)負載大，就是增大了 LC并聯電路的等效電阻R。R的增大，一方面 使|Zo|減小，因而使反饋幅度減小，不易起振；也使品質 因數QM、，因 而降低了選頻性，使波形變壞。目錄第18章直流穩壓電源 3第

58、整流電路 3 TOC o 1-5 h z 第18.1.1題 3第18.1.2題 3第18.1.3題 4第18.1.7題 4第18.1.8題 5第濾波器 5第18.2.4題 5第直流穩壓電源第18.3.1題 6第18.3.4題 7第18.3.6題 7List of Figures TOC o 1-5 h z 1習題18.1.1 32習題18.1.7 43習題18.2.4 64習題18.3.1 65習題18.3.6 818 宜流穩壓電源 整流電路18.1.1在圖1中，已知Rl = 80?,直流電壓表V的讀數為110V ,試求：（1）直流電 流表A的讀數；（2）整流電流的最大值；（3）交流電壓表V1

59、的讀數；（4）變壓器二 次側 電流的有效值。二極管的正向壓降忽略不計。解圖I I 一 110oRo = a = TOC o 1-5 h z 80LI om = Tt I o = X =-U0-440U1 = V =I = = X =18.1.2在教材圖18.1.1在教材圖18.1.1所示的單相半波整流電路中已知變壓器次側電流的有效值U = 30V ,負載電阻Rl = 100?,試問：（1）輸 出電壓和輸出電流的平均值U0和I o各為多少（2）若電源電壓波動10% 二極管承受的最高反向電壓為多 少 解U0 = X 30V =UOI o = = A = RL100VUDrm = 2U = x x

60、30V =18.1.3若采用教材圖18.1.3所示的單相橋式整流電路，試計算上題。解UO = X 30V = 27VIo= A =RL100UDrm2UUDrm2UX X 30V =18.1.7V圖2是二倍壓整流電路，UO = 2 - 2U,試分析之，并標出UO的極性。分析V -當u在正半周時，D導通，D2截止，C1被充電到u的最大值 2U （極性左正圖2:習題18.1.7圖右負）。到u負半周時，D1截止，D2導通，u和G兩端電壓相加。這時，電源/A/ 一一方面經D2供給Rl電流，同時經D2給C2充電，充到等于u的最大值 2U和G兩V-端電手之和。由于 G放電很慢，其上電壓近似為2U。因此，C