2025年整流濾波電路試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.在整流電路中，將交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電的主要元件是（）A.電容B.電感C.二極管D.電阻答案：C解析：二極管具有單向?qū)щ娦?，在整流電路中，利用二極管的這一特性，可將交流電的負(fù)半周截止，只讓正半周通過(guò)，從而把交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電。電容和電感主要用于濾波，電阻在整流電路中一般起限流等輔助作用，并非主要的整流元件。2.半波整流電路中，若輸入交流電壓的有效值為U，則輸出直流電壓的平均值Uo約為（）A.0.45UB.0.9UC.1.2UD.1.4U答案：A解析：半波整流電路輸出直流電壓的平均值計(jì)算公式為\(U_{o}=0.45U\)，這是根據(jù)半波整流電路的工作原理，通過(guò)對(duì)正弦交流電壓在一個(gè)周期內(nèi)的積分計(jì)算得出的結(jié)果。而\(0.9U\)是全波整流和橋式整流電路在不考慮濾波電容時(shí)輸出直流電壓的平均值；\(1.2U\)是橋式整流電路接入濾波電容且滿足一定條件下輸出直流電壓的近似值；\(1.4U\)是在理想情況下電容濾波后輸出直流電壓的最大值。3.全波整流電路與半波整流電路相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.輸出直流電壓平均值高C.對(duì)二極管的耐壓要求低D.以上都不對(duì)答案：B解析：半波整流電路只利用了交流電壓的半個(gè)周期，而全波整流電路利用了交流電壓的整個(gè)周期，所以全波整流電路輸出直流電壓的平均值是半波整流電路的兩倍，即全波整流電路輸出直流電壓平均值高。半波整流電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單；全波整流電路中二極管承受的最大反向電壓是半波整流電路的兩倍，對(duì)二極管的耐壓要求更高。4.橋式整流電路中，若有一只二極管斷路，則輸出（）A.變?yōu)榘氩ㄕ鰾.無(wú)輸出C.仍然是全波整流D.輸出電壓升高答案：A解析：橋式整流電路由四只二極管組成，正常工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)全波整流。當(dāng)有一只二極管斷路時(shí)，在交流電壓的一個(gè)周期內(nèi)，只有半個(gè)周期有電流通過(guò)負(fù)載，相當(dāng)于半波整流電路的工作情況，所以輸出變?yōu)榘氩ㄕ?。無(wú)輸出情況一般是在所有二極管都斷路或者電路存在其他嚴(yán)重故障時(shí)才會(huì)出現(xiàn)；一只二極管斷路后不再是全波整流；輸出電壓會(huì)因?yàn)樽優(yōu)榘氩ㄕ鞫档?，而不是升高?.在電容濾波電路中，電容的作用是（）A.通直流，阻交流B.通交流，阻直流C.平滑輸出電壓，減小脈動(dòng)D.增大輸出電壓的脈動(dòng)答案：C解析：電容濾波的原理是利用電容的充放電特性。在整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓作用下，電容在電壓升高時(shí)充電，在電壓降低時(shí)放電，使輸出電壓的波動(dòng)減小，起到平滑輸出電壓、減小脈動(dòng)的作用。電容是“通交流，隔直流”，但這不是其在濾波電路中的主要作用；電容濾波是減小輸出電壓的脈動(dòng)，而不是增大。6.電容濾波電路中，若增大濾波電容的容量，則輸出直流電壓的平均值（）A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定答案：A解析：在電容濾波電路中，濾波電容容量增大時(shí)，電容充電和放電的時(shí)間常數(shù)增大，電容在放電過(guò)程中電壓下降得更慢，輸出電壓更接近整流后的電壓最大值，所以輸出直流電壓的平均值會(huì)增大。但當(dāng)電容容量增大到一定程度后，輸出電壓的增大就不明顯了。7.