电路与模拟电子技术殷瑞祥主编课后习题答案.docx

1、电路与模拟电子技术殷瑞祥主编课后习题答案电路与模拟电子技术殷瑞祥主编 _课后习题答案第1章电 阻电路1.1正弦交流电 交流电1.2电流 电压 功率1.3电压 电流 功率1.4幅值 相位 频率1.5幅值 相 位 频率 2 21.6 2 21.7相电压 线电压 220V 380V1.8 星型 三角形1.9 31.10超前 滞后 同相1.11 31.12 1.25 F F T T F F T F F T T F T T （ 1）固定电阻器可分为碳膜电阻器、 金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电 1.26答：阻器 和贴片式电阻器等。 碳膜电阻器：碳膜电阻器以碳膜作 为电阻材料，在小圆柱形的陶瓷绝缘基

2、体上，利用浸 。电阻值的调整和确定通过在碳膜上刻螺纹槽来实渍或真空蒸 发形成结晶的电阻膜（碳膜）现； 金属氧化膜电阻器： 金属氧化膜电阻器的电感很小，与同样体积的碳膜电阻器相 比，其额定负荷大大提高。 但阻值范围小，通常在200K以 下； 金属膜电阻器：金属膜电阻器的工作稳定性高，噪 声低，但成本较高，通常在精度要求较高的场合使用； 线绕电阻器：线绕电阻器与额定功率相同的薄膜电阻相比，具 有体积小的优点 贴片式电阻器：贴片式电阻器的端面利 用自动焊接技术，直接焊到线路板上。这种不需引脚的焊接 方法有许多优点，如重量轻、电路板尺寸小、易于实现自动 装配等。（2）电位器根据电阻体的材料分有：合成碳

3、膜电 位器、金属陶瓷电位器、线绕电位器、实心电位器等 合成碳膜电位器：分辨率高、阻值范围大，滑动噪声大、耐热 耐湿性不好； 金属陶瓷电位器：具有阻值范围大，体积小和可调精度高(0.01 )等特点； 线绕式电位器：线绕式电位器属于功率型电阻器，具有噪声低、温度特性好、额 定负荷大等特点，主要用于各种低频电路的电压或电流调 整； 微调电位器：微调电位器一般用于阻值不需频繁调 节的场合，通常由专业人员完成调试，用户不可随便调节。 贴片式电位器：贴片式电位器的负荷能力较小，一般用 于通信、家电等电子产品中。 U21.27 解：由公式 P I R 2 可知 R 最大电压为 U PR 0.25 4.7 1

4、0 3 34.28 V P 0.25 最大电流为I 0.0073 A R 4.7 1131.28解： 电阻阻值为56102 (1j)= 5.6 (1 5) k Q 电阻阻值为 10 (1 5)= 10(15) Q 1.29解：由图可知：a点的电位高1.30解：(1)开关S断开时，该电路是断路， U ab= 12V, Ubc = 0V , I=0A (2)开关S闭合时，该电路是通路，U ab= 0V , Ubc =11.2V , I = 2A1.31解：当开关 S断开时，测得的开路电 压即是电源电动势 E = 12V , E 12当开关S闭合时，I 119 mA，解得 RS= 0.84 Q 10

5、0 RS 100 RS1.32解 (2) U 1、U 2是电源，U3、U 4、U 5是负载；(3) U 1的功率是 P11401(-4) =- 560 W U 2 的功率是 P2=- 90X6=- 540 W U3 的功率是 P3= 60X10 = 600 W U4 的功率是 P 4=- 80X(- 4)=320 W U5 的功率是 P 5=3016=180 W 电源发出的功 率是 P发=1100 W，负载吸收的功率是 P吸=1100 W由此可知：P发=P吸(功率平衡)1.33解：由题意可知：灯的电阻为120 Qa图：灯和120 Q电阻是串联关系，因此 灯上分得的电压为 6V，故采用该电路；b

6、图：灯和120 Q电 阻先串联，再和一个 120 Q 电阻并联，因此灯上分得的电 压小于6V，故不能正常工作。1.34解：由图可知，U A = 6V UAB = R B XI B = 270k QX 0.02mA 5.4V , U B = U A - U AB = 0.6V UAC = RCXIC = 2 k QX 1mA2V , UC = U A - U AC = 4V 由 KCL 方程可知：IE = I B + IC = 1.02mA1.35 解: a图：由图可知， Ua = 6V, Uc = 0V , 由欧姆定律知；电路 中总电流 I = 1A , UR1 = 4 k QX 1mA 4V

