电工电子学第三章

第三章 电路的暂态分析

3.1 换路定则与电压和电流初始值的确定
一、概述 开关：打开→ 开关：打开→闭合 暂态 灯由亮到暗 电容充电 + US 稳态 灯不亮、 灯不亮、电 容未充电
2
C
新稳态 灯不亮、 灯不亮、电 容充电结束

1、 研究暂态过程的意义 暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。 暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。 暂态过程的存在有利有弊。有利的方面， 暂态过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技 术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂 术中常用它来产生各种波形；不利的方面， 态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流， 态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使设 备损坏，必须采取防范措施。 备损坏，必须采取防范措施。
3

2、暂态过程产生的条件 、 电路存在换路。 ① 电路存在换路。 电路的接通、断开、短路、 电路的接通、断开、短路、电源或电路参数的改 变等所有电路工作状态的改变，统称为换路。 变等所有电路工作状态的改变，统称为换路。 ② 电路中有储能元件 自然界物体所具有的能量不能突变， 自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累 能量不能突变 或释放需要一定的时间。 或释放需要一定的时间。
4

1 2 电容C储存的电场能量 电容 储存的电场能量 WC = CuC） （ 2
WC 不能突变
uC 不能突变
1 2 电感 L 储存的磁场能量 W L = Li L） （ 2
WL 不能突变
i L 不能突变
5

+ US 换路时刻
旧稳态 暂态 新稳态 C
0 设：t=0 时换路
6
t(s) 0－ --- 旧稳态的终了瞬间 0＋ --- 换路后的初始瞬间

二、换路定则
内容：在换路瞬间，电容上的电压、 内容：在换路瞬间，电容上的电压、电感 中的电流不能突变。 中的电流不能突变。
uC (0 + ) = uC (0 ? )
i L (0 + ) = i L (0 ? )
+ US 7
C

三、初始电压、电流的确定 初始电压、 初始值： 的大小。 初始值：电路中 u、i 在 t=0+ 时的大小。 、 求初始值的一般方法： 求初始值的一般方法： (1) 由换路前电路求 C(0?)和iL(0?)； uC (0 + ) = uC (0 ? ) 由换路前电路求u 和 ； (2) 由换路定则，得uC(0+)和iL(0+)； i L (0 + ) = i L (0 ? ) 由换路定则， 和 ； 时的等效电路： (3) 作t=0+时的等效电路： 电容用电压为u 的电压源替代； 电容用电压为 C(0+)的电压源替代； 的电压源替代 的电流源替代。 电感用电流为i 的电流源替代 电感用电流为 L(0+)的电流源替代。 (4) 由t=0+时的等效电路求所需的u(0+)、i(0+)。 时的等效电路求所需的 、 。
8

例
10mA
iS
iR
iC 2kΩ Ω + uC
iL 1kΩ 2kΩ Ω Ω L uL C
+ -
S
-
电路如图所示， ＝ 时开关闭合 时开关闭合。 电路如图所示，t＝0时开关闭合。设开关闭合 前，电路已经处于稳态。求开关闭合后瞬间的 电路已经处于稳态。 初始电压u 初始电压 C(0+)、 uL(0+)，和初始电流 C(0+)、 、 ，和初始电流i 、 iL(0+)、 iR(0+) 、iS(0+) 。 、
9

解
画出t＝ 电路处于稳态时的电路 电路处于稳态时的电路。 （1)画出 ＝0-电路处于稳态时的电路。求出 画出 uC(0-)、 iL(0-)。 、 。
iS 10mA S iR iC iL(0-) 1kΩ 2kΩ Ω Ω
+ uC(0-) 电容开路， 电容开路， 电感短路
2kΩ Ω
10
2× 2 uC (0? ) = 10 × = 10 V 2+ 2 2 i L (0? ) = 10 × = 5 mA 2+ 2

