《电工电子技术(少学时)》(第4版_林平勇)习题答案 xiti8-3

Proteus ISIS的使用方法Proteus ISIS软件的安装：从网上下载软件包并解压后将形成安装文件。

执行Proteus 6.9 SP4文件夹内的Prosys6.9.04.exe文件开始安装：将出现对话框，在相应位置输入名称和密码，然后点击确定键，运行一段时间后将出现下图所示的界面。

选择Modify典型安装后点击Next按钮后将出现。

点击Next按钮将出现如图所示界面。

等待自动安装，安装结束出项图示界面点击Finish按钮结束安装。

首次安装完成后需要运行：开始—程序--Proteus 6 professional—Licence Manager程序，寻找All Key Files 按下图提示运行：运行后出现下图所示页面：点击Find All Key Files按钮后开始搜索，将出现如图所示页面：当其搜索完成后将出现如图所示界面：点击Close按钮关闭页面。

完成该程序的运行。

Proteus ISIS软件就可以正常运行了。

Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。

它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是实现了模拟电路仿真和数字电路仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

下面介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。

一、进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 6 Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 6 Professional”→“ISIS 6 Professional”，出现如图1-1所示屏幕，表明进入Proteus ISIS集成环境。

图1-1 启动时的屏幕若出现如图所示屏幕，用鼠标左键点击“ON”按钮二、工作界面Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。

第2章 正弦交流电路一、要点和基本要求本章讨论稳态单相正弦交流电路中的器件及响应，首先学习用于分析正弦交流电路的工具相量；在此基础上展开对简单正弦交流电路的分析讨论；最后介绍复杂正弦交流电路的分析方法。

由于稳态正弦交流电路分析中，电压、电流均是随时间变化的量，元件的伏安关系将不再是简单的比列关系，而是微分或积分关系。

利用基尔霍夫定律结合元件伏安关系列出的求解方程将是微分方程，这给求解带来了困难。

通过分析可知，稳态正弦交流电路中的激励与相应是同频率的正弦量，这就给解决问题提供了简化条件。

利用相量可以很好的表示稳态正弦交流电路中的激励与相应的相关参数。

这样就可以将求解复杂微分方程的过程，转换成求解简单代数相量方程。

在学习过程中要注意，一个相量包含模和辐角两个参数，所以需要用求解复数方程的方法，对列出的相量方程进行求解；也可以利用相量图的方法求解。

这比直流电路中参数的求解复杂、困难，但是在直流电路分析中学过的各种定律和定理均适用于稳态正弦交流电路。

在获得需要的参数后，利用对应关系，再将这些参数变换成相应的正弦量，获得需要的解。

（一）要点1.正弦量与相量的相互对应关系有效值相量的模对应正弦量的有效值、辐角对应正弦量的初相角。

幅（最大）值相量的模对应正弦量的幅值、辐角对应正弦量的初相角。

在相量图上正弦量被表示成一段绕原点逆时针以角速度ω旋转的有向线段。

正弦量的有效值或幅值对应线段的长度；初相角对应有向线段与正实轴的夹角。

2.稳态正弦交流电路中元件的伏安关系 (1)瞬时值关系：电阻元件：R R Ri u =；电感元件：dt di Lu L L =；电容元件：⎰=dt i Cu C C 1理想电压源：ϕω+=t U u m S sin ：理想电流源ϕω+=t I i m S sin (2)相量关系：电阻元件：R R R ••=I U ；电感元件：L L L jX ••=I U ；电容元件：C C C jX ••-=I U 理想电压源：u m S ϕ∠=••U U ；理想电流源 i m S ϕ∠=••I I3.简单正弦交流电路的分析分析计算RLC串联电路的总响应及各理想元件上的响应；计算电路总功率及各元件功率。