7、，即 U ab= 4V , Ub = U a - U ab = 2V, UR2 = 2 k QX 1mA2V, b 图：由图 可知，Ub = 0V ,由欧姆定律知；电路中总电流1= 1A , UR1 =4 k QX 1mA 4V，即 U ab = 4V , U a = Ub + U ab = 4V , UR22 k QX 1mA 2 V，即 Ubc = 2V , Uc = Ub - Ubc = - 2V , 1.36 解：（ 1）回路 abca 中，由 KVL 可知： UabUbc UcaA0， UcaA-Uab-UbcA-5-（- 4）A- 1 V（2） 回路 abcda 中，由 KVL 可

8、知： UabUbcUcdUdaA0， UcdA-Uab-Ubc-Uda A-5-（-4）-（-3）A2 V1.37 解：不能节省电能。 U2 由公式 P I R 2 可知， R U 2 220 2 电热水器的电阻为 R 48.4 Q P 1000 7加热时间为 7min 时， 消耗的电能为： W11000X 116.67 J 60 U 2 190 2 加热时间为 9min 时，电热水器的工作功率是 P 745.87 W R 48.4 9 消耗 的电能为： W2745.87 X111.88 J 60 U 2 240 2 加热时间为5min 时，电热水器的工作功率是 P 1190.08 W R 4

9、8.4 5 消耗 的电能为：W3 = 1190.08 X99.17 J 601.38解：当开关断开时， 灯头不带电，开关的 a 端带电， b 端不带电；如果开关接在 零线上，当开关断开时，灯头带电，开关的a端不带电，b端 带电；1.39 解：电源的负载电阻是越小，负载是加重了，电 源输出的电流是增大了 1.40 解： U 2 220 2(1)灯 1 的电 阻为 R1 1210 Q P 40 U 2 220 2 灯 2 的电阻为 R2 484 Q P 100 U(2)流过灯1的电流为I 1 0.182 A R1 U 流过灯 2的 电流为I 2 0.455 A R2 电源输出的电流为 I = I1

10、 + I2 = 0.637A ( 3)两个灯的亮度都会变暗， 因为两个灯都不会正常工作。1.41解： U 20a图：由图可知，电路的电流 I = 0.04mA R501 X 10 3 500k 上分得的电压为 U 1 = 500 X103 0.04 t03 =19.96 V 1k Q 上分得的电压为 U2 = 1X103X0.04 103= 0.04 Vb图：由图可知，电路的总电阻 R= 10k Q+ 10Q| 5kQ =10009.98 Q U 20 电路的电流 I =1.998006mA R 10009.98 - 10k Q上分得的电压为 U 1 =10X103 X1.998006 X0

11、3= 19.98006 V U 2 0.01994 10 上分 得的电流为 I 1 = 1.994mA R1 10 U 2 0.01994 5 k Q上分得 的电流为I 2 = 0.003998mA R2 50001.42 解：a图：由图可 知，等效电路图为：故ab间的等效电阻路为：Rab= 8Q II 8Q 6Q| 3Q= 6Qb图：由图可知，等效电路图为： 故ab间的等 效电阻路为： Rab=(4QI4Q 10QI10Q)I7Q=3.5 Q14.3 解：（ 1）当 RP 取值为 0 时，输出电压取最大值 R2 RPU2max = U 1 = 550 270 氷2 = 8.41 V R1 R

12、2 RP 350 550270 当 RP 取值为 RP 时，输出电压取最小值 R2 550U2min = U1 = X12 = 5.64 V R1 R2 RP 350 550 2701.44 解：由KCL列方程：11 + I 2 = I3由KVL 列方程：R 1I1R 3I3 = E 1 R2I 2R3I3 = E 2 解方程组得：11 = 4 A , I2 = 6 A , I3 =10 A1.45解：（1）当电路中只有电源 E 1时，电路的等效电路为： E1 6 电流 I 11 1.53 A R2 R3 3.923 R1 R2 R 3 R1 1电阻 R3 上分得的电流为 I 31 I 11

