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1、電工電子技術(shù)(第二版)節(jié)后學(xué)習(xí)檢測(cè)解答第1章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第8頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、電路通常由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)組成。電力系統(tǒng)的電路功能是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換;電子技術(shù)的電路功能是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的產(chǎn)生、處理與傳遞。2、實(shí)體電路元器件的電特性多元而復(fù)雜,電路元件是理想的,電特性單一、確切。由理想元件構(gòu)成的、與實(shí)體電路相對(duì)應(yīng)的電路稱為電路模型。3、電路中雖然已經(jīng)定義了電量的實(shí)際方向,但對(duì)某些復(fù)雜些的直流電路和交流電路來(lái)說(shuō),某時(shí)刻電路中電量的真實(shí)方向并不能直接判斷出,因此在求解電路列寫(xiě)方程式時(shí),各電量前面的正、負(fù)號(hào)無(wú)法確定。只有引入了參考方向,方程式中各電量前面的的正、負(fù)取值才有意義。列寫(xiě)方程式時(shí),

2、參考方向下某電量前面取正號(hào),即假定該電量的實(shí)際方向與參考方向一致,若參考方向下某電量前面取負(fù)號(hào),則假定該電量的實(shí)際方向與參考方向相反;求解結(jié)果某電量為正值,說(shuō)明該電量的實(shí)際方向與參考方向相同,求解結(jié)果某電量得負(fù)值,說(shuō)明其實(shí)際方向與參考方向相反。電量的實(shí)際方向是按照傳統(tǒng)規(guī)定的客觀存在,參考方向則是為了求解電路方程而任意假設(shè)的。圖1-5檢驗(yàn)題4電路圖I1元件1U1I2元件2U2I3元件3U3元件4元件54、原題修改為:在圖1-5中,五個(gè)二端元件分別代表電源或負(fù)載。其中的三個(gè)元件上電流和電壓的參考方向已標(biāo)出,在參考方向下通過(guò)測(cè)量得到:I12A,I26A,I34A,U180V,U2120V,U330V

3、。試判斷哪些元件是電源?哪些是負(fù)載?解析:I1與U1為非關(guān)聯(lián)參考方向,因此P1=I1U1=(2)80=160W,元件1獲得正功率,說(shuō)明元件1是負(fù)載;I2與U2為關(guān)聯(lián)參考方向,因此P2=I2U2=6(120)=720W,元件2獲得負(fù)功率,說(shuō)明元件2是電源;I3與U3為關(guān)聯(lián)參考方向,因此P3= I3U3=430=120W,元件3獲得正功率,說(shuō)明元件3是負(fù)載。根據(jù)并聯(lián)電路端電壓相同可知,元件1和4及3和5的端電壓之代數(shù)和應(yīng)等于元件2兩端電壓,因此可得:U4=40V,左高右低;U5=90V,左低右高。則元件4上電壓電流非關(guān)聯(lián),P4=40(2)=80W,元件4是負(fù)載;元件5上電壓電流關(guān)聯(lián),P5=904=

4、360W,元件5是負(fù)載。驗(yàn)證:P= P1+P3+ P4+ P5= 160+120+80+360=720W P= P2 =720W電路中電源發(fā)出的功率等于負(fù)載上吸收的總功率,符合功率平衡。第16頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、電感元件的儲(chǔ)能過(guò)程就是它建立磁場(chǎng)儲(chǔ)存磁能的過(guò)程,由可知,其儲(chǔ)能僅取決于通過(guò)電感元件的電流和電感量L,與端電壓無(wú)關(guān),所以電感元件兩端電壓為零時(shí),儲(chǔ)能不一定為零。電容元件的儲(chǔ)能過(guò)程是它充電建立極間電場(chǎng)的過(guò)程,由可知,電容元件的儲(chǔ)能只取決于加在電容元件兩端的電壓和電容量C,與通過(guò)電容的電流無(wú)關(guān),所以電容元件中通過(guò)的電流為零時(shí),其儲(chǔ)能不一定等于零。2、此電感元件的直流等效電路模型是一個(gè)阻值等于1

5、2/3=4的電阻元件。3、根據(jù)可知,直流電路中通過(guò)電感元件中的電流恒定不變,因此電感元件兩端無(wú)自感電壓,有電流無(wú)電壓類似于電路短路時(shí)的情況,由此得出電感元件在直流情況下相當(dāng)于短路;根據(jù)可知,直流情況下電容元件端電壓恒定,因此電容元件中沒(méi)有充放電電流通過(guò),有電壓無(wú)電流類似于電路開(kāi)路情況,由此得出電容元件在直流情況下相當(dāng)于開(kāi)路。4、電壓源的內(nèi)阻為零,電流源的內(nèi)阻無(wú)窮大,無(wú)論外加負(fù)載如何變化,它們向外供出的電壓和電流都能保持恒定,因此屬于無(wú)窮大功率源,無(wú)窮大功率源是不能等效互換的。實(shí)際電壓源模型和電流源模型的內(nèi)阻都是有限值,因此隨著外接負(fù)載的變化,電壓源模型供出的電壓和電流源模型供出的電流都將隨之發(fā)

6、生變化,二者在一定條件下可以等效互換。第21頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、兩電阻相串時(shí),等效電阻增大,當(dāng)它們的阻值相差較多時(shí),等效電阻約等于阻值大的電阻,即;兩電阻相并時(shí),等效電阻減小,當(dāng)它們的阻值相差較多時(shí),等效電阻約等于阻值小的電阻,即。2、圖(a)電路中ab兩點(diǎn)間的等效電阻: 圖(b)電橋電路中,對(duì)臂電阻的乘積相等,因此是一個(gè)平衡電橋,電橋平衡時(shí)橋支路不起作用,因此ab兩點(diǎn)間的等效電阻:圖(c)電路由于ab兩點(diǎn)間有一短接線,因此其等效電阻:3、負(fù)載獲得最大功率的條件是:電源內(nèi)阻等于負(fù)載電阻,即4、三電阻相并聯(lián),等效電阻;若R3發(fā)生短路,此時(shí)三個(gè)電阻的并聯(lián)等效電阻等于零。5、額定熔斷電流為5A的保險(xiǎn)絲

7、熔斷時(shí),熔絲兩端的電壓不能按照這個(gè)電流乘以熔絲電阻來(lái)算,因?yàn)槿蹟噙@個(gè)電壓只是反映了熔絲正常工作時(shí)的最高限值。熔絲熔斷時(shí)的端電壓應(yīng)等于它斷開(kāi)時(shí)兩個(gè)斷點(diǎn)之間的電壓。6、要在12V直流電源上使6V、50mA的小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)該采用圖1-23(a)所示電路連接。7、白熾燈的燈絲燒斷后再搭接上,燈絲因少了一截而電阻減小,因此電壓不變時(shí)電流增大,所以反而更亮。只是這樣燈絲由于在超載下工作,很快不會(huì)燒掉。8、電阻爐的爐絲斷裂,絞接后仍可短時(shí)應(yīng)急使用,但時(shí)間不長(zhǎng)絞接處又會(huì)被再次燒斷,其原因類同于題7。第23頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、選定C為參考點(diǎn)時(shí),開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電路中無(wú)電流,;開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電路中的,。2、電路中某點(diǎn)電位

