電工電子技術(shù) 課件全套 潘學(xué)海 1 手電筒電路的連接與測試 -16.流水燈電路的整體安裝與調(diào)試

手電筒電路的連接與測試01電路的基本概念電路的基本物理量電路元件的識別電路的三種狀態(tài)二、電路的基本概念工作任務(wù)1.請連接一個手電筒電路，并說明各元件的作用。2.請熟悉萬用表的使用。3.請使用萬用表測試手電筒電路中各元件上的電壓和電流，并計算電路的電功率。4.請說明電路的三種狀態(tài)和特點。手電筒電路二、電路的基本概念1.電路（circuit）的組成電路：是各種電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接起來的總體，提供了電流流經(jīng)的路徑。電源:是提供電能的裝置，如電池。負(fù)載:是消耗電能的設(shè)備，如燈泡。中間環(huán)節(jié):是電源和負(fù)載的連接體，包括導(dǎo)線、開關(guān)、控制線路中的保護(hù)設(shè)備及測量儀表等。電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)，是電路的三個基本組成部分電流流經(jīng)負(fù)載時在負(fù)載的兩端產(chǎn)生電壓，可以使用萬用表測試直流電路中電流的大小和方向。注意：并聯(lián)測量（1）萬用表測電壓（2）萬用表測電流注意：串聯(lián)測量2.萬用表的使用二、電路的基本概念二、電路的基本概念2.萬用表的使用注意：（1）斷電測量（2）讀數(shù)方法（3）萬用表測電阻二、電路的基本概念2.萬用表的使用棕一紅二橙是三四黃五綠六為藍(lán)七紫八灰九對白黑是零金五銀十表誤差二、電路的基本概念3.電路的功能*其一是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。例如：發(fā)電機(jī)組將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)變壓器、輸電線傳輸?shù)礁饔秒姴块T，在那里又把電能轉(zhuǎn)換成光能、熱能、機(jī)械能等其他形式的能而加以利用。*其二是實現(xiàn)信號的傳遞、存儲和處理。例如收音機(jī)或電視機(jī)的天線接收到的一些很微弱的電信號，這些電信號必須通過調(diào)諧、濾波、放大等環(huán)節(jié)的處理，最后從輸出端獲得人們所需要的信號（圖象、聲音）。

電子電路電力電路理想元件：在一定條件下，突出實際電路元件主要的電磁性質(zhì)，忽略次要因素，用足以表征其主要特征的“模型”來表示，即把它近似地看作理想元件。電路模型：在畫電路時，往往化繁就簡，不畫出構(gòu)成實際電路的各種元器件的形狀、大小等，而抽象為理想電路元件，用一些圖形符號來代表各種電氣設(shè)備和元器件，把它們的連接關(guān)系表達(dá)出來，這就是電路模型。4.電路模型二、電路的基本概念表1-1電路模型常用圖形符號電路模型由理想電路元件構(gòu)成。電路分析的對象是電路模型，而不是實際電路。二、電路的基本概念4.電路模型三、電路的基本物理量1.電流（current）：電荷的定向運動形成電流。電流的大小：指單位時間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電量。即其中q為電荷量，t為時間。恒定電流電流單位安培（A）1A=1000mA=1000000μA電流參考方向三、電路的基本物理量2.電壓（

voltage）：電場力做功的結(jié)果電壓的大?。弘姾捎葾點移到B點時電場力所做的功為dW，則A、B兩點間電壓為

恒定直流電壓；單位：V（伏）、KV（千伏）、mV（毫伏）電壓參考方向三、電路的基本物理量電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向為方便電路計算，元件上的電壓和電流常取一致的參考方向，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。

關(guān)聯(lián)參考方向時：U=IR

非關(guān)聯(lián)參考方向時：U=-IR三、電路的基本物理量3.電位（electricpotential

）：電位指電場力把單位正電荷從某點移動到電位參

考點點所做的功。電路中任選一點為電位參考點（零電位點），在線路圖上用符號“

”表示當(dāng)選擇o點為參考點時，則：電位與電壓關(guān)系：4.電動勢電動勢是衡量電源（如蓄電池）對電荷做功能力而引入的概念，單位和電壓一樣。

區(qū)別：電壓的方向由高電位指向低電位，而電動勢方向在電源內(nèi)部由低電位指向高電位?！纠?】電路如圖所示，試分別以b和a為參考點，求電路中各點電位及c、d兩點間的電壓。解：若取b作為參考點，則Vb=0。根據(jù)電位的定義，可以得出

，若取a作為參考點，則Va=0。通過計算可以得出注意：電壓不隨參考點的改變而改變，電位卻隨參考點的改變而變化。即：電路中任意兩點間的電壓是絕對的，而某點電位是相對的。三、電路的基本物理量4.電功（

Electricalwork）定義：電功是指一段時間內(nèi)電場力（或電源力）移動正電荷所做的功，用字母W表示。大?。簡挝唬航苟?J)，實際使用中常用瓦特?秒最常用的是千瓦?時，簡稱度。它們的換算關(guān)系是：

1度(電)=1kW·h=3.6×106J5.電功率（

electricalpower

）電路中某元件在單位時間內(nèi)所吸收（或釋放）的電能定義為該元件的功率，用p表示。功率的單位：瓦特(W)大?。褐绷鲿r：

三、電路的基本物理量考慮電壓、電流的參考方向【例2】已知某元件電壓、電流的參考方向如圖所示。求其功率，并說明此元件在電路中起負(fù)載作用還是電源作用。解：（1）a所示電路中，

U、I為關(guān)聯(lián)參考方向，則由于P>0，此元件為負(fù)載，吸收功率。（2）圖b所示電路中，U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，則由于P<0，此元件為為電源，發(fā)出功率?？紤]參考方向時電功率的公式為式中，“+”表示U、I參考方向為關(guān)聯(lián)方向；“-”表示U、I參考方向為非關(guān)聯(lián)方向。如果P＞0，表明元件吸收（或消耗）功率，稱該元件為負(fù)載；如果P＜0，表明元件發(fā)出（或提供）功率，稱該元件為電源。

三、電路的基本物理量四、電路元件的識別1.電阻（resistance）電子在流經(jīng)導(dǎo)體過程中不可避免地碰撞到原子型離子并造成其移動受阻。電流的這種阻力稱為電阻。電阻定律材料按導(dǎo)電能力分為：導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體（絕緣體）。

圖a線性電阻元件的伏安特性圖b

二極管的伏安特性線性電阻元件R為常數(shù)非線性電阻元件R不為常數(shù)歐姆定律歐姆定律反應(yīng)的是線性電阻元件上電壓與電流的約束關(guān)系。在電壓與電流的關(guān)聯(lián)參考方向下，表達(dá)式為四、電路元件的識別五、電路的三種狀態(tài)汽車儀表盤亮度控制電路的連接與測試02電阻的連接基爾霍夫定律有源元件支路電流法一、電阻的連接工作任務(wù)1.請連接一個組合儀表照明電路，并說明電路的工作原理。汽車組合儀表的3個顯示器有3個2W的白熾燈泡照明，若要求夜間行駛時每個燈泡亮度減少一半，則RV應(yīng)如何設(shè)置？2.請測試白天和夜間時每個燈泡上的電流和電壓。3.如果要求亮度連續(xù)可調(diào)，電路應(yīng)如何改進(jìn)。一、基爾霍夫定律（Kirchhoff'slaw）1.幾個相關(guān)名詞術(shù)語(1)支路電路中的每一分支稱為支路，一條支路流過同一個電流，稱為支路電流。

