电工与电子技术学习指导

1、电工与电子技术学习指导电工与电子技术学习指导 电路分析部分即是本教学的重点也是难点。这是因为电路的用途十分广泛，无论是在日常生活、还是在工业、农业、交通和国防等各个方面都十分重要。 这部分的内容又是十分灵活，有些甚至难以全面掌握。 电路分析的概念是严格的，理论是严密的，方法是灵活的。 电路分析的体系是完整的，内容是连续的，理论和实践要相互结合的。 电路分析的线索是电流和电压。要抓住电流和电压的关系这个线索，从电路元件到整个电路一步一步地展开学习，从而掌握各种电路的求解方程。要熟悉这些方程的数学解法，以达到对各种电路能迅速求解。 直流电路是电路最基本的一部分，也是十分重要的一直流电路是电路最基本

2、的一部分，也是十分重要的一部分。部分。 在这部分中将介绍电路的组成、理想的电路元件、电在这部分中将介绍电路的组成、理想的电路元件、电路模型。模型的概念不仅学习电路知识要用，在后读的其路模型。模型的概念不仅学习电路知识要用，在后读的其它课程中，模型的概念也是十分重要的。它课程中，模型的概念也是十分重要的。 在这章中介绍的电路定律、电路理论和电路的分析方在这章中介绍的电路定律、电路理论和电路的分析方法。不仅适用于直流电路，也适用于以后各章介绍的其它法。不仅适用于直流电路，也适用于以后各章介绍的其它电路。它是整个电路分析中的基本定律、基本定理和基本电路。它是整个电路分析中的基本定律、基本定理和基本方

3、法。可以说第一章是整个电路的基础。方法。可以说第一章是整个电路的基础。 这一章的学习，不仅要掌握本章的基本内容。更要掌这一章的学习，不仅要掌握本章的基本内容。更要掌握电路部分的研究方法和学习方法。给后续的学习奠定一握电路部分的研究方法和学习方法。给后续的学习奠定一个好的基础。个好的基础。学习线索学习线索: : 以电流和电压为线索，讨论电路元件上的电流和电压以电流和电压为线索，讨论电路元件上的电流和电压的关系，引出。欧姆定津。研究电路节点上的电流关系，的关系，引出。欧姆定津。研究电路节点上的电流关系，引出基尔霍夫第一定律。研究电路回路的电压关系，引出引出基尔霍夫第一定律。研究电路回路的电压关系，

4、引出基尔霍夫第二定律。基尔霍夫第二定律。 根据基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律和欧姆定根据基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律和欧姆定律以支路电流为变量列出的方程导出支路电流法。律以支路电流为变量列出的方程导出支路电流法。 根据基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律和欧姆定根据基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律和欧姆定律以结点电位为变量列出的方程导出结点电压法。律以结点电位为变量列出的方程导出结点电压法。 由端口等效概念推导出有源二端网络等效变换方法。由端口等效概念推导出有源二端网络等效变换方法。如无源二端的等效变换如无源二端的等效变换( (电阻的串联、并联和混联变换电阻的串联、并联和混联变换)

5、)，有源二端网络的等效变换。有源二端网络的等效变换。 由电流和电压的线性方程导出了电路的叠加定理、等由电流和电压的线性方程导出了电路的叠加定理、等效电源定理。效电源定理。1 基本概念学习指导基本概念学习指导 掌握概念的定义与应用。掌握概念的定义与应用。(1) 物理量电流：定义、大小、单位和方向电压：定义、大小、单位和方向(极性)电功率：定义、大小、单位和方向(输出或输入)(2) 电路元件电阻：耗能的二端元件、u i 关系和单位电感：贮存磁能的二端元件、u i 关系和单位电容：贮存电能的二端元件、u i 关系和单位电压源：定义、单位、表示和特性电流源：定义、单位、表示和特性受控电源：定义、单位、

6、表示和特性 (3) 参考方向和实际方向 参考方向和实际方问的关系及在电路分析中的正确便用。(4) 等效概念电阻串联的等效变换电阻并联的等效变换电压源串联的等效变换电流源并联的等效变换电压源与电流源串联的等效变换电压源与电流源并联的等效变换电压源串电阻与电流源并电阻的等效变换2 基本定律学习指导基本定律学习指导(1) 基尔霍夫第一定律(KCL) I1+2=I 特别要注意的是如何判别流入还是流出。(2) 基尔霍夫第二定律(KVL) 25=10I1+5I 元件两端的电压是升高还是降低的判断十分重要。电阻怎样判别。电压源怎样判别。电流源怎样判别。受控电源如何处理。出入ii降升uu3 等效化简方法等效化