8、等于該點(diǎn)到電路參考點(diǎn)的路徑上所有元件上電壓降的代數(shù)和,數(shù)值上等于某點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓,其高低正負(fù)均相對(duì)于電路參考點(diǎn)而言,電路中若沒(méi)有設(shè)立參考點(diǎn),講電位是沒(méi)有意義的。電壓等于兩點(diǎn)電位之差,其大小僅取決于兩點(diǎn)電位的差值,與電路參考點(diǎn)無(wú)關(guān),是絕對(duì)的量。電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。若電路中兩點(diǎn)電位都很高,這兩點(diǎn)間的電壓并不見(jiàn)得就一定很高,因?yàn)楫?dāng)這兩點(diǎn)間電位差很小或?yàn)榱銜r(shí),則兩點(diǎn)間的電壓就會(huì)很小或等于零。3、(1)當(dāng)S閉合時(shí),VA=0,VB=12/(26+4)4=1.6V (2)S斷開(kāi)時(shí),VB=12(12+12)26/(26+4+2)=7.5V第25頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、疊加定理僅適用于線性電路的分析與計(jì)算。因

9、此,無(wú)論是直流、交流及任何電路,只要是線性的,都可以用疊加定理進(jìn)行分析和計(jì)算。反之,電路結(jié)構(gòu)再簡(jiǎn)單,只要是非線性的,疊加定理則不再適用。2、電流和電壓是一次函數(shù),為線性關(guān)系,因此疊加定理適用于其分析和計(jì)算,功率是二次函數(shù),不具有線性關(guān)系,因此不能用疊加定理進(jìn)行分析和計(jì)算。3、從疊加定理的學(xué)習(xí)中,我們懂得了線性電路具有疊加性:線性電路中,由多個(gè)電源激發(fā)的任一支路電流和電路中任意兩點(diǎn)間電壓,都可以看作是各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的支路電流和任意兩點(diǎn)間電壓的疊加。第27頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、具有兩個(gè)向外引出端子的電路均可稱為二端網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)含有電源時(shí)叫做有源二端網(wǎng)絡(luò),如電壓源模型和電流源模型都是有源二

10、端網(wǎng)絡(luò);二端網(wǎng)絡(luò)中不含有電源時(shí)稱為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。2、應(yīng)用戴維南定理求解電路的過(guò)程中,求解戴維南等效電路的電壓源(即二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓)時(shí),與電壓源相并聯(lián)的元件不起作用,和電流源相串聯(lián)的元件也不起作用;求解戴維南等效電路的內(nèi)阻(即無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的入端電阻),對(duì)有源二端網(wǎng)絡(luò)除源時(shí),有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電壓源均短路處理,所有電流源均開(kāi)路處理。3、應(yīng)用戴維南定理的目的是簡(jiǎn)化復(fù)雜電路的分析與計(jì)算。當(dāng)一個(gè)復(fù)雜電路只需求解某一支路電流或某兩點(diǎn)間電壓時(shí),應(yīng)用戴維南定理顯然對(duì)電路的分析和計(jì)算可起到簡(jiǎn)化的作用。如果復(fù)雜電路的求解時(shí)需求多條支路電流或多個(gè)電壓,則戴維南定理不再適用。4、把一個(gè)復(fù)雜電路中的待求支路斷開(kāi),就

11、會(huì)得到一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。對(duì)這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC進(jìn)行求解,UOC=US;再令有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有電壓源為零,所有電流源開(kāi)路,即可得到一個(gè)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò),對(duì)其求解入端電阻RAB,則RAB=R0。戴維南定理的實(shí)質(zhì)就是:將一個(gè)復(fù)雜電路中不需要進(jìn)行研究的有源二端網(wǎng)絡(luò)用戴維南等效電路來(lái)代替,從而簡(jiǎn)化一個(gè)復(fù)雜電路中不需要進(jìn)行研究的有源部分,而且有利于有源二端網(wǎng)絡(luò)其余部分的分析計(jì)算。第2章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第34頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、正弦量的最大值、角頻率和初相稱為正弦交流電的三要素。其中最大值(或有效值)反映了正弦量的“大小”和做功能力;角頻率(頻率或周期)反映了正弦量時(shí)間變化的快慢程度;初相確定了正弦量計(jì)

12、時(shí)始的位置。2、兩個(gè)正弦量頻率不同,因此它們之間的相位差無(wú)法進(jìn)行比較。即相位差的概念僅對(duì)同頻率的正弦量有效。3、交流有效值為180V,其最大值約等于255V,由于最大值超過(guò)了該電容器的耐壓值220V,所以不能用在有效值為180V的正弦交流電源上。第36頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、 2、 3、通過(guò)上述兩題求解可知,在相量的代數(shù)形式化為極坐標(biāo)形式的過(guò)程中,一定要注意相量的幅角所在的相限,不能搞錯(cuò);在相量的極坐標(biāo)形式化為代數(shù)形式的過(guò)程中,同樣也是注意相量的幅角問(wèn)題,其中模值前面應(yīng)為正號(hào),若為負(fù)號(hào),應(yīng)在幅角上加(減)180。第44頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、電容的主要工作方式是充放電。電容接于直流電路上時(shí),充電時(shí)間很短,

13、一旦充電結(jié)束,即使電源不斷開(kāi),電容支路也不再會(huì)有電流通過(guò),這就是所謂的“隔直”作用;電容接于交流電路上,由于交流電大小、方向不斷隨時(shí)間變化,因此電容會(huì)不斷地充放電,好象始終有一個(gè)交變的電流通過(guò)電容,這就是所謂的“通交”作用。2、“只要加在電容元件兩端的電壓有效值不變,通過(guò)電容元件的電流也恒定不變”的說(shuō)法是不對(duì)的。因?yàn)?,正弦交流電路中的電容支路電流,其大小不僅與電源電壓的有效值有關(guān),還與電路的頻率有關(guān),對(duì)C值一定的電容元件來(lái)講,電壓有效值不變,但電路頻率發(fā)生變化時(shí),通過(guò)電容元件的電流也會(huì)隨著頻率的變化而發(fā)生改變。3、在儲(chǔ)能元件的正弦交流電路中,無(wú)功功率的大小反映了儲(chǔ)能元件與電源之間能量交換的規(guī)模

14、。只是在這種能量交換的過(guò)程中,元件上不消耗電能。不耗能即不做有用功,從這個(gè)角度上來(lái)看,為區(qū)別于耗能元件上“既交換又消耗”的有功功率,才把儲(chǔ)能元件上的“只交換不消耗”稱為無(wú)功功率?!盁o(wú)功”反映了不消耗,并不能理解為“無(wú)用之功”。如果沒(méi)有這部分無(wú)功功率,電感元件無(wú)法建立磁場(chǎng),電容元件無(wú)法建立電場(chǎng)。4、有功功率代表了交流電路中能量轉(zhuǎn)換過(guò)程不可逆的那部分功率,無(wú)功功率代表的是交流電路中能量轉(zhuǎn)換過(guò)程可逆的那部分功率。為區(qū)別兩者,把有功功率的單位定義為“瓦特”,無(wú)功功率的單位定義為“乏爾”。5、根據(jù)元件上電壓、電流的瞬時(shí)值關(guān)系,電阻元件上的電壓、電流任一瞬間均符合歐姆定律的即時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此稱為即時(shí)元件;

