電工電子技術課后習題答案瞿曉主編

1、第四章4.1 如圖4-24所示的電路在換路前已處于穩(wěn)態(tài)，在時合上開關S，試求初始值(0+)和穩(wěn)態(tài)值。 (a) (b) 圖4-24 習題4.1的圖解 （a）(b) 4.2 在圖4-25所示電路中，已知I =10mA，R1 = 3k，R2 = 3k，R3 = 6k，C =2F，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時開關S合上，試求初始值(0+)，(0+)。 圖4-25解 對點寫結點電壓方程有 將有關數(shù)據(jù)代入有 4.3 圖4-26所示電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t = 0時開關S閉合，試求初始值(0+)、(0+)、(0+)、（0+）、(0+)。 圖4-26解 對結點寫KCL方程有 4.4 如圖4-27所示電路，在t =

2、0時開關S由位置1合向位置2，試求零輸入響應(t)。 圖4-27 解 開關合向位置1后有 零輸入響應為 4.5 在圖4-28所示電路中，設電容的初始電壓為零，在t = 0時開關S閉合，試求此后的(t)、(t)。 圖4-28解 已知 ，開關在 時合上，電路的響應是零狀態(tài)響應，首先利用戴維南定理對電路進行化簡 4.6 如圖4-29所示電路，開關S在位置a時電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在 t = 0時開關S合向位置b，試求此后的(t)、(t)。 圖4-29解 此時電路的響應是全響應 開關由位置a合向位置 b后，零輸入響應為 零狀態(tài)響應為 全響應為 4.7 圖4-30所示電路在開關S打開前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t =

3、 0時打開開關S，求(t)和t =2ms時電容儲存的能量。 圖4-30解 零輸入響應 零狀態(tài)響應 全響應 當時， 4.8 電路如圖4-31所示，設電感的初始儲能為零，在t = 0時開關S閉合，試求此后的(t)、(t)。解 已知 ，開關合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有 圖4-31已知 ，開關合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有 4.9 圖4-32所示為一個繼電器線圈。為防止斷電時出現(xiàn)過電壓，與其并聯(lián)一放電電阻，已知V,，線圈電感H，,試求開關S斷開時(t)和線圈兩端的電壓(t)、。設S斷開前電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)。解 4.10 電路如圖4-33所示，在t = 0時開關S合上，試求零輸入響應電

4、流(t)。 圖4-33解 4.11 電路如圖4-34所示，開關S在位置a時電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在 t= 0時開關S合向位置b，試求此后的(t)、(t)。 圖4-34解 零輸入響應為 零狀態(tài)響應為 全響應為 4.12 圖4-35所示電路中，開關S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t = 0時開關S合上，試用一階電路的三要素法求、。 圖4-35解 當?shù)碾娐啡缦聢D所示對a點寫結點電壓方程有 得 4.13 圖4-36所示電路中，已知U=30V、R1= 60、R2 = R3 = 40、L= 6H，開關S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時開關S合上，試用一階電路的三要素法求、。 圖4-36解 當?shù)碾娐啡缦聢D所示 因此有

5、4.14 圖4-37所示電路中，已知IS =1mA，R1= R2 = 10k，R3 = 30 k，C =10F，開關S斷開前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t = 0時打開開關S，試用一階電路的三要素法求開關打開后的、。 圖4-37解 當開關打開后，對a點寫結點電壓方程有 4.15 圖4-38所示電路在開關S閉合前已處于穩(wěn)定狀態(tài)，已知L=1H，IS = 2mA，R1 = R2 = 20k，US = 10V，在t = 0時開關S閉合，試用一階電路的三要素法求。 圖4-38 解 第五章5.1 已知環(huán)形鐵芯線圈平均直徑為，鐵芯材料為鑄鋼，磁路有一氣隙長為，若線圈中電流為，問要獲得的磁感應強度，線圈匝數(shù)應為多少？