7、简方法(1)无源电路的等效变换无源电路的等效变换(2)有源电路的等效变换有源电路的等效变换(3) 等效化简方法的应用等效化简方法的应用1) 求电流I。2) 求电流I1。 3) 注意问题(变换中的物理量情况、哪些不可以变换。)4 基本方程分析法的学习基本方程分析法的学习(1)支路电流法支路电流法 变量为支路电流。 方程个数等于支路数b个。 KCL方程为n-1个。 KVL方程为b-n+1个。 例：I1+2=I25=10I1+5IU=5I 注意问题：KCL方程中电流源的处理、受控源的处理。(2)结点电位法结点电位法 变量为结点电位。 方程个数等于支路数n-1个。 KCL方程。例：Un1/5 = (2

8、5-Un1)/10 +2U= Un1第一个式子即(1/5 +1/10) Un1=25/10+2 注意问题： 自电导、互电导和结点电流源的概念，还要注意特殊支路的处理。 方程中理想电压源支路的处理、受控源的处理。4 基本定理学习指导基本定理学习指导(1) 叠加定理叠加定理 叠加定理用于线性电路的电压与电流的叠加关系。 叠加原理的条件、对电源的处理和对分量的合成是关键环节。I=I+I=3AU=U+U=15V(2) 等效电源定理等效电源定理 等效电源定理的主要作用是实现了复杂有源二端网络的等效变换。1) 戴维南定理 是用一个电压源与电阻串联的电路实现其等效变换的。电压源是原二端网络的开路电压，电阻是

9、原二端网络的入端电阻。2) 诺顿定理 是用一个电流源与电阻并联的电路实现其等效变换的。电流源是原二端网络的短路电流，电阻是原二端网络的入端电阻。 等效电源定理中值得注意有两点。其一是如何把原电路分成两部分。其二是最后求解时一定要把等效电路和要求部分电路正确联接。5 直流电路的重点直流电路的重点 元件的伏安特性 基尔霍夫定律 等效化简法 支路电流法和结点电位法 叠加定理和等效电源定理6 直流电路的难点直流电路的难点 参考方向 基尔霍夫定律 叠加定理和等效电源定理 交流电路是指电路中的电流、电压是交流电。交流电交流电路是指电路中的电流、电压是交流电。交流电是指电路中的电流、电压是周期变化的物理量。

10、比如，电是指电路中的电流、电压是周期变化的物理量。比如，电流和电压是正弦彼、非正弦波。流和电压是正弦彼、非正弦波。 正弦波是交流电的基础。我们工业、农业、交通等各正弦波是交流电的基础。我们工业、农业、交通等各行业广泛使用的就是正弦交流电。行业广泛使用的就是正弦交流电。 交流电的理论研究方面看，正弦交流电也是深入分析交流电的理论研究方面看，正弦交流电也是深入分析交流电的基础。比如，非正弦波就可分解成直流分量和不交流电的基础。比如，非正弦波就可分解成直流分量和不同频率正弦波。同频率正弦波。 正弦交流电路中的电流和电压是正弦函数。因此正弦正弦交流电路中的电流和电压是正弦函数。因此正弦交流电路的电路方

11、程是三角函数方程。由于三角函数方程交流电路的电路方程是三角函数方程。由于三角函数方程的建立、求解比较困难，且不容易建立统一的形武。我们的建立、求解比较困难，且不容易建立统一的形武。我们的方法是来采用一种变换的方法，使三角函数方程转换成的方法是来采用一种变换的方法，使三角函数方程转换成代数方程。这就是相量法。相量法部分分析的主要方法。代数方程。这就是相量法。相量法部分分析的主要方法。 学习线索学习线索: : 根据正弦量和相量的关系，建立电路的相量模型。以根据正弦量和相量的关系，建立电路的相量模型。以相量形式的电流和电压为线索。建立相量形式的欧姆定津相量形式的电流和电压为线索。建立相量形式的欧姆定

12、津和相量形式的基尔霍夫定律。和相量形式的基尔霍夫定律。 根据相量形式的基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定根据相量形式的基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律和欧姆定律，可以象直流电路一样采用支路电流法、结律和欧姆定律，可以象直流电路一样采用支路电流法、结点电压法求解正弦交流电路；也可以象直流电路一样，对点电压法求解正弦交流电路；也可以象直流电路一样，对二端网络等效变换化简。也可以应用叠加定理、等效电源二端网络等效变换化简。也可以应用叠加定理、等效电源定理来分析交流电路。定理来分析交流电路。 根据相量和相量图的关系，也可以用图形法求解简单根据相量和相量图的关系，也可以用图形法求解简单的正弦交流电路。的