15、電容元件和電感元件上的電壓、電流,任一瞬間均遵循微分或積分的動(dòng)態(tài)關(guān)系,所以稱為動(dòng)態(tài)元件。根據(jù)元件上的功率關(guān)系:電阻元件在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中只消耗有功功率,因此稱為耗能元件;電感和電容元件在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中不消耗、只交換,所以稱為儲(chǔ)能元件。6、電阻、感抗和容抗都反映了元件對(duì)正弦交流電流的阻礙作用,單位都是歐姆。所不同的是:電阻的阻礙作用表現(xiàn)在發(fā)熱上(消耗能量);感抗和容抗的阻礙作用都反映在元件的頻率特性上:電路頻率越高,電感元件的自感能力越強(qiáng),阻礙正弦電流的作用越大;而容抗與電路頻率成反比,電路頻率越高,電容元件充放電電流越大,對(duì)正弦電流呈現(xiàn)的阻礙作用越小。第50頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、接到工頻電壓為220

16、V的電源上時(shí),接觸器對(duì)正弦電流呈現(xiàn)的阻抗為: 線圈中的電流:如果誤將此接觸器接到220V的直流電源上,則線圈中通過(guò)的電流為:若線圈允許電流為0.1A時(shí),直流情況下通過(guò)線圈的電流將是其額定值的11倍,線圈會(huì)因過(guò)流而燒毀。2、串聯(lián)可以分壓,串聯(lián)元件上通過(guò)的電流相同。電動(dòng)機(jī)上通過(guò)的電流是: 其中 所以,串聯(lián)線圈上應(yīng)分的電壓為:所串聯(lián)的線圈電感量為: ,線圈不消耗功率。如果用電阻代替串聯(lián)線圈,則串聯(lián)電阻分壓:串聯(lián)電阻的阻值為:在串聯(lián)電阻上消耗的功率:增大了用戶的負(fù)擔(dān)。3、在含有儲(chǔ)能元件L和C的多參數(shù)組合電路中,出現(xiàn)電壓、電流同相位的現(xiàn)象時(shí),說(shuō)明電路中發(fā)生了諧振。若為串聯(lián)諧振,則電路中阻抗最小,等于電路

17、電阻;電壓有效值一定時(shí)電流最大;在L和C上出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象。若為并聯(lián)諧振,則電路中呈現(xiàn)高阻抗,電壓一定時(shí)總電流最小,在L和C支路中將出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象。4、采取自動(dòng)調(diào)控方式,能根據(jù)實(shí)際負(fù)載的需要,合理調(diào)整電容量的多少,可使電路達(dá)到所要求的功率因數(shù)值,保證電路工作在欠補(bǔ)償狀態(tài)。如果把全部電容器都接到電路上,當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí),就無(wú)法保證合適的功率因數(shù)或出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。第3章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第57頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、用驗(yàn)電筆與線端相接觸,驗(yàn)電筆氖泡發(fā)火的是火線,否則是零線。三相四線制通常線電壓為380V,相電壓為220V。如果交流電壓表與兩個(gè)引線相接觸后所測(cè)電壓為380V時(shí),兩個(gè)引線均為

18、火線,如果為220V,則一個(gè)火線、一個(gè)零線,如此連測(cè)幾回,就可判斷出火線和零線來(lái)。2、三相供電線路的電壓是380V,則線電壓為380V,相電壓為220V。3、已知,根據(jù)對(duì)稱關(guān)系及線相電壓之間的關(guān)系,可得其余線電壓為: 相電壓分別為: 4、出現(xiàn)相電壓正常,兩個(gè)線電壓等于相電壓的現(xiàn)象,說(shuō)明與正常線電壓相連的A相和B相連接正確,而C相接反造成的。(可用相量圖進(jìn)行分析)5、三相電源繞組接,當(dāng)一相接反時(shí),會(huì)在電源繞組環(huán)路中出現(xiàn)過(guò)流致使電源燒損。(用相量圖分析)6、三相四線制供電體系可以向負(fù)載提供兩種數(shù)值不同的電壓,其中的線電壓是發(fā)電機(jī)繞組感應(yīng)電壓的倍。三相四線制對(duì)Y接不對(duì)稱負(fù)載,可保證各相端電壓的平衡。

19、第62頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、當(dāng)三根火線中有一相斷開(kāi)時(shí),其余兩相構(gòu)成串聯(lián),因此形式上成為單相供電。2、三根額定電壓為220V、功率為1KW的電熱絲,與380V電源相連接時(shí),為保證每根電熱絲的電壓為其額定值220V,應(yīng)采取三相三線制Y接方式。3、圖3-11所示電路中,當(dāng)中線斷開(kāi)時(shí),由于三相不對(duì)稱,因此各相端電壓不再平衡,因此實(shí)際加在各相負(fù)載的端電壓不再等于它們的額定電壓,電壓超過(guò)額定值的相會(huì)發(fā)生過(guò)流而致使燈負(fù)載燒損,電壓低于額定值的相而不能正常工作;A相和C相由于連通有電流,但它們的燈都不能正常發(fā)光,B相因開(kāi)關(guān)斷開(kāi)無(wú)電流而燈不亮。4、三個(gè)最大值相等、角頻率相同、相位互差120的單相正弦交流電稱為對(duì)稱三

20、相交流電。5、照明電路規(guī)定“火線進(jìn)開(kāi)關(guān)”,是保證燈熄滅時(shí)是火線斷開(kāi),斷電時(shí)燈頭不帶電,維修或更換燈泡時(shí)可保證人員安全。如果零線進(jìn)開(kāi)關(guān),更換燈泡或維修時(shí),雖然開(kāi)關(guān)斷開(kāi),但燈頭仍然帶電,容易造成維護(hù)人員的觸電事故。6、一般情況下,當(dāng)人手觸及中線時(shí)不會(huì)觸電。因?yàn)橹芯€通常與“地”相接,人又站在地面上,人體承受的電壓幾乎為零。第65頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、左起:三相四線制Y接、三相三線制Y接、三相三線制接、三相三線制接。2、火線分別引自于電源各相,三相用電器與三根火線相連,因各相負(fù)載電流相互獨(dú)立共有三相,因此稱為三相負(fù)載;電燈只需與電源一根火線相連,連接于一根火線和一根零線之間,通過(guò)電燈的電流只有一個(gè),因此稱

21、其為單相用電器。3、三相交流電器銘牌上標(biāo)示的功率是指額定輸出功率,不是指額定輸入電功率。4、A相總電阻為:RA=U2/PA=484;RB=U2/PB161;RC=。當(dāng)中線斷開(kāi)時(shí),A、B兩相構(gòu)成串聯(lián),連接于兩根火線之間,因此UA=380484/(484+161)=285V,因285V220V而會(huì)燒;而UB=380161/(484+161) 95V,因95V220V而不能正常工作。5、三相照明電路的功率應(yīng)按照單相電路測(cè)量功率的方法進(jìn)行,把單相功率的電壓線圈接在A火線與零線之間,電流線圈串聯(lián)于A 相之中,即測(cè)得A相功率;把單相功率的電壓線圈接在B火線與零線之間,電流線圈串聯(lián)于B 相之中,即測(cè)得B相功

