五计算莱钢技能鉴定维修电工高级题库

职业技能培训考核试题库系统

电工(维修电工)高级工理论知识合并卷

五、计算题（58）

1.>共射极交流放大器的电路如图Ⅲ-8a)所示，已知三极管VT的β＝40，rbe＝600Ω，特性曲线如图Ⅲ

-8b)

(1)用图解法和计算法求静态工作点Q。

(2)用计算法求电压放大倍数。

(3)当Rc＝0时，求放大器的静态工作点，此时放大器是否具有电压放大作用?

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答案：(1)用图解法：作直流负载线，确定静态工作点：

Ib≈Ec/Rc=12/150=0.08(mA) 因为Ｕce=Ec-IcRc

所以当Ic=0时,Uce=Ec=12(V) Uce=0时,Ic=Ec/Rc=12/2=6(mA)

故直流负载线如图Ⅲ-21所示，并确定静态工作点Q。

计算法：

Ib≈Ec/Rc=12/150=0.08(mA) Ic=βIb=40×0.08=3.2(mA) Uce=Ec-IcRc=12-3.2×2=5.6(V)

(2)Av=-βRc/rbe=-40×2000/600=-133.3 (3)当Rc=0时，Ib≈Ec/Rb=12/150=0.08(mA) Ic=βIb=40×0.08=3.2(mA) Uce=Ec-RcIc=12(V)

当Rc=0时，放大器没有电压放大作用。

2.>如图Ⅲ-10是应用集成运算放大器测量小电流的原理电路，试计算电阻RF1～RF5的阻值。(输出端接有

满量程为5V、500μA的电压表)。

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答案：由于U0=－IFRF，IF=II。所以：U0=－IiRF RF=|U0/Ii|

故：RF1=|U0/Ii1|=5/5=1(kΩ) RF2=|U0/Ii2|-RF1=5/0.5-1=10-1=9 RF3=|U0/Ii3|-RF2－RF1=5/0.1-9-1=40(kΩ) RF4=|U0/Ii4|-RF3－RF2－RF1 =5/(50×10-3)-40-9-1=50(kΩ) RF5=|U0/Ii5|-RF4－RF3－RF2－RF1

=5/(50×10-3)-50-40-9-1=400(kΩ)

3.>用回路电流法求解下图电路中各支路电流。

7Ω ＋ － 11Ω 7Ω ＋ 70V － 6V 答案：解：标出回路电流的参考绕行方向

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I1 7Ω IⅠ ＋ 70V － 7Ω IⅡ I3 I2 11Ω ＋ 6V － 对网孔Ⅰ：14II+7IⅡ=70 ① 对网孔Ⅱ：18IⅡ+7I?=6 ② 由方程式①可得：IⅡ=10－2II ③ 代入②得：II=6A

将II=6A代入③得：IⅡ=－2A

根据支路电流与回路电流的关系可得： I1=II=6A I2=IⅡ=－2A I3=II+IⅡ=6+(-2)=4A

4.>如图所示的电路中，已知R1=4Ω，R2=6Ω，R3=5Ω，US1=15V, US2=10V，用支路电流法求各支路电流。

答案：解：各支路电流的参考方向及绕行方向如图所示。列方程如下：

I1?I2?I3?0I1R1?I3R3?US1I2R2?I3R3?US2

代入数据：

I1?I2?I3?04I1?3I3?156I2?5I3?10

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解得：

I1?1.56(A)I2?0.2(A)I3?1.76(A)

5.>用叠加原理求：I= ?

答案：解：4A电流源单独作用时：

I'?4?

1?2A2

20V电压源单独作用时：

I''??20??1A10?10

根据叠加定理可得电流I：

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I=I′+I″=2+（－1）=1A

6.>试题: 计算放大电路的静态工作点及电压放大倍数 。

答案： UB =EcRb1/(Rb1+Rb2)= 3.38v

UE = UB - UBE =3.38-0.7=2.68V IEQ =UE/RE =2.68/1= 2.68mA ICQ?IEQ= 2.68mA

IBQ =ICQ/?=2.68/50=0.054mA

UCEQ=EC -ICRC - IERE=12-2.68*2.5-2.68*1=2.62V 求电压放大倍数

rbe=300+26(1+ ?)/IE =0.79k RL“= RL// RC =1.25K AV =-? RL“/ rBE =-79

7.>判断下列的三极管处于什么状态。

+12v +12v+12v 1k2k?=50Rb=50k+6v Rb=47k?=40

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(1)IB =(UB- UBE)/Rb =(6-0.7)/50=0.106mA IBS =Ec/(?Rc)=12/(50*1)=0.24mA 因为IB>0, 且小于临界饱和基极电答案：流IBS ,所以三极管处于放大状态。

