电工电子技术 参考答案 黄燕华

目录TOC\o"1-3"\h\u19507项目一直流电路 429934任务一手电筒电路的设计 425291一、任务实施 43765二、巩固提高 624933任务二基于Multisim的手电筒电路仿真 7318一、任务实施 718535二、巩固提高 1029564任务三照明电路工作状态分析 1121119一、任务实施 1112004二、巩固提高 127900任务四复杂直流电路的分析、计算和仿真 1211053一、任务实施 1228282二、巩固提高 1513569任务五基尔霍夫定律的验证实验 155266一、任务实施 1528449任务六电压源与电流源特性分析实验 1731647一、任务实施 1710706二、巩固提高 1827559项目二正弦交流电路 1810891任务一简单的家庭照明电路设计 1825508一、任务实施 183645二、巩固提高 2110039任务二基于Multisim的家庭照明电路仿真分析 21683一、任务实施 2127416二、巩固提高 2414249任务三正弦电路中电参数的分析、计算与仿真 247643一、任务实施 2412100二、巩固提高 2730721任务四荧光灯电路的研究实验 273091一、任务实施 275487二、巩固提高 2814159任务五三相电路电压、电流的测量实验 2911203一、任务实施 2917502项目三磁路与变压器 3219481任务一简单输配电系统的设计 3226097一、任务实施 3221571二、巩固提高 3410475任务二简单输配电系统的仿真 344742一、任务实施 342987二、巩固提高 3530797任务三特殊用途变压器 3531850一、任务实施 3523415二、巩固提高 3624529任务四互感绕组电路的研究实验 37819一、任务实施 372288二、巩固提高 3725725项目四三相异步电动机及其控制 375693任务一安全用电 3721431一、任务实施 37841二、巩固提高 4023552任务二三相异步电动机的认识 4032068一、任务实施 4012843二、巩固提高 4114479任务三三相异步电动机连续运行控制电路设计、仿真及安装调试 4210374一、任务实施 4214313二、巩固提高 4529143任务四三相异步电动机正反转控制电路设计、仿真及安装调试 4614843一、任务实施 4613618二、巩固提高 4726705项目五常用半导体器件 4916795任务一扩音器电路分析 4931484一、任务实施 4926507任务二基于Multisim的二极管电路仿真分析实验 4924183一、任务实施 4928630二、巩固提高 535510任务三基于Multisim的单相桥式整流电路仿真分析实验 548832一、任务实施 547969二、巩固提高 559606任务四基于Multisim的直流稳压电源仿真分析实验 5510413一、任务实施 5531400二、巩固提高 5622291任务五基于Multisim的共射极放大电路测试实验 5723728一、任务实施 571394二、巩固提高 6032718项目六数字电路基础 603714任务一十字路口交通信号灯的逻辑功能分析 605634一、任务实施 607645二、巩固提高 6316300任务二简单逻辑电路的分析 6312491一、任务实施 634535二、巩固提高 6427212任务三基于Multisim的基本逻辑电路仿真 6526103一、任务实施 6515461二、巩固提高 674027任务四与非门逻辑功能测试实验 6814602一、任务实施 687580项目七组合逻辑电路 7112052任务一交通信号灯的故障检测电路分析 7123311一、任务实施 717203二、巩固提高 725962任务二单方向交通信号灯的故障检测电路设计 73608一、任务实施 739328二、巩固提高 7526999任务三基于Multisim的交通信号灯故障检测电路仿真分析 7622832一、任务实施 7619526二、巩固提高 7928723任务四基于Multisim的８线-３线优先编码器74148验证 81270一、任务实施 8115368任务五基于Multisim的七段译码器7447Ｎ逻辑功能验证 8322573一、任务实施 83项目一直流电路任务一手电筒电路的设计任务实施1）手电筒电路的工作过程：由手电筒电路的接线原理图可知其工作过程如下：闭合开关S1则回路闭合，灯泡X1亮，调节RP1可改变灯泡X1的亮度，电压表用来测量灯泡两端电压，安培表用来测量流过灯泡的电流。灯泡的主要能量转换效果是将电能转换为热能，不可逆的损耗掉了，所以灯泡主要呈现的是电阻性，应该用一个具有一定阻值的电阻来等效表示。手电筒电路的理想电路模型：灯泡用一个电阻R来代替，因其参数为5V_1W（额定电压U=5V，额定功率P=1W），所以根据其功率P与电压U和电阻参数R之间的关系可知P=U2/R,其阻值为R=U2/P=25Ω。巩固提高DDD电源、负载、中间环节双灯独立控制接线示意图：双灯独立控制电路连接图：任务二基于Multisim的手电筒电路仿真任务实施1）仿真接线2）首先，我们应该根据被测量将测量仪表正确的连接到电路中；其次，确定我们需要测量电量的类别：是直流电量还是交流电量；最后，我们再根据被测量的需要选择测量的参数。图中万用表XMM1是对直流电压进行测量，图中万用表XMM2是对交流电流进行测量。当开关QS断开时灯泡不亮，当开关QS闭合时，随着电位器的调节增量由0%-100%增加的过程中灯泡的亮度由亮到暗变化。电压U1和电流I在开关QS断开时的值几乎为0，当开关QS闭合后，随着电位器的调节增量的增加（电位器接入的电阻由0Ω到25Ω）时，灯泡两端电压U1的数值由大到小，流过的电流I数值也由大到小。由表1-3可知当开关QS闭合时，灯泡两端的电压U1与流过灯泡X的电流I成线性关系，并且其比值为一固定值。灯泡的理想化电路模型中等效为一个电阻元件，其参数用电阻R表示，从表1-3可知该电阻模型中电压和电流之间成线性关系，I为电路中的电流，且满足U1=IR，即电阻元件的欧姆定律。从数据可以看出把直流电源的方向更改后，回路中的电流I和灯泡端电压U1的数值均变成了负值，但是绝对值是相等的，因此可得出当直流电源的方向更改后，电路中的电参量U1和I的大小不变，方向均更改。由数据可知电路中的电参量电压U和电流I不仅具有大小，还具有方向，为矢量，所以当我们需要求解电路时应该首先规定一个假定正方向，当求解出的结果为正时，说明实际的电参量方向与假设方向相同，而当结果为负时，说明实际的电参量方向与假设的方向相反。14）二、巩固提高一、5：2，1：1，5：2二、A，2.C，3.B，4.C，5.C三、正确，2.错误四、1）电阻R=U由仿真数据可得两灯泡串联电路中的电压满足U=U1+U2，电路中电流相等且满足I=U/(2R)，即：串联电路具有分压作用。2）1、2、由仿真数据可得两灯泡并联电路中的电压相等，都等于电源电压U，电路中电流满足I=I1+I2，即：并联电路具有分流作用。任务三照明电路工作状态分析任务实施当开关QS断开时，由电路中两个万用表中的数值可知，灯泡两端的电压U1为零，流过灯泡的电流I1也为零，电路是处于断开的状态。当开关QS闭合时，此时灯泡是亮的，说明电路中有电流流过，灯泡两端电压为4V（当电位器调整为50%时），电路中流过的电流为160mA，电路是处于通路的状态。当电位器调整到最小档位(电位器调节增量ɑ=0%)，且灯泡的两端用导线连接时，灯泡不亮，灯泡端电压为零，电路中的电流非常大，此时电路处于短路状态，是不允许出现的故障回路。当电路中串联两个灯泡时，如果其中一个灯泡两端被导线连接起来，则该灯泡不会亮，其两端的端电压为零，另一个未被导线短接的灯泡则会亮，该灯泡两端有端电压。可用于电路故障排除时使用。二、巩固提高1、短路；断路2、1）假设灯泡电阻为R，则R=U2）电路中的电流为I=U2R，求解出I为0.36A，因灯泡的额定电流为任务四复杂直流电路的分析、计算和仿真任务实施1）白炽灯X1、X3的阻值为25Ω，白炽灯X2、X4、X5的阻值为32Ω。2）3）支路图中总共有五个支路，流过的电流分别是：I1、I2、I3、I4、I5（I5=-Is）结点总共有三个结点分别是：a、b、c回路总共有六个回路:AaEFA、abDEa、bBCDb、AabDEFA、abBCDEa、AabBCDEFA网孔总共有三个网孔：AaEFA、abDEa、bBCDb4）根据理想化电路模型可知，该电路有6个未知电参量，分别是：I1、I2、I3、I4、I5、Us（I5=Is）该电路中共有3个结点，可列2个独立的KCL方程，共有3个网孔，可列3个独立的KVL方程。将所需的独立方程填入下表中，将参数代入方程求解出各电参量并填入对应的表格。基尔霍夫电流定律方程（KCL方程）基尔霍夫电压定律方程（KVL方程）a结点：IAaEFA：Ib结点：IabDEa：Ic结点:IbBCDb：−5）支路电流I1I2I3I4I5数值/A0.18130.17090.01040.16050.15元器件端电压R1（X1）R2（X2）R3（X3）R4（X4）R5（X5）电流源Is端电压Us数值/V4.53255.46883.755.1360.3328-8.8866）支路电流I1I2I3I4I5数值/A0.1810.1710.010.160.15元器件端电压R1（X1）R2（X2）R3（X3）R4（X4）R5（X5）电流源Is端电压Us数值/V4.5325.468-3.755.1340.334-8.8847）5V_1W（X1、X3）的灯泡的额定电流为I=P/U=1/5=0.2A，现I1、I5流过的电流均小于额定电流，所以亮度偏暗；4V_0.5W（X2、X4、X5）的灯泡的额定电流为I=P/U=0.5/4=0.125A，现X1，X4流过的电流都大于额定值，所以亮度偏亮，实际电路中是不允许的，因为会大大的缩短灯泡的使用寿命；而X3因为流过的电流为0.01A，端电压为0.334V均小于额定值，近似等于零，所以X3灯泡不亮。巩固提高a结点

