电工电子技术课后-答案第二版-(徐淑华-著)
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《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小,I A下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K V I <=Ω=250100,所以不合理。
电工电子技术徐淑华答案电工电子技术徐淑华答案【篇一:电工电子习题与答案】题、答案习题思考题1.什么是二极管的单向导电性?2.理想二极管指的是什么?3.什么是二极管的反向恢复时间?4.稳压二极管电路中的限流电阻有何作用?5.共发射极三极管电路的放大作用是如何实现的?6.如何判断三极管工作状态:截止区?放大区?还是饱和区?7.三极管的开启时间和关闭时间指的是什么?8.mos场效应管的开启电压是什么?9.如何判断nmos场效应管的工作状态:截止区?恒流区?还是可变电阻区?10.mos场效应管的跨导gm是如何定义的?11.mos场效应管的导通电阻rds是如何定义的?在可变电阻区和恒流区rds值是否相同?填空题l,n型半导体中的多数载流子是_____。
2.pn结具有___导电性。
3.半导体二极管、三极管有硅管和___管。
4.硅管二极管的导通电压uon约为___,导通后其管压降约为___;锗管的uon约为___,导通后其管压降约为___。
5.理想二极管导通时,其管压降ud=___、其等效电阻rd=___。
6.三极管是一种电__控制器件。
8.场效应管是一种电__控制器件。
11.场效应管的开关速度主要受管子的__电容影响,其数值通常在皮法拉级。
练习题1.1.*(2-1)在下图p1.1(a)、(b)、(c)电路中,设二极管为理想二极管,输入电压图p1.12.2.*(2-2)一个npn型硅三极管电路如图p1.2(a)所示,其输出特性曲线如图p1.2(b)所示。
试在(b)图上标出截止区、饱和区及放大区。
图p1.24.*(2-4)若已知一个三极管的集电极最大允许功耗650mw,问:(l)当uce=15v时,其最大允许集电极电流ic=?(2)当uce=0.3v时,其最大允许集电极电流ic=?5.*(2-5)在习题2中,若已知管子的导通电压uon=0.6v,管子导通后ube=0.7v,uces=0.3v,(l)电路在ui=uil=ov和ui=uih=5v时的工作状态(截止,饱和,放大?)(2)若固定rb值不变,求电路工作在临界饱和区时rc最小值。
1-4 求图1.59示电路中电流源两端的电压及通过电压源的电流。
解:(a )144V S U =-⨯=- (b) 5409V U U ++=∴=-2A I =1-7 图1.61所示电路中,求恒流源的电压,恒压源的电流及各自的功率。
解:由KVL 方程:1010I = 1I = A 由KCL 方程:21E I =+ 1E I = A由KVL 方程:22100S U +⨯+= 14S U =-V 14228S S S P U I ==-⨯=-W 1010V E P I ==W1-10 用电压源和电流源的等效变换法求图1.64电路中的I解:等效变换图为:6(3 1.5) 1.50I ∴++-= 1A I =-1-11 用支路电流法求解图1.65中的各支路电流。
解:1232123012428012440I I I I I I I ++=⎧⎪-+-=⎨⎪-+=⎩36V图1.64题1-10的电路⇒6V6V6V⇒(a)(b)I S 2Ω 1A5V2A 图1.59习题1-4的电路210Ω图1.61 习题1-7的电路8V 24Ω图1.65题1-11电路联立得:1230.5A 1.25A 1.75A I I I =⎧⎪=⎨⎪=-⎩1-13 用叠加原理计算图1.67示电路中的I 。
解:利用叠加原理1.67分解为下列(a)(b)两图:'"'"110.25A0.50.5121120.5A 220.75A I I I I I =⨯=++=⨯⨯==+=1-15 用戴维南定理计算图1.69示电路中1R 上的电流I 。
解:图1.69可简化为图(c )的等效电路。
等效电路的电动势可用图(a )来求:24100O U +⨯-= 2O E U ==V等效电路的内阻可用图(b )求得: 04R =Ω 得等效电路如图(c )所示。
由等效电路求得:120.15449O E I R R ===++ A1-17 用支路电流法、叠加原理、戴维南定理分别计算图1.71所示电路中的电流I 。
第1章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:(每空0.5分,共20分)1、电源和负载的本质区别是:电源是把其它形式的能量转换成电能的设备,负载是把电能转换成其它形式能量的设备。
2、对电阻负载而言,当电压一定时,负载电阻越小,则负载越大,通过负载的电流和负载上消耗的功率就越大;反之,负载电阻越大,说明负载越小。