(2)IB =(UB- UBE)/Rb =(12-0.7)/47=0.24mA IBS =Ec/(?Rc)=12/(40*2) =0.15mA 因为IB>IBs,所以三极管处于饱和状态。

如断开开关K，伏特表会怎样？

8.>电机的励磁绕组与一量程为300伏的伏特计并联，流过线圈的电流为1安，伏特表的内阻为100欧/伏，

K R 200V V K R 200V L

V

答案：开关断开瞬间，IL(0-) =1A，由换路定律，

开关断开后的瞬间，电流IL (0+) = IL (0-) =1A，此电流流经伏特表形成回路，伏特表的端压为UV=-IL(0+)RV =-1*300*100=-30000V.伏特表会损坏.

9.>根据已知条件计算，u=311sin314tV，R=300欧，L=1.65H，试求电路的有功功率，无功功率，

视在功率和功率因数。

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答案：

10.>由试验测得，一通电线圈的电流为5安，功率为400瓦，两端的交流电压为110伏，频率为50赫兹。

求线圈的参数R和L。

答案：

11.>如下图所示电路中： E1= 15v，E2=10v， E3=6v，R1=3欧,R2=2欧,R3=1.8欧,R4=12欧,用戴维南定

理求I.

答案：1）断开R4 ，余下部分是一有源二端网络，求Uab?

I’=(E1-E2)/(R1+R2) =(15-10 ) /(3+2) =1A 所以，Uab =-E3+E2+I’R2=6V

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2 ）将网络内的所有电源短路，得下图的无源二端网络。

a R1 R2 R3 b

其等效阻值为：Rab=R3+R1R2/(R1+R2)=3欧 所以 I=6/15=0.4A

12.>求下图电路中总电流的大小I，画出电源电压和总电流的相量图（图中的电源为100

伏的交流电源）。

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答案：

13.>一台三相异步电动机，已知额定功率为2千瓦，额定转速为2840转/分，过载系数为2，

额定电压为380伏，额定频率为50赫兹，求其固有特性的转矩表达式。

答案：

电动机的额定转矩为

14.>一个三位二进制数码由高位至低位分别送至电路的三个输入端，要求三位数码中有奇数个1时，电

路输出为1，否则为0。试画出逻辑图。

答案：（1）根据提出的逻辑功能要求，列出真值表如下表。

A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 F 0 1 1 0 1 0 0 1 （2）根据真值表列写出函数表达式

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F=ABC?ABC?ABC?ABC =B(AC?AC)?B(AC?AC) 上式中

AC?AC=AC?AC=(A?C)(A?C)=AC?AC

所以 F=B(AC?AC)?B(AC?AC) = A⊕C⊕B (3)画逻辑图

由表达式可画出逻辑图如下图所示，它由两个异或门构成。

A C B =1 =1 F 15.>根据下图所示波形，画出实现其逻辑功能的真值表。

答案：采用正逻辑，高电平为逻辑“1”，低电平为逻辑“0”。根据波形列出真值表下表

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A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 F 0 0 1 1 1 0 0 0 16.>

下面的放大电路中，继电器的线圈作为三极管的负载，其直流电阻为3千欧，动作电流为6毫安，三极管的放大系数?为50，饱和电压UCES=0.3V，问：基极电流多大时，继电器才能吸合？电源电压至少大于多少伏，电路才能正常工作？

V2 Ec KA V1 Ic I b

答案：IB=Ic/?=6/50=0.12mA

即基极电流大0.12mA时继电器才吸合。 电源电压 Ec>=IcRc+UCES =18.3V时继电器才吸和。

17.>某一表头的量程Ig=100微安，内阻Rg=1000欧，如要改装成量程为1毫安，10毫安，100毫安的毫安

表，计算三个阻值。

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Rg=1k欧100微安R3I31mAR1R2I0I1100mA10mAI2

答案： R1=1.11欧

R2= 10欧 R3=100欧

18.>一条10千伏架空线路,导线用LJ-70,线间距1.5米,三角排列,导线每公里电阻r0 =0.46欧/公里,线

路每公里感抗X0 =0.37欧/公里,线路长度20公里,当输送P=400千瓦,Q=300千乏时,求线路有功功率损失△P和无功功率损失△Q?

