电工电子学(复习)要点.ppt

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1、电工电子学（复习）,第1章 电路的基本概念与基本定律（掌握）1.1 电路的作用与组成部分1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向1.4 欧姆定律 1.5 电路有载工作、开路与短路1.6 基尔霍夫定律1.7 电路中电位的概念及计算,1.1 电路的作用与组成部分,1.电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。（P7）2.电路的作用（P7-8）（1）实现电能的传输和转换（如电力系统）（2）实现信号的传递和处理（如扩音机）3.电路的组成部分（P8）电源（信号源）、中间环节、负载,1.2 电路模型,1.实际电路的电路模型是指由理想电路元件或其组合所组成电路。理想电路元

2、件主要有电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。（P8-9）,1.3 电压和电流的参考方向（P9-10）,参考方向：在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。注意：在参考方向选定后,电流(或电压)值才有正负之分。,电流：,电压：,(2)参考方向的表示方法,(3)实际方向与参考方向的关系（P9-10）,实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。,1.4 欧姆定律（P11）,U、I 参考方向相同时,U、I 参考方向相反时,U=I R,U=IR,1.5 电源有载工作、开路与短路,1.电压电流关系,U=E IRo（1.5.2）,2.功率与功率平衡

3、,P=PE P,负载取用功率,电源产生功率,内阻消耗功率,UI=EI I2Ro,发出功率=吸收功率（电源）（负载）,1.5.1 电源有载工作（P13）,开关闭合,接通电源与负载。,3.电源与负载的判别（P15）,(1)根据 U、I 的实际方向判别,电源：U、I 实际方向相反，即实际电流从实际“+”端流出，（发出功率）,负载：U、I 实际方向相同，即实际电流从实际“+”端流入。（吸收功率）,(2)根据功率判别,U、I 参考方向相同，P=UI 0，负载；P=UI 0，电源。,U、I 参考方向不同，P=-UI 0，负载;P=-UI 0，电源。,例1、（a）电压源的作用,（b）电流源的作用,既不是负载

4、，也不是电源,电源,2、图中向外输出能量是a.电流源 b.电压源 c.电流源和电压源,2?,3、图中电压源的作用a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载,4、若将R=2，则电流源为，电压源为a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载,（a）,（b）,（a）,（a）,IU,5?,5、若将R=5，则电流源为，电压源为a.电源 b.负载 c.既不是电源也不是负载,（a）,（c）,例2、电压源的作用（）,10A,1,10V,+_,I,+_,U,既不是电源也不是负载,例3、已知RL消耗功率40W，则理想电压源消耗的功率为（）。,-10W,电源开路(P16),（1）开路处的电流等于零；I=0（2）开

5、路处的电压 U 视电路情况而定。,2、电路中某处断开时的特征:,1、特征:,开关 断开,电源外部端子被短接,（1）短路处的电压等于零；U=0（2）短路处的电流 I 视电路情况而定。,2、电路中某处短路时的特征:,电源短路(17),1.6 基尔霍夫定律,支路：电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。,结点：三条或三条以上支路的联接点。,回路：由支路组成的闭合路径。,网孔：内部不含支路的回路。,1、电路中基本术语（P19）,2、基尔霍夫电流定律(KCL定律)（P19）,（1）内容：在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。在任一瞬间，一个结点上电流的代数和（一般可以规定流

6、入为正，流出为负）恒等于零。,（2）形式:入=出 或:=0,（3）推广：KCL可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。,I=?,例1:,I=0,IA+IB+IC=0,广义结点,3、基尔霍夫电压定律（KVL定律)（P20-21）,（2）形式：U升=U降 或 U=0,（1）内容：在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。在任一瞬间，沿任一回路循行方向，回路中各段电压的代数和（可以规定电位降为正，电位升为负）恒等于零。,（3）推广：KVL可以推广应用于回路中的部分电路。,例1、图中电动势E、电压U和电流I之间的关系：,例2、在电路中，电压U和电流I

7、之间关系为（或）,1.7 电路中电位的概念及计算（P23-24）,电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX”。通常设参考点的电位为零。,1.电位的概念,2.电位的计算步骤:(1)任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；(2)标出各电流参考方向并计算；(3)计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。,某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。,(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变,即与参考点的选取有关；,(2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变，即与参考点的选取无关。,3.电位和电压与参考点的关系:,例1、3

