清华大学电工与电子技术作业习题
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第1章 电路理论及分析方法习题(共9题)(注:英文习题采用美国电路符号)1.1(直流电源功率)图1.1所示电路,求各电流源的端电压和功率,并判断出哪个电流源输出功率,哪个电流源吸收功率。
已知:I S1=1 A, I S2=3A, R 1=5Ω, R 2=10Ω。
(答案:U S1= -10V , U S2=40V , P S1=10W, P S2= -120W )1.2 图1.2所示电路,求8Ω电阻两端的电压U R 和恒流源的端电压U S 各是多少。
(答案: U R = -32V ,U S = -40V )1.3 图1.3所示电路,求2A 恒流源的功率。
(答案: P = -24W )1.4 (仿真习题)用仿真的方法求图1.4所示电路中的I 1 和I 2 。
(答案:I 1=0.5A 、I 2=2A )说明:1、要求自己下载Multisim 仿真软件,可以是Multisim2001、V7~V10等版本中的任一种。
2、自学第10章 Multisim 电路仿真有关内容。
3、仿真题作业要求有仿真电路图和仿真的数据结果,图和数据结果可以打印 也可以手写。
图1.1 习题1.1的图 RI S2 U S1 图1.4 习题1.4的图18V图1.2 习题1.2的图 20 V + -U R 图1.3 习题1.3的图 8 V1.5 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 2mA current source for the circuit shown in Figure 1.5. (Answer: U = 1.8 V)1.6 (戴维宁定理)Using Thevenin’s theorem, find the current I through the 2V voltage source for the circuit shown in Figure 1.6.(Answer : I=5A )1.7 (戴维宁定理,结点电位法)图1.7所示电路,已知 R 1=1k Ω, R 2=2k Ω, R 3=6k Ω, R 4=2k Ω, R 5=4k Ω,。
第一次作业:1:[填空题]6、基尔霍夫电压定律适用于( )电压。
7、一阶电路时间常数τ越大,则电压或电流达到稳态所需要的时间越( )。
8、一个正弦量三要素包括:频率、幅值和( )。
9、电容的容抗与频率成( )比。
10、在纯电感元件交流电路中,在相位上电压比电流( )90︒。
参考答案:6、回路7、长8、初相位9、反10、超前2:[单选题]2、A:1AB:0AC:2AD:-6A参考答案:D3:[单选题]8、A:-jB:+jC:0参考答案:B4:[单选题]9、在下列单一参数元件的交流电路中,不会产生的无功功率的是( )。
A:纯电阻B:纯电感C:纯电容参考答案:A5:[判断题]1、电压的方向规定为由高电位("+”极性)端指向低电位("-”极性)端,即为电位降低的方向。
参考答案:正确6:[判断题]2、无论电压和电流的参考方向选得如何,欧姆定律U=IR式子前均为正号。
参考答案:错误7:[判断题]3、一个电路中,功率不一定平衡。
参考答案:错误8:[判断题]4、给电感性负载串联电容可以提高功率因数。
参考答案:错误9:[判断题]5、某RLC串联电路发生了谐振,L或C上的电压大于电源电压。
参考答案:正确10:[单选题]1、在图1中,U AB=()V图1A:1B:0C:2D:-1参考答案:B11:[填空题]1、电力系统电路的作用是实现( )的传输和转换。
2、为了分析与计算电路方便,常任意选定某一方向作为电流的( )方向。
3、若电压、电流的参考方向不相同,P=UI为正值,该元件是( )。
4、在一定电压下电源输出的功率和电流决定于( )的大小。
5、若电源的开路电压为12V,其短路电流为30A,则该电源的内阻为( )Ω。
参考答案:1、电能2、参考3、电源4、负载5、0.412:[单选题]10、下列问题不是由功率因数低引起的是( )。
A:发电设备的容量不能充分利用B:增加线路和发电机绕组的功率损耗C:电压不稳定参考答案:C13:[单选题]11、给某电感性负载并联电容以提高功率因数,是指( )。