（2)根据换路定则 根据换路定则
uC (0+ ) = uC (0? ) = 10 V i L (0+ ) = i L (0? ) = 5 mA
(3)画出 ＝0+的等效电路 画出t＝ 的等效电路 画出
iS 10mA iR 2kΩ Ω S iC 1kΩ Ω iL 2kΩ Ω
+ 10V -
5mA
+ -
uL
11

iS 10mA
iR 2kΩ Ω S
iC 1kΩ Ω
iL 2kΩ Ω
+ 10V -
5mA
+ -
uL
i R ( 0+ ) = 0
iC (0+ ) × 1 + 10 = 0 iC (0+ ) = ?10 mA
2 × 5 + u L ( 0+ ) = 0
uL (0+ ) = ?10V
i S (0+ ) = 10 ? i R (0+ ) ? iC (0+ ) ? 5 = 10 ? 0 ? ( ?10) ? 5 = 15 mA
12

电路如图所示，已知R=2Ω，电压表的内阻 Ω 例 电路如图所示，已知 电源电压U=4V。试求开关 断开 为2.5k Ω，电源电压 。试求开关S断开 瞬间电压表两端的电压U 瞬间电压表两端的电压 V。设换路前电路处 于稳态。 于稳态。
t=0 S iL R L
+
U
+
UV V
-
-
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解 根据换路定则 +
U
t=0 S
+
UV V
iL R L
-
4 i L ( 0 + ) = i L (0 ? ) = = 2 A 2
-
| U V (0+ ) |=| i L (0+ ) RV |= 2 × 2500 = 5000 V
实际使用中要加保护措施
续流二 极管
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3.2 一阶线性电路的响应
一阶电路 一个储能元件： 一个储能元件：电容或电感 一个或多个电阻 开关， 开关，在给定时刻断开或闭合 直流电源 +
U 1 S 2 R
+ U0 _
+ U _
t=0 S R L
C
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分析电路的暂态过程就是根据激励（ 分析电路的暂态过程就是根据激励（电压源或 电流源或储能元件的初始储能）， ），求电路的响应 电流源或储能元件的初始储能），求电路的响应 电压和电流）。 （电压和电流）。
1 S R
i
分析基本依据： 分析基本依据： 元件的伏安关系
C
+ U0 _
2
+ uR _ + U _
+ uC _
基尔霍夫定律
开关S从 打到 打到2 开关 从1打到
uR + uC ? U = 0
16
duC RC + uC ? U = 0 dt
一阶线性微分方程

3.2.1 RC电路的暂态响应 电路的暂态响应
1、RC电路的零输入响应 、 电路的零输入响应
1 S R
i
+ U0 _
2
+ uR _
+ uC _
换路前，开关 合在 合在1 换路前，开关S合在 电容元件已充电， 上，电容元件已充电， 电路处于稳态。 电路处于稳态。
C
t=0时将开关由 合到 ， 时将开关由1合到 时将开关由 合到2， 产生换路。 产生换路。
换路前， 换路前，电容充电 根据换路定则
17
uC (0? ) = U 0 uC (0+ ) = uC (0? ) = U 0

应用KVL和元件的VCR得：
1 S
R
i
Ri + uc = 0
d uC RC + uC = 0 dt
解得
+ U0 _
2
+ uR _
+ uC _
C
经典分析法
? t RC
uc ( t ) = U 0 e
(t>0)
U0
uC
t
18

uC = U 0 e
定义： 定义：τ
?
t RC
按指数规律变化
= RC
R: Ω 单位 C：F ：
称为时间常数 τ 称为时间常数
τ： s
的大小由电路的结构和参数决定， 时间常数τ 的大小由电路的结构和参数决定，和 初始电压的大小无关。 初始电压的大小无关。
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当t＝τ时 ＝
uC
U0 36.8%U0
uc (τ ) = 36.8％U 0
τ
t
t 0 2τ 3τ 4τ 5τ … ∞ τ uc U0 0.368U0 0.135U0 0.03U0 0.018U0 0.007U0 … 0 理论上， →∞电路才达到新的稳态。 →∞电路才达到新的稳态 理论上，t→∞电路才达到新的稳态。 工程上， ＝ 认为暂态过程结束,电路到达 工程上， t＝(3~5)τ认为暂态过程结束 电路到达 新的稳态。 新的稳态。
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电工学考试练习第三章

