电工电子I总复习-电工电子I教学课件.ppt

1、上册上册总复习总复习元器件元器件1.电阻元件电阻元件（1 1）特性方程：）特性方程：RRRiu 直流电路：直流电路：RRRIU交流电路：交流电路：相量图相量图 RURI1iuRRRIU相量表达式相量表达式 uRRjeUUiRRjeIIRabuRiR+-（2）功率）功率消耗的功率：消耗的功率：2RRRRRiiup（单位：（单位：W、kW）消耗的能量：消耗的能量：dtidtiudtpW2RRRRRR（单位：（单位：J）直流电路直流电路:2RRRRRIIUPtItIUtPW2RRRRRR1）瞬时功率：）瞬时功率：i2RRRsin2)(tUIiutpi2cos1tUI交流电路交流电路:uRRjeUUi

2、RRjeIIuRRsin2tUuiRRsin2tIi2）平均功率（有功功率）：）平均功率（有功功率）：R12RRR0RRIIUdtpTPT2.电感元件电感元件（1）特性方程：）特性方程：交流电路：交流电路：L+-uLiLdtdiuLLLLLLX IjU相量表达式相量表达式 LXL感抗感抗相量图：相量图：LULIuLLjeUU iLLjeII 90iuab直流电路直流电路L2LXLf感抗感抗电感对直流无阻碍作用！电感对直流无阻碍作用！0L2LXLf直流电路：直流电路：f=0（2）功率）功率电感吸收（释放）的瞬时功率：电感吸收（释放）的瞬时功率：dtdiiiupLLLLLL当电流的当电流的绝对值绝

3、对值增加时，增加时，pL0，电感吸收电能；，电感吸收电能；当电流的当电流的绝对值绝对值减小时，减小时，pL0，电容处于充电状态；，电容处于充电状态；若电压的若电压的绝对值绝对值减小，则减小，则pC0，电容处于放电状态。，电容处于放电状态。电容吸收（释放）的能量：电容吸收（释放）的能量：2CCCCCCC21CuudidtiudtpW电容为储能元件。电容为储能元件。能量仅与电容电压有关！能量仅与电容电压有关！交流电路交流电路uCCjeUUiCCjeII uCCsin2tUuiCCsin2tIi90iu1）瞬时功率：）瞬时功率：iCuCCCCsin2sin2)(tItUiutpiCC2sintIU平

4、均功率（有功功率）平均功率（有功功率）02sin110iCC0CCdttIUTdtpTPTT无功功率无功功率用瞬时功率的最大值表示：用瞬时功率的最大值表示：2CCCCCX IIUQ4.二极管二极管baD二极管具有单向导电性。二极管具有单向导电性。二极管的开关特性二极管的开关特性二极管处于导通状态二极管处于导通状态相当于开关的闭合；相当于开关的闭合；二极管处于截止状态二极管处于截止状态相当于开关的断开。相当于开关的断开。UI死区电压死区电压 硅管硅管0.6V 锗管锗管0.2V。导通压降导通压降:硅管硅管0.60.7V锗管锗管0.20.3V反向击穿反向击穿电压电压UBR 二极管的伏安特性二极管的伏

5、安特性死区死区导通区导通区反向反向截止区截止区反向反向击穿击穿区区UBRUTUon0IS反向饱和反向饱和电流电流Is(A)(mA)(V)理想二极管理想二极管死区死区UT电压电压=0 V正向正向Uon压降压降=0 V5.稳压二极管及其伏安特性稳压二极管及其伏安特性UIZIZmax UZUZIZminI-+DZ符号符号电压温度系数电压温度系数 U（%/）060606UZUZUZVUVUVUBECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管6.双极型三极管双极型三极管晶体管具有电流放大作用晶体管具有电流放大作用放大作用的外部条件：放大作用的外部条件：发射结必须正向偏置；

6、发射结必须正向偏置；集电结必须反向偏置。集电结必须反向偏置。UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：工作压降：硅管硅管UBE 0.60.7V锗管锗管UBE 0.20.3V死区电压：死区电压：硅管硅管0.5V锗管锗管0.2V（1）输入特性）输入特性（2）输出特性）输出特性放大区：放大区：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。IC=IB,且且 IC=IB截止区：截止区：发射结反偏（发射结反偏（UBE 死区电压），集电结反偏。死区电压），集电结反偏。IB=0，IC 0，C、E两点相当于两点相当于开关的断开开关的断开。饱和区：饱和区：发射结正偏，集电结正偏。发