6、解 空氣隙的磁場強度為查鑄鋼的磁化曲線， B = 0.9 T 時，磁場強度 H1 = 500 A/m鑄鋼中的磁路長度為：5.2 有一臺單相變壓器，額定容量，額定電壓，求一次側和二次側的額定電流。 解5.3 有一臺降壓變壓器，一次側電壓380V，二次側電壓36V，如果接入一個36V、60W的燈泡，求：（1）一、二次繞組的電流各是多少？（2）一次側的等效電阻是多少？（燈炮看成純電阻）解 （1）；（2）5. 4 實驗室有一單相變壓器如圖5-45，其數(shù)據(jù)如下：， 。今將它改接為自耦變壓器，接法（a）和（b）所示，求此兩種自耦變壓器當?shù)蛪哼吚@組ax接于110V電源時，AX邊的電壓及自耦變壓器的額定容量各

7、為多少？圖5-45解 （1）按照圖5-45（a）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量（2）按照圖5-45（b）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量5.5 一單相變壓器，一次繞組匝數(shù)，電阻，漏電抗；二次繞組匝數(shù)，電阻，漏電抗。設空載和負載時不變，且，?？蛰d時，超前于 ，負載阻抗。求：（1）電動勢和；（2）空載電流；（3）負載電流和。解 （1）求和 （2）求（3）求和5.6 一臺單相變壓器，。在時開路和短路試驗數(shù)據(jù)如下。試驗名稱電壓/kV電流/A功率/kW備注開路試驗短路試驗119.2445.5157.547129電壓加在低壓側電壓加在高壓側試求：（1）折算到高壓側時，激磁

8、阻抗和等效漏阻抗的值；（2）已知，設，畫出T型等效電路。解 一次繞組和二次繞組的額定電流為電壓比為（1） 折算到高壓側時，激磁阻抗和等效漏阻抗的值 換算到時 （2） T型等效電路如下圖所示，其中 。5.7 將一鐵心線圈接于電壓120V，50Hz的正弦電源上，其電流。若將鐵心去掉，則電流，試求此線圈在具有鐵心時的銅損耗和鐵損耗。解 銅損 ，鐵損5.8 一臺三相異步電動，額定頻率，額定電壓380V，額定轉(zhuǎn)速，試求：（1）同步轉(zhuǎn)速；（2）極數(shù)對；（3）額定轉(zhuǎn)差率。答：；。5.9 Y-225M-4型三相異步電動機的技術數(shù)據(jù)如下：45KW 380V 聯(lián)結 求：（1）額定轉(zhuǎn)差率；（2）額定電流；（3）起動

9、電流；（4）額定轉(zhuǎn)矩（5）起動轉(zhuǎn)矩；（6）最大轉(zhuǎn)矩；（7）額定輸入功率。解：（1）由已知，可知電動機的極數(shù)，（通常比略大）。則（2）由式（5-28）可得（3）（4）（5）（6）（7）5.10 Y205S-6型三相異步電動機的技術數(shù)據(jù)如下：45KW 380V 聯(lián)結 求：（1）額定轉(zhuǎn)矩,起動轉(zhuǎn)矩,最大轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓因故障降為時，電機能否帶額定負載運行？解（1）解題方法如上題，（2）可以，T 與定子每相繞組電壓 U2 成正比5.11 Y132S-4型三相異步電動機的技術數(shù)據(jù)如下：5.5KW 380V 聯(lián)結 求：（1）額定轉(zhuǎn)矩,起動轉(zhuǎn)矩,最大轉(zhuǎn)矩；（2）額定轉(zhuǎn)差率；（3）額定電流，起動電流。解解