13、正弦交流电路。 交流电路的功率比直流电路复杂一些。瞬时功率、有交流电路的功率比直流电路复杂一些。瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率和电压与电流的相位差功功率、无功功率、视在功率和电压与电流的相位差( (即功即功率因数角率因数角) )的美系是直得注意的。的美系是直得注意的。1 基本概念学习指导基本概念学习指导(1) 相量和相量图 =I(2) 有效值一般情况 正弦情况(3) 周期、频率和初相位 )(2 tISini IdtiTI0212mII (4) 复阻抗与复导纳 (5) 感抗、容抗和复阻抗(6) 感性电路、容性电路和阻性电路)1(CLjRjXRZ ZY1 (7) 功率平均功率 P=UICo

14、s无功功率 Q=UISin 视在功率 S=UI功率因数 =P/S=Cos(8) 对称三相电路 概念： 火线、中线、线电压、相电压、线电流和相电流 分析与计算：对称星形电路的分析对称角形电路的分析三相电路的功率2 基本定律学习指导基本定律学习指导 欧姆定律 基尔霍夫定律例：试列图中的电路方程。当电阻、感抗和容抗均为10欧姆，电压源相量为100 V、流源相量为1 0 A时，求电压。解：1 + 2 = 3 s=10101 j10 3 s = 2 =-j10 3=14.14 -45 V outinII downupUU 3 基本方法学习指导基本方法学习指导(1) 正弦稳态分析正弦稳态分析 采用相量以后

15、，正弦交流电路的分析、计算同直流电路是相同的。1) 相量法ZR, YG, U, I, 正弦电路直流电路（图中=14.14 -45 V）2) 相量图法=0, =0, =Z为依据作图分析3) 其它方法利用有效值关系分析，利用功率概念分析例：V1=120V, V2=200V ,V1=100V 。 求V=? U2=U12 +(U2-U3)2 U=156.2 V例： A=10A, A1=6A, A2=6A, =100 。求C=?IC=14A C=743F例： U=350V，P1=800W，Cos1=0.5(10); P2=3000W，Cos2=0.8(20) 。求R1, X1, R2, X2 。S=UI

16、 , S1=U1I , S2=U2IS2=P2+Q2=(P1+P2)2+(Q1+Q2)2R1=3.5 X1=6.1 R2=21 X2=27(2) 三相电路的分析(对称三相电路)例：对称星形负载R=10，X=12 。电源线电压为380V。求负载的相电流。UP= 220V A=Z AIP= IA =14.1A (5)非正弦电路（非正弦电路的计算）1)非正弦量的有效值等于各个分量有致值的平方和的开平方。2)非正弦量的平均功等于各个分量的平均功率的和。3)非正弦量的计算可以分为三步。其一是先分解(把非正弦量分解成直流分量和谐波分量。其二是分别计算(采用直流或正弦的相量分析)，求出各个分量的瞬时表达式。

17、最后一步是合成，即各分量的瞬时表达式相加。例：uR= 50+10Sint v ,R=100, L=2mH, C=50F, =1000求 u。u=50+9Sin(t+1.4)V, P=25.35W4 交流电路的重点交流电路的重点1)正弦电路 相量和相量图 元件的相量模型、基尔霍夫定律的相量形式 正弦电路的功率 相量法 三相电络2)非正弦电路5交流电路的难点交流电路的难点 相量和相量图 相量法非正弦电路(谐波阻抗) 电路的动态过程在电路分析中是很重要的。动态电路电路的动态过程在电路分析中是很重要的。动态电路的研究可以帮助我们更深入地研究电路运行中的能量变化，的研究可以帮助我们更深入地研究电路运行中

18、的能量变化，了解这些变化规律。我们可以利用这些变化规律，制造为了解这些变化规律。我们可以利用这些变化规律，制造为人类服务，也可以了解这些规律对一些电路正常运行的影人类服务，也可以了解这些规律对一些电路正常运行的影响，以预防事故的发生。响，以预防事故的发生。 动态电路可以分为一阶电路和高阶电路。动态电路可以分为一阶电路和高阶电路。 动态电路的析方法有时城分析法、复频域分析法和状动态电路的析方法有时城分析法、复频域分析法和状态方程分析法。态方程分析法。 根据电路中们电流和电压的关系列出关于电流或电压根据电路中们电流和电压的关系列出关于电流或电压的方程式，对于动态电路来说这些方程是微分方程。时域的方

