电工与电子技术之电子技术课后答案
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第14章晶体管起放大作用的外部条件,发射结必须正向偏置,集电结反向偏置。
晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。
2.晶体管的电流分配关系晶体管工作在放大区时,其各极电流关系如下:C B I I β≈(1)E B C B I I I I β=+=+C C BB I I I I ββ∆==∆3.晶体管的特性曲线和三个工作区域 〔1〕晶体管的输入特性曲线:晶体管的输入特性曲线反映了当UCE 等于某个电压时,B I 和BE U 之间的关系。
晶体管的输入特性也存在一个死区电压。
当发射结处于的正向偏压大于死区电压时,晶体管才会出现B I ,且B I 随BE U 线性变化。
〔2〕晶体管的输出特性曲线:晶体管的输出特性曲线反映当B I 为某个值时,C I 随CE U 变化的关系曲线。
在不同的B I 下,输出特性曲线是一组曲线。
B I =0以下区域为截止区,当CE U 比较小的区域为饱和区。
输出特性曲线近于水平部分为放大区。
〔3〕晶体管的三个区域:晶体管的发射结正偏,集电结反偏,晶体管工作在放大区。
此时,C I =b I β,C I 与b I 成线性正比关系,对应于曲线簇平行等距的部分。
晶体管发射结正偏压小于开启电压,或者反偏压,集电结反偏压,晶体管处于截止工作状态,对应输出特性曲线的截止区。
此时,B I =0,C I =CEO I 。
晶体管发射结和集电结都处于正向偏置,即CE U 很小时,晶体管工作在饱和区。
此时,C I 虽然很大,但C I ≠b I β。
即晶体管处于失控状态,集电极电流C I 不受输入基极电流B I 的控制。
14.3 典型例题例14.1 二极管电路如例14.1图所示,试判断二极管是导通还是截止,并确定各电路的输出电压值。
设二极管导通电压D U =0.7V 。
25610VD1(a)(b)(c)(d)例14.1图解:○1图〔a 〕电路中的二极管所加正偏压为2V ,大于DU =0.7V ,二极管处于导通状态,则输出电压0U =A U —D U =2V —0.7V=1.3V 。
电工电子技术课后习题与答案(a)(b)图4-24 习题4、1的图解(a)(b)4、2 在图4-25所示电路中,已知I =10mA,R1 =3kΩ,R2 =3kΩ,R3 =6kΩ,C =2μF,电路处于稳定状态,在时开关S合上,试求初始值(0+),(0+)。
图4-25解对点写结点电压方程有将有关数据代入有4、3 图4-26所示电路已处于稳定状态,在t = 0时开关S闭合,试求初始值(0+)、(0+)、(0+)、(0+)、(0+)。
图4-26解对结点写KCL方程有4、4 如图4-27所示电路,在t = 0时开关S由位置1合向位置2,试求零输入响应(t)。
图4-27 解开关合向位置1后有零输入响应为4、5 在图4-28所示电路中,设电容的初始电压为零,在t = 0时开关S闭合,试求此后的(t)、(t)。
图4-28解已知,开关在时合上,电路的响应是零状态响应,首先利用戴维南定理对电路进行化简4、6 如图4-29所示电路,开关S在位置a时电路处于稳定状态,在 t = 0时开关S合向位置b,试求此后的(t)、(t)。
图4--29解此时电路的响应是全响应开关由位置a合向位置 b后,零输入响应为零状态响应为全响应为4、7 图4-30所示电路在开关S打开前处于稳定状态,在t = 0时打开开关S,求(t)和t =2ms时电容储存的能量。
图4--30解零输入响应零状态响应全响应当时,4、8 电路如图4-31所示,设电感的初始储能为零,在t = 0时开关S闭合,试求此后的(t)、(t)。
解已知,开关合上后,利用戴维南定理对电路进行化简有图4-31已知,开关合上后,利用戴维南定理对电路进行化简有4、9 图4-32所示为一个继电器线圈。
为防止断电时出现过电压,与其并联一放电电阻,已知V,,线圈电感H,,试求开关S断开时(t)和线圈两端的电压(t)、。
设S断开前电路已处于稳定状态。
解4、10 电路如图4-33所示,在t = 0时开关S合上,试求零输入响应电流(t)。
2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3Ω电阻中的电流I 。
a bcde f22224453A6V 20I题题2-2a bcde f2224453A6V 20I解题图12(a)cde f2224453V20I解题图12(b)V 12cde f24453V20I解题图12(c)4V 12c de f24453I解题图12(d)4A3A5cde f2453I解题图12(e)2A2c de f2453I解题图12(f)2V 4e f453I 解题图12(g)V44e f453I解题图12(h)4A1ef8I解题图12(i)A128I解题图12(j)2V2解:根据题目的要求,应用两种电源的等效变换法,将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序,最后化简为解题图12(j)所示的电路,电流I 为A2.0822I注意:(1) 一般情况下,与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可视为开路。
