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1、电气工程师案例分析复习题五、案例分析题1.在下图所示的电路中，E1=13OVE2=117VKl=I2=0.63=24,试计算/尸?、/2=?/3=?法一：支路电流法Ei-E2=IxRx-I2R2I130-117=Z1-0.6Z2Z1=13+0.62E2=I2R2+I3R3117=0.62+243c=Z3130.62+Z2117-06/211324+(1+0.6)24Z2=117-0.6Z2l=(l+0.6)242-0.62=117-13241=242+0.623Z2=-195,195Z2 =24 + 0.62319524 + 13.81953Z8= -5.16A1=13-0.65.16=9.9
2、0AZ3=9.90-5.16=4.74A法二：叠加原理0.6 + 24X82.02=80.02AI=82.02-80.02=2.00A0.6+243.二I*2-771x240.6T1+241170.6+0.9675.00A24=75.00=72.00A,1+24/；=75.00-72.00=3.00AZ1=82.02-72.00=10.02AI2=75.00-80.02=-5.02A0.3750.375 + 24 325 = 5 AUab =524 = 120V130 -120= IOA117-1200.6= -5AZ3=2.00+3.00=5.00A法三：等效电源变换130AI195A11l
3、110.61124法四：戴维南定理=0375117 122ZlIZXo.6 = 122.125 VS 1 + 0.6122.1250.375 + 24= 5.01AU,h =5.01 X 24 = 120.24 V （以下略） 02 .在下图所示电路中，试计算输出电流】。为多少。法一：戴维南定理&=2。+黯=32。EL5。-黯x20=42V4232+11.27A法二：等效电源变换12 + 20 + 112法三：叠加原理15001020 + 630= 0.909 IA503050x3020I30x2130+2120x(30+21)+30x2130+21Z=1=0.3636A012+21Z0=0.
4、90910.3636=1.27A3 .如下图所示电路，试求各支路电流/h/2和，3。用支路电流法，方程为：+=AEl=IlRi-I2R2E2=-I2R2-I3R3代入给定参数，得I+12=10=21-Il25=-22-23解方程组得I=I-l=-5-2I2_10+2/2由此得/,=-2.5mAI.=2.5mA.I.=Oo4 .有一阻抗Z=5+j5(),试计算它的模和阻抗角(相位角)各为多少？法一：相量法Z=Jr2+2=52+52=52=7.07=arctanjk=arctan-=11vR54法二：向量图法R5 .试计算下图所示的RLC电路的谐振频率A为多少Hz,并计算电路谐振时通过电阻R的电流
5、/为多少？InR=Icl欧姆1.0.000314HVin=IOV=C=0.0314F法一：用公式=U=1=50.69HzZ=IA2ryLC2;TJo.000314x0.031210法二：用基本概念由XL=XCWCOqL=1Co，化简得g=Z=/，,=318.47radSZC0.0003140.03142318.472=50.69 Hz6 .如图所示的RLC并联电路，测得图中各电流有效值分别为i=5A,=5A,=6A,则c=?法一：推断法既然Zr=/,必有ic=-k,即有效值c=6AO;2负半周，V2、V4导通，VI、V3截止，RL上电流从上到下，UlO.波形：8 .桥式整流电路如图所示，试说明
6、工作原理。若2=Jlsinl（X）而V，io=y25sin1007A,试画出。的波形，并标出输出电压。的峰值电压、输出电压“0周期丁的参数，计算在负载电阻KL上消耗的功率（忽视整流二极管D1、1）2、D3、D4上的压降）。说明：电源电压频率户50Hz、周期7=0.02s;输出电压周期7:)=0.01s.RL上消耗的功率：UO=O.9S=O9lO=9Vo=5Apo=(oo=95=45W9 .试分析下图所示半导体共放射极放大电路的工作原理、分析每个电阻器和电容器元件的作用(电路中晶体管的共放射极放大倍数=25),并计算电路的工作点Vcocoeo和Zboo设电路的=0.7V各元件的作用：RB的作用是
