光电检测技术第四版课后答案张志伟

1-1试述 电力系统的组成及各部分的作用?

各级电压的电力线路将发电厂、 变配电所和电力用户联系起来的一个发电、 输电、 变电、配 电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成:

(1 发电 将一次能源转换成电能的过程即为 “发电” 。 根据一次能源的不同, 有火力发电、 水力发电和核能发电,还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。

(2变电与配电

变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能,而没有变压器的场所称为配电所

(3电力线路 电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来,完成输送电能和分配电 能的任务。

(4电能用户 包括工业、企业在内的所有用户(用电单位 ,使用(消耗电能 1-4 电力系统 中性点运行方式 有哪几种?各自的特点是什么?

答:电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统(包括中性点直接接地系统和中性 点非有效接地系统(包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地 。

1中性点不接地系统

特点:发生单相接地故障时, 线电压不变, 非故障相对地电压升高到原来相电压的√ 3倍, 故障相电容电流增大到原来的 3倍。

2中性点经消弧线圈接地系统

特点:发生单相接地故障时,与中性点不接地系统一样,非故

第一章

绪论

1-1 为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技

术？

为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。

为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。

生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。 产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初

第一章

绪论

1-1 为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技

术？

为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。

为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。

生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。 产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初

第一章 绪论

1-1 为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技

术？

为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。

为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。

生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。要做到这两点，还是离不开测量与控制。

产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性

绪 论

【0-1】 1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。

解 水1000kg/m3?1000kmol/m3 18 CO2的摩尔分数x?0.05?8.99?10?4 10000.05?18【0-2】在压力为101325Pa、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压pA；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数yA、质量分数?A、浓度cA、质量浓度?A表示。

解 (1)甲醇的饱和蒸气压pA

lgpA?7.19736?1574.99 p25?238.86A?16.9kPa

(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 yA?质量分数 ?A?浓度 cA?16.9?0.167

101.3250.167?32?0.181

0.167?32?(1?0.167)?29pA16.9??6.82?10?3 kmol/m3 RT8.314?298质量浓度 ?A?cAMA=6.82?10?3?32?0.218 kg/m3

【0-3】1000kg的电解液中含NaOH质量分数10%、NaCl的质量分数10%、H2O的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH

第一章 电力电子器件

1.3 图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im ，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

1解：a) Id1=2????4Imsin(?t)?Im2(?1)?0.2717Im2?2

1 I1=2?1 b) Id2=????4(Imsin?t)2d(wt)?Imsin?td(wt)?Im31??0.4767Im242?

???4Im2(?1)?0.5434Im22

1I2=

?2??(Imsin?t)d(wt)?4?2Im31??0.6741Im242?

1 c) Id3=2???20Imd(?t)?1Im4

1 I3=2?

??20Im2d(?t)?1Im2

1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?

解：额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流

4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？

答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。 热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。在固体、液体和气体中都可以发生。 对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。 热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。

4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？ 答：一般固体>液体>气体

4-13 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。

4-20 答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。

4-21 答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。 影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。 4-29

答：根据公式可以采取如下措施：

提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热

电机学 部分参考答案

第一章 磁路

1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？

答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为

Rm?l，单位：AWb ?A1-4铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？

答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损

n耗。经验公式ph?ChfBmV。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的

体积及磁化强度有关；

涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的

2损耗。经验公式ph?CFef1.3BmG。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有

关。

1-8图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m（铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为7.5?10?4Wb，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 解：?磁路左右对称?可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁

第六章 脉冲波形的产生和整形

[题6.1] 用施密特触发器能否寄存1位二值数据，说明理由。 [解] 不能，因为施密特触发器不具备记忆功能。

[题6.2] 在图P6.2（a）所示的施密特触发器电路中，已知R1?10k?，R2?30k?。G1和G2为CMOS反相器，VDD=15Ｖ。

（1）试计算电路的正向阈值电压ＶＴ＋、负向阈值电压ＶＴ－和回差电压△VT。

（2）若将图P6.2（b）给出的电压信号加到P6.2（a）电路的输入端，试画出输出电压的波形。

［解］

?R1??10?15?VT???1?V??R?TH?1?30??2V?10V??2??(1)

?R1??10?15?VT???1?V??R?TH?1?30??2V?5V??2??

?VT?VT??VT??5V

(2)

见图A6.2。

［题6.3］ 图P6.3是用ＣMOS反相器接成的压控施密特触发器电路，试分析它的转换电平ＶT+、VT- 以及回差电压△ＶT与控制电压ＶCO的关系。

?,则根据叠加定理得到 [解] 设反相器G1输入端电压为?IR2//R3R1//R3R1//R2?VCO??0R1?R2//R3R3?R1//R2R2?R1//R3

??V

模拟电子技术基础

第1章 常用半导体器件

选择合适答案填入空内。

(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成N 型半导体，加入( C )元素可形成P 型半导体。

A.五价

B. 四价

C. 三价

(2)当温度升高时，二极管的反向饱和电流将(A) 。

A.增大

B.不变

C.减小

(3)工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12 uA 增大到22 uA 时，I C 从l mA 变为2mA ，那么它的β约为( C ) 。

(4)当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时,它的低频跨导g m 将( A ) 。

A.增大；

B.不变；

C.减小

电路如图 所示，已知10sin i

u t ω=(V )，试画出i u 与o u 的波形。设二极管导通电压可忽略不计。

图 解图

解：i u 与o u 的波形如解图所示。

电路如图所示，已知t u i

ωsin 5=(V )，二极管导通电压U D =。试画出i u 与o u 的波形图，并标出幅值。

图 解图

电路如图所示, 二极管导通电压U D =,常温下mV U T 26≈，电容C 对交流信号可视为短路；i u 为正弦