《数字电子技术》复习
一、主要知识点总结和要求
1．数制、编码其及转换：要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD、格雷码之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD
解：（37.25）10= ( 100101.01 )2= ( 25.4 )16= ( 00110111.00100101 )8421BCD
2．逻辑门电路：
(1)基本概念
1）数字电路中晶体管作为开关使用时，是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。
2）TTL门电路典型高电平为3.6 V，典型低电平为0.3 V。
3）OC门和OD门具有线与功能。
4）三态门电路的特点、逻辑功能和应用。高阻态、高电平、低电平。
5）门电路参数：噪声容限V NH或V NL、扇出系数N o、平均传输时间t pd。
要求：掌握八种逻辑门电路的逻辑功能；掌握OC门和OD门，三态门电路的逻辑功能；能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。
举例2：画出下列电路的输出波形。
解：由逻辑图写出表达式为：C
=
+
=，则输出Y见上。
Y+
+
B
B
A
A
C
3．基本逻辑运算的特点：
与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；
与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；
异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；
非运算：零变1，1 变零；
要求：熟练应用上述逻辑运算。
4. 数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。
5．逻辑代数运算的基本规则
① 反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。这个规则称为反演规则。
②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。这个规则称为对偶规则。要求：熟练应用反演规则和对偶规则求逻辑函数的反函数和对偶函数。 举例3：求下列逻辑函数的反函数和对偶函数
解：反函数：
6．逻辑函数化简
要求：熟练掌握逻辑函数的两种化简方法。
①公式法化简：逻辑函数的公式化简法就是运用逻辑代数的基本公式、定理和规则来化简逻辑函数。
举例4：用公式化简逻辑函数：C B BC A ABC Y ++=1 解：
②图形化简：逻辑函数的图形化简法是将逻辑函数用卡诺图来表示，利用卡诺图来化简逻辑函数。（主要适合于3个或4个变量的化简） 举例5：用卡诺图化简逻辑函数：)6,4()7,3,2,0(),,(d m C B A Y ∑+∑=
解：画出卡诺图为
则B C Y +=
7．触发器及其特性方程
1）触发器的的概念和特点：
触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。其具有如下特点： ①它有两个稳定的状态：0状态和1状态；
②在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态，即两个稳态可以相互转换；
③当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。具有记忆功能 2）不同逻辑功能的触发器的特性方程为： RS 触发器：n n Q R S Q
+=+1
，约束条件为：RS ＝0，具有置0、置1、保持功能。
JK 触发器：n n n Q K Q J Q +=+1，具有置0、置1、保持、翻转功能。 D 触发器： D Q n =+1，具有置0、置1功能。 T 触发器： n n n Q T Q T Q
+=+1
，具有保持、翻转功能。
T ′触发器： n n Q Q =+1(计数工作状态)，具有翻转功能。
要求：能根据触发器（重点是JK-FF 和D-FF ）的特性方程熟练地画出输出波形。 举例6：已知J ，K-FF 电路和其输入波形，试画出
8．脉冲产生和整形电路
1)施密特触发器是一种能够把输入波形整形成为适合于数字电路需要的矩形脉冲的电路。要求：会根据输入波形画输出波形。
特点：具有滞回特性，有两个稳态，输出仅由输入决定，即在输入信号达到对应门限电压时触发翻转，没有记忆功能。
2)多谐振荡器是一种不需要输入信号控制，就能自动产生矩形脉冲的自激振荡电路。
特点：没有稳态，只有两个暂稳态，且两个暂稳态能自动转换。
3)单稳态触发器在输入负脉冲作用下，产生定时、延时脉冲信号，或对输入波形整形。
特点：①电路有一个稳态和一个暂稳态。
②在外来触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。
③暂稳态是一个不能长久保持的状态，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。
要求：熟练掌握555定时器构成的上述电路，并会求有关参数（脉宽、周期、频率）和画输出波形。
举例7：已知施密特电路具有逆时针的滞回特性，试画出输出波形。
解：
9．A/D 和D/A 转换器
1）A/D 和D/A 转换器概念：
模数转换器：能将模拟信号转换为数字信号的电路称为模数转换器，简称A/D 转换器或ADC 。由采样、保持、量化、编码四部分构成。
数模转换器：能将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器，简称D/A 转换器或DAC 。由基准电压、变换网络、电子开关、反向求和构成。 ADC 和DAC 是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。 2）D/A 转换器的分辨率
分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为n 位的D/A 转换器中，输出电压能区分2n 个不同的输入二进制代码状态，能给出2n 个不同等级的输出模拟电压。
分辨率也可以用D/A 转换器的最小输出电压与最大输出电压的比值来表示。 举例8：10位D/A 转换器的分辨率为：
3）A/D 转换器的分辨率A/D 转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。
举例9：输入模拟电压的变化范围为0～5V ，输出8位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V ×2－8＝20mV ；而输出12位二进制数可以分辨的最小模拟电压为5V ×2－12≈1.22mV 。
10．常用组合和时序逻辑部件的作用和特点
组合逻辑部件：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、半加器、全加器。 时序逻辑部件：计数器、寄存器。
001.01023
1
12110
≈=-
要求：掌握编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、半加器、全加器、计数器、寄存器的定义，功能和特点。
举例10：能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。
二、典型题型总结及要求
（一）分析题型
1．组合逻辑电路分析：
分析思路：
①由逻辑图写出输出逻辑表达式；
②将逻辑表达式化简为最简与或表达式；
③由最简与或表达式列出真值表；
④分析真值表，说明电路逻辑功能。
要求：熟练掌握由门电路和组合逻辑器件74LS138、74LS153、74LS151构成的各种组合逻辑电路的分析。
举例11：分析如图逻辑电路的逻辑功能。
解：
①由逻辑图写出输出逻辑表达式
②将逻辑表达式化简为最简与或表达式
③由最简与或表达式列出真值表 ④分析真值表，说明电路逻辑功能
当输入A 、B 、C 中有2个或3个为1时，输出Y 为1，否则输出Y 为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合逻辑电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。
2．时序逻辑电路分析：
分析思路：
① 由电路图写出时钟方程、驱动方程和输出方程； ② 将驱动方程代入触发器的特征方程，确定电路状态方程； ③分析计算状态方程，列出电路状态表； ④由电路状态表画出状态图或时序图； ⑤分析状态图或时序图，说明电路逻辑功能。
要求：熟练掌握同步时序电路，比如同步加法计数器、减法计数器、环形计数器、扭环形计数器的分析。
举例12：如图所示时序逻辑电路，试分析它的逻辑功能，验证是否能自启动，并画出状态转换图和时序图。 解：
CA
BC AB Y ++
=
时钟方程为：CP0=CP1=CP 激励方程为：
???????