13、1.53 0.118 A R1 R313 电阻 R3 上电压为 U 31 = 12X）.118 = 1.412 V （2）当电 路中只有电源 E 2 时，电路的等效电路为： E2 3 电流 I 2 2 0.882 A R2 R3 3.4 R2 R2 R 3 R2 3 电阻 R3 上分得的电流为I 3 2 I 11 0.8X82 0.176 A R2 R3 15 电阻 R3 上电压为 U 3 2=12X0.176 = 2.118 V 故，电阻 R3 上的电流为 I 3 I 31 I 3 2 =0.118 A0.176 A = 0.294 A 电阻 R3 上的电压为 U 3 U 31 U 3 2

14、=1.412 V2.118 V=3.53V1.47 解：我国民用照明电的 频率为50Hz，周期为0.02ms，电压的有效值为 220V，幅 值为 311V , u = 220 2 sin 3当 t= 5ms 时， -u = 220 2 Xsin314 X5X10 3 =311Xsin1.57=311X0.0274=8.521 V1.48 解： U 220 先计算电流的有效值， I =2.75 A R 80 电流的 瞬时表达式为： i2.75 2 sin311t A 消耗的电能为： W=UIt= 220 X2.75 4000 X X30= 18.15 度 1.49 解： U 2 220 2 电熨

15、斗的电阻为 R = 96.8 Q P 500 P 50电熨斗的电流为 I 2.273 A U 220消耗的电能为： W = Pt= 500斗1000 X1 X30= 15度，女口 果电源的频率改为 60Hz，计算值不变。1.50解：将用户的负载接在三相电源的相线与中线之间。 1.53 解：( 1)星型 连接时：每相负载电压 1 Up = 380 = 220V 3由电阻电压与电流的关系得 Up 220 Ip = = = 39.286 A RU 5.6 由Ip =Il得Il = Ip = 39.286 A三角形连接时：由 Up = U l得每 相负载的电压 Up = 380V由电阻电压与电流的关系

16、得 Up380 Ip = = = 67.857 A RU 5.6 1 由 Ip = II 得 3 Il = 3 Ip = 3 7.857= 117.532 A (2)星型连接时： P= 3 UlI l =3 380X39.286 = 25857.23 W 三角形连接时： P= 3 UlI l= 3 380117.532=77357.13 W 第 2章 电 容 电 路 2.1 之和 2.2 容抗 XC 欧姆 02.3 超前 902.4 无功功率 2.5 10V2.62.13 F T T F F T T T2.14 解：常用的固定电容器 有电解电容器、瓷介电容器、有机薄膜介质电容器、金属化 纸介电

17、容器和贴片电容器等。 、(1) 电解电容器：其特 点是电容量大、耐压较高，但是误差大、漏电大(绝缘电阻 小)稳定性差，通常在电源电路或中频、低频电路中用于电 源滤波、交流旁路、 移相等， 要求不高时也可用于信号耦合。(2)瓷介电容器：I类电介质瓷介电容器主要用于高频、 甚高频、特高频等电路，最大容量不超过 1000pF ；n类、 in类电介质瓷介电容器又称铁电陶瓷电容器，容量相对较大，性能低于I类电介质瓷介电容器，主要用于中、低频电 路的耦合、旁路和滤波等（川类只能用于低频电路）；（ 3）有机薄膜介质电容器 涤纶电容器：涤纶电容器的特点是 体积小、电容量大、耐高压、漏电小、耐高温、耐潮湿、稳

18、定性较好，具有正温度系数，容量范围为1000pF0.5F,耐 压范围为63V630V。在各种中、低频电路中，涤纶电容器 一般适宜做旁路、隔直流电容， 聚丙烯电容器：聚丙烯电容器的特点是电容量大、 绝缘性能好、 损耗低、 性能稳定， 具有负温度系数。聚丙烯电容器的容量范围为 0.001卩卜0.47F,耐压范围为 63V630V，一般用于各种中、低频电 路或作为电动机的启动电容器， 聚苯乙烯电容器：聚苯乙烯电容器的特点是绝缘电阻大、损耗低、性能稳定、有较 高的精度，但体积大、耐热性差，具有负温度系数。聚苯乙 烯电容器的容量范围为 3pF仆，耐压范围为 63V250V , 可以用于音响电路和高压脉冲