故题图2-2所示电路最左边支路中的2Ω电阻可视为0;(2)在变换过程中,一定要保留待求电流I 的支路不被变换掉;(3)根据电路的结构,应按照a-b 、c-d 、e-f 的顺序化简,比较合理。
2-3 计算题图2-3中1Ω电阻上的电压U ab 。
ab6.06412.0V2ab U V15题题2-32.01V2V15ab U a b解题图13(a)32.01V2V15ab U a b3解题图13(b)2.01ab U a b3A5A 10解题图13(c)1ab U abA1518.0解题图13(d)1ab U ab18.0V8.2解题图13(e)解:该题采用两种电源的等效变换法解题比较简便。
按照解题图13的顺序化简,将题图2-3所示的电路最后化简为解题图13(e)所示的电路,根据电阻串联电路分压公式计算电压U ab 为V 37.2118.08.2Uab2-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。
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 。
电工与电子技术之电工技术课后答案完整版第1章电路的基本概念和基本定律1-1 试求图1-1所示电路的电压U ab和U ba。
图1-1解(a)电压U的参考方向如图所示,已知U=10V,故有U ab=U=10VU ba=-U ab=-U=-10V(b)直流电压源的电压参考方向如图所示,故有U ab=5VU ba=-U ab=-5V1-2根据图1-2所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向,并计算各元件的功率,说明元件是吸收功率还是发出功率。
(a)(b)(c)(d)图1-2解 (a)因为电流为+2mA,电压为+5V,所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。
电阻元件的功率为P=UI=5×2×10-3=10×10-3=10Mw电阻元件的电压与电流取关联参考方向,计算结果P>0,说明电阻元件吸收功率。
(b)因为电流、电压随时间t按照正弦规律变化,所以当电流i>0、电压u>0时,它们的实际方向与参考方向一致;当电流i<0、电压u<0时,它们的实际方向与参考方向相反。
电阻元件的功率为p=ui=5sin(ωt)×sin(ωt)=5sin2(ωt)W电阻元件的电压与电流取关联参考方向,计算结果p>0,说明电阻元件吸收功率。
(c)因为电流为-2mA,所以电流的实际方向与参考方向相反;电压为+5V,所以电压的实际方向与参考方向相同。
直流电压源的功率为P=UI=5×(-2×10-3)=-10×10-3=-10mW直流电压源的电压与电流取关联参考方向,计算结果P<0,说明直流电压源发出功率。
(d)因为电流为+2A,电压为+6V,所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。
直流电流源的功率为P=UI=6×2=12W直流电流源的电压与电流取非关联参考方向,计算结果P>0,说明直流电流源发出功率。
习题11-1 在题图1-1中,已知2I A =-,5R =Ω。
求各图中的电压U 。
U+U+U+U (a)(b)(c)(d)解:(a )U 、I 关联,(2)510U IR V ==-⨯=- (b )U 、I 非关联,(2)510U IR V =-=--⨯= (c )U 、I 非关联,(2)510U IR V =-=--⨯= (d )U 、I 关联,(2)510U IR V ==-⨯=-1-2 在题图1-2中,已知2I A =-,15U V =。
计算各图元件中的功率,并说明它们是电源还是负载。
(a)(b)(c)(d)解:(a )U 、I 关联,(2)1530P UI W ==-⨯=-,0P <,元件A 是电源性。
(b )U 、I 非关联,(2)1530P UI W =-=--⨯=,0P >,元件B 是负载性。
(c )U 、I 非关联,(2)1530P UI W =-=--⨯=,0P >,元件C 是负载性。
(d )U 、I 关联,(2)1530P UI W ==-⨯=-,0P <,元件D 是电源性。
1-3某电路中需要接入一个限流电阻,已知接入的电阻两端电压10R U V =,流过电阻的电流20R I mA =。
试选择这个电阻的参数。
解:3105002010U R I -===Ω⨯ 31020100.2R P UI W -==⨯⨯=规格化以后,0.5R P W =1-4一只15V 、5W 的白炽灯接在36V 的电源上,试选择需要串联的电阻。
解:51153P I A U === 361521R U V =-=216313R U R I===Ω 12173R R P U I W ==⨯=1-5 在题图1-5中,已知112U V =,14S U V =,26S U V =,1232R R R ===Ω.试求2U 。