10、題方法如題5.9。（1），；（2）4%；（3），。5.12 Y180L-4型三相異步電動機的技術數(shù)據(jù)如下：30KW 380V 聯(lián)結 求：（1）星-三角換接起動時的起動電流，起動轉(zhuǎn)矩。（2）當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的80%時，是否可采用星-三角換接起動？（3）當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的40%時，是否可采用星-三角換接起動？解 （1）解題方法如題5.9。，；（2）不可以，起動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩。（3）可以5.13 若題5.9中的電動機運行在的電源上，問電動機的最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩和起動電流有什么變化？解 最大轉(zhuǎn)矩下降，起動轉(zhuǎn)矩下降，起動電流上升。5.14 若題5.9中電動機運行時電網(wǎng)電壓突然降至額定電壓的60

11、%，此時電動機能否拖動負載？會產(chǎn)生什么后果？解 不能，會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。第六章6.1 為什么熱繼電器不能作短路保護？為什么在三相主電路中只用兩個（當然用三個也可以）熱元件就可以保護電動機？解 因為熱慣性。短路事故發(fā)生時，要求電路立即斷開，熱繼電器不能立即動作。熱繼電器兩相結構的，分別串接在任意兩相即可。6.2 什么是欠壓保護？用閘刀開關起動和停止電動機時有無零壓保護？解 電源斷電或電壓嚴重下降時，電動機即自動從電源切除。無。6.3 說明接觸器的三個主觸頭連接在電路的哪個部分？輔助常開觸頭起自鎖作用時連接在電路哪里？輔助常閉觸頭起互鎖作用時連接在電路哪個部分？其線圈呢？解 主電路。與啟動按鈕并聯(lián)。

12、與另一控制電路串聯(lián)。6.4 分析圖示控制電路，當接通電源后其控制功能？解 按SB2，KM通電動作，按SB1，不能使KM斷電恢復常態(tài)，除非切斷電源。6.5 圖 示 為 電 動 機 M1 和 M2 的 聯(lián) 鎖 控 制 電 路。試 說 明 M1 和 M2 之 間 的 聯(lián) 鎖 關 系，并 問 電 動 機 M1 可 否 單 獨 運 行? M1 過 載 后M2 能 否 繼 續(xù) 運 行?答：(1) M1 先 起 動 運 行 后 M2 才 能 起 動；M2 停 止 后 才 能 停 M1；(2) M1 能 單 獨 運 行；(3) M1 過 載 時 M2 不 能 繼 續(xù) 運 行，與M1 一 起 停 車。6.6 下

13、圖為兩臺鼠籠式三相異步電動機同時起停和單獨起停的單向運行控制電路。(1) 說明各文字符號所表示的元器件名稱； (2) 說明QS在電路中的作用；(3) 簡述同時起 停的工作過程。 解 (1) 元 器 件 名 稱 SBstp停 止 銨 鈕 QS電 源 開 關 SBst起 動 銨 鈕 FU熔 斷 器 KM交 流 接 觸 器 FR熱 繼 電 器 KA中 間 繼 電 器 （2）電 源 開 關 QS 的 作 用 為 (a) 使 電 源 與 控 制 電 路、 主 電 路 接 通 (b) 斷 開 時， 使 控 制 電 路 及 主 電 路 與 電 源 脫離(3) 同 時 起 停 工 作 過 程 起 動： 合 電

14、 源 開 關 QS按 SBst KA 線 圈 通 電 觸 點 KA1、KA2 閉 合KM1、KM2 線 圈 通 電KM11、KM21 主 觸 點 及KM12、KM22 自 鎖 觸 點 閉 合M1、M2 電 動 機 同 時起動運轉(zhuǎn)松開SBst電動機連續(xù)工作。 停 車：按 SBstp KM1、KM2 線 圈 斷 電 主 觸 點 及 輔 助 觸 點 斷 開 M1、M2 同 時 停 轉(zhuǎn) 斷 開 QS。6.7 設計兩臺電動機順序控制電路：M1起動后M2才能起動；M2停轉(zhuǎn)后M1才能停轉(zhuǎn)。解 兩臺電動機的順序控制電路設計思路：M1起動后M2才能起動，需在M2的起動控制環(huán)節(jié)上加上一個互鎖裝置；M2停轉(zhuǎn)后M1才