圖中共有三條支路。

(2)節(jié)點電路中三條或三條以上支路的

連接點為節(jié)點。(3)回路電路中任一閉合路徑。如圖abefa、bcdeb、abcdefa。(4)網(wǎng)孔不包含支路的回路。如圖中的abefa、bcdeb。一、基爾霍夫定律（Kirchhoff'slaw）2.基爾霍夫電流定律（KCL)

內(nèi)容：在任意瞬間時，流入任一節(jié)點的電流總和等于流出該節(jié)點電流總和。在圖示的電路中，對于節(jié)點b可以寫出表示為一、基爾霍夫定律（Kirchhoff'slaw）2.基爾霍夫電流定律（KCL)基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用

可見，在任一瞬間，通過任一閉合面的電流的代數(shù)和也恒等于零。一、基爾霍夫定律（Kirchhoff'slaw）3.基爾霍夫電壓定律（KVL)

內(nèi)容：在任一瞬間，沿電路中任一閉合回路繞行一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。我們習(xí)慣上規(guī)定：當(dāng)各段電壓的參考方向與回路的繞行方向一致時，該電壓為正，反之為負(fù)。圖示閉合回路，應(yīng)用KVL表示為一、基爾霍夫定律（Kirchhoff'slaw）基爾霍夫電壓定律的推廣應(yīng)用3.基爾霍夫電壓定律（KVL)二、支路電流法支路電流法，就是以電路中各支路電流作為待求量，根據(jù)基爾霍夫電流和電壓定律分別對節(jié)點和回路列出所需獨立的KCL和KVL方程，聯(lián)立方程求解各支路電流的方法?？梢宰C明：對于一個具有n個節(jié)點的電路，只能列出n-1獨立的節(jié)點電流方程。圖中有3條支路，即b=3。還需補充b-n+1個KVL方程。即2個。為了保證所選回路電壓方程是獨立的，通常選用網(wǎng)孔的電壓方程。二、支路電流法支路電流法求解各支路電流的解題步驟：（1）首先應(yīng)正確判斷電路中所含的節(jié)點數(shù)和支路數(shù)，并標(biāo)出各支路電流的參考方向。（2）按照前面講到的KCL方程的獨立性原則，列n-1個獨立KCL方程。（3）選m個網(wǎng)孔，設(shè)定回路繞行方向，列m個獨立KVL方程。（4）求解b=m+n-1個聯(lián)立方程式，得出各支路的電流。（5）根據(jù)計算結(jié)果的正負(fù)判斷支路電流的實際方向（若某支路電流為正值，表明實際方向和參考方向相同；否則，表明實際方向和參考方向相反）?！纠?】電路如下圖所示，求電流源兩端的電壓U及未知電流。解:各支路電流的參考方向如圖示，電路共3個未知量：I1、I2、U因具有2個節(jié)點，可列1個獨立的KCL方程：在列寫含電流源的回路KVL方程時，電流源的端電壓必須考慮，可列2個網(wǎng)孔的KVL方程：聯(lián)立方程組求解得二、支路電流法三、電阻的連接1.電阻的并聯(lián)在并聯(lián)電路中，一個電器失靈，不影響其他用電器工作。三、電阻的連接2.電阻的串聯(lián)在串聯(lián)電路中，一個電器失靈，則總電路被切斷。三、電阻的連接限流分壓器原始鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)檔位控制2.電阻的串聯(lián)三、電阻的連接3.電阻的混聯(lián)四、電壓源和電流源電壓源是實際電源（如干電池、蓄電池等）的一種抽象，是理想電壓源的簡稱。符號伏安特性1.電壓源（voltagesource）四、電壓源和電流源1.電壓源（voltagesource）開路接外電路①無論電源是否有電流輸出，

，與

無關(guān)；②

由及外電路共同決定。電壓源特點：四、電壓源和電流源1.電流源（currentsource）①電流恒定，即，與輸出電壓U無關(guān)；②U由及外電路共同決定。電流源特點：多電源電路的分析03疊加定理戴維南定理最大功率傳輸定理一、疊加定理（

superpositiontheorem）工作任務(wù)1.請分析電路的工作原理。一些測量電路中，被測量者的狀態(tài)量是非常微弱的，必須用專門的電路來測量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路。下圖是依據(jù)電橋電路模型形成的一個雙電源模型2.對于這種復(fù)雜電路，如何分析某一支路上的電壓、電流值及功率值。3.求解3Ω電阻支路上的U,I,P值。在線性電路中由幾個電源共同作用時，各支路中的電流（或電壓）等于各個電源單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和（疊加）。1.內(nèi)容一、疊加定理（

superpositiontheorem）2.驗證于是，可得這就證明了疊加定理的正確性。一、疊加定理（

superpositiontheorem）3.步驟1）畫出各個電源單獨作用時的電路，并標(biāo)出待求量的參考方向。2）分別求解各個電源單獨作用時的電路。3）將2）中所得結(jié)果疊加起來。電壓源短路電流源開路一、疊加定理（

superpositiontheorem）4.注意事項

1）疊加定理只能用來求解線性電路中的電流和電壓

。對于非線性電路，疊加定理不適用。2）疊加時要注意電流和電壓的參考方向。如果各電源單獨作用時在各支路上產(chǎn)生的電流或電壓的參考方向與原電路中相同支路上的電流或電壓的參考方向相同，則疊加時取正號，反之，取負(fù)號。

不能用來求解功率一、疊加定理（

superpositiontheorem）【例1】如圖所示電路，已知R1=20Ω，R2=10Ω，US=90V，IS=6A。用疊加定理求流過電阻R2的電流I2。當(dāng)US

單獨作用時當(dāng)IS

單獨作用時

應(yīng)用疊加定理可得一、疊加定理（

superpositiontheorem）=求解3Ω電阻支路上的U,I,P值？一、疊加定理（

superpositiontheorem）二、戴維南定理（

Thevenintheorem）1.二端網(wǎng)絡(luò)任何一個具有兩個接線端鈕與外電路相連的電路，不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，都稱為二端網(wǎng)絡(luò)，也稱為一端口網(wǎng)絡(luò)。有源二端網(wǎng)絡(luò)無源二端網(wǎng)絡(luò)二端網(wǎng)絡(luò)2.戴維南定理定理：任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對于外電路來說，都可以用一個理想電壓源US和內(nèi)電阻R0串聯(lián)的電路（一個實際電壓源）來代替。其中理想電壓源的電壓US等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC；其內(nèi)電阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)除去所有電源后（理想電壓源短路、理想電流源開路）所得無源兩端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。二、戴維南定理（

Thevenintheorem）3.戴維南定理應(yīng)用求RL上的電流I？步驟：1）可將該支路劃出其余部分就是一個有源兩端網(wǎng)絡(luò)2）根據(jù)戴維南定理將該兩端網(wǎng)絡(luò)化簡成一個實際電壓源，從而得到化簡后的等效電路3）經(jīng)過等效變換后，RL中的電流和兩端的電壓沒有改變，則待求支路RL中的電流為二、戴維南定理（

