本节书摘来华章计算机《电路分析导论（原书第12版）》一书中的第3章 ，（美）　Robert L.Boylestad　著 陈希有 张新燕 李冠林　等译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

习题

3.2节
1.将下列长度转换成以密耳为单位的数。

1. 0.5in　　　b. 0.02in　　　c. （1/4）in
2. 1. 0.01ftf. 0.1cm
      2.根据下列直径，以圆密耳为单位，计算导线的横截面积。
3. 1. 0.016inc. （1/8）in
4. 1. 0.02ftf. 4mm
      3.用圆密耳表示的导线横截面积如下，试求每个导线的直径是多少英寸。
5. 1600CMb. 820CMc. 40000CM
6. 625CMe. 6.25CMf. 0.3×106CM
   4.长度为200ft、直径为（1/50）in的铜导线，在温度为20℃时的电阻是多少？

5.a.长度为80ft的铝导线，电阻为2.5Ω，问它的横截面积是多少CM？
b.它的直径是多少英寸？
6.用镍铬合金制成的电阻为2.2Ω，如果有效直径是（1/32）in，它的长度是多少？
7.a.有一铜导线，在温度为20℃时的电阻为3.3Ω，长度等于一足球场的周长（100yd），这条铜导线的直径是多少？
b.如果换成铝线，不用计算数值，比较铝线的横截面积与铜线的横截面积的大小，并加以解释。
c.如果换成银线，重做问题b。
8.1000ft长的导线，电阻是0.5kΩ，横截面积是94CM。该导线是用什么材料制成的（T=20℃）？
9.a.图3.42为接触器线圈，人们关注的是绕成线圈的铜导线长度。有人测量了线圈的电阻，发现是3.14Ω。又测出露在外面的导线直径是（1/32）in。问铜线的长度大约是多少英尺？

b.线圈铜导线的重量是多少？
c.查看一下各种材料的温度（摄氏度）适应范围列表。用华氏度表示的温度范围是多少？在-40℃时，华氏温度与摄氏温度之间的关系有什么独特之处？
10.a.矩形截面汇流排的横截面长、宽分别是4.8in和（3/8）in它的横截面积是多少CM？
b.家中布线常用导线的横截面直径近似是（1/12）in，需要多少这样的导线并排在一起才能与汇流排有同样的横截面积？
11.a.用于高层建筑的铜汇流排尺寸如图3.43所示，设温度为T=20℃，它的电阻是多少？
b.将材料换成铝，重复a，并将结果加以比较。

