电路与电子技术基础总复习题及解.docx
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电路与电子技术基础总复习题及解
《电路与电子技术基础》
总复习题及解
《电路与电子技术基础》
总复习题及解
一、问答
第一章答题
1.电流与电压为关联参考方向是指什么?
答:
电流参考方向(箭头方向)与电压降参考方向(“+”到“-”的方向)一致的方向。
第二章答题
1.应用叠加定理时,理想电压源不作用时视为短路,理想电流源不作用时视为开路。
2、求含有受控源单口网络的戴维南(诺顿)等效电路的内阻时,屏蔽掉电源后须用外施电压、电流法求得。
第三章答题
1、对于电容C和电感L,电压和电流间的关系为:
,
2、换路定律是指:
3、全响应解的两种表达式:
(1)全响应=(零输入响应)+(零状态响应)
(2)三要素法:
第四章答题
1、直流电路中,感抗为0,容抗为无穷大。
2、正弦电压u(t)=
Ucos(t+u)对应的相量表示为
。
3、任意一个相量乘以j相当于该相量逆时针旋转90o。
4、三相对称电源星型联结,相、线电压的关系为相电压是线电压的
倍,且相电压滞后对应线电压30°。
对称电源△接线时,线电流、相电流之间关系为线电流等于
倍相电流,相位滞后对应相电流30°。
5、电阻元件的电压电流的有效值满足:
U=IR,关联参考方向下电压和电流同相位,即
第五章答题
无
第六章答题
1、本征半导体电子浓度等于空穴浓度;N型半导体的电子浓度大于空穴浓度;P型半导体的电子浓度小于空穴浓度。
2、场效应管属于电压控制型器件,晶体三极管则属于电流控制器件。
3、晶体三极管工作在放大状态时,应使发射结正向偏置;集电结反向偏置。
4、稳定二极管稳压时是处于反向偏置状态,而二极管导通时是处于正向偏置状态。
5、PN结的单向导电性,就是PN结正偏时导通,反偏时截止。
6、当温度升高时,三极管的集电极电流Ic增加,发射结压降UBE减小。
第七章答题
1、共模抑制比KCMR是差模放大倍数与共模放大倍数(绝对值)之比。
2、抑制温漂(零漂)最常用的方法是采用差放电路。
3、差分放大电路能够抑制共模信号,放大差模信号。
4、当NPN型晶体管工作在放大区时,各极电位关系为UC>UB>UE。
5、共射放大电路的输入电压与输出电压的相位差为180°。
6、分压式偏置放大电路具有稳定Q点的作用。
7、乙类互补功放存在交越失真,可以利用甲乙类互补功放来克服。
8、与甲类功率放大器比较,乙类功率放大器的主要优点是效率高。
第八章答题
1、通用型集成运放的输入级多采用差分接法。
2、理想运放的工作有线性和非线性两种状态。
3、深度负反馈的实质是反馈信号Xf和外加输入信号Xi近似相等,尽输入信号Xi’近似于0。
4、当运放工作在线性状态时,两输入端电压相等,即u+=u-,称这种现象为虚短。
同时,输入电流也为零,即i+=0,i-=0,称这种现象为虚断。
线性状态工作的运放如果是反相输入的,则其反相输入端电压为零,称之为虚地。
第九章答题
1、振荡器与放大器的区别在于:
振荡器不外加输入信号就有信号输出,而放大器的输入端都接有信号源。
2、产生低频正弦波一般可用RC振荡电路;产生高频正弦波可用LC振荡电路;要求频率稳定性很高,则可用石英晶体振荡电路。
3、自激震荡的条件是:
(1)振幅条件:
;
(2)相位条件:
,其中n是整数。
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈;振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
4、正弦波振荡器的振荡频率由选频网络 而定。
5、.石英晶体L、C、R串联谐振时的阻抗特征是
,这时的回路阻抗Z最小。
第十章答题
1、桥式整流电路比全波整流电路多用了二个二极管,但对二极管的参数要求却与半波整流基本相同,效率却提高一倍,整流输出的脉动成分大大减少。
2、输出电压与变压器次极电压的关系为:
半波整流电路UO=;全波整流电路UO=;电容滤波电路
(通常取,)
二、解题
第一章解题:
1、书上习题试计算如习题图所示各元件的功率,并指明是生产功率还是吸收功率。
习题图
解:
(a)P=VI=-5*1=-5W,生产功率
(b)P=VI=-6*(-2)=12W,吸收功率
(c)P=VI=4*(-3)=-12W,生产功率
思考:
若
则P又当如何?
