电工学试题及答案.docx
《电工学试题及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工学试题及答案.docx(47页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电工学试题及答案
电工电子学考试大纲
一、课程名称:
电工电子学(II)(双语)
二、课程代码:
三、课程性质:
必修课程
四、考核内容:
1)电路部分
a.电路的基本概念和分析方法:
基尔霍夫定律,受控电源,采用戴维宁定理、电源的等效变换、叠加定理等方法分析直流电路,最大功率传输。
b.电路的暂态分析:
电感与电容的伏安特性以及串并联等效,电路的暂态、稳态以及时间常数的概念,初始值的求解,一阶线性电路暂态分析的三要素法。
c.正弦稳态分析及频率特性:
正弦量的相量表示法,电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图,用相量法计算简单正弦交流电流电路的方法,有功功率、功率因数的概念和计算方法,无功功率、视在功率的概念和提高功率因数的经济意义,正弦交流电路的戴维宁等效电路以及最大功率传输的条件,三相交流电路电源和负载的联接方式,相序的概念,对称三相电路的分析计算,滤波器和转移函数的概念,滤波器的分类与工作原理,交流电路串联谐振和并联谐振的条件、特征和频率特性。
2)数字逻辑电路部分
a.组合逻辑电路:
与门、或门、非门、与非门、异或门等逻辑门电路的逻辑功能,逻辑代数的基本运算法则,简单组合逻辑电路的分析和设计以及用卡诺图化简逻辑函数的方法。
b.时序逻辑电路:
R-S触发器、J-K触发器、D触发器的逻辑功能,寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理。
3)模拟电路部分
a.二极管:
二极管、稳压管的工作原理和特性曲线,理想二极管电路的分析与计算,单相整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理
b.放大电路的分类与外特性:
放大电路的分类与特性参数,各种放大电路之间的转换,多级放大的概念,各种理想放大电路的特性,差动放大电路的工作原理,差模信号和共模信号的概念。
c.场效应管:
MOS场效应管的基本结构、3个工作区域以及特性方程,共源极单管放大电路的基本结构和工作原理,静态工作点的估算,简化的小信号等效电路的分析法,源极输出器的结构与基本特点。
d.双极结型晶体管:
共射极单管放大电路的基本结构和工作原理,静态工作点的估算,简化的小信号等效电路的分析法,射极输出器的结构与基本特点。
e.运算放大电路:
理想运算放大器的特性,“虚断”与“虚断”的概念,由理想运算放大器构成的反相输入、同相输入和差动输入三种组态电路。
第1章直流电路习题参考答案
填空题:
1.任何一个完整的电路都必须有电源、负载和中间环节3个基本部分组成。
具有单一电磁特性的电路元件称为理想电路元件,由它们组成的电路称为电路模型。
电路的作用是对电能进行传输、分配和转换;对电信号进行传递、存储和处理。
2.反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是电阻元件;反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是电感元件;反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是电容元件,它们都是无源二端元件。
3.电路有通路、开路和短路三种工作状态。
当电路中电流、端电压U=0时,此种状态称作短路,这种情况下电源产生的功率全部消耗在内阻上。
4.从耗能的观点来讲,电阻元件为耗能元件;电感和电容元件为储能元件。
5.电路图上标示的电流、电压方向称为参考方向,假定某元件是负载时,该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为关联参考方向。
判断题:
1.理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。
(错)
2.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。
(错)
3.电压是产生电流的根本原因。
因此电路中有电压必有电流。
(错)
4.绝缘体两端的电压无论再高,都不可能通过电流。
(错)
三、选择题:
(每小题2分,共30分)
1.当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,即为假设该元件(A)功率;当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时,即为假设该元件(B)功率。
A、吸收;B、发出。
2.一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指(C)
A、负载电阻增大;B、负载电阻减小;C、电源输出的电流增大。
3.当电流源开路时,该电流源内部(C)
A、有电流,有功率损耗;B、无电流,无功率损耗;C、有电流,无功率损耗。
4.某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为(A)
A、50mA;B、2.5mA;C、250mA。
四、计算题
1.1已知电路如题1.1所示,试计算a、b两端的电阻。
解:
(1)在求解电阻网络的等效电阻时,应先将电路化简并转化为常规的直流电路。
该电路可等效化为:
(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。
就本题而言,仔细分析发现25Ω和5Ω电阻被短路,则原图可化为:
1.2根据基尔霍夫定律,求图1.2所示电路中的电流I1和I2;
解:
本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。
基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用,对电路中的任何封闭面也适用。
本题就是KCL对封闭面的应用。
对于节点a有:
I1+2-7=0
对封闭面有:
I1+I2+2=0
解得:
I1=7-2=5(A),I2=-5-2=-7(A)
1.3有一盏“220V60W”的电灯接到。
(1)试求电灯的电阻;
(2)当接到220V电压下工作时的电流;(3)如果每晚用三小时,问一个月(按30天计算)用多少电?