8、的滑动变阻器向下移动时，则a点电位值将（变大）,R,S,3V,6V,a,b,c,例2、图中，c点电位在开关S断开时应比开关S闭和时（）。,解：S闭合时,S断开时,高,例3、图中，当RP的活动触点向右移动时，B点的电位将（）。,降低,第2章 电路的分析方法,2.2 电阻星型联结与三角型联结的等效变换（）,2.3 电源的两种模型及其等效变换（掌握、理解）,2.4 支路电流法（会应用）,2.5 结点电压法（掌握、理解）,2.6 叠加原理（掌握、理解）,2.7 戴维宁定理与诺顿定理（掌握、理解）,2.8 受控源电路的分析（）,2.9 非线性电阻电路的分析（）,2.1 电阻串并联连接的等效变换（掌握、理

9、解）,1、电阻的串联 P31,特点:,两电阻串联时的分压公式：,(1)等效电阻等于各电阻之和R=R1+R2,2.1 电阻串并联连接的等效变换,(2)串联电阻上电压的分配与电阻成正比。,2、电阻的并联 P31,(1)等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和；,特点:,两电阻并联时的分流公式：,2、电阻的并联 P31,特点:,(2)并联电阻上电流的分配与电阻成反比。,3、电阻混联电路的计算,方法：运用电阻的串并联等效变换,2.3 电源的两种模型及其等效变换,2.3.1 电压源模型 P37,（1）实际电压源模型,UO=E,理想电压源,O,电压源,U=E IR0,（2）理想电压源（恒压源）,电压源的外特性：,

10、2.3.2 电流源模型 P37-38,电流源的外特性：,U0=ISR0,理想电流源,O,IS,电流源,（1）实际电流源模型,（2）理想电流源（恒流源),1、电源两种模型之间的等效变换 P40,由图a：U=E IR0,由图b：U=ISR0 IR0,方向：电流的流向为电动势的电位升,2.3.3 电源两种模型之间的等效变换,电压源与电流源的内阻R0相等,(1)电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。,(2)理想电压源与理想电流源之间无等效关系。,2、电源等效变换的注意事项 P40,(5)若理想电压源与某一支路并联，则等效为该理想 电压源；若理想电流源与某一支路串联，则等效 为

11、该理想电流源。,(7)电源两种模型之间的等效变换的三步骤：,1、结构：串联的电压源、并联的电流源,2、参数大小：E=ISR0 或IS=E/R0,3、方向：电压源的电位升和电流源的流向相同,例1:,求下列各电路的等效电源,解:,-+,-5v,-5A,例2、图示电路的戴为宁等效电动势E和等效内阻R0为（）。,b.E4V,R02,c.E10V,R02,a.E8V,R02,（c）,2.4 支路电流法 P45,（1）在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路循行方向。,（2）应用 KCL 对结点列出(n1)个独立的结点电流方程。,（3）应用 KVL 对回路列出 b(n1)个独立的回路电压方程(

12、通常可取网孔列出)。,（4）联立求解 b 个方程，求出各支路电流。,1、支路电流法的解题步骤:,例1、在图示电路中，各电阻值和Us 值均已知，欲用支路电流法求解流过电压源的电流I，列出独立的电流方程数和电压方程数分别为（）。,3和3,2.5 结点电压法 P48,1、结点电压的概念：,任选电路中某一结点为零电位参考点(用 表示)，其它各结点对参考点的电压，称为结点电压。结点电压的参考方向从结点指向参考结点。,2、两结点的结点电压公式,注意：（1）分母是各支路电导之和,恒为正值；串联在恒流源支路中的电阻不起作用（2）分子中各项可以为正（其中以流入该节点 的电源电流为正），也可以可负。,2.6 叠加

13、原理 P50,1、叠加原理：对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。,叠加原理只适用于线性电路。,不作用电源的处理：E=0，即将E 短路；Is=0，即将 Is 开路。,线性电路的电流或电压均可用叠加原理计算，但功率P不能用叠加原理计算。,2、注意事项：,解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。若分电流、分电压与原电路中电流、电压的参考方 向相反时，叠加时相应项前要带负号。,例1、在图示电路中，当Us单独作用时，电阻RL中的电流IL=1A,则当Us和IL共同作用时，IL应为（）。（a）2.5A（b）1.5A（c）