第1章电路定律及分析方法习题(17题)清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.17(注:中文习题的图符采用我国国家标准,英文习题的图符采用美国标准)1.1(直流功率)图1.1所示电路,求各电流源的端电压和功率,并判断出哪个电流源输出功率,哪个电流源吸收功率。
已知:I S1=1 A, I S2=2 A, R 1=5Ω, R 2=10Ω。
(答案:V 51-=S U ,V 252=S U ,W 51=S P ,W 502-=S P )1.2 (电源模型)图1.2所示电路,一未知电源,测A 、B 之间的开路电压为24V ,当在A 、B 之间接入4k Ω电阻后,测得A 、B 之间的电压为9.6V 。
求该未知电源的等效电流源模型。
(答案:4mA ,6k Ω)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 the1-mA current source for the circuit shown in Figure 1.4. (Answer : U = 3 V)图1.1 习题1.1的图R 2I S2U S1R 3Figure 1.3-U Figure 1.4图1.2 习题1.2的图 A1.5 (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:A2.21-=I ,A 2.02-=I ,A 2.03=I ,A 8.14-=I )1.6 (叠加原理)用叠加原理计算图1.6中电阻R 2中的电流I 2。
电工与电子技术习题(下)1-1 电路如图1-1所示,已知输入电压t u i ωsin 10=V ,电动势5=S U V ,二极管正向压降忽略不计,试画出输出电压o u 的波形。
1-2 电路如图1-2所示,已知输入电压t u i ωsin 10=V ,电动势5=S U V ,二极管正向压降忽略不计。
试画出输出电压o u 的波形。
图1-1 题1-1 图1-2 题1-21-3 试判别图1-3电路中的二极管是导通还是截止?并计算输出电压0U 。
1-4 在图1-4电路中,已知输入电压t u i ωsin 10=V ,稳压管U Z =5V ,二极管正向压降忽略不计,且R L >>R ,试画出输出电压o u 的波形。
图1-3 题1-3 图1-4 题1-41-5 写出三极管的三种工作状态,并说明在三种状态下发射结、集电结的偏置状况。
1-6 今测得放大电路中一三极管的各极对地电位分别为-1V ,-1.3V ,-6V ,试判别三极管的三个电极,并说明是硅管还是锗管,是NPN 型还是PNP 型。
1-1 已知放大电路中一三极管各极对地电位分别为4.2V ,3.5V ,9.6V ,试判别管子的类型、管子的三个电极,并说明是硅管还是锗管。
1-8 在电路中测得各三极管的三个电极对地电位如图1-5所示,其中NPN 型为硅管,PNP 型为锗管,判断各三极管的工作状态。
图1-5 题1-82-1 已知放大器如图1-1所示,E C =12 V , R B1=30K, R B2=10K, R C =3K, R F =390Ω, R E =3K, R L =3K,β=50求:(1).静态工作点;(2).画出微变等效电路;(3).电压放大倍数;(4).放大器的输入电阻;(5).放大器的输出电阻。
2-2 在图2-2的放大电路中,已知E C =15 V , R C =5K, R L =5K, R B =500K, β=50求(1).估算静态工作点;(2).晶体管的输入电阻; (3). 画出微变等效电路; (4). 总的放大倍数2-3 放大电路如图2-3所示,晶体管的β=50, E C =12 V , R C =2.5K, R E =1.5K,R B1=36K, R B2=12K, 求(1).估算放大电路的静态工作点;(2). 画出微变等效电路; (3).输出端未接负载电阻时的电压放大倍数;(4). 输出端接负载电阻R L =2.5K 时的电压放大倍数。
电工与电子技术练习题一、单项选择题(1). 图示电路中,发出功率的电路元件为( )。
a. 电压源; b. 电流源; c. 电压源和电流源。
(2). 图示电路中, 电流值I=( )。
a. 2A ;b. 4A ;c. 6A ;d. -2A 。
(3). 图示电路中,电压相量U=100∠30°V ,阻抗Z=6+j8Ω,则电路的功率因数COS φ为( )。