22、率;把單相功率的電壓線圈接在C火線與零線之間,電流線圈串聯(lián)于C 相之中,即測(cè)得C相功率(據(jù)此畫(huà)出連接圖)。三相動(dòng)力負(fù)載均為對(duì)稱三相負(fù)載,因此可用二瓦計(jì)法測(cè)量,其測(cè)量連線圖如P63頁(yè)圖3-12所示。第4章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第74頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、磁通表征了與磁場(chǎng)相垂直的某個(gè)截面上磁力線的分布情況,單位是韋伯Wb和麥克斯韋Mx;導(dǎo)磁率表征了自然界物質(zhì)的導(dǎo)磁能力,單位是亨利每米H/m;磁感應(yīng)強(qiáng)度B表征了介質(zhì)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,單位是特斯拉T與高斯Gs;磁場(chǎng)強(qiáng)度H表征是電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向。B和H表征的都是磁場(chǎng)的大小和方向,都是矢量;但磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與物質(zhì)的導(dǎo)磁能力有密切關(guān)系,而磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小與物質(zhì)的導(dǎo)磁

23、能力無(wú)關(guān),僅取決于電流的大小。2、根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)磁性能的不同,自然界的物質(zhì)可分為非磁性物質(zhì)和磁性物質(zhì)兩大類。非磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率約等于真空的磁導(dǎo)率0=410-7H/m,可看作是常量;磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率大大于1,不同鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率各不相同,一般是真空磁導(dǎo)率的幾百、幾千乃至幾萬(wàn)幾十萬(wàn),而且不是常量。鐵磁物質(zhì)具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性和剩磁性。3、銅和鋁是為能被磁化的。因?yàn)樵谒鼈兪欠谴判晕镔|(zhì),其物質(zhì)結(jié)構(gòu)中沒(méi)有磁疇結(jié)構(gòu)。只有含有磁疇結(jié)構(gòu)的鐵磁性物質(zhì)處在磁場(chǎng)中才能夠被磁化。4、根據(jù)工程上用途的不同,鐵磁材料一般可分為軟磁性材料、硬磁性材料和矩磁性材料三大類。軟磁性材料易磁化易退磁,適用于制作各種電機(jī)、電器

24、的鐵芯;硬磁性材料不易磁化,一經(jīng)磁化不易退磁,適用于制作各種形式的人造磁體;矩磁性材料磁化過(guò)程中只有正、負(fù)兩種飽和值,具有記憶性,因此適用于制作各種存儲(chǔ)器記憶元件的磁芯。5、鐵心上的熱能損耗稱為鐵損,包括磁滯損耗和渦流損耗兩部分。磁滯損耗是鐵芯中的磁疇在交變磁場(chǎng)中反復(fù)翻轉(zhuǎn)過(guò)程中碰撞和摩擦造成的熱量損失;渦流損耗是整塊鐵芯在交變磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流造成的熱量損失。6、為了在小電流下獲得強(qiáng)磁場(chǎng),電機(jī)、電器的鐵芯通常做成閉合的磁路,以避免空氣隙上的較大磁阻。如果電機(jī)、電器的鐵芯回路中存在間隙,為了保證產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)使電機(jī)、電器正常工作,需要增大電流,結(jié)果電機(jī)、電器的絕緣要求也要相應(yīng)增大,造

25、成電機(jī)、電器體積增大。第78頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、如果在變壓器的原邊繞2匝、副邊繞1匝,看起來(lái)也符合變比條件,但是,變換一定的電壓時(shí),根據(jù)主磁通原理可知,電壓有效值和頻率不變時(shí),磁路中的磁通最大值始終保持不變。而根據(jù)磁路歐姆定律又可知,磁阻一定時(shí),磁通與IN成正比,如果匝數(shù)太少,必然造成電流嚴(yán)重增大,而電流太大時(shí)對(duì)絕緣的要求及導(dǎo)線截面要求都難以實(shí)現(xiàn)。因此,不能在變壓器原邊繞2匝、副邊繞1匝。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),為了減小線圈電流,一般都是增加線圈的匝數(shù)。2、根據(jù)主磁通原理:U=4.44fN1m可得N1=220/4.44500.001=991匝3、額定值為工頻220V的交流電磁鐵,若不慎接在220V的直流電源

26、上會(huì)因過(guò)流而燒損。原因是:直流電路中,電磁鐵對(duì)直流電流的阻礙作用僅為線圈的銅耗電阻,此值小小于交流阻抗值,因此造成電流大大于工頻交流電流。接于220V、50Hz的工頻交流電源上,該電磁鐵正常工作。4、變壓器是依據(jù)互感原理工作的,直流電壓不產(chǎn)生互感,因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)變換。若不慎將額定值為110/36V的小容量變壓器的原邊接到110V的直流電源上,副邊無(wú)輸出,原邊則由于過(guò)流而燒損。5、變壓器運(yùn)行中有鐵耗和銅耗,由于鐵耗在電源電壓不變情況下基本不變,所以通常稱為不變損耗;而銅耗隨著負(fù)載電流的變化而變化,一般稱為可變損耗。第82頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、由于自耦變壓器的原邊和副邊有直接的電的聯(lián)系,當(dāng)高壓側(cè)出現(xiàn)故障

27、時(shí)容易波及低壓側(cè),所以不能用做安全變壓器使用。2、電壓互感器在使用時(shí)應(yīng)注意:副邊要可靠接地;嚴(yán)禁副邊短路。電流互感器在使用時(shí)應(yīng)注意:副邊要可靠接地;嚴(yán)禁副邊開(kāi)路。3、普通變壓器的外特性是一條稍微向下傾斜的直線,即輸出電壓隨著負(fù)載的增大稍微有所下降。而電焊變壓器為了能夠起弧和起弧后電壓迅速下降,且短路電流與額定電流相差不多,具有陡降的外特性。第5章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第91頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)中的三相,是指電動(dòng)機(jī)的定子繞組為三相;鼠籠指的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為鼠籠型;異步指電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同步。因?yàn)槿嗍蠡\式異步電動(dòng)機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的,所以又常被稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。2

28、、繞線式異步電動(dòng)機(jī)具有電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu),而鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)沒(méi)有。二者的工作原理是相同的:三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電,在電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小和方向不斷隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)感應(yīng)電流,成為載流導(dǎo)體,載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用而對(duì)軸生成電磁轉(zhuǎn)矩,于是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差是轉(zhuǎn)差速度;轉(zhuǎn)差速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率;異步電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)轉(zhuǎn)差率s=1最大;異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的轉(zhuǎn)速最高,轉(zhuǎn)差率最小趨近于0。4、電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速約等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。所以,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí),磁

29、極對(duì)數(shù)p=2,轉(zhuǎn)差率s=(1500-1450)/15000.033;電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為735r/min時(shí),磁極對(duì)數(shù)p=4,轉(zhuǎn)差率s=(750-735)/7500.02;電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為585r/min時(shí),磁極對(duì)數(shù)p=5,轉(zhuǎn)差率s=(600-585)6000.025。5、單相異步電動(dòng)機(jī)如果沒(méi)有起動(dòng)繞組,則只能產(chǎn)生一個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng),脈動(dòng)磁場(chǎng)可看作是兩個(gè)大小相等、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成,由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用相互抵消,因此無(wú)法使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。6、三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前有一根電源線斷開(kāi),接通電源后的三相異步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于單相起動(dòng),由于產(chǎn)生的是脈動(dòng)磁場(chǎng),因此無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。若在運(yùn)行過(guò)程中“缺相”,由于慣性,電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)

