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电工学讲义

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第3章一阶动态电路的分析

§1三要素法

前面已介绍,电容或电感的伏安关系(电压和电流的关系)是通过微分或积分来表示的,具有这种特性的元件称为动态元件,又称为储能元件。

如果电路中仅含有一个动态元件,利用戴维南定理,可以将动态元件以外的电路等效为一个电压源和一个电阻相串联的电路,从而将原电路等效成如教材95页图3-1所示的简单RC或简单RL电路,这样的电路称为一阶动态电路。

本章介绍一阶动态电路在外加电源的激励下,或在初始储能的作用下,以及电路工作状态发生改变时,电路中电压、电流随时间变化的规律,并介绍相应的分析计算方法。

动态电路的经典分析方法是:根据KVL、KCL以及元件的伏安特性建立描述电路动态特性的微分方程,然后求解满足初始条件下该微分方程的解,从而得到所需要的结果。对这种经典的动态电路分析方法,教材上有所介绍,有兴趣者可阅读教材。我们在这里主要介绍工程上针对一阶动态电路常用的分析求解方法——三要素法,以及相关的一些概念。

一、有关概念

零输入响应:所谓零输入响应,就是动态电路在没有外加电源激励时,由电路中电容或电感上的初始储能所产生的响应。

可以证明,简单RC电路和简单RL电路的零输入响应,都是随时间以指数规律形式衰减的,最后衰减到零(教材99页图3-3(a)图和(b)图)。零输入响应描述了电容C或电感L的放电过程(其初始储能的释放过程)。

RC电路,在放电过程中电容C储存的电场能量,通过电流消耗在电阻元件中转换为热能,随着时间的推延,电阻消耗的能量逐渐增加,而电容的储能逐渐减少,电容电压也随之逐渐下降,因而电流也就逐渐减小,最后电容的储能被电阻消耗殆尽,这时电容电压为零,电流也为零,放电过程便全部结束。所以,电容放电的过程就是电容的电场能量释放转换为热能的过程。

RL电路的放电(消磁)过程,是将磁场能量释放在电阻元件中转换成热能的过程。

零状态响应:所谓零状态响应,就是电路在初始状态为零的条件下(电容或电感的初始储能为零),由外加激励所产生的响应。显然,这一响应与输入的激励有关,我们在这里仅讨论在直流电源激励下一阶电路的零状态响应。

可以证明,在直流电源的作用下,简单RC电路和简单RL电路的零状态响应,都是随时间以指数规律上升的,最后趋向于一个固定值(教材99页(c)图和(d)图),即所谓的稳态值。零状态响应描述了电容C和电感L的充电过程。

电容充电过程的实质,就是将电源提供的能量(不可能是全部的),逐渐储存于电容电场中转换为电场能量的过程。电感充电的过程,就是将电源提供的能量,逐渐储存于电感磁场中转换为磁场能量的过程。

二、三要素法

一阶动态电路在非零状态下(电容或电感的初始储能不为零),同时有外加激励作用下所产生的响应,称为一阶电路的完全响应。对于我们所讨论的线性、非时变电路,根据叠加定理,完全响应是零输入响应和零状态响应的叠加。但有以下更简捷实用的结论:一阶动态电路的完全响应的一般表达式可写成如下的形式

?(t)= ?(∞)+[?(0+)-?(∞)]e-t/τ

?(0+)为换路瞬间(后)的初始值,?(∞)为换路后的稳态值(即t趋于∞后的值),τ为换路后的电路时间常数,三者合称为求解一阶动态电路的三要素。

对一个一阶动态电路中的任何一个电压或电流,只要求得以上三个要素,就可以由上式写出该电压或电流的完全响应。

三、三要素的求法

1、换路定则及初始值的确定

换路:所谓换路,就是电路工作状况的改变,包括突然接入或切除电源,改变电路的结构和电路中元件的参数等等,统称为换路。

在研究电路问题时,通常将换路的时刻定为t=0。为了叙述方便,把刚开始换路前的瞬间记为t=0-,把换路刚结束后的瞬间记为t=0+,换路所经历的时间是从t=0-到t=0+。根据电容电压不会突变和电感电流不会突变的特点(否则根据电容和电感的伏安特性,会产生无穷大的电容电流和电感电压,显然这是不现实的),可得换路定则为

u C(0-)=u C(0+)

i L(0-)=i L(0+)

由换路定则确定了u C(0+)或i L(0+)初始值后,电路中其它电压、电流的初始值(即t=0+时的值)可按以下原则来确定:

换路瞬间,电容元件当作恒压源(恒压源电压等于零时作短路处理),电感元件当作恒流源(恒流源电流等于零时作开路处理),运用KCL和KVL及直流电路的分析方法,计算电路在换路瞬间相应的电压、电流的初始值。

2、时间常数τ的求法

时间常数τ:一阶RC动态电路,τ=RC;一阶RL动态电路,τ=L/R。其中R是指换路后,从动态元件两端看出去的电路其余部分的戴维南等效电路中的等效电阻。计算R时应与戴维南定理中求等效电阻的方法一样,将电路中的所有独立电源作零值处理(电压源短路,电流源开路)。

时间常数τ由换路后电路的结构和元件的参数来确定,它的大小反映了一阶动态电路过渡过程进展的速度,它是反映过渡过程特征的一个物理量。τ小则过渡过程快,τ大则过渡过程慢。