?====11
1
01010K Q J K Q J n
n
将激励方程代入J-K-FF 的特性方程可得状态方程为
???=+==+=++n
n n n n n
n n n n Q Q Q K Q J Q Q Q Q K Q J Q 1
0111100001010 由状态方程做出状态转换表为：
则状态转换图和时序图为：
可见电路具有自启动特性，这是一个三进制计数器。
（二）设计题型 1．组合逻辑电路设计：
设计思路：
① 由电路功能描述列出真值表； ② 由真值表写出逻辑表达式或卡若图；
③将表达式化简为最简与或表达式； ④实现逻辑变换，画出逻辑电路图。
要求：熟练掌握用常用门电路和组合逻辑器件74LS138、74LS153、74LS151设计实现各种组合逻辑电路。
举例13：某汽车驾驶员培训班进行结业考试，有三名评判员，其中A 为主评判员，B 和C 为副评判员，在评判时按照服从多数原则通过，但主评判员认为合格也通过，试用与非门实现该逻辑电路。（或用74138、74151、74153实现） 解：由题意可作出真值表为：用卡诺图化简为
则输出逻辑表达式为BC A BC A Y =+= 用与非门实现逻辑电路图为：
2．时序逻辑电路设计：
设计思路：
①由设计要求画出原始状态图或时序图；
②简化状态图，并分配状态；
③选择触发器类型，求时钟方程、输出方程、驱动方程；
④画出逻辑电路图；
⑤检查电路能否自启动。
要求：熟练掌握同步时序电路，比如同步加法计数器、减法计数器的设计实现。
举例14：设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器，计数规则为逢七进1，产生一个进位输出。
解：①建立原始状态图：
②简化状态图，并分配状态：已经是最简，已是二进制状态；
③选择触发器类型，求时钟方程、输出方程、驱动方程：因需用3位二进制代码，选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF2表示。
由于要求采用同步方案，故时钟方程为：
输出方程：
CP CP
CP
CP=
=
=
2
1
状态方程：
④画出电路图
⑤检查电路能否自启动：
将无效状态111代入状态方程计算：可见111的次态为有效状态000，电路能
够自启动。
3．集成计数器和寄存器的应用：构成N进制计数器，构成环形计数器和扭环形计数器。
要求：熟练掌握74LS160、74LS161、74LS162、74LS163四种集成计数器应用，比如分析或设计N进制计数器；熟练掌握74LS194应用，比如分析或设计环形计数器和扭环形计数器。
1.用同步清零端或置数端归零构成N进置计数器
的二进制代码。
（1）写出状态S
N-1
（2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。
（3）画连线图。
2.用异步清零端或置数端归零构成N进置计数器
（1）写出状态S N的二进制代码。
（2）求归零逻辑，即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。
举例15：用74LS161来构成一个十二进制计数器。解：
(1)用异步清零端归零：S N＝S12＝1100则电路为：
注：这里D0～D3可随意处理。
(2)用同步置数端LD归零：
S N＝S11＝1011
则电路为：注：这里D0～D3必须都接0。
举例16：用74LS160来构成一个48进制同步加法计数器。
解：因74LS160为同步十进制计数器，要构成48进制同步加法计数器须用二片74LS160来实现，现采用异步清零实现： S 48=01001000，取高位片的Q C 和低位片的Q D 作归零反馈信号。即清零端CR 归零信号为：D 低C 高Q Q CR ，则电路连线图为：
（三）计算和画图题型：要求：会分析电路工作原理，说明电路功能；会
根据题意计算电路参数，或正确画出电路波形。
举例17：如图电路，完成下列问题： 1)说明这是什么电路？ 2)求电路的输出信号频率f 3)画出V C 及V O 的波形。
解：
1) 这是一个由555定时器构成的多谐振荡器。 2) 其振荡周期为
s C
R R T 84.0102010)4020(7.0)2(7.06321=???+=+=- 则其频率为 Hz T f 2.184
.011≈==
3)V C 及V O 的波形的波形为：
三、基本概念练习 一、判断题
1．CMOS门电路为双极型电路，而TTL门电路则为单极型电路。（）
2.能够实现“线与”功能的门电路是OC门或OD门。（）
3．施密特触发器的特点是只有一个稳态，需在外加信号作用下才能由稳态翻转到暂稳态。（）
4．在时钟脉冲的控制下，根据输入信号T不同情况，凡是具有保持和翻转功能的电路，称为T触发器。（）
5.某电路任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且与电路的原状态有关，该电路为时序逻辑电路。( )
6.若集成555定时器的第4脚接低电平时，不管输入信号为任意值，定时器始终输出高电平。( )
二、填空题：
1．（44．375）10= 2 = 8 = 16 = 8421BCD。2．Y=AB（C+D），它的反函数Y= ；对偶函数Y = 。3．或非逻辑运算特点是，异或逻辑运算特点为。
4.n-2 n线译码器的输入代码为个，输出代码为个。
5.就单稳态触发器和施密特触发器而言，若要实现延时、定时的功能，应选用；若要实现波形变换、整形的功能，应选用。
6.一位二进制计数器可实现分频；n位二进制计数器，最后一个触发器输出的脉冲频率是输入频率的倍。
三、选择题
1.八位二进制数所能表示的最大十进制数为( )。
(a) 255 (b) 88 (c) 99 (d) 128
2.下图中能实现B
=逻辑运算的电路是( )。
Y⊕
A
3.8421BCD十进制译码器，数字输入信号端和数字输出信号端分别有（）个。
(a)4和16 (b) 3和8 (c) 3和10 (d) 4和10
4．四个触发器构成十进制加法计数器，若触发器输出从低位至高位分别为Q0、Q1、Q2、Q3，则输出进位信号C为( )
(a) Q3Q1 (b) Q3Q2Q1Q0 (c) Q2Q1Q0 (d) Q3Q0
5．能将输入三角波信号转换成矩形脉冲信号输出的电路是( )。
(a) 多谐振荡器 (b) A／D转换器
(c) 单稳态触发器 (d) 施密特触发器
6.若A/D转换器输入模拟电压的变化范围为0～5V，则输出10位二进制数可以分辨的最小模拟电压为( )
(a)1.5mV (b)2.4mV (c)4.9mV (d)6.5mV