一选择 1. 3.1.2 在直流稳态时，电容元件上（） （1）有电压，有电流（2）有电压，无电流（3）无电压，有电流 2. 3.1.2 在直流稳态时，电感元件上（） （1）有电压，有电流（2）无电压，有电流（3）有电压，无电流 3.选择3.2.4 在图中，开关闭合前电容原件和电感原件均未储能，试问闭合开关瞬间发生跃变的是（） (1) i和i 1 (2)i和i 3 (3) 和 4. 在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电流和电压的增长或衰减就（2 ）（1）愈快（2）愈慢（3）无影响 5. RL 串联电路的时间常数为（2 ）。 （1）RL （2）L/R （3）R/L 6. 在图3.05所示电路中，在开关S闭合前电路已处于稳态。当开关闭合后，（） A．i1,i2,i3均不变 B.i1不变，i2增长为i1,i3衰减为零 C.i1增长，i2增长，i3不变

7. 在开关是闭合前电路已经处于稳态，试问闭合开关瞬间，初始值()和()分别为() （1）0A，1.5A（2）3A,3A（3）3A,1.5A 8 3.2.1 在图中，开关S闭合前电路已经处于稳态，试问闭合开关S的瞬间()为＿＿ （1）0V（2）100V（3）63.2V

9在图中，开关S闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关瞬间，电流初始值i(0+)为(1)1A (2) 0.8A (3)0A 10 3.3.2 电路的暂态过程从t=0大致经过（）时间，就可认为达到稳定状态了。 （1 ）时间常数（2）（3~5）时间常数（3）10时间常数

二填空 1在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电流和电压的增长或衰减就（） 2 3.1.2 在直流稳态时，电容元件上（有电压，无电流） 3 3.2.1 在图中，开关S闭合前电路已经处于稳态，试问闭合开关S的瞬间()为＿＿ 4在图中，开关S闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关瞬间，电流初始值i(0+)为------ 5 3.3.2 电路的暂态过程从t=0大致经过（）时间，就可认为达到稳定状态了。 6 RL 串联电路的时间常数为（）。

电工学第三章测试题

《电工学》第三章测试题 一、填空： 1. 交流电是指___________和___________都随时间作____________变化的电动势（电压或电流） 2.任意时刻正弦交流电的数值称为_____________这个量对应的电动势电压、电流的字母符号为_______________。 3. 交流电____________________________叫频率，其字母符号为_______，基本单位是_______________。 4. 交流电每重复一次所用的时间叫___________，其字母符号为________，基本单位为___________。 5. 交流电_____________________________叫角频率，其字母符号为________，基本单位是__________________。 6. 已知某交流电的频率是100HZ，求周期为__________，角频率为_________________。 7. 已知某交流电的周期是20毫秒，频率为___________，角频率为_______________。 8. 已知一正弦交变电动势为e=220sin(314t+60°)V，其最大值为________。相位角为_______________，角频率为_________________，初相角为________ 。 9已知某正弦电动势的相位角等于30°时的电动势为141V，则最大值为_________。 10. 把________________的直流电的数值叫交流电的有效值，正弦交流电动势、电压、电流的有效值符号分别为______________。 11. 正弦交流电的三要素为__________、__________、____________。 12. 正弦交流电一般有_______________、______________、____________________和符号法四种表示方法。 13. 电阻在交流电一个周期内所消耗的功率平均值叫____________又叫____________，用字母符号________表示。 14. 电路两端_________与________________的乘积，叫视在功率，用符号________表示。 15. 功率因数指_________功率与___________功率的比值。 二、选择： 1. 两交流电为同相的关系，则二者的相位差为_________。 A.0° B.180° C.90° D.30° 2. 两交流电为反相的关系，则二者的相位差为_________。 A.0° B.180° C.90° D.60° 3. 关于无功功率，下列说法正确的是： A.是无用的功率 B.表示电感元件建立磁场能量的平均功率 C.表示电感（或电容）元件与外电路进行能量交换的瞬时功率的最大值 D.表示电感（或电容）从电源取用的平均功率 4. 在纯电容电路中，电压及电流的相位关系为_______。 A.电压超前电流90° B.电流超前电压90° C.同相 D.反相 5. 在纯电感电路中，电压和电流的相位关系为_________。 A.电压超前电流90° B.电流超前电压90° C.同相 D.反相 6. 在纯电阻电路中，电压和电流的相位关系为__________。 A.电压超前电流90° B.电压滞后电流90° C.电压和电流同相 D.电压和电流反相 7. 在交流电路中，若某元件两端电压u=20sin(314t-30°)V，电流i=5sin(314t+60°)V，则该元件是__________负 载。 A.纯电阻 B.纯电感 C.纯电容 8、把C=10mF的纯电感线圈接到u=141sin(100t-600)V的电源上，线圈中通过的电流表达式为（） A i=100sin(100t-1500)A B i=141sin(100t-1500)A C i=141sin(100t+300)A 9. 在单相交流电路中，若某元件两端电压u=30sin(314t+30°)，电流i=5sin(314t+30°)，则该元件属________负 载。 A .纯电阻 B.纯电感 C.纯电容 D.感性 E.容性 10. 纯电容正弦交流电路中，电源电压不变，增加电源的频率时，电路中的电流_____。 A.增加 B. 减小 C.不变 11. 纯电感正弦交流电路中，电源电压不变，增加电源的频率时，电路中的电流_______。 A.增加 B.减小 C.不变 12.在RLC串联电路中，下列（）属于电感性电路 A.R=4欧X L=1欧X C=2欧 B.R=4欧X L=0欧X C=2欧 C.R=4欧X L=3欧X C=2欧 D.R=4欧X L=3欧X C=3欧 13. 在纯电容正弦交流电路中，电源电压和频率一定时，则________。 A.电容器电容量越大，电路中电流就越大 B.电容器电容量越大，电路中电流就越小 C.电流大小与电容量没有关系 14.已知两个正弦量为i1=10sin(314t+60°)A，i2=10sin(628t+45°)A，则（） A.i1比i2超前15° B.i1比i2滞后15° C.不能判断相位 15.如图所示相量图中，交流电压u1和u2的相位关系是（） A、u1比u2超前75° B、u1比u2 滞后75° C、u2比u1超前15° D、无法确定 三、选择： 1、在直流电路中，电感元件相当于开路。（） 2、RLC串联电路中，电阻消耗能量，而电感和电容不消耗能量。（） 3、只有在纯电阻电路中，电压与电流瞬时值的关系才符合欧姆定律。（） 4、用交流电表测得交流电的数值是平均值。（） 5、用交流电压表测得交流电压时220V，则此交流电压的最大值是380V （）