2解:1211()S I R R U U ++=111212424S U U I A R R --===+221222462S S U IR U U V =+-=⨯+-=1-6在题图1-6中,已知电位器6W R K =Ω。
习题11-1 在题图1-1中,已知2I A =-,5R =Ω。
求各图中的电压U 。
U+U+U+U (a)(b)(c)(d)解:(a )U 、I 关联,(2)510U IR V ==-⨯=- (b )U 、I 非关联,(2)510U IR V =-=--⨯= (c )U 、I 非关联,(2)510U IR V =-=--⨯= (d )U 、I 关联,(2)510U IR V ==-⨯=-1-2 在题图1-2中,已知2I A =-,15U V =。
计算各图元件中的功率,并说明它们是电源还是负载。
(a)(b)(c)(d)解:(a )U 、I 关联,(2)1530P UI W ==-⨯=-,0P <,元件A 是电源性。
(b )U 、I 非关联,(2)1530P UI W =-=--⨯=,0P >,元件B 是负载性。
(c )U 、I 非关联,(2)1530P UI W =-=--⨯=,0P >,元件C 是负载性。
(d )U 、I 关联,(2)1530P UI W ==-⨯=-,0P <,元件D 是电源性。
1-3某电路中需要接入一个限流电阻,已知接入的电阻两端电压10R U V =,流过电阻的电流20R I mA =。
试选择这个电阻的参数。
解:3105002010U R I -===Ω⨯ 31020100.2R P UI W -==⨯⨯=规格化以后,0.5R P W =1-4一只15V 、5W 的白炽灯接在36V 的电源上,试选择需要串联的电阻。
解:51153P I A U === 361521R U V =-=216313R U R I===Ω 12173R R P U I W ==⨯=1-5 在题图1-5中,已知112U V =,14S U V =,26S U V =,1232R R R ===Ω.试求2U 。
2解:1211()S I R R U U ++=111212424S U U I A R R --===+221222462S S U IR U U V =+-=⨯+-=1-6在题图1-6中,已知电位器6W R K =Ω。
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。
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。
电工与电子技术课后习题答案电工与电子技术课后习题答案电工与电子技术是现代工程学科中的重要组成部分,它涉及到电力的生成、传输、分配以及电子设备的设计与应用等方面。
在学习这门课程时,课后习题是巩固知识和提高能力的重要方式。
本文将为大家提供一些电工与电子技术课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一章:直流电路基本定律1. 电流、电压和电阻的关系是什么?答:根据欧姆定律,电流等于电压与电阻的比值,即I = V/R。
2. 串联电阻的总电阻如何计算?答:串联电阻的总电阻等于各个电阻之和,即R总 = R1 + R2 + R3 + ... + Rn。
3. 并联电阻的总电阻如何计算?答:并联电阻的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数,即1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn。
第二章:交流电路基本定律1. 交流电路中,电压和电流之间的相位关系是什么?答:电压和电流之间存在相位差,其大小和方向由电路元件的特性决定。
2. 交流电路中,如何计算电压和电流的有效值?答:电压和电流的有效值可以通过将其进行平方求和,再开平方根得到。
3. 交流电路中,如何计算功率?答:交流电路中的功率可以通过电压和电流的乘积得到,即P = V * I * cosθ,其中θ为电压和电流之间的相位差。
第三章:电感和电容1. 电感和电容的主要特性是什么?答:电感的主要特性是对交流电流的阻抗,而电容的主要特性是对交流电压的阻抗。
2. 如何计算电感和电容的阻抗?答:电感的阻抗为XL = 2πfL,其中f为频率,L为电感值。
电容的阻抗为XC = 1 / (2πfC),其中f为频率,C为电容值。
3. 电感和电容在交流电路中起到什么作用?答:电感和电容可以改变交流电路的相位关系,实现对电流和电压的调节和控制。
第四章:放大器1. 放大器的作用是什么?答:放大器的作用是将输入信号放大到一定的幅度,以便于后续电路的处理和应用。
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。
电工与电子技术双色版课后答案1.以下三种形式的电路中,()是分析和排除电路故障的基础,它最为常用,也最重要。
