第4卷 滤波电路——电容、电感与复式滤波 湖南省（对口招生）《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 滤波电路——电容、电感与复式滤波 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 将脉动直流电变成平滑直流电的过程，称为（ ） A. 整流 B. 稳压 C. 调压 D. 滤波 2. 在整流滤波电路中，如果电源频率增加，输出电压的波形会怎样变化（ ） A. 输出波形不变 B. 输出波形变为正弦波 C. 输出波形变得更为脉动 D. 输出电压的有效值减小 3. 如图所示电解电容器，可知道此电解电容器的额定工作电压不可超过______V。（ ） A. 2200 B. 50 C. 200 D. 220 4. 单相桥式整流电容滤波电路中，若滤波电容由于某种原因断开，则下列说法正确的是（ ） A. 二极管的导通时间变短 B. 输出电流减小 C. 二极管仍然存在冲击电流 D. 输出电压＝1.2 5. 适用于负载电流较大场合的滤波电路是（ ） A. 电容滤波 B. LCπ型滤波 C. 倒LC型滤波 D. RCπ型滤波 6. 下列关于电容滤波器特点的说法中，不正确的是（ ） A. 是并联在负载两端的 B. 是利用电容两端电压在电路状态改变时不能突变的原理来工作的 C. 适用于负载电流较大的场合 D. 适用于负载电流较小的场合 7. 如下图所示的电路中，某单相交流电通过电路后输出的是（ ） A. 交流电 B. 脉动直流电 C. 稳恒直流电 D. 较平滑直流电 8. 电容滤波电路的滤波元件是（ ） A. 变压器 B. 整流二极管 C. 电容器 D. 电感器 9. 电容滤波常用于（ ）场合。 A. 小电流 B. 高电流 C. 低频 D. 高频 10. 如图所示，已知电压表的读数为4V，电压表的读数为3V，则电压表V的读数为（ ） A. 1V B. 7V C. -1V D. 5V 11. 在单相桥式整流电容滤波电路中，若直流变压器二次侧电压U2=10V，今测得输出电压为14V，则可能的情况是（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 其中一只二极管开路 D. 其中一只二极管短路 12. 电容滤波电路中，电容容量越大，滤波效果通常？（ ） A. 越好 B. 越差 C. 越不稳定 D. 与容量无关 13. 在单相桥式整流电容滤波电路中，变压器输出电压为20V，负载电阻为5Ω时，流过二极管电流的平均值是（ ） A. 2.4A B. 4A C. 4.8A D. 5A 14. 如图所示，单相桥式整流电容滤波电路输入电压为，下列说法错误的是（ ） A. 正常情况时，负载电压的估算公式是＝1.2 B. 若一个二极管接反，其余部分正常，则电路将发生短路 C. 若一个二极管开路，其余部分正常，则流过另三只二极管的电流不变 D. 若滤波电容开路，其余部分正常，则负载电压的估算公式是＝0.9 15. 焊接单相桥式整流电容滤波电路，该电路最终实现的是单相整流电路的功能，分析故障原因（ ） A. 4只二极管中有一只二极管虚焊 B. 4只二极管中有一只二极管虚焊，电容器也虚焊 C. 电容器虚焊 D. 4只二极管中有一只焊接时正、负极性焊接反 16. 桥式整流滤波电路中若电容断开，则电路变为（ ） A. 半波整流电路 B. 半波整流电容滤波 C. 桥式整流电路 D. 全波整流电路 17. 电路如图所示，若的有效值为20V，则负载上的直流电压平均值为（ ） A. 20V B. 18V C. 9V D. 24V 18. 整流电路接入滤波电容后，输出电压为（ ） A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 为0 19. 在带电容滤波的单相桥式整流电路中，如果电源变压器二次电压为100V，则负载电压为（ ） A. 120V B. 100V C. 90V D. 45V 20. 单相桥式整流滤波电路中，若变压器副绕组电压有效值为10V，而测得输出电压为14.1V，则说明（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 电容击穿 D. 二极管损坏 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电容滤波电路适用于负载较重的场合。