電子技術(非電類)第六章課后習題集規(guī)范標準答案

1、第六章習題參考答案6-1在圖6-23中，已知直流電壓表 V2的讀數(shù)為90V，負載電阻Rl = 100Q, 管的正向壓降忽略不計。試求：直流電流表 A的讀數(shù)；交流電壓表 V1的讀數(shù); 壓器二次側電流有效值。二極變習題6-1圖 6-23圖直疣電壓克解1）直流電流表A的讀數(shù)U2 竺 0.9A1002）交流電壓表Vi的讀數(shù)U1Rl-9200V0.453）變壓器二次側電流有效值U20.45 I亙2A0.456-2 圖6-24為變壓器二次側繞組有中心抽頭的單相整流電路，二次側電壓有效值 為U，試分析：1） 標出負載電阻 Rl上電壓Uo和濾波電容C的極性；2） 分別畫出無濾波電容和有濾波電容兩種情況下U。的

2、波形。整流電壓平均值 變壓器二次側電壓有效值 U的數(shù)值關系如何？3 ）有無濾波電容兩種情況下 ，二極管上所承受的最高反向電壓U DRM各為多大？4）如果二極管 VD2虛焊；極性接反；過載損壞造成短路，電路會出現(xiàn)什么問題5） 如果變壓器二次側中心抽頭虛焊；輸出端短路兩種情況下電路又會出現(xiàn)什么問題T VD1Uo與圖6-24 習題6-2圖解1 ）負載電阻Rl上電壓Uo和濾波電容2 ）無濾波電容和有濾波電容兩種情況下U。的波形分別如題6-2解圖（b）和題6-2C的極性如題6-2解圖（a）所示。無濾波電容時IV題6-2解圖（C）Uo 0.9UUo 1.2U二極管上所承受的最高反向電壓皆為Udrm2J2u

3、。有濾波電容時3）有無濾波電容兩種情況下，4 ）二極管V2虛焊時相當于開路，電路變?yōu)閱蜗喟氩ㄕ麟娐?，輸出電壓將降為?來的一半。極性接反和過載損壞造成短路時，在輸入電壓正半周，V、V通路導通，由于二極管正向電阻很小，產(chǎn)生很大電流，將造成電源、變壓器和二極管燒毀。5）變壓器二次側中心抽頭虛焊時相當于斷路，無論是U的正半周還是U的負半周都不會構成電流的通路，因此負載電阻沒有電壓輸出。輸出端短路時，由于二極管電阻很 小，會產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和二極管燒毀。6-3 圖6-25電路中，已知 Rl1 = 5k Q, Rl2 = 0.3k Q,其他參數(shù)已標在圖中。試求： VD1、VD2、VD3各組

4、成何種整流電路 ？ 計算U O1、Uo2，及流過三只二極管電流的平均值各是多大選擇三只二極管的型號。解1）Vi單相半波整流電路； V、V3組成單相 橋式整流電路。Uo10.45 (90 10)45VUo20.910 9VIvi459mA圖6-25 習題6-3圖1 V21 V330 mA0.33）V反向電壓最大值Udrm 丘 100 141VV2、V3反向電壓最大值U DRM22 10 28.2V選擇二極管型號時，考慮留有充分余量應選二極管的最大整流電流高反向工作電壓 U RM 2U DRM。所以V1選擇2CZ12D，V2和 V選擇2CZ11A。6-4在圖6-2a的單相橋式整流電路中，已知變壓器

5、二次側電壓有效值Rl = 1k Q,試求 U o、解輸出電壓I oM 2I V，最U =100V ,輸出電流平均值I o，并選擇整流二極管型號。U o 0.9U0.9 10090VI UoI oRl909090 mA1流過整流二極管電流的平均值1I DF I o 45 mA2整流二極管承受最高反向電壓Udrm 血 100141V考慮留有充分余量I oM21V 90 mA整流二極管型號可選擇U RM2U DRM282V2CZ11C。60V，電流6-5某電阻性負載，要求直流電壓直接由220V交流電網(wǎng)供電，試計算晶閘管的導通角、20A，現(xiàn)采用單相半波可控整流電路, 電流的有效值，并選用晶閘管。解單相

6、半波可控整流電路輸出電壓1 cosUo 0.45U所以cos2Uo0.45U21201 0.210.45 220導通角180-IoRl1807860330102電流有效值Ujlsin2Rl V258.7A流過晶體管電流的平均值晶體管承受反向電壓峰值1I DF I o 10A 2U DRM 血 220310VUrm 2U drm 620V晶體管選擇為KP20 。6-6單相半波可控整流電路， 制角a =60°試計算輸出電壓、解 Uo 0.451 CoS U2負載電阻Rl = 10Q，直接由220V交流電網(wǎng)供電，控電流的平均值，并選擇晶體管。0.4510.5 22074.25V2流過晶體管

