电路各章典型例题讲解

各章习题及答案第一章绪论1 .举例说明什么是测控？答：(1) 测控例子：为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率，我们可以采用锤击法对梁进行激振，再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形，由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。

（2）结论：由本例可知：测控是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作，是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等，获取悬臂梁固有频率的信息的过程。

2. 测控技术的任务是什么？答：测控技术的任务主要有:通过模型试验或现场实测，提高产品质量；通过测控，进行设备强度校验，提高产量和质量；监测环境振动和噪声，找振源，以便采取减振、防噪措施；通过测控，发现新的定律、公式等；通过测控和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。

3. 以方框图的形式说明测控系统的组成，简述主要部分的作用。

测控系统方框图如下：（2）各部分的作用如下：●传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件；●信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式；●信号处理环节可对来自信号调理环节的信号，进行各种运算、滤波和分析；●信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。

●模数（A/D）转换和数模（D/A）转换是进行模拟信号与数字信号相互转换，以便用计算机处理。

4.测控技术的发展动向是什么?传感器向新型、微型、智能型方向发展；测控仪器向高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格发展；参数测量与数据处理向计算机为核心发展；5. A precise optional signal source can control the output power level to within 1%. A laser is controlled by an input current to yield the power output. A microprocessor controls the input current tothe laser. The microprocessor compares the desired power level with a measured signal proportional to the laser power output obtained from a sensor. Complete the block diagram representing thisclosed-loop control system shown in Fig E1.1, identifying the output, input, and measured variables and the control device.答：6. many luxury automobiles have thermostatically controlled air-conditioning system（恒温空调系统）for the comfort of the passengers. Sketch a block diagram of an air-condition temperature on a dashboard panel（仪表盘）. Identify the function of each element of the thermostatically controlled cooling system.答：7. In the past, control systems used a human operator as part of a closed-loop control system. Sketch the block diagram of the valve control system shown in Fig. P1.2.答：8. The student-teacher learning process is inherently a feedback process intended to reduce the system error back model of the learning process and identify each block of the system.答：9. Automatic control of water level using a float level was used in the Middle East for a water clock. The water clock was used from sometime before Christ until the seventeenth century. Discuss the operation of the water clock, and establish how the float provides a feedback control that maintains the accuracy of the clock. Sketch a block diagram of the feedback system.答：第二章信号与系统分析基础1求周期方波的傅立叶级数（复指数函数形式），画出|c n|-ω和ϕ-ω图。

第一章习题解答题1.1 电路如题图1.1所示，试判断图中二极管是导通还是截止，并求出ＡＯ两端的电压ＵＡＯ。

设二极管是理想的。

解：分析：二极管在外加正偏电压时是导通，外加反偏电压时截止。

正偏时硅管的导通压降为0.6～0.8V 。

锗管的导通压降为0.2～0.3V 。

理想情况分析时正向导通压降为零，相当于短路；反偏时由于反向电流很小，理想情况下认为截止电阻无穷大，相当于开路。

分析二极管在电路中的工作状态的基本方法为“开路法”，即：先假设二极管所在支路断开，然后计算二极管的阳极（P 端）与阴极（N 端）的电位差。

若该电位差大于二极管的导通压降，该二极管处于正偏而导通，其二端的电压为二极管的导通压降；如果该电位差小于导通压降，该二极管处于反偏而截止。

如果电路中存在两个以上的二极管，由于每个二极管的开路时的电位差不等，以正向电压较大者优先导通，其二端电压为二极管导通压降，然后再用上述“开路法”法判断其余二极管的工作状态。

一般情况下，对于电路中有多个二极管的工作状态判断为：对于阴极（N 端）连在一起的电路，只有阳极（P 端）电位最高的处于导通状态；对于阳极（P 端）连在一起的二极管，只有阴极（N 端）电位最低的可能导通。

