山东省(春季高考)电气技术类 《电子技术基础与技能》项目十任务三 45分钟专题训练卷
2026-10-13
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内容正文:
山东省(春季高考)电气技术类《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑,共155份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电气技术类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加电气技术类高考的学生。
与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)电气技术类 《电子技术基础与技能》
项目十:晶闸管与可控整流
任务三:晶闸管可控整流电路工作原
时间:45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2分,共40分)
1. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为200V,通过改变控制角α的大小,可使输出电压的平均值在______范围内变化。( )
A. 0-90V
B. 0-200V
C. 0-220V
D. 0-180V
【答案】D
【解析】桥式全控整流电路接电阻性负载时,输出平均电压最大值出现在控制角α=0时:_m/π=2×(×200)/π≈180V。当控制角α由0增大至π时,输出平均电压可由180V减小至0V。因此,输出平均电压可在0~180V范围内变化,选D。
2. 可控整流电路是由______两部分所组成。( )
A. 整流主电路与触发电路
B. 交流电源与整流电路
C. 整流主电路与振荡电路
D. 整流主电路与放大电路
【答案】A
【解析】可控整流电路是由整流主电路与触发电路两部分所组成。 整流主电路的主要作用是将交流输入电压转换为直流输出电压。在可控整流电路中,通常采用晶闸管等可控电力电子器件。 触发电路用于产生触发信号,以控制整流主电路中可控器件(如晶闸管)的导通时刻。触发信号的准确性和稳定性对于可控整流电路的性能至关重要。
3. 晶闸管可控整流电路中,控制角越大,导通角( )
A. 越小
B. 越大
C. 不变
D. 由负载决定
【答案】D
【解析】晶闸管的导通角除受控制角影响外,还与负载性质及电路拓扑有关。对于电阻性负载,通常有导通角θ=π-α,控制角α增大时导通角减小;但对于带电感负载或电流连续的电路,导通角还会受负载电感、续流条件和换相过程影响。因此,在题干未限定负载条件时,应选D。
4. 要降低可控整流电路输出平均电压,应该( )
A. 增大控制角α
B. 同时增大控制角α和导通角θ
C. 增大导通角θ
D. 同时减小控制角α和导通角θ
【答案】A
【解析】可控整流电路中,控制角α增大,晶闸管推迟导通,输出电压平均值降低,因此应增大控制角α,选A。
5. 电阻性负载在单相可控整流电路中,其电压与电流的关系是怎样的( )
A. 线性关系
B. 非线性关系
C. 正比关系
D. 反比关系
【答案】A
【解析】电阻性负载的电压与电流之间呈线性关系,即遵循欧姆定律。
6. 在桥式整流电路中,与负载串联一只晶闸管是为了( )
A. 控制输出电压峰值
B. 控制输出电压平均值
C. 控制输出电压有效值
D. 整流
【答案】B
【解析】与负载串联晶闸管后,通过改变晶闸管的控制角可以改变其导通时间,从而调节负载端输出电压的平均值,选B。
7. 单相可控整流电路中,对输出电压起调节作用的是( )
A. 触发电压
B. 触发电流
C. 维持电流
D. 控制角
【答案】D
【解析】单相可控整流电路中,改变控制角α可以改变晶闸管的触发时刻和导通时间,进而改变输出电压的平均值。因此,对输出电压起调节作用的是控制角,选D。