7、電流的平均值晶體管承受正反向電壓峰值考慮留有充分余量IoIfUorLIdfU fm7457.425A10U RM2 I DFDRM2UDFM2U3.7AQ2 220310V7.4ARM 620VFM 620V晶體管可選擇為KP10 。Uo = 0 60V，電流 I。= 0 10A，現(xiàn)采6-7有一電阻負載，它需可調直流電壓 用單相半控橋式整流電路，試計算變壓器二次側電壓，并選用整流元件。如果不用變壓器, 輸入接220V交流電網(wǎng)，試選用整流元件。解 設晶閘管導通角0 = 180° a = 0°時，Uo=180V, Io = 6A 。交流電壓有效值U b 型V 67V0.90.9

8、實際上還應考慮電網(wǎng)電壓的波動，管壓降以及導通角一般達不到180°般只是160°170°等因素，交流電壓要比計算值適當加大10 %左右，實際選U 74V。晶閘管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反向電壓都為Ufm UrmV2U1.41 74 104V考慮留有充分余量，通常根據(jù)下式選取晶閘管的U FRM 和 U RRMFRM 2U fMRRM 2U RM本題U FRMU RRM 2 104V208V流過晶閘管和二極管的平均電流loT 昭 120a 5A2 2考慮留有充分余量應選晶閘管的正向平均電流I F 2IoT 10A根據(jù)以上計算選用晶閘管 KP10兩只，二極

9、管2CZ11C兩只。輸入接220V交流電網(wǎng)，此時晶閘管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反向電壓都為U FM = U RMU FRM= 1.41 X220V = 310V2 310V620VU RRM所以可選用晶閘管 KP10兩只，二極管6-8試分析圖6-26所示可控整流電路的工作情況，控制 角a的變化范圍，輸出電壓平均值的計算公式。2CZ11G 兩只。-圖6-26習題6-8圖IQn(b) TT22云3ir 4it血題6-8解圖解 設電源變壓器二次側電壓U = J2u Sin wt （V）,波形題6 8解圖（a）所示。如果控制極未加觸發(fā)電壓，晶閘管在電壓U的正、負半周內(nèi)均不導通。在輸入交

10、流電壓U的正半周內(nèi)某一時刻t1（ ti）給控制極加上觸發(fā)脈沖，題6 8解圖（b ）所示，晶閘管道通，忽略管壓降，電壓 U全部加在負載電阻 Rl上，負載上電壓電流波形如題6 8解圖）給控制極加上觸發(fā)脈沖，如（C）所示。在電壓U的負半周時某一時刻 t2（ t2題6 8解圖（b）所示，晶閘管道通，電壓U全部加在負載電阻 Rl上，負載上電壓電流波形題6 8解圖（C）所示。控制角a的變化范圍為0 ;輸出電壓平均值1 L1 cosU。 一 V2U sin td（ t） 0.9U26-9 已知交流電源電壓為 220V ,頻率f= 50Hz ,負載要求輸出電壓平均值為20V ,輸出電流平均值為50mA，試設計

11、單相橋式整流電容濾波電路，求變壓器的變比及容量， 并選擇整流、濾波元件。解Uo變壓器副邊電壓有效值流過二極管電流平均值1 DF1.2U1.22io空V1.21217V50 25mA二極管承受最高反向電壓U DRMV2U17V24V3 ）兩個開關均閉合時Uo 1.2U2 120V。選用四只2CZ11A二極管。根據(jù)TRlC >(35)-1=S = 0.02s50RlCT=5込所以T丄Rl0.052050 10 3125 uF選容量125 口 F,耐壓50V的極性電容。6-10在圖6-9中，濾波電容 C = 100uF，交流電源頻率 f= 50HZ , Rl = 1kQ, 要求輸出電壓平均值

12、U 0 = 10V，問：1）變壓器二次側電壓 U = ?2）該電路工作過程中，若 Rl增大，Uo是增大還是減??？二極管的導通角是增大還 是減小？解1）變壓器二次側電壓U1.2Rl C108.3V1.22）若Rl增大，電容放電時間常數(shù)輸出電壓平均值U。增大。6-11整流濾波電路如圖6-27所示，二極管是理想元件，電容C 500 F，負載電阻 5k ，開關S閉合、S2斷開時，直流電壓表（V）的讀數(shù)為141.4V，求：開關S1閉合、S2斷開時，直流電流表（A）的讀數(shù)；變大，按指數(shù)規(guī)律放電減慢，導通角增大,Rl1)2)開關Si斷開、S2閉合時，直流電流表（A）的讀數(shù)。（設電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻為無

