模電習(xí)題解答

1.電路如圖10.46所示，變壓器副邊電壓有效值為，二極管當(dāng)作理想元件(1)畫出、和的波形；(2)求出輸出電壓平均值和輸出電流平均值的表達(dá)式；(3)二極管的平均電流和所承受的最大反向電壓的表達(dá)式。圖10.46題1圖解：（1）全波整流電路，波形如圖所示。（2）輸出電壓平均值和輸出電流平均值為（3）二極管的平均電流和所承受的最大反向電壓為2.電路如圖10.47所示，變壓器副邊電壓有效值，。試問：(1)輸出電壓平均值和各為多少；流過和的電流平均值和各為多少？(2)各二極管承受的最大反向電壓和流過各二極管的平均電流為多少？圖10.47題2圖解：（1）輸出電壓平均值和各為多少；流過和的電流平均值和各為≈0.45（U21＋U22）＝31.5V；≈0.9U22＝18V；（2）D1的最大反向電壓和平均電流；D2、D3的最大反向電壓和平均電流；3.電路如圖10.48所示。(1)分別標(biāo)出和對(duì)地的極性；(2)和分別是半波整流還是全波整流；(3)當(dāng)時(shí)，和各為多少？(4)當(dāng)，時(shí)，畫出和的波形；并求出和各為多少？圖10.48題3圖解：（1）均為上“＋”、下“－”。（2）均為全波整流。（3）UO1L和UO2L為UO1L＝－UO2L≈0.9U21＝0.9U22＝18V（4）uO1、uO2的波形如圖所示。它們的平均值為UO1L＝－UO2L≈0.45U21＋0.45U22＝18V4.電路如圖10.49所示，分析電路出現(xiàn)如下情況時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象。(1)二極管正負(fù)極接反；(2)二極管短路；(3)二極管開路。圖10.49題4圖解：（1）電流很大，因此變壓器及整流二極管、將被燒壞。（2）電流很大，因此變壓器及整流二極管將被燒壞。（3）電路為單相半波整流電路，輸出電壓脈動(dòng)增大，平均值減小。5.如圖10.50所示電路中，設(shè)變壓器副邊電壓有效值為，。(1)求電路輸出電壓平均值；(2)若濾波電容C虛焊，求電路輸出電壓平均值；(3)若負(fù)載開路，求電路輸出電壓平均值；(4)若二極管和濾波電容C同時(shí)斷開，求電路輸出電壓平均值。圖10.50題5、6圖解：（1）14.4V（2）10.8V（3）17V（4）5.4V6.如圖10.50所示電路中，已知負(fù)載電阻，輸出電壓。(1)選擇合適的整流二極管型號(hào)；(2)選擇合適的濾波電容（容量及耐壓值）；若電容C短路，則有何后果？(3)求電源變壓器副邊電壓和電流的有效值和。圖10.50題5、6圖解：(1)整流二極管平均電流：設(shè)變壓器副邊電壓有效值為，取，則。整流二極管承受的最大反向電壓：。考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，整流二極管的參數(shù)為：；。所以可以選擇，的2CP1D型二極管。(2)為了獲得較好的濾波效果，濾波電容的容量應(yīng)該滿足：。若取，即若取，即考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，要求電容耐壓值不低于所以可以選擇容量在之間，耐壓為50V的濾波電容。若電容C短路，整流二極管將會(huì)由于電流過大而損壞。（3）；有電容濾波時(shí)，7.分別判斷如圖10.51所示各電路能否作為濾波電路，簡述理由。(a)(b)(c)圖10.51題7圖解：圖（a）、（b）所示電路可用于濾波，圖（c）所示電路不能用于濾波。因?yàn)殡姼袑?duì)直流分量的電抗很小、對(duì)交流分量的電抗很大，所以在濾波電路中應(yīng)將電感串聯(lián)在整流電路的輸出和負(fù)載之間。因?yàn)殡娙輰?duì)直流分量的電抗很大、對(duì)交流分量的電抗很小，所以在濾波電路中應(yīng)將電容并聯(lián)在整流電路的輸出或負(fù)載上。8.如圖10.52所示電路中，標(biāo)出各電容兩端電壓的極性和數(shù)值，并分析負(fù)載電阻上能夠獲得幾倍壓的輸出。(a)(b)圖10.52題8圖解：在圖（a）所示電路中，C1上電壓極性為上“＋”下“－”，數(shù)值為一倍壓；C2上電壓極性為右“＋”左“－”，數(shù)值為二倍壓；C3上電壓極性為上“＋”下“－”，數(shù)值為三倍壓。負(fù)載電阻上為三倍壓。在圖（b）所示電路中，C1上電壓極性為上“－”下“＋”，數(shù)值為一倍壓；C2上電壓極性為上“＋”下“－”，數(shù)值為一倍壓；C3、C4上電壓極性均為右“＋”左“－”，數(shù)值均為二倍壓。負(fù)載電阻上為四倍壓。9.穩(wěn)壓電路如圖10.53所示。穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓；最小穩(wěn)定電流，最大穩(wěn)定電流；輸入電壓，波動(dòng)范圍為10％。(1)求穩(wěn)壓管最大允許的耗散功率；(2)如果限流電阻R為200Ω，則電路能否空載；負(fù)載電流的變化范圍為多少？(3)負(fù)載電阻為400～600Ω時(shí)，求限流電阻R的取值范圍。圖10.53題9圖解：(1)(2)由于空載時(shí)穩(wěn)壓管流過的最大電流所以電路不能空載。根據(jù)，負(fù)載電流的最大值根據(jù)，負(fù)載電流的最小值所以，負(fù)載電流的范圍為12.5～32.5mA。(3)10.