第3章三相电路一、要点和基本要求三相电路是一种复杂正弦交流电路，它通常由三组电源和三组等效负载组成。

由于三相电源是同频率、具有不同初相的一组电源。

所以，相量仍然是分析三相正弦交流电路的重要工具。

由于它的三组电源之间有某种特殊的关系，所以对这样电路的分析，将与分析普通复杂正弦交流电路有一定的区别，在一定的条件下可以将复杂的分析简单化。

本章首先学习三相正弦交流电的相、线电压和电流及它们之间的关系；然后讨论星接负载与角接负载，及在三相正弦交流电激励下的响应；最后讨论三相电路中负载的电功率。

学习中注意三相对称负载与非对称负载产生的响应有什么不同；负载与电源之间有中线和无中线连接，会对电路产生什么影响。

（一）要点1.三相电源对称三相电源是由三个幅值相等，初相相差120度的三个单相电源组成，当采用星型连接时，形成三相四线制供电方式。

每个单相电源的电压就是相应相的相电压，两组单相电源的端线之间的电压是线电压，且线电压的大小是相电压的3倍。

各线电压超前相应的相电压30度电角度。

各相电流就是相应的线电流。

若采用三角型连接时，形成三相三线制供电方式。

各相的相电压也就是相应的线电压；而线电流由各相电流合成，也具有线电流是相电流3倍的关系。

各相电流滞后相应线电流30度电角度。

2.三相负载的联接（1）三相负载星接三相负载有中线星接，适用于负载工作电压与电源相电压相同的单相负载，组合成三相负载的情况。

也适合工作电压与电源线电压相同的三相负载。

（2）三相负载角接适用于负载工作电压与电源线电压相同的单相负载，组合成三相负载的情况。

也适合工作电压与电源线电压相同的三相负载。

3.三相电路的分析（1）对称三相电路的计算根据一相的激励与负载关系计算出响应，然后利用相序关系直接写出其它相的响应。

（2）非对称三相电路的计算根据各相的激励关系和负载情况分别计算各相的响应对非对称无中线情况，先计算负载中点与电源中点的电压；再计算各相的电压；然后根据各相负载情况分别计算响应。

第1章思考题与习题解答1-3 I 1的实际方向向下，I 2的实际方向向左，I 3的实际方向向上；U 1的实际方向下正上负，U 2的实际方向向右正左负，U 3的实际方向下正上负；W 360111-==I U P 释放功率 W 210222=-=I U P 吸收功率 W 150333==I U P 吸收功率1-4 （a ）W 162A V 8=⨯=P（b ）W 123A V 4-=⨯-=P （c ）W 51A V 5=⨯=P （d ）W 183A V 6-=⨯-=P 1-6 V 600==RI U W 1802==RI P 1-7 []900kWh kWh 30)(3100)10100(3=⨯⨯⨯⨯==-Pt W1-8 （a ）A 1A 268=-=I V 2V )12(bc -=⨯-=U （b ）8V V )152512(S =⨯++-⨯+U 4V S =U 1-9 （a ）V 1V 2V 3ab =-=U（b ）1)V 2(V 5⨯+-=R Ω=7R1-10 （a ）A 2)A 221(=+=I电压源功率：W 42)W 2(US -=⨯-=P 电流源功率：W 21)W 2(IS =⨯=P电阻功率：W 2W 222R =⎥⎦⎤⎢⎣⎡=P（b ）1V V )211(=⨯+-=U电压源功率：W 22)W 1(US -=⨯-=P电流源功率：[]W 2W 2)1(2)W (IS -=⨯--=⨯-=U P 电阻功率：[]W 4W 122R =⨯=P 1-11 0521=-+I I I0645=--I I I 0236=-+I I I0134=--I I I0S11144S455=-++-U I R I R U I R 0S44433S366=+--+U I R I R U I R05566S222=--+-I R I R U I R 其他回路电压方程略1-12 5V 2)V 756366(-=⨯-+⨯+=U 1-13 0321=-+I I I0S13311=-+U I R I R0S23322=-+U I R I R将已知数据代入方程，得：A 121=I ，A 42-=I ，A 83=I 以b 点位参考点， 0b =V0V 1233a ==I R V 0V 18S1c ==U V 0V 8S2d ==U V 0V 10d c cd =-=V V U以d 点位参考点， 0d =V0V 422a =-=I R V 0V 8S2b -=-=U V 0V 10S2S1c =-=U U V 0V 10d c cd =-=V V U第2章思考题与习题解答2-1 （a ）图中四个电阻并联，Ω=2R（b ）图中两个2Ω电阻并联后与3Ω电阻串联，然后与4Ω电阻并联，再与6Ω电阻串联，最后与 8Ω电阻并联，Ω=4R 2-2 开关打开A 91.2A 2624)2(6)2(410=++++⨯+=I开关闭合A 94.2A 2222646410=+⨯++⨯=I2-3 （a ）（b ）6V（c2-4 将电路进行等效变换，可求出电流。