电工学考试练习-第三章

电工学考试练习-第三章

一选择 1. 3.1.2 在直流稳态时，电容元件上（）（1）有电压，有电流（2）有电压，无电流（3）无电压，有电流 2. 3.1.2 在直流稳态时，电感元件上（）（1）有电压，有电流（2）无电压，有电流（3）有电压，无电流 3.选择 3.2.4 在图中，开关闭合前电容原件和电感原件均未储能，试问闭合开关瞬间发生跃变的是（） (1) i和i 1 (2)i和i 3 (3) 和

4. 在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电流和电压的增长或衰减就（ 2 ）（1）愈快（2）愈慢（3）无影响 5. RL 串联电路的时间常数为（ 2 ）。 （1） RL （2） L/R （3）R/L 6. 在图3.05所示电路中，在开关S闭合前电路已处于稳态。当开关闭合后，（） A．i 1,i 2 ,i 3 均不变 B.i 1 不变，i 2 增长为i 1 ,i 3 衰减为零 C.i 1增长，i 2 增长，i 3 不变

7. 在开关是闭合前电路已经处于稳态，试问闭合开关瞬间，初始值()和()分别为() （1）0A，1.5A（2）3A,3A（3）3A,1.5A

8 3.2.1 在图中，开关S闭合前电路已经处于稳态，试问闭合开关S的瞬间()为＿＿ （1）0V（2）100V（3）63.2V

9在图中，开关S闭合前电路已处于稳态，试问闭合开关瞬间，电流初始值i(0+)为 (1) 1A (2) 0.8A (3)0A 10 3.3.2 电路的暂态过程从t=0大致经过（）时间，就可认为达到稳定状态了。 （1 ）时间常数（2）（3~5）时间常数

电工学课件(哈工大)第三章_正弦交流电路资料

哈尔滨工业大学 电工学教研室 第3章正弦交流电路 返回

3.1 正弦电压与电流3.3 电阻元件、电感元件与电容元件3.4 电阻元件的交流电路3.5 电感元件的交流电路3.6 电容元件的交流电路 3.7 电阻、电感与电容元件的交流电路3.8 阻抗的串联与并联3.9 交流电路的频率特性3.10 功率因数的提高 目录 3.2 正弦量的相量表示法