图（a ）中，当假设二极管的VD 开路时，其阳极（P 端）电位P U 为-6V ，阴极（N 端）电位N U 为-12V 。

VD 处于正偏而导通，实际压降为二极管的导通压降。

理想情况为零，相当于短路。

所以V U AO 6-=；图（b ）中，断开VD 时，阳极电位V U P 15-=，阴极的电位V U N 12-=， ∵ N PUU < ∴ VD 处于反偏而截止∴ VU AO 12-=； 图（c ），断开VD1,VD2时∵ V U P 01= V U N 121-= 11N P U U > V U P 152-= V U N 122-= 22N P U U<∴ VD1处于正偏导通，VD2处于反偏而截止V U AO 0=；或，∵ VD1，VD2的阴极连在一起∴ 阳极电位高的VD1就先导通，则A 点的电位V U AO 0=，而 A N P U UV U =<-=2215∴ VD2处于反偏而截止 图（d ），断开VD1、VD2，∵ V U P 121-= V U N 01= 11N P U U < V U P 122-= VU N 62-= 22N P U U <；∴ VD1、VD2均处于反偏而截止。

三相交流电路习题第3章三相交流电路习题一、是非题1、同一台发电机作星形联接时的线电压等于作三角形联接时的线电压。

（）2、当三相不对称负载作星形联接时，必须有中性线。

（）3、凡负载作三角形联接时，线电流必为相电流的倍。

（）4、凡负载作三角形连接时，线电压必等于相电压。

（）5、三相负载星形联接时，线电流必等于相电流。

（）6、三相四线制中，电源线的中线不能装接保险丝。

（）7、由三相交流功率计算公式 P=IL ULcosφ，在用同一电源时，一个负载对称地接或星形或三角形，其总功率是相同的。

（）8、同一台发电机作星形连接时的线电压等于作三角形连接时的线电压。

（）9、在对称三相电路中，负载作三角形连接时，线电流是相电流的倍，线电流的相位滞后相电流300（）10、当负载作星形连接时，线电压必为相电压的倍。

（）11、当负载作星形连接时必须有中性线。

（）12、负载作星形连接时，线电流等于相电流。

（）13、负载作三角形连接时，线电压等于相电压。

（）14、负载作星形连接时，线电压等于相电压。

（）二、填空题1、三相交流电源的联接方式有联接和联接两种。

2、在星形联接的三相四线制电路中，相电流Iφ和线电流I L的关系为；相电压Uφ和线电压U L的关系为：。

3、在三角形联接的三相对称负载电路中，相电流Iφ和线电流I L的关系为；相电压Uφ和线电压U L的关系为。

4、三相对称负载作星形或三角形联接是时总有功功率。

5、三相发电机相电压为220伏，采用星形连接，则三个线电压为。

6、三相发电机相电压为220伏，采用三角形连接，则三个电压为。

三、选择题1、三相交流发电机产生的三相交流电动势的相位差为：。

A.60B.240C.120D.3602、在星形联接的三相交流电路中，相电流Iφ和线电流I L ，相电压Uφ和线电压UL的关系为。

A．Iφ=I L B. 3Iφ=I L；C.UL =Uφ D.Uφ=3U L四、计算题1、一个三相对称电感性负载，其中每相电阻R=3欧姆，每相的感抗XL=4欧姆，接在线电压为380伏的三相电源上，若负载作三角形连接时，试计算相电流，三相有功功率，功率，功率因数及视在功率各是多少？2、有一三相对称负载，每相的电阻R=8欧，感抗XL=6欧，如果负载接成星形，接到U L=380V的电源上，求负载的相电流，功率因数，总有功功率。

电现象及电路知识点一、静电现象：1、带电现象、带电体：物体能够吸引轻小物体的现象叫做带电现象，带了电的物体叫做带电体.2、带电方法：（１）、摩擦起电；（２）、接触带电；（3）、感应起电接触带电：用不带电的导体接触带电物体时，导体会带电，这种方法叫接触带电。

摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电的方法叫做摩擦起电。

正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷.负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷.3、摩擦起电的原因：（1）原子是由原子核和核外电子组成，原子核带正电，电子带负电，通常情况下，原子是电中性的，物体也是电中性的；（2）不同的原子核束缚电子的本领不同；（3）两个物体相互摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上.失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电.4、摩擦起电的实质: 摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正负电荷分开.注意：转移的电荷是负电荷,而不是正电荷.例题：（湖北）电视机的荧光屏上经常有许多灰尘，这主要是因为（ D )A.灰尘的自然堆积B.荧光屏有较强的吸附灰尘的能力C.电视机工作时，屏表面温度较高，吸附灰尘D.电视机工作时，屏表面有静电吸附灰尘练习：1、摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开，如图所示，小女孩用橡胶棒去摩擦动物的皮毛后，橡胶棒带上了_负电.2、下列物体一定带负电的是（A )A.与毛皮摩擦过的橡胶棒B.与丝绸摩擦过的玻璃棒C.失去电子的玻璃棒D.与带正电的物体相吸引的轻小物体知识点二、电荷间的相互作用1、电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.﹡带电体之间的吸引或排斥是通过电场来实现的，电场是一种特殊的物质，通过电场带电体不需要接触就能发生相互作用2、判断物体是否带电的方法：(1)、物体能否吸引轻小物体(2)、依据电荷间的作用规律判断(3)、用验电器检验，金属箔张开说明带电，工作原理：同种电荷相互排斥例题：1、用线悬挂着A,B,C,D,E,F六个轻质小球，它们之间的作用情况如图所示，则肯定带电的小球是B、C、D ，肯定不带电的小球是A, F ，不能肯定是否带电的小球是E2、（滨州）取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷，可以看到A金属箔张开，B的金属箔闭合.用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A(金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开•下列描述错误的是（ D )A.金属杆是导体B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷C.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，B验电器中的金属箔带上了负电荷D.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B练习：1、(湖州）甲和乙两个泡沫塑料小球用绝缘细线悬挂，甲带正电，乙不带电，会出现的情形是下列图中的（B )2、.四个悬挂着的通草球，静止时的位置关系如图所示，下列说法正确的是（ D ）A.A球与C球一定带有异种电荷B.B球与D球一定带有同种电荷C.B球可能带电，也可能不带电D. D球可能带电，也可能不带电3、(厦门）如图所示，一带负电橡胶棒靠近用细线挂住的轻细吸管A端时，吸管发生了转动.对吸管A 端带电性质判断正确的是（D )A.若相互吸引，一定带正电B.若相互吸引，一定带负电C.若相互排斥，一定带正电D.若相互排斥，一定带负电知识点三、电流1、电流：电荷的定向移动就形成电流. 物理学规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向.电流方向的判断: 如负电荷的移动方向从A到B，则电流方向为B到A。

第二章 电力电子器件概述例1：单相正弦交流电源，其电压有效值为220V ,晶闸管和电阻串联，试计算晶闸管实际承受的正、反向电压最大值是多少？考虑2倍安全裕量，额定电压怎么取？答：晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值：2202= 311V ；考虑2倍安全裕量，则晶闸管额定电压不低于2×311=622V ，可取为700V 。

例2：型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用如图所示电路，是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)（5分）aR u 1i d解： (a)因为H A I mA K VI <=Ω=250100，所以不合理。

(b)A VI A 2010200=Ω=, KP100的电流额定值为100Ａ，合理。

(c)A VI A 1501150=Ω=，大于额定值，所以不合理。

例2：如图所示电路中，E=50V ，R=0.5欧姆，L=0.5H ，晶闸管的擎住电流为15mA ，要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？ 解： 当门极有触发信号时，则导通，回路方程为：E Ri dtdiL =+(一阶线性非齐次方程) 采用常数变量法来求解，设t LR dt LR et u et u i--=⎰=)()(最后解得)1(t LRe REi --=当i>i L 时，门极触发电流可以撤销，即015.0)1(≥-=-t L Re REi ，代入参数值，最后可得s t μ150≥例3：实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im ，试求晶闸管的电流平均值Id ，有效值I T ，及波形系Kf 。