a. 0.5;b. 0.6;c. 0.8;d. 0.866。
(4). 某电路总电压相量U=100∠30°V ,总电流相量I =5∠-30°A ,则该电路的无功功率Q=( )。
a. 0var ;b. 250var ;c. 3250var ;d. 500var 。
(5). 额定电压为380V 的三相对称负载,用线电压为380V 的三相对称电源供电时,三相负载应联接成( )。
a. 星形;b. 三角形;c. 星形和三角形均可。
(6). 当发电机的三个绕组联成Y 接时,在对称三相电源中,线电压)30sin(2380o BC t u -=ωV ,则相电压A u =( )。
a. () 90sin 2220+t ωV ;b.()30sin 2220-t ωV ;C.()120sin 2220+t ωV ; d. ()60sin 2220+t ωV 。
(7). 图示电路中,三相对称电源线电压为380V ,三相对称负载Z=6+j8Ω,则电路中A 相线电流大小IA=( )。
a. 338A ;b. 38A ;c. 322A ;d. 22A 。
(8). 图示电路中,开关S 在位置”1”时的时间常数为τ1,在位置”2”时的时间常数为τ2,则τ1与τ2的关系为( )。
a.τ1=τ2;b.τ1=τ2/2;c.τ1=2τ2。
(9). 图示电路中,E=40V ,R=50K Ω,C=100μF ,t=0时刻开关S 闭合,且0)0(=-c u V 。
则t=5s 时,c u =( )。
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 。
题题 2-2解题图 12(a解题图 12(b解题图 12(c解题图 12(d解题图 12(e解题图 12(f解题图 12(g解题图 12(h解题图 12(i解题图 12(j 12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 。
V题题 2-3V解题图 13(aΩ解题图 13(bΩ解题图 13(cΩ解题图 13(dΩ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V37. 2118. 08. 2Uab=+=2-5 应用支路电流法计算题图 2-5所示电路中的各支路电流。
V 45题题 2-5V 45解题图 153解:首先对于题图 2-5所示电路的三条支路电流分别确定参考方向,如解题图 15所示。
然后应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程:⎪⎩⎪⎨⎧+=++=+=++==-+3223231131321I 6I 5I 3I 6I 245I 6I 20I 10I 6I 10700I I I解之,得A3I A 5I A2I 321===2-6 应用支路电流法计算题图 2-6所示电路中的各支路电流。
第 14 章半导体器件一、选择题1、对半导体而言,其正确的说法是( )。
(1) P 型半导体中由于多数载流子为空穴,所以它带正电。
(2) N 型半导体中由于多数载流子为自由电子,所以它带负电。
(3) P 型半导体和 N 型半导体本身都不带电。
2、在图 14-1 所示电路中,Uo 为 ( ) 。
(1) -12V (2) -9V (3) -3VR- 0V D Z11V 3kΩ-9VUo DZ2U o + + R- -图14-1 图14-2 图14-33、在图 14-2 所示电路中,二极管 D1、D2、D3 的工作状态为( ) 。
(1) D1、D2 截止, D3 导通 (2) D1 截至, D2、D3 导通 (3) D1、D2、D3 均导通4、在图 14-3 所示电路中,稳压二极管 Dz1 和 Dz2 的稳定电压分别为 5V 和 7V,其正向压降可忽略不计,则 Uo 为( ) 。
(1) 5V (2) 7V (3) 0V5、在放大电路中,若测得某晶体管的三个极的电位分别为 6V,1.2V 和 1V,则该管为( )。
(1) NPN 型硅管 (2) PNP 型锗管 (3) NPN 型锗管6、对某电路的一个 NPN 型的硅管进行测试,测得 UBE>0,UBC>0,UCE>0,则此管工作在 ( ) 。
(1)放大区 (2)饱和区 (3) 截至区7、晶体管的控制方式为( ) 。
(1)输入电流控制输出电压 (2)输入电流控制输出电流 (3)输入电压控制输出电压二、判断题1、晶体管处于放大区,其 PN 结一定正偏。
