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《电工技术与电子技术(1)》布置作业专用习题第1～8章
第 1 章电路定律及分析方法习题(17 题)清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
（注：中文习题的图符采用我国国家标准，英文习题的图符采用美国标准） 1.1（直流功率）图 1.1 所示电路，求各电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输U 出功率， 哪个电流源吸收功率。 已知： S1=1 A, IS2=2 A, R1=5?, R2=10
?。 I （答案： S 1 ? ? 5 V ， U ? 25 V ， PS 1 ? 5 W ， PS 2 ? ? 50 W ）S2R2 ?+ US1 ? IS1I1 R1 US2IS2 +图 1.1习题 1.1 的图1.2 （电源模型）图 1.2 所示电路，一未知电源，测 A、B 之间的开路电压为 24V，当 在 A、B 之间接入 4k?电阻后，测得 A、B 之间的电压为 9.6V。求该未知电源的等效电流源 模型。 （答案：4mA，6k?）A 未知 电源 B U 图 1.2 习题 1.2 的图1.3（支路电流法)Consider the circuit of Figure 1.3 where R1=R2=1? and R3=2?. Find the three currents, I1, I2, I3.(Answer： I 1 ? 4 . 25 A, I 2 ? ? 0 . 75 A, I 3 ? 3 . 25 A )4A R1 A I1 10V + ? 5A R2 B I2 I3 R3Figure 1.31.4 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 1-mA current source for the circuit shown in Figure 1.4. (Answer: U = 3 V)600 ? 1.4 V +6 mA 3000 ?+ 1 mA U -1400 ?Figure 1.41.5 (结点电位法) 如图 1.5 所示电路，用结点电位法求电流 I1～I4。 （答案： I 1? ? 2 .2 A，I2? ? 0 .2 A， I 3 ? 0 .2 A ， I 4 ? ? 1 .8 A ）2A 5? V1 I1 20 ? I3 V2 15 ? V3 I2 2A 10? I4图 1.5 习题 1.5 的图1.6 （叠加原理）用叠加原理计算图 1.6 中电阻 R2 中的电流 I2。已知 U S ? 120 V ，I S ? 3 A ， R 1 ? 60 ? ， R 2 ? 40 ? ， R 3 ? 30 ? ， R 4 ? 20 ? 。 （答案：1A）R1 + US R3 ? IS + ? R2 I2 R4图 1.6 习题 1.6 的图1.7 （叠加原理）图 1.7 所示电路， 已知： 1=0 时，I=10mA， U1= -10V 时，I=-80mA。 U 当 求 U1=5V 时，I 是多少 mA。 （答案：55mA）I R + U1 ? + U2 ? + U3 ?R1R2R3图 1.7 习题 1.7 的图1.8 (戴维宁定理)Using Thevenin’s theorem, find the current I through the 24V voltage source for the circuit shown in Figure 1.8.（Answer： I=10A）I 24V + ? 5A1?4?5? 2? 7?Figure 1.81.9(戴维宁定理) A resistor, R, was connected to a circuit box as shown in Figure 1.9. The voltage, U, was measured. The resistance was changed, and the voltage was measured again. The results are shown in the table. Determine the Thé venin equivalent of the circuit within the box and predict the voltage, U, when R = 8 k?.（Answer： U SU ? 8V ）I + U R R 2k? 4k? Figure 1.9 U 4V 6V? 12 V， R S ? 4 k ? ；当 R ? 8 kΩ 时Circuit1.10 （戴维宁定理，结点电位法）图 1.10 所示电路，已知 R 1 ? 1k ? ， R 2 ? 2 k ? ， 用戴维宁定理和结点电位法两种方法求电流 I3。 （答案： R 3 ? 3 k ? ，R 4 ? 2 k ? ，R 5 ? 4 k ? 。 ?0.8mA）R1 +12V R 2 I3 ?24V R4 R3 R5+6V图 1.10 习题 1.10 的图1.11 (诺顿定理)求图 1.11 虚线框内电路的诺顿等效电路，并求使 I=2A 的 RL 之值。 （答 案：2?）+ 24V ? 4? + 5V RL ? I12? ? 12V +图 1.11 习题 1.11 的图1.12（戴维宁定理，最大功率传输原理）图 1.12 所示电路， I ? 8 mA ， U ? 4 V ，R1 ? R 2 ? 2 k ?， R 3 ? 4 k ? 。求能获得最大功率的 R 为多少 k?？R 上获得的最大功率是多少 mW？（答案：5k?，5mW）R3 R2 + R UR ?+ ? IR1 + U ?I图 1.12 习题 1.12 的图1.13（电阻网络的 Y-?转换，戴维宁定理）用戴维宁定理求图 1.13 电路中的电流 I。图 中电阻值的单位为?。(答案：2A)I + 26V 15 90 图 1.13 习题 1.13 的图 30 10 30 60 0.2A1.14 （解题方法任选）如图 1.14 所示电路，当恒流源 IS 为何值时，它两端的电压 US ＝0。 （答案：?1.5A）+ 6? 3? 36V ? + 12? 24? US ? 4? + 24V ? 4? ? 4V + 2A 4?IS图 1.14 习题 1.14 的图1.15 (直流受控源， 压控电流源) Determine the node voltage Vb for the circuit of Figure 1.15. （Answer: Vb = 18 V）+ Ua Vb 200 ? 0.02Ua100 ? + 9V -Figure 1.151.16 (直流受控源， 流控电压源) Determine the node voltage Va for the circuit of Figure 1.16. (Answer: Va = 10 V) 1.17 (直流受控源， 流控电流源， 最大功率传输原理)Find the maximum power to the load RL if the maximum power transfer condition is met for the circuit of Figure 1.17. （Answer: PLmax = 0.75 W）Va Ia 2A 10?6?ix+ 4Ia + 16 V -10 ix0.9 A3?RL2? Figure 1.17Figure 1.16第 2 章正弦交流电路习题（18 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2.1 （ 正 弦 交 流 电 路 基 本 概 念 ） 已 知 电 流 i1 ? 20 2 sin( 1000 t ? 30 ? ) A ，i 2 ? 30 sin( 1000 t ? 20 ? ) A 。求出各电流的频率，有效值，初相位，并在同一坐标中上画出i1、i2 的相量，比较它们相位领先与落后的关系。 2.2 （ 正 弦 交 流 电 路 基 本 概 念 ） 将 下 列 各 相 量 所 对 应 的 瞬 时 值 函 数 式 写 出 来? （ f ? 