7.12答:用直流电压表测量:在一个周期内取平均值U=2V;
用交流电压表测量:将直流成份扣除,有效值U=2V;
7.14答:为7.15答:
21??2div 0.1103?0.1?3div,所以X=10V/div上。 X7.17答:(a) URU0?(1?2R1)ISRS?IS?0(1?R2)RSR1(b)U0??RSIx,?Ix??U0RS
7.18答:U7.19答:U0??URX (?US)?RX?0RSRSUSUS1.28??0.01V128270min?
U0?(27?25?24?22?21)?0.01?1.82V 7.20答:U0min?US?1?1.28?0.01?0.0033V
2731283U0?(27?25?24?22?21?1)?0.01?0.61V 37.21答:1.375?(1?20?0?2?1?1?2?2?1?2?3)?1?10?3?1?103 所以K2未闭合,其余开关均闭合。 7.23答:(1)N(2)T1?TCN1?T2?2?Ux1.5 N1??80000?20000US61?80000?0.08S 610Ux1.5T1??0.08?0.02S US617.24答:(1)甲:4位电压表,乙:4位电压表
2200?0.01mV (2)乙表在200mv档的分辨率: U200mV?19999(3)在2V档上:
?U??(0.02%?1.56?2)??(0.000312?0.0001)??0.000412V 19999r2??0.000412??0.26%
1.56在20V档上:
45
?U??(0.02%?1.56?20)??(0.000312?0.001)??0.001312V19999
r20??0.001312??8.4%
1.567.25答:Ux(dB)?12?3?15dB
Ux?0.755?lg?1(15)?4.25V20
Ux(dB)??28?3??25dB
Ux?0.755?lg?1(?25)?0.04V20
习 题 八
8.1 某直流电桥测量电阻Rx,当电桥平衡时,三个桥臂电阻分别为R1=100Ω ,R2=50Ω,R3=25Ω。求电阻只雾等于多大?
解:Rx=R1100?25?R3==50? R2508.2 某直流电桥的四个桥臂电阻分别为R1=1000Ω ,R2=100Ω ,R3=4l Ω和R4=400Ω 。电源为1.5V(不计内阻),指示器灵敏度为2mm/A,内阻为50Ω。
(1)断开指示器,求其两端的戴维南等效电路。 (2)计算指示器由电路不平衡引起的偏转。
解:根据电桥平衡条件:R1?R3=R2?R4可知,R3有1Ω的不平衡电阻,断开指示器支路,B、D两端的开路电压为:
UOC=UAD-UAB==R1R2US-US
R1+R4R2+R31000100?1.5-?1.5=7.65mV
1000+400100+41在B、D两端计算戴维南等效电阻时,1.5V电源必须短路。
R0=RR1000?400100?41R1R4+=314.7? +23=R1+R4R2+R31000+400100+41R01.5V戴维南等效电路如右图。
UOC7.65?10?3I===21?A
R0+Rg314.7+50-+PA 46
?=2?21=42mm
8.3 某直流电桥的比率臂由(×0.1)可调到(×104),标准臂电阻只3能按0.1Ω的级差从0Ω调到l kΩ,求该电桥测量的阻值范围。
4解:Rxmin=0.1?0.1=0.01? Rxma==10M? x10?10008.4 判断题8.4图的交流电桥中,哪些接法是正确的?哪些是错误的?并说明理由。 解:(a)对。 若:R4?RC11,即:4=2电桥能平衡。 =R3?jωC2jωC1R3C1题8.4图
(b)错。因为一个对臂的乘积为容性,另一个对臂的乘积为感性,相位不可能平衡。 (c)对。 若:?R1+jωL1?11+jωC3R3=R2R4,即:R1=R2?R4、L1=R2R4C3电桥能平衡。 R3 (d)错。相位不可能平衡。
8.5 试推导表8.2-1中所示并联电容比较电桥,西林电桥在平衡时的元件参数计算公式。 解:(1)并联电容比较电桥,平衡时有:
R2?11+jωC4R4=R3?11+jωCxRx 即:
R3R+jωR3C4=2+jωR2Cx R4Rx所以:Rx=RR2?R4 Cx=3?C4 R3R2(2)西林电桥,平衡时有:
47
R2??C3R2R211?1 即: ?R-j=R-j=?Rx+?2xCNR3ωCNωCxjωCN?jωCx?1+jωC3R3C3R?R2 Cx=3?CN C2R2所以:Rx=8.6 图示交流电桥,试推导电桥平衡时计算Rx和Lx的公式。若要求分别读数,如何选择标准元件?