( )2、三极管由二极管构成的,三极管具有放大作用,故二极管也具有放大作用。
( )3、二极管正向导通,反向截止,当反向电压等于反向击穿电压时,二极管失效了,故所有的二极管都不可能工作在反向击穿区。
( )三、填空题1、若本征半导体中掺入某 5 价杂质元素,可成为,其多数载流子为。
若在本征半导体中掺入某 3 价杂质元素,可成为,其少数载流子为。
第1章电路的基本定律与分析方法【思1.1.1】(a) 图U ab=IR=5×10=50V,电压和电流的实际方向均由a指向b。
(b) 图U ab=-IR=-5×10=-50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。
(c) 图U ab=IR=-5×10=-50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。
(d) 图U ab=-IR=-(-5)×10=50V,电压和电流的实际方向均由a指向b。
【思1.1.2】根据KCL定律可得(1) I2=-I1=-1A。
(2) I2=0,所以此时U CD=0,但V A和V B不一定相等,所以U AB不一定等于零。
【思 1.1.3】这是一个参考方向问题,三个电流中必有一个或两个的数值为负,即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。
【思1.1.4】(a) 图U AB=U1+U2=-2V,各点的电位高低为V C>V B>V A。
(b) 图U AB=U1-U2=-10V,各点的电位高低为V B>V C>V A。
(c) 图U AB=8-12-4×(-1)=0,各点的电位高低为V D>V B(V A=V B)>V C。
【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。
当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时,电位V C=0;若将其滑动触点C右移,则V C降低。
【思1.1.6】(a) 当S闭合时,V B=V C=0,I=0。
当S断开时,I=1233+=2mA,V B=V C=2×3=6V。
(b) 当S闭合时,I=-63=-2A,V B=-321+×2=-2V。
当S断开时,I=0,V B=6-321+×2=4V。
【思 1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。
当电路元件上电压与电流的实际方向一致时,表示该元件吸收功率,为负载;当其电压与电流的实际方向相反时,表示该元件发出功率,为电源。
第1章 电路理论及分析方法习题(共9题)(注:英文习题采用美国电路符号)1.1(直流电源功率)图1.1所示电路,求各电流源的端电压和功率,并判断出哪个电流源输出功率,哪个电流源吸收功率。
已知:I S1=1 A, I S2=3A, R 1=5Ω, R 2=10Ω。
(答案:U S1= -10V , U S2=40V , P S1=10W, P S2= -120W )1.2 图1.2所示电路,求8Ω电阻两端的电压U R 和恒流源的端电压U S 各是多少。
(答案: U R = -32V ,U S = -40V )1.3 图1.3所示电路,求2A 恒流源的功率。
(答案: P = -24W )1.4 (仿真习题)用仿真的方法求图1.4所示电路中的I 1 和I 2 。
(答案:I 1=0.5A 、I 2=2A )说明:1、要求自己下载Multisim 仿真软件,可以是Multisim2001、V7~V10等版本中的任一种。
2、自学第10章 Multisim 电路仿真有关内容。
3、仿真题作业要求有仿真电路图和仿真的数据结果,图和数据结果可以打印 也可以手写。