若选用100A 的晶闸管，不考虑安全余量，晶闸管能承受的平均电流是多少？解：m m dTI t td I I πωωπππ23)(sin 13==⎰ ⎰=ππωωπ32)()sin (1t d t I I m T = m mI I 63.08331≈+π26.1)(==AV T T f I I K 则有： 10057.126.1⨯=⨯dT I , A I dT 6.124=第三章 整流电路1、单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知U 2=220V,要求输出直流平均电压U d =80V,平均电流I d =50A ，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值?并选用晶闸管。

第二章例题解析【例1】用代数法化简下列各式：解答：本题要求读者应用逻辑代数公式和定理进行逻辑运算，以便消去多余的乘积项和多余的因子，从而得到逻辑函数的最简式。

【例2】用卡诺图法化简下列各式ED C BA (1)C E3(4)F 4图P2.37(2)[ 例 4 ] 试计算图中各小题的电流及VA 电平，其中二极管D1,D2为锗管，D3，D4为硅管，他们的反相电流可忽略不计。

（a ）+1010k ΩVA ＝？10k Ω－20+1010k ΩVA ＝？10k Ω－5ID ＝？（b ）+1010k ΩVA ＝？（c ）10k Ω-2V图2.39[ 例 5 ] 试分析图所示电路中的T ，D 两管在输入高电平和低电平下的工作状态及相应的输出V0.V04V1Vv1图2.40[ 例 6 ] 在图所示电路中，输入信号的高，低电平分别为和。

已知：R1＝，R2＝ k ，R3 ＝ 16 k ，Rc ＝ k ，Ec = 12v ，EB ＝ -8V ，E0＝5V ，试问： （1） 当三极管的＝30时，三极管能否可靠的截止和饱和导通？（2） 为了保证三极管在输入高电平时导通，的下限值应为多少？ （3） 为了保证三极管在输入低电平时能可靠的截止，EB 的上限值（EB 绝对值的最小值）时多少？V0图2.42v1[ 例 7 ] 反相器电路如图所示。

图中+Ec 为12V ，-EB ＝12V,R1＝，R2＝18k ，设T 管vCES ，vBE ＝。

试问：（1） 当v1为何值时，T 管饱和？（2） 若v1＝，v0端灌入电流为多大时，T 管脱离饱和？+ECRcv0IRCIL-EBv1R1I1vBTIBI2R2图【例8】在图所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？解答：（1）图（a）所示电路的工作状态令v BE(sat)=，由欧姆定律可知：mAIB106.0507.06≈-=则集电极电流为：mAIIBC3.5106.050=⨯==β由KVL定律可得到：VRIVvCCCCCE7.613.512=⨯-=-=由此可知，该晶体管处于放大状态。

大学电路知识点例题总结1. 电阻和电阻网络1.1 电阻的串、并联关系例题1：有两个电阻分别为R1 = 20Ω和R2 = 30Ω，求其串联后的总电阻。

解：串联电阻的计算公式为R = R1 + R2 = 20Ω + 30Ω = 50Ω。

例题2：有两个电阻分别为R1 = 15Ω和R2 = 25Ω，求其并联后的总电阻。

解：并联电阻的计算公式为1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/15Ω + 1/25Ω = 40/375Ω，故总电阻为375/40Ω = 9.375Ω。

1.2 电阻的星形和三角形转换例题3：将一个星形电阻网络转换成三角形电阻网络，其中电阻值分别为R1 = 10Ω，R2 = 20Ω，R3 = 30Ω。

解：将星形电阻网络转换为三角形电阻网络的公式为Rab = (Ra * Rb) / (Ra + Rb + Rc)，其中Rab为三角形电阻网络的两点电阻，Ra、Rb和Rc分别为星形电阻网络的三个分支电阻。

代入电阻值即可计算出Rab = (10Ω * 20Ω) / (10Ω + 20Ω + 30Ω) = 200Ω / 60Ω = 3.33Ω。

1.3 电阻的温度系数例题4：一个电阻的初始电阻值为100Ω，当温度升高20度后，它的电阻值变为110Ω，求这个电阻的温度系数。

解：电阻的温度系数α的计算公式为α = (R2 - R1) / (R1 * ΔT)，其中R1为初始电阻值，R2为温度升高后的电阻值，ΔT为温度变化量。

代入电阻值即可计算出α = (110Ω - 100Ω) / (100Ω * 20℃) = 0.005。

2. 电压和电流2.1 电压的计算例题5：给定一个电阻为30Ω的电阻器，在5V电压下的电流是多少？解：电流的计算公式为I = V / R = 5V / 30Ω = 0.167A。

2.2 电压的串、并联关系例题6：有两个电压源分别为V1 = 10V和V2 = 20V，求其串联后的总电压。

解：串联电压的计算公式为V = V1 + V2 = 10V + 20V = 30V。

《电路》全章复习与巩固——欧姆定律（基础）【学习目标】1.认识电压，知道电压的作用，电源是提供电压的装置；知道干电池、家庭电路和对人体安全的电压值。

会连接电压表，会读电压表；理解串联电路和并联电路中各用电器两端的电压与电路两端总电压的关系。

2.知道电阻概念及其单位；知道决定电阻大小的因素；认识滑动变阻器的构造、原理和作用；会用滑动变阻器改变电流；会读电阻箱的示数。

3.通过实验探究，熟悉控制变量法的应用，并得出电流与电压的关系，电流与电阻的关系。

4.掌握电流跟电压的关系及电流跟电阻的关系；知道欧姆定律的内容、公式及相关的物理量的单位；会运用欧姆定律进行简单的计算。

【知识网络】【要点梳理】要点一、电压1．电压的形成：电源在工作中不断地使正极聚积正电荷，负极聚积负电荷，保持电路两端有一定的电压，使闭合电路中有持续的电流。

电压使电路中形成电流，而电源是提供电压的装置。

2．电压的国际单位：伏特，用“V”表示。

其它常用单位：千伏，“kV”；毫伏，“mV”；微伏，“V”。

换算：不同的电源在电路两端产生的电压不同。

一节干电池的电压是1.5V；家庭电路的电压是220V；对人体安全的电压是不高于36V。

3．电压表（伏特表）：测量电压的仪表。

电路符号：比较使用电压表和电流表的异同：因为电压表本身对电流的阻碍很大，所以把它并联在电路上时，几乎不起分流作用，对被测电路的影响很小，原被测电路两端的电压不至于有明显改变。

如果把电压表串联在被测电路中，由于电压表对电流的阻碍很大，会使原来的电路无法正常工作。

4．串、并联电路中电压的特点：（1）串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和，即U总=U I+U2+……+U n。

（2）串联电池组（同一型号电池）的电压等于各节电池电压之和，如四个干电池串联：电池组电压。

（3）并联电路中各支路两端电压都相等，且等于并联电路两端总电压，即：U总=U I=U2=……=U n。

（4）并联电池组的电压跟每节电池的电压相等。

《电路分析》例题分析第1章电路模型和电路定律问题一：参考方向与实际方向的关系例1：根据图中标注的电压或电流值及参考方向，判断电压或电流的实际方向答：由于电流值为正，电压值为负，所以实际电流方向与参考电流方向相同；实际电压方向与参考电压方向相反。

问题二：关联参考方向的概念例1：电压电流参考方向如下图，A、B两部分的参考方向，哪个关联，哪个非关联？答：由于A的电流方向是从电压的负极流向正极，所以A的电压、电流参考方向非关联；B的电流方向是从电压的正极流向负极，所以B的电压、电流参考方向关联。

问题三：功率判断例1：图所示元件实际是吸收功率还是发出功率答：A的电压电流参考方向非关联，所以A的功率P=UI为发出功率其中：U=10V，I=-1A所以：A发出功率P=UI=-10W，即，实际吸收10W。

例2：计算图示电路各元件的功率答：电压源的电压电流为关联参考方向，则功率P5V=5*2=10W，吸收功率电流源电压电流为非关联参考方向，则功率P2A=5*2=10W，发出功率满足：吸收功率=发出功率问题四：受控源的类型例1：说明以下每个受控源的类型及控制量答：a：电压控制电流源〔VCCS〕，控制量为20Ω电阻两端电压Ub：电流控制电流源〔CCCS〕，控制量为20Ω电阻上的电流Ic：电流控制电压源〔CCVS〕，控制量为10Ω电阻上的电流Id：电压控制电压源〔VCVS〕，控制量为20Ω电阻两端电压U1问题五：基尔霍夫电流定律例1：求R4和R5上的电流答：先假设R4和R5上的电流方向，对右侧R1、R2和R3构成的回路利用KCL，求解出R4上的电流，再对R4左侧的结点利用KCL，求解R5上的电流，求解过程略。

例2：求图示电路中，I a=, I b=, I c=。

答：先标注三个10Ω电阻上的电流参考方向，再用欧姆定律分别求出三个电阻上电流的大小，最后利用三个结点的电流方程求出：I a=1.5A, I b=0, I c=-1.5A。

V IHY2=1Y4=110KrLY1=1说明输出YVo ------- Y第四章门电路典型例题分析第一部分：例题剖析例1： TTL 门电路如图，说明各电路的输出状态。

例3. TTL 三态门电路及符号如图，当输入变量A 、B 及E 的状态为已知时,的状态。

V IL -----------Y3=> 110K T 说明各V IHYEF2(a)(b)图P 丄21: A=0、B=1、E=0 时，Y 1 2: A=1、B=1、E=1 时，Y=高阻态第二部分：即学即练第四章门电路自测练习1 .根据教材表441的数据，求一个低功耗 TTL 门最多能带几个低功耗 TTL 门。

2.请写出图P4.2 F i 、F 2和F 3的逻辑表达式。

3.请画出实现如下函数的逻辑图。

假设输入变量的原码和反码均可得到。

并注 意利用每个函数F 的随意条件。

(a ) 用两个或非门实现：~BD^A ~BC ~D (2d=ABC+A ~^D )(b ) 用三个与非门实现：F2= (A+D )(A+B ) ( ~C )(c )用四个与非门实现： F 3= _BD+ "BC+ABCD (匕d=_ABD+A ~^^D )4.写出图P4.4各电路输出 F 的逻辑表达式。

L T %(a)F1(b)UccI(d)图P4・45 .分别写出图P4.5所示电路当X=0和X=1ABC时输出F i和F2的表达式。

(a) (b)P4.5F i —F4的表达式，说明功能。

6 .分别写出图P4.6各电路输出图曲6P4. 8所示。

请估算出输入分别为高电位和低电位2. 4 2. 01. 40. 4逻辑高电平 输出范围逻辑高电UTH输出范围7 .若已知上面题 5各电路输入波形如图 P4.7所示，试对应画出输出 F i 、F 2的波形。

图 P4.78. TTL 反相器噪声容限示意图见图 时的噪声容限U NH 和U NL 的值。

Uo U/V图P4. 8 参考答案：1、解：注意教材表441各种类型集成逻辑门的典型参数表中，第一行是基本TTL 门的典型参数，属于74系列，我们将在第五、六章经常遇到型号为 74系列的中规模集成电路。