电工电子学课后习题答案.docx
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电工电子学课后习题答案
电工电子学课后习题答案
电工电子学课后习题答案
第一章电路的基本概念、定律与分析方法
练习与思考1
第二章
正弦交流电
第三章
课后习题
电路的暂态分析.
第四章
常用半导体器件.
第五章
基本放大电路.…
习题
第六章集成运算放大器及其应用
第七章数字集成电路及其应用
第八章Multisim简介及其应用
第九章波形的产生与变换
第十章数据采集系统
第^一章直流稳压电源
第十二章变压器与电动机71
第十三章电气控制技术
第十四章电力电子技术
第一章电路的基本概念、定律与分析方法
练习与思考
142(b)
c)
143(b)
143(c)
1.4.3(d)
144
(2)
习题
1.1(a)x=54—2=7A
(b)
x1=0.4-0.7=-0.3A
(C)
0.230——
x4-
=0.1直
60
1.2
1.3
F2-110h0「吸收功率
F3=42=8,
吸收功率
F4--(-110)=10,吸收功率
1.6
1.7
(a)
us=14=4V
(b)
ls=2A5u2-20u
9/二
1.8
1.9
1.10
(a):
U2二5=16V
(b):
5
u2=161.6V
455
(c):
5
u2=1.60.16V
455
(d):
5
u2=0.160.016V
455
1.11
1.121.13(a)
(b)
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.20
1.21
1.22
1.23
1.24(a)
(b)幵关合在b点时,求出20V电压源单独作用时的各支路电流:
所以幵关在b点时,各支路电流为:
1.25
(b)等效变换
(c)等效变换
1.26
戴维宁:
诺顿:
1.28
(1)求二端网络的开路电压:
(2)求二端网络的等效内阻(电压源短路、电流源开路)
(3)得到戴维南等效电路
1.32(a)
2.3.2
(a)取电源为参考向量
(b)
第二章正弦交流电
课后习题
2.3.2
(a)取电源为参考向量
(b)
习题
2.3
U2>
(1)
⑵
2.4
(a)以电流I为参考向量
■
(b)以电流I为参考向量
(c)以电流I为参考方向
U=(200-100).90—00.90!
-V
U=100V
(d)以电压U为参考方向
(e)以电压U为参考方向
■
(f)以电压u为参考方向
2.5
(1)
(2)
2.6
(1)
(2)U:
=0"-0「796.2=796-丨还'V
2.10
+°1
r|
UiT+
畤U2
(1)-—
电容两端
*
以丨1为参考向量
(2)电阻两端
2.12
2.13
2.14
2.13
(1)
Ur"sR=300\2sin(1000t-300)V
■
Is=10-30°A
Uc=ls(-jXc)=10-30°40-30°40-90°
=400-1200V
Uc=400、、2sin(1000t-1200)V
U=IsZ=10-30050-530=500-83.
⑵u=500&sin(1000t-830)V
(3)
2.19(a)
(1)
=2j'
vj3—6-18
乙二
j3j69j
二44j-1j2j
=4_3j=5-370'-.1
(b)
2.202.232.242.292.302.31
2.32
(1)
⑶
⑷
2.33
2.34
2.35
⑴
⑵
⑶
2.36
2.37
2.38
第三章电路的暂态分析
3.1
⑴
⑵
3.2
(1)换路前:
i=0_
(2)换路后t=0
⑵t二丁
3.3
⑴求UcC)
(2)求%(:
)
(3)求
3.4t=0
3.5
(1)求ic(0),Uc°)
⑵求kC:
)ucC:
)
⑶求
3.6
3.63.8
UoV
io
、0.2丄
7
!
3.9
求Uc(0^),Vb(04),Va(04)
求UcCJVbCJVaC)
3.10
求iL(O)
3.11⑴
Z=Z2=jLjL2=jL1L2)
L二LiL2二0.010.02二0.03H
求h(0)1(0)
t=0訓(0一)二OA
t=O」l(0)“l(0〉0A
L断开:
i1(O)=i2(O)=0A
求iUlL)
U6
t八,hL)“2(r2A
R+R22+1
R二R1R2■=-四二O.O1s
R3
t
h(t)=2(O-2)产=2-2e"OtA
1OOt
h(t)=2-2eA
2)3.12
3.13
第四章常用半导体器件
4.2
(1)
(2)
(3)
4.4
4.5
4.6
(1)
(2)
第五章基本放大电路
5.2
输出端等效电路
5.4
(1)
(2)
(3)
5.6
(1)
5.75.8
分压偏置共射极放大电路
(1)
5.9
(1)
第六章集成运算放大器及其应用
6.2
i+=i
i-=0
二u-:
=ui
u+:
=uf
U+=
u-
uf
=ui
(1)
Uo
uf
(2)
KCL
・0一
Rl
R
uo
=比
Rl
R
u0
Rl
Auf:
-0=
L
R
i+=
i-
0
u+
—
0
u-
—
u+
.—0
u
-ui
ui
ii-
Ri
Ri
KCL
ii
—if
i—
u
E・
REiE
f
R
F
Rf
勺
REiE
Ri
Rf
ReRi.