50Hz ） U 1 ? ( 6 ? j8 ) V , I? ? ( 3 ? j3 ) A ， U 2 ? ? 6 ? j8 V ： ?2.3（纯电容电路， 纯电感电路） 如图 2.3 所示各电路， 已知 u ? 1002 sin( 50 t ? 30 ? ) V ，测得 I ? 1 A 。写出 i 的表达式，并求电容 C 或电感 L 的值。 （答案：(a) 200?F；(b) 2H）i + u ? (a) 图 2.3 习题 2.3 的图 C + u ? (b) L i2.4 （RC 串联电路）图 2.4 所示 RC 串联电路，已知： R ? 20 k ? ， C ? 0 . 01 ? F ，u ? 10 2 sin( 1000 ? t ) V 。 求电流 i， 电压 uR 和 uC， R 和 uC 与电压 u 的相位差。 u 画出电压、电流的相量图。 （答案： i ? 0 . 27u C ? 8 . 592 sin( 1000 ? t ? 57 . 8 ? ) mA ， u R ? 5 . 4 2 sin( 1000 ? t ? 57 . 8 ? ) V ，2 sin( 1000 ? t ? 32 . 2 ? ) Vi i + + u ? C u ? 图 2.4 习题 2.4 的图 R + uR ? ? 图 2.5 习题 2.5 的图 u L C + R2.5 （ RL 串 联 电 路 ） 已 知 某 RL 串 联 电 路 如 图 2.5 所 示 ， 已 知 电 流i ? 2 sin( 1000 t ? 30 ? ) A ，有功功率 P＝50W，无功功率 Q＝50var。求： （1）电源电压 u；（2）电路参数 R、L。(答案： u ? 100 sin( 1000 t ? 15 ? ) V ， R=50?，L=0.05H)2.6 （复杂交流电路，电源模型的等效互换）图 2.6 所示电路，求电流 I?1 、 I? 2 和电流源I? S 两端的电压及电流源 I? S 的功率 PS，并确定电流源在电路中的作用（是电源还是负载） 。 ? 已 知 ： Z 1 ? 2 ? j2 ? ， Z 2 ? j2 ? ， U S ? 4 ? 30 ? V ， I?S ? 6 ? 0 ? A 。（ 答 案 ：? ? ? I 1 ? 2 . 37 ? 45 . 7 ? A ， I 2 ? 4 . 66 ? ? 21 . 4 ? A ， U ? 9 . 32 ? 68 . 6 ? V ， PS ? ? 20 . 4 W ）Z1 + ?I? SI?1+iRI? 2+ Z2? USiR?LCiC? UuL ?? 图 2.6图 2.72.7 （ 功 率 因 数 提 高 ） 如 图 2.7 所 示 电 路 ， 已 知 u ? 220R ? 6 ? , L ? 25 . 5 mH 。2 sin 314 t V ，（1）计算该电路的电流 I R ? L 、电路的有功功率 P 及功率因数 cos ? ； （2）欲使电路的 cos ? 提高到 1，需并联多大的电容 C。并联电容后，电流 I 的值为多 少，电路的有功功率 P 是否有变？ （答案： I R ? L ? 22 A ， P ? 2904 W ， cos ? ? 0 . 6 ， C ? 255 ? F ， I ? 13 . 2 A ） 2.8 (复杂交流电路, 戴维宁定理) Using Thevenin’s theorem, Find the voltage uab between a and b for the circuit of Figure 2.8. （Answer： u ab ? 28 . 8 sin( 5 t ? 111 . 3 ? ) V ) a 8? 5sin5t V +? 0.1 F 2H 5cos5t A 2.4H b Figure 2.8图 2.9 习题 2.9 的图 3k?+ uab _+? Uj6k? + j2k? ?j3.6k?I??1k?? U R1?? 2.9 ( 复 杂 交 流 电 路 ， 结 点 电 位 法 ) 如 图 2.9 所 示 电 路 ， 已 知 ： U ? 10 ? 0 ? V ，? I? ? 1? 90 ? mA 。 用结点电位法求 1k?电阻两端的电压 U R 1 ， 并求虚线部分电路的平均功率、无功功率和视在功率。? （答案： U R 1 ? 3 ? 69 . 4 ? V ， S ? 6 . 3 V ? A ， P ? 6 . 21 W ， Q ? 1 . 07 var ）2.10 （ 复 杂交 流 电路 ，相 量 图 ） 如图 2.10 所示 电 路 ， 已知 I ? I L ? I 1 ? 4 A ，? ? 1000 rad/s ，电路的有功功率 P ? 120 W 。求电路参数 R、L、 （答案：10?，8.66mH， C。57.7?F）Ri + uL L C ?i++i1uLu?iLRiR CiC?图 2.10 习题 2.10 的图图 2.11 习题 2.11 的图52.11 （串联谐振）图 2.11 所示电路， u ? 2 2 sin 10 t V, R ? 100 ? , L ? 10 mH 。该 电路的电容 C 为多少时，电路产生串联谐振。谐振时电流 I0 及电压 UL 是多大？该电路的 Q 值是多少？通频带 BW 是多大？ （答案：C ? 0 . 01 μF ，I 0 ? 0 . 02 A ，U L ? 20 V ，Q ? 10 ，BW ? 10 rad/s ）42.12 （串联谐振）如图 2.12 所示电路中，已知 u ? 40 sin 10 t V ， i ? 5 sin 10 t A ， R ? 3 ? ， L ? 4 H 。求网络内的等效串联电路的元件参数值。 （答案：5?，2.5mF） i+ u 图 2.12 习题 2.12 的图 图 2.13 习题 2.13 的图 L 网 络 R + u ?iCiRiRLiLC2.13 （并联谐振）如图 2.13 所示电路， i ?2 I sin ? t ，求谐振频率 ? 0 ，谐振时的阻1 LC? 抗 Z 0 、U 、 I? R 、 I? L 、 I? C ，并画出电压和电流的相量图。 （答案： ? 0 ?，Z 0 ? R ，? ? U ? IR ? 0 ? ， I R ? I ? 0 ? ， I? L ? IRC L? ? 90 ? ， I? C ? IRC L? 90 ? ）C 2.14 （谐振电路） 如图 2.14 所示电路， 已知 R ? 20 ? ， ? 0 . 1 ? F ， ? ? 5 ? 10 rad/s 当5时电路发生谐振，此时 U ab ? U bc 。求 R1 和 L 的值。 （答案： R 1 ? 10 ? ， L ? 20 μH ） 2.15 （谐振电路）如图 2.15 所示电路，当 U ? 10 V 、? ? 1000 rad/s 时 u 与 i 同相位， 而且 I R ? I L ?C ? 200 μF ， ）2 A 。求电路参数 R、L、C 的值。 （答案： R ? 10 ? ， L ? 10 mH ，ia + u c L C R1 b R + u L 图 2.15 习题 2.15 的图i+uC C-iLiR +R uR -图 2.14 习题 2.14 的图2.16 （一阶低通滤波器）如图 2.16 所示电路，已知 R ? 10 k ? , L ? 0 . 1H 。画出幅频 特性波特图，说明电路是高通还是低通网络，并求 3dB 频率。 （答案： ? c ? 1 ? 10 rad/s ）5L + + Ri800 ?Lu?uo ?+ 5 cos( 5000 t ? 45 ? ) V -4000 ?C图 2.16 习题 2.16 的图Figure 2.172.17 （交流最大功率传输原理）The capacitor has been added to the load in the circuit shown in Figure 2.17 in order to maximize the power absorbed by the 4000 ? resistor. What value of capacitor and inductance should be used to accomplish that objective? (Answer: C = 0.1 ?F， L= 0.32 H) 2.18 （交流受控源， 电源模型的等效互换法） Determine i(t) for the circuit shown in Figure 2.18 when u S ? 5 sin( 5000 t ? 90 ? ) V . (Answer: i ? 1 . 5 2 sin( 5000 t ? 98 . 1 ? ) mA ) 1k? i uS+ -3i+5mH + u1 2? 1? + 1250?F ?0.125u1 ?1k?0.2?F1k? 0.2?F iSFigure 2.18图 2.19 习题 2.19 的图2.19 （交流受控源，戴维宁定理或电源模型的等效互换法）如图 2.19 所示电路，i S ? 15 2 sin 400 t A 。求虚线框内电路的平均功率、无功功率和视在功率。 （答案：192W，144var，240VA）第 3 章 三相电路习题（5 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉 编