答案：解:△P=(P2 +Q2)R×10-3/Ue2

=(4002+3002)×0.46×20×10-3/102 =23(KW)

△Q=(P2+Q2)X×10-3/Ue2

=(4002+3002)×0.37×20×10-3 =18.5(KVar)

答:线路的有功功率损失为23千瓦,无功功率损失为18.5千乏。

19.>10/0.4千伏,Se=320千伏安的变压器,已知月有功电量15万KWh,无功电量12万KWh,变压器空载损耗

△P0 =1.5万千瓦,短路损耗△P0 =6.2千瓦,空载电流I0 %=5.5,短路电压U0 %=4.4,求,一个月(30天)的有功和无功损失电量?

答案：一个月平均有功功负苛为 P=15×104/(30×24)=208(KW)

一个月平均无功功负苛为 Q=12×104/(30×24)=167(KVar)

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2222P?Q 则变压器的负载为 S==_208?167=267(KVar) 月有功损失电量为 △AP=[△P0 +1.05△P0 (S/Se)2]·T =[1.5+1.05×6.2×(267/320)2]×720 =4343(KWh)

月无功损失电量为 △AQ=[△Q0 +1.05△Q0 (S/Se)2]·T =[5.5×320/100+1.05×4.4×320/100× (267/320)2]×720 =20251(KWh)

答:变压器一个月有功损失电量为4343千瓦时,无功损失电量为20251千瓦时。

20.>交流电焊机的结构图和电焊机工作时的等效电路如图所示,设焊接变压器的输出电压U=70伏(有效

值),串联电感线圈的感抗XL=0.21欧,线圈电阻可忽略不计。电弧的等效电阻为R,求当工作电流I=300安时,在电弧上的电压降UR,并画出电路中的电流电压的相量图。

答案：这是电感和电阻串联电路

电感线圈上的电压降

UL=I·XL=300×0.21=63(V)

因U=UL2 +UR2 则电弧压降:

2222U?UL UR==_70?63=30.5(V)

电压、电流相量图如图所示。 答:电弧压降为30.5伏。

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21.>图示是一台单相电容式电动机的线路图,电动机有两个绕组,一个是主绕组,另一个是起动绕组,它

们的阻抗为Z1=Z2=(2120+j2120)欧,在起动绕组中串入电容器容抗为XC=j4242欧,求两个绕组中的电流I1、I2和总电流I,并画出相量图。

答案：设U(相)=220∠0°则

I1(相)=U(相)/Z1

=220/(2120+j2120)

=0.0734e-j45°(A) I2(相)=U(相)/(Z2-jXC)

=220/(2120+j2120-j4240) =0.0734ej45°(A) 总电流为:

I(相)=I1(相)+I2(相)

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-j45°

=0.0734e =0.1(A)

+0.0734ej45°

相量图如图所示。 答:总电流为0.1安。

22.>基本共射放大电路如下图所示，已知：UCC＝6.7V，Rb=300k?，Rc=2k?，三极管的β=100，UBE=0.7V，

C1和C2容量足够大。试求：

（1）静态工作点IBQ，ICQ和UCEQ 。 （2）电压放大倍数Au 。

答案：IBQ=0.02mA,ICQ＝2mA，UCEQ＝2.7V；

Au=-βRC / rbe=－100?2?103/1.6?103＝－125

23.>说明图6所示电路为何种运算电路。已知：R1=12k?，RF=18k?，当输入电压uI=0.5V时，试求输出电

压值uO。

答案：该电路为反向比例运算电路。由uO/RF=-uI/R1 ,可得uO=－0.75V。

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24.>一台三相六极异步电动机，28KW 380V／50HZ 950r/min cosφ1N=0.88，定子铜耗、铁耗共2．2KW。