3.1 正弦电压与电流 直流电和正弦交流电 前面两章分析的是直流电路，其中的电压和电流的大小 和方向是不随时间变化的。 I，U O t 直流电压和电流 返回

t i u O 正弦电压和电流 实际方向和参考方向一致 实际方向和参考方向相反 ＋ － 正半周 实际方向和参考方向一致 + _ u R ⊕ i 负半周 实际方向和参考方向相反 + _ u R ⊕ i 正弦交流电的电压和电流是按照正弦规律周期性变化的。

3.1.1 频率和周期 正弦量变化一次所需要的时间（秒）称为周期（T ）。每秒内变化的次数称为频率（），单位是赫兹（Hz ）。 我国和大多数国家采用50Hz 的电力标准，有些国家（美国、日本等）采用60Hz 。 小常识 正弦量变化的快慢还可用角频率来表示：f T ππω22==t T 2 T 2 3T t ωπ π 2π3π 4T 2u i O f 频率是周期的倒数: f =1/T 已知=50Hz,求T 和ω。 [解]T =1/=1/50=0.02s, ω=2π=2×3.14×50＝314rad/s f f f 例题3.1

3.1.2 幅值和有效值 瞬时值和幅值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母表示，如、u、e等。 i 瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值，用带下标m的大写字母表示，如I U m、E m等。 m、 有效值 在工程应用中常用有效值表示交流电的幅度。一般所讲的正 弦交流电的大小，如交流电压380V或220V，指的都是有效值。 有效值是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流 电流I 流过相同的电阻R，如果在交流电的一个周期内交流电和直 流电产生的热量相等，则交流电流的有效值就等于这个直流电的 电流I。

电工学第三章内容

第三章内容 一、填空题 1. 在电路构成的电感、电阻和电容三种元件中，储能元件是 ，耗能元件是 。 2. 如下图所示, R=1000Ω,L=1H,U=20V,则 i L (0+)= A,u L (0+)= V 。 3. 已知某一阶线性电路的全响应为() 10()2t L i t e A -=+，其初始值(0)L i +为 。 4. 在电路的暂态过程中，电路的时间常数τ愈大，则电流和电压的增长或衰减就 ； 5. RC 串联电路和RL 串联电路的时间常数τ分别等于 和 。 6. 对电路暂态分析时，当电源激励为零，只由元件的初始状态所产生的响应，称为 ；当元件的初始状态为零，只由电源激励所产生的响应，称为 ； 7. 当电源激励和元件的初始状态都不为零时所产生的响应，称为 。 8. 电路的暂态过程中的完全响应可看成零输入响应和 的叠加。 9. 任何一阶暂态电路的全响应都是 响应和 响应的叠加。 10. 电路的暂态过程从t=0大致经过 时间，就可以认为达到稳态了。 二、选择题 1. 通常电路中的耗能元件是指 （A ）电感元件 （B ） 电阻元件 （C ）电容元件 2. 正弦交流电压电路中，电容两端电压有效值不变，当频率增大时，流过电容的电流将（ ） （A ）增大 （B ）减小 （C ）不变 3. 图示电路原已稳定， t = 0时开关S 闭合，S 闭合后瞬间电流 i ()0+ 的值为 ( )。 (A) 0 A (B) 1 A (C) 0.8 A 1 A 1 H S 10 Ω40 Ω I i S L 4. R ，C 电路外部激励为零，而由初始储能引起的响应称为 响 应。 A ． 稳 态 B ．零 输 入 Ｃ． 零 状 态 Ｄ．全 5. 图示电路的时间常数=τ 。 A.RC/2 B.2/RC C.1/RC D. RC

