電工技術(shù)習題

習 題5.1 在圖 5.01中，已知 =80 ，直流電壓表 的讀數(shù)為 110 ，試求：(1)直流電源表 V 的讀數(shù)；(2)整流電流的最大值；(3)交流電壓表 的讀數(shù)；(4)變壓器二次側(cè)電 A V1流的有效值。二極管的正向降壓忽略不計。圖 5.01 習題 5.1 的圖解：（1） =1.375A=11080的讀數(shù)為 1.375A1.38 A。 A（2 ）=11080 =4.32整流電流最大值為 4.32A。（3 ）2=0.45=1100.45 244即 的讀數(shù)為 244V。V1（4） 2=1.57=1.571.3752.16變壓器副邊電流有效值為 2.16A5.2 在圖 5.2的單相半波整流電路中，已知變壓器二次側(cè)電壓的有效值 =30 ，負載電阻 =100 ，試問： (1)輸出電壓和輸出電流的平均值 和 各為多少？(2)若電源電壓 波動 ，二極管承受的最高反向電壓為多少？+-10%圖 5.2 習題 5.2 的圖5.3 若采用圖 5.3的單相橋式整流電路，試計算上題。圖 5.3 習題 5.3 的圖5.4 有一電壓為 110V，電阻為 55 的直流負載，采用單相橋式整流電路（不帶濾波器）供電，試求變壓器二次繞組電壓和電流的有效值并選用二極管。解：由題意： =110=11055=2故變壓器副邊電壓為=0.9=1100.9=122副繞組電流為2=1.11=1.112=2.22二極管中平均電流為=12=122=1二極管上最高反向電壓為=2=2122173可選 2125.5 在圖 5.04所示的整流電路中，變壓器二次側(cè)電壓有效值=20 , =50 ; =100 , =30 ;二極管最大整流電流 和反向工作峰值電壓1 2 1 2 如表中所列。(1) 試校核電路中各整流橋所選用的二極管型號是否合適。 (2)若將繞組 2-2的極性接反，對整流電路有無影響，為什么？(3)若將 a,b間聯(lián)線去掉，電路是否仍能工作？此時輸出電壓 和輸出電流 等于多少？所選用的二極管是否 合適？圖 5.04 習題 5.5 的圖解：（1）兩個橋式整流電路是互相獨立的，對 11電路；1=0.91=0.920=181=11=18100=0.181=121=120.18=0.091=21=220=28.3所選二極管 的 合適。2121,2,對 22電路：2=0.92=0.950=452=22=4530=1.52=122=121.5=0.752=22=250=70.7所選二極管 的 合適。最好選用 ，其2112,2，基本 211.=2002（2）若繞組 22極性反接，則仍為橋式整流電路，且輸出電壓極性不變，故對整流電路毫無影響。（3）若將 a，b 間聯(lián)線去掉，則電路可畫如下圖所示。在電源正半周時， ，114 個二極管在電源電壓（ ）作用下經(jīng)（ 在電13， 21， 23 1+2 1+2） 導電 ；源負半周時， 4 個二極管在電源電壓（ ）作用下經(jīng)（12， 14， 22， 24 1+2，在（ 中電流方向不變，故有1+2） 導電 1+2）=0.9（ 1+2） =0.9（ 20+50） =63= 1+2= 63100+300.485二極管中電流平均值為=12=120.4850.242的最高反向電壓仍與原來一樣， ； 的最高反向電壓11 14 1=28.321 24也與原來一樣， 。分析可見，電路仍能實現(xiàn)整流作用，輸出直流總電2=70.7壓 不變，但 中電流 則與前大不相同。所選二極管中=18+45=63 1和 2 尚能使用，而 則已大大超載了，可能燒壞。