Thevenintheorem）3.戴維南定理應(yīng)用【例】用戴維南定理求通過10Ω電阻的電流I。

解：將圖所示電路的待求支路劃出，得到b所示的有源二端網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓再將圖a中的理想電壓源短路，理想電流源開路，得無源兩端網(wǎng)絡(luò)如圖c所示，則有然后再在a、b兩端接上10Ω電阻，得到d所示的閉合電路，可求出二、戴維南定理（

Thevenintheorem）三、最大功率傳輸定理（

maximumpower-transfertheorem）含源二端網(wǎng)絡(luò)外接負(fù)載負(fù)載電阻RL與其功率P的關(guān)系經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可得：負(fù)載獲得最大功率的條件是負(fù)載電阻RL等于電源的內(nèi)電阻R0。電路傳輸功率的效率為電源發(fā)出的功率為負(fù)載獲得最大功率時，負(fù)載獲得的功率僅為電源發(fā)出功率的一半。單一參數(shù)正弦交流電路的測試04變壓器安全用電常識正弦交流電的基本特征單一參數(shù)元件交流電路分析電壓等級項目介紹安裝一個照明電路1.安裝熒光燈照明電路2.說明熒光燈照明電路工作原理3.設(shè)計并搭建一個單開雙控電路分別連接測試電阻器、電感線圈和電容器構(gòu)成的單一參數(shù)交流電路，使用示波器觀測交流電壓波形，測量相關(guān)物理量，注意安全用電。工作任務(wù)單一參數(shù)交流電路的測試一、電壓等級1.發(fā)電輸電概述水力、火力、核能發(fā)電太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬?80V/220V高壓輸電一、電壓等級2.安全電壓等級1KV以下低電壓36V以下安全電壓注意：潮濕容易導(dǎo)電的地方，安全電壓為12V二、變壓器（transformer）1.變壓器原理變壓器是指利用電磁感應(yīng)原理將某一等級的交流電壓或電流變換成同頻率的另一等級的交流電壓或電流的電氣設(shè)備。二、變壓器（transformer）1.變壓器原理單相變壓器的實物圖變壓器的原理圖變壓器的圖形符號當(dāng)變壓器的一次繞組接上交流電壓u1時，一次繞組中便有電流i1流過。電流i1在鐵心中產(chǎn)生閉合磁通

，磁通

隨i1的變化而變化，從而在二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。二、變壓器（transformer）1.變壓器原理一次繞組、二次繞組的匝數(shù)分別為N1和N2，當(dāng)K>1時，為降壓變壓器，

K<1時，為升壓變壓器電壓變換電流變換阻抗變換電壓比二、變壓器（transformer）2.變壓器的應(yīng)用電壓互感器常用來擴(kuò)大電壓測量范圍，主要用于高電壓的測量電路中，是將一次側(cè)的高電壓按比例變?yōu)?00V或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓的變換設(shè)備。電壓互感器原理圖電壓互感器（VoltageTransformer）電流互感器（CurrentTransformer）測流鉗電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。二、變壓器（transformer）2.變壓器的應(yīng)用隔離變壓器初級和次級是通過磁場交換能量，沒有物理上的硬連接，二次兩根線都不接地，所以人體站在大地上，然后接觸二次任意一根線都和大地沒有電位差，所以不會觸電，但如果同時接觸次級線圈的兩根線，同樣會觸電。隔離變壓器三、安全用電常識1.電流對人體的作用直流電一般引起電傷，而交流電則電傷與電擊同時發(fā)生。電擊電傷電流通過人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等三、安全用電常識1.電流對人體的作用電流/mA通電時間生理反應(yīng)0一0.5連續(xù)通電沒有感覺0.5一5連續(xù)通電開始有感覺，手指手腕等處有痛覺，沒有痙攣，能夠擺脫帶電體5一30數(shù)分鐘內(nèi)痙攣，不能擺脫帶電體，呼吸困難，血壓升高，是可以忍受的極限30一50數(shù)秒到數(shù)分心臟跳動不規(guī)則，昏迷，血壓升高，強烈痙攣，時間過長即引起心室顫動50一幾百低于心臟搏動周期受強烈沖擊，但未發(fā)生心室顫動超過心臟搏動周期昏迷，心室顫動，接觸部位留有電流通過的痕跡超過數(shù)百低于心臟搏動周期在心臟搏動周期的特定時刻觸電時，發(fā)生心室顫動，昏迷，接觸部位有電流流過的痕跡.超過心臟搏動周期心臟停止跳動，昏迷，可能致命的電灼傷。一般認(rèn)為40~60Hz的交流電對人最危險三、安全用電常識2.影響電流大小的因素人體不同，對電流的敏感程度也不一樣，一般地說，兒童較成年人敏感,女性較男性敏感?；加行呐K病者，觸電后的死亡可能性就更大。3.觸電急救迅速脫離電源檢查診斷救治搶救再判定三、安全用電常識四、正弦交流電的基本特征1.正弦量的三要素大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電流、電壓、電動勢等統(tǒng)稱為正弦交流量，通常用三角函數(shù)式或波形圖表示。幅值（最大值）角頻率初相位頻率、幅值和初相位就稱為確定正弦量的三要素。四、正弦交流電的基本特征1.正弦量的三要素大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電流、電壓、電動勢等統(tǒng)稱為正弦交流量，通常用三角函數(shù)式或波形圖表示。幅值（最大值）角頻率初相位頻率、幅值和初相位就稱為確定正弦量的三要素。四、正弦交流電的基本特征1.正弦量的三要素大小和方向都隨時間按正弦規(guī)律周期性變化的電流、電壓、電動勢等統(tǒng)稱為正弦交流量，通常用三角函數(shù)式或波形圖表示。幅值（最大值）角頻率初相位頻率、幅值和初相位就稱為確定正弦量的三要素。四、正弦交流電的基本特征1.正弦量的三要素四、正弦交流電的基本特征2.周期、頻率與角頻率周期：正弦量變化一次所需的時間（秒）稱為周期T。頻率：每秒內(nèi)變化的次數(shù)稱為頻率f。

工頻

50Hz角頻率：指交流電在1s內(nèi)變化的電角度，用ω來表示，它的單位是弧度/秒（rad/s）。上式表示T、f、ω三個物理量之間的關(guān)系，只要知道其中之一，則其余均可求出。四、正弦交流電的基本特征3.瞬時值、最大值與有效值瞬時值：正弦量在任意時刻的值稱為瞬時值，用小寫字母表示，如i、u及e。最大值：最大的瞬時值稱為最大值，也稱幅值,用Im、Um及Em表示。有效值：有效值是根據(jù)其熱效應(yīng)來確定的。*最大值與有效值關(guān)系四、正弦交流電的基本特征4.相位、初相位與相位差相位：ωt+φ稱為正弦量的相位角或相位，它反映出正弦量變化的進(jìn)程。初相：t=0時的相位稱為初相，

規(guī)定初相的絕對值不能超過π。相位差：兩同頻率正弦量相位之差，用φ表示。若則請思考：如何理解超前、滯后、同相、反相和正交？四、正弦交流電的基本特征4.相位、初相位與相位差同相：初相相等的兩個正弦量，它們的相位差φ=0°。反相：相位差φ=180°。正交：當(dāng)一個正弦量較另一個正弦量超前（或滯后）90°。一個正弦量可以表示為：5.正弦量的表示方法四、正弦交流電的基本特征正弦量可以用有向線段表示有向線段可以用復(fù)數(shù)來表示5.正弦量的表示方法四、正弦交流電的基本特征一個復(fù)數(shù)A有四種表示方法：一個正弦量可以表示為：一個復(fù)數(shù)讓它的模為，幅角為，則可以表示為：

5.正弦量的表示方法上式j(luò)=

,為虛單位，這一復(fù)數(shù)的虛部為一正弦時間函數(shù)，正好是已知的正弦量，所以一個正弦量給定后，總可以作出一個復(fù)數(shù)使其虛部等于這個正弦量。因此我們就可以用一個復(fù)數(shù)表示一個正弦量，其意義在于把正弦量之間的三角函數(shù)運算變成了復(fù)數(shù)的運算，使正弦交流電路的計算問題簡化。四、正弦交流電的基本特征5.正弦量的表示方法對應(yīng)關(guān)系不相等！！由于正弦交流電路中的電壓，電流都是同頻率的正弦量，故角頻率這一共同擁有的要素在分析計算過程中可以略去，只在結(jié)果中補上即可。我們就把這一復(fù)數(shù)稱為正弦量的有效值相量在表示相量的大寫字母上打點“

”是為了與一般的復(fù)數(shù)相區(qū)別，這就是正弦量的相量表示法。四、正弦交流電的基本特征5.正弦量的表示方法四、正弦交流電的基本特征【例】

已知

，

，試用相量計算

，并畫相量圖。相量圖五、單一參數(shù)元件交流電路分析1.電阻元件上電壓和電流的關(guān)系（1）瞬時值關(guān)系：設(shè)：

則:（2）有效值關(guān)系:則（3）相量關(guān)系為：電壓與電流同頻率、同相位純電阻電路五、單一參數(shù)元件交流電路分析2.電阻元件上的功率（1）瞬時功率p：（2）平均功率（有功功率）P：由于在任一時刻，u、i同相，p≥0，這說明電阻為耗能元件（2）電阻消耗的功率P（3）作相量圖

例1：一電阻

，兩端電壓

求:（1）

通過電阻的電流I和i

所以（1）電壓相量，則

（2）或（3）相量圖如圖所示解：五、單一參數(shù)元件交流電路分析五、單一參數(shù)元件交流電路分析電感（inductance）

a）電感元件b）電感元件符號當(dāng)線圈中沒有鐵磁材料時，將Ψ=Li代入上式得:電感元件的儲能p＞0，電感元件從外部吸取電功率，把電能轉(zhuǎn)換成磁場能。p＜0，電感元件向外部電路輸出電功率，把磁場能又轉(zhuǎn)換成了電能。電感元件為儲能元件自感電動勢變化的電流，則線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢五、單一參數(shù)元件交流電路分析電感（inductance）工字型電感當(dāng)線圈通過電流后，在線圈中形成磁場感應(yīng)，感應(yīng)磁場又會產(chǎn)生感應(yīng)電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關(guān)系稱為電的感抗，也就是電感，單位是“亨利（H）”五、單一參數(shù)元件交流電路分析電感（inductance）電感符號：L

電感單位：亨（H）、毫亨（mH）、微亨（μH），換算關(guān)系為

1H=103mH=106μH=109nH。五、單一參數(shù)元件交流電路分析1.電感元件上電壓和電流的關(guān)系

則:（2）有效值關(guān)系:（3）相量關(guān)系為：電感元件上電壓超前電流90o（1）瞬時值關(guān)系：設(shè)：感抗五、單一參數(shù)元件交流電路分析2.電感元件上的功率（1）瞬時功率p：（2）平均功率（有功功率）P：（3）無功功率Q：WVar應(yīng)該注意:

無功功率反映了電感與外電路之間能量交換的規(guī)模以后學(xué)習(xí)變壓器,電動機(jī)的工作原理時就會知道,沒有無功功率,它們無法工作。

五、單一參數(shù)元件交流電路分析例2：在電壓為220V，頻率為50Hz的電源上，接入電感的線圈（電阻不計），試求：（1）線圈的感抗；（2）線圈中的電流；（3）線圈的無功功率。（4）若線圈接在的信號源上，感抗為多少？

解：(1)(2)(3)

(4)

五、單一參數(shù)元件交流電路分析

a）電容器b）理想電容元件符號電容（capacitance）當(dāng)電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，于是:電容的單位為法拉（F)電容器存儲的電荷量Q與兩極板間電壓U的比值為一常數(shù)，稱為電容器的電容量，用C來表示:電容元件的儲能p＞0，電容元件從外部吸取電功率（充電），把電能轉(zhuǎn)換成電場能。p＜0，電容元件向外部電路輸出電功率（放電），把電場能又轉(zhuǎn)換成了電能。電容元件為儲能元件電容是儲存電荷的元件，當(dāng)它兩端電壓發(fā)生變化時，其電荷也相應(yīng)地發(fā)生變化，這時會有電荷在電路中移動，形成電流。五、單一參數(shù)元件交流電路分析電容（capacitance）五、單一參數(shù)元件交流電路分析電容（capacitance）1F=103mF=106μF=109nF=1012pF1μF以下的電容多為瓷片電容五、單一參數(shù)元件交流電路分析電容（capacitance）五、單一參數(shù)元件交流電路分析電容（capacitance）五、單一參數(shù)元件交流電路分析1.電容元件上電壓和電流的關(guān)系

則:（2）有效值關(guān)系:電容元件上電流超前電壓90o（1）瞬時值關(guān)系：設(shè)：容抗（3）相量關(guān)系為：五、單一參數(shù)元件交流電路分析2.電容元件上的功率（1）瞬時功率p：（2）平均功率（有功功率）P：（3）無功功率Q：WVarP=0，說明電容元件不消耗能量，只與電源進(jìn)行能量的相互轉(zhuǎn)換，用無功功率QC來衡量。五、單一參數(shù)元件交流電路分析例3：有一電容，接在的電源上。試求：(1)電容的容抗。(2)電流的有效值。(3)電流的瞬時值。(4)電路的有功功率及無功功率。(5)電壓與電流的相量圖。解：(1)容抗

（2）電流的有效值

（3）電流的瞬時值

電流超前電壓，即則（4）電路的有功功率

無功功率

（5）相量圖如圖所示。照明電路的安裝05低壓元器件RLC電路分析功率因數(shù)的提高RL與C電路分析工作任務(wù)（1）掌握RLC串并聯(lián)電路特性；（2）掌握正弦交流電中功率因數(shù)的計算及提高方法；（3）能夠搭建家庭照明電路；（4）通過功率因數(shù)的學(xué)習(xí)，以企業(yè)責(zé)任感引導(dǎo)個人責(zé)任與義務(wù)；工作過程中注意六大核心素養(yǎng)的養(yǎng)成訓(xùn)練。照明電路的安裝一、低壓元器件1.空氣斷路器基本功能是接通和分?jǐn)嚯娐?，?dāng)電路發(fā)生過載、短路及失電壓或欠電壓等故障時，能夠自動切斷故障電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備。一、低壓元器件剩余電流動作保護(hù)器（ResidualCurrentDevice，RCD）就是我們俗稱的漏電保護(hù)器，其功能是檢測供電回路的剩余電流，將其與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流超過該基準(zhǔn)值時RCD會自動斷開，從而切斷電路，同時大部分RCD還具有過載和短路保護(hù)功能。2.剩余電流動作保護(hù)器一、低壓元器件3.墻壁開關(guān)壁開關(guān)按照控制的照明電路的數(shù)量不同，可分為單開、雙開、三開等；按照控制同一照明電路的開關(guān)數(shù)量不同可分為單控和雙控等類型。二、RLC電路分析1．電壓與電流的相量關(guān)系

