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電工與電子技術(shù)1-6章課后習題答案
章 可控整流電路
6.1 晶閘管與具有一個(gè)PN結的二極管和具有兩個(gè)PN結的三極管相比有何區別？
解 晶閘管、二極管以及三極管雖然是3種截然不同的器件，但它們都可以作為單方向導電的開(kāi)關(guān)。然而，即使作為開(kāi)關(guān)使用，它們之間卻也存在著(zhù)很大的差異。
與二極管比較，晶閘管具有可控性，即在陽(yáng)極和陰極之間加上正向電壓的時(shí)候，并且在控制極和陰極之間也加上正向電壓晶閘管才能導通。二極管沒(méi)有可控性，只要在陽(yáng)極和陰極之間加上正向電壓二極管就會(huì )導通。此外，晶閘管導通后可以通過(guò)幾十至上千安培的電流，比二極管大得多。
與三極管比較，晶閘管不具有放大作用，只有當控制極電流達到某一數值時(shí)，陽(yáng)極與陰極之間由阻斷突然變?yōu)閷�，導通后可以通過(guò)幾十至上千安培的電流，并且控制極就不再起控制作用。三極管具有放大作用，在放大區集電極電流與基極電流成正比，即使在飽和區或截止區，也可以通過(guò)改變基極電流使其脫離飽和區或截止區，仍可用基極電流去控制集電極電流的大小。
6.2 晶閘管導通的條件是什么？晶閘管導通后，通過(guò)管子陽(yáng)極的電流大小由哪些因素決定？晶閘管阻斷時(shí)，承受電壓的大小由什么決定？
解 晶閘管的導通條件是：在陽(yáng)極和陰極之間加適當的正向電壓UAK，并且在控制極和陰極之間加適當的正向觸發(fā)電壓UGK。
因為晶閘管導通后的管壓降約為1V左右，電源電壓UA幾乎全部加到負載電阻RA上，陽(yáng)極電
流，所以，晶閘管導通后陽(yáng)極的電流大小基本上由電源電壓UA和負載電阻RA決定。
晶閘管阻斷分正向阻斷和反向阻斷兩種情況。正向阻斷時(shí)所承受的正向電壓由正向轉折電壓UBO決定，超過(guò)此值時(shí)晶閘管被擊穿導通而損壞。通常將正向轉折電壓UBO的80％規定為正向阻斷峰值電壓UFRM。反向阻斷時(shí)所承受的反向電壓由反向轉折電壓UBR決定，超過(guò)此值時(shí)晶閘管被反向擊穿，漏電流劇烈增大而損壞。通常將反向轉折電壓UBR的80％規定為反向阻斷峰值電壓UFRM。
6.3 晶閘管由導通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)的條件是什么？為什么晶閘管導通后控制極就失去控制作用？
解 晶閘管由導通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)的條件是，晶閘管陽(yáng)極電流小于維持電流IH，或將陽(yáng)極與電源斷開(kāi)或給陽(yáng)極與陰極之間加反向電壓。 由于晶閘管內部存在強烈的電流正反饋，在觸發(fā)信號使晶閘管導通后，正反饋即可維持晶閘管的飽和導通狀態(tài)，所以，晶閘管導通后控制極就失去控制作用。 6.4 某電阻需要0～24V可調直流電壓，采用單相可控半波整流電路�，F有兩種供電方案：（1）220V交流電網(wǎng)直接供電；（2）用整流變壓器供電，
V。試比較兩種供電方案
下晶閘管的導通角以及所選單相可控半波整流電路是否能滿(mǎn)足負載的要求？ 分析 所選單相可控半波整流電路的導通角
，而控制角α的調整范圍為
0~180°，所以，欲知所選單相可控半波整流電路是否能滿(mǎn)足負載的要求，只要求出控制角α的調整范圍是否為0~180°即可。
解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：
得晶閘管的控制角為：
�。�1）采用220V交流電網(wǎng)直接供電時(shí)晶閘管的控制角為：
晶閘管的導通角為：
因為控制角α的調整范圍在0~180°之內，所以，所選單相可控半波整流電路能滿(mǎn)足負載的要求。
�。�2）采用整流變壓器供電，
V時(shí)晶閘管的控制角為：
晶閘管的導通角為：
因為控制角α的調整范圍在0~180°之內，所以，所選單相可控半波整流電路能滿(mǎn)足負載的要求。
6.5 有一電阻性負載，需要直流電壓60V，電流30A。采用單相可控半波整流電路，由電網(wǎng)220V電壓供電，試計算晶閘管的導通角、電流的有效值以及管子承受的最大正反向電壓。
分析 根據有效值的定義，電流的有效值。為了保證晶閘管在出現瞬時(shí)
過(guò)電壓時(shí)不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：
UFRM≥URRM≥
解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：
得晶閘管的控制角為：
晶閘管的導通角為：
晶閘管電流的有效值為：
晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM都等于：
�。╒）
為了保證晶閘管在出現瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：
UFRM≥URRM≥
6.6 一單相可控半波整流電路，負載電阻
�。╒） （V）
Ω，由電網(wǎng)220V電壓供電，控制角
，試計算整流電壓的平均值、電流的有效值以及管子承受的最大正反向電壓。
解 因為是單相可控半波整流電路，所以整流電壓的平均值為：
�。╒）
電流有效值為：
晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM都等于：
�。╒）
為了保證晶閘管在出現瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：
UFRM≥（V）
URRM≥（V）
6.7 一單相半控橋式整流電路，其輸入交流電壓有效值為220V，負載為1kΩ電阻，試求控制角
及
時(shí)負載上電壓和電流的平均值，并畫(huà)出相應的波形。
分析 根據單相半控橋式整流電路負載上電壓的平均值
不同，負載上電壓的平均值不同，電流的平均值以及相應的波形也不同。 解 （1）控制角
時(shí)負載上電壓的平均值為：
可知，控制角α
�。╒）
電流的平均值為：
�。╩A）
�。�2）控制角
時(shí)負載上電壓的平均值為：
�。╒）
電流的平均值為：
�。╩A）
相應的波形如圖6.7所示。
�。╝）
時(shí)的波形 （b）
圖6.7 習題6.7解答用圖
時(shí)的波形
6.8 一電阻性負載，要求在0～60V范圍內調壓，采用單相半控橋式整流電路，直接由220V交流電源供電，試計算整流輸出平均電壓為30V和60V時(shí)晶閘管的導通角。
分析 本題可先應用求出控制角α，則導通角。
解 由單相半控橋式整流電路輸出直流電壓的表達式：
得晶閘管的控制角為：
�。�1）輸出平均電壓為30V時(shí)晶閘管的控制角為：
導通角為：
�。�2）輸出平均電壓為60V時(shí)晶閘管的控制角為：
導通角為：
6.9 在電阻性負載單相半控橋式整流電路中，已知當控制角
V，輸出直流電流
A。如果將輸出直流電壓調到
時(shí)，輸出直流電壓V，則需要將控制角
α調到多大？這時(shí)的輸出直流電流Io是多少？
分析 本題可先應用然后再求
時(shí)V求出變壓器副邊電壓U2，
V時(shí)的控制角α和輸出直流電流Io。
解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：
得變壓器副邊電壓的有效值為：
�。╒）
將輸出直流電壓調到
V時(shí)的控制角為：
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