图1.1 习题1.1的图 RI S2 U S1 图1.4 习题1.4的图18V图1.2 习题1.2的图 20 V + -U R 图1.3 习题1.3的图 8 V1.5 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 2mA current source for the circuit shown in Figure 1.5. (Answer: U = 1.8 V)1.6 (戴维宁定理)Using Thevenin’s theorem, find the current I through the 2V voltage source for the circuit shown in Figure 1.6.(Answer : I=5A )1.7 (戴维宁定理,结点电位法)图1.7所示电路,已知 R 1=1k Ω, R 2=2k Ω, R 3=6k Ω, R 4=2k Ω, R 5=4k Ω,。
用戴维宁定理和结点电位法两种方法求电流I 3。
(答案:-0.5mA )1.8 (解题方法任选)如图1.8所示电路,当恒流源I S 为何值时,它两端的电压U S=0。
(答案:-1.5A )1.9 (仿真习题) 图1.9所示电路,用仿真方法求电流I ,用直流工作点分析法求A 、B 、C 三个结点电位(答案:I =2.6 A , V A = 7.8 V ,V B = 2.8 V ,V C = 10 V )2V ΩΩ Figure 1.6 图1.7 习题1.7的图 +12V R 图1.8 习题1.8的图 -U Figure 1.5 图1.9 习题1.9的图12 V Ω第2章 正弦交流电路习题(12题)2.1 已知电流。
求出各电流的频率,有效值,初相位,并在同一坐标内画出i 1、i 2的相量图,比较它们相位领先与落后的关系。
2.2将下列各相量所对应的瞬时值函数式写出来(设f=50Hz )。
2.3 判断下列表达式是否正确,若不正确,请说明原因,并写出正确的表达式。
1) 2) 3) 4) 2.4已知 (答案 )2.5 (复杂交流电路, 戴维宁定理) Using Thevenin’s theorem, Find the voltage u ab between a and b for the circuit of Figure 2.5. (Answer :u ab =28.8sin(5t+111.3o ) V)2.6 (复杂交流电路,结点电位法)如图2.6所示电路,已知: 。
用结点电位法求1k Ω电阻两端的电压 ,并求虚线部分电路的平均功率、无功功率和视在功率,并根据计算结果说明该部分电路的性质(感性、容性、电阻性)。
(答案: , S=6.38 mV ∙A , P=6.3 mW , Q=1.03 mvar ) 2.7 (复杂交流电路,相量图)如图2.7所示电路,已知I=I L =I 1=4A ,ω=1000rad/s, 电路的有功功率P=120W 。
求电路参数R 、L 、C 。
(答案:10Ω,8.66mH ,57.7μF )2.8(仿真习题)如图2.8所示电路,已知u s =10sin(5000t+45o )V, i s =2sin(5000t+60o )A,求电流i 的有效值和电容电压u C 的瞬时值表达式。
[ 注意:(1) 要区分电源的RMS-有效值与PK-最大值即峰值,(2) i S 、u S 的初相位应该设置为-60o 和-45o ](答案:I=4.133A ,u C =8.68sin(5000t-79o )V )图2.6 习题2.6的图 图2.7 习题2.7的图i C + - Figure 2.5 u ab + _ 图2.8 习题2.8的图u S0.4mH i S ΩA )20t 1000sin(30i ,A )30t 1000sin(220i o2o 1-=+=V )8j 6(U ,A )3j 3(I ,V )8j 6(U 21--=-=+=∙∙∙)V (30100)30t 314sin(100u o o ∠=+=A)36t sin(i )A (361I o o +ω=⇒∠=∙)V (30100U )30t 314sin(100u o o ∠=⇒+=)A (303I A )30t cos(3i o m o ∠=⇒+ω=∙?i ,I I I 求,s /rad 314),A (603I ),A (304I 21o 2o 1=+==ω∠=∠=∙∙∙∙∙)A (8.4277.6I ,A )8.42t 314sin(57.9i o o∠=+=∙∙U mA 901I ,V010U o o ∠=∠=∙∙1R U ∙)V (9.6903.3U o 1R ∠≈∙2.9(串联谐振)如图2.9所示电路中,已知u=40sin10t(V), i=5sin10t(A), R=3Ω, L=4H 。
求网络内的等效串联电路的元件参数值。
