電工電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版王成安習(xí)題參考答案

項目11.電工實訓(xùn)室都配有電壓為多少的交流電？各有什么用處？答：電工實訓(xùn)室一般都配有220V和380V兩種規(guī)格交流電。220伏交流電供一般的電工儀器使用，380伏交流電供三相交流電動機使用。2.如何正確使用測電筆測量交流電？答：用手握住測電筆的絕緣部分，將測電筆的金屬探頭與帶電物體接觸，手指接觸金屬筆尾，使電流形成回路。測電筆氖管發(fā)光表明被測物體帶電，不發(fā)光表明被測物體不帶電。3.使觸電者脫離低壓電源可采取什么方法？答：使觸電人員脫離低壓電源的方法可用“拉”、“拔”、“切”、“挑”、“拽”、“墊”六種方法。拉：指就近拉開電源開關(guān)。但應(yīng)注意，普通的電燈開關(guān)只能斷開一根導(dǎo)線，有時由于電路安裝不符合標準，可能只斷開了零線，而不能斷開電源，導(dǎo)致人身觸及的導(dǎo)線仍然帶電，這時不能認為已切斷電源。拔：就是把使人員觸電的用電器的電源線插頭拔出電源插座。切：當電源開關(guān)距觸電現(xiàn)場較遠，或斷開電源有困難，可用帶有絕緣柄的工具切斷電源線。切斷時應(yīng)防止帶電導(dǎo)線斷落觸及其他人。挑：當導(dǎo)線搭落在觸電者身上或壓在身下時，可用干燥的木棒、竹竿等挑開導(dǎo)線，或用干燥的絕緣繩索套拉導(dǎo)線或觸電者，使觸電者脫離電源。拽：救護人員可戴上手套或在手上包纏干燥的衣物等絕緣物品拖拽觸電者，使之脫離電源。如果觸電者的衣物是干燥的，又沒有緊纏在身上，不至于使救護人直接觸及觸電者的身體時，救護人可用一只手抓住觸電者的衣物，將其拉開脫離電源。墊：如果觸電者由于痙攣，手指緊握帶電導(dǎo)線，或?qū)Ь€纏在身上，可先用干燥的木板塞進觸電者的身下，使其與地絕緣，然后再采取其他辦法切斷電源。5.當你發(fā)現(xiàn)觸電者被高壓電源擊倒時，首先應(yīng)該采取什么行動？答：在醫(yī)務(wù)工作者沒在現(xiàn)場的情況下，可按照下述步驟進行搶救。立即打電話給110，報告事故發(fā)生地的準確位置，請他們通知電業(yè)部門對該線路進行停電。②在有高壓絕緣器材的情況下，搶救人員必須戴好高壓絕緣手套，穿上高壓絕緣鞋，使用相應(yīng)電壓等級的絕緣工具桿，拉開觸電者身上的電源線，或者把就近高壓線路上的高壓跌落開關(guān)拉開。項目21.試說明KCL、KVL的含義及適用范圍。答：KCL——基爾霍夫電流定律。KVL——基爾霍夫電壓定律。首先，基爾霍夫定律只適用于線性電路，對于非線性電路，基爾霍夫定律不適用。其次，基爾霍夫定律只適用于穩(wěn)態(tài)電路，對于暫態(tài)電路，基爾霍夫定律也不適用。最后，應(yīng)用基爾霍夫定律時，必須定義電路中的參考方向。2.對于有n個節(jié)點的電路，有多少個獨立的KCL方程？試舉例說明。答：對于有n個節(jié)點的電路，有n-1個獨立的KCL方程。例如有4個節(jié)點的電路最多有3個獨立的KCL方程。3.求圖2-38所示電路中的電流I。(a)II(b)II4.試求圖2-39所示電路中的電流I及Uab、U解：設(shè)逆時針為電壓電流正方向，根據(jù)KVL定律得方程組?12+22I+8+I+2I?10?解得UIU5.試求圖2-40所示電路中的電壓U。解：設(shè)順時針為電壓電流正方向，根據(jù)KVL定律得1×10+解得U項目31.正弦量的三要素是什么?有效值與最大值的區(qū)別是什么?相位與初相位有什么區(qū)別?答：振幅、角頻率、初相位。正弦交流電的有效值是指交流電在一段時間內(nèi)平均功率值的平方根。正弦交流電的最大值是指交流電的瞬時值的最大峰值。正弦交流量表達式中的(ωt+φ)稱為相位角，簡稱相位，它不僅確定了正弦量瞬時值的大小和方向，而且還能描述正弦量變化的趨勢。初相位是計時起點t=0時的相位，用φ表示，簡稱初相。它確定了正弦量在計時起點時的瞬時值，通常規(guī)定它不超過π弧度。2.在某電路中u(t)=141cos(314t-20°)V，（1）求它的頻率、周期、角頻率、幅值、有效值及初相角各是多少?答：f=T=ω=314rad/sUU=φ=?20°（2）畫出波形圖。（3）如果u(t)的正方向選擇相反方向，試寫出u(t)的表達式，畫出波形圖，并確定（1）中各項是否改變。u3.