在圖所示電路中，設(shè)電流電阻上的電壓電感上的電壓

電容上的電壓式中，稱為電抗（Ω），它反映了電感和電容共同對電流的阻礙作用。X可正、可負(fù)；稱為復(fù)阻抗（Ω）。二、RLC電路分析電壓三角形阻抗三角形復(fù)阻抗二、RLC電路分析復(fù)阻抗阻抗阻抗角1）當(dāng)XL>XC時，X>0，φ>0，電壓超前電流，電路呈電感性，稱為感性電路。2）當(dāng)XL<XC時，X<0，φ<0，電壓滯后電流，電路呈電容性，稱為容性電路。3）當(dāng)XL=XC時，X=0，φ=0，電壓與電流同相，電路呈電阻性，電路發(fā)生了諧振現(xiàn)象。

在RLC串聯(lián)電路中，已知，，。電源電壓。求此電路的電流和各元件電壓的相量，并畫出相量圖。電路的復(fù)阻抗電流相量各元件的電壓相量例解二、RLC電路分析二、RLC電路分析1.有功功率(activepower)φ為u、i的相位差，cosφ稱為電路的功率因數(shù)，它的大小由電路參數(shù)決定，與電路的電壓、電流數(shù)值大小無關(guān)。在RLC串聯(lián)電路中，既有耗能元件，又有儲能元件，所以電路既有有功功率又有無功功率。功率(power)由電壓三角形可知2.無功功率(reactivepower)在交流電路中，將電壓和電流有效值的乘積UI稱為視在功率，用S表示，單位為VA（伏安），工程上也常用kVA(千伏安)。3.視在功率(apparentpower)二、RLC電路分析S=UI三、RL與C交流電路的分析φ1＞φ大，即。2.提高功率因數(shù)的意義（1）提高供電設(shè)備的能量利用率（2）減小輸電線路上的能量損失采用并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的做法，在電力系統(tǒng)中有很重要意義。四、功率因數(shù)的提高1.功率因數(shù)（powerfactor）四、功率因數(shù)的提高1.什么是單相交流電路的功率因數(shù)？如何提高電感性負(fù)載的功率因數(shù)？請畫圖說明原因。答：單相交流電路的功率是電壓和電流相位差角的余弦值，用cosφ表示。

提高電感性負(fù)載的功率因數(shù)最有效的辦法是并聯(lián)一個合適的電容，如下圖所示，并聯(lián)電容后，補償了電路的無功功率，電路功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ。三相交流電源的測試06三相交流電的產(chǎn)生與表示三相交流電源的連接項目描述三相交流電機(jī)的運作需要三相交流電來驅(qū)動，本項目通過三相交流電機(jī)主電路的安裝調(diào)試，來了解三相交流電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理，掌握三相交流電源的特性。工作任務(wù)1.請分析三相五線制電源各插孔的名稱及作用。在國內(nèi)外的電力系統(tǒng)中，電能的產(chǎn)生、輸送和分配，普遍都采用三相制供電方式；民用供電使用三相點作為樓層或小區(qū)進(jìn)線；工業(yè)用電多使用6kV以上高壓三相電進(jìn)入廠區(qū)。2.請測量各相間的電壓值。3.請分析三相電源的連接方式。4.請通過測量結(jié)果分析個插孔的名稱一、三相交流電的產(chǎn)生與表示1.三相交流電源的產(chǎn)生對稱三相正弦電壓是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，它們的頻率相同、振幅相等、相位彼此相差，我們把這樣一組正弦電壓稱為對稱三相交流電壓。導(dǎo)體與磁場發(fā)生切割運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢一、三相交流電的產(chǎn)生與表示2.三相交流電源的三相U相V相W相首端尾端一、三相交流電的產(chǎn)生與表示3.三相交流電源的表示形式U、V、W三相電壓具有頻率相同、振幅相等、相位上互差120°的特點。以U相作為參考，那么其三相電壓的表示形式如下：瞬時值表達(dá)式相量表達(dá)式波形圖相量圖一、三相交流電的產(chǎn)生與表示4.三相交流電源的相序用相量可表示為任一瞬時，三相對稱電壓之和為零，即相序：在工程應(yīng)用中，三相正弦交流電壓依次到達(dá)最大值(或相應(yīng)零值）的先后順序。

正序：若三相電壓的相序依次U、V、W稱為正序或順序；

逆序：若三相電壓的相序依次W、V、U稱為負(fù)序或逆序。一般在電力系統(tǒng)都采用正序連接。二、三相交流電源的連接1.三相電源的星形（Y）聯(lián)結(jié)(starconnection)二、三相交流電源的連接1.三相電源的星形（Y）聯(lián)結(jié)(starconnection)端線：首端U1、V1、W1引出線稱為相線或端線，俗稱火線。用字母U、V、W表示。中線：從中點的引出線稱為中線或零線，若中線接地，又稱地線。相電壓：三相電源每相繞組首端和末端的電壓稱為相電壓，用uU、uV、uW表示。三相四線制中，相線與中線之間的電壓就是電源的相電壓。線電壓：在三相四線制中，任意兩根相線之間的電壓稱作線電壓，用uUV、uVW、uWU表示。二、三相交流電源的連接1.三相電源的星形（Y）聯(lián)結(jié)(starconnection)線電壓和相電壓之間的關(guān)系相量式相量圖二、三相交流電源的連接1.三相電源的星形（Y）聯(lián)結(jié)(starconnection)

星形聯(lián)結(jié)時線電壓與相電壓的相量圖

推導(dǎo)出結(jié)論：三相四線制供電系統(tǒng)，可以提供兩種對稱的電壓。一種為對稱的相電壓，另一種為對稱的線電壓，線電壓的有效值是相電壓有效值的倍，線電壓在相位上要比對應(yīng)相電壓超前30°。二、三相交流電源的連接2.三相電源的三角形（△）聯(lián)結(jié)(triangularconnection)二、三相交流電源的連接如圖所示三相五線制供電系統(tǒng)，請標(biāo)出各電源線名稱，并畫出插座接線圖。三相交流異步電動機(jī)電路的連接與測試07三相負(fù)載的連接三相電路的功率三相異步電動機(jī)直接起動工作任務(wù)電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種裝置。電能通過電動機(jī)產(chǎn)生動力，推動各種機(jī)械能運轉(zhuǎn)。三相異步電動機(jī)一種應(yīng)用非常廣泛的電動機(jī)，它的運轉(zhuǎn)需要三相交流電來帶動。1.觀察電動機(jī)的銘牌，指出負(fù)載有哪幾種連接方式。2.請連接一個三相異步電動機(jī)直接起動電路。3.請根據(jù)電動機(jī)的銘牌分析負(fù)載的功率及效率。一、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)對稱負(fù)載：每相負(fù)載的阻抗均相等（電阻相等、電抗相等，而且性質(zhì)相同），則稱為三相對稱負(fù)載，即即，，對稱負(fù)載可連接成三相三線制非對稱負(fù)載應(yīng)連接成三相四線制負(fù)載相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓，等于電源的