[单选题] *A. 电路原理图(正确答案)B.框图C.印制电路图2.规定电流的方向为()定向移动的方向。
[单选题] *A.正电荷(正确答案)B.负电荷C.正电荷或负电荷3.AC常用于表示()。
[单选题] *A.直流电B.脉动直流电C.交流电(正确答案)4.DC常用于表示()。
[单选题] *A.直流电(正确答案)B.脉动直流电C.交流电5.电池串联使用的目的是()。
[单选题] *A.提高供电电压B.增大电池内阻(正确答案)C.提高工作电流6.电池并联使用的目的是()。
[单选题] *A.提高供电电压B.增大电池内阻C.提高工作电流(正确答案)7.实际电路中,当电路电流增大时,电源的端电压()。
[单选题] *A.增大B.不变C.减小(正确答案)8.条形磁铁中,磁铁最强的部位在()。
[单选题] *A.中间B.两级(正确答案)C.整体9.霍尔元件通常用作()型传感器。
[单选题] *A.温度B.开关(正确答案)C.速度10.为了定量地描述磁场在某一方面的分布及变化情况,人们引入了()这一物理量。
[单选题] *A.磁感应强度B.磁感线C.磁通(正确答案)11.发电机是利用()的原理制成的。
[单选题] *A.电磁感应(正确答案)B.磁场对电流的作用C.霍尔效应12.电动机是利用()的原理制成的。
[单选题] *A.电磁感应B.磁场对电流的作用(正确答案)C.霍尔效应13.交流电的周期越长,说明交流电变化的()。
[单选题] *A.越快B.越慢(正确答案)C.无法判断14.汽车电路中配置的发电机产生的是()。
[单选题] *A.直流电B.单相交流电C.三相交流电(正确答案)15.关于三相交流发电机的使用,下列说法正确的是()。
[单选题] *A.三相交流发电机产生的三相交变电流,只能同时用三相交变电流B.三相交流发电机不可当作三个单相交流发电机C.三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电,任何情况下都不能少一根输电线(正确答案)二、判断题(每题2分,共40分)1.负载也称为用电器。
第一章1.1在图1-18中,五个元件代表电源或负载。
电压和电流的参考方向如图所标,现通过实验测得 I 1 =-4A I 2 =6A I 3 =10A U 1 =140V U 2 =-90V U 3= 60V U 4=-80V U 5=30V ,(1)试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图); (2)判断哪些元件是电源、哪些元件是负载?(3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡?U 2U 1U 2U 1题1-18图 题1.1改画图解:(1)将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示:(2)根据电源和负载的定义及电路图可知: 元件3、4、5是电源,元件1、2是负载。
(3)电源发出的功率554433I U I U I U P s ++=W 11006304801060=⨯+⨯+⨯= 负载消耗的功率 2211I U I U P R +=W 11006904140=⨯+⨯= R s P P =,电路的功率守恒。
1.2 在图1-19中,已知 I 1 = -3mA ,I 2 = 1mA 。
试确定电路元件3中的电流I 3和其二端电压U 3,并说明它是电源还是负载,并验证整个电路的功率是否平衡。
解 对A 点写KCL 有: mA I I I 213213-=+-=+=对第一个回路写KVL 有: 301031=+U IU 1U 22题1.2图即: V I U 60)3(1030103013=-⨯-=-= 根据计算结果可知,元件3是电源。
这样,V 80的电源的元件3是电路中的电源,其余元件为负载。
电源提供的功率: W I U I U P s 2002601803322=⨯+⨯=+=负载消耗的功率: W I I I U P 200120310330201022222111=⨯+⨯+⨯=++= 这说明电路的功率平衡。
1.3 一只110V 8W 的指示灯,现要接在380V 的电源上,问要串联多大阻值的电阻?该电阻应选用多大功率的电阻?解 根据题意,电阻上的电压为V 270,则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流,即: A U P i 07.01108≈==电阻消耗的功率为: W P R 2007.0270≈⨯= 电阻的阻值为: Ω≈==k i U R R 7.307.02701.4 如图1-20所示, 试求电路中每个元件的功率,并分析电路的功率是否守衡,说明哪个电源发出功率,哪个电源吸收功率。
第三章 集成运算放大器3-1 图3-1所示电路中,1R =200Ωk ,F R =50Ωk ,2R =50Ωk ,3R =1Ωk ,求uf A 及平衡电阻R ,指出电路的运算功能及特点。