1
ui
—
-
i
E
Rf
u0
ic—
Rc
c
i?
i>_
1c
乍
i—
i
+
i
1E
"f
【E
Re'
u0
—
-
Rc(i+
%
Rf
un
Rc
rf
--■-uf
—
0_
c(1+
F)A
ui
Ri
Re
i+=i-=0u+=Uiu+=U-
(3)u-=ui
U-=U0
U0=Ui
ui
i+=i-=0
u+=0u+=U-u-=0
6.3
20lgAu=100
(1)
Au=105
6.4
6.5
u+=
:
U-,U-=u+=UiUUi.c
iR=
(a)
i0
-=ii=0RR-
=±
R
改变Rl对i0无影响
u-=u+=ui,i-=0
(b)i°=iR詣
R
改变Rl对i0无影响
6.76.8
6.9
6.106.11
6.12
6.13
6.14
6.15
6.166.17
第七章数字集成电路及其应用
电工电子学作业解答
7.1
7.2
7.3
(1)
(2)
(1)F=ABC=ABC
(2)
F=
=A+B+C:
=a+b+c=A*b*c
(3)
F=
=ABC+DE
=ABC
+
DE=ABC*DE
(4)
F=
=A+B+C:
=AH
C
=ABC
(5)
F=
=AB+AC=
AB+AC
=AB?
AC
7.5
ABC+A+B+C
(1)=A+BC+B+AC+C+AB
=A+B+B+C+C+A
=1
AB+AB+AB
(2)=A(B+B)+AB
=A+AB
=A+B
7.6
F=ABC+ABC+ABC+ABC
=(ABC+ABC)+(ABC+ABC)+(ABC+ABC)
(1)=AC+BC+AC
=C+BC
=C
(2)F=AB+AC+BC=AB+AC
F=AB+BC+BC+AB
(3)=(AB+AB)+BC+BC=B+BC+BC
=B+C
(4)F=A+B+CD+ADB=A+BCD+(AD+B)=A+B
判定ABC输入是否一致
7.7F=ABC+A+B+C=ABC+ABC
7.8
TTL三态门悬空端相当于输入为1
当C=0时,下方三态门导通工作,二F=B?
1当C=1时,上方三态门导通工作,二F=A?
1
•••F=AC+BC
7.9
.•.当A=1B=0时,即A>B时,F1=1F2=F3=0
当A=0B=1时,即A
当A=0B=0或A=1B=1时,即A=B时,F2=1F仁F3=07.107.11交通灯的亮与灭的有效组合如题图7.7所示,如果交通灯的控制电路失灵,就可能出现信号灯的亮与灭的无效组合,试设计一个交通灯失灵检测电路,检测电路要能检测出任何无效组合。
解:
①根据逻辑要求列状态表灯亮—1灯灭—0
无效组合-1
有效组合-0
②由状态表写出逻辑式并化简
y=aBcd?
adaBcd+ad=aBcd+ABCD+1abCd+ABCD+aBCd
当AB=01时F=0
当AB=10时F=0
当AB=11时F=C7.16用8选1数据选择器MU实现
8选1MUX勺输出函数
将F与W比较,令A2=AA仁BA0=CF=W
D7=D1=D2=D4=1
ABCD+AD=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD
Q对0~9编码Y=?
m(8,9)
当输入小于等于7时,Y=0,二极管不发光;当输入大于7时,Y=1,二极管发光;判定输入是否大于7
7.18
7.19
7.207.217.22
(1)驱动方程:
(2)状态方程:
(3)状态转换表
所以是一个并行输出的移位寄存器
7.23
—n
(1)J。
二Q2驱动方程
(2)状态方程
(3)状态转换表
(4)状态转移图
所以是一个具有自启动功能的000到100五进制加法计数器,
7.24分析题图7.17所示电路的逻辑功能。
各触发器接同一时钟脉冲,此电路为同步时序电路
Q0
Q:
Q0Q:
+1+Q0Q;+1
M1=5
16-11=5
循环状态
1011—1100
M2=7
循环状态
CP
1
U
iA
CLRLD
D0
1
Q0
—
D11
Q1
—
&
D2
Q2
—
M3
D3
Q3
—
pTC。
0
0
0
1
—1101—1110—1111
n
Q1
n
Q0
nn+1n+1…n+1
Q1Q0Y
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
01
Q1nQ0n
同步三进制加法计数器
7.25
电路,0试分析各1路的
0题图7.18
「示
J1
K1
J0
K0
是由集成计数器构成的计数模值
M1、M2M3=?