12.如果横截面积减小到原来的1/4，长度加倍，求铜导线电阻的变化情况。设原来的电阻是0.2Ω，铜线变化前后温度保持不变。
*13.如果铜线的长度从200ft变到100yd，截面积从40000CM变到0.04in2，原来的电阻是800mΩ，问变化后的电阻是多少？
3.3节
14.a.在一般的房屋建筑中，两种常用的导线是12号和14号。12号导线最常用，因为它的额定电流是20A。12号线与14号线相比，横截面积增大多少（用百分数表示）？
b.已知14号线的最大电流是15A，将两种导线的最大电流之比与横截面积之比加以比较，得出怎样的关系？
15.a.比较12号导线与9号导线的横截面积，它能证实导线编号下降3个号码，导线的横截面积增加1倍吗？
b.比较12号线和0号线的横截面积，0号线横截面积比12号线大多少倍？这一变化显著吗？比较它们的最大电流。
16.a.比较20号线与10号导线的横截面积。面积上的变化能证实导线编号减少10个号码，导线横截面积增加到10倍吗？
b.比较20号线和40号线的横截面积。前者比后者大多少倍？结论能与a中的规则吻合吗？
17.a.对图3.44所示的系统，每一条导线的电阻不超过6mΩ，负载吸收的最大电流是110A，应该选用什么号码的导线？
b.如果每条导线的电阻不超3mΩ，重复a中的问题。图3.44　习题17
*18.a.根据表3.2，计算AWG 0000号导线允许的最大电流密度，单位用A/CM表示。
b.将上述结果转化成以A/in2为单位的数。
c.根据b的计算结果，确定传输5000A电流所需要的导线横截面积。
3.4节
19.温度为10℃时铜线的电阻是2Ω，问80℃时它的电阻是多少？
20.温度为0℃时铝汇流排的电阻是0.02Ω，问100℃时它的电阻是多少？
21.在室温（68°F）时铜线的电阻是4Ω，问温度在水的凝固点（32°F）时它的电阻是多少？
22.铜线在70°F时的电阻是0.025Ω。
a.如果温度下降到60°F，电阻是多少？
b.如果温度下降到50°F，电阻是多少？
c.注意a和b的结果，每一种情况，电阻的下降量多少mΩ？电阻的下降量与温度之间是线性还是非线性关系？如果下降到40°F，在不使用电阻温度公式的情况下，你能预测它的电阻值吗？
d.如果温度下降到－30°F（缅因州北部温度），计算从室温到这个温度下电阻的变化。这一变化显著吗？
e.如果温度增加到120°F（澳大利亚凯恩斯的温度），计算从室温到这个温度，电阻的变化。这一变化显著吗？
23.a.铜线在4℃时的电阻是1Ω，在什么温度（℃）下它的电阻是1.1Ω？
b.在什么温度下，它的电阻是0.1Ω？
24.a.如果在室温下（68°F），1000ft长铜线的电阻是1Ω，在什么温度下它的电阻加倍？
b.应该选用哪一号码的导线？
c.导线的直径近似是多少英寸？使用最接近的分数来表示。
25.a.将导出绝对零度代入公式（3.7），检验表3.4中铜的α20数值。
b.使用公式（3.9）计算温度值，在此温度下，铜的电阻值从20℃时的0.8Ω增加到1Ω。
26.如果20℃时铜线的电阻是0.4Ω，根据公式（3.9）计算它在16℃时的电阻。
*27.使用公式（3.9）计算埋设在115°F的沙漠中、长度为1000ft的12号铜线的电阻。
28.一个22Ω的绕线电阻，当温度从－10℃变化到75℃时，电阻的相对变化是+200PPM。计算它在65℃时的电阻。
29.一个100Ω的绕线电阻，当温度从0℃变化到＋100℃时，电阻的相对变化是+100PPM。计算它在50℃时的电阻。
3.5节
30.a.碳电阻器的容量从1W增加到2W，尺寸大约增加多少？
b.碳电阻器的容量从1/2W增加到2W，尺寸大约增加多少？
c.对同种类型的电阻器，我们能否说增加额定功率需要增加体积？它们近似是线性关系吗？也就是说，额定功率增加1倍，体积也需要增加1倍吗？
31.如果线性电位器外部端子之间的电阻是10kΩ，摩擦臂与一个外部端子之间的电阻是3.5kΩ，那么摩擦臂与另一个外部端子之间的电阻是多少？
32.如果线性电位器的总电阻是2.5kΩ，摩擦臂位于接触表面的1/4位置处，那么摩擦臂与每个外部端子之间的电阻是多少？
*33.有一个10kΩ的电位器，要求在摩擦臂与一个外部端子之间的电阻为4kΩ，而摩擦臂与另一外部端子之间的电阻为零，说明电位器的连接方法。
3.6节
34.根据制造公差计算下列色环编码对应的电阻值范围。
第一色环　第二色环　第三色环　第四色环
a.灰色　　　红色　　　棕色　　　金色
b.红色　　　红色　　　棕色　　　银色
c.白色　　　棕色　　　橙色　　　—
d.白色　　　棕色　　　红色　　　金色
e.橙色　　　白色　　　绿色　　　—
35.确定下列10%公差电阻的色环编码。

1. 68Ω　　b. 0.33Ω　　c. 22kΩ　　d. 5.6MΩ
   36.公差20%的各电阻器，它们的电阻值是否存在重叠？比如，标称值为10Ω、公差为20%的电阻，与标称值为15Ω、公差为20%的电阻是否存在重叠的电阻值？