3、稳态值的计算

稳态值的计算,由t=∞的稳态等效电路来计算。t=∞时,电容相当于开路,电感相当于短路。

四、举例

例:教材101页例3-4

例:教材102页例3-5

例:教材110页习题3.2

例:教材111页习题3.3

§2 RC一阶电路在脉冲作用下的暂态过程

一、微分电路

电路如教材104页图3-13(a)所示,同时电路的时间常数远小于输入脉冲的宽度,即τ<

原理:由于时间常数很小,电容的充电、放电过程相对于脉冲宽度很短,所以在输入脉冲

正负跳变时,在输出端出现正负尖脉冲。而在输入脉冲正负跳变后的很短时间里,电容的充放电即完成,电阻R上的电流为0,输出电压为0。

根据微分的含义,输出相当于是输入的微分,所以该电路称为微分电路(输出反映输入的变化)。

二、RC(阻容)耦合电路

电路如微分电路,但这时电路的时间常数远大于输入脉冲的宽度,即τ>>t W。

原理:由于时间常数很大,电容的充放电过程相对于脉冲宽度很长,电容两端的电压几乎不变(变化很小),所以在输入为高电平时,电阻上有大小几乎不变的充电电流,在电阻上形成正电压;在输入为低电平时,电阻上有大小几乎不变的放电电流,在电阻上形成负电压,所以有图3-14所示的输入输出波形。

三、积分电路

电路如教材105页图3-15(a),电路的时间常数远大于输入脉冲的宽度,即τ>>t W。

原理:同阻容耦合电路,但现在输出是取自电容两端的电压。当输入为高电平时,大小几乎不变的充电电流使电容两端的电压几乎成线性的增加,当输入为低电平时,大小几乎不变的放电电流使电容两端的电压几乎成线性的减小(要增加电容两端电压的变化速度,可减小时间常数)。所以有图3-15所示的输入输出波形。

根据波形,电路的输出电压类似于是对输入电压的积分,所以该电路称为积分电路(输出是输入的积累)。

由上面的讨论可知,同样的RC电路,因信号的输出端的不同,可以组成微分电路,也可以组成积分电路;因参数选择的不同,可以组成微分电路,也可以组成阻容耦合电路。

§3 RC一阶电路在正弦信号激励下的响应

从前面的介绍可知,电容的容抗为1/(ωC),是频率的函数,对不同频率的正弦信号呈现出不同的容抗。利用这种特性可以组成各种不同形式的滤波器。所谓滤波器就是能够让指定频段的信号(正弦信号)顺利通过,而将其他频段的信号衰减掉的电路。

一、RC低通滤波器

电路如教材106页图3-16。原理:当频率很高时,容抗趋于0,输出几乎短路,所以频率较高的正弦信号不能通过该电路。相反,频率很低时,容抗趋于无穷大,输出就等于输入,即能通过低频正弦信号。

电压放大倍数、幅频特性、相频特性、波特图、截止频率、分贝(dB)等。

波特图中电压放大倍数(增益)的单位为分贝(dB)。0dB相当放大倍数为1,20dB相当于放大倍数为10,40dB相当于放大倍数是100,-20dB相当于放大倍数是1/10(即衰减为10分之一),-40dB相当于放大倍数是1/100(即衰减为100分之一)。

截止频率为1/(2πRC)。低通滤波器的增益随频率的增大而下降,当低通滤波器的增益下降了3dB时所对应的频率即为低通滤波器的截止频率。

幅频特性:

当频率远小于截止频率时,为0dB。

当频率等于截止频率时,为-3dB。

当频率远大于截止频率时,为每增加10倍频程,放大倍数下降20dB。

真实的波特图(曲线形式)和近似画法的波特图(折线形式)。

相频特性:教材中给出的是近似画法的。

频率为截止频率时,输出落后于输入45度(arctg1=45度)。

频率为0.1倍的截止频率时,输出几乎还与输入同相(实际已有落后,但还比较小)。

频率为10倍的截止频率时,输出几乎落后于输入90度(实际还不到90度,但已比较接近)。

随着频率增加,输出最多落后输入90度。

二、RC高通滤波器

电路如教材108页图3-18。原理:频率很低时,容抗很大,趋于开路(极端情况为直流输入,这时电容容抗无穷大,相当于开路),电阻上没有电流,所以输出为0。频率很高时,容抗很小,趋于短路,输出就等于输入。

截止频率的公式与低通滤波器相同。

幅频特性和相频特性的分析方法与低通滤波器类似。

注意,教材中的相频特性3-30式有误,应该为

φ=π/2-arctan(?/?p)

同样的RC电路,在不同的场合所起的作用完全不一样。在脉冲信号的作用下,RC电路起微分电路、积分电路或阻容耦合电路的作用;在正弦信号的作用下,RC电路可以组成高通电路和低通电路。利用RC电路的相频特性还可以组成移相电路(教材没介绍)。

电工电子实验指导书

电工电子技术实验指导书 实验一日光灯电路及功率因数的改善 一、实验目的 1、验证交流电路的基尔霍夫定律。 ⒉了解日光灯电路的工作原理。 ⒊了解提高功率因数的意义和方法。 二、实验仪器及设备 ⒈数字万用表一块 ⒉交流电流表一块 ⒊ZH-12电学实验台 ⒋日光灯管、镇流器、电容器、起辉器各一个 三、实验原理 ⒈日光灯工作原理: 日光灯电路由灯管、启动器和镇流器组成,如图5-1所示。 ①日光灯:灯管是内壁涂有荧光物质的细长玻璃管,管的两端装有灯丝电极,灯丝上涂有受热后易发射电子的氧化物,管内充有稀薄的惰性气体和少量的水银蒸汽。它的起辉电压是400~500V,起辉后管压降只有80V左右。因此,日光灯不能直接接在220V电源上使用。 图5-1 日光灯的原理电路

