电路及电子技术基础总复习题及解

.z......资料....《电路与电子技术基础》总复习题及解2013.11《电路与电子技术基础》总复习题及解2013.11一、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（**）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*f和外加输入信号*i近似相等，尽输入信号*i’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=0.45U2；全波整流电路UO=0.9U2；电容滤波电路（通常取，）二、解题第一章解题：1、书上习题1.2试计算如习题图1.2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1.2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1.10*段电路如习题图1.9所示，试求Uab。习题图1.9解：Uab=10-8*2+18-2*2=8V3、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=3V4、图1-2所示是*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=0I=1AUab=-1×1+6=5V所以等于5V第二章解题：1、书上2.3将习题图2.3所示电路等效化简为一个电压源或电流源。习题图2.3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2.6电路如习题图2.6所示，求u3。习题图2.6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=13.6VU3=13.6–10*(-0.6)=19.6V（二）节点电压法：（1/6+1/4）U4Ω=10/6+4得U4Ω=13.6V左孔：-6i1+10=U4Ω，i1=-0.6A右孔：U3=13.6–10*(-0.6)=19.6V3、书上2.13加用节点分析法计算习题图2.12所示电路的节点电压u1与u2。习题图2.12解：设节点如图:(1+1)u1–u2=I-u1+(1+1+1/2)u2–u3=0-u2+(1+1)u3=5-Iu1-u3=2u2解得:代掉I,u1=15/4V,u2=5/3V,u3=5/12V4、补充1、如补充图2.1，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2.1解：R=R2//RL=R2RL/(R2+RL)=75*50/(75+50)=30ΩU1=[R/(R+R1)]*U=[30/(30+25)]*220=120VI=U/(R1+R)=220/(25+30)=4AI2=[R2/(R2+RL)]*I=[75/(70+50)]*4=2.4A5、补充2补充图2.26、补充图2.3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2.3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=6V7、补充，由习题2.18改变，求补充习题图2.18-1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、3.20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-)=6VuC(∞)=12V电压源短路，求时间常数电阻R0=R+R=2KΩτ=R0C三要素法：uC(t)=12+(6-12)e-t/τ=12-6e-25tt=2ms时uC(t)=6.293V=396*10-6J2、补充1第四章解题：1、解：u1=50sin(ωt+30°)=50sin(2*100πt+30°)=50sin(200πt+30°)U2=-100sin(ωt-150°)=-100sin(200πt-150°)φ=φ1-φ2=30°-（-150°）=180°2、解：3、4.10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=∠artan2Y=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=40ΩY=1/Z=1/40=25*10-3SU=jωLI+(-rI)Z=U/I=jωL-r4、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、5.4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、5.5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=7H3、5.9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*RSRO=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*RLn2=RO/RL=1/9n=1/3即N1/N2=1：34、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6.5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0.7V。(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+0.7=0，IR=12-0.7=11.3V-UAB+IR-12=0，UAB=IR-12=11.3-12=-0.7V（或取D1与AB端口的回路，0.7+UAB=0，UAB=-0.7V）2、6.9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0.7V。习题图6-5解：DZ1导通，输出恒压为Uo=0.7V3、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6.12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6.13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、7.13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＝0.7V，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=(12-0.7)/（600*103）=18.8μAICQ=βIBQ=50*18.8*10-6=0.94mAUCEQ=UCC-ICQ*RC=12-0.94*10-3*6*103=6.36VUCEQ大于0较多，处于放大区。（3）若β＝100，则IBQ=(UCC-UBEQ)/Rb=(12-0.7)/（600*103）=18.8μAICQ=βIBQ=100*18.8*10-6=1.88mAUCEQ=UCC-ICQ*RC=12-1.88*10-3*6*103=0.72V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7.1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=0.6V,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7.1解：（1）IBQ=(UCC-UBEQ)/R1（2）交流微变等效电路如补充图7.1-1（3）补充图7.1-1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8.3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/RfuO1=-(Rf/R1)uiuO=uO1-0.6=-(Rf/R1)ui-0.6V2、书上习题8.5在习题图8-5中，A为理想运算放大器。已知Ui=0.5V,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=ifif=i1=(ui–u-)/(50*103)=0.5/(50*103)=10μAuO=-（Rf/R1）ui=-(100/50)*0.5=-1VIL=uO/RL=-1/(10*103)=-100μAif=IO+ILIO=if-IL=10-（-100）=110μA3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8.5】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8.5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-=0IR1=U/(R1+R2)=IOR///(R1+R2)=【IOR3(R1+R2)/(R1+R2+R3)】/(R1+R2)反馈系数F=*f/*o5、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9-23、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9-14、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