電感濾波電路適用于（）的場(chǎng)合。A.負(fù)載電流較小B.負(fù)載電流較大C.對(duì)輸出電壓脈動(dòng)要求不高D.以上都不對(duì)答案：B解析：電感濾波是利用電感的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化的特性來(lái)濾波。電感濾波電路的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓比較穩(wěn)定，適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。負(fù)載電流較小時(shí)一般采用電容濾波；電感濾波對(duì)輸出電壓脈動(dòng)有一定的改善作用，并不是適用于對(duì)輸出電壓脈動(dòng)要求不高的場(chǎng)合。8.下列關(guān)于π型濾波電路的說(shuō)法，正確的是（）A.由一個(gè)電容和一個(gè)電感組成B.濾波效果比單一的電容濾波或電感濾波差C.適用于對(duì)輸出電壓平滑度要求較高的場(chǎng)合D.輸出電壓的平均值比單一的電容濾波或電感濾波低答案：C解析：π型濾波電路通常由電容-電感-電容（CLC）或電容-電阻-電容（CRC）組成，不是由一個(gè)電容和一個(gè)電感組成。π型濾波電路綜合了電容濾波和電感濾波（或電阻濾波）的優(yōu)點(diǎn)，濾波效果比單一的電容濾波或電感濾波好，適用于對(duì)輸出電壓平滑度要求較高的場(chǎng)合。在一定條件下，π型濾波電路輸出電壓的平均值與單一濾波方式相比不一定低，具體情況取決于電路參數(shù)。9.在整流濾波電路中，若要得到穩(wěn)定的直流電壓，還需要（）A.增加濾波電容的容量B.增加電感的電感量C.采用穩(wěn)壓電路D.以上都不對(duì)答案：C解析：增加濾波電容的容量和增加電感的電感量可以改善輸出電壓的脈動(dòng)情況，但不能保證輸出電壓的穩(wěn)定性，當(dāng)輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓仍會(huì)發(fā)生變化。穩(wěn)壓電路的作用是在輸入電壓波動(dòng)和負(fù)載變化時(shí)，保持輸出電壓的穩(wěn)定，所以若要得到穩(wěn)定的直流電壓，需要采用穩(wěn)壓電路。10.某整流濾波電路輸出直流電壓為12V，負(fù)載電流為1A，若采用電容濾波，濾波電容的耐壓值應(yīng)選（）A.10VB.12VC.15VD.25V答案：D解析：在電容濾波電路中，濾波電容承受的最大電壓接近整流后的電壓最大值。對(duì)于橋式整流電容濾波電路，輸出直流電壓約為\(1.2U\)（\(U\)為輸入交流電壓有效值），則輸入交流電壓有效值\(U=\frac{12}{1.2}=10V\)，整流后的電壓最大值\(U_{m}=\sqrt{2}U=\sqrt{2}\times10V\approx14.14V\)。為了保證電容安全工作，濾波電容的耐壓值應(yīng)大于整流后的電壓最大值，一般選擇耐壓值為\(25V\)比較合適。二、填空題（每題3分，共30分）1.整流電路的作用是將__________轉(zhuǎn)換為_(kāi)_________。答案：交流電；脈動(dòng)直流電解析：整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?，把正弦交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈動(dòng)直流電壓，實(shí)現(xiàn)了從交流電到脈動(dòng)直流電的轉(zhuǎn)換。2.半波整流電路中，二極管承受的最大反向電壓為_(kāi)_________（設(shè)輸入交流電壓有效值為U）。答案：\(\sqrt{2}U\)解析：在半波整流電路中，當(dāng)二極管截止時(shí)，它承受的反向電壓就是輸入交流電壓的最大值。因?yàn)檩斎虢涣麟妷河行е禐閈(U\)，根據(jù)正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系\(U_{m}=\sqrt{2}U\)，所以二極管承受的最大反向電壓為\(\sqrt{2}U\)。