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1、综合设计220v，频率 50Hz;设计1:设计二极管整流电路。 条件：输入正弦电压，有效值 要求：输出直流电压20V+/-2V 电路图：波形图如下:结果：通过电路，将220V的交流电转化成了大约20V的直流电。结论分析：先用变压器将220V 的交流电转化为20V的交流电，再用二极管将20V交流电的负值滤掉，电容充 当电源放电而且电压保持不变，因为一直有来自二极就可以使得输出电管的电流充电，而且周期为002秒，即电容两端电压能维持不变的放电到输 出端。将电容的C 调的小一点可以使充放电的速度加快，压变化幅度很小。设计2 :设计风扇无损调速器。条件：风扇转速与风扇电机的端电压成正比；风扇电机的电感
2、线圈的内阻为200 欧姆，220V,频率50Hz的交流电。4档，即 0，1，2，3档，其中 0线圈的电感系为 500mH 风扇工作电源为市电，即有效值要求：无损调速器，将风扇转速由最高至停止分为档停止，3 档最高。电路图：（开关从下至上依次为 0，1，2，3 档）H0开关置0档，风扇停止，其两端电压波形如下图:开关置 1档，风扇转速最慢，其两端电压波形如下图:rihl丘创 空1 72-T1时间0.000 &通道丿000Q V通道日时基JM道A逊 |20 rn/Dnr劇度 |100WDIVX位置 0丫位這o|Y/f Aild| BJA| A/B| AC | Q | DC 博週晅 |s v/Div
3、Y位達1a辰总俣存-GND沿F到厂水平 av内.|无.|园动开关置 2档，风扇转速适中，其两端电压波形如下图:开关置 3档，风扇转速最快，其两端电压波形如下图:结果：由图可知，当开关分别置T1T2-T1时间0X300 g通僵A& OOO VIKiV.B相反J保存1GNKW 111道af道吕n蟻刻度 |20 m&U-.剰度 |100 V/Div刻度卜V/Div沿rK位置 pi位置卜位置o水平hvY/TI|A/B IAC I 0 | foT 点AC| o 血-rI内T无信动云B外0, 1, 2，3 时，风扇两端的电压依次增大，其中当风扇置 0 档时，电压为零，满足风扇转速与风扇电机的端电 压成正比
4、的条件。结论分析：5MHz工作电压5V。但是该数设计3 :设计1阶RC滤波器。XiCLV3字电路的+5v电源上存在一个100MHz的高频干扰。要求：设计个简单的RC电路，将高频干扰滤除。条件：一数字电路的工作时钟为电路图:结果：由图知，滤过的波形的频率与5MHz基本一致，将高频100MHz滤去，符合题意要求。结论分析：通过简单的RC电路，用低通函数H (jw)=HWc/(jw+Wc),计 算出了电路中所需的 电阻大小及电容大小。最终达到滤除电源电压中的高频成分，使低频成分通 过的目的。设计4 :降低电力传输损耗电路的设计条件：一感性的电力传输线(包含电路损耗)，负载为感性阻抗，传输电压可变。电
5、路等效结构如图4。2-1所示。电路图：O +LJ/解：有如下两种方案：第一种：提高负载的电压。对一个变压器：NIU。，I。为原线圈电压，电流，Uj，l|为副线圈电压,电流。N当我们降低亠的比值时，即相应的提高ut，降 N.I低h，以提高了 U2。P损耗=11 r1减少。第二种：当负载端并联电容，若电容电流为lc （其超前电压If179原理电路图如下:则线路电流为=ic |L其向量关系如图:1由图可以看出：线路电流I明显减少。由向量知道功，并联电容C后coscos乙2,率因数增加了,所以P损耗2P 222会减小。U 2COS 日仿真电路如下: 第一种方法：（提高负载的电压）未升压时的功率，左边为
6、传输损耗，右边为所需功率:XWM1rtJE*亠+L1 1 H电憲/wvA_L2 :1 aXW1M2升压后电路图如下:升压后的功率，左边为传输损耗，明显减小，右边为所需功率却变化不太大。由结果看出，提高负载的电压，使的保证所需功率不变条件下，大大的减少了传输 扌员耗，符合题意要求。第二种方法：（加大功率因数法，即负载端并联电容）并联电容前：-fVI50 blODea- -hn测得：电力传输效率 n为 并联电容后：5.560/11.120=50%XWM1R14WV-100 Ohan功率因数电圧LI1 K/vwXG1,R2100 Ohm测得电力传输效率n为19. 789/21. 739=91.0%由
7、结果看出，并联电容提高电力传输效率，减小电力传输损耗，符合题意要求。结论分析：输电过程中，输电线损耗功率很大，为减少损耗，输电线应采用导电性能良好的金属制成，并减小输电线电流，设负载的功率因数为cos二设负载电压U；的初相为零，即U； =U2.0(V)由于负载吸收功率 P =U 2I cos V ，故线路电流PIU 2 cos V2所以线路损耗功率为：P损耗二I 厂匕才I;U 2 cos 日所以，要减少损耗就应该提高u2或功率因数COS V。由上面的分析及电路仿真结果可知，两 种降低电力传输损耗的功能，且未改变整个电路的阻抗 性质，达到题目要求。设计7:设计题：已知妒103rad/s,Zs二Rs+jXs=50+j100Q ,R=100Q,Us=100v现手头只有电容器，问在R电源之间连接一个什么 样的电路，才能使R获得最大功率Pm。画出仿真电路图，并求出 元件的参数取值和Pm的值。100 Ohm100 V155.23 HzODeg解：因为 Zs=50+j100 ,R=100容易得到：z 总=50+100+ (100- X) j,l=U/Z,所以只有当 X=100 时，1 才最大，此时根据 P=I*I*R 知 P 此时 最大WC=1/100= C=10uFPm=44.44电路图：.ClXHM1 11 卜$ H 柚阳lOuF|4 I ?h 一 _松电 L_Lt 功率表示数:
