§6-1电压7A
1-5、1-6 独立源、受控源
例1
试根据图示三极电子管放大器的简化电路模型， 试根据图示三极电子管放大器的简化电路模型， 求出此放大器的电压增益(即输出信号电压 即输出信号电压u 求出此放大器的电压增益 即输出信号电压 4与输 入信号电压u 之比)。 入信号电压 1之比 。 解： 根据基尔霍夫电压定律 ，有
或：u4 – u2 – u3 =0
u
R=∞ 开路） （开路） is (t)=0
u
u = R2i
u = R1 i
短路） R=0（短路）
is (t) i
O
i
is (t) =0，其u−i特性 ， − 特性 轴重合。 与u轴重合。 轴重合
电流源在电流为零 电流为零的情况 电流源在电流为零的情况 相当于一个开路 下，相当于一个开路 (open circuit)元件 。 元件
电流源属非线性电阻元件。 电流源属非线性电阻元件。
• 电流源输出的瞬时功率 电流源输出的瞬时功率 输出
p(t)＝u(t)is (t) ＝
•输出功率如同电压 输出功率如同电压u(t)一样可在无限范围内变化 。 一样可在无限范围内变化 输出功率如同电压 一样 对理想电流源
①电压、电流的参考方向非关联； 电压、电流的参考方向非关联；
+ +
5Ω
+
3I2
I =0 + U=? -
iS
+
+
u
P = uiS > 0
发出功率， 发出功率，起电源作用 ②电压、电流的参考方向关联； 电压、电流的参考方向关联；
_
u
P = uiS > 0
吸收功率， 吸收功率，充当负载
_
• 常用电源不能单纯由理想电流源或理想 电压源来模拟任何实际电源的模型。 • 任何实际电源的模型可由理想电流源或 理想电压源和其他元件组合而成。
第六章、耐压试验(1)
第六章耐压试验本章要点：工频耐压试验：工频试验变压器的特点，调压器的调压方式，“容升”现象，高压测量方法及试验注意事项直流及冲击耐压试验简介电气设备的绝缘在运行中除了长期受到工作电压（工频交流电压或直流电压）的作用外，还会受到电力系统中可能出现的各种过电压的作用，所以在高压试验室内应能产生出模拟这些作用电压的试验电压（工频交流高压、直流高压、雷电冲击高压、操作冲击高压等），用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
与非破坏性试验相比，绝缘的高电压试验具有直观、可信度高、要求严格等特点，但因它具有破坏性的性质，所以一般都放在非破坏性试验项目合格通过之后进行。
以避免或减少不必要的损失。
§6－1工频耐压试验交流耐压试验是考核电气设备绝缘裕度的主要方法，能有效的发现较危险的集中性缺陷（如电机工频耐压试验主要是对主绝缘的槽口和槽部线圈的绝缘进行检测）。
但在试验中可能会导致绝缘内部的累积效应，在一定程度上损伤绝缘，使其内部的一些缺陷更加发展，特别是对固体有机绝缘材料而言更加显著。
一、工频高电压的产生：高电压实验室中的工频高电压通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
对电缆、电容器，可采用串联谐振回路来获得所需的工频高电压。
㈠高压试验变压器：大多为油浸式，其主要特点有：1．由于不会受到大气过电压和系统操作过电压的影响，试验变压器的绝缘裕度不需要取很大，但要严格防止和限制过电压的出现。
2．试验变压器的容量一般不大，大部分是单相的，需要时将三个单相接成三相。
3．试验变压器连续运行时间不长,发热较轻,因而不需要复杂的冷却系统,但由于试验变压器的绝缘裕度小、散热条件差，所以一般在额定电压或额定功率下只能做短时运行。
4．与电力变压器相比，一、二次的变比高，故使用较厚的绝缘层和较宽的油隙距，两绕组间绝缘间距较大，故试验变压器的漏抗较大，短路电流较小.5、要求有较好的电压输出波形，为此采用优质的铁芯和较低的磁通密度。
晶闸管及其应用电路
U RM = 2 3U 2 = 2.45U 2
（3）电路特点 ）
优点：较单相整流输出电压大小增大，脉动性减小， 优点：较单相整流输出电压大小增大，脉动性减小，电源平衡性较好 缺点：如直接接电网，会造成电网损耗；如由变压器供电， 缺点：如直接接电网，会造成电网损耗；如由变压器供电，铁芯易发 生直流磁化，使变压器效率降低。 生直流磁化，使变压器效率降低。
G
K阴极 阴极
K
晶闸管的结构
晶闸管的符号
二、晶闸管的工作特性
晶闸管的导电特点： 晶闸管的导电特点：
（1）晶闸管具有单向导电特性 ） （2）晶闸管的导通是通过门极控制的 ）
晶闸管导通的条件： 晶闸管导通的条件：
（1）阳极与阴极间加正向电压 ） （2）门极与阴极间加正向电压，这个电压称为触发电压。 ）门极与阴极间加正向电压，这个电压称为触发电压。
（2）晶阐管具有“可控”的单向导电特性，所以晶闸管又称单 ）晶阐管具有“可控”的单向导电特性， 向可控硅。 向可控硅。 由于门极所需的电压、电流比较低（电路只有几十至几百毫安）， 由于门极所需的电压、电流比较低（电路只有几十至几百毫安）， 而阳极A与阴极 可承受很大的电压，通过很大的电流（ 与阴极K可承受很大的电压 而阳极 与阴极 可承受很大的电压，通过很大的电流（电流可大 到几百安培以上），因此，晶阐管可实现弱电对强电的控制 ），因此 弱电对强电的控制。 到几百安培以上），因此，晶阐管可实现弱电对强电的控制。
t1 t2
α+θ=π
改变α的大小，即可改变输出电压uL的 改变 的大小，即可改变输出电压 的大小 波形。 越大， 越小 越小。 波形。 α 越大，θ越小。
ug 0 t1 t2
θ
α
6-7瞬态和稳态
K = iL (0) −iL2 (0) Us Us = 0− = − R R
Us iL2 (t) = R
iL (t) = iL1(t) +iL2 (t)
瞬态响应 稳态响应
iL1(t) = Ke
Us iL2 (t) = R
−t τ
Us −t τ =− e R
i
Us R
0 稳态响应 iL2(t) 响应 iL (t) = iL1(t) +iL2 (t)
或电感的电流 i L(t) ]
w(t) ---电路的输入（也称为电路的激励） 特征方程为 s −A=0 （特征根 s 也称作固有频率）
方程的解为
x(t) = xh (t) + xp (t) st = Ke + xp (t)