这时:
P=-IV=-(-2)*(-6)=-12W,生产功率
2、书上习题某段电路如习题图所示,试求Uab。
习题图
解:
Uab=10-8*2+18-2*2=8V
3、图1-1所示电路中共有3个回路,各段电压参考方向已给定,若已知U1=1V,U2=2V,U5=5V,求未知电压U3、U4的值。
解答:
分别选取各回路绕行方向如图所示,则由KVL可得:
大回路:
-U1+U5+U3=0
代入数据,求得U3=U1-U5=1-5=-4V
右回路:
-U2+U5–U4=0
代入数据,求得U4=-U2+U5=-2+5=3V
4、图1-2所示是某网络中的部分电路,a、b两结点处没有闭合,求Uab。
解答:
按图中所选绕行方向,据KVL可得
Uab-I3R3+I2R2-Us2-I1R1+Us1=0
所以Uab=-Us1+I1R1+Us2-I2R2+I3R3
这表明电路中任意两点间的电压Uab等于从a点到b点的任一路径上各段电压的代数和。
5、下图所示单口网络的开路电压
等于几V?
解:
顺势绕向:
-6+I+2I+3=0
I=1A
Uab=-1×1+6=5V
所以
等于5V
第二章解题:
1、书上
将习题图所示电路等效化简为一个电压源或电流源。
习题图
解答:
(a)等效为一个电流源,I=5-3=2A,方向朝下。
(b)化简为电流源模型。
电流源的电流为电压源的短路电流:
is=6/3=2A,电流源的电流方向为电压的–指向+的方向;电阻仍为3Ω。
(c)化简为电压源模型(3Ω电阻不起作用)。
电压源的电压为电流源的开路电压:
us=5*2=10V,电压源的的–指向+的方向与电流源的电流方向一致;电阻仍为2Ω。
(d)化简为独立电流源(10Ω电阻不起作用)。
化简、等效后的图如下:
2、书上
电路如习题图所示,求u3。
习题图
解:
设电流源电流向如图。
(一)支路电流法:
左孔回路:
6i1+4i2–10=0
节点电流:
i2-i1–4=0
右孔回路:
4i2–u3-10i1=0
解得:
i2=3.4A,i1=-0.6A,U4Ω=4*i2=V
U3=–10*=V
(二)节点电压法:
(1/6+1/4)U4Ω=10/6+4
得U4Ω=V
左孔:
-6i1+10=U4Ω,i1=-0.6A
右孔:
U3=–10*=V
3、书上
加用节点分析法计算习题图所示电路的节点电压u1与u2。
习题图
解:
设节点如图:
(1+1)u1–u2=I
-u1+(1+1+1/2)u2–u3=0
-u2+(1+1)u3=5-I
u1-u3=2u2
解得:
代掉I,u1=15/4V,u2=5/3V,u3=5/12V
4、补充1、如补充图,所示电路,已知U=220V,RL=50Ω,R1=25Ω,R2=75Ω。
求:
用分压表达式求U1的电压;用分流表达式求电流I2。
补充图
解:
R=R2//RL=R2RL/(R2+RL)=75*50/(75+50)=30Ω
U1=[R/(R+R1)]*U=[30/(30+25)]*220=120V
I=U/(R1+R)=220/(25+30)=4A
I2=[R2/(R2+RL)]*I=[75/(70+50)]*4=2.4A
5、补充2
补充图
6、补充图所示单口网络的短路电流
及a点、b点断开后的开口(路)电压Uab。
补充图
解:
顺时绕向:
2I+4I=6
=I=1A
断开a、b,此时回路中没电流,则开口电压Uab为:
-Uab+6*1=0,Uab=6V
7、补充,由习题改变,求补充习题图所示单口网络的戴维南等效电路。
解:
开口(路)电压Uoc:
开口时I=0,所以开口电压Uoc=4*2/(2+2)=2V
求R0,屏蔽掉独立电源后,看进去的内阻。
R0=3+2//2=3+2*2/(2+2)=4Ω
所以戴维南等效电路为:
8、补充
受控源的电流源变为电压源(注意:
求的电压源的-、+向与原电流源的方向一致。
):
9、补充
书上:
第三章解题:
1、题3-20所示电路中开关打开以前电路已达稳态,
时开关S打开。
求
时的