3.1 （?接三相对称负载）图 3.1 所示电路，负载阻抗 Z ? (12 ? j16 ) ? ，电源线电压? ? U A B ? 380 ? 30 ? V 。求相电流 I? ABP 和线电流 I? AL ，画出电压 U AB 和电流 I? ABP 、 I? AL 的相量图。 并求该电路的三相 P， S 值。 Q， （答案：I? ABP ? 19 ? ? 23 . 1 ? A ，I? AL ? 32 . 9 ? ? 53 . 1 ? A ，P ? 12993 W ， Q ? 17324 var ， S ? 21655 VA ）I? AlA + Ai ALR? U AB? B CZI? ABp ZZN L R B CL N? L R图 3.1图 3.23.2 （Y 接三相对称负载）图 3.2 所示电路，负载阻抗 R ? 12 . 86 ? ， L ? 48 . 8 mH ，u AN ? 220 2 sin 314 t V 。求： i AL ，画出 u AB , u AN , i AL 相量图。并求该电路的三相 P，Q ， S 值 。 答 案 ： i AL ? 11 2 sin( 314 t ? 50 ? ) A ， P ? 4654 W ， Q ? 5546 var ， （S ? 7240 VA ）3.3 （三相不对称负载）图 3.3 所示电路，在线电压为 380V、频率为 50Hz 的三相电源 上接入了一组不对称的 Y 形接法负载， （1）当 Z 1 ? Z 2 ? Z 3 ? 10 ? 时，求各线电流和中线电流的大小，并求负载消耗的总 有功功率和电源提供的总视在功率； （2）当 Z 1 ? 5 ? j5 3 ? ， Z 2 ? Z 3 ? 10 ? 时，求各线电流和中线电流的大小，并求 负载消耗的总有功功率和电源提供的总视在功率； (答案： （1） I A ? I B ? I C ? 22 A ， I 0 ? 0 ， P ? 14520 W ， S ? 14520 VA ； （2）I A ? I B ? I C ? I 0 ? 22 A ， P ? 12100 W ， S ? 14520 VA )3.4 （多组三相对称负载） balanced ? load and a balanced Y load are connected in parallel A as in Figure 3.4. u AB ? 3802 sin( 314 t ? 30 ? ) , R 1 ? 54 . 85 ? , R 2 ? 13 . 35 ? , L ? 0 . 04 H.Determine the line current i A Δ ， i AY and i AL .(Answer:i A ? ? 122 sin( 314 t ) A ， i AY ? 122 sin( 314 t ? 43 . 3 ? ) A ，i AL ? 22 . 32 sin( 314 t ? 21 . 6 ? ) A ）I? AAi ALI? 0Z1 A B Ci AYu ABNi A?I? BZ2 Z3 R1R2 LB CI? C图 3.3 图 3.4 习题 3.4 的图3.5 （三相功率）380V、50Hz 的三相电源对 Y 接对称感性负载提供 50kVA 的视在功率 和 38.3kW 的有功功率。求每相负载的复数阻抗 Z。 （答案： Z ? 2 . 9 ? 40 ? ? ）第 4 章周期性非正弦波形习题（5 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
4.1 (RC 低通滤波器)图 4.1 所示电路，已知 R ? 1k ? , R L ? 2 k ? , C ? 20 ? F ,u ? 300 ? 200 sin 628 t V 。求电压 u o ，电源输出功率及负载 R L 消耗的功率。（答案： u o ? 200 ? 16 sin( 628 t ? 87 . 7 ? ) V ， Pu ? 50 W ）R + u 图 4.1 C RL + uo -L R C 4.2 (LC 低通滤波器)图 4.2(a)所示 LC 低通滤波器电路， ? 5 H ， ? 10 ? F ， ? 2 k ? 。输入电压波形是正弦电压的全波整流电压（如图 4.1(b)所示） ，其幅度 U m ? 100 V ，角频率? ? 314 rad/s 。 用傅里叶级数求输出电压 u o 及其有效值 U o（只计算傅里叶级数的前 3 项） 。（提示： i 的傅里叶级数为 u i ( t ) ? u4Um?(1 2?1 3cos 2 ? t ?1 15cos 4 ? t ?1 35cos 6 ? t ? ? ) V ）(答案： u o ? 63 . 9 ? 2 cos( 2 ? t ? 175 . 2 ? ) ? 0 . 15 cos( 4 ? t ? 177 . 7 ? ) ? ? (V) )L + ui (a) 图 4.2 习题 4.2 的图 C R uo C? + ui(t) UmO (b)?2??t4.3 (谐振滤波器)图 4.3 所示谐振滤波器电路，已知 u ? (U 1 m sin ? t ? U 3 m sin 3? t ) V ,L 1 ? 0 . 12 H , ? ? 314 rad/s 。若要使输出电压 u o ? U 3 m sin 3? t V ，求该电路的电容 C 及电感 L2 之值。 （答案： C ? 84 . 5 ? F ， L 2 ? 15 mH ） L1+CL2+u图 4.3Ruo-4.4 （交直流混合电路）图 4.4 所示电路中，直流电流源 I S ? 2 A ，交流电压源u S ? 122 sin314 t V ，此频率时的 XC? 3? ， XL? 6 ? ， R ? 4 ? 。求电阻 R 中电流的瞬时值 i R 、有效值 I R 及消耗的功率 P。 （答案： i R ? 2 ? 2 . 4 2 sin( 314 t ? 36 . 9 ? ) A ， I R ? 3 . 12 A ， P ? 39 W ）LC +ISiRR ? 图 4.5uS4.5 （交直流混合电路） Find the average power absorbed by the 2 ? resistor in the circuit of Figure 4.5.(Answer: P ? 413 W )14A 110cos20tV +? 12? 2? 0.01 F 0.2HFigure 4.5第 5 章暂态过程习题（14 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