需要注意的是：一般情况下，当固有频率s<0、电路的 输入w(t)为直流或为周期信号时，电路才呈现瞬态和稳态两 个状态 。
w(t) =Um cos(ωt +ϕ)
此情况下，电路微分方程的解 x(t) 由特解
xp(t) （稳态解，是稳态响应分量）和瞬态响应 分量 xh(t) 组成，即响应依然可分为稳态响应分
量和瞬态响应分量。但，这种稳态响应分量是 周期变化的（在§6-8 进一步学习） ，不同于 直流稳态。
0≤t ≤ 40 s
uC(t)/V
70 20 0 -50 40
uC1(t) uC(t) t/s uC2(t)
全响应= 稳态响应+瞬态响应
最后有必要指出： 1.一阶动态电路用一阶微分方程来描述
d x(t) − Ax(t) = Bw(t) dt 其中， x(t) ---为电路的状态变量[电容电压 uC(t)
全响应=瞬态响应+稳态响应
§6-1双口网络的电压电流关系
目录
• 双口网络基本概念 • 阻抗参数与导纳参数 • 传输参数与混合参数 • 端口电压电流关系分析 • 双口网络等效电路模型 • 双口网络应用举例
01 双口网络基本概念
双口网络定义及特点
双口网络定义
双口网络是指具有两个端口的电路网络，每个端口都有两个端子，可以分别接 入电路中的电压和电流。
混合参数定义及计算
混合参数定义
混合参数（Hybrid Parameters）是双口网络的另一种参数表示方法，它同时考虑了网络的传输特性和反 射特性。混合参数包括h参数、g参数等。
混合参数计算
混合参数的计算方法与传输参数类似，也需要测量双口网络的端口电压和电流，并利用相应的公式进 行求解。不同类型的混合参数（如h参数、g参数）具有不同的计算公式和物理意义。
Z表示，单位为欧姆(Ω)。
阻抗计算
阻抗可以通过端口电压和电流的 测量值计算得到，即Z=U/I，其 中U和I分别为端口电压和电流的
相量。
阻抗性质
阻抗是一个复数，包含实部和虚 部，实部表示电阻，虚部表示电 抗。阻抗的模表示电压与电流的 幅值比，阻抗的辐角表示电压与
电流的相位差。
导纳参数定义及计算
01
导纳定义
应用场景
T型等效电路常用于分析 传输线、滤波器等双口网 络的特性。
Π型等效电路模型
电路结构
Π型等效电路由三个阻抗元件组 成，呈Π字形连接。
电压电流关系
与T型等效电路类似，通过解析电 路结构，可以得到Π型等效电路中 电压与电流之间的数学关系。
应用场景
Π型等效电路也常用于分析传输线、 滤波器等双口网络的特性，特别适 用于需要考虑信号源内阻和负载阻 抗的情况。
《电路分析基础》第2版-习题参考答案
《电路分析基础》各章习题参考答案《电路分析基础》各章习题参考答案第 1 章 习题参考答案习题参考答案1- 1 (1) 50W ; (2) 300 V 、25V, 200V 、75 V ; (3)2=12.5 QR a =100 Q, R 4=37.5 Q 1- 2 V A =8.5V =8.5V，， V m =6.5V =6.5V，， V B =0.5V =0.5V，， V C =- 12V ， V D =-19V =-19V，， V p =-21.5V =-21.5V，， U A B AB =8V =8V，， U B C BC =12.5=12.5，，U DA =-27.5V1-3 电源电源((产生功率产生功率))： A 、 B 元件；负载元件；负载元件；负载((吸收功率吸收功率))： C 、 D 元件；电路满足功率平衡元件；电路满足功率平衡元件；电路满足功率平衡 条件。
1-4 (1) V A =1 00V , V B =99V, V C =97V, V D =7V, V E =5V, V F =1V, U A F AF =99V, U C E CE =92V,U BE =94V, U BF =98V, U CA =- 3 V ； (2) V C =90V, V B =92V , V A =93V, V E =-2V, V F =-6V, V G =- 7V, U AF =99V, U CE =92V, U B E BE =94V, U B F BF =98V, U C A CA =- 3 V1-5 I 〜0.18A ,6 度，度，2.7 2.7 元 1- 6 I=4A ， I 1=11A =11A，，I 2=19A 1-7 (a) U=6V , , (b) U=24 V , (c) R=5Q , Q, (d) I=23.5A 1- 8 (1) i 6=-1A ； (2) u 4=10V, u 6=3 V ； (3) P 1=-2W 发出发出, P , P 2 2 =6W 吸收吸收, P , P 3 3 =16W 吸收吸收, ,P 4 =-10W 发出发出, P , P 5 5 =-7W 发出发出, P , P 6 6 =-3W 发出发出1- 9 I=1A, , U s =134V , R ~ 7.8Q 1- 10 S断开：断开：断开：U U AB =- 4.8V , U AO =- 12V , U BO =-7.2V ;S 闭合：闭合：闭合：U U AB = -12V, U A O AO = - 12V , U BO =0V 1- 11支路支路 3 3，节点，节点，节点 2 2，网孔，网孔，网孔 2 2 ，回路，回路，回路 3 3 1- 12节点电流方程：节点电流方程： (A) I (A) I 1 +I 3- I 6=0=0，，(B)I 6- I 5- I 7=0=0，，(C)I 5 +I 4-I 3=0 回路电压方程：① I6 R 6+ U S 5 S5 +I 5 R 5- U S 3 +1 3 3 R 3=0 ,②-15 R 5- U S 5+ I 7R 7- U S 4 =0 ,③-丨3 R 3+ U S3 + U S 4 S4 + I 1 1 R 2+ I 1 1 R 1=01- 13 UA B AB =11V , I 2=0.5A , l 3=4.5A , R 3~ 2.4 Q 1-14 VA =60V V C =140V V D =90V U A C AC =- 80V U AD =- 30V U CD =50V 1- 15 I 1=- 2A I 2=3A I 3=- 5A I 4=7A I 5=2A第 2 章 