7、射结正偏，集电结正偏。UCE UBE，UCE 0.3V，C、E两点相当于两点相当于开关的闭合开关的闭合。CSBSBIII)R(CCCSEI输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:7.单极型三极管单极型三极管场效应管场效应管N沟道沟道P沟道沟道增强型增强型耗尽型耗尽型N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道FET场效应管场效应管JFET结型结型MOSFET绝缘栅型绝缘栅型(IGFET)栅极栅极源极源极漏极漏极绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管:MOS(metal oxide semiconductor)（1）符号）符号GSD绝缘栅场效应管：栅源（绝缘栅场效应管：栅源（GS）之间绝缘。）之间绝缘。

8、N沟道增强型沟道增强型GSDP 沟道增强型沟道增强型N 沟道耗尽型沟道耗尽型GSDP 沟道耗尽型沟道耗尽型GSDGSmDugi（2）场效应管的微变等效模型）场效应管的微变等效模型 等效等效D G S D G S id ugs gmugs 场效应管为压控器件（电压控电流源）。场效应管为压控器件（电压控电流源）。8.集成运算放大器集成运算放大器+-u uo u+电压传输特性电压传输特性uo=f(uid)线性区：线性区：uo=-Aud(u-u+)非线性区非线性区：uid=u-u+uo0-Uo(sat)+Uo(sat)u u+时，时，uo=-Uo(sat)正、负饱和值分别接近正、负电源电压。正、负饱和

9、值分别接近正、负电源电压。（1）理想运放工作的）理想运放工作的“虚断虚断”因为，因为，rid uu+i+i-uiduoridAud uidro-则，则，i+=i 0“虚断虚断”（2）理想运放工作的）理想运放工作的“虚短虚短”当理想运放工作在当理想运放工作在线性区线性区时，有：时，有：uo=-Aud(u-u+)则，则，u+=u “虚短虚短”uu+i+i-uiduoridAud uidro-因为因为，Aud 运放的线性范围运放的线性范围很很小，小，必须加必须加深度深度负反馈负反馈才能才能其工作于线性区。其工作于线性区。0ud0Auuu（3）理想运放工作的理想运放工作的“虚地虚地”由由u+=0，且虚

10、短且虚短u=u+u=u+=0 称称“虚地虚地”，反相输入的重要特点。，反相输入的重要特点。u+u-+-R1R2uiRfu0电路分析电路分析1.基本定律基本定律:基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 Kirchhoffs Current Law 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 Kirchhoffs Voltage Law 基尔霍夫电流定律（基尔霍夫电流定律（KCL）数学表达式表示：数学表达式表示：i=0 任一电路任一电路任一瞬时任一瞬时任一结点任一结点流入结点的电流等于流出流入结点的电流等于流出结点的电流。结点的电流。基尔霍夫电压定律（基尔霍夫电压定律（KVL）数学表达式为：数学表达式为：u=0

11、任一电路任一电路任一瞬时任一瞬时任一回路任一回路单位正电荷沿回路绕行一周其电位单位正电荷沿回路绕行一周其电位升等于电位降或吸收的能量等于释升等于电位降或吸收的能量等于释放的能量。放的能量。2.电路的基本分析方法电路的基本分析方法（1）电路的等效化简）电路的等效化简 1）电阻元件的串、并联化简）电阻元件的串、并联化简串联：串联：ni 1iRR并联：并联：ni 1iR1R1R1R2RnR1R2Rn2）理想电源的串、并联化简）理想电源的串、并联化简s2s1IIIIs1Is2I21EEEU+-E1+-E2+-U+-E+-U3）实际电源的等效变换实际电源的等效变换E和和Is的方向：的方向：Is与与E的方