②启辉器:相当于一个自动开关,是由一个充有氖气的辉光管和一个小容量的电容器组成。辉光管的两个金属电极离得相当近,当接通电源时,由于日光灯没有点亮,电源电压全部加在启动器辉光管的两个电极之间,使辉光管放电,放电产生的热量使到“U”形电极受热趋于伸直,两电极接触,这时日光灯的灯丝通过电极与镇流器及电源构成一个回路。灯丝因有电流通过而发热,从而使氧化物发射电子。同时,辉光管两个电极接通时,电极间的电压为零,辉光放电停止,倒“U”形双金属片因温度下降而复原,两电极分开,回路中的电流突然被切断,于是在镇流器两端产生一个瞬间高压。这个高感应电压连同电源电压一起加在灯管的两端,使热灯丝之间产生弧光放电并辐射出紫外线,管内壁的荧光粉因受紫外线激发而发出可见光。 小电容用来防止启燃过程中产生的杂散电波对附近无线电设备的干扰。 ③镇流器:它的作用一是在灯管起燃瞬间产生一高电压,帮助灯管起燃 ;二是在正常工作时,限制电路中的电流。 ⒉提高功率因数的意义和方法 在电力系统中,当负载的有功功率一定,电源电压一定时,功率因数越小,线路中的电流就越大,使线路压降、功率损耗增大,从而降低了电能传输效率,也使电源设备得不到充分利用。因此,提高功率因数具有重大的经济意义。 在用户中,一般感性负载很多。如电动机、变压器、电风扇、洗衣机等,都是感性负载其功率因数较低。提高功率因数的方法是在负载两端并联电容器。让电容器产生的无功功率来补偿感性负载消耗的无功功率以减少线路总的无功功率来达到提高功率因数的目的。四、实验内容及步骤 ⒈了解日光灯的各部件及其工作原理 ⒉按图5-2接好线路,电容器先不要接入电路。

电工学2复习资料整理版资料

电工学(2)复习资料 2015.5.14 考试题型: 一、单项选择题(每题2分,30题,共60分) 二、多项选择题(每题4分,5题,共20分) 三、判断题(每题2分,10题,共20分) 考试时间: 60分钟 考试形式: 网络考,闭卷 一、单选题 题目首字首字母为B 1、半导体材料有(B)种。 A、1 B、2 C、3 2、半导体导电能力(B)导体。 A、大于 B、小于 C、等于 3、半导体三极管按照结构不同可分为(A)两种类型。 A、NPN和PNP B、NPP和PNN C、PPN和NNP 4、编码器属于( B)逻辑电路。 A、时序 B、组合 C、触发器 5、半波整流电容滤波电路输出电压的平均值U0=( B )。 A、0.9U2 B、U2 C、1.2 U2 题目首字首字母为C 6、触发器按逻辑功能分为( C)类。 A、3 B、4 C、5 7、触发器属于( A)逻辑电路。 A、时序 B、计数器 C、组合 8、测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是15.5v、6v、6.7v,则15.5v对应的是 (A)。 A、集电极 B、基极 C、发射极 9、测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是15.5v、6v、6.7v,则6v对应的是(C)。 A、集电极 B、基极 C、发射极 10、测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是15.5v、6v、6.7v,则6.7v对应的是 (B)。 A、集电极 B、基极 C、发射极 11、测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是15.5v、6v、6.7v,则该三极管类型是 (A)。 A、NPN型硅管 B、NPN型锗管 C、PNP型锗管 12、测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是-0.7v、-1v、-6v,则-0.7v对应的是 (C)。

2017电大电工电子技术复习资料

2017电大电工电子技术复习资料

2439电工电子技术-0002 试卷总分:100 答题时间:60分钟 客观题 单项选择题(共8题,共40分) 1. 题图所示电路为三个二端网络,其中可以相互等效变换。 (a)(b) (c) A (a)和(b) B (b)和(c)

C (a)和(c) 参考答案:C;考生答案:B;试题分数:5;考生得分:0 2. 题图所示电路中,电源电压不变,而频率升高,各灯泡的亮度变化是。 A 灯泡A变亮 B 灯泡B变亮 C 纯电感电路 参考答案:B;考生答案:A;试题分数:5;考生得分:0 3. 变压器初级绕组的等效阻抗等于变压比的乘以负载阻抗值。 A 一次方 B 二次方 C 三次方 参考答案:B;考生答案:B;试题分数:5;考生得分:5 4. 利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的控制电器是。 A 接触器 B 继电器 C 行程开关 参考答案:C;考生答案:A;试题分数:5;考生得分:0 5. 单相桥式整流电路输出的脉动电压平均值U O(AV)与输入交流电压的有效值U2之比近似为。 A 0.9 B 1 C 1.2 参考答案:A;考生答案:B;试题分数:5;考生得分:0 6. 连接三端集成稳压器基本应用电路时,输入、输出和公共端与地之间一般接。 A 电阻

B 电感 C 电容 参考答案:C;考生答案:C;试题分数:5;考生得分:5 7. 比较下列数值,最小数是。 A (157)16 B (316)8 C (10110011)2 参考答案:C;考生答案:C;试题分数:5;考生得分:5 8. 下列数字电路中,不属于时序逻辑电路。 A 译码器 B 寄存器 C 555定时器 参考答案:A;考生答案:A;试题分数:5;考生得分:5 判断题(共6题,共30分) 1. 电路中电流的实际方向是电位降低的方向,但不能据此来判别电流源或电压源上电流或电压的关联性。 T √ F × 参考答案:F;考生答案:T;试题分数:5;考生得分:0 2. 由于正弦量与相量存在对应关系,所以相量等于正弦量。 T √

实验讲义电工电子学(三)

实验一直流电路 一、实验目的 1.验证叠加原理和戴维南定理的内容,加深理解其内涵。 2.学习使用稳压电源。 3.掌握用数字万用表测量直流电量的方法。 二、相关知识 叠加原理是线性电路中的普遍性原理,它是指当有几个电源同时作用于线性电路时,电路中所产生的电压和电流等于这些电源分别单独作用时在该处所产生的电压和电流的代数和。在分析一个复杂的线性网络时,可以利用叠加原理分别考虑各个电源的影响,从而使问题简化,本实验通过测量各电源的作用来验证该原理。 戴维南定理是指在线性电路中,任何一个有源二端网络总可以看做一个等效电源,等效电源的电动势就等于该网络的开路电压U O,等效电源的内阻R O等于该网络中所有电源置零(电压源短路,电流源开路)后所得无源网络的等效电阻。如图1—1所示有源二端网络图(a)可以由图(b)等效代替。利用戴维南定理可以把复杂电路化简为简单电路,从而使计算简化。 (a)(b) 图1—1 有源二端网络及其等效电路 有源二端网络等效内阻R O的三种测量方法: 1.开路短路法。若图(a)的AB端允许短路,可以测量其短路电流I S,再测AB端的开路电压U O,则等效电阻R O=U O/I S。 2.外特性法。在AB之间接一负载电阻R L如图(a)所示,测绘有源二端网

