电工技术习题

习题5.1在图5.01中，已知=80，直流电压表○V的读数为110，试求：(1)直流电源表○A的读数；(2)整流电流的最大值；(3)交流电压表○V1的读数；(4)变压器二次侧电流的有效值。二极管的正向降压忽略不计。图5.01习题5.1的图解：（1）=1.375A○A的读数为1.375A≈1.38A。（2）整流电流最大值为4.32A。（3）即○V1的读数为244V。（4）变压器副边电流有效值为2.16A5.2在图5.2的单相半波整流电路中，已知变压器二次侧电压的有效值=30，负载电阻=100，试问：(1)输出电压和输出电流的平均值和各为多少？(2)若电源电压波动，二极管承受的最高反向电压为多少？图5.2习题5.2的图5.3若采用图5.3的单相桥式整流电路，试计算上题。图5.3习题5.3的图5.4有一电压为110V，电阻为55的直流负载，采用单相桥式整流电路（不带滤波器）供电，试求变压器二次绕组电压和电流的有效值并选用二极管。解：由题意：故变压器副边电压为副绕组电流为二极管中平均电流为二极管上最高反向电压为可选5.5在图5.04所示的整流电路中，变压器二次侧电压有效值=20,=50;=100,=30;二极管最大整流电流和反向工作峰值电压如表中所列。(1)试校核电路中各整流桥所选用的二极管型号是否合适。(2)若将绕组2-2’的极性接反，对整流电路有无影响，为什么？(3)若将a,b间联线去掉，电路是否仍能工作？此时输出电压和输出电流等于多少？所选用的二极管是否合适？图5.04习题5.5的图解：（1）两个桥式整流电路是互相独立的，对1—1′电路；所选二极管的合适。对2—2′电路：所选二极管的合适。最好选用，其.（2）若绕组2—2′极性反接，则仍为桥式整流电路，且输出电压极性不变，故对整流电路毫无影响。（3）若将a，b间联线去掉，则电路可画如下图所示。在电源正半周时，，4个二极管在电源电压（）作用下经（在电源负半周时，4个二极管在电源电压（）作用下经（，在（中电流方向不变，故有二极管中电流平均值为的最高反向电压仍与原来一样，；的最高反向电压也与原来一样，。分析可见，电路仍能实现整流作用，输出直流总电压不变，但中电流则与前大不相同。所选二极管中尚能使用，而则已大大超载了，可能烧坏。5.6有一整流电路如图5.05所示，(1)试求负载电阻和上整流电压的平均值和，并标出极性；(2)试求二极管，，中的平均电流,,以及各管所承受的最高反向电压。图5.03习题5.5的图解：（1）,极性为上“-”下“+”。极性为上“+”下“-”。（2）5.7图5.06是二倍压整流电路，=，试分析之，并标出的极性。图5.06习题5.7的图解：电源正半周时，二极管导电，给电容器充电到，以后截止，也截止，中电荷不能释放，保持。负半周在（作用下导电，给电容器充电，到时，截止，于是在负载上获得的最高电压为。随后会向放电，有所下降，但只要使·足够大，基本上是这便是电路工作原理。显然的极性应为下“+”上“-”。5.8有一电解电源，采用三相桥式整流，如果要求负载直流电压=20，负载电流=200，(1)试求变压器容量为多少;(2)选用整流元件。考虑到变压器二次绕组及管子上的压降，变压器的二次侧电压要加大10%。解：由表可知，则（1）变压器容量为可选用的变压器。（2）选用。5.9在表5.1.1中，试证明单相半波整流时变压器二次侧电压时的有效值=1.57，如果带电容滤波器后，是否仍有上述关系？解：其中变压器副绕组中电流与二极管电流相同，在带有电容滤波器后，二极管导通时间大大缩短，峰值电流增大。变压器副绕组电流有效值不再具有上述关系。5.10试分析图5.07所示的变压器二次绕组中有中心抽头的单相整流电路，二次绕组两段的电压有效值各为：（1）试分析在交流电压的正半周和负半周时电流的通路，并标出负载电阻上电压和滤波极性电容器的极性；（2）分别画出无滤波电容器和有滤波电容器两种情况下负载电阻上电压的波形，是全波还是半波整流？（3）如无滤波电容器，负载整流电压的平均值和变压器二次绕组每段的有效值之间的数值关系如何？如有滤波电容，则又如何？（4）分别说明有滤波电容器和无虑波电容器两种情况下截止二极管上所承受的最高反向电压是否都等于。（5）如果整流二极管虚焊，是否是正常情况下的一半？如果变压器的二次侧中心抽头虚焊，这时有输出电压吗？（6）如果把的极性接反，是否能正常工作？会出现什么问题？（7）如果因过载损坏造成短路，还会出现什么其他问题？（8）如果输出端短路，又将出现什么问题？（9）如果把图中的和都反接，是否仍有整流作用？所不同者都是什么？图5.07习题5.10的图解：（1）极性为上“+”下“-”，电容器极性上端为“+”。（2）波形如图解所示，其中（a）为无虑波电容器情况下负载电压，（b）为有滤波电容器情况下负载电压。可见电路是全波整流，正半周导通，截止；负半周导通，。（a）（b）（3）无滤波电容时，有滤波电容器时（在满足的条件下）（4）当二极管导通时，承受反向电压为;反之时，承受反向电压也是，故两管截止时承受的最高反向电压均为且与有无电容器无关。（5）若则电路为半波整流，若无滤波电容器，则为正常值的一半，若有滤波电容器，则，既不是正常值的一半。若变压器副边中心抽头虚焊（不通），则负载被开路，输出电压为零。（6）若极性接反，则正半周电源被和短接，将烧坏两只二极管。负半周则两管均截止，故不能正常工作。