江苏大学电子电工习题册第三章运算放大器参考答案

第三章 运算放大器及其应用 学院 班级 姓名 学号 1．F007集成运放的使用电源为±15V ，开环放大倍数为2×105，最大输出电压±U oM 为±13V ，现在分别输入下列信号，求输出电压及其极性。 ⑴u +=+15μV ，u -=-10μV ； ⑵u +=-5μV ，u -=+10μV ； ⑶u +=0μV ，u -=+5mV ； ⑷u +=+5mV ，u -=0V 解：⑴V 5102)1015()(5o =??+=-=-+U A u u u ； ⑵V 3102)105()(5o -=??--=-=-+U A u u u ； ⑶V 1000102)50()(5o -=??-=-=-+U A u u u ，因为小于（－13V ），运放进入饱和区，所以：V 13o -=u ； ⑷V 1000102)05()(5o =??-=-=-+U A u u u ，因为大于（+13V ），运放进入饱和区，所以；V 13o +=u 。 2．图示电路中，A 为理想运放，求电路的输出电压u o 。 解：按戴维南定理，1k Ω左端的电压为：1)2(222-=-?+= i u V ，等效电阻为1k Ω，故运放反相输入端的信号为： u i =－1V ，电阻为2k Ω；这是一个反相比例放大器，所以5.225o =- =i u u V 。 3．理想运算放大器组成的电路中，求u i1、u i2和u o 的函数关系表达式。 解：设A1输出为u o1，这是同相比例放大器，因为1i u u u ==-+， 所以：k R u u R u i o i 11111-= 即 111i o u k k u += A2：这是减法电路。因为2i u u u ==-+， 所以：2 2221kR u u R u u o i i o -=- 即：))(1(12i i o u u k u -+= 4．三个输入信号u i1、u i2、u i3分别加在集成运放的同相输入端和反相输入端，如图所 示，求输出信号u o 和u i1、u i2、u i3的关系表达式。 解：当反相输入端的信号单独作用时，电路为反相加法器。此时设电路的输出为u o1： )(2 2111R u R u R u i i F o +-=；

《电工电子学》第3章习题答案

第3章习题答案 3.2.1 选择题 1．晶体管能够放大的外部条件是___C______。 (a) 发射结正偏，集电结正偏(b) 发射结反偏，集电结反偏 (c) 发射结正偏，集电结反偏 2．当晶体管工作于饱和状态时，其__A_______。 (a) 发射结正偏，集电结正偏(b) 发射结反偏，集电结反偏 (c) 发射结正偏，集电结反偏 3. 测得晶体管三个电极的静态电流分别为0.06mA，3.66mA和3.6mA。则该管的为___C______。 (a) 40 (b) 50 (c) 60 4．反向饱和电流越小，晶体管的稳定性能___A______。 (a) 越好(b) 越差(c) 无变化 5．温度升高，晶体管的电流放大系数b___A______。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 6．温度升高，晶体管的管压降|UBE|__B_______。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 7．对PNP型晶体管来说，当其工作于放大状态时，__C______极的电位最低。 (a) 发射极(b) 基极(c) 集电极 8．温度升高，晶体管输入特性曲线____B____。 (a) 右移(b) 左移(c) 不变 9．温度升高，晶体管输出特性曲线___A_____。 (a) 上移(b) 下移(c) 不变

10．温度升高，晶体管输出特性曲线间隔___C_____。 (a) 不变(b) 减小(c) 增大 11．晶体管共射极电流放大系数b随集电极电流iC___B_____。 (a) 不变化(b) 有一定变化(c) 无法判断 12.当晶体管的集电极电流时，下列说法正确的是__C_____。 (a) 晶体管一定被烧毁(b) 晶体管的(c) 晶体管的一定减小 13．对于电压放大器来说，___B____越小，电路的带负载能力越强。 (a) 输入电阻(b) 输出电阻(c) 电压放大倍数 14．在单级共射放大电路中，若输入电压为正弦波形，则输出与输入电压的相位___B____。 (a) 同相(b) 反相(c) 相差90度 15．在单级共射放大电路中，若输入电压为正弦波形，而输出波形则出现了底部被削平的现象，这种失真是___A____失真。 (a) 饱和(b) 截止(c) 饱和和截止 16．引起上题放大电路输出波形失真的主要原因是___C____。 (a) 输入电阻太小(b) 静态工作点偏低(c) 静态工作点偏高 17. 既能放大电压，也能放大电流的是___A_____放大电路。 (a) 共射极(b) 共集电极(c) 共基极 18. 引起放大电路静态工作不稳定的主要因素是__C___。 (a) 晶体管的电流放大系数太大(b) 电源电压太高 (c) 晶体管参数随环境温度的变化而变化 3.2.2试问题图3.2.2所示各电路能否实现电压放大？若不能，请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。