0000—0001—0010—0011—0100—
0101—0110
M3=6
循环状态
0000—0001—0010—0011—0100—
0101—(0110)
7.26
M仁9M2=6二M=MKM2=54
7.27
两片161级联成256进制计数器
当M=(1000.0010)842/bce=(84)10时,异步清零
•••M=84
7.28
7.29
数据线数
地址线数
1
4096
1
4096
2
1024
4
1024
3
2048
4
2048
4
8192
8:
8192「
5
16384
8
16384
7.30
7.31
第八章Multisim简介及其应用
第九章波形的产生与变换
9.1
1
2pR6
#fo
2pRC2
2p创20
103仓临010-9
*f。
2p创20103创3010
9.2负温度系数引入负反馈
9.3要求R>2R,而R2=20kQ<30kQ=2R
•••不能起振
9.4电阻R范围[10kQ,110kQ]
-6-4
tw=RCln3=1.1RC=1.1x100X10R=1.1x10R(s)
-11
•••tw€[1.1X10,1.21X10]
9.5
UR1=4VUr2=UW2=2V
△U二U-U_=4-2=2V
9.6
(1)不同时,LED1先亮,LED2后亮
幵始时,LED1亮,LED2不亮
2
当Ur>-Vcc时,U^=0
3
当3Vcc 当Ur<3Vcc时,Ua=1 此时,LED1不亮,LED2亮 间隔时间为电容从0V充电至2v的时间 3 tw=1.1RC=1.1x1X106x30X10-6=33(s) ⑵稳定后LED1不亮,LED2亮 第十章数据采集系统 10.5热电阻三线制解法要解决什么问题? 是怎样解决的? 请完成题图10.2中的热电阻接线。 解决问题: 消除导线引入的电阻。 解决方法: 三线制结合平衡电桥的比例关系抵消导线电阻的影响。 10.12某一10位D/A转化器输出电压为0: 10V,试问输入数字量的最低位代表几毫伏。 所以ULSB=9.77mV10.13已知某D/A转换器,输入n=12位二进制,最大满刻度输出电压UOM=5V,试求最小分辨电压Ulsb和以百分数表示的分辨率。 U1U1 解: 由=亍? -LSB,所以Ulsb=1.22mV Uomax2N-15212-1LSB 1石? 100%0.024% 百分比分辨率: 2-1 Rf=3R,当d7: d0=00000001时,UO=-0.04V, 10.14有一8位倒T形电阻网络DAC 则当d7: d0分别为00101010和时,UO各为多少? 解: 由于(00101010)=(32+8+2)。 =(42)0 所以当d7: d0为00101010时,UO=(-0.04)? 42-1.68V 同理(11111111)2=(127)10 所以当d0: d7为11111111时,UO=(-0.04)? 255-10.2V 10.15将图10.7.1所示电路改为12位,若UR=10/,输入12位二进制数位,当 RF=R=10kW时,输出电压UO为多少? 图10.7.1 解: 根据倒T形电阻网络DAC的工作原理,当Rf=R=10<叫寸 第^一章直流稳压电源 11.2电路如题图11.2所示。 图11.2 (1)标出输出电压UL1、UL2的极性; (2)求输出电压的平均值UL1、UL2; (3)求各二极管承受的最大反向电压。 解: (1)输出电压UL1、UL2的极性如图所示。 (2)UL1=0.45U2=0.45? 10045V (3)D1管承受的最大反向电压Urm1=.2U2=141V D2、D3管承受的最大反向电压Urm=2.2U2^=2.2? 1028.2V 11.4一单相桥式整流电路如图11.4所示: 负载平均电压 Uo=110V,负载电阻RL=50W,试求变压器副边绕组电压,并选择二极管。 图11.4 解: 桥式整流电路中UO=0.9U2? U2=110=122V 0.90.9 二级管所承受的反向压降uRM RM =2U2=173/ 流过二极管的电流id=°= D2Rl 110“… =1.1A 2'50 因此在选择二极管时,二极管所承受的反向压降Udrm>Urm=173/ f=50Hz,要求输出Uo=3(V, 流过二极管的电流Idm>Id=1.1A11.5单相桥式整流电容滤波电路,已知: 交流电源频率 I。 =0.15A,试选择二极管及滤波电容。 所以二极管所承受的反向压降Urm=<2U2=35.3/ 流过二极管的电流ID=1IO=75mA 2 取RlC=5? T5? 丄0.05s? C=0.05'0.15=250mF 22fUo/Io30 因此取滤波电容为标称值270mF/50/的电解电容器,选二极管最大整流电流100mA,反向工作峰值电压为50/。 