相電壓。負(fù)載線電壓：線電壓與相電壓的關(guān)系同電源。一、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)負(fù)載線電流：流過每條相線（端線）上的電流稱為線電流，用iU、iV、iW，其參考方向是從電源指向負(fù)載。有效值用字母表示。負(fù)載相電流：流經(jīng)每相負(fù)載的電流稱為相電流，有效值用字母表示。由相量形式的歐姆定律，可得各相的電流相量一、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)非對稱負(fù)載特性：設(shè)三相負(fù)載的各相電阻分別為RU、RV、RW，電抗分別為XU、XV、XW，由阻抗三角形可推出各相阻抗ZU、ZV、ZW的值為電流有效值相位差一、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)對稱負(fù)載特性：電流相量關(guān)系大小相等頻率相同相位互差120。一、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)三相四線制電路的特點：1.每相負(fù)載承受的是對稱電源的相電壓。2.線電流等于相電流用有效值表示為3.中線電流等于各相（線）電流之和。如果負(fù)載對稱，則中線電流為零。三相三線制電路各相電壓、相電流的相量圖一、三相負(fù)載的連接【例】在三相四線制線路上接入三相照明負(fù)載，已知

每相電壓

，電燈的額定電壓為220V。（1）求各相電流及中性線電流。（2）若U相發(fā)生斷線故障，試計算各相負(fù)載的相電壓、相電流及中性線電流。此時V相和W相負(fù)載能否正常工作。（3）若W相發(fā)生斷線故障，而中性線也斷開時，分析各相負(fù)載工作情況。一、三相負(fù)載的連接由于每相負(fù)載為電阻元件，所以各相電流的相位與對應(yīng)的各相電壓的相位同相。其相電壓、電流的相量圖如圖所示。不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)時，必須采用三相四線制，即必須要有中線。中線的作用是為不對稱的三相負(fù)載，提供對稱的電源電壓，使三相負(fù)載成為三個互不影響的獨立回路，甚至在某一相發(fā)生故障時，其余兩相仍能正常工作。為確保不對稱負(fù)載正常工作，中線上不允許安裝開關(guān)和熔斷器。一、三相負(fù)載的連接一、三相負(fù)載的連接2.三相負(fù)載的三角形（△）聯(lián)結(jié)規(guī)定三角形聯(lián)結(jié)的負(fù)載相電流的參考方向與相電壓的參考方向一致，用iUV、iVW、iWU表示，由KCL定律可知，線電流與相電流的關(guān)系為一、三相負(fù)載的連接2.三相負(fù)載的三角形（△）聯(lián)結(jié)結(jié)論：從相量圖看線電流總是滯后對應(yīng)相電流30°，大小關(guān)系為相量關(guān)系：一、三相負(fù)載的連接2.三相負(fù)載的三角形（△）聯(lián)結(jié)三相負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的特點：1.每相負(fù)載承受的是對稱電源的線電壓。2.各線電流由兩相鄰相電流決定。當(dāng)負(fù)載對稱時，線電流的有效值為相電流有效值的倍，且線電流的相位滯后對應(yīng)相電流30°。3.三相三線制供電負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時，相電壓對稱。若某一相上負(fù)載因故斷開，也不會影響其他兩相上的單相負(fù)載正常工作。二、三相電路的功率1.不對稱負(fù)載三相功率的計算總有功功率P總無功功率Q總視在功率S二、三相電路的功率2.對稱負(fù)載三相功率的計算若三相負(fù)載對稱時，就有各相的相電流、相電壓和阻抗角大小相等的特點，所以三相總功率等于每相功率的3倍，于是有對稱負(fù)載無論是星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，三相功率還可表示為二、三相電路的功率【例】已知三相四線制對稱電路，電源的線電壓

V，負(fù)載阻抗

求：（1）每相負(fù)載的電流

及中線電流；（2）負(fù)載吸收的三相總功率。三、三相異步電動機(jī)直接起動1.三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)外形圖拆分圖三、三相異步電動機(jī)直接起動2.三相異步電動機(jī)的連接方式Y(jié)接法△接法三、三相異步電動機(jī)直接起動直接起動（又稱為全壓起動），就是將電機(jī)的額定電壓通過刀開關(guān)或接觸器直接接到電動機(jī)電路，如圖所示，F(xiàn)U為熔斷器，起過流保護(hù)作用。3.三相異步電動機(jī)的直接起動直接起動原理圖三、三相異步電動機(jī)直接起動4.三相異步電動機(jī)的銘牌三相異步電動機(jī)的銘牌與接線端三、三相異步電動機(jī)直接起動4.三相異步電動機(jī)的銘牌

電路的線電流為

電動機(jī)輸入功率為

解：正常運行時，電動機(jī)繞組為三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載的相電流為

三、三相異步電動機(jī)直接起動

整流濾波電路的實現(xiàn)半導(dǎo)體的基本知識二極管08整流電路濾波電路項目介紹濾波電路整流電路穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源變壓器任務(wù)布置1）掌握二極管的基本知識及其識別和檢測方法；2）掌握整流電路的結(jié)構(gòu)及原理；3）掌握整流濾波電路的結(jié)構(gòu)及原理；4）能安裝和測試整流濾波電路，并能對一般故障進(jìn)行排除。5）掌握穩(wěn)壓電路的原理及分析方法。一、半導(dǎo)體的基本知識定義：在物理學(xué)中，根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為價電子。典型的半導(dǎo)體是硅Si和鍺Ge，它們都是4價元素。純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。特性：半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力由于某些因素會產(chǎn)生顯著的變化，因而受到人們的重視。主要表現(xiàn)為光敏特性、熱敏特性和摻雜特性。摻雜半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中用擴(kuò)散工藝摻入少量合適的其它元素，使其導(dǎo)電能力顯著增強，這樣的半導(dǎo)體稱為摻雜半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，使之在某些位置上取代硅（Si）原子，便可構(gòu)成N型硅半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等，使之在某些位置上取代硅（Si）原子，便可構(gòu)成P型硅半導(dǎo)體。一、半導(dǎo)體的基本知識1.PN結(jié)的形成及其特點空間電荷區(qū)耗盡層NP符號一、半導(dǎo)體的基本知識PN結(jié)加正向電壓（正偏）——導(dǎo)通正向電流一、半導(dǎo)體的基本知識1.PN結(jié)的形成及其特點PN結(jié)加反向電壓——截止PN一、半導(dǎo)體的基本知識1.PN結(jié)的形成及其特點1.二極管的結(jié)構(gòu)與符號二、二極管

二極管=PN結(jié)+管殼+電極引線NP結(jié)構(gòu)符號陽極+陰極-特性——單向?qū)щ娦躁枠O+陰極-

硅：0.5V

鍺：

0.1V(1)正向特性導(dǎo)通壓降反向飽和電流(2)反向特性死區(qū)電壓擊穿電壓UBRuEiVmAuEiVuA鍺

硅：0.7V鍺：0.3VIS二、二極管2.二極管的伏安特性二、二極管2.二極管的伏安特性理想二極管模型正偏反偏導(dǎo)通壓降二極管的V—A特性二、二極管3.二極管的主要參數(shù)