30、轉(zhuǎn)動(dòng)下去,只是很快就會(huì)因過(guò)流而燒損。第94頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。若在運(yùn)行過(guò)程中電源電壓降為額定值的60%而負(fù)載不變時(shí),電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩下降為額定值的36%,由于動(dòng)力小于阻力,轉(zhuǎn)速下降,轉(zhuǎn)差率上升,定子電流和轉(zhuǎn)子電流都將增大。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增大時(shí),原來(lái)的電磁平衡被打破,轉(zhuǎn)速下降,轉(zhuǎn)差率上升,E2=sE20上升,引起轉(zhuǎn)子電流增大,通過(guò)磁耦合關(guān)系又使定子電流增大。3、只要把三相繞線式異步時(shí)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路,轉(zhuǎn)子回路中就無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流,沒(méi)有感應(yīng)電流無(wú)法成為載流導(dǎo)體,不是載流導(dǎo)體就不能在磁場(chǎng)中受力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。4、三相異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙很小,如果空

31、氣隙較大,則空載電流嚴(yán)重增大,運(yùn)行性能變差。5、額定運(yùn)行狀態(tài)下,增大三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載,轉(zhuǎn)速下降、轉(zhuǎn)差率增大,致使電流增大;電壓升高時(shí)若負(fù)載不變,則三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)差率減小,電流減?。活l率升高時(shí),若電壓和負(fù)載均不變,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路感抗增大,為和負(fù)載相平衡,轉(zhuǎn)子電流要加大,定子電流隨之增大。第99頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、電動(dòng)機(jī)由靜止上升到額定轉(zhuǎn)速的全過(guò)程叫做起動(dòng)。當(dāng)滿足: 的關(guān)系式時(shí),電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)。2、三相異步電動(dòng)機(jī)滿載情況下的起動(dòng)電流大大于空載起動(dòng)電流,相應(yīng)的滿載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大大于空載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。3、鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有:Y-降壓起動(dòng)、自耦補(bǔ)償器降壓起動(dòng)及定子繞組串

32、電阻或串電抗起動(dòng)等。調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。4、本來(lái)就是Y接的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),是無(wú)法采用Y-降壓起動(dòng)的。因?yàn)閅-降壓起動(dòng)只適用于正常工作時(shí)接成形的異步電動(dòng)機(jī),降壓起動(dòng)時(shí)接成Y,起動(dòng)后接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)再切換到正常工作時(shí)的形連接。第105頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、低壓斷路器的保護(hù)功能包括短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和零壓及欠壓保護(hù)。2、熔斷器用于電動(dòng)機(jī)控制時(shí),熔體的額定電流選用原則如下:一般照明線路:熔體額定電流負(fù)載工作電流;單臺(tái)電動(dòng)機(jī):熔體額定電流(1.52.5)倍電動(dòng)機(jī)額定電流;但對(duì)不經(jīng)常起動(dòng)而且起動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)系數(shù)可選得小一些,主要以起動(dòng)時(shí)

33、熔體不熔斷為準(zhǔn);多臺(tái)電動(dòng)機(jī):熔體額定電流(1.52.5)倍最大電機(jī)IN其余電動(dòng)機(jī)IN。3、熱繼電器主要由發(fā)熱元件和常閉觸點(diǎn)、常開(kāi)觸點(diǎn)構(gòu)成。其發(fā)熱元件串接在電動(dòng)機(jī)主電路中,通常常閉觸點(diǎn)串接在控制回路中,當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載時(shí),控制回路中的常閉觸點(diǎn)打開(kāi),使電動(dòng)機(jī)接觸器線圈失電,造成其主觸點(diǎn)斷開(kāi),使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),從而起到過(guò)載保護(hù)作用。4、接觸器有觸頭系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)兩大部分。觸頭系統(tǒng)包括三對(duì)主觸頭,串接在電動(dòng)機(jī)主電路中,控制電動(dòng)機(jī)電路的通、斷;兩對(duì)輔助常開(kāi)觸頭和兩對(duì)輔助常閉觸頭,在電路中起自鎖和互鎖作用,各部分圖符號(hào)略。第108頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、略。2、利用接觸器本身的輔助常開(kāi)觸頭使接觸器線圈保持通電的作用稱

34、為自鎖。讓接觸器的輔助常閉觸頭分別相互串接在對(duì)方的控制回路中,以保證正、反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器線圈不會(huì)同時(shí)得電的作用,稱為互鎖。3、第5章課件的第59片幻燈片所示電動(dòng)機(jī)控制線路。第6章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第119頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、當(dāng)溫度增高時(shí),在本征半導(dǎo)體中出現(xiàn)電子空穴對(duì),由此產(chǎn)生自由電子載流子的遷移現(xiàn)象稱為本征激發(fā);同時(shí)價(jià)電子填補(bǔ)空穴造成的空穴載流子遷移運(yùn)動(dòng)稱為復(fù)合。少數(shù)載流子由本征激發(fā)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生,多數(shù)載流子是參雜后生成的。2、金屬導(dǎo)體中只有自由電子一種載流子參與導(dǎo)電,而半導(dǎo)體中有多子和少子兩種載流子同時(shí)參與導(dǎo)電,這就是它們導(dǎo)電機(jī)理上的本質(zhì)區(qū)別。3、純凈的硅和鍺稱為本征半導(dǎo)體,在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜

35、質(zhì)元素后可得到N型半導(dǎo)體,本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素后可得到P型半導(dǎo)體。4、因?yàn)檫@種類型的本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素后,因雜質(zhì)原子較本征半導(dǎo)體多了一個(gè)電子而極易掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子載流子,因此自由電子載流子的數(shù)量大大于熱擊發(fā)產(chǎn)生的空穴載流子,成為該類半導(dǎo)體的導(dǎo)電主流,這類雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。雖然N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是電子,但整塊材料中既沒(méi)有失電子,也沒(méi)有得電子,所以仍呈電中性。只是少了一個(gè)電子的雜質(zhì)離子成為一個(gè)定域的負(fù)離子。5、雪崩擊穿是一種碰撞的擊穿,齊納擊穿屬于場(chǎng)效應(yīng)的擊穿,這兩種擊穿都屬于電擊穿,電擊穿一般可逆,不會(huì)造成PN結(jié)的永久損壞。6、PN結(jié)正向?qū)〞r(shí)的電流是由

36、多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的,因此稱為擴(kuò)散電流;PN結(jié)反向電壓下,截止區(qū)由少數(shù)載流子熱運(yùn)動(dòng)形成的電流稱為漂移電流,漂移電流在溫度一定時(shí)數(shù)量不變,因此又稱為反向飽和電流。P區(qū)與電源正極相連,N區(qū)與電源負(fù)極相連,PN結(jié)為正向偏置;N區(qū)與電源正極相連,P區(qū)與電源負(fù)極相連,PN結(jié)為反向偏置。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。?22頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、PN結(jié)外加正向電壓較小時(shí),其電場(chǎng)還不足以克服PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)對(duì)擴(kuò)散電流的阻擋,PN結(jié)仍呈現(xiàn)高阻態(tài),通過(guò)PN結(jié)的正向電流幾乎為零,即基本上處于截止?fàn)顟B(tài),這段區(qū)域通常稱為死區(qū)。硅管的死區(qū)電壓典型值約為0.5V,鍺管的死區(qū)電壓典型值約為0.2V。2、二極管處在反向截止區(qū)時(shí),其反向電流是