解 由“虚短”、“虚断”可得:+u =_u =0 +i =_i =01i =F i ∴1R u i = —FoR u '又'o u =FFR R R R ////R 323+o u由以上公式可得:uf A =io u u = )//R ()//(3132F F F R R R R R R +-≈ -13平衡电阻R=Ω≈+k R R R R F 41)////(321 3-2 如图3-2所示电路,1R 值已知,求iou u 及R 。
解 由“虚短”、“虚断”的性质可得:111u 0R u R u o i i ——=第一级运放的输出i o u 3u 1= 又111u 00u R R oo ——=1u o o u —= ∴i o u u 3-= 即iou u = -3 平衡电阻R=1R //1R =21R3-3 如图3-3所示电路,求iou u 及R ,指出第一级运算放大器的功能。
解 第一级运放构成了电压跟随器∴1u o =i u第二级为反相比例运算电路∴o u = —21u o = —2i u即iou u = —2 R=1R //21R 3-4 如图3-4所示电路,求o u 与1i u 、2i u 的函数关系。
解 第一级为电压跟随器,第二级为反相求和运算。
∴i R 1i u +12R u i =1u 0R o—∴)(2210i i u u u +-=3-5 如图3-5所示电路,写出o u 与1i u 、2i u 的函数关系,并指出电路的运算功能。
解 第一级是由运放构成的同相求和运算电路 ∴1u o =(1+115R R )(111R R R +)1i u +(1+115R R )(111R R R +)2i u =3)(21i i u u +0u =1o u 第二级为电压跟随器 ∴0u =3)(21i i u u +3-6 如图3-6所示电路,1i u =8V, 2i u =4V, 求o u 。
解 1o u = —1i u∴0u =22i u —1o u =22i u +1i u =16V 3-7 如图3-7所示电路,求iou u 。
解 设第一级运放的输出电压用1o u 表示,根据“虚短”、“虚断”的性质可得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+--=101101101101226R u R u R u R u R u R u i i整理得:120-=iu u 3-8 如图3-8所示电路,求iou u 。
解 设第一级运放的输出电压用1o u 表示,根据“虚短”、“虚断”的性质可得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+⋅--=015404201301uR R u R R u R u R u i整理得:1354240)1)((R R R R R R u u i++-=3-9 如图3-9所示电路,i u =2V, 1R =10Ωk , F C =1uF , ±OM U =±15V 。
求输出电压o u 的线性积分时间及积分区间o u 的表达式。
)0(C U =0。
解 第一级运放构成了电压跟随器 ∴1o u = i u 由 t C R U dt u C R u Fi i F 1101-=-=⎰=-200t 因此,线性积分时间T=0.075S3-10 如图3-10所示电路,写出o u 与1i u 、2i u 的函数关系。
解 第一级构成同相比例运算单元 1o u =1112R R R +1i u =31i u 第二级构成了差分式减法运算电路∴o u =1o 245u u i -=1i 2125u u i -3-11 如图3-11所示电路,i u =2V ,1R =100 Ωk ,F C =100uF ,求o u = —10V 时所需的积分时间。
解 由t C R U dt u C R u Fi iF 1101-=-=⎰= —t 1010010100263—⨯⨯⨯= —0.2t 当o u = —10V 时,t=50s3-12 在题3-11所示电路中,若输入电压的波形如图3-12所示,试画出积分输出电压的波形。
±OM U =±10V 。
解 t U RC dt v C u i Fi F 110-=-=⎰2.012111-=⨯⨯-==∴Ft RC u s t 时,V() 1.0111212V RC u u s t Ft t =⨯-⨯-==时,所示:输出电压的波形如下图∴3-13 如图3-14(a )、(b )、(c )、(d )所示电路, F R =1R =100Ωk ,±OM U =±10V ,R U =2V ,试画出输出特性曲线。
解 3-14(a)、(b)图为单门限电压比较器,其传输特性曲线分别如下图3-15(a)、(b)所示;3-14(c)图是由运放构成的反相滞回比较器,其中,V U R R R U OM FT 5)(11=+⨯+=+V U R R R U OM FT 5)(11-=-⨯+=-其传输特性曲线如图3-15(c)所示。