机械损耗1．1KW，忽略附加损耗。试求其额定运行时的转差率、转子铜耗、效率、定子电流、转子电流的频率？答案： n1=60f1/P=60×50/3=1000(r/min)

SN=(n1-nN)/n1=(1000－950)/1000=0.05

Pcu2 =SN(Pm+P2)/(1-SN)=0.05(1.1+28)/(1-0.05) =1.53(KW) PM=Pcu2/SN=1.53/0.05=30.6(KW)

η=P2/P1=28/(30.6+2.2)=0.854

I1=P1/（1.732U1COSΦ）=32.8*1000/￡¨1.732×380×0.88￡? =56.68(A)

f2=SNf1=0.05×50=2.5(Hz)

25.> 求图Ⅲ－9中所示的放大器的输入电阻和输出电阻(三极管的电流放大倍数取50).rbe=1KΩ

答案：作图Ⅲ－9所示的放大器电路得等效电路如图Ⅲ－22a）所示，并简化绘出，求输入电阻的电路

如图Ⅲ－22b）所示。

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图中Rb＝Rb1// Rb2＝36（kΩ）

Rf＝200（Ω）＝0.2（kΩ）

（1）计算输入电阻暂不考虑 Rb 的影响，则闭环输入电阻为：

riF?因为所以??UiIb???????Ui?Ube?UF?Ibrbe?IeRF?Ibrbe?(1??)IeRFriF?Ibrbe?(1??)IeRFIb?rbe?(1??)RF?1?(1?50)?0.2?11.2(??)

????是当计入Rb时，放大器的实际输入电阻rFriF?riF 和Rb 的并联值，即：

（2）计算输出电阻

Rbrbe36?11.2??8.（5??）Rb?rbe36?11.2 rOF?RC?3.3??

26.>某交流电源电压波形具有少量三次谐波，电压的基波振幅为Um=100伏，三次谐波电

压振幅只有基波的5%，即u(t)=100sin314t+5sin(3*314t)v，现将一只容量为3.18微法的电容接到此电源上，求通过该电容器的电流的瞬时值。

答案：Xc1=1/(wc)=1/(3.14*3.18*10

-6

)=1000欧

Xc3=1/(3wc)= Xc1/3=333欧 I1m= U1m /XC1=100/1000=0.1A I3m= U3m /XC1=5/333=0.015A

则通过电容的电流为：i=0.1sin(314t+900) +0.015sin(3*314t+900)A

27.>有一条10kV三相架空电力线路，LGJ－95型导线排列为三角形,几何均距为1.5 m，导线工作

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温度为60℃，线路长度为10km，负荷集中在末端，输送功率为1000kw，负荷功率因数cosψ＝0.9,试求电路中的电压损失。（根据导线几何均距、导线工作温度查LGJ导线电阻和电抗值表 ，得RO＝0.365Ω/km，X0＝0.354Ω/km）答案：由负荷功率因数cos?可求出sin?：

sin??1?cos2??1?0.92?0.4359则?U%??3（R0cos??x0sin?）IL10UN

3（0.365?0.9?0.354?0.4359）?64.2?1010?10?5.37%

答：该线路中的电压损失为5.37％。

28.>通过计算，判断下图三极管的工作状态。

+6v 2k ?=50 Rb1=30k Rb2=10k +6v -6v

答案：上图可变换为

+6v 2k ?=50 Rb1=30k Rb2=10k

先设基极断开，等效电路如图， I=(EB1+EB2)/(Rb1+Rb2) =0.3mA 基极电位UB=I*Rb2-EB2=0.3*10-6 =-3V<0,即UBE<0,故其截止。

29.>由下图画出?为60度时输出电压uL及晶闸管电压uT的波形图。

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T v uT U2 uL U1 答案：

u2 2? 4? uL ? =600uT ? ? =600 3? 30.>下图（a）所示运放有理想特性，设两个输入电压波形如图（b）所 示。试画出电压u0的波形（必

须有分析过程，否则不得分）。(图中的4个电阻的阻值均等于R)

图a

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答案：解：经电容滤波后的电压Ud=1.2e2=1.2×18=21.6(V)

流过R的最大电流值应为： Iw min+ILmax=5+30=35(mA)=0.035(A)