习题参考答案习题参考答案2- 1 1 2.42.4 Q 5 A 2- 2 (1) 4 V 2 V 1 V; (2) 40 mA 20 mA 10 mA 2-3 1.5 Q 2 A 1/3 A 2-4 6 Q 36 Q 2-5 2 2 A 1 A A 1 A 2-6 1 1 A A2-7 2 2 A A 2- 8 1 1 A A2- 9 I1 1 = -1.4 A I2 = 1.6 A I3 = 0.2 A 2- 10 I1 1 = 0 A I2 = -3 A P 1 = 0 W P 2 = -18 W 2-11 I i = -1 mA , I 2 = - 2 mA , E 3 = 10 V 2- 12 I 1 = 6 A , I 2 = -3 A ,I 3 = 3 A 2- 13 I1 1 =2 A , , I 2 = 1A , , I3 = 1 A , I4 =2 A , , I5 = 1 A 2-14 2-14 V V a = 12 V , I 1 = - 1 A ,I 2 = 2 A 2-15 2-15 V V a = 6 V , I 1= 1.5 A , I 2 = - 1 A ,I 3= 0.5 A 2-16 2-16 V V a = 15 V , , I 1 = - 1 A , , I 2 =2 A , , I 3= 3 A 2-17 2-17 I I 1 = -1 A ,, I 2 = 2 A 2-18 2-18 I I 1 =1.5 A , , I 2 = - 1 A , , I 3= 0.5 A 2-19 2-19 I I 1 =0.8 A , , I 2 = - 0.75 A , , I 3 = 2 A , I 4 = - 2.75 A , I 5 = 1.55 A 2-20 2-20 I I 3= 0.5 A 2-21 U o o = 2 V , R o = 4 Q ,Q, I 00 = 0.1 A 2-22 I 55 = -1 A 2-23 2-23 (1) I (1) I5 5 = 0 A , U ab = 0 V ; (2) I 5 5 = 1 A , U ab = 11 V 2-24 I L = 2 A2-25 I s s =11 A , , R 0 = 2 QQ 2-26 2-26 18 18 Q, - 2 Q ,Q, 12 Q 2-27 U == 5 V 2-28 I =1 A2-29 U == 5 V 2-30 I =1 A2-31 2-31 10 V 10 V ,, 180 Q 2-32 U 0 = 9 V , R 0 = 6 Q ,Q, U=15 V 第3章习题参考答案章习题参考答案3- 1 50Hz, 314rad/s, 0.02s, 141V, 100V, 120° 3-2 200V, 141.4V 3-3 u=14.1si n (314t-60 °V3- 4 (1) ®u1-贏2= 120° (2) ®1 = -90-90° °%= - 210°210°, , %1-屁=120=120° (不变° (不变) 3-5 (1) U^50 .^_90V , U 2 =50 .2.2 - 0 V ; ; (2) U 3=100 2 sin (3t+ 45 °)V , U, U 4=100 ■■ 2 sin ( ®t + 135 °)V 3- 6 (1) i 1=14.1 sin ( 72 °)A ;; (2) U 2=300 sin ( 3—60 °)V3- 7错误：(1),1),⑶，⑶，⑶，(4), (5) (4), (5) 3-8 (1) R ； (2) L ； (3) C; (4) R 3-9 i=2.82 sin (10t-30 °)A , Q~ 40 var , Q~ 40 var 3-10 u =44.9sin (3141-135 °V, Q=3.18 var 3- 11 (1) I=20A ; (2) P=4.4kW3- 12 (1)I ~ 1.4A , I 1.4 - 30 A； (3)Q~ 308 var, P=0W ; (4) i~ 0.98 sin (628t-30 °)A 3- 13 (1)I=9.67A , I =9.67450 A ,i=13.7 sin (314t+150 °) A ; (3)Q=2127.4 var, P=0W; (4) I C =0A3- 14 (1)C=20.3 尸;(2) I L = 0.25A ,l c = 16A第4章习题参考答案章习题参考答案4-1 (a) Z =5. 36.87 J, Y =0.2 / 36.87 S ; (b) ; (b) ZZ =2.5 - 2/ 45 门,Y =0.2.2/45 S 4- 2 Y=(0.06-j0.08) S , , R ~ 16.67 Q, X L =12.5 Q, L ~0.04 H 4-3 U R =6 0^0 V U L =8080//90 V , , U S =100100^^53.13 V 4-4 卩=2 0 £ 3 6.874-5 Z =100 =100 22^45 ；：；： ■,卩=1^0 A , , U R =100100^^0 V , U L =125125//90 V , , U C =2525/ /90 V 4-6 Y =0.25 2^45 S , U =4 “2/0 V ,卩R = .2. 0 A , , I L =0.^ 2 / 90 A , , I C =1.21.2..2/90 A4-7 ll =1 0.=1 0.「2 4 5，A U S =100 乙 90 V 4-8 (a) 30 V ; (b) 2.24 A 4-9 (a) 10 V ; (b) 10 A (b) 10 A 4-10 10 (a) (a) 10 V ; (b) 10 V (b) 10 V 4- 11 U=14.1 V4- 12 UL 1 =15 V , U C 2 =8 V , U S =15.65 V 4-13 4-13 U U X 1 =100 V , U 2 =600 V , , X 1=10Q, X 2=20 Q, X 3=30 Q 4-14 Z =20 .2 45 门，l =2. -45 A , h , h = 2 0 = 2 0 A , .2/-90 A , U ab ab==0V 4- 15 (1)1 =£2 2 A A , Z RC =5、2「，「， Z =5 10 门；门；(2) R (2) R =10 门，门，X X ^1010'J 'J4-16 P = 774.4 W , Q = 580.8 var, S = 968 V A- 4-17 l 1 = 5 A , l 2 = 4 A 4-18 4-18 I I 1 = 1 A , I 2 =2 A , l =.5. 26.565 A , S =44.72. -26.565 V V V A A 4-19 Z=10", I =190A I=190A ,U R2 =5 2 135 V , P =10 W 64-20 a =5X10 rad/s , p = 1000 = 1000 Q ,Q, Q = 100 , l = 2 mA , U R =20 mV , U L = U C = 2 V 4-21 30 =104 rad/s , p = 100 = 100 Q ,Q, Q = 100 , U = 10 V , I R = 1 mA , I L = I C = 100 mA 4-22 L 1 1 = 1 H , L 2 ~ 0.33 H 第5章习题参考答案章习题参考答案5- 3 M = 35.5 mH5- 4 301 =1000 rad/s ,3,302=2236 rad/s5-5 Z 1 = j31.4 Q , Q , Z 2 = j6.28 Q Q 5-6 Z r = 3+7.5 Q Q 5-7 M = 130 mH 5- 8 “2 二-2/45 A5- 9 U1 = 44.8 V 5- 10 M12 12 = 20 mH , 11 = 4 A 5- 11 U 2 = 220 V , I 1 = 4 A5- 12 n = 1.95- 13 N2 = 254 匝，匝，匝，N N3 = 72 匝 5- 14 n = 10 , P 2 = 31.25 mW章习题参考答案章习题参考答案(1) A 相灯泡电压为零，相灯泡电压为零，B B 、C 相各位为220V I L = I p = 4.4 A ，U p = 220 V ，U L = 380 V ，P = 2.3 kW (2) I p = 7.62 A ，I L = 13.2 A A 、C 相各为2.2A 2.2A，，B 相为3.8A U L = 404 VU A N =202202/ -/ -47 47 Vcos $ = 0.961 , Q = 5.75 kvar Z =334 28.4 门(1) I p p = 11.26 A , Z = 19.53 / 42.3 °Q; (2) I p p = I l l = 11.26 A , P = 5.5 kW U l = 391 Vi A =22 2sin(・t —53.13 ) Ai B =22 .2sin(・t —173.13 ) Ai C =22 2 sin(，t 66.87 ) AU V = 160 V(1) 负载以三角形方式接入三相电源负载以三角形方式接入三相电源(2) I — =3.8 T 2 -15 A , 1仁 =3.3.^-2/ ^-2/ 135 A , , 仁 =3.8、「2也105 AI A =3.8、. 6/「45 A , I B =3.8I Q 165 A , , I c =3.8.6. 75 AL = 110 mH , C = 91.9 mF 章习题参考答案章习题参考答案P = 240 W, Q = 360 var P = 10.84 W(1) i(t) 4.7sin( t 100 ) - 3sin3 t A(2) I ~ 3.94 A , U ~ 58.84 V , P ~ 93.02 W 0MU m n o L 1 r~2 ------------- 2u 2(t) msin(，t —-arctan 1)V , R 2 (丄J 2z 2 R '直流电源中有交流，交流电源中无直流直流电源中有交流，交流电源中无直流U 1=54.3 V , , R = 1 Q, L = 11.4 mH ;约为约为 8% 8% , , ( L'= 12.33 mH ) 使总阻抗或总导纳为实数使总阻抗或总导纳为实数((虚部为虚部为 0)0)的条件为的条件为的条件为 尺二尺二& = & = R x = Rx = ■ L/C ■ L/C G =9.39 折,C 2 =75.13 M F L 1 = 1 H , L 2 = 66.7 mHC 1 = 10 M F, C 2 2 = 1.25 M F章习题参考答案章习题参考答案第6 6-1 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10 6-11 6-12 6-13 6-14 6- 15 第7 7- 1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 7-7 7-87-9 7- 10 第88- 6 8-78-8i L (0+) = 1.5mA , U L (0+) = - 15V- 15V h (0+) = 4A , i 2(0+) = 1A , U L (0+) = 2V 2V ,i 1(s )= 3A , i 2(^)= 0, U L ()= 0 i 1 1 (0+) = 75mA , i 2(0+) = 75mA , i 3(0+) = 0, U L 1 (0+) = = 0, U L 2(0+) = 2.25V 2.25V6i c (t)二 2訂 A 4t U L (t) =6e _V u C (t) =10(1 _eg )V , i C (t) =56说*人 500t 貝 u C (t) =115e~ sin(866 亠60 ) V10t 10t 山⑴=12e - V , L(t) =2(1 —e — )A 1 1 t t U R (t) =~U s e 下2C V , U R (3 J - -U S e-V (1) T = 0.1s, (2) u c (t) =10e -V , (3) t = 0.1s u C (t) =10 _9e 」° V 10t _ i L (t) =5e 一 A (a)f(t) =1(t —t 。