14、1A,例2、求解图中电流I4,解：(方法1)电源的等效变换,例1、求解图中电流I4,解：(方法2)应用叠加定理,例1、求解图中电流I4,解：(方法3)结点电压法,+Uab,例1、求解图中电流I4,解：(方法4)戴维宁定理,2.7 戴维宁定理与诺顿定理,电压源（戴维宁定理）,电流源（诺顿定理）,1、无源二端网络可化简为一个电阻,2、有源二端网络可化简为一个电源,一、基本的等效变换,戴维宁定理 P54,1、内容：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻 R0 串联的电源来等效代替。,等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到

15、的无源二端网络 a、b两端之间的等效电阻。,等效电源的电动势E 就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后 a、b两端之间的电压。,等效电源,2、戴维宁定理的解题步骤：,（1）求等效电源的电动势E（断开待求支路开路 电压U0C）（2）求戴维宁等效电阻R0（理想电压源短路，理想电流源开路）（3）作等效电路图求待求量U或I,例1、求图中电流I,方法1：戴维宁定理,P67-71，2.3.4、2.7.8、,方法1：戴维宁定理,例1、求图中电流I,方法2：叠加定理定理,例3:求图示电路中的电流 I。已知R1=R3=2,R2=5,R4=8,R5=14,E1=8V，E2=5V,IS=3A。,(1)求UO

16、C,解：,(2)求 R0,(3)求 I,R0=(R1/R3)+R5+R2=20,例4：用戴维宁定理求图示电路的电流I。,解：(1)断开待求支路，得有源二端网络如图(b)所示。由图可求得开路电压UOC为：,(2)将图(b)中的电压源短路，电流源开路，得除源后的无源二端网络如图(c)所示，由图可求得等效电阻Ro为：,(3)根据UOC和Ro画出戴维宁等效电路并接上待求支路，得图(a)的等效电路，如图(d)所示，由图可求得I为：,例2、求图中电流IL,戴维宁定理,例3、在下图中，（1）试求电流I和电压Uab；,（2）试计算理想电压源的功率，并说明它是取用功率还是发出功率。,解：（1）用戴维宁定理求解,

17、（2）理想电压源的功率,两结点的结点电压公式：,3.2 储能元件和换路定则（掌握、理解）,3.3 RC电路的响应（掌握、理解）,3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法（掌握、理解）,3.6 RL电路的响应（掌握、理解）,3.5 微分电路和积分电路（）,3.1 电阻元件、电感元件、电容元件（掌握）,第3章 电路的暂态分析,3.1.1 电阻元件,根据欧姆定律:,3.1 电阻元件、电感元件与电容元件 P75,电阻的能量,1、电压和电流的基本关系式,2、电阻元件耗能 p75,电阻总是消耗电能，是耗能元件,3.1.2 电感元件 P75,1、电压和电流的基本关系式,直流电路中，电感短路,2.电感元件储能,

18、磁场能,即电感将电能转换为磁场能储存在线圈中，电感是储能元件。,3.1.3 电容元件 P76,1、电压和电流的基本关系式,电场能,2、电容元件储能,即电容将电能转换为电场能储存在电容中，电容是储能元件。,直流电路中，电容短路,例1、图中，A点电位值为（）。,3V,例2、图中，A点电位值为（）。,11V,A,20k,6V,+_,20k,10k,1000pF,例3、图中，A点电位值为（）。,A,8,15V,+_,5,10,0.5uF,0.1H,5V,第4章 正弦交流电路,4.2 正弦量的相量表示法（理解）,4.4 电阻、电感与电容元件串联交流电路（掌握）,4.1 正弦电压与电流（理解）,4.3 单

19、一参数的交流电路（掌握、理解）,4.5 阻抗的串联与并联（掌握、理解）,4.9 非正弦周期电压和电流（）,4.8 功率因数的提高（理解）,4.7 交流电路的频率特性（）,4.6 复杂正弦交流电路的分析与计算（）,4.1 正弦电压与电流,幅值、角频率、初相角成为正弦量的三要素。,一、正弦量的三要素 P101,4.1.1 频率与周期 P102,周期T：变化一周所需的时间（s）,角频率：,（rad/s）,4.1.2 幅值与有效值 P103,幅值：Im、Um、Em,有效值：I、U、E,4.1.3初相位与相位差 P104,2、相位差：,两同频率的正弦量之间的初相位之差。不同频率的正弦量不能比较它们的相位