络的外特性曲线U= f(I),该曲线与坐标轴的交点为U O和I S,则R O=U O/I S。 3.直接测量法。使有源二端网络中的电源置零(电压源短路,电流源开路),用万用表电阻挡直接测量AB端的阻值R O。 三、预习要求 1.复习教材中有关叠加定理和戴维南定理的内容,掌握其基本要点,注意其使用条件。 2.阅读实验指导中有关仪器的使用方法: 3.预习本次实验内容,作好准备工作。 (1)熟悉实验线路和实验步骤。 (2)对数据表格进行简单的计算。 (3)确定仪表量程。 四、实验线路原理图 图1—2 叠加定理实验线路图 图1—3 戴维南定理实验原理图图1—4 戴维南等效电路 五、实验设备

电工电子技术2_期末考试复习资料

一、选择题。 1、由555集成定时器构成的多谐振荡器的功能是( )。 (a )输出一定频率的矩形波 (b )将变化缓慢的信号变为矩形波 (c )输出一定频率的正弦波 2、自激正弦振荡器是用来产生一定频率和幅度的正弦信号的装置,此装置之所 以能输出信号是因为( )。 (a )有外加输入信号 (b )满足了自激振荡条件 (c )先施加输入信号激励振荡起来,后去掉输入信号 3、整流电路中,设整流电流平均值为I o ,则流过每只二极管的电流平均值I D =I o 的电路是( )。 (a )单相桥式整流电路 (b )单相半波整流电路 (c )单相全波整流电路 4、在二极管桥式整流电容滤波电路中,若有一个二极管接反,将造成( )。 (a )半波整流 (b )短路、损坏元件 (c )断路、不能工作 5、时序逻辑电路与组合逻辑电路的主要区别是( )。 (a )时序电路只能计数,而组合电路只能寄存 (b )时序电路没有记忆功能,组合电路则有 (c )时序电路具有记忆功能,组合电路则没有 6、振荡器之所以能获得单一频率的正弦波输出电压,是依靠了振荡器中的 ( )。 (a )选频环节 (b )正反馈环节 (c )基本放大电路环节 7、N 型半导体的多数载流子是电子,因此它应( )。 (a )带负电 (b )带正电 (c )不带电 8、仅具有置“0”和置“1”功能的触发器是( )。 (a )基本RS 触发器 (b )可控RS 触发器 (c )D 触发器 (d )JK 触发 器 9、已知逻辑状态表如下,则输出Y 的逻辑式为( )。 (a )BC A Y += (b )BC A Y += (c )C B A Y += 10(a )集电极 (b )发射极 (c )基极 11、一个正弦波振荡器的开环电压放大倍数为A u ,反馈系数为F ,能够稳定振荡 的幅值条件是( )。 (a )1u >F A (b )1u

电工电子技术实验指导书新100518

《电工电子》实验指导书 海南经贸职业技术学院 二○一○年三月十二日

实验一 万用表的使用 ——直流电压、直流电流和电阻的测量 一、实验目的 1.学会对万用表转换开关的使用和标度尺的读法,了解万用表的内部结构; 2.学会较熟练地使用万用表正确测量直流电和直流电流; 3.学会较熟练地使用万用表正确测量电阻。 二、实验器材 1.万用表 一块 2.面包板 一块 3.恒压电压源 一台 4.导线 若干根 5.电阻 若干只 三、实验内容及步骤 图1-1 1.电阻的测量 (1)未接成电路前分别测量图1-1电路的各个电阻的电阻值,将数据记录在表1;再按图1-1所示连成电路,并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中,注意带上单位。 表1-1电阻测量 2.直流电流、电压的测量 开启实训台电源总开关,开启直流电源单元开关,调节电压旋钮,对取得的直流电源进行测量,测量后将数据填入表1-2中。 2 U S 2

万用表:主要用来测量交流直流电压、电流、直流电阻及晶体管电流放大位数等。现在常见的主要有数字式万用表和机械式万用表两种。 (1)数字式万用表 在万用表上会见到转换旋钮,旋钮所指的是次量的档位: V~:表示的是测交流电压的档位 V- :表示的是测直流电压档位 MA :表示的是测直流电压的档位 Ω(R):表示的是测量电阻的档位 HFE :表示的是测量晶体管电流放大位数 万用表的红笔表示接外电路正极,黑笔表示接外电路负极。优点:防磁、读数方便、准确(数字显示)。 (2)机械式万用表 机械式万用表的外观和数字表有一定的区别, 但它们俩的转挡旋钮是差不多的,档位也基本相同。在机械表上会见到有一个表盘,表盘上有八条刻度尺: 标有“Ω”标记的是测电阻时用的刻度尺 标有“~”标记的是测交直流电压.直流电流时用的度尺刻 标有“HFE”标记的是测三极管时用的刻度尺 标有“LI”标记的是测量负载的电流.电压的刻度尺 标有“DB”标记的是测量电平的刻度尺 (3)万用表的使用 数字式万用表:测量前先打到测量的档位,要注意的是档位上所标的是量程,即最大值; 机械式万用表:测量电流、电压的方法与数学式相同,但测电阻时,读数要乘以档位上的数值才是测量值。例如:现在打的档位是“×100”读数是200,测量传题是 200×100=20000Ω=20K,表盘上“Ω”尺是从左到右,从大到小,而其它的是从左到右,从小到大。 (4)注意事项 调“零点”(机械表才有),在使用表前,先要看指针是指在左端“零位”上,如果不是,则应小改锥慢慢旋表壳中央的“起点零位”校正螺丝,使指针指在零位上。 万用表使用时应水平放置(机械才有),测试前要确定测量内容,将量程转换旋钮旋到所示测量的相应档位上,以免烧毁表头,如果不知道被测物理量的大小,要先从大量程开始试测。表笔要正确的插在相应的插口中,测试过程中,不要任意旋转档位变换旋钮,使用完毕后,一定要将不用表档位变换旋钮调到交流电压的最大量程档位上。测直流电压电流时,要注意电压的正、负极、电流的流向,与表笔相接 (时)正确,千万不能用电流档测电压。在不明白的情况下测交流电压时,再好先是从大的挡位测起,以防万一。