第6章异步电动机一、要点和基本要求掌握三相异步电动机的结构和转动原理，了解三相异步电动机的机械特性，对选择和使用三相异步电动机会有很大的帮助。

由于很多机械在工作过程中都需要有速度的变化，直接对带动这些机械转动的电动机进行调速将会极大的简化机械的传动机构和变速器的结构。

有些电动机在停止运转时需要制动，虽然可以采用机械制动方法，但是如果采用三相异步电动机电气制动，将会使制动装置非常简单，既简化了机械结构又降低了造价。

通过本章的学习将会有助我们了解三相异步电动机的电气调速和制动原理，掌握三相异步电动机的电气调速和制动方法。

（一）要点1.三相异步电动机的结构转子、定子、磁轭、端盖、轴承等各部分的结构及用途。

2.转动原理及旋转磁场的产生原理转子导体与旋转磁场相互作用产生电流，电流与磁场作用产生电磁力，推动转子旋转运动。

三相电流在三个绕组中随时间变化，合成磁场在空间形成旋转磁场。

3.三相异步电动机的启动、调速、制动（1）启动：小功率电动机启动时由于电流较小，所以不会对电网产生影响，所以可以直接启动；大功率电动机启动时，由于很大的启动电流将会对电网造成影响，所以不允许直接启动，必须采用降压启动的方式，将对电网的影响限制在允许范围内。

所以需要掌握各种启动方法。

（2）调速：异步电动机有多种调速方法，不同类型的异步电动机适用不同的调速方法。

各种调速电路需要不同的控制器件，组成不同的调速控制电路。

（3）制动：异步电动机可以采用机械和电气制动方式，本章主要学习常用的电气制动方式和制动控制电路的组成。

4.三相异步电动机的选择我们可以根据负载特性选择三相异步电动机，在选择时要借助三相电动机铭牌上提供的参数进行选择。

所以了解铭牌参数的含义是非常重要的。

5.单相异步电动机单相异步电动机与三相异步电动机有类似的工作原理，但是与三相异步电动机的主要不同点在于它不具备启动转矩。

单相交流电流在单相异步电动机的定子绕组中产生的脉动磁场，可以分解成两个旋转方向相反的旋转磁场，在转子静止时，由于两个磁场的作用结果不会再转子中产生感应电流，所以转子不会转动。

13.5 今要求负载电压U O =30V ，负载电流I O ＝150mA ，采用单相桥式整流电路，带电容滤波。

已知交流电源频率为50Hz ，试选用管子型号和滤波电容器，并与单相半波整流电路比较，带电容滤波后，管子承受的最高反向电压是否相同？解：桥式整流电路，带电容器滤波：流过二极管的平均电流为： )(752/1502/mA I I o D ===二次电压为： )(252.1/302.1/2V U U o === 二极管反向最大电压：)(4.3525222V U U DRM =×==负载电阻为： )(200)(2.0150/30/Ω=Ω===k I U R o o L由于f=50Hz ，所以， T=0.01s 。

取 T C R L 5.2=)(1251025.1200/01.05.24F C µ=×=×=−电容耐压需要大于U DRM =35.4V 。

二极管可选： 2CZ11A ，I OM =1A ，U RM =100V 。

电容可选：150µF/50V 。

半波整流电路，带电容器滤波：流过二极管的平均电流为： )(150mA I I o D ==二次电压为： )(302V U U o == 二极管反向最大电压：)(9.843022222V U U DRM =××==负载电阻为： )(200)(2.0150/30/Ω=Ω===k I U R o o L由于f=50Hz ，所以， T=0.02s 。

取 T C R L 5.2=)(250105.2200/02.05.24F C µ=×=×=−电容耐压需要大于U DRM /2，即：42.5V 。

二极管可选： 2CZ11A ，I OM =1A ，U RM =100V 。

电容可选：270µF/50V 。

9.5 功率表是如何工作的？说说单相有功功率和三相有关功率是如何测量的。

答：
功率表一般采用电动式仪表结构，将固定线圈串联在电路中，将活动线圈串联大电阻后并联在被电路两端，活动线圈的转矩正比于两线圈电流的乘积，而活动线圈的电流正比于电压，因此，活动线圈的转矩正比负载电流与负载电压的乘积，即正比于电功率。