20、差。,1、初相位：表示正弦量在 t=0时的相角。,设正弦量:,1、相量:表示正弦量的复数称相量,2、相量表示:,4.2 正弦量的相量表示法 P106,注意：相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。,（1）相量式：,（2）相量图:把相量表示在复平面的图形,可不画坐标轴,只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。,4.3 单一参数的交流电路 P109,4.3.1 电阻元件的交流电路 P109,1.电压与电流的关系,相量式：,相量图：,特点：(1)频率相同(2)大小关系：,(3)相位关系：,u、i 相位相同,2.功率关系,(1)瞬时功率 p,(2)平均功率(有功功率)P,单位:瓦（W）,(3)无功功率 Q

21、,单位：var,4.3.2 电感元件的交流电路 P111,1.电压与电流的关系,相量式：,相量图：,(2)U=IXL,(3)电压超前电流90,相位差,特点：(1)频率相同,2.功率关系,(1)瞬时功率,(2)平均功率,单位:瓦（W）,(3)无功功率 Q,单位：var,功率因数为0,1.电流与电压的关系,4.3.3 电容元件的交流电路 P114,相量式：,相量图：,特点：(1)频率相同,2.功率关系,容抗(),(3)电流超前电压90,相位差,(1)瞬时功率,(2)平均功率,单位:瓦（W）,(3)无功功率 Q,(2)U=I XC,单位：var,功率因数为0,单一参数电路中的基本关系,小 结,P12

22、0,例、在电阻和电容串联电路中，电容电压和电流的关系为（）。a.,b.,c.,a,例、在纯电感电路中，下列各式哪个式子是对的（）a.,b.,c.,例、在纯电容电路中，下列各式哪个式子是对的（）a.,b.,c.,c,c,1.电流、电压的关系,4.4 R、L、C串联的交流电路 P117,1)相量式,阻抗,阻抗模：,阻抗角：,电路参数与电路性质的关系：,阻抗模：,阻抗角：,例6、已知,，,，则电路为（）。,2)相量图,由阻抗三角形：,电压三角形,由功率三角形：,由电压三角形：,例、已知某负载无功功率Q=3kvar，功率因数为0.8，则其视在功率为多少？,3kvar,4w,5 V.A,2.功率关系,(

23、1)瞬时功率,(2)平均功率P（有功功率）,单位:W,(3)无功功率Q,单位：var,(4)视在功率 S,单位：VA,注：SNUN IN 称为发电机、变压器 等供电设备的容量,例、图中，us=50sinwt V,R1消耗的功率为10W，则总电路的功率因数 为（）,+,-,5,10,例、在电阻、电感与电容元件串联的交流电路中，已知R=30，L=127mH，C=40F，电源电压,；（1）求电流i及各部分电压uR，uL，uC；（2）作相量图；（3）求功率P和Q。,4.5 阻抗的串联与并联 P125,4.5.1阻抗的串联,分压公式：,通式:,4.5.2 阻抗并联,通式:,分流公式：,一般正弦交流电路的

24、解题步骤,1.根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变),2.根据相量模型列出相量方程式或画相量图,3.用相量法或相量图求解,4.将结果变换成要求的形式,相量（复数）形式的欧姆定律,解：,求各表读数,V表：,A1表：,A2表：,A表：,+,-,例2、日光灯管与镇流器串联接在频率为50Hz、电压为U=220V的交流电源上。已知灯管的等效电阻R1280，镇流器的等效电阻R220，等效电感L1.65H。试（1）计算电路中的电流值的大小、灯管两端和镇流器上的电压值的大小(2)计算总电路的P、Q、S。,电路中电流,灯管两端电压,镇流器的阻抗,镇流器电压,例3、在图示电路中，已知,，试求电流,及该电路的有