為什么把串聯(lián)諧振稱為電壓諧振，把并聯(lián)諧振稱為電流諧振?答：交流電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，電感兩端或電容兩端的電壓值比總電壓大的多，所以串聯(lián)諧振也稱電壓諧振，此時電阻上的電壓等于電源電壓。交流電路發(fā)生并聯(lián)諧振時，電感支路和電容支路的電流將遠大于電路的總電流，因而并聯(lián)諧振也稱為電流諧振。4.當某一正弦電壓的相位為π6rad時，其瞬時值是5V解：設(shè)其振幅為UmU得：Um=10V5.某正弦電流的角頻率ω=314rad/s，初相φi=?60°。當t=0.02s時，其瞬時值為i圖3-31練習(xí)題6圖Ru圖3-31練習(xí)題6圖RuAV答：電壓表的讀數(shù)為220V，電流表的讀數(shù)為0.22A7.已知電壓源us（1）iC（2）電容平均儲能WC解：i電容平均儲能W8.將一臺功率因數(shù)為0.6、功率為2kW的單相交流電動機接到220V的工頻電源上，求線路上的電流及電動機的無功功率。解：∵I∵無功功率Q=UI項目41.一個三相四線制供電系統(tǒng)，電源頻率f=50Hz,相電壓UP=220V，以uA為參考正弦量，試寫出線電壓uAB、uBC、uCA的三角函數(shù)表達式。解：uuu根據(jù)和差化積公式可得：uuu2.一個三相對稱電源，其線電壓UL=380V，負載是呈星形連接的三相對稱電爐，設(shè)每相電路的電阻為R=220Ω，試求此電爐工作時的相電流IP，并計算此電爐的功率。解:根據(jù)星形連接對稱三項負載電路的性質(zhì)得UIP3一個對稱三相電源，線電壓UL＝380V，對稱三相電阻爐作三角形連接，如圖4-11所示。若己知電流表的讀數(shù)為33A，試問此電爐每相電路的電阻R為多少？圖4-11題3圖解：根據(jù)三角型連接對稱三項負載電路的性質(zhì)得IUR=4.一個車間由三相四線制供電，電源線電壓為380V，車間總共有220V、100W的白熾燈132個，試問該如何連接？這些白熾燈全部工作時，供電線路的線電流為多少？解：應(yīng)采用星形連接對稱三相負載電路的方式連接。將132個白熾燈分為3組，每組44個。分別將每組44個白熾燈以并聯(lián)的方式接入一相負載。UI5.在題4所述的車間照明電路，若A相開燈11盞，B相和C相各開燈22盞。試求各相的相電流IA、IB、IC及中線電流IN。解：III由于負載為純電阻阻抗，相電流與相電壓相位相同，以uA為參考正弦量。IA、IB、IC相位依次相差120°，則III設(shè)IA、IB、IC、IN流入負載方向為正方向，根據(jù)KCL定律得I解之I所以IN=5A,其相位與6.呈星形連接的對稱三相負載，每相負載的阻抗Z=16+j12Ω，接于線電壓UL=380V的對稱三相電源上，試求電路的線電流IL、有功功率P、無功功率Q和視在功率S。解：根據(jù)星形連接對稱三項負載電路的性質(zhì)得UIPQS=7.某對稱三相電源，線電壓UL＝380V，對稱三相感性負載作三角形連接，若測得線電流IL=17.3A，三相功率P=9.12kW，試求出每相負載的電阻和感抗。解：根據(jù)三角型連接對稱三項負載電路的性質(zhì)得UI因為PcossinZ=每相負載的等效電阻為：R=每相負載的等效感抗為：X8.某對稱三相電源，線電壓UL=380V，結(jié)有兩組電阻性對稱負載，如圖4-12所示。已知星形連接組的電阻R1=10Ω，三角形連接組的電阻R2=38Ω，求輸電線路的電流IA。解：設(shè)以星形連接組的uA為參考正弦量，流經(jīng)R1的電流為IP1，流經(jīng)R2的電流為UIIII因為IP2超前于基準相位30°，而IA2落后于IP2IIA2的相位與基準相位相同，IA1與II項目55.一臺三相異步電動機，電源頻率f1＝50Hz，同步轉(zhuǎn)速n0＝1500r／min，求這臺電動機的磁極對數(shù)及轉(zhuǎn)速分別為2和1440r／min時的轉(zhuǎn)差率。解：S6.一臺三相異步電動機，電源頻率f1＝50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN＝960r／min，則該電動機的磁極對數(shù)是多少?解：與960r／min最接近的同步轉(zhuǎn)速為n0＝1000r／min，于此對應(yīng)的磁極對數(shù)p=3。7.