（ ） 22. 整流电路接入电容滤波后，输出的电压下降。（ ） 23. 如图所示电路中，若输入正弦交流电压的有效值为10V，则输出电压的估算值为10V。（ ） 24. 滤波电路的主要功能是减少输出电压的纹波。（ ） 25. 电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容放电，当整流电压低于电容电压时，电容充电。（ ） 26. 加上滤波电容后，二极管的导通角变小，导致整流滤波电路的输出电压也降低。（ ） 27. 如图所示桥式整滤波电容滤波电容原理图，从此原理图可以知，若应用到实际电路中，图中标识的电容器位置不可以采用电解电容器。（ ） 28. 滤波电容耐压必须大于变压器副边电压的峰值，即。（ ） 29. 在复式滤波电路中，电感利用对交流分量阻碍作用大的特点抑制纹波，电容利用对交流分量容抗小的特点旁路纹波，因此电感通常串联在负载回路中，电容通常并联在负载两端。（ ） 30. 单相桥式整流电容滤波电路中，若将四只整流管的极性对调，则电路仍能正常工作。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 电容滤波电路中如何选择电容，并写出其表达式。 32. 桥式整流电容滤波电路中，输出波形为U，出现了如图所示的几种情况，试分析其故障原因。 33. 在单相桥式整流电容滤波电路中，已知：＝40V，若用电压表测得负载两端的电压有18V、36V、40V、48V、56V五种情况，试分析每种电压所代表的电路状态。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备维修部门为控制电路设计直流供电模块。变压器次级输出有效值为 18 V 的交流电压，经桥式整流后采用电容滤波。设备额定负载电流为 0.10 A，滤波电容 为 1000 μF，电网频率为 50 Hz。每只整流二极管的正向压降取 0.7 V，忽略变压器内阻及其他损耗。后续改用电容—电感—电容复式滤波，串联电感的直流电阻为 3 Ω，末级电容为 。（1）估算桥式整流电容滤波电路的直流输出电压和纹波电压。（2）若改用电感输入滤波，且电感电流连续，估算其直流输出电压，并比较两种滤波方式的输出电压特点。（3）估算采用电容—电感—电容复式滤波后的直流输出电压，并说明电容和电感在该复式滤波电路中的主要作用；当负载电流增大时，电路的纹波有何变化？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 滤波电路——电容、电感与复式滤波 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 将脉动直流电变成平滑直流电的过程，称为（ ） A. 整流 B. 稳压 C. 调压 D. 滤波 【答案】D 【解析】整流：整流是将交流电转换为直流电的过程。 稳压：稳压是指在输入电压、负载电流等因素发生变化时，使输出电压保持稳定的过程。 调压：调压主要是指对电压的幅值进行调节。调压过程不一定会将脉动直流电变成平滑直流电。 滤波：滤波的作用是将脉动直流电中的交流成分滤除，从而得到平滑的直流电。 选D。 2. 在整流滤波电路中，如果电源频率增加，输出电压的波形会怎样变化（ ） A. 输出波形不变 B. 输出波形变为正弦波 C. 输出波形变得更为脉动 D. 输出电压的有效值减小 【答案】C 【解析】整流滤波电路的输出波形受到输入频率的影响。当电源频率增加时，如果整流电路设计不变，输出波形会变得更为脉动，因为整流周期变短，滤波效果可能减弱。因此，正确答案是 C。 3. 如图所示电解电容器，可知道此电解电容器的额定工作电压不可超过______V。（ ） A. 2200 B. 50 C. 200 D. 220 【答案】B 【解析】本题所示电解电容器标称为50V，可知道此电解电容器的额定工作电压不可超过50V。 4. 单相桥式整流电容滤波电路中，若滤波电容由于某种原因断开，则下列说法正确的是（ ） A. 二极管的导通时间变短 B. 输出电流减小 C. 二极管仍然存在冲击电流 D. 输出电压＝1.2 【答案】B 【解析】滤波电容断开后，电路变为桥式整流电路，电容不再储能和向负载放电，输出电压的平均值及负载电流均减小。因此选B。