25、功功率。,P149-151,例2：,下图电路中已知：I1=10A、UAB=100V，,求：总电压表和总电流表 的读数。,解题方法有两种：(1)用相量式(复数)计算;(2)利用相量图分析求解。,分析：已知电容支路的电流、电压和部分参数,求总 电流和电压,求：A、V 的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,解法1:用相量式计算,所以A读数为 10安,+-,+-,求：A、V 的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,由相量图可求得：,解：,例3：,已知,开关闭合后 u，i 同相。,开关闭合前,求:,(1)相量图分析,设 为参考相量,解：(2)用相量式计算,开关闭合后 u，i 同相，,由

26、实部相等可得,由虚部相等可得,例4、在图中，i1=10sin(wt+450)A,i2=10sin(wt-450)A,则i。,+,-,例、图示正弦交流电路中，,，且电流有效值I1=4A,I2=3A，则总电流有效值I为。,设,例6 图示电路中,已知,电流表A1的读数为3A,试问(1)A2和A3的读数为多少?,(2)并联等效阻抗Z为多少?,jXL,相量图：,电路呈电阻性,4.7.2 谐振电路 P135,在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。,谐振的概念：,1.串联谐振,(1)谐振条件,感抗=容抗,(2)谐振频率

27、,或,(3)串联谐振特怔,(2)电流最大,(4)电压关系,电容、电感电压：,并联谐振,1.谐振条件,2.谐振频率,或,3.并联谐振的特征,(1)阻抗最大，呈电阻性,(2)恒压源供电时，总电流最小。,(3)支路电流与总电流 的关系,4.8 功率因数的提高 P141,1、提高功率因数的措施,在感性负载两端并联电容,第5章 三相电路,5.1 三相电压,5.2 负载星形联结的三相电路,5.3 负载三角形联结的三相电路,5.4 三相功率,5.1 三相电压,一、对称三相电压,（1）特征：,（3）相量图,（2）相量表示,显然，对称三相电压的瞬时值或相量之和为 0,2.三相电源的星形联结,3.三相电源的三角形

28、联结,5.2 负载星形联结的三相电路,1.三相负载,三相负载,不对称三相负载：不满足 Z1=Z2=Z3如单相负载组成的三相负载,2.负载星形联结的三相电路,Y 联结时：,对称负载Y 联结三相电路的计算,负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。,（3）结论,（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。,L1,L2,L3,N,+_,A,Z1,Z2,Z3,例、一星形负载接于三相四线制电源上，若电

29、源线电压为380V，当A点断开时，U3为220V,5.3 负载三角形联结的三相电路,一、,即:UP=Ul,线电流不等于相电流,二、对称负载联结三相电路的计算,三、三相负载的联接原则,负载的额定电压=电源的线电压,负载的额定电压=电源线电压,例1、三个额定电压为220V的单相负载，当用线电压为380V的三相四线制电源供电时应接成（）形。a.Y或均可 b.c.Y,例2、三个额定电压为380V的单相负载，当用线电压为380V的三相四线制电源供电时应接成（）形。a.Y或均可 b.c.Y,c,b,5.4 三相功率,无论负载为 Y 或联结，每相有功功率都应为 Pp=Up Ip cosp,对称负载 联结时：

30、,同理,对称负载Y联结时：,相电压与相电流的相位差,当负载对称时：P=3Up Ipcosp,所以,中性线电流,(2)三相负载不对称（R1=5、R2=10、R3=20）分别计算各线电流,中性线电流,第6章 磁路与铁心线圈电路,6.2 交流铁心线圈电路,6.3 变压器（掌握、理解）,6.4 电磁铁,6.1 磁路及其分析方法,6.3 变压器,1.电压变换,2.电流变换,3.阻抗变换,4.变压器的铭牌和技术数据,额定容量 SN：传送功率的最大能力。,1)额定值,额定容量是视在功率,单位：VA（伏安）,例、有一变比为4的降压变压器，如果在次级接上8,的电阻时，则把它折算到一次侧的等效电阻为96,7.1

31、三相异步电动机的构造,第7章 交流电动机,7.2 三相异步电动机的转动原理（理解）,7.3 三相异步电动机的电路分析,7.4 三相异步电动机转矩与机械特性（理解）,7.5 三相异步电动机的起动（掌握、理解）,7.6 三相异步电动机的调速,7.7 三相异步电动机的制动,7.8 三相异步电动机铭牌数据,7.9 三相异步电动机的选择,7.11 单相异步电动机,7.10 同步电动机(略),7.2 三相异步电动机的转动原理,7.2.1 旋转磁场,1.旋转磁场的产生,2.旋转磁场的旋转方向,结论：任意对调三根电源进线中的任意两根，则旋转磁场反转，则电动机反转。,3.旋转磁场的极对数P,4.旋转磁场的转速,

32、同步转速n0,7.2.2 电动机的转动原理,7.2.3 转差率,一、含义：旋转磁场的同步转速n0和电动机转子转速n之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。,异步电动机运行中:,转子转速亦可由转差率求得,二、转差率s表达式：,7.4 三相异步电动机转矩与机械特性,7.4.1 转矩公式,由公式可知,1.T 与定子每相绕组电压 成正比。U1 2 T,2.当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。,3.R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2，从而改变转距。,7.4.2 机械特性曲线,根据转矩公式,得特性曲线：,电动机在额定负载时的转矩。,1.额定转矩TN,三个重

33、要转矩,额定转矩,(N m),2.最大转矩 Tmax,电机带动最大负载的能力。,当 U1 一定时，Tmax为定值,过载系数(能力),临界转差率,3.起动转矩 Tst,电动机起动时的转矩。,起动时n=0 时，s=1,(2)Tst与 R2 有关，适当使 R2 Tst。对绕线式型 电机改变转子附加电阻 R2,可使Tst=Tmax。,Tst体现了电动机带载起动的能力。若 Tst T2电机能起动，否则不能起动。,起动能力,7.5.1 起动性能,7.5 三相异步电动机的起动,起动方法,(1)直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,（适用于笼型电动机）,(3)转子串电阻起动,（适用于绕线

34、型电动机）,以下介绍降压起动和转子串电阻起动。,1.降压起动,(1)Y 换接起动,降压起动时的电流为直接起动时的,设：电机每相阻抗为,(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。,Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合,Y-换接起动应注意的问题,正常运行,5.功率与效率,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。,7.8 三相异步电动机铭牌数据,额定功率,额定电压,定子线电压,额定功率因数,额定效率,额定电流,定子线电流,例2、已知某三相异步电动机的额定功率为2.2kw,额定线电压为380V,星形联结，额定转速1420 r/min，在额定负载下运行时

35、，其,设电源频率为50 H z。试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额定转差率。,（1）线电流的额定值,相电流的额定值,额定转矩,(2)因为,=1420 r/min,故同步转速为,=1500 r/min,额定转差率,例3、一台三相异步电动机的额定技术数据如下：,电源频率50HZ。求额定状态下的转差率SN、电流IN和转矩TN以及起动电流IST、起动转矩TST和最大转矩TMAX。,解：,因nN=1440r/min，,故n0=1500r/min,例、某四极（p=2）三相异步电动机的额定功率为30kW，额定线电压为380V，三角形联结，频率为50Hz。在额定负载下运行时，其转

36、差率为0.02,效率为90%，线电流为57.5A，试求：(1)额定转矩；（2）电动机的功率因数。,第14章 二极管和晶体管 P5,14.3 半导体二极管（理解）,14.4 稳压二极管（了解）,14.5 半导体三极管（掌握、理解）,14.2 PN结（理解）,14.1 半导体的导电特性（理解）,14.6 光电器件（）,14.1 半导体的导电特性,1、本征半导体的载流子：自由电子和空穴,本征半导体 P4,2、载流子产生的原因：本征激发。温度愈高，载流子的数目愈多,14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 P6,1、在N 型半导体中：自由电子是多数载流子（掺杂），空穴是少数载流子（本征激发）。,2、在

37、 P 型半导体中：空穴是多数载流子（掺杂），自由电子是少数载流子（本征激发）。,无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。,14.2 PN结 P8,14.2.2 PN结的单向导电性,PN结的形成,1、PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。,2、PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。,14.3 半导体二极管 P9,二极管的单向导电性,二极管加正向电压（正向偏置），二极管处于导通状态；二极管加反向电压（反向偏置），二极管处于截止状态。,14.3.2 伏安特性 P10,硅管0.5V锗管0.1V,反向击穿电压U