1、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？ 答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速只比，所以三者相等。 2、简述非理想流动向扩散模型的特点 答：①在管内径向截面上流体具有均一的流速。②在流动方向上流体存在扩散过程，该过程类似于分子扩散，符合Fick定律。③轴向混合系数在管内为定值。④径向不存在扩散。⑤管内不存在死区或短路流 3、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：阶跃示踪发是对于定是常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持系统内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F（t），F(t)=C t /C 0。 4、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是对于常态的连续流动系统，在某瞬间t=0将流入体系的流体切换为含有示踪剂A且浓度为C A0的流体，同时保持体系内流动模式不变，并在切换的同时，在出口处测出出口流体中示踪剂A的浓度随时间的变化。对应的曲线为F(t)，F（t）= C A /C A0 5、气-固相催化反应的动力学步骤？ 答：①反应物从气流主题向催化剂的外表面和内孔扩散。②反应物在催化剂表面上吸附。 ③吸附的反应物转化成反应的生成物。④反应生成物从催化剂表面上脱附下来。⑤脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。 6、简述双膜理论 答：该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞留状态的气膜和液膜，而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内，而假定气相主体和液相主题内组成均一，不存在传质阻力。组分是通过在气膜和液膜内稳定的分子扩散过程来进行传质的，通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。因此，把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双模分子扩散过程的叠加，相间传质总阻力等于传质阻力的加和。 7、简述固定床反应器的优缺点？ 答：①催化剂在床层内不易磨损②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式反应器相比，用较少的催化剂和较小的反应器③容积来获得较大的生产能力④固定床中传热较差⑤催化剂的更换必须停产进行 8、简述理想反应器的种类及其特点？ 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 9、气固催化测定本征动力学的基本要求，及其原因和采取的措施？ 答：测定气固催化本征动力学时，必须消除内、外扩散的影响，使过程属于动力学控制。 原因：仅在这种情况下的宏观动力学与本征动力学相同。措施：增大外扩散传质系数（增强对流）及催化剂颗粒的外表面积；减小催化剂颗粒体积。 10、简述建立非理想流动的流动模型的步骤？ 答：通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布；根据所得的有关E（t）或F(t)的结果通过合理的简化提出可能的流动模型，并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数；结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果;通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。 11、简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线？ 答：脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M克的示踪剂A，并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。对应的曲线E(t)，E(t)=C t V/M 12、简述气-液反应的宏观过程：A（g）+bB（l）→产物（l）？ 答：①反应物气相组分从气相主体传递到液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；②反应物气相组成A从气液相界面扩散入液相，并在液相内反应；③液相内的反应产物想浓度下降方向扩散，气相产物则向界面扩散 ④气相产物向气相主题扩散 13、简述气固相催化反应固定床反应器非均相模型和拟均相一维模型的特点？ 答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。非均相模型考虑了粒子与流体间温度与浓度的差别。拟均相一维模型是忽略床层中粒子与流体的温度与浓度的差别，考虑在流体流动的方向（轴向）上有温度和浓度的变化，而在与流向垂直的截面上（径向）则是等温和等浓度的。 14、对于可逆放热反应如何选择操作温度？ 答：①对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度②这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值③而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。15、停留时间分布函数F(t)的含义？ 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在出口流体中停留时间小于
一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为
集成电路分析 集成工业的前后道技术：半导体（wafer）制造企业里面，前道主要是把mos管，三极管作到硅片上，后道主要是做金属互联。 集成电路发展：按规模划分，集成电路的发展已经历了哪几代？ 参考答案： 按规模，集成电路的发展已经经历了：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI及GSI。它的发展遵循摩尔定律 解释欧姆型接触和肖特基型接触。 参考答案： 半导体表面制作了金属层后，根据金属的种类及半导体掺杂浓度的不同，可形成欧姆型接触或肖特基型接触。 如果掺杂浓度比较低，金属和半导体结合面形成肖特基型接触。 如果掺杂浓度足够高，金属和半导体结合面形成欧姆型接触。 、集成电路主要有哪些基本制造工艺。 参考答案： 集成电路基本制造工艺包括：外延生长，掩模制造，光刻，刻蚀，掺杂，绝缘层形成，金属层形成等。 光刻工艺： 光刻的作用是什么？列举两种常用曝光方式。 参考答案： 光刻是集成电路加工过程中的重要工序，作用是把掩模版上的图形转换成晶圆上的器件结构。 曝光方式：接触式和非接触式 25、简述光刻工艺步骤。 参考答案： 涂光刻胶，曝光，显影，腐蚀，去光刻胶。 26、光刻胶正胶和负胶的区别是什么？ 参考答案： 正性光刻胶受光或紫外线照射后感光的部分发生光分解反应，可溶于显影液，未感光的部分显影后仍然留在晶圆的表面，它一般适合做长条形状；负性光刻胶的未感光部分溶于显影液