19、电路，但不能在高频电路中使 用 聚四氟乙烯电容器：聚四氟乙烯电容器的特点是绝缘 电阻大、耐高压、耐高温、高频损耗小，具有负温度系数。 聚四氟乙烯电容器的容量范围为 0.5pF5.1pF,耐压为160V。由于成本较高，主要用于高温高绝缘，高频的场合，（4） 金属化纸介电容器：其特点是体积小、电容量较大、 击穿后能自愈。金属化纸介电容器的容量范围为 0.01F 100F，耐压范围为 63V400V，一般用在低频电路中（5）贴片电容器：贴片钽电容器耐高温、准确度高、滤除高频谐 波性能极好，但容量较小、耐电压和电流能力相对较弱，常 用于小容量的低频滤波电路。贴片铝电解电容器容量较大， 可达300 pF

20、1500 F,主要用于有电流要求的低频滤波和稳 压电路。 2.1 5 解：影响电容器电容量的因素有： 极板的面积、 两极板之间的距离、电介质(绝缘材料)的类型等。极板面 积大，电容量大；面积小，电容量小。两极板之间的距离小， 电容量大；距离大，电容量小。 2.16 解：由题意可知，开关 S 断开前，电容 C 上已充好电， uc4V ，当开关 S 断开后， 电容 C继续充电，电源 E通过电阻 2Q向电容 C充电， 充电的等效电阻为 2Q,则时间常数为： 尸RC = 2X).1 X10 6=0.2 us - 2.17解：(1)开关S闭合时，电容C被充电， 充电时间常数为： t 1=( R 1/R2

21、)C = (10/5) X103X0.1 X06= 0.33 ms -( 1)开关 S断开时，电容 C在放电，充电 时间常数为： t2=R 2C = 5X103X0.1 X10 6=0.5 ms -2.18 解： 1 ，通常选择 tl(t 1)微分电路：时间常数远小于输 入矩形脉冲的宽度(T Itltto to 5 (a)电路图 (b)波形图，通常选择 t gt5 to( 2)积分电路：时间常数远大于输 入矩形脉冲的宽度(t gtgttO (a)电路图(b)波形图11 1 C1C 2 2 1X02.19 解：由公式 ，可知： C=1.67 pF C C1 C 2 C1 C 2 2 10 C1

22、2 由公式 UC = UC1 UC2 ， U C1 UC = 300 =360 V C 1.67 C2 10 UC2 UC = 300 =1800200 300 400 600 C = = = 333.33 卩 F C1 C 2 C 3 C 4 200300 400 600 1 12.21解：该图是 RC 低通滤波器，fC = =159.24 Hz 2 n RC 2 X 3.14 X 1000 X 1.0 低通滤波器幅频特性曲线 高通滤波器幅频特性曲线 2.22 解： 1 1 该图是 RC 高 通滤波器，fC = = = 15.924 MHz 2 n RC 2 X3.14 X10 X10 3

23、1X.0 1X0 122.23 解： 1 1 所选的中心频率为，fC = = = 15.924 Hz 2 n RC 2 X 3.14 X 10 X 10 3 X 1.0 X10 62.24解：由相移角 $的计算公式得： XC 1 1 1 R X0.836 k Q tan 2 n fC tan 30 3 2 X 3.14 X 1000 X 0.33 X 1（URXU icos30 X10X0.866X8.66 V UCXU isin30 X10X0.5X5 V 故：当电阻 R 选择 0.836kQ 时，可实现输出与输入之间超前30的相移，并且电阻 R上的电压为 8.66V，电容C上的电压为 5V

24、。2.25解：（1）当工作频率为 1 kHz时，电容的容抗为 1 XCXX3.388 Q 2 X 3.14 X 1000 X 47 X10 6（2）当工作频率为 50 Hz 时，电容的容抗为 1 XCXX67.76 Q 2 X 3.14 X 50 X 电容的电流为 UC 220 I =X3.25 A X C 67.76 电容的无功功率为 QCXUCI X220X3.25X714.3 Var 第 3章电感电路 3.1 感抗 XL 欧 姆 3.2 电阻电容电感 3.3 有功功率 无功功率 视在功率3.4 灯管启辉器 3.5 有效值相位角 3.6 滞后 9003.7 高阶低阶 3.8 电压变换 电流变换 阻抗变换 3.93.16 T T T F常用的固定电1) 空T F F T3.17 解：根据制造材料和结构的不同， 感器有空心电感器、磁心电感器、铁心电感器等 心电感器：多 .