电工学复习总结资料

第一章矿山供电系统 1、矿山供电——矿山所需电能的供应和分配问题。 任务?为什么要用电能作为主要动力?) 2、电力系统——电能由各种形式的发电厂产生,经过输送、变换和分配,到达分散的电能用户,这些生产——变换——传输——分配——消费的环节,组成的一个有机整体,叫做电力系统 4)、变、配电所:变电所是汇集电能、变换电压、分配电能的中间环节,它由各种电力变压器和配电设备组成。不含电力变压器的变电所称为配电所。(作用、区别、分类) 5)、电力网:是指将输电线路,变、配电所和电力用户联起来的这一整体。是电力系统的重要组成部分,担负着输送、变换和分配电能的任务 2)、设备的额定电压:能使供电、用电设备正常运行并获得最佳经济效果的电压。 3)电力负荷:是指设备或线路正常运行时消耗和损耗的功率之和。是供电系统规化、设计、设备选型以及发电、输电、变电布局的主要依据。 2)、电力负荷的分级:⑴一级负荷:当中断供电时,将造成人身伤亡者,或在政治、经济上造成重大损失者,为一级负荷。⑵二级负荷:当中断供电时,将在政治、经济上造成较大损失者,为二级负荷。⑶三级负荷:除一、二级负荷外,均为三级负荷。 3)、对电力负荷的供电要求:⑴一级:双电源双回路;⑵二级:双回路或专用,⑶三级:无要求。 4)一、对供电系统的基本要求;安全性,可靠性,优质性,经济性 5)所谓基本路径是指电能从发电机到电动机(用户)所经过的最少环节和最少设备 19)电系统结线:指由各种电气设备及其联结线根据一定的方法所构成的供电线路,其功能是汇集和分配电能。 7)母线:又称汇流排,是电路中的一个节点,是解决一个电源与多个负荷之间供电矛盾的好办法

电工学电子技术实验讲义

电工与电子技术实验讲义

实验一 晶体管共射极单管放大电路 一、实验目的 (1)熟悉电子电路实验中常用的示波器、函数信号发生器的主要技术指标、性能及使用方法。 (2)掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 (3)学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 (4)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻* 、输出电阻* 的测试方法。 二、实验原理 图2-1为电阻分压式工作点稳定的共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R F 和R E ,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号i u 后,在放大器的输出端便可得到一个与i u 相位相反、幅值被放大了的输出信号0u ,从而实现了电压放大。 图2-1 共射极单管放大器实验电路 在图2-1电路中,当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管V 的基极电流IB 时(一般5-10倍), 则其静态工作点可用下式估算 )(E F C C CC CE F E BE B E R R R I U U R R U U I ++-=+-= 电压放大倍数 //(1)C L u be F R R A r R β β=-++ 输入电阻 be B B i r R R R ////21= 输出电阻 C R R ≈0 由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。 在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据;在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质的放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

电工学下复习资料

电工学(下)复习资料 第十四章.半导体器件 1.半导体的导电特性:1.掺杂性(往纯净的半导体内参入某些杂质,导电能力明显改变) 2.热敏性(当环境温度增高时,导电能力显着增强) 3.光敏性(当受到光照时,导电能力显着增强) 2.导电机理:在共价键结构中的电子在获得一定能量(温度升高或受光照)后,即可挣脱原子核的束缚(电子受到激发),成为自由电子;在电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键留下一个空位称为空穴,在外电场作用下,有空穴的原子可以吸引相邻原子的价电子,填补空穴,不断形成递补。因此,当半导体两端加上外电压时会出现两部分电流:一是自由电子作定向运动所形成的电子电流;二是仍被原子核束缚的价电子递补空穴所形成的空穴电流。 自由电子和空穴都称为载流子单向导电性:P 正N 负正偏导通,P 为阳极,N 为阴极 3.PN 结:在P 型半导体和N 型半导体的交界面形成一个特殊的薄层。 4.死区电压:当正向电压超过一定数值后电流增长很快,这个一定数值的正向电压称为死区电压或开启电压; 5.共阴极接法阳极电位低的优先导通;共阳极接法阴极电位低的优先导通 6.稳压二极管:工作于反向击穿区,在电路中与适当数值的电阻配合后起稳定电压的作用 7.晶体管正常放大条件:外部条件:发射结正偏,集电结反偏;内部条件:发射区掺杂浓度最高,基区最薄,掺杂浓度低,集电区面积最大 8.晶体管主要参数:电流放大系数:b c I I β=;集射极反向截止电流:B B C E I 1I I I )β(+= += 选择:三个级的电位分别为9v ,2.5v ,3.2v ,试判断这三个级分别为() 解法:先确定b 与e ,它两相差较近,其次按NPN 的是Vc>Vb>Ve 。PNP 型是Ve>Vb>Vc 。即可确定ebc 。 第十五章.基本放大电路 1.用直流通路确定静态值:B CC B R U I =;B C I I β=;C C CC CE I R -U U = 2.用图解法确定静态值:C C CC CE I R -U U = 3.放大电路的动态分析:1.微变等效电路法;2.图解法。 公式:r be=200+(β+1)26/I E ;r i=r be ;A u =—β(R ′L/r be ) 4.射极输出器主要特点:电压放大倍数接近1;输入电阻高;输出电阻低