5.1（一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.1 所示电路，已知 I S ? 100 mA ， R 1 ? 20 ? ，R 2 ? 30 ? ， C ? 2 ? F ， u C ( 0 ? ) ? 0 。求电路开关闭合后电压 u C 和电流 i1 、 i 2 、 i C ，并画出随时间变化曲线。 （答案：u C ? 3 ? 3 e t 的单位为?s）i1 + IS ? R1 S t=0 iC C + uC ? + US R R S t=0 L R iL + uL ? t 60V ，i1 ? 0 . 1A ，i 2 ? 0 . 1 ? 0 . 1e?t 60A ，i C ? i1 ? i 2 ? 0 . 1e?t 60A，i2R2图 5.1图 5.25.2（一阶 RL 电路的暂态过程） 5.2 所示电路， 图 已知 U S ? 9 V, R ? 100 ? , L ? 0 . 1H ， 开关闭合时电路已处于稳态，开关 S 在 t=0 时打开，求换路后电压 u L 和 i L ，并画出波形图。 （答案： u L ? 3 e? 2000 tV ， i L ? 45 ? 15 e? 2000 tmA ，t 的单位为 s）5.3 （ 一 阶 RC 电 路 的 暂 态 过 程 ， 桥 式 电 路 ） 图 5.3 所 示 电 路 ， 已 知I S ? 10 mA, R ? 2 k ? , R 1 ? 1k ? , C ? 1μF 。 u C ( 0 ? ) ? 4 V 。t=0 时开关闭合，用三要素法求换路后的电流 i ， i1 ，及电压 u AB ，并画出电压电流随时间的变化曲线。 （答案： u AB ? ? 20 ? 21 . 6 e? 200 tV ， i ? 10 ? 7.2 e? 200 tmA ， i1 ? 7.2 e? 200 tmA ）5.4 （一阶 RC 电路的暂态过程，两次换路）Consider the circuit and corresponding transient response uc(t) shown in Figure 5.4. （ Answer:u C (t ) ? 8 ? 5 e? t ? 20 10当0 ? t ? 20 ms ， u C ( t )＝ 3 V?； 当t ? 90 22 . 520 ms ? t ? 90 ms，V ；当 t ? 90 ms ， u C ( t ) ? 3 ? 5 eV ；t 的单位为 ms）t=90msS + IS ? R i1 R i + A R1 ? B C + uC ?t=20ms 30k? 12V + ? 150k? 60k? Figure 5.4 + 0.5?F uc(t)u AB图 5.35.5 （ 一 阶 RL 电 路 的 暂 态 过 程 ， 桥 式 电 路 ） 图 5.5 所 示 电 路 ， 已 知I S ? 10 mA, L ? 0 . 1H, R ? 100 ? , R L ? 50 ? , i L ( 0 ) ? 0 ，开关 S 在 t=0 时闭合，求换路后?电 压 u L ， u AB ， 电 流 i1 和 i L ， 并 画 出 波 形 图 。（ 答 案 ： u L ? 2 eu AB ? ? 0 . 2 ? 1 . 2 e? 2500 t? 2500 tV ，V ， i1 ? 2 ? 8 e? 2500 tmA ， i L ? 8 ? 8 e? 2500 tmA ，t 的单位为 s）5.6 （一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.6 所示电路， U S ? 100 V, R 1 ? 10 k ? 。开关 S 打开前电路已达稳定状态，开关 S 打开后经过 0.5s 时，电容两端的电压为 48.5V，经过 1s 后降至 29.4V。求 R 和 C。 （答案： R ? 40 k ? , C ? 25 μF ）R i1 iL L A uAB - B + R + RL t=0 US ? IS 图 5.5 R C S R11+ uC ?+ uL -图 5.65.7 （一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.7 所示电路在开关 S 断开前已处于稳态，在 t=0 时 S 断开，求 S 断开后的 uC 和 iC。 （答案： u C ? ? 6 ? 24 eS + ? R1 8? C 50?F + iC + uC ? 图 5.7 IS 0.5A R2 12? US 24V ?-1000 tV ， i C ? ? 1 .2 e-1000 tA ）i1R1 2k? R2 6k? R3 4k? 图 5.8 R4 3k? + ?US 18VSC 10?FuC5.8 （一阶 RC 电路的暂态过程，桥式电路）图 5.8 所示电路在开关闭合前已处于稳态，在 t=0 时 S 闭合，求 t&0 时的 i1(t)。 (答案： i1 ? 3 ? 2 e? 50 tmA )5.9 （一阶 RC、一阶 RL 的混合电路）图 5.9 所示电路，已知 U S ? 100 V ， R 1 ? 20 ? ，R 2 ? 60 ? ， R 3 ? 20 ? ， R 4 ? 60 ? ， L ? 0 . 1H ， C ? 100 ? F 。开关 S 未合之前电路处于稳定状态，在 t=0 时 S 闭合。求 S 合上后流过开关的电流 i (t ) 。 （答案： i ( t ) ? 5 ? 3 e? 500 t?e? 600 tA）2? 3? 2? S2 t=0.5s Figure 5.10 1HR1 CR3 R2 US ? 图 5.9 +i(t) SR4 36mA L S1 t=0i(t)5.10 （一阶 RL 电路， 两次换路） Find i (t ) for t ? 0 for the circuit shown in Figure 5.10. The circuit is in steady state at t ? 0 ? . (答案： i ( t ) ? 7 . 2 e?4 tmA ， 0 ? t ? 0 . 5 s ； i ( t ) ? 1 . 95 e? 5 ( t ? 0 .5 )mA ， t ? 0 . 5 s )5.11（单脉冲激励下 RC 电路的暂态过程）图 5.11 所示电路，uS 如图所示， T ? 1ms 。 图示电路 R、C 的参数值为下述两种情况时，求电路的输出电压 uo，并画出它们的波形图。 在 t&0 时电容上的电压为 0。 (1) R ? 1k ? , C ? 1 ? F (2) R ? 1k ? , C ? 0 . 1 ? FuS + 10V ui 0 t T 图 5.11 ? R uo ? C +（ 答 案 ： 1 ） t ? 0 ~ T 时 ， u C ? 10 (1 ? e （u C ? 6 . 32 e? t ?T?t?)V， u o ? 10 e?t?V ； t ? T 时，?V ， u o ? ? 6 . 32 e?t ?T?V ， ? ? 1ms ；? t（2） t ? 0 ~ T 时， u C ? 10 (1 ? e?) V ， u o ? 10 e?t?V ； t ? T 时， u C ? 10 e?t ?T?V，u o ? ? 10 e?t ?T?V ， ? ? 0 . 1ms ）5.12 （周期性连续脉冲激励下 RC 电路的暂态过程）图 5.12 所示电路，电压 u S 波形如 图所示， 是一个周期性连续脉冲波形， ? 5 ms, R ? 5 k ? , C ? 0 . 1μF 。 写出 0~2T 和 2T~3T T 时的 u C 和 u o 的表达式，并画波形图。 （ 答 案 ： t ? 0 ~ 2 T 时 ， u C ? 0 . 3 ? 3 . 1eu C ? 3 . 4 ? 3 . 1e? t ? 2T ? t t?V ， u o ? ? 3 . 1e??V ； t ? 2 T ~ 3T 时 ，?V ， u o ? 3 . 1e?t ? 2T?V 。其中 ? ? 0 . 5 ms ）uS3.4VC + uS ? + u ? C + R uo ?0.3V 0 T 2T 3T 4T 5T 6Tt图 5.12 5.13 （有两个电容的一阶电路）如图 5.13 所示电路，开关 S 闭合前，电容电压u C 1 ( 0 ) ? 0 ， u C 2 ( 0 ) ? 0 ， u S ? 15 V ， C 1 ? 1 ? F ， C 2 ? 0 . 2 ? F ， R ? 1k ? 。求开关? ?闭合后电压 u C 1 ， u C 2 ，电流 i C 1 ， i C 2 ， i R ，并画波形图。 （ 答 案 ： u C 1 ? 15 ? 12 . 5 ei C 2 ? ? 2 . 08 e? t?t?V， u C 2 ? 12 . 5 e?t?V， i C 1 ? 10.42 e?t?mA，?mA， i R ? 12 . 5 e?t?mA ）C U 5.14 （有两个电容的一阶电路） 5.14 所示电路， 图 开关 S 闭合前， ? 10 V ， 1 ? 1 ? F ， C 2 ? 0 . 5 ? F ， R ? 2 k ? ，开关动作前电路已处于稳态，求开关从位置 a 切换到位置 b 处后的电压 u C 1 ，并画出随时间变化曲线。 （答案： u C 1 ( 0 ? ) ? 10 V ， u C 2 ( 0 ? ) ? 0 ； t ? 0 时， u C 1 ( t ) ? u C 2 ( t ) ? 6 . 67 eS iC1 C1 + uC1 ? R ? iR C2 iC2 + uC2 ?? 1000 t 3V ）t=0 a + U ?C1 ? C2 uC2 ++ USb + uC1 ? R图 5.13图 5.14第 7 章 电动机习题（16 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