8. 以下整流电路中,输出直流电压可以调整的是( )
A. 桥式整流
B. 半波整流
C. 晶闸管整流
D. 全波整流
【答案】C
【解析】晶闸管整流电路通过改变晶闸管的触发角,可以改变其导通时间,进而调节输出直流电压,选C。
9. 晶闸管整流电路中,将触发信号出现的时间间隔调大,则输出直流电压将( )
A. 增大
B. 下降
C. 不改变
D. 略有增加
【答案】B
【解析】触发信号出现的时间间隔调大,表示晶闸管触发角增大、导通时刻推迟,导通时间缩短,因此输出直流电压下降,选B。
10. 如图所示电路,S闭合后,电压表的读数将变为原来的______倍。( )
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
【答案】A
11. 单相可控整流电路中,通常使用哪种器件作为控制元件( )
A. 二极管
B. 晶体管
C. 晶闸管
D. 继电器
【答案】C
【解析】在单相可控整流电路中,通常使用晶闸管作为控制元件,因为它具有可控的导电特性。
12. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为220V,通过改变控制角α的大小,可使输出电压的平均值在_____范围内变化( )
A. 0-110V
B. 0-99V
C. 0-198V
D. 0-220V
【答案】C
【解析】桥式全控整流电路的最大输出平均电压约为输入交流电压有效值的0.9倍,即0.9×220V=198V。改变控制角α可使输出平均电压在0~198V范围内变化,因此选C。
13. 在一个晶闸管电路中,负载电阻为50Ω,电源电压为200V,则理论上的最大输出电流为( )
A. 4A
B. 2A
C. 6A
D. 8A
【答案】A
【解析】理论最大输出电流按欧姆定律计算:I=U/R=200V/50Ω=4A,因此选A。
14. 晶闸管整流电路,要使电阻性负载上得到的平均电压提高,则( )
A. 增大α,减少β
B. 增大α,增大β
C. 减小α,减少β
D. 减小α,增大β
【答案】D
【解析】减小控制角α可使晶闸管提前导通,增大导通角β可延长导通时间,二者都能使电阻性负载上的平均电压提高,因此选D。
15. 在单相半控桥整流电路中,触发延迟角α的移相范围是( )
A. ~
B. ~
C. ~
D. ~
【答案】D
【解析】单相半控桥整流电路中,晶闸管的触发延迟角α从交流电压过零点起计算,理论移相范围为~。当前选项中“~”为D项,因此选D。
16. 在使用晶闸管时,如果触发角为60度,则电路的输出功率为( )
A. 25%
B. 50%
C. 100%
D. 75%
【答案】D
【解析】单相半控桥整流电路接电阻负载时,输出平均电压为Ud=Ud0(1+cosα)/2,其中Ud0为α=时的最大平均输出电压。故输出平均电压相对最大值的比例为(1+cosα)/2。代入α=,得(1+cos)/2=(1+0.5)/2=0.75,即75%,因此选D。
17. 单相半波可控整流电路接电阻性负载时,晶闸管在正半周未加触发脉冲而处于关断状态;当触发脉冲在控制角处到来后,晶闸管将( )
A. 从电源正半周开始一直导通到负半周结束
B. 从触发时刻开始导通到电流降至维持值以下
C. 在触发脉冲撤除后立即关断并保持截止状态
D. 只在电源负半周获得触发脉冲时导通
【答案】B
【解析】电阻性负载下,晶闸管需在正向阳极电压作用下获得触发脉冲才能导通,导通后通常持续到正半周结束,电流降至维持电流以下时自行关断。
18. 单相可控整流电路带电阻性负载运行时,若在电源周期不变的情况下增大晶闸管的控制角,整流输出的平均电压通常会( )
A. 增大,且负载电流的平均值随之增大
B. 减小,且负载电流的平均值随之减小
C. 保持不变,但晶闸管的导通时间延长
D. 先减小后增大,但晶闸管的导通时间不变
【答案】B
【解析】控制角增大表示触发时刻推迟,晶闸管在每个周期内的导通区间缩短,因此负载获得的平均电压减小,电阻性负载的平均电流也随之减小。
