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第二章 电力电子器件4. 图1-1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
002π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1-1 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I m 5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35A ，I d1≈0.2717 I m1≈89.48A b) I m2≈6741.0I≈232.90A,I d2≈0.5434 I m2≈126.56A c) I m3=2 I = 314A, I d3=41I m3=78.5A6. GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，为什么GTO 能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。
电⼯电⼦技术作业及复习题.作业与⾃我检测题(⼀电⼯电⼦技术课程涉及⾯⼴泛,既包括强电⼜包括弱电,是数控技术专业重要的电类基础课。
它不仅在电学基础知识⽅⾯对后续课程的学习奠定了基础,同时电⼯电⼦技能训练⼜是数控专业技能训练的重要铺垫,因此学好这门课程是极其重要的。
为帮助同学们在学习过程中以基本教学要求为导向,突出重点内容的掌握,特编写作业与⾃我检测题。
作业与⾃我检测题共4篇,有关说明如下:(1作业与⾃我检测题体现本课程的重点教学内容。
(2作业与⾃我检测题按照教材的章节顺序列出,尽量避免不必要的求证题、推导题和繁复的计算题。
(3题⽬形式与考试试题形式⼤致相同,其⽬的是使学⽣在掌握基本教学要求的前提下,增强应试能⼒。
(4作业题均给出解题步骤和参考答案,帮助同学们⾃我检测。
⼀、单项选择题1、图1所⽰电路中的电流I为( AA. -1AB. 1AC. 2A2、图2所⽰电路中电流I为( B 。
A. 5AB. -15AC. -5A3、图3针正向偏转,⽰数10AA. I1=10A,U=-6V B. I1U=6V +C. I1=10A,U=12V4、图4所⽰电路中,电流I为(A. -3VB. 5AC. 2A5、图5所⽰电路中U为( AA. 30VB. -10VC. -40V6、图6所⽰电路中,判断电阻RA. 1A,2WB. 2A,4WC. 2A,2W7、图7所⽰电路中,判断电阻RA. 0A,2WB. 1A,2WC. 1A,4W8、图8所⽰电路中,电位器R P1 动时,电流I 1、I2的变化趋势是( BA.I1减⼩,I2增⼤B.I1增⼤,I2减⼩C.I1不变,I2减⼩9、图9所⽰电路中,电压U abA. 0VB. 2VC. 10V10、图10所⽰电路的I、UA. I 1=I-I S ,U=g I I S --B. I 1=-I-I S ,U=gI I S --C. I 1=I-I S ,U=gI I S-⼆、简答题1、恒压源的性质是什么?恒压源的性质为(1它的输出电压始终是恒定的,不受输出电流的影响;(2通过它的电流不由它本⾝决定,由与之相连的负载电阻决定。
习题3（电工部分）3-1 有日光灯120只，每只功率W 40=NP ，额定电压V 220=NU。
若接在电压为V 220V/380的三相四线制电源上，问日光灯应如何连接？当全部灯都点亮时，其线电流与相电流是多少？解：由于日光灯的额定电压与电源的相电压相同，故应将日光灯平均分成三份，每份接在相线与零线之间以星形形式接在三相电源上当全部灯点亮时，每只灯的电阻为4022022==P U R W=1210每相负载为401210===C B A R R R W=25.30由于负载为星形联结，线电流与相电流相等，故A27.725.30220====A Pp l R U I I 3-2 三相对称负载的额定电压V 380=NU，每相负载的复数阻抗W +=87.26j 87.26Z ，三相四线制电源，其相电压V )30sin(2220°-=t u A w 。
①此三相负载应如何接入三相电源中？②计算负载的相电流和线电流；③画出相量图。
解：①根据负载的额定电压可知，三相负载应以三角形的形式接入三相电源。
如题3－2图所示。
②三相电源的线电压为V38032203=´==P l U U 负载为三角形联结时，其相电压等于电源的线电压，故负载的相电流为40盏40盏40盏AB C N题3-1图2287.2687.26380+==ZUI lP A 10= 线电流为A 32.171033=´==P l I I ③ 电压与电流的相量图如题3-2图（a ）3-3 三相交流电路如题3-3图所示。
电源线电压V )30sin(2380°+=t u AB w ，三相负载W =10A Z ，W -=8j 6B Z ，W +=5j 66.8C Z ，计算线电流A I、B I 、C I 、中线电流N I 及三相负载的有功功率，并画出相量图。