7.1 （三相异步电动机）一台三相异步电动机定子绕组的六个出线端 U1-U2，V1-V2， W1-W2，如图 7.1 所示。这台电机?接时，六个出线端应当怎样连接？Y 接时又应当怎样连 接？U1 W2V1 U2 图 7.1W1 V27.2 （三相异步电动机）一台三相异步电动机，旋转磁场转速 n1=1500 r/min，这台电机 是几极的。在电机转子转速 n=0 r/min 时和 n=1460 r/min 时，该电机的转差率 s=？（答案： 1，0.027） 7.3 （三相异步电动机）一台 4 极（p=2）的三相异步电动机，电源频率 f1=50 Hz，额 定转速 nN=1440 r/min， 计算电动机在额定转速下的转差率 sN 和转子电流频率 f2（答案： 。 0.04， 2Hz） 7.4（三相异步电动机）一台三相异步电动机，p=3，额定转速 nN=960 r/min。转子电阻 R2=0.02?，X20=0.08?，转子电动势 E20=20V，电源频率 f1=50Hz。求该电动机在起动时和额 定转速下，转子电流 I2 是多少 A? （答案：242A，40A） 7.5 （三相异步电动机）一台三相异步电动机，在电源线电压为 380V 时，电机的三相 定子绕组为 Δ 接法，电机的 I st / I N ? 7 ，额定电流 I N ? 20 A 。 （1）求 Δ 接法时电动机的起动电流。 （2）若起动改为 Y 形接法，起动电流多大？ （3）电动机带负载和空载下起动时，起动电流相同吗? （答案： （1）140A； （2）47A） 7.6 （三相异步电动机）一台三相异步电动机，功率 PN ? 10 kW ，电压 UN? 380 V ，电流 I N ? 34 . 6 A ，电源频率 f 1 ? 50 Hz ，额定转速 n N ? 1450 r/min ，Δ 接法。求： （1）这台电动机的极对数 p=？同步转速 n1=？ （2）这台电动机能采用 Y-Δ 起动吗？若 I st / I N ? 6 . 5 ，Y-Δ 起动时起动电流多大？ （3）如果该电动机的功率因数 cos ? ? 0 . 87 ，该电动机在额定输出时，输入的电功率 P1 是多少千瓦？效率?＝？ （答案： （1）2，1500r/min； （2）75A； （3）19.81kW，50.5%） 7.7 （ 三 相 异 步 电 动 机 ） 一 台 三 相 异 步 电 动 机 ， 功 率 PN ? 10 kW ， 额 定 转 速n N ? 1450 r / m i n ，起动能力 T st / T N ? 1 . 2 ，过载系数 ? ＝1 . 8 。求：（1）该电动机的额定转矩。 （2）该电动机的起动转矩。 （3）该电动机的最大转矩。 （4）如果电动机采用 Y-Δ 起动，起动时的转矩 T st ＝ ? （答案： （1）65.9N?m； （2）79 N?m； （3）118.5 N?m； （4）26.3 N?m） 7.8 (三相异步电动机) 已知 Y132S-4 型三相异步电动机的额定技术数据如下：功率转速电压效率 功率因数I st / I NT st / T NT max / T N5.5kW 1440r/min 380V 85.5% 0.8472.22.2电源频率为 50Hz。求额定状态下的转差率 s N ，电流 I N ，转矩 T N ，以及起动电流 I st ， 起动转矩 T st ，最大转矩 T max 。 （答案：s N ? 0 . 04 ，I N ? 11 . 6 A ，T N ? 36 . 5 N ? m ，I st ? 81 . 2 A ，T st ? 80 . 3 N ? m ，T max ? 80 . 3 N ? m ）7.9 (三 相异步电动机 ) 某台三 相异步电动机的额定功 率为 15kW，额定转速 为 970r/min，频率为 50Hz，最大转矩为 295.36N?m。求该电动机的过载系数?。 （答案：?＝2） 7.10 (三相异步电动机) 某 4 极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V，频率 50Hz，三角形接法。在额定负载下运行时，转差率为 0.02，效率为 90％，线电 流为 57.5A。求： （1）额定转矩 T N ； （2）电动机的功率因数。 （答案： （1）194.9N?m； （2） 0.88） 7.11 ( 直 流 电 机 ) 一 台 他 励 直 流 电 机 ， 其 额 定 数 据 如 下 ： PN ? 2 . 2 kW ，Ua?Uf? 110 V ， n N ? 1500 r/min ，效率? ? 0 . 8 ，并已知 R a ? 0 . 4 ? ， R f ? 82 . 7 ? 。试求： （1）额定电枢电流； （2）额定励磁电流； （3）额定转矩； （4）额定电枢电流时的反电动势； （5）起动初始瞬间的起动电流； （6）如果使起动电流不超过额定电流的 2 倍，电枢线圈中应串入多大的起动电阻？ （7）如果保持额定转矩不变，励磁磁通不变，求电枢电压降低 20％的转速； （8）如果保持额定转矩不变，励磁磁通和电枢电压不变，求电枢线圈中串入一个 1.6? 的电阻时的转速。 （答案： （1）25A； （2）1.33A； （3）14N?m； （4）100V； （5）275A； （6）1.8?； （7） 1170r/min； （8）900r/min）7.12(直流电机)一台 PN ? 2 . 2 kW 的他励直流电动机， U aN ? 220 V ， I aN ? 12 A ，R a ? 0 . 5 ? ，额定转速 n N ? 1500 r/min 。求（1）电动机在负载转矩 T L ? T N / 2 时，电动机的转速。 （2） T L ? T N / 2 ，电枢中串入电阻 R ? ? 0 . 5 ? 时，电动机的转速。 （3） T L ? T N / 2 ，磁场减弱 ? ? ? 0 . 9? N 时，电动机的转速。 （答案： （1）1517r/min； （2）1496 r/min； （3）1683 r/min） 7.13 (直流电机)一台他励直流电动机， PN ? 2 . 2 kW ， U aN ? 160 V, I aN ? 20 . 3 A ,R a ? 1 . 3 ? ， n N ? 1490 r/min 。电动机工作时励磁电流 I f 为额定值且方向不改变。求（1）电动机在负载转矩 T L ? 3T N / 4 时，电动机的转速 n 。并大致画出这台电动机的 机械特性曲线。 （2）负载转矩仍为 T L ? 3T N / 4 ，但电枢中串入 R ? ? 8 . 7 ? 电阻，求电动机的转速 n ? ， 并大致画出串入电阻后，电动机的人为机械特性曲线（与自然特性曲线画在同一坐标上） 。 （答案： （1）1563 r/min； （2）87 r/min） 7.14 (步进电机)一台三相步进电机的转子有 40 个齿，齿宽、齿槽相等。 （1）该电机以双三拍工作时步角距?＝？以三相六拍方式工作时步角距?＝？ （2）若步进电机用齿轮、齿条拖动工作台直线运动，步进电机以三相六拍方式工作， 每来一个电脉冲工作台移动 0.01mm。如果要求工作台以每分钟 240mm 速度作直线运动， 问该步进电机的电脉冲速率 f=? 步进电机的每分钟转速是多少转？ （答案： （1）3?，1.5?； （2）400 拍/秒，100r/min） 7.15 (步进电机)一台四相步进电机，转子齿数为 50，试求该电机以四相单四拍和四相 八拍方式工作时的步距角。 （答案：1.8?，0.9?） 7.16 (步进电机)一台五相步进电机，采用五相十拍通电工作方式时，步距角为 0.36?。 试求输入电脉冲速率为 2000 拍/秒时，电机的转速。 （答案：120r/min）第 8 章继电器控制习题（15 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