19. 单相可控整流电路接电阻性负载时,晶闸管在交流正半周触发导通后能够自行关断的主要条件是( )
A. 门极触发电流在正半周内突然增大
B. 阳极电压在正半周内始终保持正向
C. 负载电流随电源电压过零而降至维持电流以下
D. 控制角在每个周期内保持相同数值
【答案】C
【解析】晶闸管导通后,门极失去触发作用仍可保持导通;当交流电压过零使负载电流降至维持电流以下时,晶闸管才会自行关断。
20. 在晶闸管可控整流装置中,触发脉冲电路需要与交流电源保持同步,主要目的是( )
A. 使每个晶闸管的通态压降保持完全相同
B. 使触发脉冲相对交流电压具有确定的相位关系
C. 使负载电阻在每个周期内自动改变数值
D. 使晶闸管在没有门极电流时持续导通
【答案】B
【解析】同步电路能够以交流电源的过零点或相位为基准,准确确定触发脉冲的发出时刻,从而稳定控制晶闸管的控制角和整流输出电压。
二、简答题(本大题共3小题,每题4分,共12分)
21. 写出单向可控硅导通的条件。
【答案】单向可控硅导通的条件是:阳极相对阴极加正向电压;门极相对阴极加正向触发信号,且门极电流达到或超过触发电流;触发后阳极电流应达到擎住电流,晶闸管才能可靠进入导通状态。
【解析】单向可控硅在阳极相对阴极为正时处于正向阻断状态。此时,若门极相对阴极施加正向触发信号,使门极电流达到规定的触发电流,晶闸管即可被触发。触发瞬间阳极电流还应上升到擎住电流以上,器件才能由阻断状态转入稳定导通状态。
22. 画出单向可控硅组成的可控整流电路原理图。
23. 可控整流电路对晶闸管触发信号的要求。
【答案】对晶闸管触发信号的要求: (1)通常采用脉冲触发信号,触发脉冲应具有足够的幅值、电流和功率。 (2)触发脉冲应有足够的持续时间,且脉冲前沿应较陡,以保证可靠触发。 (3)触发信号应与主电路电源同步,并能在规定的移相范围内调节,以获得所需的触发角。 (4)触发回路宜与主电路电气隔离,并具有一定的抗干扰能力。
【解析】晶闸管只有在阳极正向偏置且门极获得足够触发电流时才能可靠开通,因此触发脉冲必须具有足够的幅值、功率和脉冲宽度。触发信号应与交流电源同步,并可按要求移相,才能使晶闸管在预定的触发角导通。陡峭的脉冲前沿、电气隔离及抗干扰措施有助于避免误触发和漏触发。
三、计算题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
24. 单相半波可控整流电路接电阻负载,交流电源有效值为 ,频率为 ,负载电阻为 。晶闸管触发角为 ,忽略晶闸管管压降。求:(1)负载平均输出电压;(2)负载平均电流;(3)晶闸管的导通角和每周期导通时间。
【答案】(1)负载平均输出电压约为 。(2)负载平均电流约为 。(3)导通角为 ,每周期导通时间约为 。
【解析】(1)最大值 为 ,半波电阻负载平均电压取 ,代入得 。(2)由欧姆定律,平均电流为 ,得 。(3)导通角为 ,导通时间为 。
25. 单相全控桥式可控整流电路接大电感负载,负载电流连续且平稳。交流电源有效值为 ,触发角为 ,负载电阻为 。忽略晶闸管管压降,求:(1)负载平均输出电压;(2)负载平均电流;(3)负载吸收的平均功率。
【答案】(1)负载平均输出电压约为 。(2)负载平均电流约为 。(3)负载吸收的平均功率约为 。
【解析】(1)大电感负载电流连续时,平均输出电压取 ,代入 、,得 。(2)平均电流为 ,得 。(3)平均功率为 ,计算得 ,约为 。
26. 单相全控桥式可控整流电路接反电动势负载,负载串联大电感,电流连续。交流电源有效值为 ,负载反电动势为 ,电阻为 。若要求负载平均电流为 ,忽略晶闸管管压降,求:(1)负载所需的平均输出电压;(2)晶闸管的触发角;(3)若触发角增大到 ,判断负载平均电流将如何变化,并计算其数值。
【答案】(1)负载所需的平均输出电压为110 V。(2)晶闸管触发角约为。(3)触发角增大到时,负载平均电流减小,约为0.13 A。