3.全波整流電路中，二極管承受的最大反向電壓為_(kāi)_________（設(shè)輸入交流電壓有效值為U）。答案：\(2\sqrt{2}U\)解析：全波整流電路通常采用中心抽頭變壓器，當(dāng)一個(gè)二極管導(dǎo)通時(shí)，另一個(gè)二極管承受的反向電壓是變壓器二次側(cè)繞組兩端電壓的最大值。變壓器二次側(cè)繞組兩端電壓為\(2U\)（\(U\)為二次側(cè)半繞組電壓有效值），其最大值為\(2\sqrt{2}U\)，所以二極管承受的最大反向電壓為\(2\sqrt{2}U\)。4.橋式整流電路中，若輸入交流電壓的頻率為50Hz，則輸出脈動(dòng)直流電的頻率為_(kāi)_________Hz。答案：100解析：橋式整流電路利用了交流電壓的正、負(fù)半周，在一個(gè)交流電壓周期內(nèi)，輸出有兩個(gè)脈動(dòng)波形，所以輸出脈動(dòng)直流電的頻率是輸入交流電壓頻率的兩倍。已知輸入交流電壓頻率為\(50Hz\)，則輸出脈動(dòng)直流電的頻率為\(100Hz\)。5.電容濾波電路中，電容放電時(shí)間常數(shù)\(\tau=\)__________（設(shè)負(fù)載電阻為\(R_{L}\)，電容為\(C\)）。答案：\(R_{L}C\)解析：電容放電時(shí)間常數(shù)\(\tau\)是衡量電容放電快慢的物理量，在電容濾波電路中，電容通過(guò)負(fù)載電阻放電，其放電時(shí)間常數(shù)\(\tau=R_{L}C\)，其中\(zhòng)(R_{L}\)為負(fù)載電阻，\(C\)為濾波電容。6.電感濾波電路中，電感的感抗\(X_{L}=\)__________（設(shè)交流電壓的角頻率為\(\omega\)，電感量為\(L\)）。答案：\(\omegaL\)解析：根據(jù)電感感抗的計(jì)算公式\(X_{L}=\omegaL=2\pifL\)（\(\omega\)為交流電壓的角頻率，\(f\)為交流電壓的頻率，\(L\)為電感量），所以電感濾波電路中電感的感抗為\(\omegaL\)。7.π型濾波電路中，若采用CLC型，第一個(gè)電容的作用是__________，電感的作用是__________，第二個(gè)電容的作用是__________。答案：初步濾波，減小脈動(dòng)；進(jìn)一步阻礙電流變化，平滑電壓；再次濾波，使輸出電壓更平滑解析：在CLC型π型濾波電路中，第一個(gè)電容首先對(duì)整流后的脈動(dòng)直流電壓進(jìn)行初步濾波，利用電容的充放電特性減小電壓的脈動(dòng)。電感具有阻礙電流變化的特性，能進(jìn)一步平滑電壓，使輸出電壓更加穩(wěn)定。第二個(gè)電容再次對(duì)經(jīng)過(guò)電感處理后的電壓進(jìn)行濾波，進(jìn)一步消除電壓中的紋波，使輸出電壓更平滑。8.穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)有__________、__________和__________。答案：穩(wěn)壓系數(shù)；輸出電阻；溫度系數(shù)解析：穩(wěn)壓系數(shù)反映了穩(wěn)壓電路在輸入電壓變化時(shí)保持輸出電壓穩(wěn)定的能力；輸出電阻表示穩(wěn)壓電路帶負(fù)載的能力，輸出電阻越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)；溫度系數(shù)體現(xiàn)了穩(wěn)壓電路輸出電壓隨溫度變化的情況，溫度系數(shù)越小，輸出電壓受溫度影響越小。9.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路主要由__________、__________、__________和__________四部分組成。