V 02 1 00.1 0.2t/s图3-13 输出电压0u 的波形(a) (b)2+1010o u /Vi u /V02+1010o u /Vi u /V(c) (d)+5+1010o u /Vi u /V5+146o u /Vi u /V+1010图3-15 电压传输特性曲线3-14(d)图是同相型滞回比较器,)(21111o i F o F F iu u R R R u R R R u U +=+++=+又 V U OM 10±= ∴V R R R R R R U U FFF R T 14)10(111=+⨯+⨯+=+V R R R R R R U U FFF R T 6)10(111-=+⨯+⨯-=-所以传输特性曲线如图3-15(d)所示。
3-14 图3-16(a )所示为比较器,图3-16(b )所示为输入电压波形,试求给定电压并画出输出电压波形。
已知OM U =15V 。
解 当t t u t t i 11100-=≤<时, 当()1122110t t t t u t t t i --=<<时, 。
该电路构成电压比较器V u V u i 1555.0100-==⨯>时,当V u V u i 1550=<时,当 即:;15,520021V u V u t t t i =<+<≤此时,时, V u V u t t t t i 15,520221-=><<+此时,时, 输出电压波形如图3-17所示。
3-15 图3-18所示为高输入电阻测量电路,根据图中参数求0u 与1i u 、2i u 的函数关系。
解 根据“虚短,虚断”的性质,可得:0;,212211====----I I u u u u i i 电阻上电流相等321,,R R R ∴ 即:32132********R u u R u u R R R u u i i -=-=++--- ))(1(21313202010i i u u R R R R u u u -++=-=∴ 图3-17 输出电压0u 的波形+1515o u /Vt /S221t t +3-16 在题3-9中,如果需把线性积分的时间增加10倍,应如何处理。
(1R 取值不变) 解 C F 值增加10倍。
3-17 根据下面运算表达式画出对应的运算电路图,求出未知参数值。
(1)o u = — 3i u (F R =120Ωk ); (2)o u = —(1i u +22i u )(F R =50Ωk ); (3)o u = i u (F R =50Ωk ); (4)o u = —200dtdu i(1C =1uF ); (5)o u = —200⎰dt u i (F C =0.1uF )。
解 各表达式的运算电路图分别如下图3-19(1)、(2)、(3)、(4)、(5)所示其中图3-19(1)中i Fu R R u 10-= K R R R K R F 30//,4011==Ω=∴图3-19(2)中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=22110i i F i i F u R R u R R u ;25,5021Ω=Ω=K R K R i i K K K R 50//50//25= 图3-19(3)中i u u R =∞=01, 图3-19(4)中dtdu u i2000-= ()uF C 11= (1) (2)F i ++∞1i 1R R FR o u i u 1R 2R Rf R ++∞o u 1i u 2i u (3) (4) (5) 1R ++∞i u R F C o u C ++∞R i u o u FR R ++∞FR i u o u 图3-19 题3-17各表达式对应的电路图dtdu CR u iF -=0 Ω=∴M R F 200图3-19(5)中dt u RC u i F ⎰-=10 2001=∴FRC Ω=∴K R 50 3-18 如图3-20(a )所示电路中,1R =100Ωk ,F C =0.5uF ,输入信号波形如图3-20(b )所示,试画出输出电压o u 的波形。
解 时,s t 2.00<<dt u dt u dt u C R u i i i F ⎰⎰⎰-=⨯⨯⨯-=-=-20105.010100116310 ()t t u 402200=-⨯-= V u s t 82.001==∴时,()2.02204.02.0010-⨯-=<<t u u t 时, ()02.04.0220802=-⨯⨯-=∴u()()V t U u u t i 82.022004.0206.04.0020=⨯-⨯-=--=<<时, ()()6.04086.0206.0030--=--=>t t U u u t i 时, 输出电压波形如图3-21所示。
3-19 图3-22所示为测量电压的原理图,共有三挡:1V ,10V ,50V 。
输出端所接电压表的量程为0~5V ,试计算电阻1R 、2R 、3R 的值。
解 运放1A 构成反相比例运算电路i u RM u Ω-=∴101 0+8o u /Vt /S 0.20.40.6图3-21 输出电压波形图构成反向比例运算2A i u Ru u u 60010101;⨯=∴-=∴Ω=∴=∴K R R V R 200;51011161,档量程Ω=∴=∴M R R V R 2;10510102262,档量程Ω=∴=∴M R R V R 10;50510503363,档量程3-20 图3-23所示为测量元件的原理图,试求当输出电压为 -4V 时被测电阻x R 的值。