【解析】连续电流时电感平均电压为零,Ud=E+IdR=50+6×10=110V。全控桥Ud=0.9Ucosα,得α≈。α=时Ud≈51.23V,Id=(Ud-E)/R≈0.13A,电流减小。
四、综合应用题(本大题共3小题,每题10分,共30分)
27. 某设备采用单相半波晶闸管可控整流电路为电阻性负载供电。变压器二次侧电压有效值为 100 V,负载电阻为 10 Ω,电源频率为 50 Hz,晶闸管控制角为 。(1)计算负载两端的平均直流电压和平均负载电流。(2)说明晶闸管在一个电源周期内的导通区间,并判断控制角增大时输出直流电压如何变化。(3)说明该电路适用的主要负载类型,并指出其主要缺点。
【答案】(1)单相半波晶闸管可控整流电路带电阻性负载时,平均输出电压为 Ud=/(2π)(1+cosα)。其中,×100≈141.4 V。故 Ud=141.4/(2π)×(1+cos)≈38.4 V。平均负载电流为 Id=Ud/R=38.4/10≈3.84 A。(2)晶闸管在电源正半周的触发角α至π之间导通,即导通区间为至,导通角为π-α=。控制角增大时,导通角和导通时间减小,平均输出直流电压降低。(3)该电路主要适用于电阻性负载及对直流电压质量要求不高的场合。其主要缺点是输出电压脉动大、变压器利用率较低,且仅利用交流电源的正半周。
【解析】半波电阻负载在α至π导通,Ud=Um(1+cosα)/(2π)。Um=×100=141.4V,α=时Ud≈38.4V,Id=Ud/R≈3.84A。导通至;α增大则输出电压降低。该电路适用于电阻负载,缺点是脉动大、变压器利用率低。
28. 某直流调速装置采用单相全控桥式整流电路,变压器二次侧电压有效值为 220 V,负载为大电感负载,负载电阻为 10 Ω,要求负载电流连续。晶闸管控制角为 ,忽略换相重叠和器件压降。(1)计算负载的平均直流电压、平均负载电流和负载平均功率。(2)若控制角调整为 ,计算新的平均直流电压,并比较两种控制角下的负载电流。(3)说明单相全控桥式整流电路中四只晶闸管的触发顺序及触发脉冲的基本要求。
【答案】(1)大电感负载连续电流时,。当 时,。,。(2)当 时,。。控制角由 减小到 ,平均输出电压和负载电流均增大。(3)晶闸管按对角线成组依次触发,每隔 换相一次,同组两只晶闸管同时获得触发脉冲。触发脉冲应具有足够的幅度、宽度和功率,并与交流电源保持稳定的相位关系。
【解析】连续电流时Ud=0.9U2cosα。α=时Ud=99V,Id=99/10=9.9A,Pd=UdId=980.1W;α=时Ud≈171.4V,Id≈17.14A,故控制角减小则电压、电流增大。对角线两管同时触发,两组相隔交替换相;脉冲须同步且具足够幅值、宽度和功率。
29. 某加热设备采用单相半波晶闸管可控整流电路调节电阻性加热器。电源电压有效值为220 V,负载电阻为44 Ω,忽略晶闸管通态压降,规定晶闸管只在交流正半周导通。设备分别设置控制角为和两种工况。单相半波可控整流电路电阻性负载的平均输出电压可按 Ud=0.225U2(1+cosα)计算,其中U2为电源电压有效值,α为控制角。(1)分别计算两种工况下的平均输出电压和平均负载电流,结果保留两位小数。(2)比较两种工况的导通区间、平均输出电压和加热功率,说明控制角改变对加热效果的影响。(3)若设备出现加热功率周期性波动且控制角不稳定,说明触发电路应重点检查或采取哪些改进措施。
【答案】(1)当控制角为时,平均输出电压为 Ud1=0.225×220×(1+cos)≈84.50 V,平均负载电流为 Id1=Ud1/44≈1.92 A。当控制角为时,平均输出电压为 Ud2=0.225×220×(1+cos)≈62.20 V,平均负载电流为 Id2=Ud2/44≈1.41 A。(2)控制角由增大到后,晶闸管的触发时刻推迟,正半周内的导通区间缩短,平均输出电压由约84.50 V降至约62.20 V,负载电流相应减小。电阻性负载的平均加热功率随输出电压有效作用程度降低而减小,因此工况的加热效果弱于工况。(3)应重点检查同步信号是否稳定、移相控制电路是否受干扰、触发脉冲的幅值和宽度是否满足要求,以及门极回路和隔离保护是否可靠;必要时应增加同步整形、抗干扰、脉冲隔离和门极限流措施。