答案：調(diào)整管；基準(zhǔn)電壓電路；比較放大電路；取樣電路解析：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中，取樣電路從輸出電壓中取出一部分作為反饋信號(hào)，與基準(zhǔn)電壓電路提供的基準(zhǔn)電壓在比較放大電路中進(jìn)行比較放大，然后將放大后的誤差信號(hào)去控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，從而調(diào)整輸出電壓，使其保持穩(wěn)定。10.某整流濾波電路輸入交流電壓為220V，要求輸出直流電壓為15V，負(fù)載電流為0.5A，若采用橋式整流電容濾波，變壓器二次側(cè)電壓有效值應(yīng)選__________V。答案：12.5解析：對(duì)于橋式整流電容濾波電路，輸出直流電壓\(U_{o}\approx1.2U\)（\(U\)為變壓器二次側(cè)電壓有效值），已知輸出直流電壓\(U_{o}=15V\)，則變壓器二次側(cè)電壓有效值\(U=\frac{U_{o}}{1.2}=\frac{15}{1.2}=12.5V\)。三、計(jì)算題（每題10分，共40分）1.半波整流電路中，輸入交流電壓的有效值為20V，負(fù)載電阻為100Ω，求輸出直流電壓的平均值、輸出直流電流的平均值以及二極管承受的最大反向電壓。解：-輸出直流電壓的平均值\(U_{o}\)：半波整流電路輸出直流電壓的平均值計(jì)算公式為\(U_{o}=0.45U\)，已知輸入交流電壓有效值\(U=20V\)，則\(U_{o}=0.45\times20V=9V\)。-輸出直流電流的平均值\(I_{o}\)：根據(jù)歐姆定律\(I_{o}=\frac{U_{o}}{R_{L}}\)，其中\(zhòng)(R_{L}=100Ω\)，\(U_{o}=9V\)，所以\(I_{o}=\frac{9V}{100Ω}=0.09A=90mA\)。-二極管承受的最大反向電壓\(U_{RM}\)：二極管承受的最大反向電壓等于輸入交流電壓的最大值，即\(U_{RM}=\sqrt{2}U=\sqrt{2}\times20V\approx28.28V\)。2.全波整流電路中，輸入交流電壓的有效值為15V，負(fù)載電阻為200Ω，求輸出直流電壓的平均值、輸出直流電流的平均值以及二極管承受的最大反向電壓。解：-輸出直流電壓的平均值\(U_{o}\)：全波整流電路輸出直流電壓的平均值計(jì)算公式為\(U_{o}=0.9U\)，已知輸入交流電壓有效值\(U=15V\)，則\(U_{o}=0.9\times15V=13.5V\)。-輸出直流電流的平均值\(I_{o}\)：根據(jù)歐姆定律\(I_{o}=\frac{U_{o}}{R_{L}}\)，其中\(zhòng)(R_{L}=200Ω\)，\(U_{o}=13.5V\)，所以\(I_{o}=\frac{13.5V}{200Ω}=0.0675A=67.5mA\)。-二極管承受的最大反向電壓\(U_{RM}\)：全波整流電路中二極管承受的最大反向電壓為\(U_{RM}=2\sqrt{2}U\)，\(U=15V\)，則\(U_{RM}=2\sqrt{2}\times15V\approx42.43V\)。3.橋式整流電容濾波電路，輸入交流電壓的有效值為18V，負(fù)載電阻為300Ω，濾波電容為\(1000\muF\)，求輸出直流電壓的平均值、輸出直流電流的平均值，若負(fù)載電阻變?yōu)?00Ω，輸出直流電壓的平均值如何變化？解：-輸出直流電壓的平均值\(U_{o}\)：對(duì)于橋式整流電容濾波電路，輸出直流電壓的平均值\(U_{o}\approx1.2U\)，已知輸入交流電壓有效值\(U=18V\)，則\(U_{o}\approx1.2\times18V=21.6V\)。-輸出直流電流的平均值\(I_{o}\)：根據(jù)歐姆定律\(I_{o}=\frac{U_{o}}{R_{L}}\)，其中\(zhòng)(R_{L}=300Ω\)，\(U_{o}=21.6V\)，所以\(I_{o}=\frac{21.6V}{300Ω}=0.072A=72mA\)。-負(fù)載電阻變?yōu)?00Ω時(shí)輸出直流電壓的變化：在橋式整流電容濾波電路中，當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，電容放電時(shí)間常數(shù)\(\tau=R_{L}C\)增大，電容放電變慢，輸出電壓