中南大学电工学习题册习题答案(全)

ri rbe 1.53 K rO RC 4 K
2
习题 7—集成运算放大电路
1．
解 1：
这是反相比例运算电路
uO
RF u i 10u i R1
(1) uI =-10mV u O 10u i 10 (10) 100mV (2) uI =sinωtV u O 10u i 10 sin tV (3) uI =3V u O 10u i 10 3 30V 由于 | u O | U EE ，这是不可能的，说明电路已工作于负饱和区，故 u O U OM U EE 15V (3) uI =-5V u O 10u i 10 (5) 50V 由于 u O U CC ，这是不可能的，说明电路已工作于正饱和区，故 u O U CC 15V
u C ( ) 0
Req C (9 // 9) 2 10 6 9 10 3 S
u C (t ) u C () u C (0 ) u C ()e 3e
1000 t 9 t

V
3 解 3：
i L (0 ) 3 9 1A 3 6 1 3 // 6 i L (0 )
t

解 5：
i L (0 ) 10 10 A 1 i L (0 )
i L () 3 A 4 1.33 3 L 0.3 9 0.225S 4 Req 40 3 Req 2 // 4 i L (t ) i L () i L (0 ) i L ()e 3 7e
2、
解 2：I1 、I2 、I3 、I4 如图所示。 结点 a：I1+I+I2=0 结点 b：I1+I=I3+I4 回路 1：4I–8I1=0 回路 2：5I2+9–4I4–4I=0 回路 3：2I3=4I4 联立求解，得：
图2 习题 2 的图
I= 2/3A，I1= 1/3A，I2= –1A，I3= 2/3A，I4= 1/3A
4． 解 4：
5． 解 5： （1）—（3）为硅管； （4）—（6）为锗管。
6. 解 6：
7V
9V
15V
2V
习题 6—基本放大电路
1． 解 1：(a)将-VCC 改为+VCC。 (b)在+VCC 与基极之间加 Rb。 (c)将 VBB 反接，且在输入端串联一个电阻。 (d)在 VBB 支路加 Rb，在-VCC 与集电极之间加 Rc，耦合电容 C1 的正极应接在左端。
专业
学号
姓名
成绩
I=K1IS+K2US2=40+(-10)×(-15)=190mA 5、 解 5：
10Ω 8A 5Ω 66V
+ (a)
(b)
6、 解 6：
3Ω 2A 4Ω
+
4V
+
2V
(a来自百度文库 ( b)
(c)
7、 解 7：①开路电压 UOC： （将 40Ω 断开如图 a 所示） I1+ I2+3 = 0 –2I1 +(8+10) I2 +50–136= 0 联立，解得：I1= –7A，I2= 4A UOC= Uab=10 I2 +50 =90V ②等效电阻 RO=（2+8）//10=5Ω ③等效电路如图 b 所示，则： UO= 40UOC/(RO+40)=80V
稳态时：所有的电压电流均为 0
画出 t=0+的图：
t=0+图 解（1）b
u C (0 )
9 9 6 1.5 3V u C (0 ) 36 3 1.5
画出 t=0+的图：
iC (0 ) i2 (0 ) 1.2mA
稳态时：
9 3 U (0 ) 6 3 0.6V 1 1 1 6 3 3 0.6 0.2mA i1 (0 ) 3 U (0 ) 3 i 2 (0 ) 1.2mA 3 9 0.6 i3 (0 ) 1.4mA 6 i 4 (0 ) 0
3Ω 3Ω
5Ω 1Ω
6A
电压源单独作用
电流源单独作用
4、
R2 IS R1
A
R4 S R3
1 3 2 +
US1 + U S2 U S2 R5
I
图4 习题 4 的图
解 4：①当开关在位置 1 时，电流源 IS 单独作用时，毫安表读数 I=K1IS = 40mA； ②当开关在位置 2 时，电流源 IS 和电压源 US1 同时作用，利用叠加定理有： I=K1IS+K2US1 代入数据有：-60=40+ 10K2 解得: K2= -10 ③当开关在位置 3 时，电流源 IS 和电压源 US2 同时作用，
9 1mA 36 i 2 ( ) iC ( ) i 4 ( ) 0 i1 () i3 () u C () 3i1 1 3 3V
2.
解 2：
u C (0 ) 9 9 6 3 3V 36 63 u C (0 )
RL=∞情况下：
rbe 200 260 26 200 80 1.02 K Ic 2.08
RC 80 5 392 A u rbe 1.02
ri Rb // rbe rbe 1.3 K rO RC 5 K
U CE U CC RC I C RE I E U CC ( RC RE ) I C 12 (4 2.2) 0.98 5.9V
(2) 微变等效电路如图：
（3） rbe
260 26 200 50 1.53K Ic 0.98 ( RC // R L ) 50 (4 // 4) 65 A u rbe 1.53 200
习题 5——半导体器件
1． 解 1：
UO1≈1.3V
UO2＝0
UO3≈－1.3V
UO4≈2V
UO5≈1.3V
UO6≈－2V
2．
（a）图实际上是一个由二极管构成的与门，参书 P295 图 11-19。 解 2：
3.
解 3： 正半周，当 ui<3.7V 时，D1 D2 截止，uo=ui；当 ui>3.7V 时，D1 导通、D2 截止，uo=3.7V 负半周，当 ui>-3.7V 时，D1 D2 截止，uo=ui；当 ui<-3.7V 时，D1 截止、D2 导通，uo= -3.7V
40 t 9 t