,并求t=2ms时电容储存的能量。
解:
本题为t=0时实行全响应。
uC(0-)=1/(1+1)*12=6V,uC(0+)=uC(0-)=6V
uC(∞)=12V
电压源短路,求时间常数电阻R0=R+R=2KΩ
τ=R0C==1/25S
三要素法:
uC(t)=12+(6-12)e-t/τ=12-6e-25t
t=2ms时
uC(t)=V
=396*10-6J
2、补充1
第四章解题:
1、
解:
u1=50
sin(ωt+30°)=50
sin(2*100πt+30°)=50
sin(200πt+30°)
U2=-100
sin(ωt-150°)=-100
sin(200πt-150°)
φ=φ1-φ2=30°-(-150°)=180°
2、
解:
3、
试求题4-10所示各电路的输入阻抗Z和导纳Y。
解:
(a)Z=R+L//C=1+j1*(-j2)/(j+(-2j))=1+2/(-j)=1+2j=
∠artan2
Y=1/Z=
/5∠-artan2S
(b)Z=1+(-j)//(1+j)=1+(-j)*(1+j)/(-j+1+j)=1+1-j=2-j=
∠artan-1/2Y=1/Z=
/5∠-artan-1/2S
(c)Z=(40+40j)//(40-40j)=(40+40j)*(40-40j)/(40+40j+40-40j)
=[1600-1600(-1)]/80=3200/80=40Ω
Y=1/Z=1/40=25*10-3S
(d)U=jωLI+(-rI)
Z=U/I=jωL-r
4、补充
电阻与电感元件并联如图,它们的电流有效值分别为3A和4A。
试写出总电流的复数代数式,并计算出总电流有效值为多少(不一定要算出相位角)?
解答:
分析:
设电压为
总电流I=(32+42)1/2=5A,
第五章解题
书上习题:
1、如习题图5-2所示具有互感的两线圈,已知线圈位置及绕向,试判断同名端(标上标记)。
习题图5-2
解:
根据右手定则:
(a)a和d为同名端
(b)a和d为同名端
2、求如习题图5-3所示各电路ab端的等效电感Lab。
习题图5-3
解:
(a)为顺向串联,所以等效电感为
Lab=L1+L2+2M=4+3+2=9H
(b)为逆向串联,所以等效电感为
Lab=L1+L2-2M=5+6-2*2=7H
3、如习题图5-7所示的正弦稳态电路。
已知电源内阻Rs=1kΩ,负载电阻RL=9kΩ,为使负载上获得最大功率,变压器的变比n=N1/N2应为多少
解:
电流源等效为电压源:
US=iS*RS
RO=RS
当N1/N2=n:
1时,次级对初级电路的等效电路如图:
使负载上获得最大功率
RO=n*n*RL
n2=RO/RL=1/9
n=1/3
即N1/N2=1:
3
4、补充写出下图每一个互感线圈上的电流电压关系。
解:
互感线圈上的电流电压关系为:
对于L1线圈:
对于L2线圈:
对于L1线圈,i1与u1非关联,所以L1前为“-”;又同名端电流反向,M前应为“-”,但自感L1前为“-”,所以M前最终为“+”。
对于L2线圈,i2与u2关联,所以L2前为“+”;又同名端电流向相反,M前符号为“-”,且自感L2前为“+”,所以M前最终还是为“-”。
第六章解题
1、书上判断如习题图6-3(a)所示电路中各二极管是否导通,并求A,B两端的电压值。
设二极管正向压降为V。
(a)
习题图6-3
解:
(a)D1二端断开(开路)时,D1正向电压为:
UD1=12V,
D2二端断开(开路)时,D1正向电压为:
UD2=12-6=6V。
所以D1导通,电压为:
IR-12+=0,IR==
-UAB+IR-12=0,UAB=IR-12==
(或取D1与AB端口的回路,+UAB=0,UAB=)
2、设硅稳压管DZ1和DZ2的稳定电压分别为5V和10V,求习题图6-5所示电路的输出电压Uo。
已知稳压管的正向压降为V。
习题图6-5
解:
DZ1导通,输出恒压为Uo=
3、补充
在下图4所示电路中,已知UZ1=7V,UZ2=9V,则输出电压UO为多少?