37、由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。常溫下少數(shù)載流子的數(shù)量不多且恒定不變,當(dāng)外加電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí),反向漂移電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化,具有飽和性。由于少數(shù)載流子是熱擊發(fā)的產(chǎn)物,當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),少數(shù)載流子熱運(yùn)動(dòng)加劇,數(shù)量明顯增加。3、測(cè)量二極管類型及好壞時(shí),通常采用1.5V干電池串一個(gè)約1kW的電阻,并使二極管按正向接法與電阻相連接,使二極管正向?qū)?。然后用萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量二極管兩端的管壓降UD,如果測(cè)到的UD為0.60.7V則為硅管,如果測(cè)到的UD為0.10.3V就是鍺管。如果測(cè)量時(shí)直接把1.5V的干電池正向連接到二極管的兩端,因?yàn)闆](méi)有限流電阻,就可能使二極管中因電流過(guò)大而損壞。

38、4、二極管的伏安特性曲線上通常分為死區(qū)、正向?qū)▍^(qū)、反向截止區(qū)和反向擊穿區(qū)。二極管工作在死區(qū)時(shí),由于正向電壓太小不能抵消PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻礙作用,因此電流幾乎為零;二極管工作在正向?qū)▍^(qū)時(shí),管子正向端電壓的數(shù)值基本保持不變,硅管為0.7V,鍺管為0.3V,正向?qū)▍^(qū)管子中通過(guò)的電流增長(zhǎng)很快,所以當(dāng)正向電壓超過(guò)1V時(shí)通常要串接一個(gè)限流電阻。二極管工作在反向截止區(qū)時(shí),反向電流基本上不隨反向電壓的增加而增大,溫度一定時(shí)反向電流基本恒定,溫度變化時(shí)對(duì)反向截止區(qū)的電流影響較大。反向電壓增大為URM值后,二極管進(jìn)入反向擊穿區(qū),反向擊穿區(qū)的特點(diǎn)是電壓增加一點(diǎn)即造成電流迅速增加。5、半導(dǎo)體二極管工作在擊穿區(qū),如

39、果處在齊納擊穿或雪崩擊穿等電擊穿狀態(tài)下,一般二極管還不能造成永久損壞,撤掉反向擊穿電壓,管子仍能恢復(fù)正常。但如果發(fā)生了熱擊穿,管子將永久損壞。6、(a)圖:輸入電壓大于5V時(shí),二極管反偏截止相當(dāng)于開(kāi)路,u0=5V;輸入電壓小于5V時(shí),二極管導(dǎo)通相當(dāng)于短路,u0= ui。(圖略)(b)圖:輸入電壓小于5V時(shí),二極管反偏截止相當(dāng)于開(kāi)路,u0=5V;輸入電壓大于5V時(shí),二極管導(dǎo)通相當(dāng)于短路,u0= ui。(圖略)第124頁(yè)檢驗(yàn)題解答: 1、利用穩(wěn)壓二極管或普通二極管的正向壓降,是無(wú)法起到穩(wěn)壓作用的。由它們的正向特性可知,二極管一旦導(dǎo)通后,其管壓降基本保持不變,硅管為0.7V,鍺管為0.3V。因此它們

40、只能在允許的正向電流下保持這個(gè)導(dǎo)通電壓值,其它電壓值無(wú)法穩(wěn)定。2、(1)將額定電壓分別為6V和8V的兩個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián)相接:反向串聯(lián)時(shí)穩(wěn)壓值為14V;正向串聯(lián)時(shí)1.4V;一反一正串聯(lián)時(shí)可獲得6.7V、8.7V。(2)將額定電壓分別為6V和8V的兩個(gè)穩(wěn)壓管并聯(lián)相接:反向并聯(lián)時(shí)穩(wěn)壓值為6V;正向并聯(lián)時(shí)或一反一正并聯(lián)時(shí)只能是0.7V。3、圖中開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)發(fā)光二極管可導(dǎo)通。導(dǎo)通發(fā)光時(shí)正向5mA電流下1.55=0.3K;正向15mA電流下1.515=0.1K。因此限流電阻R的取值范圍:100300。第129頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、由于三極管的發(fā)射區(qū)和集電區(qū)摻雜質(zhì)濃度上存在較大差異,且面積也相差不少,因此不能互換使

41、用。如果互換使用,其放大能力將大大下降甚至失去放大能力。2、三極管工作在飽和區(qū)時(shí),電流放大能力下降,電流放大系數(shù)值隨之下降。3、其中只有說(shuō)法正確,超過(guò)最大耗散功率PCM值時(shí),三極管將由于過(guò)熱而燒損。4、NPN硅管,飽和區(qū);NPN硅管,放大區(qū);NPN硅管,截止區(qū);PNP鍺管,放大區(qū);PNP鍺管,截止區(qū)。第131頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、雙極型三極管有多子和少子兩種載流子同時(shí)參與導(dǎo)電;單極型三極管只有多子參與導(dǎo)電。由于雙極型三極管的輸出電流IC受基極電流IB的控制,因此稱其為電流控件;MOS管的輸出電流ID受柵源間電壓UGS的控制,因之稱為電壓控件2、當(dāng)UGS=UT時(shí),增強(qiáng)型N溝道MOS管開(kāi)始導(dǎo)通,隨著U

42、GS的增加,溝道加寬,ID增大。3、由于二氧化硅層的原因,使MOS管具有很高的輸入電阻。在外界電壓影響下,柵極易產(chǎn)生相當(dāng)高的感應(yīng)電壓,造成管子擊穿,所以MOS管在不使用時(shí)應(yīng)避免柵極懸空,務(wù)必將各電極短接。4、晶體管的輸入電阻rbe一般在幾百歐千歐左右,相對(duì)較低;而MOS管絕緣層的輸入電阻極高,一般認(rèn)為柵極電流為零。第7章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第138頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、基本放大電路是放大電路中最基本的結(jié)構(gòu),是構(gòu)成復(fù)雜放大電路的基本單元。它利用雙極型半導(dǎo)體三極管輸入電流控制輸出電流的特性,或場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管輸入電壓控制輸出電流的特性,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。從電路的角度來(lái)看,放大電路的放大作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面

43、:一是放大電路主要利用三極管或場(chǎng)效應(yīng)管的控制作用放大微弱信號(hào),輸出信號(hào)在電壓或電流的幅度上得到了放大,輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。二是輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的,只是經(jīng)過(guò)三極管的控制,使之轉(zhuǎn)換成信號(hào)能量,提供給負(fù)載。2、放大電路的組成原則:(1)保證放大電路的核心器件三極管工作在放大狀態(tài),即有合適的偏置。也就是說(shuō)發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。(2)輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號(hào)耦合到三極管的輸入電極,形成變化的基極電流,從而產(chǎn)生三極管的電流控制關(guān)系,變成集電極電流的變化。(3)輸出回路的設(shè)置應(yīng)該保證將三極管放大以后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成負(fù)載需要的電量形式(輸出電壓或輸出電流)。3、共發(fā)射極電壓放大