6-1高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点分别说明高
项目八 建筑供配电技术系统的运行维护8-1 高压和低压的放射式接线和树干式接线有哪些优缺点？分别说明高低压配电系统各宜首先考虑哪种接线方式？8-2 试比较架空线路和电缆线路的优缺点。
8-3导线和电缆截面的选择原则是什么?一般动力线路宜先按什么条件选择?照明线路宜先按什么条件选择?为什么?8-4 三相系统中的中性线（N 线）截面一般情况下如何选择？三相系统引出的两相三线制线路和单相线路的中线截面又如何选择？3次谐波比较严重的三相系统的中性线截面又如何选择？8-5三相系统中的保护线（PE 线）和保护中性线（PEN ）的截如何选择？8-8什么叫“经济截面”？什么情况下的线路导线或电缆要按“经济电流密度”选择？ 8-7 电力电缆常用哪几种敷设方式?8-8什么叫“均一无感”线路？“均一无感”线路的电压损失如何计算？8-9何谓电气平面布置图？按照布置地区来看有那些电气平面布置图？8-10车间动力电气平面布置图上需对哪些装置进行编号？怎样编号？8-11有一供电线路，电压为380/220，已知线路的计算负荷为84.5kVA ，现用BV 型铜心绝缘线穿硬塑料管敷设，试按允许流量选择该线路的相线和PEN 线的截面及穿线管的直径。
（安装地点的环境温度为25℃）8-12 一台380V 配电线路向15台冷加工机床电动机配电，每台电动机的容量为4.5kW ，配电线路采用BV 型导线明敷，周围环境温度为23℃.试确定该导线的截面。
8-13 某变电所用10kV 架空线路向相邻两工厂供电，如图8-24所示。
架空线路采用LJ 型铝绞线，成水平等距排列，线间几何均距为1.25m ，各段干线截面相同，完全允许电压损失为5%，环境温度为30℃，试选择架空线路的导线截面。
3.6km 2.4km900kW+j720Kvar620kW+j425Kvar 图6-248-14某380V 三相线路供电给 10台2.8KW ，COS φ=0.8，η=0.82电动机，各台电动机之间相距2m,线路全长（首端至最末的一台电动机0为50m 。
电工电子技术基础_习题解答
第1章习题1-1 判断题1．电荷的定向移动形成电流。
（√）2．直流电路中，电流总是从高电位流向低电位。
（√）3．电阻的体积越大，其额定的耗散功率越大。
（√）4．电阻的额定功率越大，它消耗的电能就越大。
（×）5．电阻串联时，各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。
（×）6．电流表必须串联在电路中应用，而电压表则必须并联在电路中应用。
（√）7．在选择电器时，电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。
（√）8．额定功率越大的电器，其消耗的电能一定多。
（×）9．电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。
（√）10．电容器和电阻器虽然结构不同，其实是同一类型的电气元件。
（×）11．电容器并联总电容量增加；电容器串联总电容量减小。
（√）12．对于同一个电容器，两端的电压越高其储存的电场能量越小。
（√）1-2 计算题1 一直流电流流过导体，已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？解：根据I=Q/t, 有（1）I=6000C/60s=100A（2）I=6000C/1s=6000A2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向，并问通过电流表A1和A2的电流是否相等？B、C、D各点的电位谁高谁低？图1-30 题2图解：因为A1、A2是串联关系，流过的电流相等；电位的排序为：B＞C＞D3 有两条长度为1 km 、截面积为2 mm 2的导线，一条是铝线，一条是铜线，这两条导线在常温下的电阻各为多少？要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同，铝导线的截面积应增加为多大？解：（1）铝导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100283.0S l R 铝铝ρ14.15Ω （2）铜导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100175.0S l R 铜铜ρ8.75Ω （3）铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为：2636m m 23.31073.810100283.0=⨯⨯⨯=--铝S 4 有两只灯泡，额定功率都为40 W ，一只额定电压为36V ，另一只额定电压为12V ，两只灯泡工作时的电阻各为多少？如果将两只灯泡串联后接于48V 的电源上，哪只灯泡的电压超过了额定电压？将会有什么现象发生？解：（1）工作电压为36VR =U 2/P =32.4Ω （2）工作电压为12VR =U 2/P =3.8Ω（3）串联接于48V 电源上 两电阻之和为R =32.4+3.8=36.2Ω 根据串联电阻分压公式有2.4348364.3211=⨯==U R R U V U 2=48-43.2=4.8V额定电压为36V 的灯泡过压，灯丝会烧断。
1-6电路的两类约束
§1-6电路的两类约束 一、元件约束二端元件的伏安关系是元件对自身电流和电压的约束，称元件约束。
例：*元件约束是二端元件本身的特性，与整个电路的结构无关。
又例：二、结构约束（拓扑约束）基尔霍夫电流定律（KCL ）和基尔霍夫电压定律（KVL ）是元件互联后，电路结构对电压、电流的约束，称：结构约束（拓扑约束）。
S U =常数Ri u =()i G u u=⋅()i g u u∆=⋅∆三、 电路的数学建模当元件按一定方式互联后，电路出现节点、支路和回路。
每一支路有一个伏安关系（VAR ）约束，每一节点有一个基尔霍夫电流定律（KCL ）约束，每一回路有一个基尔霍夫电压定律（KVL ）约束。
每一个约束都可出写一个数学方程，去掉非独立的方程，余下的构成一组独立方程，便得到该电路的数学模型。