12、向（极性）相同。的方向（极性）相同。IR0Is+-abU+-baR0E+-IU+-0sREI（2）支路电流法）支路电流法由由KCL04321IIII0s42III由由KVL0RR44222IEI0RR33111IIEE1+-IsI3R4R3R1R2I1I2I4E2+-（3）弥尔曼定理）弥尔曼定理RIRUU1ssAUs与结点电压方向相同，取与结点电压方向相同，取Us与结点电压方向相反，取与结点电压方向相反，取Is流入结点流入结点A，取，取Is流出结点流出结点A，取，取422s2R1R1RsABocUIUR5AIs+-Us1R4R3R1-+Us2BR2求求R5开路和短路时，开路和短路时，A、B间的

13、电压。间的电压。4212s21s1R1R1R1RRABscUUU（4）叠加原理）叠加原理Is1R3R1-UsR2+Is2已知：已知：Us=16V，R1=R2=R3=R4=R，且，且Uab=8V求：求：Us短路后，短路后，Uab=？ab解：解：Us单独作用时单独作用时R4V44R4RssabUUUUs短路时短路时V12ababab UUU（5）戴维宁定理戴维宁定理网网络络8A81I求，输出的电流求，输出的电流I？测得有源二端网络开测得有源二端网络开路时输出端的电压为路时输出端的电压为18V，当接一个，当接一个9电电阻时，输出的电流为阻时，输出的电流为1.8A。8A81IER0+-测得有源二端网络

14、开路时输出端的电压为测得有源二端网络开路时输出端的电压为18V，当，当接一个接一个9电阻时，输出的电流为电阻时，输出的电流为1.8A。+918V=ER0-1.8AA8.19R189R00E8A81IER0+-18R1818R00EI由叠加原理由叠加原理3.正弦单相电路的分析正弦单相电路的分析Z cosUIP sinUIQ ZIU iu已知已知U、I ZIUIUIUZiuiuIU复阻抗的串联复阻抗的串联 iZZ复阻抗的并联复阻抗的并联 iZZ11KCL iIIZ3Z1Z23I2I1IZIZ1Z2Z3Z1U2U3UUKVL iUU提高功率因数提高功率因数 1 1 i1iuRLCCiU1ICII)t

15、an(tanC12UP谐振谐振RUU ILUCURUUI 和和 同相同相。CLUU 1）串联谐振）串联谐振LCXX 串联谐振的条件：串联谐振的条件：iLuCuuRuRCL谐振频率谐振频率LC210f谐振时阻抗最小：谐振时阻抗最小：Z0=RRjXL-jXCUIRULUCU在一定电源电压的作用下，在一定电源电压的作用下，谐振时的电流谐振时的电流 R00UZUI为为最大。最大。2）并联谐振）并联谐振i1iuRCLCi0ICI1IU并联谐振的条件：并联谐振的条件：XLXC（近似的条件（近似的条件XLR）谐振频率：谐振频率：LC210f谐振时阻抗最大谐振时阻抗最大 RCL0Z在一定电源电压的作用下，在一

16、定电源电压的作用下，谐振时的电流谐振时的电流 00ZUI为为最小最小 i1iuRCLCi1.求：求：（1）输入端加直流电压）输入端加直流电压U时，三个电流表的读数时，三个电流表的读数哪个最大？哪个最小？哪个最大？哪个最小？（2）输入端加正弦交流）输入端加正弦交流电压，其有效值为电压，其有效值为U时，时，三个电流表的读数如何三个电流表的读数如何变化？变化？iuRjXLR例子例子-jXCRRA1A2A3答：答：（1）A2最小为最小为0，A3最大最大。（2）A1最大不变，最大不变，A2增加，增加，A3减小。减小。解：解：画电路谐振时的相量图画电路谐振时的相量图V10CUU2.电路如图所示，已知电源电

17、压为电路如图所示，已知电源电压为当电路发生谐振时，测得电阻和电感支路的电流相等当电路发生谐振时，测得电阻和电感支路的电流相等为为1A。试求，电路参数试求，电路参数R、L、C的值。的值。uLRV314sin102tuCIRILIRUCUCUiCiRCiLU谐振时，谐振时，同相同相UCIV210RU210RXRRLIU25210XCCCIU在 图 所 示 电 路 中，已 知：在 图 所 示 电 路 中，已 知：R=XC=1 ，U=2UAB=10V，且电路处于谐振，求，且电路处于谐振，求Z=?，电路消，电路消耗的功率耗的功率P=？jXC+U I R Z R A B 1)1()1(ZjZjW50210