7、确定静态基极电流/B；RC的作用是将集电极电流的改变转换为输出电压的改变以及确定三极管的静态工作参数；RL是负载电阻；G的作用是耦合输入型号以及隔断直流；C2的作用是耦合输出型号以及隔断直流。工作原理：当有i输入时,基极电流由/B改变为(/b+b)，集电极电流由/c改变为(c+ic)=(b);RC上的电压降发生相应的改变，集电极电压也随之发生改变；经C2隔断克流后输出沟通电压。与监的相位相差180。静态工作点：Icq = l =25 0.113 = 2.825 mAeo=(l+/?)/e=260.113=2.938mAVCo=UCCTCRC=12-2.8252=6.35V10 .试对下图所示的
8、电路，指出它是什么电路，并计算/C、Vc/、:的静态工作点参数。1020 +10 +Ucc + 12V该电路为共放射极分压偏置直流电流串联负反馈放大电路。 静态工作点：12 = 4VVb-Ube RE=1.65 mA1.65mAZro=lli=-1.65mAcoB1+0=UCC -I CRC - IERE= 12 -1.652-1.652V1+0H.在下图所示的电路中，试计算晶体管VT的Vc、VB和质、IC各为多少。有关元卷件参数值如图所示，已知晶体管VT的VBE=O.7Vo静态工作点:1020 +1012 =4VIcn=lti=-1.65mAcob1?Vc*Vb和，e、Ic：Vb=4VVc=
9、Ucc-Zc/?c-/E/?E=12-pxl.65x2-1.65x2VIe=1.65mA,e1.65BT+01+612 .试计算下图所示的反相求和运算放大器的输出电压U。R=2kRf=10kUii=5mV=Ui2=l OmV C=1R2=lk因为%=一，所以3+W=-4可求得U=725VRlR2R121IO13 .在下图所示的一个2输入信号的同相求和输出线性放大电路，运算放大器的开环增益K=OO,输入阻抗为无限大，输出阻抗为0,输入信号UiI=IV、%=2V、电阻R1=g、K2=10kdKf=IOkQ,试计算输出电压U。=?Rl RfWil -1=1=?R3h=e,.,加+电=自及U+=M-=
10、O.%4%2_%JJRfURfUi2_IOxl10x2RlR2RfRlR2201014 .电路如图所示，已知品=20k,假如要使产10(2),则电路需加何元件？元件应加到何处？此题把上边的端子作同相输入端，把下边的端子作反相输入端，不符合常规，但不能算是错题(命题人可能没有分清同相输入端和反相输入端)。求解步骤案为这时，U=-Lui2+1+jWilO可求得R1=200kC/？3=200kQo但后面必需6 (%h+&加一个反相器。见下图。Ui215.试将二进制数据（11000101）2转换为十进制数据O.oo要求写出转换过程。“1(11000101)2=YjKi2i=(127+l26+12212
11、0)10=(128+64+4+l)10=(197)10r=-l16 .试对下图所示的DTL逻辑电路工作原理进行分析，指出它是什么逻辑电路，并指出二极管VI）3和VD4的作用是什么？原理分析当输入端A、B均为高电平（1态，3.6V）时，VDKVD2均导通，C点电位为3.6+0.7=4.3V；而VD3、VD4及VT的放射结导通的条件是C点电位为0.7+0.7+0.7=2.1V；因为43V2.1V,所以这时VT饱和导通，输出端Y输出低电平。当输入端A、B有一个为低电平（或两个都是低电平，0.3V）时，C点电位被钳制为03+0.7=1V；因为1V2.1V,所以这时VT截止，输出端Y输出高电平。由以上分
12、析，该电路是由二极管-三极管组成的与非门电路。VD3、VD4的作用：如没有VD3和VD4,即使在输入端A、B有一个为低电平的状况下C点IV的电位仍可使VT导通输出低电平，即电路总是输出低电平，电路不再供应与非的逻辑关系。假如只有VD3、VD4中的一个，在输入端A、B有一个为低电平的状况下，C点IV的电位虽然低于L4V,VT应当截止，但由于二者比较接近，与非门电路的牢靠性大大降低。此外，当C点电位从高电位转为低电位时，VD3、VD4阳极上的正电荷经VDl或VD2（或VDl及VD2）放电，可加速VT基极电流衰减，即加速电路输出的翻转。17 .试用卡诺图化简下面的逻辑表达式。Y=AB+AC+CD01
13、11011101001111OO011110CDab00011110此题有问题。18 .利用卡诺图简化下列逻辑表达式。Y=ABCD+A8C+BCD+BCD化成最小项:Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD作卡诺图并化简:000001一1101z-1000100001111000011110Y=BD+ABC+ACD19 .试用卡诺图化简下面的逻辑表达式。Y=ABC+ADCADC化成最小项:Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD作卡诺图并化简:000000110/111001100001111000011110Y=AD+ABC20 .试写出