例：三个支路约束方程：1111S u u R i =-+，2222S u u R i =-+，333u R i =；两个节点约束方程：123123 0 0ii i i i i +-=--+=，后式乘-1得前式，后式不独立。
三个回路约束方程：122313000uu u u u u -=+=+=，，前两式相加得后式，故后式不独立。
总结：设电路有k 条支路，n 个节点。
共有u 、i 变量2k 个，需2k 个独立方程才能求解。
k 条支路，有k 个独立的支路VAR 方程；n 个节点，有：n-1个独立的KCL 方程；有：k-(n-1)个独立的KVL 方程；共计2k 个独立方程。
事实上，每更换一个节点，总有一条新的支路，故相应节点方程总是独立；只有更换到最后一个节点，才没有新的支路，故最后一个节点方程总是不独立。
每更换一个回路，只要有新的支路，这个回路方程就独立；如果没有新的支路，相应回路方程也就不独立。
作业：1-43。
电工电子技术基础知识点详解6-1-1-电路中的谐振
R
U L
+
_
C
_U C
（4）串联谐振特征
④ 品质因数
Q
0L R
1 0CR
谐振时，电感电压与电容电压大小相等、相位相反 U L0 U C0
U R0 U
U L0 UC0 jQU
Q>1时，电感电压、电容电压将大于电源电压U
可能会击穿线圈或电容的绝缘，因此在电力系统中一般应 避免发生串联谐振
当电流下降到0.707Io时，所对应的上下限频率之差，称通频带。
f0 :谐振频率
即 f f2 f1
f1 : 下限截止频率 f2 : 上限截止频率
I
I0
0.707 I0
Q大 Q小
通频带宽度越小(Q值越大)， 选择性越好，抗干扰能力越强
f
O
f1 f0f2
f
2、串联谐振
接收机的输入电路
（6）串联谐振应用举例
2
2、串联谐振
I
+
+
R
U_ R
U
+
L
_U L
+
_
C
_U C
（2）谐振频率
0
1 LC
或
f0
2
1 LC
U L0
谐振时感抗 X L0 2f0L
谐振时容抗 XC0 1 / 2 f0C
X L0 X C0
U R0 U I
（3）谐振时相量图
U C0
2、串联谐振
I
+
+
R
U_ R
U
+
L
_U L
+
_
C
_U C
（4）串联谐振特征
实验六 戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定
实验六戴维南定理戴维南定理——————有源二端网络等效参数的测定有源二端网络等效参数的测定 一．实验目的1．验证戴维宁定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二．实验原理1．戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。
诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I S 和一个电阻R S 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源I S 等于这个有源二端网络的短路短路I SC ,内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。
U S 、R S 和I S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。
2．有源二端网络等效参数的测量方法(1)开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC ,然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为： SCOC S I U R =。
若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图6－1所示。
开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IU R ∆∆==φtg S 。
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图6－1所示，则内阻为：NN OC S I U U R −=。
(3)半电压法如图6－2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。
(4)零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图6－3所示。
12v7a蓄电池参数
12v7a蓄电池参数12V7A蓄电池参数解析蓄电池是一种能够将电能转化为化学能并储存起来的装置，在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
其中，12V7A蓄电池是一种常见的规格型号，本文将对其参数进行详细解析。
12V7A蓄电池的“12V”代表其电压为12伏特。
电压是衡量蓄电池电势差的物理量，它决定了蓄电池能够提供的电能大小。
在工业和家庭应用中，12伏特的电压常常被使用于低电压设备和系统中。
7A代表该蓄电池的容量为7安培。
容量是指蓄电池能够在特定条件下存储和释放的电荷量大小，也可以理解为电池的续航能力。
在这里，7安培的容量意味着该蓄电池能够持续输出7安培的电流，为设备提供稳定的电能。
12V7A蓄电池的参数对于许多应用场景都非常适用。
例如，在汽车领域，这种规格的蓄电池可以用于启动发动机和供应车辆的电力需求；在太阳能和风能发电系统中，它们可以用作储能装置，将多余的电能储存起来以备不时之需；在家庭应急电源和UPS（不间断电源）系统中，12V7A蓄电池可以提供电力备份，确保设备在停电情况下持续运行。
除了以上的参数解析，我们还需要了解一些关于蓄电池的基础知识。
首先，蓄电池是由一个或多个电池单元组成的。
每个电池单元由正极、负极和电解质组成。
正极通常由氧化剂（如二氧化铅）构成，负极则是还原剂（如纯铅）构成。
电解质则是连接正负极的介质，通过离子传导来实现电流的流动。
蓄电池的工作原理是通过化学反应将电能转化为化学能。