中，而感光部分显影后仍然留在基片表面，它一般适合做窗口结构，如接触孔、焊盘等。常规双极型工艺需要几次光刻？每次光刻分别有什么作用？ 参考答案： 需要六次光刻。第一次光刻--N+隐埋层扩散孔光刻；第二次光刻--P+隔离扩散孔光刻 第三次光刻--P型基区扩散孔光刻；第四次光刻--N+发射区扩散孔光刻；第五次光刻--引线接触孔光刻；第六次光刻--金属化内连线光刻 掺杂工艺： 掺杂的目的是什么？举出两种掺杂方法并比较其优缺点。 参考答案： 掺杂的目的是形成特定导电能力的材料区域，包括N型或P型半导体区域和绝缘层，以构成各种器件结构。 掺杂的方法有：热扩散法掺杂和离子注入法掺杂。与热扩散法相比，离子注入法掺杂的优点是：可精确控制杂质分布，掺杂纯度高、均匀性好，容易实现化合物半导体的掺杂等；缺点是：杂质离子对半导体晶格有损伤，这些损伤在某些场合完全消除是无法实现的；很浅的和很深的注入分布都难以得到；对高剂量的注入，离子注入的产率要受到限制；一般离子注入的设备相当昂贵， 试述PN结的空间电荷区是如何形成的。 参考答案： 在PN结中，由于N区中有大量的自由电子，由P区扩散到N区的空穴将逐渐与N区的自由电子复合。同样，由N区扩散到P区的自由电子也将逐渐与P区内的空穴复合。于是在紧靠接触面两边形成了数值相等、符号相反的一层很薄的空间电荷区，称为耗尽层。简述CMOS工艺的基本工艺流程（以1×poly，2×metal N阱为例）。 参考答案： 形成N阱区，确定nMOS和pMOS有源区，场和栅氧化，形成多晶硅并刻蚀成图案，P＋扩散，N＋扩散，刻蚀接触孔，沉淀第一金属层并刻蚀成图案，沉淀第二金属层并刻蚀成图案，形成钝化玻璃并刻蚀焊盘。 表面贴装技术：电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT）， 称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。[1]工艺流程简化为：印刷-------贴片-------焊接-------检修 有源区和场区：有源区：硅片上做有源器件的区域。（就是有些阱区。或者说是采用STI等隔离技术，隔离开的区域）。有源区主要针对MOS而言，不同掺杂可形成n或p型有源区。有源区分为源区和漏区（掺杂类型相同）在进行互联
△名词概念类★简答类 △裂变中子中还有不到1%的中子是在裂变碎片过程中发射出来的这些叫缓发中子 △缓发中子的能谱不同于瞬发中子的能谱缓发中子的平均能量要比瞬发中子低 △虽然缓发中子在裂变中子中所占份额很小（小于1%）但他对反应堆的动力学过程和反应堆控制却又非常重要的影响 △在热中子反应堆内中子的慢化主要靠中子与慢化剂核的弹性散射 △微观截面：假设在1cm的物质中有N个原子核在这个物质的一个面上射入一个中子我们把每一个原子核与一个入射中子发生核反应的概率定义为微观面枪单位为米方 △宏观截面：如果每立方米的物质中含有N个核则乘积枪N等于每立方米靶核的总截面用符号它的量纲是长度的倒数 △反应堆堆芯满足的要求：1堆芯功率分布应尽量均匀以使堆芯有最大的功率输出2尽量减小堆芯内不必要的中子吸收材料以提高中子经济性3有最佳的冷却剂流量分配和最小的流动阻力4有较长的堆芯寿命以适当减少换料操作次数5堆芯结构紧凑换料操作简便△压水堆采用17X17排列燃料组件每个组件中有289个栅元设有24根控制棒导向管和一根堆内中子通量测量管其余264个栅元装有燃料棒 △组件：1燃料元件棒2燃料组件的骨架结构3控制棒组件4可燃毒物组件5中子源组件6阻力塞组件 △陶瓷燃料优点（相对金属铀）：1熔点高2热稳定性和辐照稳定性好3化学稳定性好与包壳和冷却剂材料的相容性好 △体积释热率定义：Qv=Ef·Rf 分别代表燃料的体积释热率每次核裂变产生的能量燃料内的核反应率 △燃料温度系数：燃料温度变化-开尔文（k）时所引起的反应性变化称为燃料温度系数△慢化剂温度系数：慢化剂温度变化-开尔文（k）时所引起的反应性称为慢化剂温度系数△中毒效应：热堆运行后堆内所产生的某些裂变产物其中子吸收截面较大故对p有明显的影响裂变产物分：稳定或长寿命的称为结渣短寿命的称为毒物毒与渣对反应性的影响称为反应性的毒渣效应简称中毒效应 △影响堆芯内功率分布的主要因素：1燃料装载的影响2反射层的影响3控制棒的影响4结构材料、水隙和空泡的影响5燃料元件自屏蔽效应的影响 △核反应堆安全对策1保证反应堆得到安全可靠的控制2确保堆芯冷却3包容放射性产物△反应性控制类型：1紧急停堆控制2功率控制3补偿控制 △核反应堆严重事故是指堆芯大面积燃料包壳失效威胁或破坏核反应堆压力容器或安全壳的完整性引发放射性物质泄漏的事故引起原因1堆芯失去冷却或冷却不充分2堆芯的反应性快速不可控制升高 △核反应堆严重事故分为：1堆芯溶化事故2堆芯解体事故 △把核反应堆运行工况分为四类：1正常工况和运行瞬变2中等频率事件3稀有事故4极限事故以上四类事故也称为设计基准事故DBA ★为何热中子反应堆中选用轻水作慢化剂：因为是含氢物质慢化能力大价格低廉 ★反射层对反应堆的作用：1减少芯部中子的泄漏从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小这样可以节省一部分燃料2提高反应堆的平均输出功率 ★简述反应性负温度系数对反应堆运行安全的作用：若反应堆具有负的温度系数则随着温度升高k值将变小从而使中子通量也跟着下降这样就能在一定程度上减缓或限制反应堆温度的上升从而有可能减缓或限制这种事故的进一步扩大。 ★什么是反应堆的燃耗深度和堆芯寿命：通常把单位质量燃料所发出的能量作为燃耗深度的度量有燃耗深度=Nt·t÷Wu 堆芯寿命：当反应堆的有效增殖因数降到1时反应堆