I2

+I3

-I1

=0

对两网孔列写KVL方程-I1

R1

+

Us1-I2

R2

+

Us2

=

0

I2

R2

-I3

R3-Us2

=

0代入数据,联立求解I1

=7A、

I2

=

5A、

I3

=2A任务五基尔霍夫定律的验证实验任务实施一、被测量I1（mA）I2（mA）I3（mA）计算值1.935.997.92测量值2.066.358.42相对误差6.74%6.01%6.31%表1-15被测量Us1(V)Us2(V)UR1(V)UR2(V)UR3(V)UR4(V)UR5(V)计算值6120.985.994.040.981.97测量值6.0011.990.946.214.020.972.07相对误差0%-0.08%-4.08%3.67%-0.50%-1.02%5.07%表1-16三、产生误差的原因主要有以下几点：电阻值不恒等于电路标出值，有一定的误差。导线连接不紧密产生的接触误差。仪表的基本误差。四、1）根据基尔霍夫电流定律可得：I1从测量的三个支路的电流可知：2.06mA+6.35mA=8.41mA≈8.42mA，所以符合KCL定律。从测量的各元器件的电压可知在ADEFA回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：U0.94+4.02+0.97-6=-0.07≈0，满足KVL定律。同理，对于ABCDA回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：由测量值可知：-U由测量值可知：-6.21+11.99-2.07-4.02=-0.31≈0，满足KVL定律。同理，对于AFEDCBA回路中，假设按顺时针方向绕行，由基尔霍夫电压定律可知：由测量值可知：U由测量值可知：0.94-6.21+11.99-2.07+0.97-6.00=-0.38≈0，满足KVL定律。2）不相同，因为电流参考方向不一致，所以对应方程中的正负号不一致。3）图中可列3个电压方程，它们与绕行方向有关。任务六电压源与电流源特性分析实验任务实施1、（1）表1-17RP(Ω)4704003002001000I1（mA）7.468.319.9613.0317.0224.90U1（V）555555.00（2）表1-18RP(Ω)4704003002001000I1（mA）6.947.699.0311.0214.1220.02U1（V）4.654.614.544.434.273.98（1）表-19RP(Ω)4704003002001000I1（mA）10.0010.0010.0010.0010.0010.00U1（V）4.704.012.982.041.010表1-20RP(Ω)4704003002001000I1（mA）6.807.147.688.339.1210.00U1（V）3.192.862.321.670.880三、从实验数据可知，恒定的电压源向外电路提供一个恒定的电压，该电压与外电路无关，而流过的电流由外电路决定。实际的电压源向外电路提供的电压U1=Us−I1R恒定的电流源向外电路提供一个恒定的电流，该电流与外电路无关，而电流源的端电压由外电路决定。实际的电流源有向外电路提供的电流I1二、巩固提高一、1.D，2.D二、1.正确，2.正确项目二正弦交流电路任务一简单的家庭照明电路设计任务实施1）名称AC220VLN含义交流电源工作电压220V（有效值）相线（火线）零线（中性线）2）表示方式表达式包含的要素瞬时值表示u=最大值U角频率ω初相角φ正弦交流电量的相量表示形式U有效值U初相角φ3）表示方式表达式瞬时值表示因工频交流电的频率为50HZ，所以角频率ω=2πf=314rad/su=220220V正弦交流电源的相量表示形式U4）在图2.3中的单刀双控开关中三个端子的L相当于COM端（公共端），任何状态下都是有一对触点闭合，一对触点断开，当我们按下开关的时候这两对触头的状态会改变，比如，L、L2这一对触头闭合时，L、L1这对触头一定是断开的，当我们切换开关时触头状态也是跟着切换的。因此L、L1、L2三个端子总共有两种状态，分别是①：L、L2触头闭合且L、L1触头断开；②：L、L2触头断开且L、L1触头闭合。5）电能表的作用电能表是用来测量电路中消耗电能的仪表，又称为电能表、火表、千瓦小时表。电能表读数含义KW·h是耗电计量参数，即：电量单位“度”电能表端子1、2、3、4接法端子1、2接火线，一般1进2出。端子3、4接零线，一般3进4出。电能表参数的含义参数220V20（40）A50HZ300r/KWh含义电能表的进线电压额定工作电流为20A，最大工作电流为40A适用的电源频率为50HZ用电设备每消耗1KWh的电能，电能表的转盘转过300转6）名称AC220V电源电能表断路器单刀双控开关荧光灯功用提供220V的交流电源计算消耗的电量通断和保护的作用控制灯的亮灭用电设备（负载）7）8）名称灯管整流器理想化的电路元件电阻R电阻RL和电感L的串联9）10）当单刀双控开关S处于闭合位置时，回路接通，回路中有电流流过，荧光灯被点亮，当S处于断开位置时，回路断开，回路中没有电流流过，荧光灯处于灭的状态。二、巩固提高一、1.最大值、角频率、初相角2.503.T=1/f=2π/ω4.20V、102V、314rad/s