一臺4極的三相異步電動機，電源頻率f1＝50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN＝1440r／min。計算這臺電動機在額定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)差率Sn和轉(zhuǎn)子電流的頻率f2。解：Sf15.當工作電源的線電壓為380V時，能否使用一臺額定電壓為220V、接法為三角形或星形的三相異步電動機？如果能使用，則定子繞組應(yīng)采用何種接法？答：可以使用。定子繞組應(yīng)接成星形。項目61.有一臺電壓為220V/110V的變壓器，N1=2000匝，N2=1000匝。有人想節(jié)省銅線，將匝數(shù)分別減為20匝和10匝，是否可以？答：不可以。因為減少變壓器的匝數(shù)會使變壓器的銅損、鐵損增加，會使變壓器過熱燒毀。2.變壓器具有哪些功能？能夠變換直流電壓？為什么？變壓器具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的功能。變壓器不能變換直流電。因為變壓器利用電磁感應(yīng)的原理，將電能從一個電路轉(zhuǎn)移到另一個電路，電磁感應(yīng)只能在交流電中發(fā)生，直流電不能產(chǎn)生磁場變化，進而不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)。3.為什么電流互感器的副繞組嚴禁開路？答：電流互感器副繞組開路，一次側(cè)電流全部用來勵磁，會感應(yīng)出很高的峰值電壓。4.為什么電壓互感器的副繞組嚴禁短路？答：電壓互感器副繞組短路會產(chǎn)生很大的短路電流。項目710.硅二極管電路如圖7-60所示，試分別用二極管的理想模型和恒壓降模型計算該電路中的電流和輸出電壓UAO。（1）E=3V；（2）E=10V。解：當E=3V時理想模型：U恒壓降模型U當E=10V時理想模型U恒壓降模型U11.二極管應(yīng)用電路如圖7-61所示，試判斷各二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出A、O端的電壓UAO。（設(shè)二極管為理想二極管）解：（a）VD為截止狀態(tài)。UAO=-12V（b）VD1為導(dǎo)通狀態(tài)，VD2為截止狀態(tài)。UAO=0V（c）VD1為截止狀態(tài)，VD2為截止狀態(tài)。UAO=12V12.判斷圖7-62所示的電路中的三極管工作于什么區(qū)？（設(shè)發(fā)射結(jié)壓降均為0.7V）（a）放大區(qū)（b）飽和區(qū)（c）截止區(qū)項目81.填空題（1）放大、正、反、電阻、流經(jīng)基極-發(fā)射極間的電流、開路、柵-源極間電壓、受控的恒（2）飽和、截止（3）開、短、短（4）電壓、電流、功率、不大、不小、相反、電流、功率、大、比較小、相同、低（5）耦合電容、旁路電容、結(jié)電筒、分布電容、環(huán)境（6）第一級、最后一級、積、和2.判斷題（1）×（2）√（3）√（4）√（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√3.綜合題（1）分析圖8-31所示電路能否實現(xiàn)放大功能，并說明原因。（a）可以（b）不可以。發(fā)射結(jié)沒有正向偏置電壓。（c）不可以。沒有集電極電阻RC，交流輸出短路。（d）不可以。Ri過小。（e）不可以。靜態(tài)工作點Q過低。（f）不可以。發(fā)射結(jié)沒有正向偏置電壓。（2）畫出圖8-31中所示各個電路的直流通道圖和交流通道圖。已知：VCC=12V,RB=300kΩ,β=50,RC=RL=3kΩ求：①放大電路的靜態(tài)工作點。②放大電路的空載和帶載時電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：8-31（a）直流通道圖、交流通道圖①解：（a）IIU（b）IIU（c）IIU（d）設(shè)：VIIU（e）IIU（f）IIU②解：（a）放大器空載時：rARR放大器帶負載時：ARR（b）放大器空載時：ARR放大器帶負載時：ARR（c）放大器空載時：ARR放大器帶負載時：ARR（d）放大器空載時：ARR放大器帶負載時：ARR（e）放大器空載時：ARR放大器帶負載時：ARR（f）放大器空載時：設(shè)RE=3kΩ，rS=100ΩARR放大器帶負載時：ARR（3）畫出如圖8-32所示電路的直流通道圖，分析穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。