当蓄电池处于放电状态时，化学反应使得正极的活性物质被还原，负极的活性物质被氧化，从而释放出电子。
这些电子通过外部电路流动，完成电能传输。
当蓄电池处于充电状态时，外部电源施加的电压使得化学反应逆转，将电子重新注入到正负极之间。
蓄电池的使用寿命是一个重要的参数。
一般来说，蓄电池的寿命取决于充放电循环的次数和深度。
深度放电是指从满电状态到完全放电的过程，而充电深度则是指从完全放电状态到完全充电的过程。
过度深度放电或充电会缩短蓄电池的寿命，因此合理使用和维护蓄电池对于延长其寿命至关重要。
6-1 正弦稳态电路的频率特性
6.1 正弦稳态电路的频率特性1. 频率对正弦稳态电路的影响这里所说的频率指角频率。
从定义上看，频率和角频率两者不同。
不过两者仅相差了一个比例系数，所以分析角频率影响就相当于分析了频率的影响。
以后如果不特别说明，频率默认指角频率。
5.3节已经初步介绍了频率对正弦稳态电路的影响，表1给出了电阻、电感、电容阻抗模值与角频率的关系。
表1: 电阻、电感、电容阻抗模值与角频率的关系 电路元件 阻抗模值阻抗模值与角频率关系电阻 R无关 电感L ω 正比 电容1Cω 反比为了更进一步分析正弦稳态电路的频率特性，可引入网络函数的概念。
2. 正弦稳态电路的网络函数正弦稳态电路的网络函数，又称传递函数，指的是相量域中任意两个量（电压或电流）之间的比值，记为(j )H ω。
以图1所示电路为例，电流与电压源电压的比值，以及电容电压与电源电压的比值都是网络函数，其中后者的网络函数为S 11j (j )1j 1j C U C H U R C R Cωωωω===++（1）可见，网络函数是与角频率相关的复数。
SU RU U图1 正弦稳态电路电阻、电感、电容串联定义网络函数的目的是为了分析相量域中任意两个量（电压或电流）的关系。
分析网络函数的频率特性就相当于分析了正弦稳态电路的频率特性。
正弦稳态电路的频率特性包括两部分：幅频特性和相频特性。
幅频特性指网络函数的幅值随角频率的变化规律，相频特性指网络函数的相位随角频率的变化规律。
本节我们仅讨论幅频特性。
以式（1）的网络函数为例，其幅值为S(j )CU H U ω==（2）由式（2）可见，网络函数幅值随角频率增大而减小，意味着高频时电容电压有效值较小。
为了更直观地看出网络函数的幅频特性，图2显示了式（2）对应的幅频特性曲线。
由 图2幅频特性曲线可见，当角频率为零（即直流）时，网络函数幅值为1，由式（2）可见， 此时电容电压等于电源电压。
随着角频率增大，网络函数幅值单调减小。
(j H图2 网络函数的幅频特性曲线4. 问与答问：为什么要分析正弦稳态电路的频率特性？ 答：为了回答这个问题，我们可以做一个类比。
《信号与系统》管致中 ch6_1~5
的系统特性。图中的二、三象限并非表示频率小于零的 部分，而是表示频率小于 1（大于零）部分频率特性。 ➢ 根据系统频率特性的共扼对称性,不难得到频率小
于零部分的特性。 在波特图的纵坐标上，可以标注系统幅频特性值（如图
中红字所示），也可以标注分贝值。
东南大学 信息科学与工程学院
H ( j )
1
2
H ( j ) * ( )
1
j
1 H ( j ) * ( ) 1 H ( j ) * 1
2
2
j
1 H ( j ) 1 H ( j ) * 1
2
2j
1 H( j) 1 H( j) * 1
2
2j
R( j) jX( j) 1 R( j) jX( j)* 1
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三、线性系统的波特图
1、一般系统的波特图
m
H ( j) H0
i1 n
j zi
m
n
e j
i 1
i
i 1
i
j pi
i1
G() 20log H ( j)
m
n
20log H0 20log j zi 20log j pi
i 1
i 1
m
n
20log H0 Gzi ( ) Gpi ( )
率变化规律的幅频特性曲线和反映相位特性随频率变 化规律的相频特性曲线描述。 频率特性主要用于研究系统的频率特性分析。 对于 H (s) ，没有必要研究其随任意复频率变化的规律，
只需要令 s j ，得到 H ( j ) ，研究沿 s 平面虚轴变
化的规律。
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6第六章习题解答
·171·6-1 为什么调幅，检波和混频都必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它们之间各有何异同之处？分析 非线性器件可以产生新的频率分量，而调幅，检波和混频都为了产生新的频率分量。
调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。
解 由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利用非线性器件才能完成频率变换的功能。
调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移，它们实现的原理框图都可用下图表示。
非线性器件都可采用乘法器。
调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。
调幅输入的是调制信号()v t Ω和载波()o v t ，即1v =()v t Ω,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为载波频率ω0的带通滤波器。
检波输入的是已调制的中频信号()i v t 和本地振荡信号()o v t ，即1v = ()i v t ,2v =()o v t ，滤波器是RC 低通滤波器。
混频输入的是已调制信号vs(t)和本地振荡信号()o v t ，即1v =()s v t ,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为中频频率ωi 的带通滤波器。
·172·6-2 为什么调幅系数m a 不能大于1？ 分析 调幅系数大于1，会产生过量调制。
解 若调幅系数ma>1，调幅波产生过量调制。