211 2125.6 有一整流電路如圖 5.05所示，(1)試求負載電阻 和 上整流電壓的平均值 和12 1，并標出極性；(2)試求二極管 ， ， 中的平均電流 , , 以及各管所2 1 2 3 12 3承受的最高反向電壓。圖 5.03 習題 5.5的圖解： （1） ,極性為上“-”下“+” 。1=0.45(90+10)=452=0.910=9極性為上“+”下“-” 。（2）1=1=11= 4510103=4.52=3=122=1222=129100=451=2（ 90+10） 1412=3=221028.35.7 圖 5.06 是二倍壓整流電路， = ，試分析之，并標出 的極性。22 圖 5.06 習題 5.7 的圖解： 電源正半周時，二極管 導電，給電容器 充電到 ，以后 截止， 也1 1 1=2 1 2截止， 中電荷不能釋放，保持 。負半周 在（ 作用下導電，1 1=2 2 +1）給電容器 充電，到 時， 截止，于是在負載 上獲得的最高電壓為2 2=22 2 。隨后 會向 放電， 有所下降，但只要使 足夠大， 基本上=22 2 2 是 這便是電路工作原理。顯然 的極性應為下“+”上“-” 。22。 5.8 有一電解電源，采用三相橋式整流，如果要求負載直流電壓 =20 ，負載電流 =200 ，(1)試求變壓器容量為多少 ;(2)選用整流元件?？紤]到變壓器二次繞組及管子 上的壓降，變壓器的二次側(cè)電壓要加大 10%。解： 由表可知 ，則=2.34=2.341.1=202.341.1=9.4=13=1320066.7=6=69.4=232=0.82=0.82200=164（1 ） 變壓器容量為=32=39.4164=4.62可選用 的變壓器。=5（2） 選用 。=100， =50的整流管5.9 在表 5.1.1 中，試證明單相半波整流時變壓器二次側(cè)電壓時的有效值 =1.57 ，如果帶 電容濾波器后，是否仍有上述關(guān)系？解：= 102= 120()2= 1202=2=21.57其中=變壓器副繞組中電流與二極管電流相同，在帶有電容濾波器后，二極管導通時間大大縮短，峰值電流增大。變壓器副繞組電流有效值不再具有上述關(guān)系。5.10 試分析圖 5.07 所示的變壓器二次繞組中有中心抽頭的單相整流電路，二次繞組兩段的電壓有效值各為 ：（1）試分析在交流電壓的正半周和負半周時電流的通路，并標出負載電阻 上電壓 和濾波極性電容器 的極性； （2）分別畫出無濾波電容器和有濾波電容器兩種情況下負載電阻上電壓 的波形，是全波還是半波整流？（3）如無濾波電容器，負載整流電壓的平均值 和變壓器二次繞組每段的有效值之間的數(shù)值關(guān)系如何？如有濾波電容，則又如何？（4）分別說明有濾波電容器和無慮波電容器兩種情況下截止二極管上所承受的最高反向電壓 是否都等于 。 22（5）如果整流二極管 虛焊， 是否是正常情況下的一半？如果變壓器的二次側(cè)2 中心抽頭虛焊，這時有輸出電壓嗎？（6）如果把 的極性接反，是否能正常工作？會出現(xiàn)什么問題？2（7）如果 因過載損壞造成短路，還會出現(xiàn)什么其他問題？2（8）如果輸出端短路，又將出現(xiàn)什么問題？（9）如果把圖中的 和 都反接，是否仍有整流作用？所不同者都是什么？1 2圖 5.07 習題 5.10 的圖解：（1） 極性為上“+ ”下 “-”，電容器極性上端為“+” 。（2）波形如圖解所示，其中（a）為無慮波電容器情況下負載電壓 ， （b）為有濾波電容器情況下負載電壓 ?？梢婋娐肥侨ㄕ鳎胫?導通， 截止；負半周 1 2導通， 。2 1截止（a ） （b）（3 ）無濾波電容時 ，有濾波電容器時 （在滿足 的條=0.9 1.2（ 3 5） 2件下）（4 ）當二極管 導通時， 承受反向電壓為 ;反之 時， 承受反向電壓1 2 +=2 2導 通 1也是 ，故兩管截止時承受的最高反向電壓 均為 且與有無電容器無關(guān)。