(答案:5Ω,2.5mF )2.10 (谐振电路计算)如图2.10所示电路,已知R=20Ω, C=0.1µF, ω=5×105rad/s 。
当u 和i 同相位时U ab =U bc 。
求R 1和L 的值。
(答案:R 1=10Ω, L=20µH )2.11 (谐振电路计算)如图2.11所示电路,当U=10V 、ω=1000rad/s 时u 与i 同相位,而且I R =I L= 。
求电路参数R 、L 、C 的值。
(答案: R=10Ω, L=10mH, C=200µF )2.12 (功率因数提高)如图2.12所示电路,已知 , R=6Ω, L=25.5mH 。
(1)计算该电路的电流I R-L 、电路的有功功率P 及功率因数cosφ;(2)欲使电路的cosφ提高到1,需并联多大的电容C。
并联电容后,电流I 的值为多少,电路的有功功率P 是否有变化?(答案:I R-L =22A, P=2904 W, cosφ=0.6, C≈255 µF, I=13.2 A )第3章 三相电路习题(4题)3.1 (三相Y 接负载)图3.1所示电路,在线电压为380V 、频率为50Hz 的三相电源上接入了一组Y 形接法负载,(1)当Z 1= Z 2= Z 3=10Ω 时,求各线电流和中线电流的大小,并求负载消耗的总有功功率和电源提供的总视在功率;(2)当 ,Z 2= Z 3=10Ω时,求各线电流和中线电流的大小,并求负载消耗的总有功功率和电源提供的总视在功率;(答案:(1)I A = I B = I C =22A, I 0=0, P=14520W, S=14520 V ∙A ;(2)I A = I B = I C =I 0 =22A, P=12100W, S=14520 V ∙A)图2.10 习题2.10的图R u + -i 图2.9 习题2.9的图u + -i C 图2.12 习题2.12的图-+ u图2.11 习题2.11的图u + -i R u R -u C+ A 2)V (t 314sin 2220u =)(35j 5Z 1Ω+=图3.1习题3.1的图 N C3.2 (多组三相对称负载)A balanced ∆ load and a balanced Y load are connected inparallel as in Figure 3.2., R 1=54.85Ω, R 2=13.35Ω, L=0.04H.Determine the line current i AΔ,i AY and i AL . (Answer: , , )3.3 (三相功率)380V 、50Hz 的三相电源对Y 接对称感性负载提供50 kV ∙A 的视在功率和38.3 kW 的有功功率。
求每相负载的复数阻抗Z 。
(答案:) 3.4 (仿真习题)图3.4所示三相对称电路,已知r=1Ω,R=100Ω,L=0.318H , 。
用仿真的方法(1)观察三相电源波形;(2)求线电流i AL 和相电流i A ’B 的有效值。
[注意:1、三相电源用 Y 接(3PHY )类型,要将中线接地,其标称电压值是相电压的最大值(相序从上到下依次是A 、B 、C );2、观察电源电压波形时用四通道的虚拟示波器,有一个通道可以不用。
](答案:I AL = 4.6A ,I A’B’ =2.66A )第5章 暂态分析习题(6题)5.1 图5.1所示电路,已知I S =10mA, R=2k Ω, R 1=1k Ω, C=1µF 。
u C (0-)=4V 。
t=0时开关闭合,用三要素法求换路后的电流i ,i 1 ,及电压u AB ,并画出电压及电流随时间变化的曲线。
(答案:i(t)=10-7.2e -200t (mA), i 1(t)=7.2e -200t (mA), u AB (t)= -20+21.6e -200t (V) )图3.2 习题3.2的图图5.1 习题5.1的图I S C i 1 图5.2习题5.2的图 U S 18V R 2 12Ω V )30t 314sin(2380u o AB +=A )t 314sin(212i A =∆A )3.43t 314sin(212i o AY -=A )6.21t 314sin(23.22i o AL -=Ω∠=o 409.2Z V)30t 502sin(2380u o AB +⨯π=rA B C图3.4 习题3.4的图5.2图5.2所示电路在开关S 断开前已处于稳态,在t=0时S 断开,求S 断开后的u C 和i C 。