解：线电压AB u 的相量为V 30380°Ð=AB U，则相电压A u 的相量为 V 022030303380°Ð=°-°Ð=A U根据对称性可得其它两相电压为V 120220°-Ð=B UV 120220°Ð=C U 则所求的电流为A 022100220°Ð=°Ð==A A A Z U IA UAB I A IAB UBC ICA IB IC I题3-2图(a）AB UBC UCA U ABCZZZ题3-2图B IA IC IAB IBC I CA IA 87.662213.53101202208j 6120220°-Ð=°-а-Ð=-°-Ð==B B BZ U IA902230101202205j 66.8120220°Ð=°Ð°=+°Ð==CC CZ U I°Ð+°-Ð+°Ð=++=902287.6622022C B A N I I I IA 31.369.3077.1j 64.3022j 23.20j 64.822°Ð=+=+-+= C C CB B B A A A I U I U I U P j j j c o s c o s c o s ++=°´´+°-´+°´=30cos 22220)13.53cos(222200cos 22220 KW 94.11=或 66.8226221022222222´+´+´=++=C CB BA AR I R I R I P KW 94.11=3-4 三相交流电路如题3-4图所示，电源线电压V 380=l U 。
填空题电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术 3个部分。
现代电力电子器件分为不可控型器件、半控型器件和全控型器件三类。
电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种。
晶闸管的外形大致有塑封形、平板型和螺栓形三种。
晶闸管额定电流与有效值电流的关系 IT=1.57IT(AV)。
双向晶闸管的门极控制方式有两种：移向触发和过零触发。
2.判断题（×）1）普通晶闸管内部有两个PN结。
（×）2）普通晶闸管外部有3电极，分别是基极、发射极和集电极。
（√）3）型号为KP50-7的半导体器件，是一额定电流为50A的普通晶闸管。
（×）4)只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（×）5）只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（×）6）晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管就会导通。
（×）7）加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。
3.选择题1）在型号KP100-10G中，数字10表示（ C ）。
A、额定电压为10VB、额定电流为10AC、额定电压为1000VD、额定电流为100A2)晶闸管内部有（ C ）PN结。
A、1个B、2个C、3个D、4个3）晶闸管的3个引出电极分别是（ B ）A、阳极、阴极、栅极B、阳极、阴极、门极C、栅极、漏极、源极D、发射极、基极、集电极4）普通晶闸管的额定通态电流是用（ A ）表示。
A、流过晶闸管的平均电流B、直流输出平均电流C、整流输出电流有效值D、交流有效值5）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（ B ）A、导通状态 B、关断状态 C、饱和状态 D、不定6）处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作（ C ）处理才能使其开通。
A、并联一电容B、串联一电感C、加正向触发电压D、加反向触发电压7）在晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ）A、阳极电流B、门极电流C、阳极电流与门极电流之差D、阳极电流与门极电流之和填空题典型的全控型器件主要有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双型晶体管四种。
第一次作业讲评一、作业要求本次作业对应教材第一、二章的内容，请于四周之前完成。
在完成作业之前，要求同学们完成：1.认真阅读教材第一、二章的内容；2.上好教学点安排的面授辅导课；3.及时从中央电大在线、天津电大在线下载教学文件，通过课程讨论区与责任教师进行实时和非实时的交互。
4.认真完成好第一次作业。
二、完成作业需具备的知识点第1章可编程控制器基础教学要求1．了解可编程控制器的发展过程及基本功能；2．了解可编程控制器与其他工业控制装置的区别；3．理解可编程控制器的特点，性能指标及分类；4．掌握可编程控制器的基本结构及工作原理。
重点内容本章从可编程控制器的产生过程及其基本功能入手，重点讨论可编程控制器的特点，性能指标，基本结构及工作原理、有关性能指标的内容对系统设计至关重要，掌握可编程控制器的工作原理。
将有助于程序设计和分析。
随着电子计算机的迅猛发展，工业生产自动化控制技术也发生了深刻的变化。
无论是从国外引进的自动化生产线，还是自friR计的自动控制系统，普遍把可编程控制器作为控制系统的核心器件。
可编程控制器在取代传统电气控制方面有着不可比拟的优点，在自动化领域已形成了一种工业控制趋势。
可编程控制器是一种专为工业环境下应用而设计的计算机控制系统，它通过开关量，模拟量的输入和输出完成各种机械或生产过程的控制，具有丰富的或人／格出接口，并且具有较强的驱动能力，其硬件需根据实际需要选配，其软件则需根据控制要求进行设计。