8.1 (正反转控制，两地点控制)设计能在两地点对一台电动机进行正反转控制的电路，要 求有短路保护和过载保护。画出主电路图和控制电路图。 8.2 （正反转控制，点动控制）小型电动葫芦由一台三相异步电动机拖动，要求能正反 转和点动，并有过载保护，画出控制电路图，要求采用中间继电器方案的点动控制。 8.3 （行程控制，改错题）工作台示意图如图 8.3(a)所示，控制要求是按下起动按钮后， 工作台能在 A、B 之间自动往复运动。有人画出的错误主电路图和控制电路图如图 8.3(b)所 示，请找出其中的错误并说明其错误的原因。(接触器线圈额定电压是 380V)A STA反转 工作台正转B STB图 8.3(a) A B C FU1 QS FU2 SB1 FR SB2 KMF KMF KMR STB SB3 FR KMR M 3? STA 图 8.3(b) KMR STA KMR KMF STB KMF 符号说明 KMF 正转接触器 KMR 反转接触器 FR 热继电器 STA A 点行程开关 STB B 点行程开关 SB1 停止按钮 SB2 正转起动按钮 SB3 反转起动按钮8.4 （互锁控制）有三台三相异步电动机，起动按钮 SB1、SB2、SB3 分别用于起动这三 台电动机， 停止按钮 SB4 用于停止三台电动机。 要求其中一台电动机起动后其它二台都不能 起动。要求有过载保护。用三个 220V、15W 的灯泡分别指示三台电机的运行。设接触器线 圈额定电压是 380V。设计控制电路图。 8.5 （顺序控制）两台三相异步电动机 M1、M2 按顺序起停控制，要求起动时先起动 M1，M1 起动后 M2 才能起动；停止时先停止 M1，M1 停止后才能停止 M2。要求有过载保护。 注意两台电机都是手动起动和停止，设计控制电路图。 8.6 （正反转控制，顺序控制）某机床主轴由一台三相异步电动机带动，油泵由一台单 相异步电动机带动。要求：单相异步电动机起动后才能起动三相异步电动机，若油泵电机因 故障停止主轴电机也立即停止。主轴电机能正反转，能单独停车，要求有短路保护和过载保 护。停车时主轴电机先停车（油泵电机不能先停车） ，主轴电机停车后，油泵电机才能停车。 设计主电路图和控制电路图。 8.7 （行程控制，定时控制）如图 8.7 所示，一台运料小车由三相异步电动机拖动，按 起动按钮后，由 A 地向 B 地前进，到达 B 地后自动停止，在 B 地停留 30 秒后自动返回 A地，到达 A 地后自动停止，在 A 地停留 40 秒后自动返回 B 地，如此自动往复运行，按下 停止按钮可以随时停车（特别在 A、B 两地碰触行程开关时也能停车） 。要求有短路保护和 过载保护。设计主电路图和控制电路图。A STA 运料车 B STB图 8.78.8 （顺序时间控制设计）两台三相异步电动机 M1、M2 按时间顺序起停控制，控制要 求是： 按起动按钮 M1 先起动， 1 起动 20 秒后 M2 自动起动， 2 起动 30 秒后 M1 自动停止， M M M2 再继续运行 40 秒后自动停止。 若按停止按钮时， 两台电机都停止。 两台电动机都停止后， 所有电器都处于断电状态。要求两台电动机都有过载保护。用二个 220V、15W 的灯泡分别 指示两台电机的运行。设计控制电路图。设继电器、接触器的线圈额定电压为 220V。 8.9 （顺序时间控制设计）两台三相异步电动机，按起动按钮则第一台先起动，第一台 起动 30 秒后第二台自动起动。 按停止按钮时第二台先停止， 第二台停止 20 秒后第一台自动 停止。还要求只要其中一台电动机因过载而停止，另一台也停止。两台电机都停止后各接触 器、继电器线圈都应处于断电状态。要求两台电动机都有过载保护。用二个 220V、15W 的 灯泡分别指示两台电机的运行。画出控制电路图。 8.10（时间控制设计）设计一个报警电路，按下起动按钮后，报警器响，同时报警灯亮， 报警器每响 3 秒间歇 1 秒， 报警灯与报警器同步亮灭。 报警器和报警灯的额定电压都是 220V。 按下停止按钮后，报警停止。报警器（电喇叭）和信号灯的符号如图 8.10 所示。(a) 报警器 图 8.10(b) 指示灯8.11 (顺序控制)三台电机 M1、M2、M3 须按照一定时间顺序起动和停止，即起动时 M1 起动后 M2 才可起动，M2 起动后 M3 才可起动。停止时先停止 M1，M1 停止后 M2 才可停止， M2 停止后 M3 才可停止。用三个 220V、15W 的灯泡分别指示三台电机的运行。注意各台电 机都是手动起动和停止。主电路图如图 8.11 所示，画出控制电路图。A B C QS1 FU1A B C QS2 FU2A B C QS3 FU3KM1 FR1 M1 3? M2 3? 图 8.11 习题KM2 FR2 M3 3? 8.11 的图KM3 FR38.12 （时间控制） 试设计线绕式三相异步电动机的转子绕组串固定电阻起动的控制电路，要求起动电动机时在转子绕组接入限流电阻， 延时一定时间后再去掉限流电阻。 画出主电路 图和控制电路图。 （提示：阅读 7.1.4/1/(3)小节“转子绕组串电阻起动” ） 8.13（时间控制）试设计鼠笼式三相异步电动机的能耗制动的控制电路，要求在停止电 动机时接入能耗制动直流电源， 延时一定时间再切断直流电源。 画出主电路图和控制电路图。 （提示：阅读 7.1.4/4/(1)小节“能耗制动”（提示：停止按钮也用常开按钮，用于接通中间 ） 继电器和时间继电器） 8.14 （三地点行程控制）升降机示意图如图 8.14 所示，由一台三相异步电动机拖动， 有三个操作按钮： “起动?”“起动?”“停止” 、 、 。若从一楼出发，只能按“起动?” ；若从二 楼出发，既可以按“起动?” ，也可以按“起动?” ；若从三楼出发，只能按“起动?” 。按停 止按钮在任意位置都能停车。小车到达一楼、二楼、三楼时都会触动相应的拨轮式行程开关 ST1、ST2、ST3，使升降机自动停车。要求有短路保护和过载保护。试设计控制电路。行程开关 三楼 ST3 缆绳二楼 ST2 载物车 一楼 ST1 图 8.148.15（四地点行程控制）图 8.15 中，运动部件 A 和 B 分别由两台三相异步电动机拖动， 要求按下起动按钮后顺序完成以下动作： （1）运动部件 A 从位置 1 运动到位置 2； （2）接着 运动部件 B 从位置 3 运动到位置 4； （3）接着运动部件 A 从位置 2 运动到位置 1；(4) 接着 运动部件 B 从位置 4 运动到位置 3； （5）接着运动部件 A 再从位置 1 运动到位置 2；?，如 此自动循环工作。试设计控制电路。1 ST12 ST23 ST34 ST4AB图 8.15 习题 8.15 的图第 11 章半导体器件习题（8 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008 年 1 月 25 日 11．1 （二极管模型）用估算法，求图 11.1 所示电路中，硅半导体二极管的静态电压 和电流， 并计算出静态电阻。 已知该电路 R1=R3=200?， 2=R4=300?。 R （答案： 0.7V， 9.58mA， 73?） UD R1 R3 ? + + ? + R2 R4 ? U2 10VU1 5V图 11.1 11.2 （二极管电路，画波形）图 11.2 各电路，电压 U S ? 5 V ，D 为硅二极管，u ? 10 sin ? t V 。画出各电路输出电压 u o 的波形。 （将二极管视为理想二极管）+ +u+ +uDUS （a）R + ?uoRUS???D+ ?uo?（b）u+ +u+10 VR+ USD2?? +uoOtD1?US ??10 V（c）图 11.2(d)11.3 （二极管电路，画波形）图 11.3(a)电路， R ? 