15、能停轉(zhuǎn)，需在M1的停止控制環(huán)節(jié)上加一個互鎖裝置，所以此電路如下：SB3FRL1L2L3QFM13FRKM1M23KM2SB4SB1KM1SB2KM2KM2KM1KM2KM2第七章7.1 N型半導體中的多子是帶負電的自由電子載流子，P型半導體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說N型半導體帶負電，P型半導體帶正電。上述說法對嗎？為什么？答：這種說法是錯誤的。因為，晶體在摻入雜質(zhì)后，只是共價鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導體或P型半導體，但整塊晶體中既沒有失電子也沒有得電子，所以仍呈電中性。7.2 某人用測電位的方法測出晶體管三個管腳的對地電位分別為管腳12V、管腳3V、管腳3.7V，試

16、判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳和管腳電壓相差0.7V，顯然一個硅管，是基極，一個是發(fā)射極，而管腳比管腳和的電位都高，所以一定是一個NPN型硅管。再根據(jù)管子在放大時的原則可判斷出管腳是發(fā)射極，管腳是基極，管腳是集電極。7.3 圖7-19所示電路中，已知E=5V，V，二極管為理想元件（即認為正向?qū)〞r電阻R=0，反向阻斷時電阻R=），試畫出u0的波形。答：分析：根據(jù)電路可知，當uiE時，二極管導通u0=ui，當uiE時，二極管截止時，u0=E。所以u0的波形圖如下圖所示：u/Vt0uiu0105圖7-197.4 半導體和金屬導體的導電機理有什么不同？單極型和雙極型晶體管的導電情況又有何

17、不同？答：金屬導體中只有自由電子一種載流子參與導電，而半導體中則存在空穴載流子和自由電子兩種載流子，它們同時參與導電，這就是金屬導體和半導體導電機理上的本質(zhì)不同點。單極型晶體管內(nèi)部只有多數(shù)載流子參與導電，因此和雙極型晶體管中同時有兩種載流子參與導電也是不同的。圖7-207.5 圖7-20所示電路中，硅穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)定電壓為8V，DZ2的穩(wěn)定電壓為6V，正向壓降均為0.7V，求各電路的輸出電壓U0。答：（a）圖：兩穩(wěn)壓管串聯(lián)，總穩(wěn)壓值為14V，所以U0 = 14V；（b）圖：兩穩(wěn)壓管并聯(lián)，輸出電壓按小值計，因此U0 = 6V；（c）圖：兩穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，U0 = 8.7V；（d）圖：兩穩(wěn)壓管反

18、向并聯(lián)，可認為DZ1截止不通，則U0 = 0.7V。7.6 半導體二極管由一個PN結構成，三極管則由兩個PN結構成，那么，能否將兩個二極管背靠背地連接在一起構成一個三極管？如不能，說說為什么？答：將兩個二極管背靠背地連接在一起是不能構成一個三極管的。因為，兩個背靠背的二極管，其基區(qū)太厚，不符合構成三極管基區(qū)很薄的內(nèi)部條件，即使是發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子，到基區(qū)后也都會被基區(qū)中大量的空穴復合掉，根本不可能有載流子繼續(xù)向集電區(qū)擴散，所以這樣的“三極管”是不會有電流放大作用的。7.7 如果把三極管的集電極和發(fā)射極對調(diào)使用？三極管會損壞嗎？為什么？答：集電極和發(fā)射極對調(diào)使用，三極管不會損壞，但是其電流放大倍數(shù)大大降低。因為集電極和發(fā)射極的雜技濃度差異很大，且結面積也不同。7.8 圖7-21所示三極管的輸出特性曲線，試指出各區(qū)域名稱并根據(jù)所給出的參數(shù)進