5.8二、BDC任务二基于Multisim的家庭照明电路仿真分析任务实施因感抗XL=ωL=2πfL所以代入参数得XL=2×3.14×50×1.47=461.58Ω因整流器的等效阻抗Z1=RL+jXL所以代入参数得Z1=RL+jXL=50+j461.58=464.28∠83.82°因荧光灯的等效模型为灯管的电阻R和整流器的串联，所以有：Z=R+RL+jXL代入数值得Z=250+50+461.58j=300+461.58j=550.51∠57°计算公式计算结果计算公式计算结果II0.40∠-57°PRPR40WUU=0.40100∠-57°PP=I2R+或P=UIcosφ=220×0.448WUU=0.40∠-57°×464.28∠83.82°185.71∠26.82°cosφ1（λ）因φ所以cos0.545提高供电系统的功率因数的方法是在电感性负载的两端并联一个容量数值合适的电容器C。参数仿真结果计算结果误差参数仿真结果计算结果误差I0.396A0.40A-1%IR-56.985°-57°-0.02%U98.983V100V-1.02%UR-56.985°-57°-0.03%U186.238V185.71V2.84%URL26.834°26.82°0.05%7）参数仿真结果计算结果误差PR39.174W40W-2.07%P47.009W48W2.04%cosφ10.5400.545-0.92%二、巩固提高一、C、2.A、3.A、4.B、5.A、6.C、7.B二、、2.5V、3.45V、4.484Ω三、1.正确、2.正确、3.错误、4.正确、5.错误、6.正确任务三正弦电路中电参数的分析、计算与仿真任务实施当电路参数和电源频率之间满足确定条件时，电路的感抗与容抗相等,XL=XC,阻抗角φ=0,电压ω因为，ω0C==为了定量描述过电压现象，引入了品质因数Q。Q等于谐振时电感或电容元件端电压的有效值与电源电压有效值之比。品质因数Q也是衡量电路中谐振剧烈程度的一个物理量。计算公式：Q=根据公式有：Q==因为在串联谐振回路中电源电压有效值：U=所以，I==电容器端电压：因为:Q=UU=103.7因为容抗：X=电抗：X=2阻抗Z‘Z=16−34j=37.58因为电流：I=电容器的端电压：U=0.37当输入信号的电压有效值相同时，频率为谐振频率f0=826kHz时，电容电压最高。f=818计算数值(有效值)仿真数值（幅值）仿真数值（有效值）误差频率f电容端电压UV(1)−V(2)1.45mV2.0547mV1.453mV0.21%回路电流I0.875uA1.2370uA0.8748uA-0.02%频率f电容端电压V(1)−V(2)0.62mV916.2862uV648.0100uV4.5%回路电流0.37uA546.3042nA386.3537nA4.4%二、巩固提高一、1.D、2.D、3.A、4.A、5.B、6.B、7.C、8.B二、1.正确、2.错误、3.正确三、1.640kHZ、2.104.54、3.1×10-6∠0°A，1.045mV、4.8.008×10-6∠-89.34°V任务四荧光灯电路的研究实验任务实施1）日光灯结构如图2-57所示，开关S闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中的氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管两端的灯丝和整流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中电流突然减小；根据电磁感应定理，这时整流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯灯管两端电压产生400至500伏高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端电压降为100伏左右，这时由于整流器的限流作用，灯管中电流不会过大，同时并联在灯管两端的启辉器也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。2）日光灯工作后，灯管相当于一个电阻R，整流器可以等效为电阻RL和电感L串联，启辉器断开，所以整个电路可以等效为一个R、L串联电路，其电路模型如图示3）14）1二、巩固提高1）在日光灯电路接通电源后，电源电压全部加在启辉器两端，从而使辉光放电管内部的动触片与静触片之间产生辉光放电，辉光放电产生的热量使动触片受热膨胀趋向伸直，与静触片接通。于是，日光灯灯管两端的灯丝、辉光放电管内部的触片、整流器构成一个回路。灯丝因通过电流而发热，从而使灯丝上的氧化物发射电子。与此同时，辉光放电管内部的动触片与静触片接通时，触片间电压为零，辉光放电立即停止，动触片冷却收缩而脱离静触片，导致镇流器中的电流突然减小为零。于是，整流器产生的自感电动势以电源电压串联叠加于灯管两端，迫使灯管内惰性气体分子电力而产生弧光放电，日光灯管内温度逐渐升高，水银蒸汽游离，并猛烈的撞击惰性气体分子而放电，同时辐射出不可见的紫外线激光灯管壁内的荧光粉而发出就是荧光的可见光。荧光灯灯管发光后，其两端的电压不足以使启辉器辉光放电，这时，交流电源、整流器、荧光灯管串联构成一个电流通路，从而保证荧光灯的正常工作。启辉器只是充当一个自动的开关而已，没有它，用短接的办法也同样可以点亮灯管。2）由图2-50可知，并入补偿电容C之后，产生了电容支路的电流IC，IC超前于电压U90°,使电源提供的总电流I=IRL+IC,有效值I<IRL这时感性负载的工作状态，包括电流、电压、功率等均未发生变化，它自身的功率因数(λ1=cos任务五三相电路电压、电流的测量实验任务实施1）三相四线制供电系统中三相指的是U、V、W三相；四线是指U相线、V相线、W相线和中心线N；该电源中可提供两种电压，分别是相线和中性线之间的电压称为相电压与相线与相线之间的电压称为线电压。相电压和线电压之间的数值关系是：U2）当负载的额定电压等于电源的相电压时作Y形联结，当负载的额定电压等于电源的线电压时作△形联结。