10 k ? ， C ? 0 . 1 ? F ，设二极管为 理想二极管，输入电压波形如图 11.3(b)所示，是周期性脉冲波形。画出输出电压 u o 的波形。C + D ui R ? (a) 图 11.3 R + uo ? ui/V 10 t/ms 10 (b) 110 120011.4 （稳压二极管电路，画波形）图 11.4 电路，电压 u i ? 10 sin ? t V, U Z ? 5 V 。 画出输出电压 u o 的波形。 （忽略稳压二极管的正向压降）IW RZ + ui ? 图 11.4 UZ UZ RL + uo ? + UI ? 图 11.5 UZ RL UZ RZI11.5 （稳压二极管计算题）图 11.5 所示电路，电压 U I ? 20 V ，稳压管 U Z ? 8 V ， 在 R L ? 500 ? 时稳压管电流 I Z ? 8 mA 。求负载 R L 中的电流 I，并选择限流电阻 R Z 的数 值与瓦数。 （答案：32mA，100?，1/4W） 11.6 （稳压二极管计算题）图 11.6 所示电路， D Z 为理想稳压二极管，稳定电压为UZ? 10 V ，稳定电流为 I Zmin ? 5 mA 和 I Zmax ? 20 mA 。输入电压 UI? 30 V ，限流电阻 R Z ? 1k ? ， 负载电阻 R L ? 2 k ? 。 试分析当输入电压波动?10％时， 电路能否正常工作？ 如果波动?30％，电路还能否正常工作？（答案：当 U I ? 30 V 时 I Z ? 15 mA ，当 U I 波动 ?10％时 I Z ? 18 mA ，当 U I 波动?10％时 I Z ? 12 mA ，均能正常工作；当 U I 波动?30％时 不能正常工作）IW +RZ IZ IB RL I + ? 图 11.6 UBB RBICRC + ? UCCUI ?DZ图 11.711.7 （晶体三极管，判断工作状态）图 11.7 所示电路，在给出的三组条件下，判断晶 体管工作在何种状态。 （1） U CC ? 15 V, U BB ? 5 V, R B ? 10 k ? , R C ? 5 k ? , U BE ? 0 . 7 V, ? ? 60 ； （2） U CC ? 15 V, U BB ? 5 V, R B ? 300 k ? , R C ? 3 k ? , U BE ? 0 . 7 V, ? ? 60 ；（3） U CC ? 15 V, U BB ? ? 3 V, R B ? 300 k ? , R C ? 5 k ? , ? ? 60 。 (答案： （1）饱和状态； （2）放大状态； （3）截止状态)11.8 （晶体三极管，判断工作状态）图 11.8 所示电路，当输入电压 u i 为以下各值时， 晶体管是工作在放大、饱和还是截止状态？ （1）0V； （2）3V； （3）5V （答案： （1）截止状态； （2）放大状态； （3）饱和状态）+VCC R1 ui 10k? R2 40k? RC 1k? +10V?=50?VEE?5V 图 11.8第 12 章晶体管交流放大电路习题（15 题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008 年 2 月 21 日12.1. （静态工作点稳定的共射极放大电路） 12.1 电路，R 1 ? 50 k ? ， R 2 ? 10 k ? ， 图R C ? 5 k ? ， R E ? 1k ? ， ? ? 80 。（1）求电路的静态工作点；? （2）求空载电压放大倍数 A u 和输入电阻 ri 、输出电阻 r o ； ?? （3）若放大电路接入有负载 R L ? 10 k ? 时，求带载电压放大倍数 A u ；（4）画出带载时的小信号等效电路。若输入端作用有 u i ? 5 sin ? t mV 的信号电压时，通 过小信号等效电路，求出电流 i b 、 i c 和电路输出电压 u o （负载 R L ? 10 k ? ） （5）根据电路的静态值和动态值，定性画出所示电路中电压 u B 、u C 和电流 i B 、i C 的波形。? （ 答 案 ： 1 ） I B ? 16 ? A ， I C ? 1 . 28 mA ， U CE ? 4.3V ； 2 ） A u ? ? 208 ， （ （ ?? ri ? 1 . 56 k ? ， ro ? 5 k ? ；（ 3 ） A u ? ? 139 ；（ 4 ） i b ? 2 . 6 sin ? t ? A ，i c ? 0 . 208 sin ? t mA ， u o ? 0 . 695 sin( ? t ? 180 ? ) V ）VCC R1 C1 + ui ? 图 12.1 12.2 （射极电流负反馈放大电路）图 12.2 所示电路， R S ? 1 k ? ， R 1 ? 120 k ? ，R 2 ? 30 k ?RC+12 V C2 + uoR2RECE ?，R C ? 5 k?， R E ? 1 .5 k ? ， R e? 0 .5 k ?， R L ? 5 k ? ， ? ? 60 。（1） （2）画出所示电路的小信号等效电路； 求输入电阻 ri 和输出电阻 r o ；（3）? 若 u S ? 10 sin ? t mV ，求电压放大倍数 A uS ?? Uo 及输出电压 u o ； ? US? （答案： （2）ri ? 13 . 7 k ? ，ro ? 5 kΩ ； （3）A uS ? ? 4 . 37 ，u o ? 43 . 7 sin( ? t ? 180 ? ) mV ）VCC R1 C1 RC +15 V C2 +RS + uS ? R2Re RERL CE ?uo图 12.212.3（射极输出器）如图 12.3 所示射极输出器，已知 R B ? 200 k ? ， R E ? 3 . 9 k ? ，R L ? 5 k ? , ? ? 80? 。 求 （ 1 ） 电 压 放 大 倍 数 A u ， 输 入 电 阻 ri 和 输 出 电 阻 r o ； 2 ） 若 （? u i ? 2 s i n ? t V ，求 u o ； （3）若负载电阻变为 R L1 ? 2 k ? ， u i ? 2 sin ? t V ，求这时的 u o ；（4）若信号源是 u S ? 2 sin ? t V 且含有 R S? 2 k?? 的内阻，求这时的 u o? （ R L ? 5 k ? 时） 。? （答案： （1） A u ? 0 . 991 ， ri ? 94 k ? ， ro ? 19 . 5 ? ； （2） u o ? 1 . 982 sin ? t V ； （3）? ? u o ? 1 . 97 sin ? t ( V) （4） u o? ? 1 . 941 sin ? t V ）VCC C1 + ui ? 图 12.3 RE RB C2 + RL uo ? +12 V12.4 （射极电流负反馈放大电路，射极输出器）图 12.4 所示电路，用以下参数通过计 算说明 u o 1 近似反相输出， u o 2 近似同相输出。 R 1 ? 100 k ? ， R 2 ? 50 k ? ， R C? R E ? 2 k?，（答案：u o1 ? ? 490 sin ? t mV ，u o2 ? 495 sin ? t mV ） ? ? 80 ，u i ? 500 sin ? t mV 。VCC R1 C1 + ui ? 图 12.4 R2 R C2C+15 V + C3 + uo1 uo2 ? ?RE12.5 （结型场效应管共源极放大器）For the common-source amplifier in Figure 12.5, (1) determine ID, UGS, and UDS for a centered Q-point. IDSS=9 mA, and UGS(off)=?3V. (2) If a 10 mV rms signal uin is applied to the input of the amplifier, what is the rms value of the output signal uout? (Answer: (1) I D ? 3 . 46 mA ， U GS ? ? 1 . 