模电作业答案王继辉

《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》

课程报告

有自由表面的水流.

班 级： 车辆二班

学生姓名： 王京辉

学 号： 20153138 任课教师： 王冬屏

有自由表面的水流

一、问题描述：

一个敞开到大气的大容器，顶部半径为1m，高为1m，内部高度的1/3充满水，水上为空气。容器以角速度3rad/sec匀角速旋转。利用FLUENT-2d求解计算容器内的水流情况以及自由表面形状的变化过程。 主要参数如下： 角速度： ω=3rad/s； 空气密度：ρ=1.225kg/m3； 黏度： μ=178940kg/(m.s)； 水的密度：ρ=998.2kg/ m3； 黏度： μ=1x103kg/(m.s) 二、利用GAMBIT建模：

1、在gambit中建模时只需要建一半容器的一般模型,容器在xy平面内关于y轴对称，。如图1所示。

图1 半个容器的轮廓图

2、网格划分

进行线网格划分，如图2所示。

图2 线网格分布图

在面上创建结构化网格，如图3所示。

图3 面网格图

3、设置边界类型

（1）边X=0为压力入口 （2）边Y=0为对称轴

（3）其他为固壁 如图4所

模拟电子技术作业答案—第1章 半导体二极管及其应用电路

第1章 半导体二极管及其应用电路

1．二极管电路如图1所示，设二极管是理想的。试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两端电压UAO。

(a)

图1

(b)

解：图a：对D1有阳极电位为 0V，阴极电位为－12 V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为 0V，而其阳极为－15 V，故D2反偏截止，UAO=0 V。

图b：对D1有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为 －6V．故D2更易导通，此后使VA＝－6V；D1反偏而截止，故UAO＝－6V。

2．电路如图2所示，设二极管为理想的，输入电压为正弦波，试分别画出各图输出电压的波形。

(a)

图2

(b)

解：图（a）：图（b）：

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模拟电子技术作业答案—第1章 半导体二极管及其应用电路

第2章 半导体三极管及其放大电路

7．电路如图5(a)所示，晶体管的?＝80，rbb?=100Ω。

（1）分别计算RL＝∞和RL＝3kΩ时的Q点，Aus，Ri和Ro。

（2）由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图4（b）、（c）、（d）所示，试说明电路分别产生了什么失真

【2-1】 填空：

1．本征半导体是 ，其载流子是 和 。两种载流子的浓度 。

2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度则与 有很大关系。

3．漂移电流是 在 作用下形成的。

4．二极管的最主要特征是 ，与此有关的两个主要参数是 和 。

5．稳压管是利用了二极管的 特征，而制造的特殊二极管。它工作在 。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是 、 、 、和 。 6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将 。

1. 完全纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。 2. 杂质浓度，温度。

3. 少数载流子，(内)电

3-11放大电路如题3-73图所示，已知UCC?12V,Rb?360 k?, RL?Rc?2 k?,三极

管的Ube?0.7 V，β=60。试求： （1）计算静态工作点 （2）计算Au、Ri和Ro

（3）ui的有效值为多大时输出电压将出现失真？首先出现什么失真？ 解：

（1）计算静态工作点，

?IBQ?UCC?0.712?0.7??0.03 mA，ICQ??IBQ?60?0.03 mA?1.8 mA

Rb360 k?IEQ?(??1)IBQ?61?0.03 mA?1.83 mA UCEQ?UCC?ICQRC?12?1.8 mA?2 k??8.4 V

（2）计算Au、Ri和Ro

共射放大电路Ri?rbe?200?(1??)?26mV26?200?(1?60)?1.067 k? IEQ1.83Ro?RC?2 k?

???(RL//Rc)?60?(2k//2k)Au????56.2

rbe1.067k （3）ui的有效值为多大时输出电压将出现失真？首先出现什么失真？ 由于静态工作点UCEQ比较靠近截止区，uo幅度增大时，首先出现截止失真 另外因为交流负载线的斜率为

?iC111，而静态Q点?????

1.2电路如图P1.2 所示，已知ui?10sin?t(V)，试画出ui与uo的波形。设二极管导通电压可忽略不计。

图P1.2 解图P1.2

解：ui与uo的波形如解图Pl.2所示。

1.4电路如图P1.4所示, 二极管导通电压UD=0.7V,常温下UT?26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少？

解：二极管的直流电流 ID?(V?UD)/R?2.6mA 其动态电阻:

rD?UT/ID?10? 图P1.4

故动态电流的有效值：Id?Ui/rD?1mA

1.6 已知图Pl.6 所示电路中稳压管的稳定电压UZ?6V，最小稳定电流 IZmin?5mA，最大稳定电流IZmax?25mA。

(1)分别计算UI为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压UO的值； (2)若UI?35V时负载开路，则会出现什么现象？ 为什么？

解：(1)只有当加在稳压管两端的 电压大于其稳压值时，输出电压才为6V。 ∴UI?10V时，UO?RLR?RLUI?3.3V；

图Pl.6

第一次作业

3、过电流保护是如何保证选择性的？在整定计算中为什么要考虑返回系数及自起动系数？

6、在图3-41所示电网中，线路L1、L2均装有三段式电流保护，当在线路L2的首端k点短路时有哪些保护启动？应由哪个保护多长时间动作跳开哪个断路器？若该保护或断路器拒动，故障如何切除？并求出QF1，QF2及QF3的过电流保护时间定值。