3、实际电路中的元器件,其电特性往往多元而复杂,而理想电路元件的电特性则是单一和确切的。
4、电力系统中构成的强电电路,其特点是大电流、大功率;电子技术中构成的弱电电路的特点则是小电流、小功率。
5、常见的无源电路元件有电阻元件、电感元件和电容元件;常见的有源电路元件是电压源元件和电流源元件。
6、元件上电压和电流关系成正比变化的电路称为线性电路。
此类电路中各支路上的电压和电流均具有叠加性,但电路中的功率不具有叠加性。
7、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件吸收电能;电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件供出电能。
8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等,这种情况称为电源与负载相匹配,此时负载上获得的最大功率为U S2/4R S。
9、电压是产生电流的根本原因。
电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。
电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位,电位具有相对性。
10、线性电阻元件上的电压、电流关系,任意瞬间都受欧姆定律的约束;电路中各支路电流任意时刻均遵循KCL定律;回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。
这三大定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。
二、判断正误:(每小题1分,共10分)1、电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。
(错)2、电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。
(错)3、大负载是指在一定电压下,向电源吸取电流大的设备。
(对)4、电压表和功率表都是串接在待测电路中。
习 题 二2-2 图2.17所示电路换路前已处于稳态。
试求(1)换路后瞬间的)0(),0(),0(),0(),0(),0(L C 21L C ++++++u i i i i u 。
(2)换路后电路到达新的稳定状态时的)(),(),(),(),(),(L C 21L C ∞∞∞∞∞∞u i i i i u 。
解:(1)16(0)311i A -==+23(0) 1.52i A -==3(0)(0) 1.5L i i A --==4(0)(0) 1.5c l u i R V --==由换路定则:(0)(0) 1.5c c u u V +-==(0)(0) 1.5L L i i A +-==131326 1.5(0)(0) 2.25(0)0(0)0L i i AR R i u ++++-===+==(2)换路后达到新的稳定状态113466()()2111∞=∞===++++L i i mA R R R24()0,()0()()2()0c c L L i i u R i V u ∞=∞=∞=∞=∞= 2-3求图 2.18所示电路S 接通和断开两种情况下的时间常数。
已知:μF 01.0, Ω100, V 2204321======C R R R R U 。
解:接通时:04312//(//)100//(10050)60R R R R R =+=+=Ω670600.0110610R C s τ--==⨯⨯=⨯断开时:0432//()100//20066.7R R R R =+==Ω67066.70.0110 6.6710R C s τ--==⨯⨯=⨯u LΩ i 1 R 1 R 3 i 3 i L 图2.17 习题2-2的电路+ -C图2.18 习题2-3的电路2-4在图2.19中,μF 10, μF 10, k Ω6, k Ω12, V 202121=====C C R R E ,电容原先未储能。
求0≥t 时的)(C t u ,并画曲线。
《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小,I A下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt过高;(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K VI <=Ω=250100,所以不合理。
习 题 一1-1 在图1.51中,方框代表电源或负载。
已知,100V =U ,2A -=I 。
试问,哪些方框 是电源,哪些是负载?解:(a )电源 (b )电源 (c )负载 (d )负载1-2 已知蓄电池充电电路如图1.52。