复习思考题1．可编程控制器的基本组成及其功能。
2．PLC的分类方法有几种？如何分类？3．简述PLC的工作原理（循环扫描过程）。
4．可编程控制器的性能指标。
5．可编程控制器与其他工业控制装置相比有什么优点？6．PLC的发展趋势主要体现在几个方面？第2章可编程控制器硬件组成及系统特性教学要求1．了解 S5系列可编程控制器的基本功能及I/O地址；2．理解S7一200可编程控制器的特点及指标参数；3．掌握S7－300可编程控制器的数字／模拟模板I/O地址分配及规则；4．掌握S7－300可编程控制器与 S7－400可编程控制器的区别。
第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答（6）1-3 一只额定电压为V 220，功率为100W 的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？解：根据功率表达式 UI I R P 2L ==则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A 45.0220100U P I ===Ω===48445.0100I P R 22L1-5 某一直流电源，其输出额定功率P N = 200W ，额定电压U N = 50V ，内阻R 0 = 0.5Ω，负载电阻R可以调节，其电路如图1-15所示。
试求： （1）额定工作状态下的电流及负载电阻； （2）开路状态下的电源端电压；（3）电源短路状态下的电流。
解：（1）电路如解题图3所示，当S 闭合时,根据额定功率表达式N N N I U P = 则A 450200U P I N N N === 又根据额定电压表达式N N N I R U = 那么Ω===5.12450I U R N N N（2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，所以V 5245.050I R U E U N 0N 0=⨯+=+== （3）电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为A 1045.052R E I 0S ===1-7 在题图1-7中，五个元件代表电源或负载。
电流和电压的参考方向如图中所示，通过实验测量得知V30U V 80U V 60U V 90U V 140U A10I A 6I A 4I 54321321=-==-====-=（1）试标出各电流的实际方向和电压的实际极性； （2）判断那些元件是电源？那些是负载？（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？E 解题图3题题1-721U U U21U 题题题4解：（1）各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。
（2）根据U 和I 的实际方向来判定，当U 和I 的实际方向相反时即为电源（注意，U 的实际方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极），否则为负载。
第1章电路定律及分析方法习题1.3（支路电流法)Consider the circuit of Figure 1.3 where R 1=R 2=1Ω and R 3=2Ω. Find the three currents, I 1, I 2, I 3.(Answer ：A 25.3 A,75.0 A,25.4321=-==I I I )1.4 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 1-mA current source for the circuit shown in Figure 1.4. (Answer : U = 3 V)1.5 (结点电位法) 如图1.5所示电路，用结点电位法求电流I 1～I 4。
（答案：A 2.21-=I ，A 2.02-=I ，A 2.03=I ，A 8.14-=I ）1.7 （叠加原理）图1.7所示电路，已知：U 1=0时，I =10mA ，当U 1= -10V 时，I =-80mA 。
求U 1=5V 时，I 是多少mA 。
（答案：55mA ）I U 1+R 310V Figure 1.3V 13图1.5 习题1.5的图-U Figure 1.41.9(戴维宁定理) A resistor, R , was connected to a circuit box as shown in Figure 1.9. The voltage, U , was measured. The resistance was changed, and the voltage was measured again. The results are shown in the table. Determine the Thévenin equivalent of the circuit within the box and predict the voltage, U , when R = 8 k Ω.（Answer ：V 12S =U ，Ω=k 4S R ；当k Ω8=R 时V 8=U ）1.13（电阻网络的Y-转换，戴维宁定理）用戴维宁定理求图1.13电路中的电流I 。