如下图所示，该信号传送到接收端经包络检波后使解调出的调制信号产生严重的失真。
6-3 试画下列调幅信号的频谱图，确定信号带宽，并计算在单位电阻上产生的信号功率。
(1) )V )(t (102cos )t 32002cos 1.0t 4002cos 2.01(20)t (6⨯π⨯π+⨯π+=v (2) )V (t 102cos t 6280cos 4)t (6⨯π=v分析 根据信号带宽公式和信号功率即可求得。
发电厂电气部分课后题部分答案
第一章电力系统概述1．何谓电力系统、动力系统及电力网?答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。
动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。
电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。
2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有：（1）提高供电的可靠性；（2）减少系统中总备用容量的比重；（3）减少总用电负荷的峰值；（4）可以安装高效率的大容量机组；（5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能；（6）可以提高电能质量。
3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级?答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。
我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。
4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。
答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。
（1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。
（2）我国规定用户处的电压容许变化范围是：1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％；2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％；3）低压照明用户：-10％～+5％。
（3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。
5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?答：（1）电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。
6-1施密特触发器
ui
1
uo
ui
t uo
t
2、脉冲鉴幅：
ui
1
uo
ui
uo
t
t
6-2 单；另一 个状态为暂稳态。
在外来触发信号作用下，单稳态 触发器可以由稳态翻转为暂稳态， 暂稳态存在的时间由单稳态触发器 的电路参数决定，与外加触发信号 无关。
应用和分类：
单稳态触发器主要用于脉冲波形的 整形和信号的延迟，常用的形式为： 微分形、积分形等；
2）在电路转换时，通过电路内部的 正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很 陡。
三、符号和传输特性：
符号： 电压传输特性：
集成施密特触发器——7413：
逻辑符号：
A
B
&
Y
C
D
集成施密特触发器——CC40106：
逻辑符号：
ui
1
uo
四、施密特触发器的应用：
1、波形变换：
ui
1
uo
ui
uo
t
t
2、脉冲整形：
t
uC (t) U DD (0 U DD )e RC ,
uC (tW
)
U DD (1
tW
e RC
)
1 2 U DD ,
tW
RC ln 1 2
ln 2RC
二、微分形单稳态触发器：
1、逻辑电路：
2、分析：
稳态：未加入负脉冲时ui1为1， 第一个与非门输出uo1为0，第二个与 非门输出uo2为1，稳态下，电容充放 电结束，无电流，电阻上无电压uR=0。
3、波形图：
4、输出脉冲宽度：
tW
RC ln U DD U DD U TH
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第六章电压电阻-----
第一节电压
一、学习目标：
1．认识电压的概念，知道电源是提供电压的装置。
2．能说出电压的单位，并会进行单位换算。
3．能规范使用电压表的方法。
4．能设计用电压表测量电压的简单电路图，初步学会使用电压表。
二、学习重、难点
重点：电压的使用及读数。
难点：电压表的使用。
三、学习活动
一、电压及单位
1、学生活动：每个小组准备电池两节，灯座及小灯泡、开关各一个，导线若干，对照课本图 6.1-2做实验，讨论同一个小灯泡的两次发光亮度为什么不一样？
小组讨论分析出原因。
2、自学课本 p4并填空。
（1）要在一段电路中产生电流，它的两端就要有。
电源的作用：。
（2）电压用字母表示，单位是，符号是。
常用的单位还有：，它们之间的换算关系是怎样的，
用自己的话总结出来。
3、阅读课本小资料，记住常见生活中的一些电压值:
（1）一节干电池的电压是 V；
（2）我国家庭电路的电压值是 V；
（3）对人体安全的电压是 V。
二、电压表的连接及注意问题：
阅读课本p6电压表说明书，回答出下列问题：
1、电压表与被测电路联
2、电压表连接到电路中时，应该让电流从电压表“”接线柱流入，从“”接线柱流出。
3、观察课本电压表图，它的量程有和两个，被测电路的电压不要超过电压表的量程。
4、以小组为单位总结使用电压表的注意问题：
巩固练习
1、关于电流表和电压表的使用方法，下列说法中正确的是（）
A．测量电压时，电压表必须与被测电路串联
B．测量电流时，电流表必须与被测电路串联
C、不管是电流表还是电压表，连接时必须使电流从“十”接线柱流出，从“一”接线柱流进
1。