【解析】按Ud=0.225U2(1+cosα)计算:α=时Ud≈84.50V,Id≈1.92A;α=时Ud≈62.20V,Id≈1.41A。控制角增大使导通区间缩短、加热功率下降。功率波动应检查同步、移相及触发脉冲稳定性,并加强抗干扰、隔离和门极保护。
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与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
山东省(春季高考)电气技术类 《电子技术基础与技能》
项目十:晶闸管与可控整流
任务三:晶闸管可控整流电路工作原
时间:45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2分,共40分)
1. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为200V,通过改变控制角α的大小,可使输出电压的平均值在______范围内变化。( )
A. 0-90V
B. 0-200V
C. 0-220V
D. 0-180V
2. 可控整流电路是由______两部分所组成。( )
A. 整流主电路与触发电路
B. 交流电源与整流电路
C. 整流主电路与振荡电路
D. 整流主电路与放大电路
3. 晶闸管可控整流电路中,控制角越大,导通角( )
A. 越小
B. 越大
C. 不变
D. 由负载决定
4. 要降低可控整流电路输出平均电压,应该( )
A. 增大控制角α
B. 同时增大控制角α和导通角θ
C. 增大导通角θ
D. 同时减小控制角α和导通角θ
5. 电阻性负载在单相可控整流电路中,其电压与电流的关系是怎样的( )
A. 线性关系
B. 非线性关系
C. 正比关系
D. 反比关系
6. 在桥式整流电路中,与负载串联一只晶闸管是为了( )
A. 控制输出电压峰值
B. 控制输出电压平均值
C. 控制输出电压有效值
D. 整流
7. 单相可控整流电路中,对输出电压起调节作用的是( )
A. 触发电压
B. 触发电流
C. 维持电流
D. 控制角
8. 以下整流电路中,输出直流电压可以调整的是( )
A. 桥式整流
B. 半波整流
C. 晶闸管整流
D. 全波整流
9. 晶闸管整流电路中,将触发信号出现的时间间隔调大,则输出直流电压将( )
A. 增大
B. 下降
C. 不改变
D. 略有增加
10. 如图所示电路,S闭合后,电压表的读数将变为原来的______倍。( )
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
11. 单相可控整流电路中,通常使用哪种器件作为控制元件( )
A. 二极管
B. 晶体管
C. 晶闸管
D. 继电器
12. 桥式可控硅整流电路的输入交流电压有效值为220V,通过改变控制角α的大小,可使输出电压的平均值在_____范围内变化( )
A. 0-110V
B. 0-99V
C. 0-198V
D. 0-220V
13. 在一个晶闸管电路中,负载电阻为50Ω,电源电压为200V,则理论上的最大输出电流为( )
A. 4A
B. 2A
C. 6A
D. 8A
14. 晶闸管整流电路,要使电阻性负载上得到的平均电压提高,则( )
A. 增大α,减少β
B. 增大α,增大β
C. 减小α,减少β
D. 减小α,增大β
15. 在单相半控桥整流电路中,触发延迟角α的移相范围是( )
A. ~
B. ~
C. ~
D. ~
16. 在使用晶闸管时,如果触发角为60度,则电路的输出功率为( )
A. 25%
B. 50%
C. 100%
D. 75%
17. 单相半波可控整流电路接电阻性负载时,晶闸管在正半周未加触发脉冲而处于关断状态;当触发脉冲在控制角处到来后,晶闸管将( )