电动势20V =E ,设Ω2=R ,当端电压12V =U 时求 电路中的充电电流I 及各元件的功率。
并验证功率平衡的关系。
解:RI U E += 201242I -∴==A 2220480W423212448WE R U P P R I P =-⨯=-==⨯==⨯=W80R U P P +=W电路中电源发出的功率等于负载消耗的功率,功率是平衡的1-3 在图1.53所示电路中,已知,14V 1=U ,2A 1=I ,10V 2=U ,1A 2=I ,4V 3-=U , 1A 4-=I 。
求各元件的功率。
并说明是吸收还是发出。
并验证功率平衡的关系。
解:由上面计算得:元件1发出功率,元件2、3、4吸收功率123428W 28WP P P P =-++=1-4 求图1.54示电路中电流源两端的电压及通过电压源的电流。
解:(a )(b) U2A I =1-5 一直流电源,其额定功率为200W N=P ,额定电压50V N =U ,内阻为0.5Ω0=R,负载电阻L R 可调。
试求:(1)额定工作状态下的电流及负载电阻;(2)开路电压U 0;(3)图1.52习题1-2的电路=U 1 U 2图1.53 习题1-3的电路+ =- =(a) (b)I S 2Ω1A5V 2A 图1.54习题1-4的电路(a)(b)(c) (d)图1.51 习题1-1的电路11122233342414228W 10110W 428W (10)(1)10WP U I P U I P U I P U I =-=-⨯=-==⨯==-=⨯==-=-⨯-=短路电流S I 。
解:(1)N N N P U I = 200450N I == A N L N U R I = 12.5L R =Ω (2)05040.552E U IR =+=+⨯=V (3)0104S EI R == A 1-6 图1.55中已知10V 1=U ,4V 1=E ,2V 2=E ,4Ω1=R ,2Ω2=R ,5Ω3=R ,2Ω4=R 。
2-2图2.17所示电路换路前已处于稳态。
试求(1)换路后瞬间的U c (O .),L (0.))(0 .),i 2(0 .),i c (0 .),U L (0 .)。
(2)换路后电路到达新的稳定状态时的U c (::),人(二),h (::), i 2 (::), i c (::), U L (::)。
6i i R i R 3 i 3 i i_解:(1) i 1 (0 _) 3 A1+1 3i 2(0 J 1.5A2U c (0 J =i i (0 JR 4 =1.5V由换路定则:u c (0 J =u c (0J =1.5Vi L (0 .)二 i L (0 J =1.5A 6—1.5 h (0 J “3(0 ) 2.25AR +R 3i 2(0 )=0 U L (0 )=0(2)换路后达到新的稳定状态6 6 讯二)叫(二) 2 mA R R 3 R 4 111i 2(::) =0,i") =0 UcL )二RJ L L ) =2V U L (::) =02-3 求图2.18所示电路S 接通和断开两种情况下的时间常数。
已知:U 二 220V , R [二 R ?二 R 3 二 R 4 =100Q ,C 二 0.01 yF 。
R g =R//(R 3 R//R 2) =100//(100 50)= RoC =60 0.01 10^=6 10^s断开时:R Q 二 R t 〃(R 3 R 2) =100〃 200 = 66.7」二 R o C=66.7 0.01 10上= 6.67 10^si 3(0J =i L (0J =1.5A 解:接通时:图2.18 习题2-3的电路图2.17 习题2-2的电路C2-4 在图 2.19 中,E =20V ,R i =12k Q , R ? =6k Q , C^10 ^F ,C^10^F ,电容原先未储能。
求t _0时的U c (t),并画曲线。
二 RC汎(C2G)"10320 10・12 10,S图 2.19 习题 2-4 的电路t%(t) =%(::) [%(0 .) -U c (::)]e -t25 2t=20 (0 -20)e 12“ =20 -20e 32-5求图2.20所示电路中的u c (t),i c (t)并画波形。
稳态值:u c (::)=02__t_u c (t)=u c (::) [u c (0 )_u c (::)]ei =60e 〒0Z=60e "0ti c (t) =C 'duC ^ =2 10” (—100 60) e —100=「12e —齢入2-6 求图 2.21 所示电路中的 U c (t), i c (t)。
已知:E =100V,C =0.25 卩F , R 1 = R 2 = R 3 =4 Q 。
换路前电路已处于稳态。