2 22（5 ）若 則電路為半波整流，若無濾波電容器，則 為正常值的一半，2虛 焊 （ 不通 ） ， 若有濾波電容器，則 ，既不是正常值的一半。若變壓器副邊中心抽頭虛121.2焊（不通） ，則負載被開路，輸出電壓為零。（6 ）若 極性接反，則正半周電源被 和 短接，將燒壞兩只二極管。負半周則兩管均2 1 2截止，故不能正常工作。（7 ）若 損壞而短路，則正半周變壓器被 短路，將燒壞 ，甚至燒壞變壓器繞組或燒2 1 1斷電源保險絲。（8 ）若輸出端短路，則正半周燒壞 ，負半周燒壞 。1 2（9 ）若 和 均反接，則仍為全波整流電路，所不同的是輸出電壓極性相反，此時應將1 2濾波電容器也反接，否則將使濾波電容器擊穿損壞。5.11 今要求負載電壓 =30 ，負載電流 =150 。采用單相橋式整流電路，帶電容濾器。 一直交流頻率為 50 ，試選用管子型號和濾波電容器，并于單相半波整流電路比較，帶電容濾波器后，管子承受的最高反向電壓是否相同？5.12 在圖 5.2.7 所示的具有 形 濾波器的整流電路中，已知交流電壓 =6 ,今要求負載 電壓 =6 ,負載電流 =100 ,試計算濾波電阻 。 圖 5.8 習題 5.12 的圖解： 如下圖所示，整流電路輸出直流電壓為=1.2=1.26=7.2由此得 = = 7.26100103=125.13 在圖 5.09 的整流電路中，已知變壓器兩次側(cè)電壓的有效值 =20 ,負載電阻 =50 。試分別計算開關(guān) 在不同斷合情況下，負載兩端電壓 ，電流 ，每 14 個二極管中流過的電流 和承受最高反向電壓 。設(shè) =20 。 （1 ） 和 合上， 1 2其他斷開；（2） 合上，其他斷開；（3 ） 均合上；（ 4） ， ， 合上，1 14 1 3 4斷開；（5 ） 均斷開。2 14圖 5.09 習題 5.13 的圖5.14 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路如圖 5.10 所示，已知 =28.2 ，穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值 sin =6 ， =2 ， =1.2 .試求：（ 1） 斷開， 合上時的 ， 和 。 （2 ） ， 1 2 1均合上時的 ， 和 ，并說明 =0 和 接反兩種情況下電路能否起穩(wěn)壓作用。2 圖 5.10 習題 5.14 的圖5.15 如何連接圖 5.11 中的各個元器件以及接“地”符號才能得到對 “地”為 的直+15流穩(wěn)壓電源，并寫出其導通路徑。圖 5.11 習題 5.15 的圖5.16 某穩(wěn)壓電源如圖 5.12 所示，試問：（1）輸出電壓 的極性和大小如何？（2 ）電容器 和 的極性如何？他們的耐壓應選多高?（3 ）負載電阻 的最小值約為多少？1 2 （4）如將穩(wěn)壓管 接反，后果如何？（5）如 =0，又將如何？ 圖 5.12 習題 5.16 的圖解： （1） ，極性為上“-”下“+” 。=15（2 ） 和 的極性均應為上“-”下“+” 。1 2（3 ） 查表可得 ,求出整流輸出電壓 ，則=5 =1.2=1.236=43.2允許最大負載電流為= =43.2152.41035103=6.75于是可知最小負載電阻為= 156.75103=2.22（4 ） 如將 接反，則該穩(wěn)壓管工作在二極管狀態(tài)，負載被短路，整流電路輸出電流為= 43.224103=18（=12=9 =100213）故二極管不會燒壞。的 , 正向電流未知，一般不至于燒壞，220=15 =250,但輸出電壓 的正常功耗為0限流 電 阻 =（ ） 2 =(43.215)2