电工电子技术实验指导书(第二版

电工电子技术实验指导书 (第二版) 江淼编 江苏科技大学南徐学院 2012.1

前言 实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力和创新精神具有特殊的作用。电工电子技术实验是电工课程重要的实践性教学环节。其目的一方面是帮助学生理论联系实际,巩固和加深对所学基本理论的理解,提高学生分析问题和解决问题的能力;另一方面使学生得到电工和电子实践技能的基本训练,树立工程实践观点和严谨的科学作风。 学生在每次实验前,必须认真学习,明确实验目的,理解实验原理,掌握实验步骤,了解实验所需的设备和仪器、仪表的规格、使用条件和使用方法。 实验过程中,必须严格遵守实验室的各项规章制度和安全操作规程,认真进行实践操作,严格遵守“先接线后通电,先断电后拆线”的操作程序,重视人身和设备的安全,服从教师的指导。 实验结束时,需将实验数据经指导教师检查后,方可拆除电路,并在做好仪器设备的整理和环境清洁工作后,方可离开。 实验结束后,要认真整理分析实验数据,写出数据真实、条理清楚、内容完整的实验报告。 实验报告格式如下: (1)实验目的 (2)实验原理:包括实验原理和相关公式。 (3)实验任务:列出具体实验内容与要求,画出实验电路图,拟定主要步骤和数据记录表格。 (4)实验仪器与设备:列出实验所需用的仪器与设备的名称,型号,规格和数量等(5)注意事项:实验中应注意哪些问题。 (6)实验结论与分析:根据实验数据分析实验现象,对产生的误差,分析其原因,得出结论。将原始数据或经过计算的数据整理为数据表,曲线或相量图应在方 格纸上绘制。对实验中出现的问题进行讨论,得出结论。 (7)回答“任务书”中提出的问题或思考题。 其中(1)~(3)和(7)的部分内容在预习阶段完成。实验报告应在规定时间准时交给指导老师,否则不能进行下次实验。

电工学实验教材

《电工学实验指导书》 康小麓盛智勇 北方工业大学 2011年9月

目录 实验课纪律 (2) 实验预习报告要求 (3) 实验一迭加定理和戴维南定理 (5) 实验二串联电路的谐振 (9) 实验三一阶电路的过渡过程 (12) 实验四常用仪器仪表的使用 (16) 实验五运算放大器线性应用设计 (20) 实验六基本组合逻辑门电路及应用设计 (23) 实验七数字组合逻辑与时序电路 (25)

实验课纪律 1. 实验课必须严肃认真,不得无故缺席、迟到,不得做与 实验无关的事,不得喧哗、打闹。 2. 每一人为一实验小组,到指定实验台进行实验。不得擅 自取用、操作其余与本次实验无关的仪器设备。 3. 严格按安全操作规程操作,强电实验,严禁带电触摸带 电体。同组人员互相配合,通电时要提醒在场人员,防止触电事故。 4. 实验过程中出现异常情况,首先迅速切断电源,保护现 场,及时汇报。 5. 要认真听讲,有问题及时请教指导老师。正确使用仪器 仪表,接线后要先自行检查,经教师检查后方可通电实验。认真记录实验现象、数据。 6. 实验结束后,先请指导教师检查实验结果,再拆线,整 理现场,经教师批准才可离开。 7. 严重违反纪律、不听劝阻者,取消实验资格,因违反纪 律而造成事故或损失的,要追究责任。 电工学实验室

实验预习报告要求 实验前必须认真阅读实验讲义,理解实验内容,写出实验预习报告。实验完成后写出实验报告,报告书写要清楚,字迹要端正,电路图中所画的元件、符号要符合国家标准,元件参数应符合系列化标准,曲线要画工整。 预习报告内容: ①实验名称 ②实验目的 ③实验电路及使用设备 ④实验注意事项 ⑤实验讲义中“理论值”的计算结果。 实验报告内容: 1. 在预习报告的基础上,认真整理和处理测试数据,列出表格或画出曲线,并回答讲义中的思考题。 2. 对测试结果进行理论分析,找出误差原因及改进措施。 3. 对本次实验的心得体会和意见,以及改进实验的建议。 4. 实验过程中遇到哪些故障或问题,进行故障分析,说明排除故障的过程和方法。

电工学试题讲义

电工学试题 一简答题 1 变压器的作用 答案:电压变换、电流变换、阻抗变换 难易程度:A级 做题时间2分 2 三相异步电动机的调速方法 答案:变频调速、改变极对数调速、绕线式异步机转子回路串电阻调速 难易程度:A级 做题时间2分 3 电路中产生暂态过程的原因 答案:电路中发生换路、电路中具有储能元件 难易程度:A级 做题时间2分 4 串联谐振 答案:在R、L、C串联电路中,当X L=X C时,则电路中电压与电流同相,此时电路阻抗最小,电流最大 难易程度:A级 做题时间2分 5三相异步电动机的起动性能 答案:起动电流大、起动时转矩小、起动时功率因数低 难易程度:B级 做题时间2分 6热继电器对三相异步电动机的保护作用是 答案:过载保护、断相保护 难易程度:A级 做题时间2分 7 为防止因电气设备内部绝缘损坏或受潮引起漏电及外壳带电所造成的触电事故,常采用哪几种保护方法 答案:接地保护;接零保护;漏电保护开关 难易程度:A级 做题时间3分 8列出直流电动机的各种励磁方式 答案:他励式、并励式、串励式、复励式、永磁式 难易程度:B级 做题时间4分 9 三相鼠笼式异步电动机的降压起动方法有哪几种 答案:Y—△;自耦变压器;定子绕组串电阻 难易程度:B级 做题时间3分 10 晶闸管由导通变为关断的条件 答案:阳极加反向电压;阳极电流小于晶闸管的维持电流 难易程度:A级