由于没有滤波电容，二极管不再产生由电容充电引起的冲击电流，导通时间也不会因电容滤波而变短。 5. 适用于负载电流较大场合的滤波电路是（ ） A. 电容滤波 B. LCπ型滤波 C. 倒LC型滤波 D. RCπ型滤波 【答案】C 【解析】电容滤波器一般用于要求输出电压高，负载电流较小且变化也较小的场合；LC滤波器适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，用于高频时更为合适。 6. 下列关于电容滤波器特点的说法中，不正确的是（ ） A. 是并联在负载两端的 B. 是利用电容两端电压在电路状态改变时不能突变的原理来工作的 C. 适用于负载电流较大的场合 D. 适用于负载电流较小的场合 【答案】C 【解析】电容滤波器并联在负载两端，利用电容两端电压不能突变的特性，在整流电压下降时向负载放电，从而减小输出电压的纹波。电容滤波适用于负载电流较小的场合，负载电流较大时放电速度快、纹波增大。因此不正确的是C。 7. 如下图所示的电路中，某单相交流电通过电路后输出的是（ ） A. 交流电 B. 脉动直流电 C. 稳恒直流电 D. 较平滑直流电 【答案】D 8. 电容滤波电路的滤波元件是（ ） A. 变压器 B. 整流二极管 C. 电容器 D. 电感器 【答案】C 【解析】本题考查电容滤波电路的滤波元件，该电路的滤波元件是电容器。 9. 电容滤波常用于（ ）场合。 A. 小电流 B. 高电流 C. 低频 D. 高频 【答案】A 【解析】电容滤波依靠电容储能和放电来维持负载电压。负载电流较小时，电容放电较慢，输出电压纹波较小，滤波效果较好。因此电容滤波常用于小电流场合，选A。 10. 如图所示，已知电压表的读数为4V，电压表的读数为3V，则电压表V的读数为（ ） A. 1V B. 7V C. -1V D. 5V 【答案】D 【解析】，代入数值则U=5V。 11. 在单相桥式整流电容滤波电路中，若直流变压器二次侧电压U2=10V，今测得输出电压为14V，则可能的情况是（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 其中一只二极管开路 D. 其中一只二极管短路 【答案】B 【解析】当电容滤波正常工作且负载开路时，电容充电到变压器二次侧电压的峰值，输出电压约为≈1.414×10V≈14.14V，测得14V与此相符。因此可能是负载开路，选B。 12. 电容滤波电路中，电容容量越大，滤波效果通常？（ ） A. 越好 B. 越差 C. 越不稳定 D. 与容量无关 【答案】A 【解析】在负载和其他条件相同的情况下，滤波电容容量越大，单位时间内的电压下降越小，输出电压纹波越小，因此滤波效果通常越好，选A。 13. 在单相桥式整流电容滤波电路中，变压器输出电压为20V，负载电阻为5Ω时，流过二极管电流的平均值是（ ） A. 2.4A B. 4A C. 4.8A D. 5A 【答案】A 【解析】桥式整流电容滤波电路的输出电压可近似取UO≈1.2U2=1.2×20V=24V，负载电流IL≈UO/RL=24/5=4.8A。一个周期内每只二极管只在半个周期内导通，因此每只二极管的平均电流约为ID≈IL/2=4.8/2=2.4A。因此选A。 14. 如图所示，单相桥式整流电容滤波电路输入电压为，下列说法错误的是（ ） A. 正常情况时，负载电压的估算公式是＝1.2 B. 若一个二极管接反，其余部分正常，则电路将发生短路 C. 若一个二极管开路，其余部分正常，则流过另三只二极管的电流不变 D. 若滤波电容开路，其余部分正常，则负载电压的估算公式是＝0.9 【答案】C 15. 焊接单相桥式整流电容滤波电路，该电路最终实现的是单相整流电路的功能，分析故障原因（ ） A. 4只二极管中有一只二极管虚焊 B. 4只二极管中有一只二极管虚焊，电容器也虚焊 C. 电容器虚焊 D. 4只二极管中有一只焊接时正、负极性焊接反 【答案】B 【解析】本题考查单相桥式整流电容滤波电路中的故障问题，在该电路中，4只二极管中有一只二极管虚焊，电容器也虚焊，该电路由单相桥式整流电容滤波电路变为单相整流电路，实现的是单相整流电路的功能。 16. 桥式整流滤波电路中若电容断开，则电路变为（ ） A. 半波整流电路 B. 半波整流电容滤波 C. 桥式整流电路 D. 全波整流电路 【答案】C 【解析】滤波电容断开后，电路中仍保留四只二极管组成的桥式整流电路，只是不再具有电容滤波作用。