模电知识要点总结_期末复习用_较全面【适合考前时间充分的全面复习】 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。 *P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6. 杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路); 若 V阳 2008年上海交通大学研究生入学考试课程《核反应 堆工程》 考试大纲 1．该课程考试内容包括核反应堆物理和核反应堆热工两部分 2．主要参考书目： 核反应堆物理： 谢仲生主编，《核反应堆物理分析（上册）》，原 子能出版社，1994。 谢仲生、张少泓，《核反应堆物理理论与计算方 法》，西安交通大学出版社，2000。 核反应堆热工： 于平安等编著，《核反应堆热工分析》，原子能出 版社，1986。 于平安等编著，《核反应堆热工分析》，上海交通 大学出版社，2001。 核反应堆物理基础 1．核反应堆的核物理基础 1．中子与原子核的相互作用 相互作用的机理、中子吸收和中子散射 2．中子截面和核反应率 截面、自由程、中子通量密度、核反应率的概念 宏观截面的计算，各类型截面随中子能量的变化规律 3．共振现象与多普勒效应 4．核裂变过程 裂变能的释放、反应堆功率和中子通量密度之间的关系、裂变中子、裂变产物 5．链式裂变反应 临界条件、四因子模型 2．中子慢化与慢化能谱 1．中子的弹性散射过程 弹性散射动力学、慢化剂的选择 2．无限均匀介质的慢化能谱 慢化方程、含氢无吸收介质的慢化谱 3．热中子堆的近似能谱 3．中子扩散理论 1．单能中子扩散方程 斐克定律、单能中子扩散方程 2．非增殖介质扩散方程的解 4．均匀反应堆的临界理论 1．均匀裸堆的单群临界理论 均匀裸堆的单群扩散方程、单群临界条件及临界时的中子通量密度分布 2．双区反应堆的单群临界理论 双区反应堆的单群扩散方程、临界条件及临界时的中子通量密度分布 3．双群扩散方程 5．非均匀反应堆 1．栅格的非均匀效应 6．反应性随时间的变化 1．核燃料中铀-235的消耗、钚-239的积累 2．氙-135中毒 平衡氙中毒、最大氙中毒、功率瞬变过程中的氙中毒、氙震荡 3．钐-149中毒 4．燃耗深度与堆芯寿期 5．核燃料的转换与增殖 7．温度效应与反应性控制 1．反应性温度效应 反应性温度效应及其成因、堆芯内各种成分的反应性温度系数、温度反馈对反应堆安全的意义 2．反应性控制的任务 剩余反应性、控制棒价值、停堆深度 《电路分析》练习题 一、 填 空 题 1、由 理想电路 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 电路模型 ，这类电路只适用 集总 参数元件构成的低、中频电路的分析。 2、电路分析的基本依据是_两类约束 方程。 3、理想电压源输出的 电压 值恒定，输出的 电流 由它本身和外电路共同决定；理想电流源输出的 电流 值恒定，输出的 电压 由它本身和外电路共同决定。 4、在多个电源共同作用的 线性 电路中，任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的 叠加 ，称为叠加定理。 5、自动满足基尔霍夫第一定律的电路求解法是 回路电流法 。 6、自动满足基尔霍夫第二定律的电路求解法是 节点电压法 。 7、图1所示电路中电流i = 2 A 。 图1 8、图2所示单口网络的短路电流sc i = 1 A 。 图2 9、图3所示电路中电压 u = -4 V 。 图3 10、图4所示单口网络的等效电阻= 2 Ω。 图4 11、动态电路是指含有__动态_____元件的电路，其电路方程是微分方程。 12、5F 的线性电容的端口特性为q u 2.0=。 Ω 16V Ω - 10V + u -+ Ω 4a b 13、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是__电感_____元件。 14、10Ω电阻和0.2F 电容并联电路的时间常数为___2____s 。 15、1Ω电阻和2H 电感并联一阶电路中，电感电压零输入响应为 t L e u 5.0)0(-+ V 。 16、RLC 并联正弦电流电路中，A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为___5____A 。 17、电流源t t i sc cos 8)(=A 与电阻Ω=2o R 并联单口网络向外传输的最大平均功率为__16_____W 。 18.如图5所示谐振电路，已知S U =100mv,则谐振时电压Uc = V 。 图5 19. 如图6所示电路,已知R=3Ω，L ω=1Ω ,I=10 A ，则R I = A 。 图6 20、将图7所示电压源等效为电流源时，其电流源=S I A ，内阻=s R Ω。 6Ω 图7 21、将图8所示电流源等效为电压源时，其电压源U s = V, 内阻=s R Ω。 2 6A 反应堆工程学复习总结 第一章 1、反应堆的分类： 按用途分：1）实验堆，2）生产堆，3）动力堆 按慢化剂和冷却剂分：轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、钠冷快堆等。 2、动力反应堆的类型：水冷堆（包括轻水堆和重水堆）、气冷堆和快中子增殖堆。 3、压水堆：作为冷却剂的水始终保持在整体过冷状态。 压水堆由堆芯、堆内构件、压力容器及控制棒驱动机构等部件组成。 堆芯由核燃料组件、控制棒组件和启动中子源组件等组成。 4、沸水堆：作为冷却剂的水在进入堆芯时是过冷的，流出堆芯的是水与饱和蒸汽的两相混合物。 沸水堆壳体内装有堆芯、堆内支承结构、汽水分离器、蒸汽干燥器和喷射泵等。 5、沸水堆电厂与压水堆电厂的比较： （1）沸水堆压力容器内直接产生蒸汽，承受的压力只有压水堆的1/2，因此压力容器的厚度可以减小。但沸水堆功率密度较低，且沸水堆压力容器内还放置汽水分离器、干燥器和喷射泵等设备，致使压力容器尺寸增大，这两个影响基本互相抵消。 （2）沸水堆采用直接循环，系统比较简单，回路设备少，且设备所承受的压力较低，易于加工制造。尤其是省去了蒸汽发生器，减少了核电厂事故，使用效率提高，且沸水堆采用喷射泵循环系统，使压力容器开孔的直径减少，电厂失水事故的可能性及严重性降低。 （3）沸水堆堆芯内产生大量蒸汽，调节反应堆功率比较方便。 （4）沸水堆的比功率较小，因此虽然系统简单，但总投资较压水堆略大。（5）由于沸水堆采用直接循环，给设计、运行、维修都带来不便。 总之，沸水堆和压水堆各有其优缺点，在技术上和经济上不相上下。 6、重水堆：使用天然铀作燃料，利用率高，但卸料燃耗浅，卸料量大，消耗的结构材料及后处理量都增加。重水中子吸收截面小，且慢化性能也比较好，但重水价格昂贵，所以重水堆投资高。 7、气冷堆：目前发展的主要气冷堆是高温气冷堆（HGTR）。高温气冷堆的冷却剂出口温度高，热效率较高，堆内没有金属结构材料，中子寄生俘获少，转换比高，每年所需补充的核燃料少。 