44、器中輸入電壓與輸出電壓的相位關(guān)系為反相。4、晶體管交流放大電路內(nèi)部實(shí)際上是一個(gè)交、直流共存的電路。電路中各電壓和電流的直流分量及其注腳均采用大寫(xiě)英文字母表示;交流分量及其注腳均采用小寫(xiě)英文字母表示;而總量用英文小寫(xiě)字母,其注腳采用大寫(xiě)英文字母。如基極電流的直流分量用IB表示;交流分量用ib表示;總量用iB表示。5、集電極電阻RC的作用是將集電極的電流變化變換成集電極的電壓變化,以實(shí)現(xiàn)電壓放大。如果電路中沒(méi)有RC,顯然無(wú)法得到電壓放大。第142頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、實(shí)踐證明,放大電路即使有了合適靜態(tài)工作點(diǎn),在外部因素的影響下,例如溫度變化、電源電壓的波動(dòng)等,都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的偏移,在諸多影響因素中

45、,溫度變化是影響靜點(diǎn)穩(wěn)定的最主要因素。在放大電路中加入反饋環(huán)節(jié),可以有效地抑制溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。2、對(duì)放大電路的要求是:對(duì)輸入信號(hào)能放大且不失真。放大電路的核心元件三極管為非線性器件,只有保證在任意時(shí)刻都使三極管工作在線性放大區(qū),輸出波形才不會(huì)失真。若不設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)或讓靜態(tài)工作點(diǎn)靠近截止區(qū),則輸出波形容易發(fā)生截止失真;若靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū),輸出波形容易發(fā)生飽和失真。正確的靜態(tài)工作點(diǎn)Q可以保證輸出信號(hào)的不失真。當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí),三極管各電極上的電流與電壓處于靜態(tài)。有信號(hào)輸入時(shí),在放大管的輸入回路便產(chǎn)生動(dòng)態(tài)信號(hào),輸入信號(hào)加載在靜態(tài)之上,于是輸出回路電流隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化,再由負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換

46、成電壓的變化,從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。3、靜態(tài)時(shí)耦合電容C1和C2兩端均有電壓。共射放大電路靜態(tài)時(shí),輸入信號(hào)源相當(dāng)于短路,因此,耦合電容C1的端電壓等于三極管基極電位值VB,左低右高;靜態(tài)下由于無(wú)輸出,所以輸出端也相當(dāng)短路短路,耦合電容C2的端電壓等于三極管輸出電壓值UCE,左高右低。4、放大電路出現(xiàn)的失真包括截止失真和飽和失真兩種。截止失真時(shí),共射放大電路的集電極電流波形出現(xiàn)下削波,輸出電壓波形出現(xiàn)上削頂;飽和失真時(shí),共射放大電路的集電極電流波形出現(xiàn)上削波,輸出電壓波形出現(xiàn)下削頂。消除截止失真,需將靜態(tài)工作點(diǎn)上移,消除飽和失真,要將靜態(tài)工作點(diǎn)下移。另外,還要在電路中加設(shè)反饋環(huán)節(jié)。5、RE在電路中

47、起的作用是負(fù)反饋?zhàn)饔?,?shù)值通常為幾十至幾千歐,它不但能夠?qū)χ绷餍盘?hào)產(chǎn)生負(fù)反饋?zhàn)饔?,同樣可?duì)交流信號(hào)產(chǎn)生負(fù)反饋?zhàn)饔?,從而造成電壓增益下降過(guò)多。為了不使交流信號(hào)削弱,一般在RE的兩端并上一個(gè)濾波電容CE,以消除反饋電阻對(duì)交流量的影響,減小RE對(duì)交流電壓放大倍數(shù)的影響。第145頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、圖(a)沒(méi)有放大交流信號(hào)的能力。因?yàn)?,基極電位VB=UCC,靜態(tài)工作點(diǎn)太高;圖(b)電路中,只要RB值選擇合適,可以放大交流信號(hào);圖(c)分壓式偏置共射放大電路缺少負(fù)反饋環(huán)節(jié),且電容極性反了,因此易產(chǎn)生失真;圖(d)電路中核心元件三極管應(yīng)選擇NPN硅管,但用成PNP管,因此不具有交流信號(hào)放大能力。2、放大電路

48、的輸出電壓與輸入信號(hào)電壓的比值就是電壓放大倍數(shù)。共發(fā)射極放大電路中,電壓放大倍數(shù)與晶體管電流放大倍數(shù)成正比,與放大電路集電極電阻成正比,與晶體管輸入交流等效電阻成反比,且與輸入信號(hào)電壓反相。3、對(duì)需要傳輸和放大的信號(hào)源來(lái)說(shuō),放大電路相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載,負(fù)載電阻就是放大電路的輸入電阻。放大電路的輸入電阻ri的大小決定了放大器向信號(hào)源取用電流的大小。因?yàn)楸环糯笮盘?hào)是微弱小信號(hào),而且總是存在一定內(nèi)阻。所以我們希望放大電路的輸入電阻ri盡量大些,這樣從信號(hào)源取用的電流就會(huì)小一些,以免造成輸入信號(hào)電壓的衰減。4、對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō),放大電路的輸出電阻r0相當(dāng)于信號(hào)源內(nèi)阻。我們通常希望放大電路的輸出電阻r0盡量小一些

49、,以便向負(fù)載輸出電流后,輸出電壓沒(méi)有很大的衰減。而且放大器的輸出電阻r0越小,負(fù)載電阻RL的變化對(duì)輸出電壓的影響就越小,使得放大器帶負(fù)載能力越強(qiáng)。5、放大電路的動(dòng)態(tài)分析,就是求解放大電路對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)的輸入電阻ri、電路的輸出電阻r0和交流電壓放大倍數(shù)Au。動(dòng)態(tài)分析的對(duì)象是放大電路中各電壓、電流的交流分量;動(dòng)態(tài)分析的目的是找出輸入電阻ri、輸出電阻r0、交流電壓放大倍數(shù)Au與放大電路參數(shù)間的關(guān)系。采用微變等效電路法的思想是:當(dāng)信號(hào)變化的范圍很小時(shí),可認(rèn)為晶體管電壓、電流變化量之間的關(guān)系是線性的。即在滿足小信號(hào)條件下,將晶體管線性化,把放大電路等效為一個(gè)近似的線性電路。這樣我們就可以利用前面學(xué)習(xí)

50、過(guò)的電路分析法,求出放大電路對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)的輸入電阻ri、輸出電阻r0和交流電壓放大倍數(shù)Au了。第148頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、共集電極放大電路與共發(fā)射極放大電路相比,共發(fā)射極放大電路輸入電阻不夠大,而共集電極放大電路輸入電阻較大;共發(fā)射極放大電路輸出電阻不夠小,而共集電極放大電路輸出電阻較??;共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)很大,放大能力較強(qiáng),而共集電極放大電路的電壓放大倍數(shù)約等于1。因此共發(fā)射極放大電路適合于做多級(jí)放大電路的中間級(jí),而共集電極放大電路適合于多級(jí)放大電路的前級(jí)和后級(jí)。2、射極輸出器的發(fā)射極電阻RE是不能象共發(fā)射極放大電路一樣并聯(lián)一個(gè)旁路電容CE來(lái)提高電路的電壓放大倍數(shù)的。因?yàn)樯錁O輸出