14、下图所示卡诺图表示逻辑函数的逻辑表达式Y。Y=AB+AD+BCD+ABCD21 .如下图所示，有一个3个或非门电力和两个非门电路组成的组合逻辑电路。试写出她输出Y的逻辑表达式。K1=A+B+CY2=A+BY3=Y,+Y2+B=A+B+C+A+BBy=A+3+C+A+豆+22 .己知一个8进制信息的信息量为16波特，它的信息量应为多少比特？法一：=l6log28=l6log223=48bit法二：8进制信息为3个变量，=3l6=48bit23 .试简述电磁兼容性EMC的含义，结合自己的详细工作谈谈实施EMC时须留意哪些问题？电磁兼容性EMC(EIeCtrOMagnetiCComPatibilit
15、y),是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的实力。因此，EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过肯定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有肯定程度的抗扰度，即电磁敏感性。电磁兼容其总的任务是在元件密集的电路(主要是集成电路)中抑制噪声信号，保证产品的性能。一方面是元件产生的电场、磁场不对邻近的元件发生干扰；另一方面是元件本身具备抗干扰的实力。相关问题：不是电与磁之间的兼容。探讨电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的实力，以及探讨电磁波对社会生产活动和人
16、体健康造成危害的机理和预防措施。各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在肯定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。EMC包括EMI(interference)和EMS(SUSCePtibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。EMI(ElectroMagneticinterference)包括传导干扰CE(conductionemission)和辐射干扰RE(radiationemission),以及谐波harmonic0EMS(ElectroMagneticSUSCePtibiIity)包括静电抗干扰ESD,射频抗扰度RS,电快速瞬变脉
17、冲群抗扰度EFT,浪涌抗扰度SUrgc,电压暂降抗扰度VOItageDIPandInterrUPt等。24 .接地的功能是什么？按接地的作用通常分为哪几种？好用中电路接地应留意哪些问题？接地的功能确定于接地的性质(下面将分别说明)，原则上是将被接地部位与“地”等电位.设计中的接地是将欲接地部位经接地线、接地体(极)与大地连接起来。接地分为正常接地和故障接地。正常接地又分为工作接地和平安接地。工作接地指正常状况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常状况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统平安运行的接地。平安接地是正常状况下没有电流流过的用以防止发生事故的接地，如防止触电的爱护接地
18、、防雷接地、防静电接地、防感应接地、等电位接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如对地短路等。归纳起来，接地的主要作用是：(1)防止电气设备异样带电(如漏电)时带上危急电压，以防止触电及防止由放电引起爆炸和火灾；(2)在系统发生PE线或PEN断线等故障时，减轻危急性，保障人身平安和设备平安；(3)等化系统内各点之间的电位，防止相互间发生火花放电，最大限度减轻各种雷击、有害静电及感应电的危急；(4)采纳各种等化电位的措施，是电子设备得以在平安的环境中运行；(5)在利用大地作电气回路的场合，通过接地连成回路。接地应留意的问题：(1)所用材料合格、标记合格、连接牢靠(如地下部分必需用搭焊焊接等)、防护完善；(2)接地电阻合格(如独立避雷针的冲击接地电阻应10C等)；(3)间距合格，如接地体(极)上端离地面深度一半不应小于0.6m；(4)用于不同目的的接地线应分别接到接地体(极)；(5)定期检查和测量接地电阻。