电工电子学第三章

第三章 电路的暂态分析

3.1 换路定则与电压和电流初始值的确定
一、概述 开关：打开→ 开关：打开→闭合 暂态 灯由亮到暗 电容充电 + US 稳态 灯不亮、 灯不亮、电 容未充电
2
C
新稳态 灯不亮、 灯不亮、电 容充电结束

1、 研究暂态过程的意义 暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。 暂态过程是一种自然现象， 对它的研究很重要。 暂态过程的存在有利有弊。有利的方面， 暂态过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技 术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂 术中常用它来产生各种波形；不利的方面， 态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流， 态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致使设 备损坏，必须采取防范措施。 备损坏，必须采取防范措施。
3

2、暂态过程产生的条件 、 电路存在换路。 ① 电路存在换路。 电路的接通、断开、短路、 电路的接通、断开、短路、电源或电路参数的改 变等所有电路工作状态的改变，统称为换路。 变等所有电路工作状态的改变，统称为换路。 ② 电路中有储能元件 自然界物体所具有的能量不能突变， 自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累 能量不能突变 或释放需要一定的时间。 或释放需要一定的时间。
4

1 2 电容C储存的电场能量 电容 储存的电场能量 WC = CuC） （ 2
WC 不能突变
uC 不能突变
1 2 电感 L 储存的磁场能量 W L = Li L） （ 2
WL 不能突变
i L 不能突变
5

电工电子学第三章习题答案 (2)

第三章交流电路 3-1 试写出表示u A =)120314sin(2220 ,314sin 2220 0-==t u tV u B A 和 V t u C )120314sin(22200+=的，并画出相量图。 解：V U V U V U C B A 0. 00120220,120220,0220∠=-∠=∠=? ? ? 3-2 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U=220V ，I 1 =10A ，I 2 =5 2A ，试分别用三角函数式和复数 式表示各正弦量。 3-3已知正弦电流i 1=2 2sin(100πt+60°)A, i 2 =32sin(100πt+30°)A,试用相量法求i=i 1 +i 2 。 解 A tg j j j j I I I 010000210.4284.4)598 .3232 .3( 3914.23232.3598.3)2 13232(23321230sin 330cos 360sin 260cos 2∠=∠=+=?+?+?+? =+++=+=-? ? ? i= 4.84 2 sin （100πt+42.00 ） A 3-4在图示电路中，已知R=100Ω，L=31.8mH ，C=318uF 。求电源的频率和电压分别为50Hz 、100V 和1000Hz 、100V 的两种情况下，开关S 合向a 、b 、c 位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和 无功功率.解：当F=50HZ 、U=100V 时，S 接到a ，Ia=)(1100 100A =；有功功率为：P=UIa=100W S 接到b ，Ib=)(1099 .9100 108.312501003 A L V ==???= -πω 无功功率为：Q=UIb=1000Var S 接到c ，)(10100103182506A C V Ic =????==-πω。无功功率为：q=UIc=-1000Var 当F=1000HZ 、U=100V 时S 接到a ，Ia=)(1100 100A =；有功功率为：P=UIa=100W S 接到b ，Ib=)(5.08.199100108.31210001003 A L V ==???=-πω 无功功率为：Qb=UIb=50Var S 接到c ，)(8.19910010318210006A C V Ic =????==-πω。无功功率为：Qc=—UIc=-19980Va 3-5在图示电路中，已知 i 1=I m1sin(ωt-60°)A, i 2=I m2sin(ωt+120°)A, i 3=I m3sin(ωt+30°)A,u=U m sin(ωt+30°)V 。试判断各支路是什么元件？ 解：u=220 2 sin （314t ）V ；i1=102 sin （314t+90 ）A ；i2=10sin （314t-450 ） A ? U =220 ∠ 00 ; ? 1 I =j10A ； ? 2 I = ) (55252 2 252 2 A j j -=?-?