一般高温气冷堆都将堆芯、氦气鼓风机、蒸汽发生器等一回路设备布置在预应力 第一章电路模型和电路定律 （1）重点： 1）电压电流的参考方向 2）元件的特性 3）基尔霍夫定律 （2）难点： 1）电压电流的实际方向与参考方向的联系和差别 2）理想电路元件与实际电路器件的联系和差别 3）独立电源与受控电源的联系和差别 重点例题： 例1－1：求电流i、功率P (t)和储能W (t)。 解：u (t)的函数表示式为: S 解得电流： 功率： 能量： 例1-2：求图示电路中的开路电压U。 解：由左边回路解得电流I2 根据KVL： 根据KCL： 例1-3 求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。已知：U 1=1V, U 2 = －3V, U 3=8V, U 4 =－4V, U 5 =7V, U 6 =－3V，I 1 =2A, I 2 =1A, I 3 =－1A 解: W P P P W P P P P P 19 ) (19 ) ( 6 3 5 4 2 1 = + = = + + + = 消耗 发出 本题的计算说明：对一完整的电路，发出的功率＝消耗的功率第二章电阻电路分析 （1）重点： 1）电路等效的概念 2）电阻的串联和并联 3）实际电源的两种模型及其等效变换 （2）难点： 1) 等效变换的条件和等效变换的目的 2）含有受控源的一端口电阻网络的输入电阻的求解 重点例题分析： 1．等效电阻的求解 纯电阻电路：电阻的串并联法则 含受控源的电阻电路：外加电源法或开路短路法 例2－1：求图示电路的等效电阻: R ab 。 解：应用电阻串并联等效，最后得：R ab ＝70Ω 例2-1图a 例2-1图b 例2-1图c 例2-1图d 例2－2：计算图示含有受控源的一端口电路的输入电阻。 解：因为电路中有受控源，求输入电阻时，先把独立源置零，然后在端口外加电压源，如图示， 由KCL 和KVL 得： 输入电阻为端口电压和电流的比值： 60Ω 100Ω 50Ω 10Ω b a 40Ω 80Ω 20Ω a 60Ω 100Ω 60Ω b 120Ω 20Ω 100Ω 60Ω b a 40Ω 20Ω 100Ω 100Ω b a 20Ω 2008年上海交通大学研究生入学考试课程《核反应堆工程》 考试大纲 1．该课程考试内容包括核反应堆物理和核反应堆热工两部分2．主要参考书目： 核反应堆物理： ?谢仲生主编，《核反应堆物理分析（上册）》，原子能出版社，1994。 ?谢仲生、张少泓，《核反应堆物理理论与计算方法》，西安交通大学出版社，2000。 核反应堆热工： ?于平安等编著，《核反应堆热工分析》，原子能出版社，1986。 ?于平安等编著，《核反应堆热工分析》，上海交通大学出版社，2001。 核反应堆物理基础 一．核反应堆的核物理基础 1．中子与原子核的相互作用 相互作用的机理、中子吸收和中子散射 2．中子截面和核反应率 截面、自由程、中子通量密度、核反应率的概念 宏观截面的计算，各类型截面随中子能量的变化规律 3．共振现象与多普勒效应 4．核裂变过程 裂变能的释放、反应堆功率和中子通量密度之间的关系、裂变中子、裂变产物5．链式裂变反应 临界条件、四因子模型 二．中子慢化与慢化能谱 1．中子的弹性散射过程 弹性散射动力学、慢化剂的选择 2．无限均匀介质的慢化能谱 慢化方程、含氢无吸收介质的慢化谱 3．热中子堆的近似能谱 三．中子扩散理论 1．单能中子扩散方程 斐克定律、单能中子扩散方程 2．非增殖介质扩散方程的解 四．均匀反应堆的临界理论 1．均匀裸堆的单群临界理论 均匀裸堆的单群扩散方程、单群临界条件及临界时的中子通量密度分布2．双区反应堆的单群临界理论 双区反应堆的单群扩散方程、临界条件及临界时的中子通量密度分布3．双群扩散方程 五．非均匀反应堆 1．栅格的非均匀效应 六．反应性随时间的变化 1．核燃料中铀-235的消耗、钚-239的积累 2．氙-135中毒 平衡氙中毒、最大氙中毒、功率瞬变过程中的氙中毒、氙震荡3．钐-149中毒 4．燃耗深度与堆芯寿期 5．核燃料的转换与增殖 第一章绪论（简答） 1. 核反应堆分类： 按中子能谱分快中子堆、热中子堆 按冷却剂分轻水堆(压水堆,沸水堆)、重水堆、气冷堆、钠冷堆 按用途分研究试验堆:研究中子特性、生产堆: 生产易裂变材料、动力堆:发电舰船推进动力2.各种反应堆的基本特征: 3.压水堆优缺点： 4.沸水堆与压水堆相比有两个优点：第一是省掉了一个回路，因而不再需要昂贵的蒸汽发生器。第二是工作压力可以降低。为了获得与压水堆同样的蒸汽温度，沸水堆只需加压到约72个大气压，比压水堆低了一倍。 5.沸水堆的优缺点： 6.重水堆优缺点：优点： ●中子利用率高（主要由于D吸收中子截面远低于H） ●废料中含235U极低，废料易处理 ●可将238U 转换成易裂变材料 238U + n →239Pu 239Pu + n →A+B+n+Q(占能量一半) 缺点： ●重水初装量大，价格昂贵 ●燃耗线（8000～10000兆瓦日／T（铀）为压水堆1/3） ●为减少一回路泄漏（因补D2O昂贵）对一回路设备要求高 7.高温气冷堆的优缺点：优点： ●高温，高效率（750～850℃，热效率40％） ●高转换比，高热耗值（由于堆芯中没有金属结构材料只有核燃料和石墨，而石墨吸收中子截面小。转换比0.85，燃耗10万兆瓦日/T（铀）） ●安全性高（反应堆负温度系数大，堆芯热容量大，温度上升缓慢，采取安全措施裕量大） ●环境污染小（采用氦气作冷却剂，一回路放射性剂量较低，由于热孝率高排出废热少）●有综合利用的广阔前景（如果进一步提高氦气温度～900℃时可直接推动气轮机；～1000℃时可直接推动气轮机热热效率大于50％；～1000－1200℃时可直接用于炼铁、化工及煤的气化） ●高温氦气技术可为将来发展气冷堆和聚变堆创造条件 8.钠冷快堆的优缺点：优点： ●充分利用铀资源 239Pu + n →A+B＋2.6个n 238U + 1.6个n →1.6个239Pu （消耗一个中子使1.6个238U 转换成239Pu ）●堆芯无慢化材料、结构材料，冷却剂用量少 ●液态金属钠沸点为895℃堆出口温度可高于560 ℃ 缺点： ●快中子裂变截面小，需用高浓铀（达～33％） ●对冷却剂要求苛刻，既要传热好又不能慢化中子，Na是首选材料，Na是活泼金属，遇水会发生剧烈化学反应，因此需要加隔水回路 9.各种堆型的特点、典型运行参数 第二章堆芯材料选择和热物性（简答） 1.固体核燃料的5点性能要求：教材14页 2.常见的核燃料：金属铀和铀合金、陶瓷燃料、弥散体燃料 3.选择包壳材料，必须综合考虑的7个因素：包壳材料的选择 ?中子吸收截面要小 ?热导率要大 ?材料相容性要好 电路分析总复习题 一、填空题或选择题 1、三只3000Ω的电阻并联的等效电阻是（）；串联的等效电阻是（）。 2、下图1中电阻为100Ω，Uab = ( )；图2中电阻为50Ω，Uab = ( ) 图1 图2 H 3、电阻上电压与电流的相位差为（）。