解:电桥平衡时有:
?Rx+jωLx??11?=R2?R4+? jωC1jωC?4?题8.6图
即:
LxRR-jx=R2R4-j2 C1ωC1ωC4C1R2 C4所以: Lx=R2R4C1 Rx=选择R2、C1为标准元件,调节R4、C4可分别读数。
8.7 某交流电桥平衡时有下列参数:Z1为R1=2000Ω与C1=0.5μF相并联,Z2为R2
=1000Ω与C2=1μF相串联,Z4为电容C4=0.5μF,信号源角频率ω=103rad/s,求阻抗Z3的元件值。
解:电桥平衡时有:
?1?1, Z3=?R2+?1jωC2?jωC4?+jωC1R11??11??1展开并整理得:Z3=?R2+ ??+jωC1?jωCRjωC?2??1?4???1113-6? =?1000++j?10?0.5?10?3-6??3-6j?10?1?10??2000?j?10?0.5?10?=11= -3-6j?0.5?10jω?0.5?10所以: R3=0 C3=0.5μF
8.8 某电桥在ω=104 rad/s时平衡并有下列参数:Z1为电容C1=0.2μF,Z2为电阻R2
48
=500Ω,Z4为R4=300Ω与C4=0.25μF相并联,求阻抗Z3 (按串联考虑)。
1jωC41Z3=R2解:电桥平衡时有:
1jωC1R4+jωC4R4展开并整理得: Z3=所以:
R2R4C121+?ωC4R4??ωCR+jω?
244RRC1ωC4R3=2=21+?ωC4R4?242500?3002?0.2?10?6?0.25?10?6??104?1+?10?0.25?10?300?4?622=144?
L3===1.92?10?2H=19.2mH 221+?ωC4R4?1+?104?0.25?10?6?300?8.9 利用谐振法测量某电感的Q值。当可变电容为100pF时,电路发生串联谐振。保持频率不变,改变可变电容,半功率点处的电容分别为102pF和98pF.求该电感的Q值。
解:Q=R2R4C1500?300?0.2?10?62C02?100==50
C2-C1102-988.10 利用图8.3-7所示的串联比较法测量某电感线圈。已知信号源角频率ω=108tad/s,当电感线圈被短路时,测得谐振时的可变电容C1=20pF,回路的Q值为120,当接入电感线圈,保持频率不变,测得谐振时的可变电容C2=15pF,回路的Q值为80,求该电感线圈的电感量LM损耗电阻RM和品质因数QM。
20-15??10?12?C1-C2解:LM=2==1.67?H 28?12?12ωC1C2?10??20?10?15??1020?120-15?80??10?12?C1Q1-C2Q2RM===3.3?
ωC1C2Q1Q2108?20?10?12?15??10?12?120?80 QM=Q1Q2?C-C?8?0?-20?15?2=1201=40
C1Q-C2Q220?12-0?158018.11 利用图8.3-8所示的并联比较法测量某电容器CM,已知信号源的角频率ω=106rad/s,当不接CM时,测得谐振时的可变电容C1=150pF,回路的Q值为120。当并接电容CM后,保持频率不变,测得谐振时的可变电容C2=100pF,回路的Q值为100求该电容器的电容量CM,并接损耗电阻只旧和品质因数QM。
49