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第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 2．交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间，用符号T表示，其单位为秒（S）；交流电的频率是指交流电1S内变化的次数，用符号f 表 示，其单位为赫兹（ Hz），周期与频率的关系是 T=1/f 或f=1/T 。 3．我国动力和照明用电的标准频率为50Hz，习惯上称为工频，其周期是 0.02 s，角频率是 314rad ／s。 4．正弦交流电的三要素是周期（频率或角频率）、有效值（最大值）和初相位。 5．已知一正弦交流电流 i=sin(314t- π/4)A ，则该交流电的最大值为 1A，有效值为 0.707A，频率为 50Hz，周期为 0.02 S，初相位为 - π/4 。 6．阻值为 R的电阻接入 2V的直流电路中，其消耗功率为 P，如果把阻值为R/2的电阻接到最大值为 2V的交流电路中，它消耗的功率为 P。 7．如图 3-1 所示正弦交流电流，其电流瞬时值表达式是： i=4sin314t（A）。 8．常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9．作相量图时，通常取逆（顺、逆）时针转动的角度为 正，同一相量图中，各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦 交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．正弦交流电的三要素是指：有效值、频率和周期。( × ) 2．用交流电压表测得交流电压是220V，则此交流电压的最大值是380V。 ( ×) 3．一只额定电压为 220V的白炽灯，可以接到最大值为311V的交流电源上。 ( √) 4．用交流电流表测得交流电的数值是平均值。( × ) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．交流电的周期越长，说明交流电变化得( B). A．越快B．越慢C．无法判断 *2 ．某一正弦交流电压的周期为0.Ols ，其频率为 ( C) 。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz 3．已知一交流电流，当 t=O时的值 i 0=1A，初相位为 30°，则这个交流电的有效值为 ( B) 。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4．已知一个正弦交流电压波形如图3-2 所示，其瞬时值表达式为( C) 。A．μ =lOsin( ωt- π /2)V B．μ =-lOsin( ω t- π/2)V C．μ

电工电子学 第三章习题参考答案

第3章 习题参考答案（第三版） 3.1.1 （a）能起电压放大作用 ，（b）、（c）、（d）不能起电压放大作用 。 3.1.2 （1）B R = 5 M Ω时，B I = 2.26 A μ，晶体管工作在接近截止状态 ；B R = 280 k Ω时，B I = 40.36 A μ，晶体管工作在接近放大状态 ；B R = 130 k Ω时，B I = 86.92 A μ，晶体管工作在接近饱和状态 。（2）静态工作点进入饱和区，晶体管工作在饱和状态 。 3.1.3 （1）B R = 283 k Ω ，C R = 7.9 k Ω ；（2）C I = 1.214 mA ，CE U = 5.71 V 。 3.1.4 （a）饱和失真 ，（b）截止失真 ，（c）饱和和截止失真 。 3.1.5 （1）B I = 40 A μ，C I = 2 mA ，CE U = 6 V ；（2）U A = - 88.2 ，i r = 0.847 k Ω ，o r = 3 k Ω ；（3）B R = 226 k Ω ；（4）B R = 376.7 k Ω ，C R = 4 k Ω 。 3.1.6 （1）B I = 0.0192 mA ，C I = 0.96 mA ，CE U = 4.95 V ；（2）U A = - 64.5 ； （3）i r = 1.29 k Ω ，o r = 5.1 k Ω 。 3.1.7 （1）B I = 0.0192 mA ，C I = 0.96 mA ，CE U = 4.95 V ；（2）U A = - 8.5 ；（3）i r = 4.85 k Ω ，o r = 5.1 k Ω 。 3.1.8 （1）直流通路（略），B I = 0.0159 mA ，C I = 0.795 mA ，CE U = 6.33 V ；（2）微变等效电路（略），U A = - 36.8 ，i r = 6.64 k Ω ，o r = 5.1 k Ω 。 3.1.9 （1）B I = 0.0946 mA ，C I = 5.676 mA ，CE U = 6.324 V ；（2）U A = - 126.4 ； （3）i r = 0.46 k Ω ，o r = 1 k Ω 。 3.2.1 （1）1(1)(1)E u be E R A r R ββ+=?++ ，（2）2(1)(1)E u be E R A r R ββ+=++ ，1u A 与2u A 大小相等，符号相反，说明1o u 与2o u 大小相等，相位相反。 3.2.2 （1）B I = 4 4.66 A μ ，C I = 2.23 mA ，CE U = 5.17 V ；（2）微变等效电路（略），U A = 0.987 ，i r = 38.3 k Ω ，o r = 15.3 k Ω 。 3.2.3 电路中接上L R = 16 Ω的负载，放大倍数U A = - 0.115 ；输出端接上射极输出 器，两级电路总电压放大倍数u A ′= -10.58 。