13、窮大）。圖6-27題6-11圖解 開關S閉合、S斷開時，直流電壓表（V）的讀數(shù)應為Uo屈2貝y U2100V1）開關Si閉合、S2斷開時，2 ）開關S斷開、S2閉合時，141.4V直流電流表（A）的讀數(shù)為 I直流電流表（A）的讀數(shù)為0;Uo 0.9U290 V90518mA。直流電流表(A)的讀數(shù)為 I 120524mA。6-12 在圖6-14所示的n形RC濾波電路中，已知變壓器二次側電壓 U =6V，負 載電壓Ul=6V，負載電流lL=100mA，試計算濾波電阻 R。1.2 67.2Vuo 1.2U解經(jīng)電容C濾波后的輸出電壓則濾波電阻7.26100 10 312k Q6-13 圖 6-28是

14、二倍壓整流電路，試標出輸出電壓-寸 t - rJtblL TUo的極性，說明Uo =2j2u。圖6-28 習題6-13圖解 正半周期時，變壓器二次側電壓通過 V1 向電容C1充電至u ;負半周期時，由變壓器二 次側電壓和電容 C1共同構成電源，通過由V2和C2組成帶濾波的單相半波整流電路向負載供 電，所以輸出電壓為 2j2u。6-14某穩(wěn)壓電路如圖6-29所示，輸出電壓U L的大小及極性如何？電容C1、C2的極性如何？它們耐壓應選多高？負載電阻Rl的最小值約為多少？穩(wěn)壓管接反，后果如何 ？1 )輸出電壓Ul極性如題6-14解圖所示，正半周大小為 15V，負半周為0V。 電容C1、C2的極性如圖

15、所示，耐壓選為 30V。TRlC >(35)-試問:1)2)3)4)解根據(jù)公式可知Rl (3噸題6- 13解圖4)穩(wěn)壓管接反后正向導通會產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和穩(wěn)壓管燒毀。VE圖6-29習題6-14圖:I ：歡 c；I L2T題6-14解圖6-15由運算放大器組成的穩(wěn)壓電路，如圖Uz = 4V , R1 = 4k Qo證明Uo如果要求u。= 5 12V，計算電阻Rf o 如果Uz改由反相端輸入，試畫出電路圖,1)證明:根據(jù)虛短和虛斷可知R1U所以有UoRiU UoRfUzRfUzRfi)RiUo5V時,RfUo12V 時,Rf5(-1) 44(乎1)4k Q4 8k Q所以Rf在1

16、 8k Q之間。6-16圖6-31是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,6-30 所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓ZuzR1并寫出輸出電壓U o的計算公式。其中 VS 為 2CWI3 , R1 = R3 = 50Q , RL = 40Q ,R2 = 560Q，晶體管都為PNP型管。1 ）求該電路輸出電壓 Ul的調節(jié)范圍。2 ）當交流電源電壓升高時，說明U。、Ul如何變化? U B1、Uci、Uei各點電位是升高還是降低？%圖6-3i 習題6-i6圖解由該電路可知，當滑動變阻器觸頭在R2最下方時有Uz-UlRiR2R3當滑動變阻器觸頭 R2在最上方時有UzR2R3 UlRiR2R3所以RiR2R2R3R3UZ UL即U L的

17、變化范圍約為i0V U L i32V各點電位變化情況如下:*Uce2電源電壓* U。* U L + -Ubi *U E1 不變 |u BEi* + I Bi* + lc#*Uc*F Ib 扌 4|c2Ul*6-17圖6-32是帶保護的擴流電路，電阻R2、R3和晶體管 V、V3組成保護電路。試分析其工作原理。解所謂擴流指輸出電流 正常時，V和V3截止,I L增加為 電阻Ri上產(chǎn)生壓降使Il IUl U231 2V導通。若I L過流，使I增加，限 流電阻R3上壓降增大使 V2管導通，導致V3管趨于飽和，Vi管的Ubei降低，V2的基極 電流增大，限制了功率管 Vi的電流I C1，從而保護功率管不致因過流而損壞。6-18 圖6-33是一固定和可調輸出的穩(wěn)壓電路。其中，Ri = R3 =3.3kQ,R2 = 5.1k Qo 計算固定輸出電壓的大小。 計算可調輸出電壓的范圍。2 ）當滑動變阻器觸頭在 R2最下方