已知：RB1=20kΩ,RB2=10kΩ，β=50,VCC=12V，RC=1kΩ，RE=1kΩ，試估算放大器的靜態(tài)工作點。解：圖略。UUIUI（4）畫出如圖8-33所示電路的直流通道圖、交流通道圖和微變等效電路圖。已知RB=100kΩ,rS=100Ω,β=50,VCC=12V，β=50,RE=RL=1kΩ，求：①放大電路的靜態(tài)工作點②放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：圖略①IIU②rARR（5）放大電路如圖8-34所示。已知：β1=β2=100，VCC=6V。①畫出電路的直流通道圖、交流通道圖和微變等效電路圖。②估算放大電路各級的靜態(tài)工作點。③計算如下電路所示放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解：①圖略②第一級放大電路靜態(tài)工作點為：UUIU故第一級放大電路工作在飽和狀態(tài)，無法實現(xiàn)放大功能。第二級放大電路靜態(tài)工作點為：UUIUI③rR'ARiR項目91.理想集成運放的Aod=∞，rid=∞，rod=0，IB=0，KCMRR=∞。7.同相比例運算電路如圖9-39所示，圖中R1=3kΩ，若希望它的電壓放大倍數(shù)等于7，試估算電阻Rf和R2的值。解：uuu∵∴R8.在圖9-40所示的放大電路中，已知R1=R2=R5=R8=R9=10kΩ，R6=R7=R10=20kΩ。（1）R3和R4分別應(yīng)選用多大的電阻；（2）列出uo1,、uo2和uo的表達式；（3）設(shè)ui1=0.3V，ui2=0.1V，試求輸出電壓uo。解：（1）RR（2）（圖中第二個運放的正負號有誤）uuuuu（3）u項目10邏輯函數(shù)有關(guān)公式的運用（1）用代數(shù)法對函數(shù)進行化簡。①L=(AB+A解L=②L=ABC+解L=ABC+（2）寫出下列邏輯函數(shù)的對偶式和反演式。①Y=解：對偶式：Y反演式：Y②Y=(A+B+C)解：對偶式：Y反演式：Y③Y=解：對偶式：Y反演式：Y（3）列出下述問題的真值表，并寫出其邏輯函數(shù)式①設(shè)三個變量A、B、C，當輸入變量的狀態(tài)不一致時，輸出為1，反之為0。解：真值表輸入輸出ABCY00000011010101111001101111011110其表達式為：Y=A②設(shè)三個變量A、B、C，當變量組合中出現(xiàn)偶數(shù)個1時，輸出為1，反之為0。解：真值表輸入輸出ABCY00000010010001111000101111011110其表達式為：Y=項目117.試分析圖11-13中所示兩個組合邏輯電路的邏輯功能。解：（a）Y=（b）Y=8.在舉重比賽中有甲、乙、丙三名裁判，其中甲是主裁判，當兩名或兩名以上裁判（其中必須包括主裁判）認為運動員成績合格時，才發(fā)出合格信號。試用與非門設(shè)計實現(xiàn)上述要求的電路。解：（1）分析設(shè)計要求，確定變量。將甲、乙、丙三名裁判作為輸入變量，用A、B、C表示，其中A定為主裁判，當裁判判定合格，輸入1，否則輸入0。將裁定結(jié)果定為輸出變量，用Y表示，當成績合格輸出1，否則輸出0。（2）列出真值表舉重判決系統(tǒng)真值表輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111（3）根據(jù)真值表寫出最簡函數(shù)式，并轉(zhuǎn)換為與非函數(shù)式。Y=AB+AC=（4）畫出邏輯圖。9.用門電路設(shè)計一個能實現(xiàn)圖11-14所示輸入、輸出波形的電路。解：（1）有圖可知A、B、C、D為輸入項，E為輸出項，其中低電平表示為0，高電平表示1。則：輸入信號分別是：A：01011110011000010 B：00110001011101010C：00011101100100110 D：00000111110011010輸出信號為：E：01011110111100100（2）列出真值表輸入輸出ABCDE0000010001010001110110101101