做题时间2分 11.对伺服电动机控制性能的要求: 答案:①反应迅速②转速与控制电压成正比③在任何转速条件下,电机都能稳定运行④改变控制电压的极性能使电机反转 难易程度:B级 做题时间5分 12 绕线式异步电动机的转子电路中串联适当电阻以后,可以使电机性能有哪方面变化 答案:减少起动电流;提高起起时的功率因数;提高起动转矩;降低稳定运转转速 难易程度:B级 做题时间2分 13.什么是叠加原理? 答案:对于线性电路,任何一条支路中的电流,都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别作用时,在此支路中所产生的电流的代数和。则就是叠加原理。 难易程度:A级 做题时间2分 14.何谓正弦交流电路? 答:是指含有正弦电源(激励)而且电路各部分所产生的电压和电流(响应)均按正弦规律变化的电路。 难易程度:A级 做题时间2分 15 何谓二极管的最大整流电流 答案指二极管长时间使用时,允许流过二极管的最大正向平均电流。 难易程度:B级 做题时间2分 16 串联反馈? 答:如果反馈信号与输入信号串联,反馈电路的输出端与放大电路的输入端串联,这就是串联反馈。 难易程度:B级 做题时间2分 17.滤波器的作用? 答案减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。 难易程度:A级 做题时间2分 18 模拟电路和数字电路的区别? 答案模拟电路的电信号是随时间连续变化的模拟信号;数字电路的电信号是不连续变化的脉冲信号。 难易程度:A级 做题时间2分 19:寄存器的作用? 答案寄存器是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。 难易程度:A级 做题时间2分 二选择题

《电工电子学》实验指导书(2015年修订版)

《电工电子学》实验指导书 信息学院实验中心 2015年8月

目录 《电工电子学》实验指导书.................................................................................................................... - 0 -实验一电路基本定律............................................................................................................................ - 2 -实验二三相交流电路............................................................................................................................ - 6 -实验三三相异步电动机的控制.......................................................................................................... - 9 -实验四共射极单管放大电路.............................................................................................................. - 12 -实验五集成运算放大器...................................................................................................................... - 16 -实验六组合逻辑电路设计.................................................................................................................. - 19 -实验七时序逻辑电路的设计与应用.................................................................................................. - 21 -实验八综合设计实验........................................................................................................................ - 24 -附录常用集成芯片内部结构及管脚图 ............................................................................................ - 25 -

电工学基础知识点

电工基础知识点 1. 电路的状态:通路;断路;短路。 2. 电流:电荷的定向移动形成电流。习惯上规定:正电荷定向移动的方向是电流的正方向, 实际的电流方向与规定的相反。 公式:q I t = (,,A C s ) 36110,110mA A uA A --== 直流电:电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。 交流电:大小和方向都随时间做周期性变化,并且在一个周期内平均值为零的电流。 3. 电阻:表示物体对自由电子定向移动的阻碍作用的物理量。 公式:l R S ρ= (2,,,m m m ΩΩ*) 导体的电阻是由本身决定的,由它本身的电阻率和尺寸大小决定,还与温度有关。对温度而言,存在正温度系数和负温度系数变化。 4. 部分电路的欧姆定律:导体中的电流与两端的电压成正比,与它的电阻成反比。 公式:U I U RI R ==或(导体的电阻是恒定的,变化的是电流和电压) 5. 电阻的福安特性曲线:如果以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U-I 关系曲 线。 电阻元件的福安特性曲线是过原点的直线时,叫做线性电阻。如果不是直线,则叫做非线性电阻。(图:P8) 6. 电能:W UIt = (,,,J V A s ) 实际中常以110001kW h W h *=*,简称度。 7. 电功率:在一段时间内,电路产生或消耗的电能与时间的比值,用P 表示。 公式:2 2W U I R t R P =P =或=UI=(适用于纯电阻电路) 可见,一段电路上的电功率,跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。用电器上通常标明它的电功率和电压,叫做用电器的额定功率和额定电压。 8. 焦耳定律(电流热效应的规律):电流通过导体产生的热量,跟电流的平方,导体的电 阻和通电的时间成正比。 公式:2 Q RI t = (,,,J A s Ω) 阅读P12,13页的‘阅读与应用’的三和四 9. 电动势:表征电源做工能力的物理量,用E 表示。电源的电动势等于电源没有接入电路 时两极间的电压。它是一个标量,但规定自负极通过电源内部到正极的方向为电动势的方向。 10. 闭合电路的欧姆定律:闭合电路内的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电 阻成反比。

《电工电子学》实验指导书

《电工电子学》实验指导书 机电学院实验中心 2011年9月

目录 实验一电路基本定律.......................................................................................................................... - 2 -实验二RC一阶电路响应测试............................................................................................................ - 6 -实验三三相交流电路.......................................................................................................................... - 9 -实验四三相异步电动机的控制........................................................................................................ - 12 -实验五共射极单管放大电路............................................................................................................ - 15 -实验六集成运算放大器.................................................................................................................... - 19 -实验七门电路与触发器.................................................................................................................... - 22 -实验八集成计数器与寄存器的应用................................................................................................ - 25 -实验九555定时器及其应用............................................................................................................. - 29 -实验十直流稳压电源综合实验........................................................................................................ - 31 -