因此电路变为桥式整流电路，选C。 17. 电路如图所示，若的有效值为20V，则负载上的直流电压平均值为（ ） A. 20V B. 18V C. 9V D. 24V 【答案】D 18. 整流电路接入滤波电容后，输出电压为（ ） A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 为0 【答案】A 【解析】整流电路接入滤波电容后，电容在整流电压峰值附近充电，并在整流电压下降时向负载放电，使输出电压的平均值提高并减小纹波。因此输出电压通常升高，选A。 19. 在带电容滤波的单相桥式整流电路中，如果电源变压器二次电压为100V，则负载电压为（ ） A. 120V B. 100V C. 90V D. 45V 【答案】A 【解析】在带电容滤波的单相桥式整流电路中，负载较轻时电容可充电到二次侧电压峰值，输出电压约为UO≈≈1.414×100V≈141V；在有一定负载时通常可近似取UO≈1.2U2=120V。因此在给出的选项中选A。 20. 单相桥式整流滤波电路中，若变压器副绕组电压有效值为10V，而测得输出电压为14.1V，则说明（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 电容击穿 D. 二极管损坏 【答案】B 【解析】答案为B 电容开路：在单相桥式整流滤波电路中，若电容开路，此时电路相当于只有单相桥式整流电路，输出电压为0.9U2，即0.9×10V = 9V，而不是14.1V。 负载开路：当负载开路时，电容充电后无法放电，电容两端电压会达到变压器副边电压的峰值 电容击穿：若电容击穿，电容相当于短路，此时输出电压会下降，可能接近整流后的脉动直流电压平均值，而不是14.1V。 二极管损坏：若二极管损坏，可能出现多种情况，如某个二极管开路，则电路变为半波整流，输出电压会降低；若二极管短路，可能会导致电路故障，输出电压也不会是14.1V。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电容滤波电路适用于负载较重的场合。（ ） 【答案】错误 【解析】电容滤波在负载电流较小时放电较慢，输出纹波较小，滤波效果较好。负载较重时，电容放电电流增大，输出纹波增大，因此电容滤波不适用于负载较重的场合。题干说法错误。 22. 整流电路接入电容滤波后，输出的电压下降。（ ） 【答案】错误 【解析】整流电路接入滤波电容后，电容在整流电压峰值附近充电，并在电压下降时放电供给负载，因而输出电压的平均值通常升高，而不是下降。题干说法错误。 23. 如图所示电路中，若输入正弦交流电压的有效值为10V，则输出电压的估算值为10V。（ ） 【答案】正确 24. 滤波电路的主要功能是减少输出电压的纹波。（ ） 【答案】正确 【解析】滤波电路利用电容、电感等元件的储能、放电或阻碍脉动电流变化的作用，减小整流输出电压中的交流脉动成分，即减小输出电压纹波。因此题干说法正确。 25. 电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容放电，当整流电压低于电容电压时，电容充电。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查电容滤波的原理，电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容充电，当整流电压低于电容电压时，电容放电，因此题干说法错误。 26. 加上滤波电容后，二极管的导通角变小，导致整流滤波电路的输出电压也降低。（ ） 【答案】错误 【解析】接入滤波电容后，电容在峰值附近充电，二极管的导通角通常变小、导通电流峰值增大；但电容的储能和放电作用会使输出电压平均值升高，而不是降低。因此题干前半句正确、后半句错误，整体判断为错误。 27. 如图所示桥式整滤波电容滤波电容原理图，从此原理图可以知，若应用到实际电路中，图中标识的电容器位置不可以采用电解电容器。（ ） 【答案】错误 【解析】本题应用电路里，可以应用符合电路滤波要求的电解电容器。 28. 滤波电容耐压必须大于变压器副边电压的峰值，即。（ ） 【答案】正确 【解析】电容滤波时，电容可能充电到变压器二次侧电压的峰值。若V2表示二次侧电压有效值，则其峰值为，因此滤波电容的耐压应大于，并应留有适当裕量。题干判断正确。 