R2解:U c (O ) =%(0_) =0+_R 1C 1+C 2U cR> 3k Q[ I -----------iC解:初时值:u c (0 .) =u c (0J =6 10=60v t=0R ’3k Q时间常数:二 RC=2 10止(3 3// 6) 103 =10^s图2.20 习题2-5的电路t10mAR 36k QR 1R 2图2.21习题2-6的电路解:U c (O .)=U c (O 」R ^E = 50VR )* R 3UcCJ =100Vw RC =8 0.25 10—2 10'sU c (t) =U c (:J [U c (0 .) -U cC :)]e = 100 (50 _100)e§ 10" =100 _50e 」105t V心c 響g 严AE 1 =10V ,E^ = 5V , C =100yF ,R [二 R 2 =4k Q , R^ = 2k Q 。
开关 ST =RC=(R 3 +R//R 2) "00X10》 36=(2 2) 10100 10 =0.4sU c (t) =UcC :) [U c (O .) -U c (::)]e =2.5 (5 - 2.5)e= 2.5 2.5e 04 = 2.5(1 et * 时 i (::)250.625mA R + &4+4i(t) =i(::) [i(0 ) _i(::)]e =0.625 (0.3125_0.625)e = 0.62^0.3125e^.5t合在 E i 时电路处于稳态。
求t_0时的 u C(t) , i(t)。
R 2解:U C(0)W R 「R 2E 1 =5VR 22-7 图2.22所示电路中,当t =0亠时,u c (0::;) =5V 电路如图示:i(0 .)= 0.3125mA*1 1 \r —1 *—------------------------------- 1R2 ([ ----------------------E 2 t "0.4+ U c图2.22 习题2-7的电路i(0 .) R i+5V5V2-8 图 2.23 所示电路中,C=O.g F R =6k Q , R^1k Q , R^2k Q ,I^6mA 。
换路前电2-9图2.24( a )所示电路中,已知 出U o 波形。
解:.二 RC =1 103 10 10》=0.01s t p =0.2s, Lt p0^t E0.2s 时ttU 0 二=10e 命=10e 400t Vt 一 0.2s 时,t -t 1t -0.2u 。
二 ~Ue 10「°.01 =-1Oe=00(t q 2)V2-10图2.25所示电路中,开关闭合前电路已处于稳态。
求开关闭合后的人⑴。
其中,E =4V,L =10mH ,尺=5Q , R ? =R s =15Q 。
路已处于稳态。
求闭合后的 U c (t),并画出波形。
解:u c (0』=u c (OJ = Rl s =6灯03 =36V UcC :)二 &R i R 2 R 3 -8V 6 14 4 .二 RC 二[R 3〃(R R 2)] 0.1 10 10 s 9t t3U c (t) =U cC :) [U c (0 .)-%(::)]「=8 (36-8)「=8 28e 》.410 9R=1^1, C=10疔。
输入图4.24 ( b )所示电压,试画图2.24 习题2-9的电路t/si LL图2.25 习题2-10的电路tL(t) J(::) [L(0 )-LCJlei =0.16 0.04e'875t A2-11 图 2.26 中,E =6V, L 1 =0.01H, L 2 =0.02H,R^2 Q , R 2 =1Q 。
试求: (1)S ,闭合后,电路中电流的变化规律。
(2) 当S 1闭合后电路达到稳定状态时再闭合 S 2,试求i 1,i 2的变化规律。
解: ( 1) i L1 (0 _) =0Ai L2(°_)= 0A咕(0 ) “L2(0 ) ®t =::时,咕(二)E2A R 1 +R 2=2A100t ”心⑴=i L2(t) = 2-2e A 即:h(t) =i 2(t) =2_2e"0t AtR 0R 1 + R2-0.01s(2) i L1(0」=I L 2(0」二R 1 R 2=2A咕(0 ) “L2(0 ) =2At --:时,inL) E =3AR 1r =匚=0. 0 0 5s解: t =0 时,i L (0 J =R * R3 0.2A5 15i L (0 M L (6)0. 2t = ■:时,i L C :)二E R i (R 2//R 3)R 2R 2 ' R 3-0.16AR 0L 0. 01 __ R 3 R //R 「1 5 5 //! 50. 1罷5说2-8 图2.23 所示电路中,C=O.g F R =6k Q , R^1k Q , R^2k Q ,I^6mA。
换路前电故:h(t) =i L1(::)[咕(0 )71(::)]』=3-e"0t A- - L2t-::时,i L2C:)=°A 2- = 0.02sR2t故:i2(t)二心㈡)[心(0 )-心(::)]「=2e“0t A。