18、0PZ=1+j有一有一R、L、C串联电路，接于频率可调的电源上，串联电路，接于频率可调的电源上，电源电压保持电源电压保持10V，当频率增加时，电流从，当频率增加时，电流从10mA（500Hz）增加到最大值）增加到最大值50mA（1000Hz）。）。试问，当电流增加到最大值时电路处于什么状态？，试问，当电流增加到最大值时电路处于什么状态？，并求出并求出R、L、C的值。的值。RV310501020051000R解：当电流增加到最大值时电路处于谐振状态。解：当电流增加到最大值时电路处于谐振状态。CXLXCL200012000（1）02RU90100010103LUL901000110103CUCmH

19、L3490096FC7461096494010103I设设 10)101000110(2222CL（2）4.正弦三相电路正弦三相电路1）电源星形联）电源星形联Y接时，输出两个等级的电压，即接时，输出两个等级的电压，即相电压和线电压。相电压和线电压。大小：线电压等于相电压的大小：线电压等于相电压的 倍；倍；相位：线电压越前与之对应的相电压相位：线电压越前与之对应的相电压。3302）电源三角形）电源三角形D接时，仅输出一个等级的电压，接时，仅输出一个等级的电压，即线电压。即线电压。线电压和相电压的关系：线电压和相电压的关系：3）负载星形）负载星形Y联接时，施加在每相负载两端联接时，施加在每相负载两

20、端的电压为相电压，且线电流等于相电流。的电压为相电压，且线电流等于相电流。4）负载三角形）负载三角形D联接时，施加在每相负载两端联接时，施加在每相负载两端的电压为线电压，而线电流与相电流的关系为：的电压为线电压，而线电流与相电流的关系为：大小：线电流等于相电流的大小：线电流等于相电流的 倍；倍；相位：线电流滞后与之对应的相电流相位：线电流滞后与之对应的相电流。330三相三相对称对称负载的功率负载的功率cos3cos3llppIUIUPsin3sin3llppIUIUQllpp33IUIUS三相三相不对称不对称负载的功率负载的功率WV,U,nnpnpnWVU)cos(IUPPPPWV,U,nnp

21、npnWVU)sin(IUQQQQ22QPS1.已知已知t=0(s)时，某三相电路的相电压时，某三相电路的相电压)V(155220)V(85220)V(35220WVUUUU当当t=19(s)时，三个线电压之和为多少？时，三个线电压之和为多少？2.有一星形连接的电源（三相发电机），额定相电压有一星形连接的电源（三相发电机），额定相电压为为660V，若测得其相电压，若测得其相电压UUV=1140V、UVW=660V、UWU=660V，则说明（，则说明（）。）。（a）U相绕组接反相绕组接反 （b）V相绕组接反相绕组接反，（c）W相绕组接反相绕组接反(0)C3.对称三相负载分别作对称三相负载分别作Y

22、和和D形联接，接入同一电源形联接，接入同一电源系统，则系统，则D形联接消耗的总的有功功率应是形联接消耗的总的有功功率应是Y联接的联接的多少倍？多少倍？cos)(3cos3cos)3)(3(3cos3ppYYYppDDDZUUIUPZUUIUP（3倍）倍）5.暂态电路暂态电路三要素三要素 f(0+)初始值。初始值。f()稳态值。换路后到达的新的稳态。稳态值。换路后到达的新的稳态。时间常数。时间常数。三要素法的公式：三要素法的公式：teffftf)()0()()(（t0）求，开关求，开关S闭合后，闭合后，iL=？USuLuRR2S+-i1t=0L+-R1ISiL1 1）求初始值：）求初始值：由换路

23、定则得：由换路定则得：SLL)0()0(Iii2）求时间常数：）求时间常数：21RRL3）求稳态值：）求稳态值：S1L)(Iii2L11S)(RiRiU在图所示的电路中，已知：在图所示的电路中，已知：US1=10V，US2=6V，R1=R2=10k，C=100F开关开关S接在接在2位置时电路已位置时电路已处于稳态，当处于稳态，当t=0时开关换接到时开关换接到1位置，求位置，求t0时输时输出端的电压出端的电压u0。R2 R1 C t=0 US-+2 1 S i V6)0()0(CCUUV0)(CUms2)(21CRRV6500tCeuA3.0500tCCedtduCi解：解：6.二极管和三极管的