(1)最大整流電流IF二極管長期連續(xù)工作時，允許通過二極管的最大整流電流的平均值(2)最高反向工作電壓URRM超過此值時，二極管可能因反向擊穿而損壞。安全起見，一般取反向擊穿電壓UBR的一半。

(3)最大反向電流IRM——

在規(guī)定的溫度下，在最高反向電壓URRM下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極管在微安(

A)級。二、二極管4.特殊二極管介紹穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管正常工作于反向擊穿區(qū)發(fā)光二極管光敏二極管光敏二極管在電路中一般處于反向偏置狀態(tài)將數(shù)字萬用表撥到二極管檔，若顯示值在1V以下，說明管子處于正向?qū)顟B(tài)，顯示器顯示出二極管正向壓降的mV值，紅表筆接的是二極管的正極，黑表筆接的是二極管的負(fù)極，若顯示溢出符號“1”，說明管子處于反向截止?fàn)顟B(tài)，黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極。二、二極管5.二極管的檢測與識別帶銀邊的一端為陰極長引腳的一端為陽極大金屬片端為陰極萬用表的測量三、整流電路

分類：單相整流電路分為半波整流、全波整流、橋式整流及倍壓整流等。將交流電整流成脈動直流電目的：電路構(gòu)成原理：利用二極管單向?qū)щ娦匀?、整流電?.單相半波整流電路

u1u2TVD4VD2VD1VD3RLuo+-+-2.單相橋式整流電路

u2正半周時VD1，VD3導(dǎo)通VD2，VD4截止三、整流電路-+u0u1u2TVD4VD2VD1VD3RL+-VD2，VD4導(dǎo)通VD1，VD3截止u2負(fù)半周時2.單相橋式整流電路

三、整流電路u2VD4VD2VD1VD3RLuoAB

u2>0時VD1,VD3導(dǎo)通VD2,VD4截止A

VD1

RLVD3Bu2<0時VD2,VD4導(dǎo)通VD1,VD3截止B

VD2

RLVD4A輸出是脈動的直流電壓！u2uo2.單相橋式整流電路

三、整流電路u2VD4VD2VD1VD3RLuoAB負(fù)載上電壓和電流平均值的計算u2uo+-uD4,uD2uD3,uD1uD2.單相橋式整流電路

三、整流電路

交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓濾波電路的結(jié)構(gòu)特點:電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。概念：只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率

成分通過的電路。四、濾波電路u2tuotu2VD4VD2VD1VD3RLuoABC+電解電容，注意極性四、濾波電路1.電容濾波電路

四、濾波電路2.電感濾波電路

直流穩(wěn)壓電源的實現(xiàn)硅穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓器直流穩(wěn)壓電源電路09將交流電轉(zhuǎn)換成直流電一般要經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓三個過程。線性直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)框圖本單元任務(wù)：完成穩(wěn)壓部分的實現(xiàn)和電路整體裝調(diào)項目導(dǎo)入穩(wěn)壓電路介紹交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓穩(wěn)壓電路的目的:獲得輸出電壓穩(wěn)定不變的直流電源。穩(wěn)壓穩(wěn)定直流電壓項目導(dǎo)入一、硅穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路UOIDZIRURUO當(dāng)負(fù)載增大或電網(wǎng)電壓上浮時1.電路結(jié)構(gòu)2.穩(wěn)壓原理當(dāng)負(fù)載減小或電網(wǎng)電壓下浮時，其工作過程與上述相反，輸出電壓Uo仍保持基本不變。1.78××系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器輸入端公共端輸出端二、集成穩(wěn)壓器RLUOUI+-C178××C2+-INOUTGND0.33μF0.1μF注意：為了保證調(diào)整管工作在線性區(qū)，又不至于損壞，必須正確選擇輸入電壓。改善輸入紋波電壓改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)1.78××系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器二、集成穩(wěn)壓器2.79××系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器輸入端公共端輸出端二、集成穩(wěn)壓器2.79××系列正電壓輸出集成穩(wěn)壓器78××和79××系列構(gòu)成的正、負(fù)雙電源二、集成穩(wěn)壓器317和337外型及引腳排列圖3.三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器二、集成穩(wěn)壓器三、直流穩(wěn)壓電源電路UIUI

-UO＞3VUI

<35V2.整流二極管的選擇1.整流變壓器的選擇3.電容器的選擇三、直流穩(wěn)壓電源電路擴(kuò)音機(jī)小信號放大器的制作（方案一）雙極型晶體管共發(fā)射極放大電路共集電極放大電路放大電路中的負(fù)反饋10

具有放大作用的電路或設(shè)備稱為放大器，其核心器件是晶體管或場效應(yīng)晶體管等有源器件。擴(kuò)音機(jī)電路的工作過程原理框圖本單元任務(wù)：完成擴(kuò)音機(jī)電路中電壓放大器的連接與測試項目導(dǎo)入一、雙極型晶體管1.外形及分類晶體三極管:具有電流放大功能的電子器件一、雙極型晶體管2.基本結(jié)構(gòu)NNP基極(base)發(fā)射極(emitter)集電極(collector)NPN型BECBECPNP型PPN基極(base)發(fā)射極(emitter)集電極(collector)符號：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū)：面積最大2.基本結(jié)構(gòu)一、雙極型晶體管一、雙極型晶體管三極管的電流放大作用公共端輸入回路輸出回路發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)基爾霍夫電流定律一、雙極型晶體管

三極管的輸入特性曲線正常工作時發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE-0.2~0.3V一、雙極型晶體管

三極管的輸出特性曲線IB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234uCE(V)912O放大區(qū)(1)放大區(qū)在放大區(qū)，

IC=

IB，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏飽和區(qū)截止區(qū)（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域為截止區(qū)，有IC0

。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏（3）飽和區(qū)在飽和區(qū)，

IB

IC深度飽和時，硅管UCES0.3V，鍺管UCES0.1V。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏UCE

UBE一、雙極型三極管參數(shù)含義特性，交流、直流放大系數(shù)晶體管接成發(fā)射極電路時電流放大系數(shù)，在ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近，范圍在20~300之間ICBO集電極-基極反向飽和電流反映三極管熱穩(wěn)定性的好壞，受溫度影響很大ICEO集電極-發(fā)射極穿透電流反映三極管質(zhì)量的好壞ICM集電極最大允許電流規(guī)定正常工作時iC<ICMPCM集電極最大耗散功率使用晶體管時PC=UCEIC<PCMU(BR)CEO集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓實際使用中要滿足uCE<U(BR)CEO一、雙極型晶體管通過控制B點的電位來控制C、E之間的開關(guān)狀態(tài)UCE≈0，C、E之間相當(dāng)于一個閉合的開關(guān)。IC

≈0，C、E之間相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)。飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)三極管開關(guān)電路抓住主要矛盾忽略次要矛盾二、共發(fā)射極放大電路1.放大電路的概念基本放大電路一般是指由一個三極管與相應(yīng)元件組成的三種基本組態(tài)放大電路。共發(fā)射極共集電極共基極共集電極接法集電極作為公共端