因此，R=(Ud-Uw)/0.035=(21.6-5)/0.035=474(Ω) 最后选定电阻值R=460Ω,则: Iwmax=(Ud-Uw)/R - ILmin =(21.6-5)/460-10×10-3 =0.0261(A)=26.1(mA)

答：使Iw不小于5mA时所需要的R值为474Ω,选定R=460Ω后Iw最大值为26.1mA。

54.>一台三相变压器,额定容量为100千伏安,副绕组额定线电压400伏向三角形接线的负载供电。负载每

相等效电阻为3欧,等效电抗为2欧,此变压器能否担负上述负载?

答案：解:负载每相阻抗为:

222R2?XL?3?2?3.6(?) Z=

每相的电流为: Iφ=Uφ/Z=400/3.6=111(A) 由相、线之间的关系,求出线电流: Iλ=3Iφ=3×111=192(A)

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由变压器额定容量,求出副边额定电流: Ie=S/3ue =100000/(3×400)=144(A)

答:因为Iλ>Ie,所以该变压器超载,即不能担负上述负载。

55.>一台异步电动机,额定功率Pe =40千瓦,接法:△/Y;电压为220/380伏,额定电流Ie=130/75

安,Ia/Ie=7,额定转矩Me=268牛顿·米,起动转矩Ma=191牛·米。当电源为220伏,用Y/△换接起动,求起动电流和起动转矩?(空载运动)如果负载转矩为额定转矩Me的50%,电动机能否起动?

答案：解:直接起动时的起动电流:

IR△ =7Ie=7×130=910(A) 接成星形直起动时的起动电流: Iay =Ia△ /3=910/3=303.3(A) 接成星形时的起动转矩:

MaY =(1/3)Ma△=(1/3)×191≈64牛·米 在50%额定负载时:

MaY /0.5Me=64/(0.5×268)=64/134<1

答:Y-△换接起动时,起动电流525.4安,起动转矩为64牛·米,在50%额定负载时,不能起动。

R?R2?Rp?1k?56.>图中，已知输入电压VI?20V，基准电压VZ?6V，取样电阻1，试求：（1）输出电压VO的可

调范围；（2）设调整管的饱和压降VCES约为2 V，为使电路正常工作，输入电压VI最小值应为多少？

答案：1）输出电压的可调范围

VOmax?3VZ?18V

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VOmin?3VZ?9V2

因此输出电压VO的调节范围为9 ~ 18 V。 2）VImin?VOmax?VCES?(18?2)V?20V

考虑到电网电压波动为10%，则取最小输入电压VImin为 VImin?20V?1.1?22V

57.> Y112M-4绕线型异步电动机的技术数据如下：

28.8kW 380V Δ接法 1440r/min cos??0.82 η=84.5% Tst/TN=1.8 Ist/IN=2.2 Tmax/TN=2.0 50Hz 试求：（1）起动转矩和最大转矩；

（2）转矩为288N·m时，电动机的转速；

（3）若负载转矩同（2），电网电压突然降低了20%，电动机能否正常转动；若立即重新起动，电动机能否转动？ （4）若采用转子串接电阻使电动机起动，电动机能否正常转动?

答案：根据电动机的机械特性曲线可分析出所提问题。

TN?9550PN(Kw)28.8?9550?191(N?m)nN1440

（1）

Tst?TstTN?1.8?191?343.8(N?m)TN

TmaxTN?2.0?191?382(N?m)TN

Tmax?（2）在电动机匀速转动时，根据转矩平衡方程式T=T0+T2≈T2知，当负载转矩为288N·m时，电动机的电磁转矩约为288N·m。

n?9550PN(KW)28.8?9550?955r/minT288

（3）起动转矩和最大转矩与电压的平方成正比，因此有

'TmU'2ax?()?0.64TmaxUN

' Tmax?0.64?382?244N?m

最大转矩小于负载转矩，电动机会因带不动负载而停止转动，出现闷车现象，电动机的工作状态和起动瞬间相同，工作电流很大，电动机发热，以致烧坏。

'TstU'2?()?0.64TstUN

' Tst?0.64?343.8?220N?m

若立即重新起动，因起动转矩小于负载转矩，所以电动机不能起动。

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