电容上电压（）电流900 电感呢? 4、下式中i =10002 sin(200t+60°)A； I = ( ) ，ω = ( )、Ф= （） 5、受控源可分为电压控制的电压源、电压控制的电流源及（）、（）。 6、下图中所有电阻均为600Ω， Rab = ( ) 7、下式中u =20002 sin(200t-90°) V ； U = ( ) ，ω = ( )、Ф = （） 8、支路电流法是以（）作为电路的独立变量 9、下图a中的I = ( ) ，设所有电阻均为300ΩUs = 180V (a) (b) 10、上图b中Z0 = 2+ j5 (Ω) U0 = 6V 若为共轭匹配，则Z L = ( ) 电路可获得最大传输功率；最大传输功率是（） 11、图3中，所有电阻均为60Ω，U S=180V，则电流I=（） a、1A b、2A c、3A d、4A (图3) （图4） 12、上图4中，Vcd =250V，U S1=500V，I1=5A，R1=（） a、5Ω b、10Ω c、25Ω d、50Ω 13、同上图，又知I2=10A，则R3吸收的功率是（） a、150W b、100W c、50W d、10W 14、对有N个节点的电路用节点电压法计算电路问题只需要列出（）个独立方程 a、N b、N+1 c、N+2 d、N-1 15、RC串联电路的电压和电流相位关系是（） a、反相 b、同相 c、电压超前电流 d、电压滞后电流 16、5A2Ω的电流源等效变换为电压源，其电压为（） a、2V b、5V c、10V d、20V 17、正弦交流电路的功率因数是（） a、sinφ b、cosφ c、tgφ d、ctgφ 18、下图中，I1=1A，I2=4A，R1=5Ω，R2=1Ω，R3=10Ω。求Vcd ，正确的是（） a、10v b、20v c、30v d、50v 19、同上图，U S1发出的功率是（） a、55W b、110W c、165W d、220W 20、节点电压法是以（）为待求量 a 、回路电流 b 、网孔电流 c 、支路电流 d 、节点电压 核反应堆工程概论 ——习题作业—— 刘巧芬 2011212386 第二章 核物理基础 2.1假设一个成年人体内含有0.25kg 的钾，其中0.012%的钾是放射性Beta 的发射体钾-40(半衰期1.3x109a)。试计算该人体的活度。 2.2以MeV 为单位计算下列三种聚变反应中释放的能量： 1 2122301H H He n +?→?+ 12121311H H H H +?→?+ 13122401H H He n +?→?+ 使用质量 11H = 1.007825; 12H = 2.014102; 13H = 3.01605; 23He = 3.01603; 24 He = 4.002603; 01n = 1.008665。质量单位为原子质量单位u ：1u = 1.6605655x10-27kg 。假设前两个反应以相同的速率同时发生，而第二种反应中生成的3H(氚)又迅速地发生了第三个反应。试估算1kg 的氘发生上述三中聚变反应后理论上可得到多少能量。将结果与1kg 的235U 裂变所释放的能量相比较。 2.3氢的热中子俘获微观截面为0.33靶，氧是2x10-4靶。试分析水分子的热中子俘获宏观截面(水的密度取1.0吨/米3)。比较该宏观截面中氢和氧的贡献比例。 2.4如果每100个铀原子裂变产生25个稳定的裂变产物气体原子(气体为单原子气体)，试分析一座热功率为3000MW的反应堆运行一年产生的裂变气体在标准状态下的体积。 2.5每次裂变的裂变产物衰变热可近似描述成Pd=2.85x10-6 T-1.2 MeV/s。3000MW热功率的反应堆稳定运行T0时间后停堆。试推导停堆后t时刻裂变产物衰变热(剩余发热)功率。时间T、T0、t均以天为单位。 2.6 100万千瓦电功率的反应堆内每年约多少吨235U裂变？同样电功率的燃煤锅炉每年要燃烧多少吨煤？假设：核电站和火电站的热电转换效率分别为33%和40%。核反应堆内的裂变能皆由235U产生，每次裂变的可回收能量为200MeV。煤的热值取每吨7x106Kcal。 核反应堆工程复习参考题 1、压水堆与沸水堆的主要区别是什么？ 沸水堆采用一个回路，压水堆有两个回路；沸水堆由于堆芯顶部要安装汽水分离器等设备，故控制棒需从堆芯底部向上插入，控制棒为十字形控制棒，压水堆为棒束型控制棒，从堆芯顶部进入堆芯；沸水堆具有较低的运行压力（约为70个大气压），冷却水在堆内以汽液形式存在，压水堆一回路压力通常达150个大气压，冷却水不产生沸腾。 2、简要叙述一种常用堆型的基本工作原理？ 沸水堆（Boiling Water Reactor）字面上来看就是采用沸腾的水来冷却核燃料的一种反应堆，其工作原理为：冷却水从反应堆底部流进堆芯，对燃料棒进行冷却，带走裂变产生的热能，冷却水温度升高并逐渐气化，最终形成蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，利用分离出的蒸汽推动汽轮进行发电。 压水堆（Pressurized Water Reactor）字面上看就是采用高压水来冷却核燃料的一种反应堆，其工作原理为：主泵将120～160个大气压的一回路冷却水送入堆芯，把核燃料放出的热能带出堆芯，而后进入蒸汽发生器，通过传热管把热量传给二回路水，使其沸腾并产生蒸汽；一回路冷却水温度下降，进入堆芯，完成一回路水循环；二回路产生的高压蒸汽推动汽轮机发电，再经过冷凝器和预热器进入蒸汽发生器，完成二回路水循环。 3、重水堆的燃料富集度为什么可以比压水堆的低，哪种堆型对燃料的燃尽性更 好？ 因为卸料燃耗较浅，用重水（D2O,D为氘）作慢化剂，其热中子吸收截面约 为轻水（H2O)的1/700，慢化中子能力不如后者，需要更多的碰撞次数，可直接利用天然铀作核燃料。 4、快中子堆和热中子堆相比有哪些优缺点？ 优：快中子堆没有慢化剂，所以体积小，功率密度高。 缺：快中子堆必须有较高的核燃料富集度，初装量也大。快中子堆燃料元件加工及乏燃料后处理要求高，快中子辐照通量率大，对材料要求苛刻。平均寿命比热中子堆短，控制困难。 5、压水堆堆芯中水主要起什么作用？ 作冷却剂和慢化剂。 6、气冷堆与压水堆相比有何优缺点？ 优：能在不高的压力下得到较高的出口温度，可提高电站二回路蒸汽温度，从而提高热效率。 缺：镁合金包壳不能承受高温，限制了二氧化碳气体出口温度，限制了反应堆热工性能的进一步提高。 7、什么是原子核的结合能及比结合能，如何计算？ 结合能：是将若干个核子结合成原子核放出的能量或将原子核的核子全部分散开来所需的能量，ΔE=ΔmC2 定义：是原子核的结合能与该原子核的核子数之比（ΔE/A） 8、什么是核反应截面，分哪几类，其物理意义是什么？ 