A. 从电源正半周开始一直导通到负半周结束
B. 从触发时刻开始导通到电流降至维持值以下
C. 在触发脉冲撤除后立即关断并保持截止状态
D. 只在电源负半周获得触发脉冲时导通
18. 单相可控整流电路带电阻性负载运行时,若在电源周期不变的情况下增大晶闸管的控制角,整流输出的平均电压通常会( )
A. 增大,且负载电流的平均值随之增大
B. 减小,且负载电流的平均值随之减小
C. 保持不变,但晶闸管的导通时间延长
D. 先减小后增大,但晶闸管的导通时间不变
19. 单相可控整流电路接电阻性负载时,晶闸管在交流正半周触发导通后能够自行关断的主要条件是( )
A. 门极触发电流在正半周内突然增大
B. 阳极电压在正半周内始终保持正向
C. 负载电流随电源电压过零而降至维持电流以下
D. 控制角在每个周期内保持相同数值
20. 在晶闸管可控整流装置中,触发脉冲电路需要与交流电源保持同步,主要目的是( )
A. 使每个晶闸管的通态压降保持完全相同
B. 使触发脉冲相对交流电压具有确定的相位关系
C. 使负载电阻在每个周期内自动改变数值
D. 使晶闸管在没有门极电流时持续导通
二、简答题(本大题共3小题,每题4分,共12分)
21. 写出单向可控硅导通的条件。
22. 画出单向可控硅组成的可控整流电路原理图。
23. 可控整流电路对晶闸管触发信号的要求。
三、计算题(本大题共3小题,每题6分,共18分)
24. 单相半波可控整流电路接电阻负载,交流电源有效值为 ,频率为 ,负载电阻为 。晶闸管触发角为 ,忽略晶闸管管压降。求:(1)负载平均输出电压;(2)负载平均电流;(3)晶闸管的导通角和每周期导通时间。
25. 单相全控桥式可控整流电路接大电感负载,负载电流连续且平稳。交流电源有效值为 ,触发角为 ,负载电阻为 。忽略晶闸管管压降,求:(1)负载平均输出电压;(2)负载平均电流;(3)负载吸收的平均功率。
26. 单相全控桥式可控整流电路接反电动势负载,负载串联大电感,电流连续。交流电源有效值为 ,负载反电动势为 ,电阻为 。若要求负载平均电流为 ,忽略晶闸管管压降,求:(1)负载所需的平均输出电压;(2)晶闸管的触发角;(3)若触发角增大到 ,判断负载平均电流将如何变化,并计算其数值。
四、综合应用题(本大题共3小题,每题10分,共30分)
27. 某设备采用单相半波晶闸管可控整流电路为电阻性负载供电。变压器二次侧电压有效值为 100 V,负载电阻为 10 Ω,电源频率为 50 Hz,晶闸管控制角为 。(1)计算负载两端的平均直流电压和平均负载电流。(2)说明晶闸管在一个电源周期内的导通区间,并判断控制角增大时输出直流电压如何变化。(3)说明该电路适用的主要负载类型,并指出其主要缺点。
28. 某直流调速装置采用单相全控桥式整流电路,变压器二次侧电压有效值为 220 V,负载为大电感负载,负载电阻为 10 Ω,要求负载电流连续。晶闸管控制角为 ,忽略换相重叠和器件压降。(1)计算负载的平均直流电压、平均负载电流和负载平均功率。(2)若控制角调整为 ,计算新的平均直流电压,并比较两种控制角下的负载电流。(3)说明单相全控桥式整流电路中四只晶闸管的触发顺序及触发脉冲的基本要求。
29. 某加热设备采用单相半波晶闸管可控整流电路调节电阻性加热器。电源电压有效值为220 V,负载电阻为44 Ω,忽略晶闸管通态压降,规定晶闸管只在交流正半周导通。设备分别设置控制角为和两种工况。单相半波可控整流电路电阻性负载的平均输出电压可按 Ud=0.225U2(1+cosα)计算,其中U2为电源电压有效值,α为控制角。(1)分别计算两种工况下的平均输出电压和平均负载电流,结果保留两位小数。(2)比较两种工况的导通区间、平均输出电压和加热功率,说明控制角改变对加热效果的影响。(3)若设备出现加热功率周期性波动且控制角不稳定,说明触发电路应重点检查或采取哪些改进措施。
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