電路如圖10.54所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為6V，最小穩(wěn)定電流為5mA，允許耗散功率為240mW；輸入電壓為20～24V，R1＝360Ω。試問：(1)為保證空載時(shí)穩(wěn)壓管能夠安全工作，R2應(yīng)選多大？(2)當(dāng)R2按上面原則選定后，負(fù)載電阻允許的變化范圍是多少？圖10.54題10圖解：R1中的電流和穩(wěn)壓管中的最大電流為為保證空載時(shí)穩(wěn)壓管能夠安全工作負(fù)載電流的最大值負(fù)載電阻的變化范圍11.電路如圖10.55所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，晶體管的，，。(1)指出電路中調(diào)整管、采樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路和保護(hù)電路由哪些元件組成；(2)求輸出電壓的變化范圍；(3)求調(diào)整管發(fā)射極允許的最大電流；(4)輸入電壓，波動(dòng)范圍為10％，則調(diào)整管的最大功耗為多少？圖10.55題11圖解：（1）調(diào)整管為T1，采樣電路由R1、R2、R3組成，基準(zhǔn)電壓電路由R、DZ組成，比較放大電路由T2、Rc組成，保護(hù)電路由R0、T3組成；（2）基準(zhǔn)電壓UR＝UZ＋UBE＝5V，輸出電壓的可調(diào)范圍（3）調(diào)整管發(fā)射極最大電流IEmax＝UBE/R0≈140mA（4）調(diào)整管的最大管壓降和最大功耗分別為UCEmax＝UImax－UOmin＝20VPTmax≈IEmaxUCEmax≈2.8W12.直流穩(wěn)壓電源如圖10.56所示。(1)說明電路的整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成；(2)標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端；(3)寫出輸出電壓的表達(dá)式。圖10.56題12圖解：（1）整流電路：D1～D4；濾波電路：C1；調(diào)整管：T1、T2；基準(zhǔn)電壓電路：、R、DZ；比較放大電路：A；取樣電路：R1、R2、R3。（2）為了使電路引入負(fù)反饋，集成運(yùn)放的輸入端上為“－”下為“＋”。（3）輸出電壓的表達(dá)式為13.電路如圖10.57所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，晶體管的，，。判斷出現(xiàn)下列故障時(shí)，電路輸出電壓的大小或者取值范圍。(1)的c、e短路；(2)短路；(3)短路；(4)的b、c短路；(5)短路。圖10.57題13圖（1）UO≈24V；（2）UO≈23.3V；（3）UO≈12V；（4）UO≈6V；（5）UO可調(diào)范圍變?yōu)?～12V。14.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖10.58所示，其中變壓器副邊電壓有效值，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，，。(1)說明電路的整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、采樣電路等部分各由哪些元件組成；(2)當(dāng)電容足夠大時(shí)，估算整流濾波電路的輸出電壓；(3)求輸出電壓的最大值和最小值。圖10.58題14圖解：（1）整流電路：D1～D4；濾波電路：C；調(diào)整管：圖中的三極管；基準(zhǔn)電壓電路：R4、DZ；比較放大電路：A；取樣電路：R1、R2、R3。（2）（3）15.電路如圖10.59所示，設(shè)，晶體管T的，，，。求負(fù)載電流與的關(guān)系式。圖10.59題15圖解：因?yàn)?，所?6.如圖10.60所示橋式整流濾波及穩(wěn)壓電路，(1)試找出電路中的錯(cuò)誤，并改正；(2)7805的2、3端之間的電壓為多少？(3)求該電路輸出電壓的最大值和最小值。圖10.60題16圖解：=1\*GB2⑴二極管D3、D4方向接反，電容C正負(fù)極接反。改正如圖所示。=2\*GB2⑵7805的2、3端之間的電壓5V。（3）17.如圖10.61橋式整流濾波穩(wěn)壓電路，，，。(1)去掉圖中①②兩個(gè)節(jié)點(diǎn)右側(cè)的全部電路，并用一個(gè)電阻R代替，定性畫出電阻R上的電壓的波形；(2)說明電容C的作用；(3)說明7905的2腳與1腳之間的電壓差為多少？(4)計(jì)算電路的輸出電壓的取值范圍。圖10.61題17圖解：（1）(2)濾波（3）-5V（4）18.如圖10.62所示電路中，已知輸出電壓最大值為25V，，W117的輸入端和輸出端的電壓差的取值范圍為3～40V。(1)輸出電壓的最小值；(2)求的大小；(3)求輸入電壓允許的取值范圍；(4)若輸入電壓的波動(dòng)范圍為±10％，求的取值范圍。圖10.62題18圖解：（1）輸出電壓的最小值UOmin＝1.25V（2）因?yàn)樗訰2＝4.56kΩ（3）輸入電壓的取值范圍為19.并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖如圖10.63所示，PWM控制電路的組成與串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源相同，試分析它的工作原理。圖10.63題19圖解：當(dāng)PW