解:
由题意:
①根据R=U2/P得:
电灯电阻R=U2/P=2202/60=807(Ω)
②根据I=U/R或P=UI得:
I=P/U=60/220=0.273(A)
③由W=PT得
W=60×60×60×3×30
=1.944×102(J)
在实际生活中,电量常以“度”为单位,即“千瓦时”。
对60W的电灯,每天使用3小时,一个月(30天)的用电量为:
W=60/1000×3×30=5.4(KWH)
1.4根据基尔霍夫定律求图1.3图所示电路中的电压U1、U2和U3。
解:
根据基尔霍夫电压定律,沿任意回路绕行一周,回路中各元件上电压的代数和等于零。
则对abcka回路:
2-U2-2=0
U2=0
对cdpkc回路:
-4-U1+U2=0
U1=-4(V)
对eghce回路:
-U3-10+5+U2=0
U3=-5(V)
1.5已知电路如图1.4所示,其中E1=15V,E2=65V,R1=5Ω,R2=R3=10Ω。
试用支路电流法求R1、R2和R3三个电阻上的电压。
解:
在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,选取绕行方向。
应用KCL和KVL列方程如下
代入已知数据得
解方程可得
I1=-7/4(A),I2=33/8(A),I3=19/8(A)。
三个电阻上的电压电流方向选取一至,则三个电阻上的电压分别为:
U1=I1R1=-=-35/4(V)
U2=I2R2==165/4(V)
U3=I3R3==38/4(V)
1.6试用支路电流法,求图1.5所示电路中的电流I1、I2、I3、I4和I5。
(只列方程不求解)
解:
在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,三回路均选取顺时针绕行方向。
应用KCL和KVL列方程如下
如给定参数,代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流。
1.7试用支路电流法,求图1.6电路中的电流I3。
解:
此图中有3支路,2节点,但有一支路为已知,所以只需列两个方程即可。
外回路选取顺时针绕行方向。
应用KCL和KVL列方程如下
I2=5(A)所以:
I1=-2(A),I3=3(A)
1.8应用等效电源的变换,化简图1.7所示的各电路。
解:
1.9试用电源等效变换的方法,求图1.8所示电路中的电流I。
解:
利用电源等效变换解题过程如下:
由分流公式可得:
I=5(A)
1.10试计算题1.9图中的电流I。
解:
由于题目中没有要求解题方法,所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解,下面用戴维南定理求解。
(1)先计算开路电压,并将电流源化成电压源,如下图。
(A)
UOC=-2+12-6×2/3=6(V)
(2)再求等效电阻Rab
将恒压源和恒流源除去,得电路如图。
(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。
(A)
1.11已知电路如图1.10所示。
试应用叠加原理计算支路电流I和电流源的电压U。
解:
(1)先计算18V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。
(A)
(V)
(2)再计算6A电流源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。
(A)
(V)
(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。
(A)
(V)
1.12电路图1.11所示,试应用叠加原理,求电路中的电流I1、I2及36Ω电阻消耗的电功率P。
解:
(1)先计算90V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。
(A)
(A)
(A)
(2)再计算60V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。
(A)
(A)
(A)
(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。
(A)
(A)
(A)
(4)36Ω电阻消耗的电功率为
(W)
1.13电路如图1.8所示,试应用戴维南定理,求图中的电流I
解:
(1)先计算开路电压,并将12A、6Ω电流源化成电压源,如下图。
由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。
由KCL和KVL得:
解得:
I1=8/9(A),I2=4/9(A),I3=-4/3(A)
(V)
(2)再求等效电阻Rab
将恒压源和恒流源除去,得电路如图。
∥(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。
(A)
1.14电路如图1.12所示,试应用戴维南定理,求图中的电流I。
解:
(1)先计算开路电压,并将3A、6Ω电流源化成电压源,如下图。
由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。
由KCL和KVL得:
解得:
I1=4/3(A),I2=-1/2(A),I3=5/6(A)
(V)
(2)再求等效电阻Rab
将恒压源除去,得电路如图。
Rab=4∥6∥12=2(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。
(A)
1.15电路如图1.11所示,试应用戴维南定理,求图中的电压U。
解:
(1)先计算开路电压,如下图。
UOC=-1×16+1=-15(V)
(2)再求等效电阻Rab
将恒压源和恒流源除去,得电路如图。
Rab=1(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。
(A)
U=4I=4×()=-12(V)
1.16电路如图1.11所示,如果I3=1A,试应用戴维南定理,求图中的电阻R3。
解:
(1)先计算开路电压,如下图。
(A)
(V)
(2)再求等效电阻RAB
将恒压源除去,得电路如图。
(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。
当I3=1A时,则
所以R3=80-4=76(Ω)
1.17电路如图1.14所示,已知15欧电阻的电压降为30V,极性如图1.14所示。
试计算电路中R的大小和B点的电位。
解:
设R电阻上的电压和电流如图所示。
由KCL可知
I2=2+5=7(A),I=I2-2-3=2(A),(A)
由KVL得,(绕行方向选顺时针方向)
U-100+30+5I2=0
U=100-30-35=35(V)
(Ω)
1.18试计算图1.15中的A点的电