第十二章变压器与电动机 12.1有一交流铁芯线圈接在f=50Hz交流电源上,在铁芯中得到磁通的最大值 "m=2.2510JWb。 现在此铁芯上再绕一个线圈,其匝数为200,当此线圈幵路时, 求其两端的电压。 解: 铁芯上另一个线圈幵路时的端电压 12.2将铁芯线圈接于U=100/,f=50Hz的交流电源上,其电流I/5A,cos—0.7,若将此线圈的铁芯抽出,再接于上述电源上,则线圈中的电流l2=10A,cos「=0.05, 试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。 解: 由于P=Ulcos「=l2R,所以根据没有铁芯时的已知数据,可以求出线圈的电阻 Ul2cos2=2 2 那么带有铁芯时的铜损Pcu=i2r=520.5=12.5W, 由于带有铁芯时的总功率P二U^cos: 】=10050.7=350W, 所以FFe=P—FCu=350—12.5=337.5W 12.3有一台10000/230V的单相变压器,其铁芯截面积120cm2,磁感应强度的最 大值Bm=1T,当原边绕组接到f=50Hz的交流电源上时,求原、副绕组的匝数N1、N2 各为多少? 解: 根据公式U=4.44fN「m=4.44fNBmS得 12.4有一单相照明变压器,容量为10kVA,电压为3300/220/,今欲在副边接上60V,220V的白炽灯,如果要变压器在额定情况下运行,这种电灯可接多少个? 并求原、副边绕组的额定电流。 解: 已知S=10kVA,带60W220V的白炽灯数量为N=10000166个,由于白炽灯 60 并联,所以副边绕组的额定电流l2=N^=166-60: 45.3A,根据电流关系,原边绕 U220 组的额定电流1—^1222045.3、3.02A N13300 12.5题图12.1所示变压器有两个相同的原边绕组,每个绕组的额定电压为110V, 副边绕组的额定电压为6.3Vo 题图12.1习题12.5的图 (1)当电源电压在220V和110V两种情况下,原边绕组的4个接线端应如何正确连接? 在这两种情况下,副边绕组的端电压及其电流有无变化? (2)如果把接线端2与4相连,而把1和3接到220V电源上,试分析这时将发生什么情况? 解: (1)在电源电压为220V时,原边绕组应将2和3相连,1和4之间接电源;在 电源电压为110V时,应将1和3相连接电源一端,2和4相连接电源另一端。 在这两种情况下,由于电源电压为220V时,原边绕组匝数为2N,而电源电压为110V时, 原边匝数为N,因此根据5二也得出副边绕组的端电压无变化;根据 N1N2 U=4.44fN「m=4.44fNBmS得出原边绕组在220V和110V两种接线方式下的磁通不变, 因此磁场强度不变,根据安培环路定理得出1110N=l2202N,再根据上二丄得出原 N1N2 边绕组两种接线情况下副边绕组的电流12(110)=5°N,12(220)=邑2N,所以 n2n2 I2(110尸I2(2,即副边绕组的电流也无变化。 (2)将2和4连接,1和3接到220V电源上会造成电源短路,烧毁电源的情况发生。 Rl=8」,已知N1=300,N2=300,信号源电动势E=6V,内阻Rs=100Q,试求信号源 输出的功率。 解: 输出功率为 12.7某三相变压器Sn=5000kvLA,Y/△接法,额定电压为35/10.5kV,求高、低压 绕组的相电压、相电流和线电流的额定值。 ,低压绕组的相电压为 解: 高压绕组的相电压为6p丿寸=3;、20.2kV f^50Hz,求同步转速n0、额定转速nN、额定转矩TN。 12.9已知Y112M-4型异步电动机的P2N=4kW,Un=380V,n”=1440r/min, cos=0.82,N=84.5%,△接法。 试计算: 额定电流IN,额定转矩TN额定转差率 sN及额定负载时的转子电流频率f2。 设电源频率f1=50Hz 的转子电流频率f2二sNf^2Hz 12.10有一台三相异步电动机,其技术数据如下: /% 3.0 220/380 83.5 11.18/6.47 0.84 7.0 2.0 1.8 1430 (1)求磁极对数; (2)电源线电压为380V时,定子绕组应如何连接? (3)求额定 转差率sn、转子电流频率f2、额定转矩TN;(4)求直接启动电流1st、启动转矩Tst、最大转矩Tm(5)额定负载时,求电动机的输入功率P1N;(6)若降压启动,应采 用哪种方法? 解: (
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