38、(BR),导通压降,外加电压大于死区电压二极管才能导通。,外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。,正向特性,反向特性,特点：非线性,硅0.60.8V锗0.20.3V,死区电压,反向电流在一定电压范围内保持常数。,二极管电路分析,定性分析：判断二极管的工作状态,导通截止,分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。,若 V阳 V阴或 UD为正(正向偏置)，二极管导通若 V阳 V阴或 UD为负(反向偏置)，二极管截止,二极管不论是否理想，反向截止时二极管可看作开路。,若二极管是非理想的，则需考虑正向管压降,硅0.60.7V锗0.20.3V,若二极管是理想的

39、，正向导通时正向管压降为零，二极管可看作短路。,定量分析：判断二极管的两端压降,二极管可看作电动势为正向导通管压降的恒压源。,二极管电路分析,电路如图，求：UAB,V阳=6 V V阴=12 V V阳V阴 二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=6V否则，UAB低于6V一个管压降，为6.3或6.7V,例1：,取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,在这里，二极管起钳位作用。,DC导通，DA、DB截止,+9V,R,DA,DC,3V,Y,DB,3V,0V,例2：图中三管的工作状态,已知：二极管是理想的，试画出 uo 波形。,例4：,6V,ui 6V，二极管截止，可看作

40、开路 uo=6V ui 6V，二极管导通，可看作短路 uo=ui,二极管阳极电位为 6V，,二极管阴极电位为 ui，,例6：,试求下列几种情况下VY及元件（R、D1、D2）中的电流，假定二极管是理想的：（1）VA=10V，VB=0V；（2）VA=6V，VB=5.8V；（3）VA=VB=5V,V1阳=0 V，V2阳=10 V，V1阴=V2阴=0 V；UD1=0V，UD2=10V UD2 UD1 D2 优先导通，假定D1截止。二极管是理想的，D2可看作短路，D1可看作开路,解：（1）VA=10V，VB=0V,验证了D1处于截止状态。,（2）VA=6V，VB=5.8V,V1阳=5.8 V，V2阳=6

41、V，V1阴=V2阴=0 V；UD1=5.8V，UD2=6V UD2 UD1 D2 优先导通，假定D1截止。二极管是理想的，D2可看作短路，假定D1可看作开路,则此时VY为：,同时，V1阳=5.8 V，V1阴=VY=5.4V；UD1=0.4V 0,故 D1 也导通，二极管是理想的，D1也可看作短路,此时，对 VY求解可通过两个结点之间的结点电压公式：,验证D1是否处于截止状态,（3）VA=VB=5V,V1阳=V2阳=5V，V1阴=V2阴=0 V；UD1=UD2=5V D1、D2 同时导通。二极管是理想的，D1、D2均看作短路。,此时，对 VY求解可通过两个结点之间的结点电压公式：,14.5 半导

42、体三极管 P15,晶体管的结构示意图和表示符号,(a)NPN型晶体管；,(b)PNP型晶体管,14.5.1 基本结构,2.三极管放大的外部条件,发射结正偏、集电结反偏,1.三极管放大的内部条件 P18,发射区：掺杂浓度最高；基区：最薄，掺杂浓度最低集电区：面积最大,14.5.2 放大原理,晶体管放大时，三个电极的电位关系及电流流向：P19,(a)NPN 型晶体管；,(b)PNP 型晶体管,放大：VCVBVE,放大：VCVBVE,1.输入特性,特点:非线性,正常工作时发射结电压：NPN型硅管 UBE 0.6 0.7VPNP型锗管 UBE 0.2 0.3V,3DG100晶体管的输入特性曲线,死区电

43、压：硅管0.5V，锗管0.1V。,特性曲线 P20,2.输出特性,晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区,(1)放大区（线性区）,特点：发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置,（2）截止区,特点：发射结处于反向偏置、集电结处于反向偏置,(3)饱和区,特点：发射结处于正向偏置、集电结处于正向偏置,IC=IB,IC 0,ICIB，UCES 0V,4.集电极最大允许电流 ICM,5.集-射极反向击穿电压U(BR)CEO,集电极电流 IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。,当集射极之间的电压UCE 超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上

44、给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。,6.集电极最大允许耗散功耗PCM,PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。PC PCM=IC UCE,硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。,例1、晶体管具有放大作用的外部条件为发射结，集电结。例2、晶体管结构特点为发射区掺杂浓度很，基区很，掺杂浓度很。例3、晶体管输出特性分三个区域，分别为 区、区和 区。,例4、测量某硅晶体管各电极对地的电压值为：VC=6V，VB=2V，VE=1.3V。则管子工作在()区域。a.放大区 b.饱和区 c.截止区。,a,高,薄,低,NPN硅管,例5、测量某晶体管放大时各

45、电极对地的电压值为：-6V，-2V，-2.3V则管子类型,PNP硅管,判断晶体管的工作状态的一般步骤：,（1）首先判断晶体管发射结的偏置情况：若发射结反偏，则晶体管处于截止状态；若发射结正偏，则晶体管处于放大或饱和状态；,（2）若发射结正偏，判断晶体管放大或饱和状态：,根据输入回路求基极电流IB,得IB；,再根据输出回路求晶体管刚饱和时的集电极电流ICS；,若刚饱和时的集电极电流ICSIB，则晶体管饱和；若刚饱和时的集电极电流ICSIB，则晶体管放大；,例、如果改变晶体管基极电压的极性，使发射结由正偏导通改为反向偏置，则集电极电流（）,近似为零,D,8V,R,uo,ui,+,+,D,8V,R,

46、uo,ui,+,+,(a),(b),12V,u0/V,15V,0,-15V,在如图所示的电路中，ui=15sinwt V，,第15章 基本放大电路 P32,15.1 共发射极放大电路的组成（理解）,15.2 放大电路的静态分析（掌握、理解）,15.4 静态工作点的稳定（掌握、理解）,15.6 射极输出器（会分析）,15.8 互补对称功率放大电路（）,15.9 场效应管及其放大电路（）,15.3 放大电路的动态分析（掌握、理解）,15.5 放大电路中的频率特性（）,15.7 差分放大电路（了解）,15.1 基本放大电路的组成 P32,(1)无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的，电压和电流:I

47、B、UBE和 IC、UCE。,一、共发射极放大电路,(2)加上输入信号电压，各电极电流和电压，都在直流量的基础上叠加了一个交流量。,2.直流通路和交流通路,（1）直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，用来计算静态工作点。,直流通路,对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）,断开,断开,直流通路用来计算静态工作点Q(IB、IC、UCE),交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,XC 0，C 可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。,交流通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,短

48、路,短路,对地短路,15.2 放大电路的静态分析 P35,用估算法确定静态值,1.直流通路估算 IB,根据电流放大作用,2.由直流通路估算UCE、IC,当UBE UCC时，,由KVL:UCC=IB RB+UBE,由KVL:UCC=IC RC+UCE,所以 UCE=UCC IC RC,15.3 放大电路的动态分析 P38,ib,晶体三极管,微变等效电路,1.晶体管的微变等效电路,晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。,晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。,分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。,微变等效电路,2.放大电路的微变等效电路,将交流通路中的

49、晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。,3.电压放大倍数的计算 P41,当放大电路输出端开路(未接RL)时,因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。,负载电阻愈小，放大倍数愈小。,式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。,例1：,3.电压放大倍数的计算,例2：,由例1、例2可知，当电路不同时，计算电压放大倍数 Au 的公式也不同。要根据微变等效电路找出 ui与ib的关系、uo与ic 的关系。,4.放大电路输入电阻的计算 P42,定义：,例1：,5.放大电路输出电阻的计算 P43,定义：,共射极放大电路特点：1.放大倍数高；2.输入电阻低；3.输出电阻高。,例1：,

50、求ro的步骤：(1)断开负载RL,(3)外加电压,(4)求,外加,(2)令 或,例1、已知UCC=12V，RC=4k，RB=300k，RL=4k，=37.5，试求（1）静态值；（2）电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。,解：,例5：有一放大电路，测得其输出端开路电压的有效值UOC=4V，当接上负载电阻RL=6K，输出电压下降为UOL=3V，试求该放大电路的输出电阻。,输出端开路时：,输出端接负载时：,上两式相除得：,在本例中：,例2：如图示，VCC=12V，RC=2K，RE=2K，RB=300K，=50。电路有两个输出端。试求AU1，AU2；r01，r02。,解：,在图示的固定偏置放大电路中，,