3）负载情况开灯盏数相电流=线电流（A）线电压（V）A相B相C相IIIIUUU有中性线Y03330.205A0.205A0.205A0.79uA381.036V381.075V380.994VY01230.068A0.136A0.205A0.118A381.036V381.075V380.994VY01030.068A0.086mA0.205A0.18A381.036V381.075V380.994V不接中性线Y03330.205A0.205A0.205A×381.036V381.075V380.994VY01230.086mA(烧毁灯泡)0.142A0.142A×381.055V381.078V381.038VY01030.089mA0.077mA0.159mA×381.082V381.078V381.055V负载情况开灯盏数相电压（V）中线电流IO中点电压UNOA相B相C相UUU有中性线Y0333220.014V219.966V220.014V0.038mA×Y0123220.012V219.966V220.014V0.118A×Y0103220.011V219.972V220.014V0.18A×不接中性线Y0333220.012V219.964V219.991V×0.014VY0123332.117V228.623V152.443V×116.384VY0103380.957V380.966V0.112V×219.892V4）负载情况开灯盏数线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）A-B相B-C相C-A相UUUIIIIII∆接平衡负载333219.966V219.991V220.014V0.354A0.354A0.354A0.204A0.204A0.205A∆接不平衡负载123219.958V219.992V220.014V0.246A0.18A0.297A0.068A0.136A0.205A∆接B-C相断开103219.934V219.993V220.014V0.246A0.068A0.205A0.068mA0.021mA0.205A项目三磁路与变压器任务一简单输配电系统的设计任务实施1）①水力发电：水电站中水流的势能经过水轮机转化为机械能，由发电机转化为电能；②火力发电：火电厂的燃料化学能通过锅炉燃烧转化为热能，经汽轮机转化为机械能，再由发电机转化为电能；③核电能：核聚变和核裂变能转化为机械能，再由发电机转化为电能；④风力发电：风的动能转化为电能；⑤太阳能发电；⑥地热发电。在世界范围内，火电厂的装机容量约占总装机容量的70%，发电量约占总发电量的80%。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是太阳能。核电在理想的情况下是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。2）3）发电机发出的电力除发电厂自用电以外，大部分送至电网，然后由电网再分配给用户。由于发电厂与用户距离较远，电能在输送过程中要产生损失，称为线损，线损与电流的平方成正比P0=I2R0（I为传输线路中的电流，P0为传输中的功率损耗，R0为传输线路的等效电阻）。在输送功率P一定的情况下，电流与电压成反比P=UI，提高电压U就可以降低电流I，使线损P0大幅度下降。所以，发电厂采用升压变压器将电压升高后再向电网送电，输电距离愈远，采用的电压等级也愈高。因此发电厂发出的电需要升压主要益处有如下几点：发电厂发出的电是经过升压变压器实现升压的。4）电能送至用户后，如果不经降压，直接使用，则用户必须采用耐压等级高的用电设备，不但大大增加了设备的成本，而且电压太高，也威胁人身安全。所以，用户要将电压降低后再使用。虽然采用了升压变压器和降压变压器均要产生一些损耗，但现代大型变压器的效率很高，其损耗与因此而减少的线损相比是很少的。5）6）变压器由铁心和绕在铁心上的两个或多个线圈（又称绕组）组成。铁心的作用是构成变压器的磁路。为了减小涡流损耗和磁滞损耗，铁心釆用硅钢片交错叠装或卷绕而成。绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。7）磁路为磁感线集中通过的路径。磁场强度是描述磁场的一个物理量，符号为H，只与产生磁场的电流以及电流的分布情况有关，而与磁场中的介质无关，单位为：安/米(A/m)。磁感应强度，符号为B，是表示磁场内某一点磁场强弱和方向的物理量。磁感线在该点处的方向就是磁感应强度B的方向，在数值上B等于该点与磁场方向垂直的单位面积内所通过的磁通，B的单位：特[斯拉]（T）。二、巩固提高一、A、2.B、3.A、4、B二、1.错误、2.正确任务二简单输配电系统的仿真任务实施电力中采用高压输电，低压配电，可以实现节能并保证用电安全，所以10KV的高压交流电压要转变为400V的低压交流电应该采用降压变压器来实现。变压器是一种静止的电气设备，它能将某一电压数值的交流电变换为同频率的另一电压数值的交流电，变压器的工作原理是基于电磁感应原理。变压器的用途很多，主要有以下几种：（1）作为电能传输设备，用在输电、配电领域。（2）变压器除了具有变换电压作用之外，还具有变换电流、变换阻抗的作用。根据变压器变电压的作用，从U1=10kV转变为U2k三相变压器根据三相绕组的联结方式不同分为两种，分别是：Yyn、Yd。对于Yyn联结，一次相电压和对应的二次相电压满足U1pU2p=k，则一次、二次对应线电压满足变换公式U1U2=k；对于Yd联结，同样一次、二次电压满足U1pU2p连接要点：三相电源采用Y形联结，线电压10kV的电源，则相电压为103=5.7737kV二、巩固提高一、1.C、2.A、3.A二、1.错误、2.正确、3.正确、4.正确三、电流、阻抗任务三特殊用途变压器任务实施1）可使用自耦变压器。自耦变压器一次侧和二次侧共用一个绕组，二次绕组是一次绕组的一部分，绕组同心放置。其特点是，一次侧、二次侧绕组既有电的联系也有磁的耦合。在变压器容量相同时，自耦变压器的线圈容量比双线圈变压器小，可节省硅钢片和铜线，且效率高。可做成任意调节的自耦调压器，即可用于降压也可用于升压。因一、二次侧绕组相通，高压侧的故障会波及低压侧，低压侧要有过电压的保护。电源端相线和零线不得接反。电压比等于匝数比。2）优点：省材料、造价低、外形尺寸小、重量轻；无功损耗、有功损耗小，电压调整率小。缺点：系统故障时短路；高压边与低压边有电气连接，不安全；变比K小，升压和降压的幅度小。主要用途：一二次侧电压比较接近的场合；电压相近的电力系统；调压器和起动补偿器；家用小型交流稳压器内的变压器；三相电机自耦减压起动箱内的变压器；铁路电气化3）高低压侧有电的联系，为了防止高压侧单相接地故障引起低压侧过电压，应把三相自耦变压器的中性点可靠接地。高低压侧有电的联系，高压侧遭受雷击等过电压时，也会传递到低压侧，因此应在两侧都装上避雷针。应尽量避免突发的短路情况。接电源前，将手柄转到零位。4）仪用互感器是专供电工测量和自动保护装置使用的电压器，用来测量高电压、大电流的变压器。根据用途的不同分为电压互感器和电流互感器。5）使用仪用互感器的目的是：扩大常规仪表的量程；将被测回路的高电压、大电流变换为标准值，利于用标准化和小型化的仪表；使测量回路与被测系统隔离，以保障工作人员和测试设备的安全；使二次侧的设备绝缘水平按低压设计，降低成本；由互感器直接带动继电器线圈，为各类继电保护提供控制信号，也可以经过整流变换成直流电压，为控制系统或微机控制系统提供控制信号。二、巩固提高一、1.错误、2.正确、3.错误二、1.强弱和方向；大小；方向介质导磁能力大任务四互感绕组电路的研究实验任务实施1）二、巩固提高1.