29. 在复式滤波电路中，电感利用对交流分量阻碍作用大的特点抑制纹波，电容利用对交流分量容抗小的特点旁路纹波，因此电感通常串联在负载回路中，电容通常并联在负载两端。（ ） 【答案】正确 【解析】电感的感抗随交流频率升高而增大，串联在电路中可阻碍纹波电流；电容对交流分量的容抗较小，并联在负载两端可旁路纹波电压。复式滤波综合利用电感和电容的滤波作用，滤波效果通常优于单一元件滤波。 30. 单相桥式整流电容滤波电路中，若将四只整流管的极性对调，则电路仍能正常工作。（ ） 【答案】错误 【解析】将四只整流二极管的极性全部对调后，桥式整流的输出极性将反向。若负载要求原定的直流极性，电路不能按原要求正常工作，因此题干说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 电容滤波电路中如何选择电容，并写出其表达式。 【答案】， 32. 桥式整流电容滤波电路中，输出波形为U，出现了如图所示的几种情况，试分析其故障原因。 【答案】故障分别是：有一只整流二极管开路；负载开路；电容开路；电容和二极管开路。 33. 在单相桥式整流电容滤波电路中，已知：＝40V，若用电压表测得负载两端的电压有18V、36V、40V、48V、56V五种情况，试分析每种电压所代表的电路状态。 【答案】（1）单相半波整流电路。 （2）单相桥式整流电路。 （3）单相半波整流电容滤波电路。 （4）单相桥式整流电容滤波电路。 （5）负载开路。 【解析】当V2=40V时，单相半波整流的平均输出电压约为0.45V2=18V，单相桥式整流的平均输出电压约为0.9V2=36V。接入电容后，电容可充电到接近二次侧电压峰值，半波电容滤波的输出电压约为40V，桥式整流电容滤波的输出电压约为1.2V2=48V。负载开路时电容充电到峰值，输出电压约为≈56V。因此五种情况依次对应：18V为单相半波整流电路，36V为单相桥式整流电路，40V为单相半波整流电容滤波电路，48V为单相桥式整流电容滤波电路，56V为负载开路。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备维修部门为控制电路设计直流供电模块。变压器次级输出有效值为 18 V 的交流电压，经桥式整流后采用电容滤波。设备额定负载电流为 0.10 A，滤波电容 为 1000 μF，电网频率为 50 Hz。每只整流二极管的正向压降取 0.7 V，忽略变压器内阻及其他损耗。后续改用电容—电感—电容复式滤波，串联电感的直流电阻为 3 Ω，末级电容为 。（1）估算桥式整流电容滤波电路的直流输出电压和纹波电压。（2）若改用电感输入滤波，且电感电流连续，估算其直流输出电压，并比较两种滤波方式的输出电压特点。（3）估算采用电容—电感—电容复式滤波后的直流输出电压，并说明电容和电感在该复式滤波电路中的主要作用；当负载电流增大时，电路的纹波有何变化？ 【答案】（1）桥式整流后的纹波频率为fr＝2f＝2×50＝100 Hz。电容充电后的峰值电压为Up＝－2UD＝1.414×18－2×0.7≈24.06 V。电容上的纹波电压为ΔU≈IL／（frC1）＝0.10／（100×1000×10-6）＝1.00 V。直流输出电压约为Uo≈Up－ΔU／2＝24.06－0.50≈23.56 V。（2）电感输入滤波时，直流输出电压约为UoL≈0.9＝0.9×18＝16.2 V。电容滤波输出电压较高，接近整流电压峰值；电感滤波输出电压较低，但电流连续性较好，适用于负载电流较大的场合。（3）串联电感上的直流压降为UL＝ILRL＝0.10×3＝0.30 V。复式滤波后的直流输出电压约为Uo复≈23.56－0.30＝23.26 V。电容利用充放电作用减小输出电压波动，电感利用自感作用阻碍脉动电流变化；两者配合可进一步降低纹波。当负载电流增大时，电容放电电流增大，纹波电压增大，电感上的直流压降也会增大。 【解析】（1）桥式整流的纹波频率为电源频率的两倍，先求整流峰值，再用电容放电关系计算纹波，最后取峰值减去半个纹波电压估算平均值。（2）连续电流条件下，电感输入滤波的直流电压约为 0.9，低于电容滤波输出。（3）复式滤波的直流电压主要扣除串联电感的电阻压降；电容滤除电压脉动，电感抑制电流脉动，负载增大时纹波和压降均增大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $