電工電子技術(shù)應(yīng)用 課件全套 時會美 項目1-8 直流電路分析與應(yīng)用 -時序邏輯電路分析與應(yīng)用

電工電子技術(shù)應(yīng)用項目一直流電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量電路：指的是將不同的電子電氣器件或設(shè)備按一定的方式連接起來，形成的電流通路。由電源、負載、中間環(huán)節(jié)三部分組成。電路的作用：電路的作用實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換（如電力電路）實現(xiàn)信號的傳遞和處理（如擴音機電路）電源種類不同直流電路交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量發(fā)電機升壓變壓器降壓變壓器電燈電爐話筒揚聲器放大器電力電路擴音器學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量一、電路的基本物理量（一）電流1.電流：電荷在導(dǎo)體中有規(guī)則的定向移動形成電流，亦叫電流強度，簡稱電流i。3.方向：習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的實際方向，可用箭頭表示，也可用字母的順序表示。2.分類：直流電流I、交流電流i。學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量（二）電壓與電動勢1.電壓：電場力把單位正電荷從電路中的一點移到另外一點所作的功，為這兩點之間的電壓。3.電壓方向：習(xí)慣上把電位降低的方向作為電壓的實際方向，可用+、-號表示，也可用字母的雙下標(biāo)表示。2.分類：直流電壓U、交流電壓u。學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量（二）電壓與電動勢1.電動勢：非電場力把單位正電荷在電源內(nèi)部由低電位ｂ端移到高電位ａ端所作的功，稱為電動勢，用字母ｅ（）表示。2.實際方向：電動勢的實際方向在電源內(nèi)部從低電位指向高電位。電壓與電動勢的關(guān)系如圖所示。學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量（三）電流、電壓的參考方向1.電流、電壓參考方向：在分析與計算電路時，對電量任意假定的方向。實際方向與參考方向一致，電流（或電壓）值為正，實際方向與參考方向相反，電流(或電壓）值為負。（實際方向）（參考方向）（參考方向）（實際方向）（參考方向）+--+（實際方向）（參考方向）+--+（實際方向）學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量（三）電流、電壓的參考方向2.電流、電壓關(guān)聯(lián)參考方向：當(dāng)電流的參考方向與電壓的參考方向選取的一致，為關(guān)聯(lián)參考方向，；當(dāng)選取的不一致，則為非關(guān)聯(lián)參考方向。（參考方向）-+（參考方向）（a）電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向（參考方向）-+（參考方向）（b）電壓電流為非關(guān)聯(lián)參考方向?qū)W習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量一、電路的基本物理量（四）電位1.電位的概念：電位實際上就是電路中某點到參考點的電壓，電壓常用雙下標(biāo)，而電位則用單下標(biāo)，電位的單位也是伏特[V]。ab1

5Aab1

5AVa=+5V

a

點電位：Vb=-5V

b點電位：

電位具有相對性，規(guī)定參考點的電位為零電位。因此，相對于參考點較高的電位呈正電位，較參考點低的電位呈負電位。2.例題學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量一、電路的基本物理量（五）功率和電能1.電能：電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進行的。因此，電流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。電功在國際單位制中，功的單位為焦耳（J）。日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度來表示：學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量一、電路的基本物理量（五）功率和電能2.電功率：電工技術(shù)中，單位時間內(nèi)電流所作的功稱為電功率。電功率用“

”表示：電功率在國際單位制中，電功率單位用瓦特（

）

電功率反映了電路元器件能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。如的電燈表明在1秒鐘內(nèi)該燈可將的電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能；電機表明它在1秒鐘內(nèi)可將的電能轉(zhuǎn)換成機械能。學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量一、電路的基本物理量（五）功率和電能3.電源與負載的判別：根據(jù)參考方向判別（1）元件兩端電壓和流過的電流在關(guān)聯(lián)參考方向下時：，元件吸收功率,負載；，元件發(fā)出功率,電源；（2）元件兩端電壓和流過的電流在非關(guān)聯(lián)參考方向下時：，元件吸收功率,負載；，元件發(fā)出功率,電源；學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量二、電路的三種工作狀態(tài)RLS＋

US－RSRLS＋

US－RSRLS＋

US－RS有載工作狀態(tài)空載狀態(tài)短路狀態(tài)1.三種工作狀態(tài)學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量二、電路的三種工作狀態(tài)2.電氣設(shè)備的額定值（1）定義：電氣設(shè)備長期、安全工作條件下的最高限值稱為額定值。電氣設(shè)備的額定值是根據(jù)設(shè)計、材料及制造工藝等因素，由制造廠家給出的技術(shù)數(shù)據(jù)。（2）額定值的表示方法：

額定電壓、額定電流、額定功率（3）電氣設(shè)備運行狀態(tài)：過載輕載額定工作狀態(tài)學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量電路基本物理量學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型一、電壓源學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型2.理想電壓源：

IUs+_U+_RL外特性曲線IUEO(2)輸出電壓是一定值，恒等于電動勢。

(3)恒壓源中的電流由外電路決定。特點:1.電壓源定義：電壓源是由電動勢Us和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源的電路模型。(1)內(nèi)阻R0

=0一、電壓源3.實際電壓源：U=

Us–IR0

RLR0+-UsU+–UsIUO電壓源特性曲線實際電壓源電路模型學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型二、電流源2.理想電流源：

特點:1.電流源定義：

電流源是由電流IS和內(nèi)阻R0并聯(lián)的電源的電路模型。RLIISU+_0IU(2)輸出電流是一定值，恒等于電流IS；(3)恒流源兩端的電壓U由外電路決定。(1)內(nèi)阻R0

=；學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型二、電流源3.實際電流源：

RL電流源模型R0UR0UIS+－電流源特性曲線0IUIS

學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型U=Us－IR0

U=ISR0–IR0等效變換條件:（參數(shù)大?。︰s=ISR0方向：電壓源的電位升和電流源的流向相同。等效變換過程中內(nèi)阻R0不變IR0U+_Us+_IS

R0U

IR0U+_內(nèi)阻改并聯(lián)內(nèi)阻改串聯(lián)三、兩種實際電源模型之間的等效變換學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型拓展知識：受控源1.定義：一個受控源有兩個支路組成，一個支路是短路（或是開路）；另一個支路如同電流源（或電壓源），而其電流（或電壓）受短路支路的電流（或開路支路的電壓）控制。

2.四種類型：（1）電流控制電流源（2）電壓控制電流源（3）電流控制電壓源（4）電壓控制電壓源

學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型2.受控源四種類型：學(xué)習(xí)任務(wù)二認識兩種電源模型學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用（一）歐姆定律及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用1.部分電路歐姆定律：2.全電路歐姆定律：學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用3.電阻的串聯(lián)與并聯(lián)二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用1.基爾霍夫電流定律：（1）相關(guān)定義1）支路：電路中每一個含有電路元件的分支稱為支路，同一支路上各元件上通過的電流相等。（m）2）結(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點。（n）123+_R1US1+_US2R2R3m=3n=21.基爾霍夫電流定律：（2）電流定律（KCL）表述1：任一瞬時，流入任一節(jié)點的電流之和必等于流出該節(jié)點的電流之和。表述2：若流入結(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負，則表述為：在任一瞬時，電路中流入任一節(jié)點的所有電流的代數(shù)和等于零。二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用1.基爾霍夫電流定律：（2）電流定律（KCL）例：如題所示電路，寫出節(jié)點電流方程。I1I2I3I4表述1：表述2：二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用2.基爾霍夫電壓定律：（1）相關(guān)定義1）回路：電路中由支路所組成的閉合路經(jīng)稱為回路。2）網(wǎng)孔：其中不包含其它支路的單一閉合路徑。112332+_R1US1+_US2R2R3回路：3網(wǎng)孔：2二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用2.基爾霍夫電壓定律：（2）電壓定律表述1：在任一瞬時，沿任一閉合回路繞行一周，回路中各部分電壓的代數(shù)和恒等于零。若規(guī)定電位升取正號，則電位降就取負號。表述2：在任一閉合回路的繞行方向上，回路中電動勢的代數(shù)和等于電阻上電壓降的代數(shù)和。二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用2.基爾霍夫電壓定律：例：I1+US1R1I4US4R4I3R3R2I2_U3U1U2U4表述1：-U1-US1+U2+U3+U4+US4=0表述2：∑IR=∑US二、基爾霍夫定律與支路電流法學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用以支路電流為未知量、應(yīng)用基爾霍夫定律（KCL、KVL）列方程組求解。求解步驟：（1）判斷電路的支路數(shù)ｂ和節(jié)點數(shù)ｎ；在圖中標(biāo)出各支路電流的參考方向，對選定的回路標(biāo)出回路繞行方向；（2）應(yīng)用KCL對結(jié)點列出

(n－1)個獨立的結(jié)點電流方程；（3）應(yīng)用KVL對回路列出

b－(n－1)

個獨立的回路電壓方程(通常可取網(wǎng)孔列出)；（4）聯(lián)立求解b個方程，求出各支路電流。二、基爾霍夫定律與支路電流法3.支路電流法：學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用例題：ba+-E2R2+

-R3R1E1I1I3I212對結(jié)點a：I1+I2–I3=0對網(wǎng)孔1：對網(wǎng)孔2：I1R1+I3R3=E1I2R2+I3R3=E2二、基爾霍夫定律與支路電流法3.支路電流法：學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用三、疊加原理及其應(yīng)用

在有多個電源共同作用的線性電路中任一支路的電流（或電壓），等于各個電源分別單獨作用時在該支路中產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。I=I

I+

=IR1+–R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時應(yīng)視為開路I'R1+–R2US+I"R1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時應(yīng)視為短路*計算功率時不能應(yīng)用疊加原理學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

例題：用疊加定理求：I=?+-I

4A

20V10

10

10

I′4A10

10

10

+-I″20V10

10

10

I=I′+I″=2+（－1）

=1A

三、疊加原理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

應(yīng)用疊加原理要注意的問題：1.疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。2.疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3.解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。三、疊加原理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用四、戴維南定理及其應(yīng)用

1.戴維南定理內(nèi)容：對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，均可以用一個理想電壓源和一個電阻元件串聯(lián)的有源支路來等效代替，其電壓源US等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，電阻元件的阻值R0等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后兩個外引端子間的等效電阻Rab。線性有源二端網(wǎng)絡(luò)

ababR0US+-適用范圍：只求解復(fù)雜電路中的某一條支路電流或電壓時。學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

例題：用戴維南定理求圖示電路R3中的電流I3。四、戴維南定理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

解：（1）將支路單獨劃出，然后求有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路，如（a）圖所示（2）由圖（ｂ）求開路電壓四、戴維南定理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

解：（2）由圖（ｂ）求開路電壓四、戴維南定理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

解：（3）求等效電阻，除源二端網(wǎng)絡(luò)如圖（ｃ）所示

（4）戴維南等效電路如圖（ｄ）所示

四、戴維南定理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用拓展知識：諾頓定理

內(nèi)容：任一線性含源二端單口網(wǎng)絡(luò)，對其外部而言，都可用電流源與電阻并聯(lián)組合等效代替；該電流源的電流等于原單口網(wǎng)絡(luò)端口處短路時的短路電流，該電阻等于原單口網(wǎng)絡(luò)去掉內(nèi)部獨立電源后，從端口處得到的等效電阻。

線性有源二端網(wǎng)絡(luò)

abab學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用拓展知識：最大功率輸出條件

一個實際電源產(chǎn)生的功率通常分為兩部分，一部分消耗在電源及線路的內(nèi)阻上，另一部分輸出給負載。RLSUSIR0＋－電路中通過的電流為：負載上獲得的功率為：學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用

最大功率輸出條件

RLSUSIR0＋－把上式加以整理可得：負載上的最大功率為：當(dāng)R0=RL拓展知識：最大功率輸出條件學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電路分析方法及其應(yīng)用電工電子技術(shù)應(yīng)用項目二單相交流電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電正弦電壓與電流：隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電壓（電流），簡稱正弦量。正弦交流電可以用解析式（表達式）和波形圖來表示。幅值、頻率、初相位是確定一個正弦量的三要素。三要素最大值（幅值）角頻率初相位波形圖1.表達式（1）最大值正弦交流電在變化過程中出現(xiàn)的最大瞬時值稱為最大值。用大寫字母并加下標(biāo)表示。2.三要素——電動勢最大值最大值——電壓最大值——電流最大值一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電（2）角頻率描述正弦交流電變化快慢的物理量，可以用角頻率、周期和頻率表示。2.三要素周期T：變化一周所需的時間（單位：秒）頻率f：每秒變化的次數(shù)（單位：赫茲）角頻率ω：每秒變化的弧度（單位：弧度/秒）相互間關(guān)系：Tf1=一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電（3）初相位2.三要素：正弦波的相位角或相位。：t=0時的相位，稱為初相位，給出了觀察正弦波的起點或參考點。一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電3.相位差：兩個同頻率正弦量間的相位相比較(初相位差)。t超前滯后與同相一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電4.有效值：是從電流的熱效應(yīng)相等來定義的。

在同一周期時間內(nèi)，正弦交流電流和直流電流對同一電阻具有相同的熱效應(yīng)，就用表示的有效值?！镉脙x表測得的交流電壓、電流值，就是被測物理量的有效值?！镫娖髟O(shè)備和器件有擊穿電壓或絕緣耐壓所指的電壓都是最大值。一、正弦交流電的瞬時值表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電二、正弦交流電的相量表示法

正弦交流量不僅有大小而且有相位參數(shù),要同時表示出這二個參數(shù)必須采用矢量或復(fù)數(shù)。

正弦周期量才能用相量表示，非正弦周期量不能用相量表示。且只有同頻率的正弦量才能畫在一張相量圖上。只包含幅值與初相位兩個要素。學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電注:相量與正弦量只存在對應(yīng)關(guān)系,而不是相等關(guān)系二、正弦交流電的相量表示法學(xué)習(xí)任務(wù)一認識正弦交流電學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路一、電阻元件的正弦交流電路uiR設(shè)則電流、電壓的關(guān)系:（1）頻率相同（2）有效值關(guān)系：（3）相量關(guān)系：（2）相位相同1.電壓與電流關(guān)系2.功率計算（1）瞬時功率p(p小寫)：瞬時電壓與瞬時電流的乘積ωtuipωt++(1)（耗能元件）(2)隨時間變化一、電阻元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率計算（2）平均功率（有功功率）P：一個周期內(nèi)的瞬時功率平均值ωtuipωt++一、電阻元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（1）基本關(guān)系式：設(shè)則二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（2）電感電路中電流與電壓的關(guān)系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關(guān)系(1)頻率相同相量圖二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率：二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率（有功功率P）：

純電感不消耗能量，只和電源進行能量交換,能量交換的規(guī)模，用無功功率Q來衡量。（3）無功功率Q：電感瞬時功率所能達到的最大值二、電感元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（1）基本關(guān)系式：設(shè)則uiC三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路1.電壓與電流關(guān)系（2）電流與電壓的關(guān)系:(2)相位相差90°(3)有效值(4)相量關(guān)系(1)頻率相同相量圖三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（1）瞬時功率:設(shè)則三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路2.功率和能量（2）平均功率:（3）無功功率:電容元件瞬時功率的最大值電容元件不消耗能量三、電容元件的正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路（一）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達式2.相量表達式（二）基爾霍夫電流定律1.瞬時值表達式2.相量表達式四、基爾霍夫定律的相量形式學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測量單一參數(shù)正弦交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關(guān)系uRLCi1.瞬時值表達式2.相量表達式或?qū)懗蓪W(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路2.相量表達式令則稱為復(fù)阻抗阻抗|Z||Z|、R、(XL–XC)

三者之間的數(shù)值關(guān)系可以用一個直角三角形來表示——稱為阻抗三角形。

|Z|RXL–XC

阻抗角

阻抗三角形一、RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路1.瞬時功率2.平均功率P（有功功率）說明:在交流電路中只有電阻元件消耗電能功率因數(shù)——功率因數(shù)角——二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路3.無功功率4.視在功率——表示電源可能提供的最大有功功率或電路可能消耗的最大有功功率。單位用伏安（）或千伏安（）表示注：在交流電源設(shè)備中它表明電源設(shè)備允許提供的最大有用功率。又稱額定容量二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路功率三角形功率三角形二、RLC串聯(lián)電路中的功率學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路（1）當(dāng)，，比超前，電路呈電感性；根據(jù)（2）當(dāng)，，比滯后，電路呈電容性；（3）當(dāng)，，與同相位，電路呈諧振狀態(tài)；三、RLC串聯(lián)電路的三種情況學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路四、復(fù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)（一）復(fù)阻抗的串聯(lián)電路（1）電流關(guān)系：相等（2）電壓關(guān)系（3）復(fù)阻抗關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路（二）復(fù)阻抗并聯(lián)的電路（1）電流關(guān)系：（2）電壓關(guān)系：相等（3）復(fù)阻抗關(guān)系或

四、復(fù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測量RLC串聯(lián)電路學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)一、提高功率因數(shù)的意義學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)（一）提高功率因數(shù)的意義1.提高功率因數(shù)能充分利用電源設(shè)備容量2.提高功率因數(shù)能減小供電線路的功率損耗，提高供電效率。1.原則：不允許影響負載的原有工作狀態(tài)。2.方法：常用的方法是在電感性負載兩端并聯(lián)電容器。二、提高功率因數(shù)的方法3.并聯(lián)電容值的大小計算由圖可知：二、提高功率因數(shù)的方法學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)拓展知識：正弦交流電路中的諧振現(xiàn)象（一）串聯(lián)諧振RLC（1）串聯(lián)諧振的條件：=

（2）串聯(lián)諧振的頻率：

（3）串聯(lián)諧振電路特點：

阻抗值最?。弘娏髯畲螅簩W(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)（二）并聯(lián)諧振（1）并聯(lián)諧振的條件：=

（2）并聯(lián)諧振的頻率：

（3）并聯(lián)諧振電路特點：

阻抗值最大：電流最?。和卣怪R：正弦交流電路中的諧振現(xiàn)象學(xué)習(xí)任務(wù)四提高交流電路功率因數(shù)電工電子技術(shù)應(yīng)用項目三三相交流電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路一、三相電源（一）對稱三相電源由三個頻率相同、值幅相等、初相位依次相差1200的正弦電源，按一定方式（星形或三角形）連接組成。u0TuAuBuCωtuA120°120°120°UBUCUAA-B-C相序稱為順序，反之，為逆序。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅三種顏色區(qū)別A、B、C三相.二、三相電源連接1.星形連接XYZuAuBuC（火線）或（相線）（中性線）或（零線）（火線）（火線）BCAN學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路1.星形連接相電壓：火線對零線間的電壓線電壓：火線對火線間的電壓----二、三相電源連接學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路1.星形連接線電壓與相電壓的關(guān)系300300300由于相電壓對稱，線電壓亦對稱，線電壓有效值，相電壓有效值。線電壓超前對應(yīng)的相電壓300星形連接電壓相量圖二、三相電源連接學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路2.三角形連接（1）線電壓等于電源的相電壓++（2）二、三相電源連接學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路負載有兩種接法——星形連接和三角形連接ACB

NZZZACBZZZ星形連接三角形連接三、三相負載及其連接學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路三、三相負載及其連接（1）星形連接Y星形連接Y接負載的端電壓等于電源相電壓；負載中通過的電流稱為相電流IP；火線上通過的電流稱為線電流Il；中線上通過的電流稱為中線電流IN；對稱負載：學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路三、三相負載及其連接對稱負載：

Y接負載的端電壓等于電源相電壓（1）星形連接Y中線電流：中線電流為零：學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路三、三相負載及其連接（2）三角形連接Δ接負載的端電壓等于電源線電壓；負載中通過的電流稱為相電流IP；火線上通過的電流稱為線電流Il；在三相對稱情況下，線電流是相電流的倍，相位滯后與其相對應(yīng)的相電流30°。學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路四、三相電路的功率三相總有功功率：負載對稱時：由星形接法時：三角形接法時：則（星形接法和三角形接法都適用）學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路四、三相電路的功率在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：（1）有功功率：（2）無功功率：（3）視在功率：學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路四、三相電路的功率在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：（1）有功功率：（2）無功功率：（3）視在功率：學(xué)習(xí)任務(wù)一分析與測量三相交流電路學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機一、三相異步電動機結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機

三相鼠籠型異步電動機的外形圖一、三相異步電動機結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機主要部件的拆分圖一、三相異步電動機結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.定子三相異步電動機的定子由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋和風(fēng)扇罩等部件組成。一、三相異步電動機結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.定子定子繞組接線方式：星形或三角形定子繞組標(biāo)號定子繞組星型連接定子繞組三角形型連接一、三相異步電動機結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機2.轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)圖繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖二、三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.旋轉(zhuǎn)磁場AYCBZ(?)電流出(

)電流入X定子繞組通入三相對稱交流電二、三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.旋轉(zhuǎn)磁場AXYCBZAXYCBZXBZAYCAXYCBZ旋轉(zhuǎn)磁場二、三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機磁場轉(zhuǎn)速：磁場轉(zhuǎn)向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相二、三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理：磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動勢。電磁力矩：在電動勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來。電機轉(zhuǎn)速（機械轉(zhuǎn)速）：電機轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）用n表示二、三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理：（1）轉(zhuǎn)差率：表示電機轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速相差的程度，用s表示（2）電機轉(zhuǎn)速：電機轉(zhuǎn)速可以用以下公式計算三、三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式2.電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達式四、三相異步電動機的機械特性學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.機械特性曲線（1）額定轉(zhuǎn)矩（2）最大轉(zhuǎn)矩過載系數(shù)四、三相異步電動機的機械特性學(xué)習(xí)任務(wù)二認識三相交流異步電動機1.機械特性曲線（3）起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)通常取1.1～2.2一、三相交流異步電動機銘牌學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用一、三相交流異步電動機銘牌學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用1.型號旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生2.定子繞組接法電動機的接線盒中有六個定子繞組引出線端子，標(biāo)有：U1、U2：第一相繞組的首尾兩端；V1、V2：第二相繞組的首尾兩端；W1、W2：第三相繞組的首尾兩端。星型接法三角形接法星型接法三角形接法一、三相交流異步電動機銘牌學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、銘牌3.額定值：額定條件下轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率.：額定運行狀態(tài)時加在定子繞組上的線電壓.：在額定運行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流.：電動機在額定運行狀態(tài)下，軸上輸出的機械功率與定子輸入電功率的比值.學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、銘牌：額定負載時為0.7～0.9.：額定運行時電動機的轉(zhuǎn)速.由于生產(chǎn)機械對轉(zhuǎn)速的要求不同，需要生產(chǎn)不同磁極對數(shù)的異步電動機，因此有不同的轉(zhuǎn)速等級。最常用的是？磁極的異步電動機學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用3.額定值旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、銘牌4.溫升與絕緣等級溫升是指電動機在運行中定子繞組發(fā)熱而升高的溫度。絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。極限溫度是指電機絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點的最高容許溫度。學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、銘牌5.工作方式1.連續(xù)S1：表示電機可以長時間運轉(zhuǎn)；2.短時S2：表示電機只能作短期運轉(zhuǎn)，時間長就會發(fā)熱，甚至燒毀；3.斷續(xù)S3：表示電機可以斷斷續(xù)續(xù)的不斷重新啟動工作。（六）防護等級：外殼防護型電動機的分級，由兩位數(shù)字組成，在其前加上IP字樣，第一個數(shù)字表示防塵，第二個數(shù)字表示防水，數(shù)字越大表示防護越佳。學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生6.防護等級：IP44表示什么含義？學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用二、三相交流異步電動機的起動與調(diào)速學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用(1)定義：

三相異步電動機接通電源，使電機的轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)子以一定速度穩(wěn)定運行的過程稱為電動機的起動過程。即：，接通電源。

(2)啟動問題：啟動電流大，啟動轉(zhuǎn)矩小原因：轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁通相對速度很大轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢和電流很大定子電流很大后果：頻繁啟動，電機本身發(fā)熱大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響線路臨近負載運行1.三相異步電動機的起動二、三相交流異步電動機的起動與調(diào)速學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用2.三相異步電動機的調(diào)速（1）定義：

調(diào)速是在保持電動機電磁轉(zhuǎn)矩（即負載轉(zhuǎn)矩）一定的情況下改變電動機的轉(zhuǎn)動速度。2.調(diào)速方法：改變磁極對數(shù)調(diào)速（變極調(diào)速）：僅適用于籠型電機（如雙速電機）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：如在繞線式電機轉(zhuǎn)子繞組中串電阻調(diào)速改變電源頻率調(diào)速（變頻調(diào)速）：發(fā)展很快的調(diào)速方式三、三相交流異步電動機的選擇學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用（一）功率的選擇

功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。選擇要求：連續(xù)運行的電動機，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機械的功率。短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的功率。三、三相交流異步電動機的選擇學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用（二）種類和型式的選擇選擇要求：1.種類的選擇一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。2.結(jié)構(gòu)型式的選擇選擇依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場工作環(huán)境常見類型開啟式防護式封閉式防爆式三、三相交流異步電動機的選擇學(xué)習(xí)任務(wù)三三相交流異步電動機選擇與應(yīng)用（二）種類和型式的選擇選擇要求：1.電壓的選擇根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。2.轉(zhuǎn)速的選擇選擇依據(jù)：根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定電工電子技術(shù)應(yīng)用項目四直流穩(wěn)壓電源分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管一、半導(dǎo)體基本知識半導(dǎo)體根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率)不同，可以劃分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管半導(dǎo)體特性光敏性：制成光電二極管、光電三極管和光敏電阻熱敏性：制成各種熱敏元件摻雜性：制成二極管、晶體管(三極管)、場效應(yīng)管等1.本征半導(dǎo)體純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，如硅(Si)、鍺(Ge)單晶體。（1）本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)

最外層電子四個價電子。Si硅原子Ge鍺原子簡化模型價電子一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管（2）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性

本征半導(dǎo)體有兩種載流子，即自由電子和空穴均參與導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電的特殊性質(zhì)?？昭ü矁r鍵自由電子本征激發(fā)：在熱激發(fā)下產(chǎn)生自由電子和空穴對的現(xiàn)象復(fù)合：自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴，使兩者同時消失，這種現(xiàn)象稱為復(fù)合。一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.雜質(zhì)半導(dǎo)體：

在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。

N型半導(dǎo)體——摻入五價雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體——摻入三價雜質(zhì)元素（如硼）的半導(dǎo)體。一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管（1）N型半導(dǎo)體

+5+4+4+4+4+4磷原子自由電子電子為多數(shù)載流子空穴為少數(shù)載流子一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管（2）P型半導(dǎo)體

空穴為多數(shù)載流子自由電子為少數(shù)載流子+3+4+4+4+4+4硼原子空穴一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管雜質(zhì)半導(dǎo)體簡化示意圖

負離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子正離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子P型N型一、半導(dǎo)體基本知識學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管二、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.PN結(jié)的形成：在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。

多數(shù)載流子的擴散

形成空間電荷區(qū)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珪r處于導(dǎo)通狀態(tài)，產(chǎn)生一個較大的正向電流；反偏時處于截止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生一個非常小的反向電流，幾乎等于零。

正向偏置的PN結(jié)反向偏置的PN結(jié)二、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦詫W(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管三、二極管的結(jié)構(gòu)與類型1.二極管的結(jié)構(gòu)及電路符號

－外殼(陰極)(陽極)P

N陽極引線陰極引線(陽極)VD－＋(陰極)—結(jié)構(gòu)電路符號外形圖學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.分類：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點接觸型面接觸型平面型三、二極管的結(jié)構(gòu)與類型學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管點接觸型正極引線觸絲N型鍺片外殼負極引線負極引線面接觸型N型鍺PN結(jié)

正極引線鋁合金小球底座金銻合金正極

引線負極

引線平面型PNP型支持襯底學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管四、二極管的伏安特性和主要參數(shù)1.二極管特性——單向?qū)щ娦裕眨˙R）Ｕ/V

/mA

BB′-50.20.40.60.8

C′D′DC硅鍺(1)正向特性：導(dǎo)通Uth死區(qū)電壓硅管：(0.4

0.7)V鍺管：(0.2

0.4)V導(dǎo)通壓降硅管：一般取0.7V鍺管：一般取0.4V學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管1.二極管特性——單向?qū)щ娦裕眨˙R）Ｕ/V

/mA

BB′-50.20.40.60.8

C′D′DC硅鍺(2)反向特性：截止：反向飽和電流：反向擊穿電壓四、二極管的伏安特性和主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.主要參數(shù)Ｕ（BR）Ｕ/V

/mA

BB′-50.20.40.60.8

C′D′DC硅鍺（1）最大整流電流(最大正向平均電流)（2）最高反向工作電壓(為U(BR)/2

)（3）反向電流(越小單向?qū)щ娦栽胶?（4）直流電阻(正、反電阻相差越大，二極管單向?qū)щ娦栽胶?（5）交流電阻(動態(tài)電阻)（6）最高工作頻率(超過時單向?qū)щ娦宰儾?四、二極管的伏安特性和主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管五、二極管的應(yīng)用1.限幅電路單向限幅電路輸入輸出波形圖例題：輸入電壓直流電壓，求輸出電壓解：理想二極管,忽略正向壓降

時，二極管導(dǎo)通，

時，二極管截止，學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.鉗位電路例題：解：理想二極管,忽略正向壓降,求C點電位（1）時，二極管均導(dǎo)通，（2）時，導(dǎo)通截止，鉗位電路五、二極管的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管六、特殊二極管1.穩(wěn)壓二極管是一種面接觸型二極管，簡稱穩(wěn)壓管，工作在反向擊穿狀態(tài)。穩(wěn)壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內(nèi)，端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性。

穩(wěn)壓二極管的特性曲線和符號主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓（反向擊穿后兩端的穩(wěn)定工作電壓）（2）穩(wěn)定電流（正常工作時的參考電流值）學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管2.發(fā)光二極管（LED）（1）符號和特性符號u/Vi/mAO2特性（2）工作條件：正向偏置3.光電二極管（1）功能：將光信號轉(zhuǎn)換成電信號（2）外形圖六、特殊二極管學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測二極管學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路交流電源負載變壓整流濾波穩(wěn)壓功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1直流穩(wěn)壓電源的組成一、整流電路（一）單相半波整流電路1.電路結(jié)構(gòu)–++–aTrVDuoubRLio2.工作原理

u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；

u負半周，Va<Vb，二極管D截止。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（一）單相半波整流電路uDO3.工作波形u

tOuoO4.參數(shù)計算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（一）單相半波整流電路5.整流二極管選擇

平均電流ID

與最高反向電壓UDRM

是選擇整流二極管的主要依據(jù)。半波整流電路的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用的元件少。6.電路特點缺點：只利用了電源的半個周期，所以電源利用率低，輸出的直流成分比較低；輸出波形的脈動大；變壓器電流含有直流成分，容易飽和。故半波整流只用在要求不高，輸出電流較小的場合。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（二）單相橋式整流電路1.電路結(jié)構(gòu)RLuiouo1234ab+–+–

u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。2.工作原理

u

負半周，Va<Vb，二極管2、4導(dǎo)通，1、3截止。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路3.工作波形4.參數(shù)計算uD2uD4uouDtttuD1uD3u(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路6.電路特點（二）單相橋式整流電路

(1)輸出直流電壓高；

(2)脈動較小；

(3)二極管承受的最大反向電壓較低；

(4)電源變壓器得到充分利用。5.簡化畫法+uo

RLio~+u2

學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路二、濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到輸出平滑電壓波形的目的。方法：將電容與負載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負載RL串聯(lián))。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（一）電容濾波電路1.電路結(jié)構(gòu)io

+

uo=uc

RLVD1VD4VD3VD2

+u

C學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（一）電容濾波電路2.工作原理

u>uC時，二極管導(dǎo)通，電源在給負載RL供電的同時也給電容充電，uC

增加，uo=uC。

u<uC時，二極管截止，電容通過負載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。V導(dǎo)通時給C充電，V截止時C向RL

放電；濾波后

uo

的波形變得平緩，平均值提高。3.工作波形學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（一）電容濾波電路4.輸出電壓當(dāng)RL=

時：當(dāng)RL

為有限值時：通常取UO=1.2U2RC越大UO

越大5.電路特點（1)輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間常數(shù)RLC有關(guān)。一般取(T—電源電壓的周期)（2)流過二極管的瞬時電流很大

RLC

越大

ＵO

越高，IO

越大

整流二極管導(dǎo)通時間越短

iD

的峰值電流越大。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（二）其他形式濾波電路1.電感濾波電路電路特點：RLL~+u2

輸出電壓直流分量被電感L

短路；交流分量主要降在L上

電感越大，濾波效果越好學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（二）其他形式濾波電路2.電感電容濾波電路電路特點：

當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化,使負載電流和電壓的脈動減小，在負載上得到比較平滑的直流電壓。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。LuRLuo++––~+C

學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（二）其他形式濾波電路3.形濾波電路電路特點：

LuRLuo++––~+C2+C1（1）

形LC濾波電路

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路（二）其他形式濾波電路3.形濾波電路電路特點：

比

形LC濾波器的體積小、成本低。（2）

形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試整流濾波電路學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用

穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分，也可以是一個獨立的電子部件。

一、硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1.電路結(jié)構(gòu)+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用

2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZ（1）設(shè)UI一定，負載RL變化RL(IO)IR

UO

基本不變

IR

(IRR)基本不變

UO

(UZ

)

IZ

（2）設(shè)負載RL一定，UI變化UI

UZ

UO

基本不變

IRR

IZ

IR

3.參數(shù)選擇(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用UiTR2UZRLUO

+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1二、集成穩(wěn)壓器簡介1.串聯(lián)型集成穩(wěn)壓電路調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用2.三端集成穩(wěn)壓器單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負電壓79XXXX兩位數(shù)字為輸出電壓值學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用2.三端集成穩(wěn)壓器7800系列

7900系列7800系列：輸出電壓分別為5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V。例如：7812的輸出電壓為12V.7900系列：和7800系列對應(yīng)，輸出電壓分別為-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V。學(xué)習(xí)任務(wù)三穩(wěn)壓電路分析與應(yīng)用電工電子技術(shù)應(yīng)用項目六

晶體管放大電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管一、晶體管的結(jié)構(gòu)及電路符號學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管幾種常見三極管外形圖一、晶體管的結(jié)構(gòu)及電路符號學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管二、晶體管的分類（1）按材料分：硅管、鍺管（2）按結(jié)構(gòu)分：

NPN、PNP（3）按使用頻率分：低頻管、高頻管（4）按功率分：小功率管、中功率管、大功率管（5）按工作狀態(tài)分：放大管和開關(guān)管學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管1.三極管實現(xiàn)電流放大作用的條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高基區(qū)很薄且摻雜濃度很低集電結(jié)面積大內(nèi)部條件外部條件集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管2.三極管內(nèi)部載流子的運動過程（1）發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴散運動形成發(fā)射極電流IE（2）擴散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運動形成基極電流IB（3）集電結(jié)反向偏置,擴散到集電結(jié)附近的電子收集到集電區(qū),形成IC三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管3.三極管電流分配關(guān)系與放大作用（1）三極管電流放大，三個電極之間的電位關(guān)系NPN：PNP：（2）電流關(guān)系1）2）直流放大能力3）交流流放大系數(shù)三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管1.輸入特性曲線1)當(dāng)時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。2)當(dāng)UCE增大時，曲線將右移。當(dāng)時，各曲線幾乎重合。3)硅管導(dǎo)通壓降一般取0.7V，鍺管取0.3V。四、

晶體管的伏安特性學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管2.輸出特性曲線1）截止區(qū)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均反偏IB=0IC=ICEO2）放大區(qū)：集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏IC=

IB3）飽和區(qū)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均正偏UCE0.3V四、

晶體管的伏安特性學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管（1）共射電流放大系數(shù)發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法直流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)（2）反向飽和電流1）集-基極反向飽和電流ICBO一般ICBO很小，越小，管子質(zhì)量越好2）集-射極反向穿透電流ICEOICEO=（1+）ICBO

ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時，ICEO增加很快五、晶體管的主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管（3）極限參數(shù)極限參數(shù)是指為使晶體管安全工作對它的電壓、電流和功率損耗的限制1）集電極最大允許電流ICMiCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)2）集電極最大允許功率損耗PCM3）集-射間反向擊穿電壓

U(BR)CEO為保證三極管正常工作，必須滿足五、晶體管的主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路三極管放大電路有三種形式共射極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路放大電路中電壓電流符號規(guī)定學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路一、電路組成及各元件的作用1.電路組成原則（1）直流電源：電源極性應(yīng)該與三極管類型配合，保證晶體管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。（2）適當(dāng)電阻：保證三極管有適宜的直流電流，為合理設(shè)置靜態(tài)工作點提供條件（3）正確連接：放大電路輸入端與信號源及輸出端與負載連接正確，保證交流信號進得來出的去。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.各元件作用（3）集電極電源EC：為電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏。（1）晶體管T:放大元件（2）基極電源EB與基極電阻RB:使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流（4）集電極電阻RC：將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。?）耦合電容C1、C2：隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系。一、電路組成及各元件的作用學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路微變等效電路法放大電路分析方法解析法圖解法圖解法靜態(tài)分析動態(tài)分析2.直流通路和交流通路（1）放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號,既有直流成分，又有交流成分，形成交直流共存現(xiàn)象。（2）電容對交、直流的作用不同，如果電容容量足夠大，可以認為它對交流不起作用，即對交流短路，而對直流可以看成開路，交直流信號可以分開分析計算。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路RB+UCRC直流通路：只考慮直流信號的分電路。→用于靜態(tài)分析：靜態(tài)工作點（Q點）交流通路：只考慮交流信號的分電路。→用于動態(tài)分析：Au；Ri；RouoRBRCRLui二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路RB+UCRC1.靜態(tài)分析：靜態(tài)：當(dāng)放大電路無信號輸入（ui

=0）時的工作狀態(tài)。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE

所用電路：放大電路的直流通路設(shè)置Q點的目的：(1)使放大電路的放大信號不失真；(2)使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析——解析法RB+UCRCICIBUCE+–（1）根據(jù)直流通路估算IBQ（2）根據(jù)直流通路估算UCEQ、IBQ二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析：例題：基本放大電路中，已知，試求放大電路的靜態(tài)工作點。RB+UCRCICIBUCE+–解：根據(jù)圖示直流通路圖可得出二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析——圖解法（1）先求出IB（2）作直流負載線（3）IB

所對應(yīng)的輸出特性曲線與直流負載線的交點即為所求靜態(tài)工作點Q（，）二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有信號輸入（ui

0）時的工作狀態(tài)。所用電路：放大電路的交流通路。動態(tài)分析:計算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro目的：找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系。電壓放大倍數(shù)：輸入電阻：輸出電阻：uoRBRCRLui二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法微變等效電路：把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路（1）晶體管的微變等效電路晶體管線性化的條件：

在小信號情況下工作晶體管微變等效電路二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法（1）放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替，即可得放大電路的微變等效電路。(負號表示輸出電壓的相位與輸入相反)1)電壓放大倍數(shù)二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法2)輸入電阻是指從放大電路的輸入端看進去的交流電阻，相當(dāng)于信號源的負載電阻。3)輸出電阻是指從放大電路的輸出端看進去的交流電阻值。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法例題：基本放大電路中，已知，試求,

,。解：根據(jù)微變等效電路可得出二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.非線性失真（1）信號失真：是指輸出信號的波形不同于輸入信號的波形。放大電路的一個基本要求，就是uo盡可能不失真。（2）產(chǎn)生失真的原因：a)靜態(tài)工作點不合適b)信號太大使放大電路工作范圍不在線性范圍，又稱為非線性失真(3)失真的類型：a)截止失真：Q點太低，ui負半周進入截止區(qū)，u0正半周被削平。b)飽和失真：Q點太高，ui正半周進入截止區(qū)，u0負半周被削平.三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路a)截止失真uiuotiB/

AiB/

AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE解決辦法：減小RB，使IB增大三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路b)飽和失真Q2uoUCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1解決辦法：增大RB，使IB減小三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路1）穩(wěn)定Q點的原理RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–電路參數(shù)設(shè)定滿足以下兩個條件a)若則基極電位基本恒定，不隨溫度變化b)若則集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路2）靜態(tài)分析RB1RCRB2REI1I2IB+UCCIC(a)畫直流通路如圖所示(b)求IB、IC、UCE:三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路3）動態(tài)分析(a)畫微變等效電路(b)求Au，ri，ro思考：如果去掉CE，Au，ri，ro

?三、改進放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路射極輸出器從發(fā)射極輸出(共集電極電路)RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS一、靜態(tài)分析+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路(1)畫微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE(2)求Au、ri、r0電路特點：1.Au

1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器；2.輸入電阻高；輸出電阻很小，帶負載能力強。二、動態(tài)分析學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路拓展知識——多級放大電路

放大器輸入信號一般很微弱，因此常采用多級放大，這樣才可在輸出端獲得必要的電壓幅度或足夠的功率，以推動負載工作。第二級

輸入級

輸出級輸入輸出信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負載之間的連接方式。直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。減少壓降損失靜態(tài)：保證各級有合適的Q點動態(tài):傳送信號波形不失真耦合方式：常用的耦合方式：對耦合電路的要求學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路多級放大電路的電路分析（以兩級阻容耦合電路為例）1.靜態(tài)分析：由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，每級的靜態(tài)工作點互相獨立，互不影響，可以各級單獨計算。2.動態(tài)分析：（1）多級電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)之積（2）多級放大器的輸入電阻等于第一級的輸入電阻（3）輸出電阻等于最后一級的輸出電阻拓展知識——多級放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)四認識負反饋放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)四認識負反饋放大電路一、反饋的概念反饋：將輸出信號進行檢測，以某種形式反饋到放大器的輸入端，與輸入信號相比較，對放大器的輸入信號進行調(diào)整，達到減小輸出誤差，改善放大器性能的要求。輸出信號輸入信號反饋信號凈輸入信號反饋電路F–基本放大電路A+任務(wù)二基本放大電路分析與應(yīng)用1.正反饋與負反饋比較環(huán)節(jié)反饋放大電路的三個環(huán)節(jié)：基本放大電路反饋電路比較環(huán)節(jié)若Xd>Xi，則為正反饋Xd<Xi，則為負反饋正負反饋判斷方法—瞬時極性法（1）先假設(shè)輸入信號某一瞬時極性，一般設(shè)為“”（2）按電路中信號的傳遞方向，依次標(biāo)出有關(guān)各點在同一瞬間的極性，確定輸出信號和反饋信號的極性。（3）若反饋信號與輸入信號加在同一電極上，兩者極性相反為負反饋；極性相同為正反饋。若反饋信號與輸入信號加在兩個電極上，兩者極性相同為負反饋；極性相反為正反饋。二、反饋類型及其判斷方法任務(wù)二基本放大電路分析與應(yīng)用2.電壓反饋與電流反饋在輸出端，若反饋信號取自于輸出電壓則稱為電壓反饋，反饋信號取自于輸出電流，則稱為電流反饋。判斷方法：將放大電路輸出端短路，反饋信號消失為電壓反饋，否則為電流反饋。電壓反饋電流反饋反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是并聯(lián)連接

反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是串聯(lián)連接

二、反饋類型及其判斷方法任務(wù)二基本放大電路分析與應(yīng)用3.串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋比較環(huán)節(jié)在輸入端，若反饋信號與輸入信號串聯(lián)在輸入回路，稱為串聯(lián)反饋，反饋信號與輸入信號并聯(lián)在輸入回路，則稱為并聯(lián)反饋。判斷方法：將放大電路輸入端短路，反饋信號仍能輸入