当导体中的电流发生变化时，它周围的磁场就随着变化，并由此产生磁通量的变化，因而在导体中就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，此电动势即自感电动势。这种现象就叫做自感现象。两个相邻的闭合线圈I1和I2，一个线圈中的电流发生变化，在相邻线圈中引起的电磁感应现象。在相邻线圈中产生的感应电压称为互感电压，用2.互感系数简称互感，其大小只与相邻两线圈的几何尺寸、线圈的匝数、相互位置及线圈所处位置媒质的磁导率有关。互感的大小反映了两相邻线圈之间相互感应的强弱程度。项目四三相异步电动机及其控制任务一安全用电任务实施1）人体因触及带电体而承受过高的电压，最终使电流流经人体，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电根据伤害程度的不同可分为电击和电伤两种。电击是指因电流通过人体而使内部受伤的现象，它是最危险的触电事故。电伤是指人体外部由于电弧或熔丝熔断时飞溅的金属颗粒等造成烧伤的现象。2）以下几种情况下人会触电：（1）为两相触电，指人体中的两处部位同时分别触及两相带电体而触电，这时人体所承受的电压是线电压，是最危险的触电；（2）为电源中性线接地的单相触电，这时人体承受相电压，仍然极为危险，其危害程度跟脚与地面之间的绝缘好坏有关；（3）为电源中性线不接地的单相触电，当绝缘不良时，也有危险。（4）跨步电压触电，它是电线或电气设备发生接地故障时在其周围地面会形成电位分布，行走于附近的人在两脚之间所产生的电位差，即形成跨步电压。行业规定：安全电压为不高于36V，持续接触安全电压为24V，安全电流为10mA。3）通过人体内的工频电流超过30∽50mA时，人体的中枢神经就会遭受损害，从而使心脏停止跳动而死亡。触电的伤害程度取决于通过人体电流的大小、途径和时间的长短，人体各个部分的电阻大小不一，从几百到几万欧，皮肤的电阻最大，但会因出汗或受潮而大大降低其阻值。故人体所触及的电压大小和触电时的人体情况是决定触电伤害程度的最重要因素。4）为防止触电事故的发生，工作中必须采取有效的安全措施，包括：（1）使用安全电压，规定凡工作人员经常接触的电气设备，如行灯、机床照明灯，一般应使用36V以下的安全电压；在特别潮湿的场所中，必须采用不高于12V的电压；（2）绝缘保护，用绝缘体把可能形成的触电回路隔开，以防止触电事故的发生，常见的有外壳绝缘、场地绝缘和用变压器隔离等方法。（3）严格执行电工安全操作规程，严格执行规章制度一般不许带电作业，断电检修时要在电源闸上挂电气安全工作标示牌，以禁止别人合闸。必须带电作业时,要由专业电工按安全操作规程进行操作。正确安装用电设备：刀开关必须垂直安装，固定插座应在上方，以免闸刀落下引起意外事故。电源线应接在上接线端，以保证断开闸刀后刀片和熔丝上不带电，避免调换熔丝时触电。电灯开关应接在相线上，以保证断开开关后灯头上不带电。使用螺口灯头时，不可把相线接在跟螺旋套相连的接线端上,以免调换灯泡时触电。5）一旦发生人身触电事故，首要的是迅速处理并抢救得法。触电的现场急救是抢救触电者生命的关键步骤。（1）发现有人触电，应尽快使触电者脱离电源。首先就近断开电源开关或拔下熔丝，如果附近没有电源开关和熔丝，也可用绝缘工具拨开或切断电线。在脱离电源前，营救人员不可用手直接接触触电者，以免发生新的触电事故。（2）如果触电者伤害不严重，神志还清醒，但心慌、四肢麻木，全身无力或一度昏迷很快恢复知觉，应让其躺下安静休息1∽2h,并严密观察，防止发生意外。（3）如果触电者伤害较严重，无知觉、无呼吸甚至无心跳，应立即送医院抢救，同时进行按压心脏或人工呼吸，不要耽搁时间，不要间断，要长时间坚持做。6）（1）电气设备着火后可能仍带电，并在一定范围内存在触电危险。（2）火势凶猛、蔓延迅速，往往是火灾与爆炸同时发生。7）（1）过载，因为大多数绝缘材料都是可燃材料，设备不适当的过载、过高的温升，就有可能引起火灾；（2）导线断裂或短路时的火花和电弧，火花和电弧不但可能引燃本身的绝缘材料，还可能引燃它附近的可燃气体、蒸汽和粉尘过负荷火灾；（3）设计不良或使用不当的电热器具，可能烤燃它附近的可燃物体；（4）雷电火灾；（5）静电火灾。8）1）要合理选用电气设备和导线，不要超负载运行。2） 在安装开关、熔断器或架设线路时，应避开易燃物，与易燃物保持必要的防火间距。3）保持电气设备的正常运行，特别注意线路或设备连接处的接触保持正常运行状态,以避免因连接不牢或接触不良，使设备过热。4）要定期清扫电气设备，保持设备清洁。5）加强对电气设备的运行管理。要定期检修、试验，防止因绝缘损坏等造成短路。6）电气设备的金属外壳应可靠接地或接中性线。7）要保证电气设备的通风良好、散热良好。二、巩固提高一、1.D、2.C、3.A二、1.ABC、2.ABD任务二三相异步电动机的认识任务实施1）在空间按确定转速旋转的磁场，称为旋转磁场。三个形状、尺寸、匝数等完全相同的绕组U1U2、V1V2和W1W2,其中U1、V1和W1三个对应端分别是三个绕组的首端，U2、V2和W2则分别是三个绕组的末端。将这三相绕组对称地放置（三相绕组在空间的位置相互差120°）在圆筒状铁心的内表面，该铁心就是电动机的定子铁心，对称三相绕组中通入对称三相电流后，所建立的合成磁场是一个旋转磁场。给对称三相绕组通入对称三相电流，所建立的合成磁场是随电流交变而在空间旋转的磁场，即为旋转磁场。2）当转子铜条置于旋转磁场下时，在转子铜条内产生感应电动势，由于转子是一个自成闭合回路的线圈，所以在感应电动势的作用下，产生了转子电流，根据电磁力定律，在磁场中与磁感线方向垂直的载流导体将受到电磁力的作用，该电磁力使得电机转子转动起来，方向与旋转磁场的方向一致。3）旋转磁场的旋转方向是由三相绕组通入三相电流的相序决定的，电动机的转向与旋转磁场的方向一致，改变通入三相绕组三相电流的相序就可以改变电动机的转向，通过对调任意两相的相序即可。4）三相异步电动机由两个基本部分组成:定子和转子。定子在空间静止不动，主要由机座、定子铁心和三相定子绕组组成。转子由转子铁心和转子绕组组成。5）名牌数据上的含义分别为：型号Y132M-4，其中Y表示异步电动机，132表示机座中心高132mm，M为中机座，4为旋转磁场的极数；功率指电动机在额定状态下运行时转轴上输出的机械功率；频率50HZ表示电动机所使用的交流电源的频率；电压380V表示定绕组的额定线电压为380V；电流15.4A为定子绕组的额定线电流；接法△表示定子三相绕组为三角形连接；转速1440r/min指电动机在额定状态下运行时的转速；绝缘等级是根据电动机内部所用绝缘材料及允许承受的不同温升而划分的等级，B级最高允许温度为130°；电动机的功率因数0.86表示三相异步电动机是电感性负载，定子绕组的相电流滞后于相电压的夹角。二、巩固提高一、1.错、2.错、3.对、4.对二、1.转子、定子、2.120°、3.相等、相等、相差120°三、1）电压（U1N2）电流（I1N3）额定功率（PN4）50Hz：电动机在额定状态下运行时，电动机定子侧电压的频率，我国电网fN5）转速(nN6）防护等级：指防止人体接触电机转动部分、带电体和防止固体异物进入的等级。