A
40 t 9
di 28 u L (t ) L L e dt 3
9.33e 4.44 t
V
6. 解6
u C (0 ) 18V u C (0 ) u C () 0.5 12 6V
Req C (8 12) 50 10 6 10 3 S
RB 2 10 U CC 12 3V RB1 RB 2 30 10
IE
U B U BE 3 0.7 1mA RE 2.2 I 1 IB E 0.0196mA 1 50 1
I C I B 50 0.0196 0.98mA
i L ( )
9 9A 1 Req 1 // 3 // 6 0.67 L 3 1. 5 S Req 2
t

i L (t ) i L () i L (0 ) i L ()e 9 8e
2 t 3

A
2
t di u L (t ) L L 5.33e 3 dt
u C (t ) u C () u C (0 ) u C ()e 6 24e 1000 t V du iC (t ) C C 1.2e 1000 t dt
t

A
习题 4——电机控制
1、 解 1：在长动控制线路的图上，将 SB1 处串一个停止按钮；在 SB2 并一个起动按 钮即可。
(3)
(4)
(5)
习题 3——动态电路分析
1.
解（1）a t=0-时
i L (0 )
6 12 2 A i L (0 ) 6 3 2 3 // 6
i1 (0 ) 2 A i 2 (0 ) 2 A u1 (0 ) 6i1 6 2 12V u 2 (0 ) 3i2 3 2 6 u L (0 ) u1 (0 ) - u 2 (0 ) -18V
2． 解 2：此题 Rb 应修改为 560KΩ RL=∞和 RL=3kΩ 情况下，电路 Q 点相同，它 们分别为：
IB
VCC U BE 15 0.7 0.026mA Rb 560
I C I B 80 0.026 2.08mA
U CE VCC I C RC 15 2.08 5 4.6V
专业
学号
姓名
成绩
习题 1——直流电路
1、
解 1： 结点 a：I1+I2=I3 回路 1：R1I1–R2I2+US2–US1=0 回路 2：R2I2+ R3I3–US2=0
图1 习题 1 的图
联立求解，得：I1= –0.2A，I2= 1.6A，I3= 1.4A Us1 起负载作用，其功率 P1= Us1 I1= –2.4W Us2 起电源作用，其功率 P2= Us2 I2=24W
RL=3kΩ 情况下：
( RC // RL ) 80 (5 // 3) 147 A u rbe 1.02
ri Rb // rbe rbe 1.3 K rO RC 5 K
1
3. 解 3：第一种情况：截止失真；应减小 基极电阻 RB 以增大静态基极电流 IB。 第二种情况：饱和失真；应增大 基极电阻 RB 以降低静态基极电流 IB。 第三种情况：截止饱和失真。改善方法： 1）减小输入信号；2）增大 VCC；3)减小 RC 从而减小电压放大倍数 Au。 4. 解 4： (1) U B
V
4．
解4
u C (0 )
5 100 4V 25 100 uC (0 )
u C ( ) 0
Req C (100 // 100) 103 10 5 0.5S
uC (t ) uC () uC (0 ) uC ()e 4e 2 t V u (t ) i (t ) C 4 10 5 e 2 t 5．100 A
2. 解 2： 按钮 SB1 控制电动机长动； 按钮 SB3 控制电动机点动； 按钮 SB2 控制电动机停止。
3 解 3：
（1）1、2 处熔丝断，控制电路无电源；控制电路无通路：①热继电器常闭触点 未闭合；②SB1/SB2/线圈处未接好。 （2）①A 相熔丝断，电机为单相供电，无起动转矩；②Y/△绕组未接好 （3）自锁触点未接好—点动 （4）①电源电压不足；②接触器铁心和衔铁间有异物；③控制回路接触电阻过 大 （5）①接触器线圈绝缘损坏，匝间短路；②接触器长时间吸合不上，电流过大 而烧毁；③电源电压高于接触器线圈的额定电压 （6）电动机变为单相运行—A 相熔丝或 A 线路断。
(a)
3
专业
学号
姓名
成绩
(b) 8． 解 8： 待求支路电阻 R 开路后的电路如图(1)，等效电源变换的电路图如(2)(3) (4)所 示，得： 开路电压 UOC =37.5V，等效电阻 RO=10Ω 等效电路如图(5)所示，则：
i
U OC 37.5 A R 10 R 10
(1)
(2)
1
专业
学号
姓名
成绩
3、
解 3：①电压源单独作用时， I1= –(I1a+ I1b)= –(1+1) = –2A
②电流源单独作用时，
I2= –(I2a+ I2b)= –(–1+3) = –2A
由叠加定理，I= I1+ I2= –4A
I1a + I1b I2a I2b I2
3Ω 3Ω
I1
6 V
-
5Ω 1Ω