单相功率的测量是将功率表的电压线圈接到电源端，电流线圈串联到被测量电路中。

三相功率测量分为：一表法，用于三相四线制对称负载，测量其中一相当功率乘以3得到总功率；两表法,将两块功率表的电流线圈串联到两相电路中，其电压线圈分别接的各相到第三相上，总功率等于两功率表读数之和；三表法：用于三相四线制，三块表分别测量三相功率，总功率等于三块读数之和；三相功率表法：直接将三相电压、任意两相电流引入三相功率表，其读数即为三相功率。

第12章集成运算放大器一、要点和基本要求目前对微弱电信号放大使用最广泛的一种半导体器件是运算放大器。

在电路体积、放大倍数稳定性、工作可靠程度等众多方面，运算放大器比用三极管组成的多极放大器有更多的优点。

集成运算放大器内部结构不是我们关心的内容，我们注重的是用运算放大器如何组成符合我们需要的各种电路。

及这些电路输出与输入信号和电路元件参数之间的关系。

掌握协这些内容对我们维修与维护或设计简单的运算放大器组成的各种电路有重要的意义。

本章重点学习几种常用的由运算放大器组成的电路，从电路结构、电路特性、输出与输入信号关系、应用场合等几个方面讨论。

（一）要点1.负反馈技术什么是电子电路中的负反馈技术，其在电路中的作用是什么。

四种基本负反馈类型是什么，各种类型具有什么作用。

各种基本负反馈电路特征是什么。

2.常用的基本运算电路反相比例运算电路、同相比例运算电路、差动运算电路、微分和积分运算电路。

加法和减法器、比较器等是组成目前最常用电子控制电路的基础。

掌握这些电路的构成，会对这些电路分析，知道电路参数对电路的影响，是掌握目前各种控制电路的基础。

3．改善运算放大器工作条件和防止运算放大器损坏的电路消振和调零电路，输入、输出限幅电路和电源反接限制电路是运算放大器常用的辅助电路。

掌握这些电路的结构形式，对分析电路和设计电路都是非常重要的。

（二）基本要求1．会判断电路中的负反馈电路，了解其在电路中的作用掌握根据反馈电路基本特征判断电路中是否存在反馈，如存在能判断出是什么类型反馈，清楚反馈在电路中起的作用。

掌握四中基本负反馈电路结构特征及判断方法。

2．掌握基本运算电路结构会计算电路参数（1）掌握反相比例运算电路、同相比例运算电路、差动运算电路、微分和积分运算电路。

加法和减法器、比较器的电路形式，熟知输出与输入之间的关系，清楚这些电路适用于那些场合。

能看懂电原理图。

（2）能够根据需求绘制出简单的信号处理电路，并计算出电路参数。

2.29 某工厂有一个220V 、f=50Hz 的交流电源同时供给照明和动力用电，如题2.29图所示。

已知照明设备为200盏40W 的白炽灯，动力负载为5台1.7kW 的电动机，其功率因数为cos ϕ=0.8，ϕ>0，试求总电流可能达到的最大值I m 。

现有熔断器规格是75A ，100A ，150A ，应选用哪种？若全部用电设备同时工作8小时，问共耗多少电？解：一台220V 、1.7KW 、cos ϕ=0.8的电机，等效阻抗、电阻和感抗是：)(78.2217008.0220cos 222Ω=×===P U S U Z ϕ )(67.136.078.22sin )(22.188.078.22cos Ω=×==Ω=×==ϕϕZ X Z R d d 五台电机等效的电阻、感抗是： )(73.25)(64.35Ω==Ω==d d X X R R 200盏220V ，40W 白炽灯的等效电阻为)(05.64020022020022Ω=×==P U R b 等效阻抗为)(2.21/73.27.15/07.109.36/55.405.673.264.305.6)73.264.3(05.6)//(Ω°=°°×=+++=+=j j jX R R Z b all )(11373.222022A Z U I all m =×== 选择的熔断器规格应为工作电流的1.2~1.5倍，故应选择150A 的熔断器。

耗电 )(1328)7.151000/40200(H KW P •=××+×= 即132度。

RbR jXUkW 7.1× 题2.29图。