这里为IP44，其含义如下。IP——特征字母，为“InternationalProtection(国际防护)”的缩写；44——4级防固体（防止大于1mm固体进入电机）；4级防水（任何方向溅水对电机无影响）。任务三三相异步电动机连续运行控制电路设计、仿真及安装调试任务实施一、熔断器、低压断路器、接触器、热继电器、主轴电动机、起动按钮、停止按钮。二、1）万用表测量内容测量结果1/L1与2/T1接线柱间电阻值03/L2与4/T2接线柱间电阻值05/L3与6/T3接线柱间电阻值095与96接线柱间电阻值097与98接线柱间电阻值∞2）万用表测量内容测量结果1/L1与2/T1接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）∞3/L2与4/T2接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）∞5/L3与6/T3接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）∞1/L1与2/T1接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）03/L2与4/T2接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）05/L3与6/T3接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）013NO与14NO接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）∞21NC与22NC接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）031NC与32NC接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）043NO与44NO接线柱间电阻值（常态下，不动作任何器件）∞13NO与14NO接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）021NC与22NC接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）∞31NC与32NC接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）∞43NO与44NO接线柱间电阻值（模拟按下KM的可动部分）0A1与A2接线柱间电阻值2.2k3）仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法车床主轴电动机不能连续运行车床控制自锁回路检测自锁回路是否按要求并联在起动按钮上接触器烧毁接触器线圈参数不匹配重新设置接触器线圈参数按下低压断路器和起动按钮后电动机不转检查电动机定子绕组是否正确接线将电动机定子绕组接成星形或三角形连接三、1）名称数量名称数量断路器1按钮2熔断器2接线端子排1热继电器1接触器1电动机13）4）上电调试过程：合上实训平台电源模块低压断路器→松开急停按钮→按下平台起动按钮→合上主电路中的低压断路器QF→按下车床主轴电动机起动按钮→观察电动机运行情况（是否连续运行）→按下车床主轴电动机停止按钮→观察电动机运行情况（是否停止运行）→断开主电路中的低压断路器QF→按下平台停止按钮→按下急停按钮→断开实训平台电源模块低压断路器。5）（1）接线要遵循接线的规范，布线应“横平竖直、分相分色、分布均匀”。（2）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。（3）接线时铜线不能露太长，不压绝缘层。（4）一个接线端子上的连接导线不能超过两根，一般只允许接一根。二、巩固提高1）合上电源断路器QF，按下启动按钮SB1，KM线圈得电，KM主触点闭合，电动机起动。同时KM辅助常开触点闭合自锁。松开启动按钮SB1，KM由于自锁保持接通，电动机继续运转。按下停止按钮SB2，KM线圈失电，其主触头、常开辅助触头断开，电动机停转。2）熔断器短路保护，接触器具有欠压失压保护，热继电器具有过载保护、断相保护，断路器具有短路、过载、欠压、失压等保护。3）控制电路检测操作方法1-N电阻断开FU2，常态下不动作任何器件∞按下按钮SB2∞按下按钮SB1R按下接触器KM可动部分R4）测量项目L1-U电阻L2-V电阻L3-W电阻常态下，不动作任何器件∞∞∞按下KM可动部分000任务四三相异步电动机正反转控制电路设计、仿真及安装调试任务实施一、1）熔断器、低压断路器、接触器、热继电器、自动伸缩门控制电动机、开门按钮、关门按钮、停止按钮、接线端子排。2）二、1）仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法自动伸缩门电动机不能连续运行自动伸缩门自锁控制回路检测自锁回路是否按要求并联在起动按钮上接触器烧毁接触器线圈参数不匹配重新设置接触器线圈参数按下低压断路器和起动按钮后电动机不转检查电动机定子绕组是否正确接线将电动机定子绕组接成星形或三角形连接自动伸缩门电动机不能正反转运行正反转控制电路没有起作用检查主电路中三相电源相序是否对调2）名称数量名称数量断路器1按钮3熔断器2接线端子排1热继电器1接触器2电动机14）上电调试过程：合上实训平台电源模块低压断路器→松开急停按钮→按下平台起动按钮→合上主电路中的低压断路器QF→按下自动伸缩门电动机正转起动按钮→观察电动机运行情况（电动机主轴旋转方向）→按下自动伸缩门电动机停止按钮→观察电动机运行情况（是否停止运行）→按下自动伸缩门电动机反转起动按钮→观察电动机运行情况（电动机主轴旋转方向是否改变）→按下自动伸缩门电动机停止按钮→观察电动机运行情况（是否停止运行）→断开主电路中的低压断路器QF→按下平台停止按钮→按下急停按钮→断开实训平台电源模块低压断路器。5）（1）接线要遵循接线的规范，布线应“横平竖直、分相分色、分布均匀”。（2）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。（3）接线时铜线不能露太长，不压绝缘层。（4）一个接线端子上的连接导线不能超过两根，一般只允许接一根。二、巩固提高1）合上电源断路器QF，按下启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，电动机得电正转。同时KM1辅助常闭触点断开，实现对KM2互锁，KM1辅助常开触点闭合自锁。按下按钮SB3，KM1线圈断电，KM1主触点断开，电动机停止运行。同时KM1辅助常闭触点闭合，解除对KM2的互锁，KM1辅助常开触点断开，解除自锁。