共基極接法基極作為公共端共發(fā)射極接法發(fā)射極作為公共端二、共發(fā)射極放大電路2.共發(fā)射極放大電路組成C1、C2耦合電容，隔直通交避免信號源與放大電路間相互干擾RB基極偏置電阻，提供合適的基極電流RC集電極電阻，將電流放大轉(zhuǎn)換為電壓放大UCC直流電源：向RL提供能量；向VT提供合適偏置VT三極管，放大電路的核心器件+UCCRBRCC1C2VT++RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE輸入回路輸出回路二、共發(fā)射極放大電路3.共射放大電路的放大原理RB+UCCRCC1C2uituBEtiCtuCEtuotuiiCuCEuoiBiB=IB+ibiC=IC+icuCE=UCE+uoUCEUBIC交直流混合量交流量動態(tài)信號作用交流量iBtIB符號寫法的規(guī)定（1）小寫符號、小寫下標(biāo)iB：表示交流電壓（電流）瞬時值（2）大寫符號、大寫下標(biāo)IB

：表示直流電壓（電流）表示包含有直流的電壓（電流）的瞬時值（4）大寫符號、小寫下標(biāo)Ib

：表示交流電壓（電流）有效值注意：解題時要嚴(yán)格遵守符號約定!（3）小寫符號、大寫下標(biāo)iB：

（iB=ib

+IB）

二、共發(fā)射極放大電路4.共射放大電路的放大原理直流分量和交流分量+總變化量iB直流分量IB交流分量ib動態(tài)分析iBtOIBtIBOibtibO靜態(tài)分析交流分量的有效值Ib4.共射放大電路的放大原理二、共發(fā)射極放大電路放大電路的失真現(xiàn)象（1）改變Rb（將RP調(diào)至合適、最小、最大）的大小，觀察示波器的波形。（2）連續(xù)增大ui觀察輸出波形變化。二、共發(fā)射極放大電路4.共射放大電路的放大原理（a）正常放大（b）飽和失真（c）截止失真（d）ui過大放大電路的失真現(xiàn)象二、共發(fā)射極放大電路4.共射放大電路的放大原理靜態(tài)分析硅:UBE=0.7V鍺:UBE=0.3V二、共發(fā)射極放大電路動態(tài)分析(1)電壓放大倍數(shù)(2)輸入電阻(3)輸出電阻二、共發(fā)射極放大電路三、共集電極放大電路共集電極放大電路特點：(1)

靜態(tài)工作點穩(wěn)定。(2)電壓放大倍數(shù)略小于1(近似為1)。集電極放大電路沒有電壓放大作用，但因Ie=（1+β)Ib，故仍具有電流放大和功率放大作用。(3)輸入電阻很高。(4)輸出電阻很低。射極輸出器具有很小的輸出電阻，一般由幾歐至幾百歐，比共射放大電路的輸出電阻低得多。四、放大電路中的負(fù)反饋在基本放大電路中，信號Xi從輸入端向輸出端正向傳輸；在反饋網(wǎng)絡(luò)中，反饋信號Xf由輸出端反送到輸入端，并在輸入端與輸入信號比較(疊加)。凈輸入量Xi'增加，為正反饋；凈輸入量Xi'減小，為負(fù)反饋。輸入信號凈輸入信號輸出信號反饋信號反饋：將放大電路輸出量的一部分或全部，通過一定的電路形式回送到放大電路輸入端。從而影響其輸入量。四、放大電路中的負(fù)反饋1、直流反饋和交流反饋：直流反饋：反饋量中只含有直流量。直流負(fù)反饋能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。交流反饋：反饋量中只含有交流量。交流負(fù)反饋改善動態(tài)性能。在很多放大電路中，兩者皆有。稱為交、直流反饋+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+UCCuoui+–T1T2RfRE1四、放大電路中的負(fù)反饋

2.反饋極性（正反饋和負(fù)反饋）ufud+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+UCCuoui+–T1T2Rf+--++ufud——瞬時極性法3.電壓反饋和電流反饋根據(jù)反饋信號在放大電路輸出端采樣方式的不同，可分為：反饋信號取自輸出電壓。反饋信號取自輸出電流。電壓反饋：電流反饋：根據(jù)反饋信號與輸入信號在放大電路輸入端中求和形式的不同，可分為：4.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號在輸入端同一節(jié)點引入串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號不在輸入端同一節(jié)點引入四、放大電路中的負(fù)反饋謝謝！擴(kuò)音機(jī)小信號放大器的制作（方案二）集成運算放大器減法運算電路比例運算電路加法運算電路11一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）1.結(jié)構(gòu)特點

集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。集成電路（integratedcircuit,IC）

是把整個電路的各個元件以及相互之間的連接同時制造在一塊半導(dǎo)體芯片上,組成一個不可分的整體。高阻輸入級中間級輸出級同相輸入端輸出端反相輸入端偏置電路2.集成運放的外形和電路符號一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）－＋＋反相輸入端u－u＋同相輸入端信號傳輸方向ui輸出端ou理想運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)∞一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）(2)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)

(3)差模輸入電阻(4)開環(huán)輸出電阻(5)共模抑制比(1)輸入為零時，輸出恒為零3.理想集成運放的電壓傳輸特性理想化的主要條件：電壓傳輸特性uO=f(uid)

+Uom–UomO

uid=(u+–u–)uO理想特性一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）3.理想集成運放的電壓傳輸特性運放工作在線性區(qū)特點：

uid=(u+–u–)u+=u–

,稱“虛短”（virtualshortcuicuit）i+=i–

0,

稱“虛斷”（virtualcutcuicuit）

電壓傳輸特性uO=f(uid)

+Uom–Uom線性區(qū)飽和區(qū)O

uid=(u+–u–)uO飽和區(qū)實際特性運放工作在非線性區(qū)特點：(1)輸出只有兩種可能,+Uom或–Uom

當(dāng)

u+>u–

時，uO

=+Uom

u+<u–

時，uO

=–Uom

不存在“虛短”現(xiàn)象

(2)

i+=i–0,仍存在“虛斷”現(xiàn)象一、集成運算放大器（Integratedoperationalamplifier）3.理想集成運放的電壓傳輸特性電壓傳輸特性uO=f(uid)

+Uom–Uom線性區(qū)飽和區(qū)O

uid=(u+–u–)uO飽和區(qū)實際特性作用：將信號按比例進(jìn)行縮放。類型：1、反相比例運算電路2、同相比例運算電路。電路結(jié)構(gòu)：引入深度負(fù)反饋，放大倍數(shù)與運放本身無關(guān)。信號由反相輸入端加入信號由同相輸入端加入二、比例運算電路（scalingoperationcircuit）二、比例運算電路（scalingoperationcircuit）（1）輸入輸出關(guān)系u-=u+=0i1=if特例：當(dāng)Rf=R1時

，uo=-ui（倒相器）1.反相比例運算電路u-=u+=0“虛地”，反相輸入特有共模電壓為0（2）電路的輸入電阻Ri=R1RP=R1

//Rf平衡電阻，使輸入端對地的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時輸入級的對稱性。（3）反饋方式電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電阻很小，輸入電阻也不大。二、比例運算電路（scalingoperationcircuit）1.反相比例運算電路二、比例運算電路（scalingoperationcircuit）2.同相比例運算電路（1）輸入輸出關(guān)系u-=u+=uii1=if

（2）輸入電阻：Ri

→∞（3）反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，Ro小u-=

u+=ui“虛地”不存在共模電壓不為0二、比例運算電路（scalingoperationcircuit）2.同相比例運算電路特例：電壓跟隨器uo=ui此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大