(完整word版)电工学上册复习资料及答案

电工学(上)复习资料 一、选择题。 1、关于电源,负载和功率的说法中,正确的是( D ) A.电源一定吸收功率 B.电源一定发出功率 C.负载一定吸收功率 D.电源和负载都可以吸收功率 2、电容C的单位( A ) A.法拉 B.亨利 C.欧姆 D.瓦特 3、某电阻元件的额定数据1kΩ,2.5w,正常使用时元件允许通过的最大的电流是( A ) A.50mA B.2.5mA C.250mA D.5A 4、一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P,把它改为就接在正弦交流电流上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值是( C ) A.7.07V B.5V C.10V D.15V 5、应用叠加定理时,当电压源单独作用时,代替其他电流源用( A ) A开路 B短路 C电阻 D导线 6、正弦量的幅值是指( B ) A峰值 B最大值 C有效值 D平均值 7、电器名牌上标注的功率均是( A ) A有功功率 B无功功率 C视在功率 D瞬间功率 8、在实验室中的交流电压表和电流表,其读值是交流电的( B ) A最大值 B有效值 C瞬间值 9、为保证三相电路正常工作,防止事故发生,在三相四线制中,规定不允许安装熔断器或开关的位置是( B ) A端线 B中线 C端点 D中点 10、一个交流RC串联电路,已知U R=3V,U C=4V,则总电压=( C ) A.7 B.1 C.5 D.4 11、交流电路中在相位上,电感上的电压U L( A )电感中的电流i L A超前90° B滞后90° C保持不变 12、变压器的电压比为3:1,若一次输入6V的交流电压,则二次电压为( C ) A.18V B.6V C.2V D,0V 13、在三相异步电动机的继电接触器控制电路中,起短路保护的电器是( C ) A热继电器 B交流接触器 C熔断器 D交流互感器 14、变压器的变比与一次侧、二次侧的( D ) A电压成反比 B电流成正比 C匝数成反比 D电压成正比 15、接触器电器的电器符号式。( C ) A.SB B.KT C.KM D.FR 二、填空题 1、交流电的三要素是频率、幅值和初相位 2、表示交流电变换快慢的三个物理量分别是频率、周期和角速度 3、正弦交流电中的三种电功率是有功功率、无功功率和视在功率 4、分析正弦交流电路常用的三种三角形是功率三角形、阻抗三角形和电压三角形 5、有一个电感L为0.08亨的纯电感线圈,通过频率50Hz的交流电,其感抗X L= 8πΩ,如果通过 的频率为10000Hz,其感抗X L= 1600πΩ。 6、正弦交流电中,负载的三种电路性质分别是同相性、超前性和滞后性 7、三相四线制电路能够输送的两种电压是 380V 电压和 220V 电压 8、三相交流电源有两种连接方式,即星形形连接和三角形形连接 9、正弦量的频率f=50Hz,则其周期T= 0.02 s ,角频率w= 100π rad/s

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。

《电工电子术》复习资料专升本

理想二极管的反向电阻为( B )。 A 零 B 无穷大 C 约几百千欧 D 以上都不对 题1图所示电路中D 为参考点,当开关S 打开时B 点的电位是( B ) A.0 B.4V C.6V D.10V 题2图所示为某电路中的一条含源支路,已知E =20V ,I =2A ,R =10Ω,则电压U BA = ( A ) A.-50V B.-10V C.10V D.50V 电路如题3图所示,已知 ,4,3,10sin 103mH L R tV u =Ω==电流i 等于( A ) A.A t )1.5310sin(23?- B.A t )1.5310sin(23?+ C.A t )1.5310sin(223?- D.A t )1.5310sin(223?+ 电路如题4图所示,设各电流表内阻为零。若电流表A 的读数为3A,电流表A 1的读数为1A ,则电流表A 2的读数是( D ) A.2A B.22 A C.3A D.10A 在电感性负载两端并联一定值的电容,以提高功率因素,下列说法正确的是( D )。 (A)减少负载的工作电流 (B) 减少负载的有功功率 (C)减少负载的无功功率 (D) 减少线路的功率损耗 当三相交流发电机的三个绕组连接成星形时,若线电压 V t u BC )180sin(2380-=ω,则相电压=C u ( D )。

(a)V t )30sin(2220-ω (b) V t )30sin(2380-ω (c) V t )120sin(2380+ω (d ) 2202sin(30)t ω+o 两个完全相同的交流铁心线圈,分别工作在电压相同而频率不同(f1>f2)的两电源下,此时线圈的磁通Φ1和Φ2 关系是( B )。 (a)Φ1 >Φ2 (b)Φ1<Φ2 (c)Φ1=Φ2 某三相异步电动机的电源频率为50Hz,额定转速为1455r/min ,相对应的转差率为( A ) A.0.004 B.0.03 C.0.18 D.0.52 一负载电阻为RL ,经变压器接到内阻R0=800Ω的电源上,变压器原、副绕组的额定电流为2A /20A ,若使从变压器原绕组看进去的等效负载电阻RL ′=R0时,则RL 等于( B ) (a) 0.8Ω (b) 8Ω (c) 80Ω (d) 800Ω 电动机的机械特性曲线如题8图所示,则该电动机为(C ) A.他励直流电动机 B. 并励直流电动机 C.串励直流电动机 D.三相异步电动机 3Ωk 的电阻中通过2mA 的电流,试问电阻两端的电压是( D )。 A 、10V B 、6mV C 、1.5V D 、6V 有一额定值为5W 500Ω 的线绕电阻,其额定电流为( D )。 A 、2500 B 、100 C 、1 D 、0.1 一个电热器从220V 的电源取用的功率为1000W ,如将它接到110V 的电源上,则取用的功率为( B )W 。 A 、125 B 、250 C 、500 D 、1000 稳压管起稳压作用,是利用它的( D )。 A 正向特性 B 单向导电性 C 双向导电性 D 反向击穿特性 直流测速发电机输出电压的大小与转速高低成( C ) A.平方关系 B.反比关系 C.正比关系 D.非线性关系 某一负载消耗的有功功率为300W ,消耗的无功功率为400var ,则该负载的视在功率为( c )。 (a)700VA (b)100VA (c)500VA 图右所示电路中P 点电位为( a ) (a)5V (b)4V (c)3V (d)2V 采用差分放大电路是为了( B )

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