51、器的輸出取自于發(fā)射極,即輸出電壓等于發(fā)射極電阻RE兩端的電壓,如果并上一個(gè)旁路電容,則電路對(duì)交流信號(hào)就會(huì)無(wú)輸出。第151頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、從能量控制的觀點(diǎn)來(lái)看,功率放大器和電壓放大器并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。但是,從完成任務(wù)的角度和對(duì)電路的要求來(lái)看,它們之間有著很大的差別。電壓放大電路主要要求它能夠向負(fù)載提供不失真的放大信號(hào),其主要指標(biāo)是電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等。功率放大器主要考慮獲得最大的交流輸出功率,而功率是電壓與電流的乘積,因此功放電路不但要有足夠大的輸出電壓,而且還應(yīng)有足夠大的輸出電流。2、因?yàn)榫w管都存在正向死區(qū)。因此,當(dāng)乙類功放電路在輸入信號(hào)正、負(fù)半周交替時(shí),兩個(gè)功放管都

52、處于截止?fàn)顟B(tài),造成輸出信號(hào)波形不跟隨輸入信號(hào)的波形變化,波形的正、負(fù)交界處出現(xiàn)了一段零值,這種失真現(xiàn)象稱為交越失真。為消除交越失真,可在兩個(gè)功放管的發(fā)射結(jié)加上一個(gè)較小的正偏電壓,使兩管都工作在微導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí),兩個(gè)功放管,一個(gè)在正半周工作,另一個(gè)在負(fù)半周工作,互相彌補(bǔ)對(duì)方的不足,從而在負(fù)載上得到一個(gè)完整的輸出波形。即兩個(gè)功放管的輸入、輸出特性完全一致,達(dá)到工作特性完全對(duì)稱的狀態(tài)。3、直接耦合的多級(jí)放大電路,當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí),輸出信號(hào)電壓并不為零,而且這個(gè)不為零的電壓會(huì)隨時(shí)間作緩慢的、無(wú)規(guī)則的、持續(xù)的變動(dòng),這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移,簡(jiǎn)稱零漂。差動(dòng)放大電路可以有效地抑制零漂。當(dāng)溫度變化時(shí),因兩管電流變

53、化規(guī)律相同,兩管集電極電壓漂移量也完全相同,從而使雙端輸出電壓始終為零。也就是說(shuō),依靠差動(dòng)放大電路的完全對(duì)稱性,使兩管的零漂在輸出端相抵消,使零點(diǎn)漂移得到抑制。4、差模信號(hào)是放大電路中需要傳輸和放大的有用信號(hào),用uid表示,數(shù)值上等于兩管輸入信號(hào)的差值;溫度變化,電源電壓波動(dòng)及外界電磁干擾等對(duì)放大電路的影響,相當(dāng)于輸入端加了“共模信號(hào)”。因此,共模信號(hào)對(duì)放大電路是一種干擾信號(hào),第154頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、“反饋”就是通過(guò)一定的電路形式,把放大電路輸出信號(hào)的一部分或全部按一定的方式回送到放大電路的輸入端,并影響放大電路的輸入信號(hào)。如果反饋能使輸入信號(hào)的凈輸入量削弱的稱為負(fù)反饋,負(fù)反饋提高了基本放大

54、電路的工作穩(wěn)定性。如果放大電路輸出信號(hào)的一部分或全部,通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)回送到輸入端后,造成凈輸入信號(hào)增強(qiáng),則這種反饋稱為正反饋。正反饋可以提高放大電路的增益,但正反饋電路的性能不穩(wěn)定,一般較少使用。2、放大電路中普遍采用的是負(fù)反饋。負(fù)反饋通常有四種典型形式:電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。放大電路中如果反饋信號(hào)取自于輸出電壓,為電壓負(fù)反饋;若取自于輸出電流,則為電流負(fù)反饋;若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電壓的形式相加減,可判斷為串聯(lián)負(fù)反饋;若反饋信號(hào)與輸入是以電流的形式相加減,可判斷為并聯(lián)負(fù)反饋;如果反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加到放大元件的同一電極,則為并聯(lián)反饋,否則為串聯(lián)

55、反饋。3、放大電路引入負(fù)反饋后,雖然提高了放大電路的穩(wěn)定性,但放大電路的電壓放大倍數(shù)降低了。但對(duì)放大電路來(lái)說(shuō),電路的穩(wěn)定性至關(guān)重要,因此電路的電壓放大倍數(shù)雖然降低了,換來(lái)的卻是放大電路的穩(wěn)定性得以提高,這種代價(jià)值得。4、采用負(fù)反饋能夠提高放大電路的穩(wěn)定性,從本質(zhì)上講,是利用失真的波形來(lái)改善波形的失真,不能理解為負(fù)反饋能使波形失真完全消除。第8章節(jié)后檢驗(yàn)題解析第162頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、集成電路主要由輸入級(jí)、中間放大級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四部分構(gòu)成。其中輸入級(jí)是決定運(yùn)放性能好壞的關(guān)鍵,要求輸入電阻高,差模電壓放大倍數(shù)大,共模抑制比大,靜態(tài)電流小,通常由一個(gè)高性能的雙端輸入差動(dòng)放大器組成。中間放大級(jí)是

56、整個(gè)集成運(yùn)放的主放大器,其性能的好壞直接影響運(yùn)放的放大倍數(shù),主要作用是提高電壓增益,通常采用復(fù)合管的共發(fā)射極電路構(gòu)成。輸出級(jí)又稱功放級(jí),要求有較小的輸出電阻以提高帶負(fù)載能力,通常采用電壓跟隨器或互補(bǔ)的電壓跟隨器組成。偏置電路的作用是向運(yùn)放內(nèi)部各級(jí)電路提供合適又穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)電流。2、集成運(yùn)放的理想條件是:開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Au0;差模輸入電阻ri;輸出電阻r00;共模抑制比KCMR。3、工作在線性區(qū)的理想運(yùn)放有兩條重要結(jié)論:(1)虛短:理想運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端電位相等,UU。由于兩個(gè)輸入端并非真正短接,但卻具有短接的特征,稱之為“虛短”。(2)虛斷:由于理想運(yùn)放的差模輸入電阻ri,因此

57、可得i+=i-=0。集成運(yùn)放的輸入端并未斷開(kāi),但通過(guò)的電流恒為零,這種情況稱為“虛斷”第168頁(yè)檢驗(yàn)題解答:1、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路均存在深度負(fù)反饋環(huán)節(jié),可用“虛短”、“虛斷”分析。2、“虛地”現(xiàn)象只存在于反相的線性應(yīng)用運(yùn)放電路中。UB1u0UZUZ0uiUB2abcdef3、集成運(yùn)放應(yīng)用在非線性電路時(shí),處于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)下;運(yùn)放在非線性運(yùn)用中同相輸入端和反相輸入端上的信號(hào)電壓大小不等,因此“虛短”的概念不再成立;非線性應(yīng)用下的運(yùn)放雖然同相輸入端和反相輸入端信號(hào)電壓不等,但由于其輸入電阻很大,所以輸入端的信號(hào)電流仍可視為零值。因此,非線性應(yīng)用下的運(yùn)放仍然具有“虛斷”的特點(diǎn);非線性區(qū)運(yùn)放的輸出量與輸入量之間為非線性關(guān)系,輸出端信號(hào)電壓或?yàn)檎柡椭?,或?yàn)樨?fù)飽和值。4、滯回比較器的電壓傳輸特性如右圖所示。當(dāng)輸入信號(hào)電壓由a點(diǎn)負(fù)值開(kāi)始增大時(shí),輸出u0UZ,直到輸入電壓uiUB1時(shí),u0由UZ躍變到UZ,

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