37.给定一电阻的色环编码是：黄、紫、棕、银，测量结果是492Ω。它在公差范围内吗？电阻值范围是多少？
38.a.如果将图3.26a中的47Ω、68Ω和100Ω电阻值分别改为4.7kΩ、6.8kΩ和10kΩ，公差保持不变，问图3.26a会发生什么样的变化？
b.如果将图3.26a中的47Ω、68Ω和100Ω电阻值分别改为4.7MΩ、6.8MΩ和10MΩ，公差保持不变，问图3.26a会发生什么样的变化？
39.确定计算下列表面电阻的阻值。

1. 621　　　b. 333　　c. Q2　　　d.C6
   3.7节

40.计算下列电阻的电导值。

1. 120Ω　　　b. 4kΩ
2. 2.2MΩd.比较上述三个结果
   41.计算1000ft长的12号AWG导线的电导，材料分别是

a.铜b.铝
42.a.计算10Ω、20Ω和100Ω电阻器的电导值，单位为毫西门子（mS）。
b.你怎样比较电阻的变化率与电导的变化率？
c.电阻的变化与电导的变化是倒数关系吗？
*43.一条导线的电导是100S。如果导线的横截面积增加了2/3，长度缩短了2/3，那么电导变为多少？设温度保持不变。
3.8节
44.为什么不能把欧姆表用于有源网络？
45.怎样使用欧姆表检查熔断器的状态？
46.怎样使用欧姆表检查开关的通、断状态？
47.怎样使用欧姆表检查灯泡的状态？
3.9节
48.使用公制单位，计算电阻是0.2Ω、直径是（1/12）in的铜线的长度。
49.使用公制重做习题11，也就是在计算电阻之前，将给定的直径转换成公制。
50.如果氧化锡样品的薄层电阻是100Ω，那么氧化层的厚度是多少？
51.设薄层电阻是150Ω，如果长度是（1/2）in，总电阻是500Ω，计算碳电阻的宽度。
*52.按照下列步骤推导ρ（CM·Ω/ft）和ρ（Ω·cm）之间的转换因子k。
a.以CM·Ω/ft为单位，求解图3.45中导线的电阻率ρ。
b.以Ω·cm为单位，通过必要的转换求解图3.45中的同一导线的电阻率ρ。
c.使用方程ρ2=kρ1计算转换因子k，其中ρ1、ρ2分别是a、b中计算的电阻率。
图3.45　习题52
3.11节
53.使用自己的语言，叙述你对超导体的认识。你觉得它对未来电子工业的发展方面有非常重要的影响吗？或者觉得它的用途非常有限？解释其中的原因。必须发生什么样的事情，才能改变你的看法？
54.参观当地实验室，查找不同材料临界温度的列表。至少列出5种临界温度没有在本章出现的材料。选出几种临界温度相对较高的材料。
55.至少找到一篇关于超导体在商业中应用的文章，写出小节，包括所有感兴趣的事实和数字。
*56.集成电路制造中需要1MA/cm2的电流密度，按照这一密度，计算通过12号家用导线所产生的电流。将计算结果与表3.2列出的所允许的范围值加以比较。
*57.研究SQUID磁场探测器，评述它的基本工作模式和一两种应用示例。
3.12节
*58.a.热敏电阻的特性曲线如图3.35所示，计算温度为-50℃、50℃和200℃时的电阻值。注意图中使用了对数刻度。如有必要，查阅一下带有对数刻度的参考资料。
b.热敏电阻具有正的还是负的温度系数？
c.温度在-100～400℃之间，温度系数保持不变吗？为什么？
d.在100℃时，电阻率ρ随温度的变化速率大约是多少？
3.13节
59.a.使用图3.37的特性曲线，计算光敏电阻在照度分别为10fc和100fc时的电阻值。注意图中也使用了对数刻度。
b.光敏电阻有正的或负的照度系数吗？
c.当照度从0.1变到1000fc时，照度系数保持定值吗？为什么？
d.在照度为10fc时，电阻R随照度的变化速率大约是多少？
3.14节
60.a.根据图3.39a，计算电流分别为0.5mA、1mA、3mA和5mA时器件的端电压。
b.在可显示的电流范围内，电压的总变化是多少？
c.将最大电流与最小电流的比值与对应的电压比值加以比较，会有怎样的发现？