如果某种物质受到中子的作用，则发生特定核反应的概率取决于中子的数目和速度，以及该物质中核的数目和性质。“截面”是中子与核相互作用概率的一种量度 电力系统分析基础知识点总结（第四版）填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的 （数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有 （三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功 功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具） 构成 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220 ± 2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV ）。 二：思考题 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答：电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配 电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母 电力系统分析基础 稳态部分 一 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有3kV 、6kV、10kV、35kV 、110kV 、220kV 、330kV、500kV 。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式，环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kV及以上的系统中性点直接接地，35kV及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 4、电能生产，输送，消费的特点： （1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切 （2）电能不能大量储存 （3）生产，输送，消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 （4）电能生产，输送，消费工况的改变十分迅速 （5）对电能质量的要求颇为严格 5、对电力系统运行的基本要求 （1）保证可靠的持续供电 （2）保证良好的电能质量 （3）保证系统运行的经济性 6、变压器额定电压的确定： 变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。 1反应堆分类：按中子能量分：快中子堆中能中子堆慢中子堆按形势分：非均匀堆均匀堆按燃料分：钍堆浓缩铀堆天然铀堆按冷却剂慢化剂分：熔盐堆有机堆沸水堆（轻水堆）压水堆重水堆石墨气冷堆石墨冷水堆按用途分：研究堆生产堆动力堆生产动力堆 2压水堆的组成：压水堆主要由核反应堆，一回路系统，二回路系统，其他辅助系统组成3 PWR堆堆芯设计要求：堆芯功率分布应尽量均匀，以便使堆芯有最大的功率输出；尽量减小堆芯内不必要的中子吸收材料，以提高中子经济性；有最佳的冷却剂流量分配和最小的流量阻力；有较长的堆芯寿命，以适当减少换料操作次数；堆芯结构紧凑，换料操作简单便。 4 1，2回路厂房中设备系统一回路厂房也就是反应堆安全壳，为一个立式圆柱状半球型顶盖或球型建筑物内径约30-40米，高约为60-70米，内有反应堆，主循环泵，稳压器，汽 发生器和相应的管道阀门以及其他辅助设备组成的一回路系统。二回路厂房与普通火电厂的汽轮机发电机组厂房相似，内有汽轮机发电机，凝汽器，凝结水泵，低压回水加热器， 高压回水加热器，除氧器，给水泵，汽水分离再热器，主蒸汽管道有关的辅助设备组成的二 5 压水堆本体结构：堆芯，压力容器，堆内构件，堆芯组件和控制棒驱动机构组成 6 PWR堆芯结构：核燃料组件，控制棒组件，固体可燃毒物，固体中子源和阻力塞组件等。 7 可燃毒物组件的结构和作用：只用于第一燃料循环的全新堆芯，用于控制堆芯的初始反应性，功能是降低冷却剂水中的硼浓度，保持慢化剂负温度系数，可燃毒物棒为装在304 型不锈钢包壳管内的一根硼玻璃管(B2O3+SiO2)硼玻璃管在内径全长还用薄壁304型不锈 钢管状内衬支撑，包壳管两端堵塞并施密封焊，内外包壳之间留有足够气隙空间，以容纳放出的氦气，限制其内压小于反应堆运行压力，将可燃毒物棒固定在压紧组件上就构成可燃毒物组件 8 压力容器原材原则：材料具备高度的完整性；具有适当的强度足够的韧性；导热性能好；便于加工制造，成本低廉；具有低的辐照敏感性 9 压力容器本体结构：上法兰，密封台肩，一节接管段，二节堆芯包容环段，一节过渡段，一只半球形下封头组成组成。 10 反应堆容器顶盖结构：由顶盖法兰和顶盖本体焊接而成，顶盖本体为板材热锻成型，上面焊有3只吊耳，一根排气管，一块金属支撑板，控制棒驱动机构管座，热电偶管座 11 压力容器失效形成:延性断裂：机械应力超过材料的屈服应力，承载段就开始塑性变形而后断裂；；；脆性断裂：压力容器加工过程会产生微裂纹和材质不均匀性，承载后裂纹端部应力增大并可能导致裂纹扩展，在适当条件下，裂纹会无限扩展形成断裂 12 堆内结构的定义结构功能：堆内构件是指装在反应堆容器内，除了以下结构之外的所有其他构件：燃料组件，棒束控制组件，及其传动轴，可燃毒物组件，中子源组件，阻力塞组件和堆内测量仪表。由下部支撑结构（包括热中子屏蔽），堆芯上部支撑结构（包括控制棒束导向管）和压紧弹簧组成。；；；；；；；；；；；；主要功能：为冷却剂提供流道；为压内容器提供屏蔽，使其免受或少受堆芯中子辐射影响；为燃料组件提供支撑和压紧；固定监督用的辐照样品；为棒束控制棒组件和传动轴以及上下堆内测量装置提供堆内向导；平衡机械载荷和水力载荷；确保堆容器顶盖内的冷却水循环，以便顶盖保持一定温度 13 下部支撑结构的组成：堆芯吊篮组件（含堆芯支撑板）；热中子屏蔽；流量分配孔板；堆芯下栅格板；堆芯围板组件；堆芯二次支撑和测量通道。 14 热屏蔽的原因方法改进：在辐照最大区域加强中子辐照防护，热屏蔽由4块不锈钢板组成不连续的圆筒形，在反应堆中心铀的4个象限位置上（0°90°180°270°）用螺钉连接在堆芯吊篮外壁上，热屏还支撑辐照样品监督管。 15上部支撑结构的作用和组成作用：将堆芯组件定位、压紧、防止因冷却剂流动的水力作用使堆芯组件上移；组成控制棒驱动线的重要构件，保证控制棒对中，起导向作用，使控制核反应堆工程
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