图4
解答:
UZ1导通,为7V。
UZ2截止。
4、书上要使晶体管具有电流放大作用,其发射结和集电结应满足什么条件
答:
条件为电压须:
发射结正偏UBE>0,IB>0;集电结反偏,UCE>0。
5、书上半导体三极管为什么可以作为放大器件来使用,其放大的原理是什么
答:
主要是电流放大作用,iC=βiB,
iE=iB+iC=iB(β+1)
=(iC/β)*(β+1)
三极管的微变等效电路:
第七章解题
1、基本共发射极放大器如习题图7-12所示。
(1)试简述电路中各元件的作用;
(2)当三极管β=50,UBEQ=,估算静态工作点IBQ,ICQ,UCEQ;
(3)更换一只β=100的三极管,重新估算IBQ,ICQ,UCEQ,此时电路能否正常放大
习题图7-12
解:
(1)C1为输入隔直电容;Rb为基极电流控制电阻;RC为Uce电压控制电阻;C2为输出隔直电容,RL为负载电阻;T为NPN晶体三极管。
(2)IBQ=(UCC-UBEQ)/Rb=/(600*103)=μA
ICQ=βIBQ=50**10-6=mA
UCEQ=UCC-ICQ*RC=*10-3*6*103=
UCEQ大于0较多,处于放大区。
(3)若β=100,则
IBQ=(UCC-UBEQ)/Rb=/(600*103)=μA
ICQ=βIBQ=100**10-6=mA
UCEQ=UCC-ICQ*RC=*10-3*6*103=
因UCEQ值太小,所以三极管处在饱和区,电路不能放大。
2、补充设补充图所示电路中各电容对交流信号可视为短路,晶体管的=50,rbb’=200,UBEQ=,求:
(1)静态工作点ICQ、UCEQ各为多少?
(2)画出交流微变等效电路。
(3)输入电阻Ri,输出电阻Ro各为多少?
(4)电压放大倍数Au为多少?
补充图
解:
(1)
IBQ=(UCC-UBEQ)/R1
(2)交流微变等效电路如补充图
(3)
补充图交流微变等效电路
Ri=R1//rBE=
输出电阻Ro=R2=3KΩ
(4)
=
第八章解题
1、书上习题在习题图8-3中,A为理想运算放大器,D为理想二极管,试分析Uo和Ui的函数关系。
习题图8-3
解:
根据“虚短”u+=u-=0,“虚断”i+=i-=0。
ii=if,ui/R1=-uo1/Rf
uO1=-(Rf/R1)ui
uO==-(Rf/R1)V
2、书上习题在习题图8-5中,A为理想运算放大器。
已知Ui=,试求负载电阻RL上的电压Uo、电流IL以及集成运放的输出电流Io。
习题图8-5
解:
根据“虚短”u+=u-=0,“虚断”i+=i-=0。
这时,i1=if
if=i1=(ui–u-)/(50*103)=(50*103)=10μA
uO=-(Rf/R1)ui=-(100/50)*=-1V
IL=uO/RL=-1/(10*103)=-100μA
if=IO+IL
IO=if-IL=10-(-100)=110μA
3补充:
在补充习图3(a)所示电路中,已知输入电压uI的波形如
补充习图3(b)所示,当t=0时uO=5。
试画出输出电压uO的波形。
补充习图3
解:
为一积分电路,输出电压的表达式为
当uI为常量时
若t=0时uO=5,
当t=10ms时,ui=5,
t=0到10时,
uO=-200×5×(10-0)×10-3V+5=-5V。
当t=20mS时,ui=-5,
t=10到20时,
uO=[-100×(-5)×(20-10)×10-3+(-5)]V=5V。
当t=30mS时,ui=5,
同理得,uO=-5V
解补充习图3
因此输出波形如解补充习图3所示。
4、【例】在图8-39所示反馈电路中:
(1)所示电路中引入的是直流反馈还是交流反馈,是正反馈还是负反馈;若为交流负反馈,则说明反馈的组态。
(2)已知R1=10kΩ,R2=100kΩ,R3=2kΩ,RL=5kΩ。
求在深度反馈条件下的
。
图8-39例用图
【解】
(1)如下图的极性,因为uD=uI-uF,所以为串联反馈。
令输出电压uo=0,即RL将短路,反馈电压uF依然存在,与uD的关系不变,故电路中引入的是电流反馈。
所以反馈的类型为电流串联负反馈。
(2)电路中引入了电流串联负反馈,R1、R2和R3组成了反馈网络,利用分流原理可得
由第二章的分流公式:
虚断i-=0
IR1=U/(R1+R2)=IOR///(R1+R2)
=【IOR3(R1+R2)/(R1+R2+R3)】/(R1+R2)
反馈系数F=Xf/Xo
5、补充:
试判断补充习图4放大电路的反馈极性。
是什么组态类型的电路?