14 V , U DS ? 4 . 4 V ; (2) U out ? 33 . 6 mV )VDD +9 V RD 1k? uin C1 10?F RG 10M? C3 uout 10?F gm=3.7mS RS 330? C2 100?F RL 10k?Figure 12.512.6 （耗尽型 NMOS 场效应管共源极放大器） Determine the total drain voltage uD (dc and ac) in Figure 12.6. gm=5mS and IDSS=15mA. Observe that UGS=0. (Answer: u D ? 9 ? 0 . 5 sin ? t V )VDD +24 V RD 1k? C1 uin=100sin?t mV 10?F RG 10M? uD C3 uout 10?F RL 1M?Figure 12.612.7 （增强型 NMOS 场效应管共源极放大器）图 12.7 所示电路， g m ? 0 . 5 mA/V ，R 1 ? 100 k ? ， R 2 ? 70 k ? ， R G ? 1 M ? ， R L ? 10 k ? 。（1）若静态工作点设为 I D ? 0 . 5 mA ， U DS ? 10 V ，且要求电压放大倍数为GS? A u ? ? 2 . 5 ，求漏极电阻 R D ，源极电阻 R S 和静态 U。（2） （3） （4） （5）画出所示电路的微变等效电路； 求 ri 和 r o 。 若信号源 u i ? 0 . 2 sin ? t V ，求 u o ；? 若信号源 u S ? 0 . 2 sin ? t V 且含有 r S ? 10 k ? 的内阻，求这时的 u o 。r r （答案： 1） R D ? 10 k ? ， R S ? 10 k ? ，U GS ? 3 . 24 V（2） i ? 1.041 M ? ， o ? 10 k ? ； （（3） u o ? 0 . 5 sin( ? t ? 180 ? ) V ； （4） u o ? 0 . 495 sin( ? t ? 180 ? ) V ）+VDD +20 V R1 C1 + RG ui R2 ? 图 12.7 RS C3 G S RL RD D + uo ? + ui R2 ? 图 12.8 C2 C1 RG R1 D G S RS C2 + uo ? +VDD12.8 （增强型 NMOS 场效应管共漏极放大器（漏极输出器） ）如图 12.8 所示场效应管 源极跟随器，已知： g m ? 2 mS ， R G ? 5 M ? ， R 1 ? 1M ? ， R 2 ? 500 k ? ， R S ? 10 k ? 。? 画出其小信号等效电路，求 A u ， ri 和 r o 。 ? （答案： A u ? 0 . 95 ， ri ? 5 . 33 M ? ， ro ? 0 . 48 k ? ）12.9 （多级放大器）图 12.9 所示多级放大器电路，ui =0.5sin?t mV, R11 = 30k?, R12 = 15 k?, RC1 = 3k?, RE1 = 3k?, R21 = 20k?, R22 = 10k?, RC2 = 5k?, RE2 = 2k?, ?1 = ?2=50。 （1） 求当 RL = 5k? 时的输出电压 uo； （2） 求输入电阻 ri 、输出电阻 r o 。（答案： （1） u o ? 1368 sin ? t mV ； （2） ri ? 1 . 31 k ? ， ro ? 5 k ? ）VCC R11 C1 + ui ? 图 12.9 R12 T1 RE1 CE1 R22 T2 RE2 RL CE2 uo RC1 C2 R21 RC2 +12 V C3 +?12.10 （ 多 级 放 大 器 ） 图 12.10 所 示 电 路 ， R 11 ? 500 k ? ， R 12 ? 150 k ? ，R G ? 150 k ? ，R D ? 5 k ? ，R 21 ? 40 k ? ，R 22 ? 5 . 6 k ? ，R C ? 5 k ? ，R E ? 1 . 2 k ? ，R L ? 5 k ? ， g m ? 1 mS ， ? ? 60 。（1） 画出小信号等效电路? （2） 求 A u 及输入电阻 ri 、输出电阻 r o 。 ? （答案： A u ? 73 . 4 ， ri ? 265 k ? ， ro ? 5 k ? ）R11 C1 + ui ? R12GRDDC2RC R21VCC +12 V C3 + RL uoRGSRSCSR22RECE ?图 12.1012.11 （复合管射极输出器，电压串联负反馈放大器）如图 12.11 所示复合管组成的射 极跟随器，已知R 1 ? 200 k ? , R 2 ? 300 k ? , R S ? 10 k ? , R E ? 10 k ? , R L ? 10 k ? , ? 1 ? 70, ? 2 ? 40(1) 画出小信号等效电路;? (2) 求电压放大倍数 A uS 和输入电阻 ri ? （答案： A uS ? 0 . 912 ， ri ? 120 k ? ）VCC +15 V C1 R1?1RS + uS ? 图 12.11 12.12 （负反馈放大器）设图 12.12 所示电压串联负反馈放大电路，满足深度负反馈的? ? 条件，求电压放大倍数 A F 。已知 R F ? 6k ? , R e1 ? 200 ? 。(答案： A F ? 31 )VCC R11 C1 + ui ? T1 R12 Re1 R22 RE2 RE1 CE1 ? RF 图 12.12 CF T2 RL CE2 uo RC1 R21 RC2?2R2 REC2 + RL uo ?C2C3 +12.13 （电压并联负反馈放大器，电流串联负反馈放大器综合）如图 12.13 所示电压并 联负反馈放大电路， R C ? 10k ? ， R F ? 10 k ? ， R L ? 10 k ? ， R S ? 1 k ? ，晶体管的? Uo ? 。 ? ? 100 ， rbe ? 1 k ? 。当 R E ? 1 k ? 和 R E ? 0 时，近似估算电压放大倍数 A F ? ? US? （提示：忽略 I? b 和 U be ）? （答案： A F?1 ? Uo RS ? R F ? ，当 R E ? 1 k ? 时， A F ? ? 2 . 14 ；当 R E ? 0 ? ? ? RS ? R E RE US ? RS ? R F R C // R LRS ? R ER ? 时， A F ? ? F ? ? 10 ） RS+VCC RS + + uS ? RE RL uo ? RF RC图 12.1312.14 （两级负反馈放大器）Identify the feedback mode of the amplifier in figure 12.14. Determine the closed-loop gain, if it is negative feedback amplifier.? (Answer: A F ? 101 )RC1 220k? C1 VinRC2 6.8k? Q2 RF1?VCC C2 Vout 20?FQ1 100k? RF220?F RE1 1k?680k?RE2 510?C3 100?FFigure 12.1412.15 （多级负反馈放大器）图 12.15 所示放大器是由 3 级单管反相放大器级联而成， 将 RF-CF 反馈支路接于 M（或 N）与 B（或 E）之间，在第 1 级和第 3 级之间构成级间交流 负反馈，有四种接法： （1）M-B； （2）M-E； （3）N-B； （4）N-E。用瞬时极性判断法，分 析哪些接法是级间交流负反馈，并说明是什么类型的反馈。 （答案： （1）M-B 接法，电压并联负反馈； （2）M-E 接法，正反馈； （3）N-B 接法， 正反馈； （4）N-E 接法，电流串联负反馈）VCC +15 V M +R11 C1 RS + uS ? B R12 T1RC1C2R21 T2 R22 CE1RC2 C 3R31RC3 C 4 T3 N Re3 RE3E Re1 RE1uo CE3 ?R32 RE2 CE2RF 50 k?CF 20 ?F图 12.15 习题 12.15 的图