按下启动按钮SB2，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，电动机得电反转。同时KM2辅助常闭触点断开，实现对KM1互锁，KM2辅助常开触点闭合自锁。按下按钮SB3，KM2线圈断电，KM2主触点断开，电动机停止运行。同时KM2辅助常闭触点闭合，解除对KM1的互锁，KM2辅助常开触点断开，解除自锁。2）熔断器短路保护，接触器具有欠压失压保护，热继电器具有过载保护、断相保护，断路器具有短路、过载、欠压、失压等保护。3）控制电路检测操作方法1-N电阻断开FU2，常态下不动作任何器件∞按下按钮SB3∞按下按钮SB1R按下按钮SB2R按下接触器KM1可动部分R按下接触器KM2可动部分R按下接触器KM1可动部分，并按下按钮SB3∞按下接触器KM2可动部分，并按下按钮SB3∞测量项目L1-U电阻L2-V电阻L3-W电阻L1-W电阻L3-U电阻常态下，不动作任何器件∞∞∞∞∞按下接触器KM1可动部分000∞∞按下接触器KM2可动部分∞0∞00项目五常用半导体器件任务一扩音器电路分析任务实施图中MIC为传声器，是一种声-电转换器件，传声器也可称为麦克风、话筒等，传声器是输入。SPK为扩音器，是一种电-声转换器件，喇叭是输出设备。TDA2822为功率放大芯片。功率放大电路又称为功率放大器，位于多级放大电路的末级（最后一级，即输出级）及末前级。其输入电压已经达到较大数值，功率放大电路的主要任务是在此基础上，放大输出信号的功率，以推动负载，如驱动电动机转动、扬声器发声、仪表指针动作等。任务二基于Multisim的二极管电路仿真分析实验任务实施1）①名称阳极电位阴极电位阳极与阴极电位差状态（导通、截止）二极管VD1+12V0V12V需再次判断二极管VD2+12V-6V18V先导通名称阳极电位阴极电位结论二极管VD1-6V0V截止二极管VD2+12V-6V导通结论A点电位-6VO点电位0VUAO-6V②参数名称理论数值(状态)仿真数值(状态)VD1(状态)截止截止VD2(状态)导通导通UAO(数值)-6V-5.241V2）①名称阳极电位阴极电位二极管VD5V名称ui二极管VD状态u0状态1ui导通5V状态2u截止②③3）①名称二极管状态输出电压ui导通的二极管控制死区的二极管截止的二极管稳压的二极管u0ui在0V∽VD1、VZ2VD1、VD2VZ1、VZ2u0ui在0.7V∽VD1、VZ2VZ1、VD2uui>VD1、VZ2VD2VZ1u0==12+0.7=12.7V②名称二极管状态输出电压ui情况分类导通的二极管控制死区的二极管截止的二极管稳压的二极管u0ui在-0.7V∽VD2、VZ1VD1、VD2VZ1、VZ2u0ui在-0.7V∽-VD2、VZ1VZ2、VD1uui<-VD2、VZ1VD1VZ2u0==-12-0.7=-12.7V③二、巩固提高一、填空题1、多数、少数2、正极、负极3、单向导电性二、判断题1、对，2、错，3、对任务三基于Multisim的单相桥式整流电路仿真分析实验任务实施1）2）①②随着电容的增加，输出电压趋向于平稳、曲线月平滑。③二、巩固提高1、对，2、对，3、对任务四基于Multisim的直流稳压电源仿真分析实验任务实施1）回路中各电压之间的关系回路中各电流之间的关系I=I2）当电源电压保持不变，UI不变,而负载电阻RL减小,电流IL增大，电流I增大,电阻R上的压降增大。负载电压Uo因而下降。只要Uo下降一点，稳压管电流IZ就显著减小，使通过电阻R的电流I和电阻上的电压回降,近似保持不变，因此负载电压Uo也就近似稳定不变。RL↓→IL↑→I↑→IR↑→UO↓→UZ↓→IZ↓↓→I↓→IR↓→UO↑3）当交流电源电压增加而使整流输出电压UI随着增加时，负载电压Uo也要增加。Uo即为稳压管两端的反向电压。当负载电压Uo稍有增加时，稳压管的电流IZ就显著增加，因此限流电阻R上的压降增加，以抵偿UI的增加，从而使Uo保持近似不变。UI↑→Uo↑→UZ↑→IZ↑↑→I↑→IR↑→Uo↓4）最大值的百分比电源电流I/(mA)稳压管电流IZ/(mA)负载电流IL/(mA)输出电压U0/(V)2%430430.85710%360363.616%320.756325.05618%323.919285.120%326.644265.11450%3222105.14870%32257.365.15295%32275.4265.1555）从上表可以看出取最大值的16%时是稳压管VZ的反向饱和与击穿的临界状态，取大于最大值16%时，稳压管VZ具有稳定电压的作用，电源电流总和等于负载电流加稳压管电流，稳压管1N4735A的稳定电压为5.105V。6）最大值的百分比电源电流I/(mA)稳压管电流IZ/(mA)负载电流IL/(mA)输出电压U0/(V)2%470470.94310%400403.9616%374.828325.10518%378.255285.1220%3711265.12850%3726105.15470%37297.3685.15895%37315.3755.167）从上表可以看出电源电压波动时，输出电压U0基本不变，稳压管VZ具有稳定电压的作用，电源电流总和等于负载电流加稳压管电流，稳压管1N4735A的稳定电压为5.105V。二、巩固提高一、选择题1、B二、填空题1、反向击穿2、反向击穿任务五基于Multisim的共射极放大电路测试实验一、任务实施1）ＮＰＮ型晶体管有几个区，分别是什么？晶体管有三个区，分别为：基区、发射区和集电区ＮＰＮ型晶体管有几个极，分别是什么？三个电极，分别称为基极B、发射极E和集电极CＮＰＮ型晶体管有几个ＰＮ结，分别是什么？两个PN结，分别是发射结和集电根据结构的不同，晶体管还有什么类型？另一种晶体管的类型为PNP型晶体管具有放大作用的工作条件是什么？晶体管的发射结正偏、集电结反偏2）元件名称作用元件名称作用u输入信号源u输出信号晶体管VT放大电信号E为VT工作在放大状态提供必要的外部条件R为发射结提供正偏电压R使集电结反偏，并实现电压放大作用C耦合电容，“隔直流、通交流”C耦合电容，“隔直流、通交流”3）放大电路没有外加输入信号时ui4）基极回路组成UCC→RB→B基极回路基尔霍夫电压定律方程IBRB+U基极电流IBI集电极电流ICIC=β集电极回路组成UCC→RC→C→B集电极回路基尔霍夫电压定律方程ICRC+U集-射极电压UU5）被放大的信号ui在输入信号uiuuiiiiuuAA其中R当输出端开路时AA输入电阻rr输出电阻rr6）名称公式计算结果仿真结果基极电流I公式I0.0285mA0.028mA集电极电流ICI1.425mA1.263mA集-射极电压UU6.3V6.95Vrr1.128KΩ7）名称公式计算结果仿真结果rr1.128KΩUU0.953VUU9.66mVAA=−-98.5-98.62rr1.128KΩ1000Ωrr4KΩ3.695kΩ二、巩固提高一、A、2）B、3）C二、填空题1）发射、基2）正偏、反偏