反馈电压和电流的表达式是怎样的?
解:
设输入信号电压
的瞬时极性为(+),从运放的同相输入端接入,放大后运放输出端电压的瞬时极性为(+),加到三极管的基极,放大后三极管集电极输出电压的瞬时极性为(-),发射极输出电压的极性为(+),则回送到运放反相输入端的反馈电压极性也为(+),见解补充习图4,净输入电压:
减小,因此为负反馈。
因输入信号电压从同相输入端接入,反馈信号电压从反相输入端接入,所以为串联反馈。
又因反馈电流
反馈电压即反馈信号与输出电流成正比,因此为电流反馈。
由此可见,补充习图4为电流串联负反馈电路。
6、补充:
试判断补充习图5电路的反馈组态。
解:
见解补充习图5,设运放A1反相输入端电压
的瞬时极性为(+),则A1输出电压
为(-),A2输出电压
为(+),通过R1和R4分压反馈电压
的瞬时极性为(+),
与
反相串联在A1输入端,使净输入电压
减小,为负反馈;反馈信号从运放的同相输入端接入,输入信号从反相输入端接入,因此为串联反馈;反馈电压
与输出电压
成正比,比例系数为R1/(R1+R4),若
为零,则
也为零,因此为电压反馈;综上所述该电路为电压串联负反馈电路。
第九章解题
1、补充改错:
改正补充图9-1所示各电路中的错误,使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法(共射、共基、共集)。
图9-1
解:
(a)加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。
如下图。
(b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容,改同铭端。
如下图。
2、补充分别标出补充图9-2所示各电路中变压器的同铭端,使之满足正弦波振荡的相位条件。
补充图9-2
解:
补充图9-2所示各电路中变压器的同铭端如解补充图9-2所示。
解补充图9-2
3、补充判断下图9-1电路能否产生正弦振荡,在图上标出瞬时极性。
图9-1
解:
能产生正弦振荡的极性如解图9-1。
解图9-1
4、补充标出图9-2变压器的同名端使之能产生正弦振荡。
图9-2
解:
能产生正弦振荡的极性和同名端如解图9-2。
解图9-2
第十章解题
1、书上习题指出如习题图10-1所示桥式整流电容滤波电路的错误。
习题图10-1
解:
正确的接法应是如下图:
解答习题图10-1
2、书上习题硅稳压管稳压电路如习题图10-3所示。
已知硅稳压管
的稳定电压
=10V,动态电阻和反向饱和电流均可以忽略,限流电阻R=RL=1kΩ,未经稳压的直流输入电压Ui=24V。
习题图10-3
(1)试求Uo,Io,I及
。
(2)若负载电阻RL的阻值减小为kΩ,再求Uo,Io,I及
。
解:
(1)Uo=
=10V
I=(24-10)/(1*103)=14mA
Io=10/(1*103)=10mA
=14-10=4mA
(2)反向导通时
=10V,负载电阻RL的阻值减小为kΩ
I=Io=24/((1+*103)=16mA
Uo=I*RL=16*10-3×*103=8V<
=10V
(因若不考虑DZ的的限压,则计算可知,RL上的电压为12V)
所以D没反向工作,
=0mA
3、书上【例】已知单相桥式整流电容滤波电路如图10-8所示。
要求UL=12V,IL=10mA,电网工作频率为50Hz。
试计算整流变压器次级电压有效值U2,并计算RL和C的值。
图10-8电容滤波电路
解:
=10V
=kΩ
C≥(3~5)
=(3~5)
=(~)μF
4、补充1:
电路如图所示,设
,晶体管T的
,R1=1Ω,R2=2Ω,ID>>IB。
求解负载电流IL与
的关系式。
图
解:
因为
,所以
5、补充2:
由固定输出三端集成稳压器W7815组成的稳压电路如补充图所示。
其中R1=2kΩ,R2=kΩ,三端集成稳压器本身的工作电流IQ=2mA,Ui值足够大。
试求输出电压Uo值。
补充图
【解】Uo=
6、补充3:
下图10-1由三端集成稳压器W7805构成的直流稳压电路,已知W7805的直流输出电压为5V,IW=9mA,电路的输入电压UI=16V,求:
电路的输出电压UO=?
图10-1
解:
R1上电压为5V
R2上电流:
5/+9=+9=mA
R2上电压为R2*=*=V
输出电压为:
UO=5+=