24、电路二极管和三极管的电路DA1kVADB1kVB9kVY理想二极管电路理想二极管电路求求VY=？2）VA=6V，VB=+5.8VDA、DB导通。导通。911111BAYVVV3）VA=VB=+5VDA、DB导通。导通。5.59V1）VA=+10V，VB=0VVA=+10V，DA导通。导通。VY=+9V，DB截止。截止。911111BAYVVV4.74VIZ1+Ui-U0+-RDZ1DZ12IZ2在图示电路中，已知：在图示电路中，已知：Ui=20V，稳压管的稳定电，稳压管的稳定电压压UZ1=6V，UZ2=9V。U0=？当当DZ1进入稳压区时，进入稳压区时，DZ2还处于还处于截止区。截止区。U0=

25、6VUIZUZI0在图示电路中，已知：在图示电路中，已知：Ui=30V，R=1k RL=2k，稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压UZ=10V，最大稳定电流，最大稳定电流IZM=20mA，稳定电流稳定电流IZM=5mA。试分析：当输入电压。试分析：当输入电压Ui波动波动10时，电路能否稳定工作？当输入电压时，电路能否稳定工作？当输入电压Ui波动波动30时，电路能否稳定工作？时，电路能否稳定工作？+RLUi-UZ+-IZRDZ解：当输入电压解：当输入电压Ui波动波动10时时Ui波动到上限：波动到上限：Ui=27VmARURUUILZZiZ1821011033maxUi波动到下限：波动到下限：mARU

26、RUUILZZiZ1221011027min稳 压 管 的 电 流 在稳 压 管 的 电 流 在 1 2 18mA之间变化，均小于之间变化，均小于IZM=20mA，电路能正常，电路能正常工作。工作。Ui=33V当输入电压当输入电压Ui波动波动30时时Ui波动到上限：波动到上限：Ui=21VmARURUUILZZiZ2421011039maxUi波动到下限：波动到下限：mARURUUILZZiZ621011021min稳压管的电流在稳压管的电流在624mA之间变化，上限超过之间变化，上限超过IZM=20mA，电路不能正常工作。，电路不能正常工作。Ui=39V在图示电路中，已知在图示电路中，已知U

27、CC=12V，RB=280k，rbe=1.4k，=100 ，RC=RE=2k。试求：试求：u01为输出端的为输出端的Au1=?、u02为输出端的为输出端的Au2=?若若 写出写出u01和和u02的表达式。的表达式。ETBC+-uiC1C3+u02RB+UCCREC2u01+RCmVtui sin2iumVtusin298.001解：解：98.0)1(1EbeCuRrRA RCRses+-+-u01RBrbebiEBC-uiREiumVtusin299.00299.0)1()1(2EbeEuRrRA Rses+-+-+-u02REBECRBuirbeibicieRC 7.集成运放电路集成运放电路

28、2R12R12R12R2R2101uuu+-u1+-u22R2Ru01+-R20Ru02R01o)R20R1(uu+-R1RuiR2u0R3R4)(i0ufu 由由虚地：虚地：u=u+=0i11i1i1RRuuui因因虚断，虚断，i+=i=0 所以所以 i1 i2 i2AA330RViu2122ARRiiVi334242RRRii分流公式：分流公式：已知已知R2=R3=R4=R，R1=2R2，求图示电路中，求图示电路中，u0与与ui1和和ui2的关系。的关系。R3 u0+-+R4 R1-+ui1 ui2-+R2 R2 R3 R4 u01 u02 1112012)21(iiuuRRu2212022)21(iiuuRRu)(2)1(12024343401340iiuuuRRRRRuRRu8.直流稳压电源直流稳压电源01012UUW7812+-R1R2Rp1Rp2132+-+uiu0+-12VUUU)RR1(RR4304301RpR3R4U01U+02p12p2RRRRRUU求：输出电压可求：输出电压可调范围。调范围。叠加原理：叠加原理：尽多少本份，就得多少本事尽多少本份，就得多少本事