项目六数字电路基础任务一十字路口交通信号灯的逻辑功能分析任务实施我们的电路中有两种信号，分别是模拟电路中的模拟信号和数字电路中的数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电信号，而数字信号是在时间和数值上都不连续变化的信号。交通信号灯的亮和暗是两种确定的状态，属于数字信号，在数值上是阶跃变化的，不连续的。我们可以用“0”和“1”两个符号来表示，如用“0”表示没有信号输出，即灯暗，对应的电路状态为低电平；用“1”表示有信号输出，即灯亮，对应的电路状态为高电平。“逻辑”泛指事物或思维的规律性。数字电路所处理的输出信号与输入信号之间是有确定的规律性和因果关系的，即有确定的逻辑关系的。有三种基本的逻辑关系，分别是与、或、非；基本的逻辑关系之间相互组合可得到与非、或非、与或非等复合的逻辑关系。4）5）我们可以用逻辑函数式来表示交通信号三盏灯之间的逻辑关系。一种状态之间的各逻辑变量之间的逻辑关系是“与”的逻辑关系，每组状态之间是逻辑“或”的关系。“与”逻辑关系又称为逻辑乘，这种逻辑关系的特点是只有当决定一个事件的所有条件全都具备之后，这个事件才能发生。“或”逻辑关系的特点是当决定一件事情的几个条件中，只要有一个条件得到满足，这个事件就会发生。6）用“G”表示绿灯、“Y”表示黄灯、“R”表示红灯来表示输入变量，“T”为矩形脉冲波，用“1”表示灯亮，“0”表示灯暗，其中绿灯亮的时间为25秒，闪烁时间为3秒，黄灯亮的时间为2秒，红灯亮的时间为30秒。7）将绿、黄、红三种信号灯灯亮时分别用逻辑变量G、Y、R来表示，灯暗时用G、Y、R来表示，则一个方向中信号灯任一时刻三盏灯之间是“与”的逻辑关系，而不同时刻每组状态之间是“或”逻辑关系。通过前面的交通信号灯逻辑功能分析可知，任一时刻灯的正常状态总共有三种，分别是红灯亮，黄灯、绿灯暗；绿灯亮，黄灯、红灯暗；黄灯亮，绿灯、红灯暗；将三种状态的逻辑表达式和一个方向中信号灯的所有可能情况的表示式F填入下表。8）将绿、黄、红三种信号灯灯亮时分别用逻辑变量G、Y、R来表示，灯暗时用G、Y、R来表示，用逻辑变量F表示工作状态，则一个方向中信号灯任一时刻三盏灯之间是“与”的逻辑关系，则该工作状态的逻辑表示式为F=G二、巩固提高一、1、D，2、B，3、C二、1+1=2，是十进制数的加法运算；1+1=10，是二进制数的加法运算；1+1=1，是二进制逻辑的“或”运算。任务二简单逻辑电路的分析任务实施1）输出变量YYYY输出变量的逻辑表达式ABA+B(A+B)CAB2）应用反演律可得：Y==AB+(A+B)C=AB+AC+BC3）如果用规定的符号“1”表示高电平，这时的“1”又称为逻辑“1”；用符号“0”表示低电平，这时的“0”又称为逻辑“0”。表的左侧列出所有输入变量的可能的取值组合，表的右侧列出每一种输入变量取值组合所对应的输出逻辑变量之值，这种表就称为真值表。本任务中总共有A、B、C三个变量，所以共有8种组合，将所有组合对应的输入、输出填入表中。逻辑输入变量中间逻辑函数式输出变量YABCABACBCAB+AC+BC000000000100000100000011001110000001010101110100111111114）从该逻辑电路的真值表可分析出当输入变量中有两个以上事件发生，则该事件发生，说明该电路具有多数表决的功能。二、巩固提高一、D，2、A，3、D二、任务三基于Multisim的基本逻辑电路仿真任务实施1）UA电压值UB电压值X电平指示器亮灭情况00暗03暗30暗33亮2）UA电压值UB电压值X电平指示器亮暗情况00暗03亮30亮33亮3）开关S1开关S2开关S3电平指示器X亮暗情况低电位低电位低电位亮低电位低电位高电位亮低电位高电位低电位亮低电位高电位高电位亮高电位低电位低电位亮高电位低电位高电位亮高电位高电位低电位亮高电位高电位高电位暗4）开关S1开关S2开关S3电平指示器X亮暗情