QF1 L1QF2QF6kL2QF3QF7QF4QF91.5sQF80.5sQF5

图3-41 题6图

7、在图3-42所示的35kV单侧电源辐射形电网中，已知线路的最大负荷电流为120A，负荷的自启动系数为2，电流互感器的变比为200/5，最大运行方式下k1点三相短路电流为1305A，k2点三相短路电流为522A；最小运行方式下k1点三相短路电流为1200A，k2点三相短路电流为480A，线路L2过电流保护的动作时限为2.5s。拟定在线路L1上装设三段式电流保护。试确定：

（1）各段保护的动作电流一次值、二次值和动作时限； （2）Ⅱ段和Ⅲ段的灵敏系数。

1 L1k12FL2k2

E 图3-42 题7图

G

8、如图3-43所示的网

习题：

一．填空题

1. 半导体的导电能力与 温度 、 光照强度 、 掺杂浓度 和材料性质有关。 2. 利用PN结击穿时的特性可制成 稳压 二极管，利用发光材料可制成 发光 二级管，利用PN结的光敏性可制成 光敏（光电） 二级管。

3. 在本征半导体中加入＿＿5价＿＿元素可形成N型半导体，加入＿3价＿元素可形成P型半导 体。N型半导体中的多子是_自由电子_______；P型半导体中的多子是___空穴____。 4. PN结外加正向电压时 导通 外加反向电压时 截止 这种特性称为PN结的 单向导电性 。

5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为 0.7v ，锗材料二极管的正向导通电压为 0.2v 。

6..理想二极管正向电阻为__0______，反向电阻为_______，这两种状态相当于一个___开关____。 7..晶体管的三个工作区分别为 放大区 、 截止区 和 饱和区 。 8.. 稳压二极管是利用PN结的 反向击穿特性 特性制作的。 9.. 三极管从结构上看可以

一、VD1,VD2为理想二极管，其导通电压为0V，电路如图所示，画出uO的波形。（15分）

二、判别题：（21分）

1、若放大电路中三极管3个电极的电位分别为下列各组数值，试确定它们的电极和三极管的类型。

（a）①5V ②1.2V ③0.5V （b）①6V ②5.8V ③1V （c）①-8V ②-0.2V ③0V

2、某一放大电路中引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈，这些反馈是否能够 （1）稳定输出电压（ ） （2）稳定输出电流（ ） （3）增加输出电阻（ ） （4）增加输入电阻（ ） （5）增大静态电流（ ）

（6）稳定静态电流（ ）

三、某两级阻容耦合放大电路如图所示，已知β1= β2=40，试求：（24分） （1）各级电路的静态工作点；

（2）各级电压放大倍数Au1，Au2和总电压放大倍数Au； （3）放大器输入电阻Ri和输出电阻Ro；

（4）后级采用什么电路？有什么优点？

四、OTL电路如图所示，电容C足够大，三极管的饱和压降UCES=1V，求：（15

一、VD1,VD2为理想二极管，其导通电压为0V，电路如图所示，画出uO的波形。（15分）

二、判别题：（21分）

1、若放大电路中三极管3个电极的电位分别为下列各组数值，试确定它们的电极和三极管的类型。

（a）①5V ②1.2V ③0.5V （b）①6V ②5.8V ③1V （c）①-8V ②-0.2V ③0V

2、某一放大电路中引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈，这些反馈是否能够 （1）稳定输出电压（ ） （2）稳定输出电流（ ） （3）增加输出电阻（ ） （4）增加输入电阻（ ） （5）增大静态电流（ ）

（6）稳定静态电流（ ）

三、某两级阻容耦合放大电路如图所示，已知β1= β2=40，试求：（24分） （1）各级电路的静态工作点；

（2）各级电压放大倍数Au1，Au2和总电压放大倍数Au； （3）放大器输入电阻Ri和输出电阻Ro；

（4）后级采用什么电路？有什么优点？

四、OTL电路如图所示，电容C足够大，三极管的饱和压降UCES=1V，求：（15

一、VD1,VD2为理想二极管，其导通电压为0V，电路如图所示，画出uO的波形。（15分）

二、判别题：（21分）

1、若放大电路中三极管3个电极的电位分别为下列各组数值，试确定它们的电极和三极管的类型。

（a）①5V ②1.2V ③0.5V （b）①6V ②5.8V ③1V （c）①-8V ②-0.2V ③0V

2、某一放大电路中引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈，这些反馈是否能够 （1）稳定输出电压（ ） （2）稳定输出电流（ ） （3）增加输出电阻（ ） （4）增加输入电阻（ ） （5）增大静态电流（ ）

（6）稳定静态电流（ ）

三、某两级阻容耦合放大电路如图所示，已知β1= β2=40，试求：（24分） （1）各级电路的静态工作点；

（2）各级电压放大倍数Au1，Au2和总电压放大倍数Au； （3）放大器输入电阻Ri和输出电阻Ro；

（4）后级采用什么电路？有什么优点？

四、OTL电路如图所示，电容C足够大，三极管的饱和压降UCES=1V，求：（15