（7）若损坏而短路，则正半周变压器被短路，将烧坏，甚至烧坏变压器绕组或烧断电源保险丝。（8）若输出端短路，则正半周烧坏，负半周烧坏。（9）若和均反接，则仍为全波整流电路，所不同的是输出电压极性相反，此时应将滤波电容器也反接，否则将使滤波电容器击穿损坏。5.11今要求负载电压=30，负载电流=150。采用单相桥式整流电路，带电容滤器。一直交流频率为50，试选用管子型号和滤波电容器，并于单相半波整流电路比较，带电容滤波器后，管子承受的最高反向电压是否相同？5.12在图5.2.7所示的具有形滤波器的整流电路中，已知交流电压=6,今要求负载电压=6,负载电流=100,试计算滤波电阻。图5.8习题5.12的图解：如下图所示，整流电路输出直流电压为由此得5.13在图5.09的整流电路中，已知变压器两次侧电压的有效值=20,负载电阻=50。试分别计算开关~在不同断合情况下，负载两端电压，电流，每个二极管中流过的电流和承受最高反向电压。设=20。（1）和合上，其他断开；（2）合上，其他断开；（3）~均合上；（4），，合上，断开；（5）~均断开。图5.09习题5.13的图5.14稳压二极管稳压电路如图5.10所示，已知=28.2，稳压二极管的稳压值=6，=2，=1.2.试求：（1）断开，合上时的，和。（2），均合上时的，和，并说明=0和接反两种情况下电路能否起稳压作用。图5.10习题5.14的图5.15如何连接图5.11中的各个元器件以及接“地”符号才能得到对“地”为的直流稳压电源，并写出其导通路径。图5.11习题5.15的图5.16某稳压电源如图5.12所示，试问：（1）输出电压的极性和大小如何？（2）电容器和的极性如何？他们的耐压应选多高?（3）负载电阻的最小值约为多少？（4）如将稳压管接反，后果如何？（5）如=0，又将如何？图5.12习题5.16的图解：（1），极性为上“-”下“+”。（2）和的极性均应为上“-”下“+”。（3）查表可得,求出整流输出电压，则允许最大负载电流为于是可知最小负载电阻为（4）如将接反，则该稳压管工作在二极管状态，负载被短路，整流电路输出电流为（故二极管不会烧坏。的,正向电流未知，一般不至于烧坏，但输出电压的正常功耗为一般选用0.5W，而实际功耗为（5）若则首先烧坏稳压管，进而可能烧坏二极管。因为，使故稳压管被烧坏。当稳压管烧坏造成短路时，二极管电流过大也会被烧坏。5.17电路如图5.13所示。已知：=6，=2，=1=2，=，的电流放大系数=50.试求：（1）电压输出范围；（2）当=15，=150时，调整管的管耗和运算放大器的输出电流。图5.13习题5.17的图解：（1）当时当时即电压输出范围为（2）即调整管功能为1.61W，运算放大器输出电流为2.15mA。5.18在图5.14中，试求输出电压的可调范围是多大？图5.14习题5.18的图解：根据运算放大器“虚短”概念，有则当当时即的可调范围为5.625V～22.5V5.19在图5.15中，试求输出电压可调范围是多少？图5.15习题5.19的图解：根据运算放大器当时当时。5.20桥式整流电路如图图15.16所示，要求输出直流电压uo为25V，输出直流电流为200mA，试问：（１）输出电压是正压还是负压？电解电容C的极性如何连接？（２）变压器次级绕组输出电压u2的有效值为多大？（３）电容C至少应选多大数值？（４）整流管的最大平均整流电流和最高反向电压如何选择？u~2LRouC图5.16习题5.20的图5.21桥式整流电路如图图5.17所示，U2=20V，RL=40Ω，C=1000μF，试求：（１）正常时，直流输出电压OU？（２）如果电路中一个二极管开路，OU是否为正常值一半？（３）当测得直流输出电压Uo为下列数值时，可能出现了什么故障？（a）OU=18V；（b）OU=28V；（c）OU=9V。u~2LRouC图5.17习题5.21的图5.22串联型稳压电路主要由哪几部分组成？它实质上依靠什么原理来稳定电压？5.23串联型稳压电路为何采用复合管作为调整管，为了提高温度稳定性，组成复合管采用了什么措施？5.24稳压管稳压电路如图图5.18所示，如果稳压管选用2DW7B，已知其稳定电压UZ=6V，IZmax=30mA，IZmin=10mA，Iz而且选定限流电阻R=200Ω，试问：（１）假设负载电流IL=15mA，则允许输入直流电压UI的变化范围为多大，才能保证稳压电路正常工作？（２）假设给定输入直流电压UI=13V，则允许负载电流IL变化范围多大？（３）如果负载电流IL也在一定范围变化，设IL=10~20mA，此时输入输入直流电压UI的最大允许变化范围为多大？LRUoRUZIU图5.18习题5.24的图5.25串联型稳压电路如图图5.19所示，图中UZ=6V，R1=R2=6kΩ，RP=10kΩ，试问：（１）输出电压OU的调节范围多大？（２）如果把V2管的集电极电阻Re由Ui处A端移动至OU处的B端，电路能否正常工作？为什么？UiReV1V2R3R1RPR2UZUFIoRLUoRaRbAB图5.19习题5.25的图5.26三端集成稳压器7805组成如图5.20所示的电路。已知稳压器的稳压值UZ=5V，允许电流5~40mA，UI=15V，电网电压波动10%，最大负载电流IOM=1A。（1）求限流电阻R的取值范围；（2）估算输出电压的调整范围；（3）估算三端集成稳压器的最大功耗。UIRRLUo123W7805U0.3μF1μF图5.20习题5.26的图