19、程式，对于动态电路来说这些方程是微分方程。时域分析方法就是应用微分方程求解动态电路的方法。分析方法就是应用微分方程求解动态电路的方法。 本章主要研究一阶电路的时城分析。本章主要研究一阶电路的时城分析。学习线索学习线索: : 根据电压电流在电路元件和电路的瞬时关系列出电的根据电压电流在电路元件和电路的瞬时关系列出电的方程式是一组微分方程。从数学微分方程入手来求解电路方程式是一组微分方程。从数学微分方程入手来求解电路变量，是本章的主要方法。变量，是本章的主要方法。 本章以电压电流为线索，以微分方程为依据，从电路本章以电压电流为线索，以微分方程为依据，从电路能量变化过程研究动态电路的响应。在能量变化

20、过程研究动态电路的响应。在学习过程中，要理学习过程中，要理解换路、零输入响应、零状态响应和全响应的概念，并围解换路、零输入响应、零状态响应和全响应的概念，并围绕这些概念中伴随的电路中电流、电压和能量的动态变化。绕这些概念中伴随的电路中电流、电压和能量的动态变化。 由一阶微分方程堆寻出来的解一阶电路的三要素法是由一阶微分方程堆寻出来的解一阶电路的三要素法是求解一阶电路的一个有效方法。求解一阶电路的一个有效方法。 f(t)=f(f(t)=f( )+f(0)-f()+f(0)-f( )e)e-t/-t/ 三要素公式中，要理解、掌握三个要素求解的环境，三要素公式中，要理解、掌握三个要素求解的环境，弄清

21、楚三要素法的适应条件和局限。弄清楚三要素法的适应条件和局限。 对于二阶电路及阶数更髙的电路的动态过程本书暂不对于二阶电路及阶数更髙的电路的动态过程本书暂不加考虑。加考虑。1 基本概念基本概念(1) 换路、初始值、稳态值、固有频率、时问常数、零状态、零输入、激励、响应等概念(2) 电路状态 换路定律 iL(0+)=iL(0-) uc(0+)=uc(0-) 零输入响应 t0 IS=0, US=0 稳态值=0 零状态响应 t=0 iL(0+)= 0, uc(0+)=0 稳态值由电源的作用决定。 全响应 全响应=零输入响应+零状态响应 (3) 一阶电路 一阶电路、时间常数、初始值和隐态值。2 基本方法

22、基本方法1)一阶电路 列微分方程求解 三要素求解例：原来K闭合，t=0 K打开。 求t0时的uC和uk。uC=3-3e-0.1t, uK=6-0.6e-0.1ttteffftf 0)()0()()(例： t=0开关闭合，求iL。 iL=0.2-0.8e-5t例： t=0开关闭合，求uc 。 uc=0.85-0.02e -1.361000000t3 动态电路的重点动态电路的重点1)一阶电路零输入响应、零状态响应、全响应、暂态和稳态响应。 列微分方程求解 三要素法 固有频率、时间常数。4 动态电路的难点动态电路的难点 零输入响应、零状态响应、全响应、暂态和稳态响应 三要素法二阶电路四四 磁路部分学

23、习指导磁路部分学习指导 磁路是磁通的主要通路，实际上磁和电是不可分的。在磁路是磁通的主要通路，实际上磁和电是不可分的。在实际应用中磁路的应用也是十分广泛的。例如变压器、继电实际应用中磁路的应用也是十分广泛的。例如变压器、继电器和电动机等设备的设计都需要磁路理论。器和电动机等设备的设计都需要磁路理论。线索线索 磁性材料的特性是磁路的基础。磁路定律是分析磁路、磁性材料的特性是磁路的基础。磁路定律是分析磁路、计算磁路问题的准则。计算磁路问题的准则。 从磁路的基本定律出发，根据磁通磁路的模型去分析计从磁路的基本定律出发，根据磁通磁路的模型去分析计算恒定磁通磁路。从磁性材料的特性出发，分析交变磁通磁算恒

24、定磁通磁路。从磁性材料的特性出发，分析交变磁通磁路的特点，建立交变磁通磁路模型。根据交变磁通磁路的模路的特点，建立交变磁通磁路模型。根据交变磁通磁路的模型去分析交变磁通磁路。型去分析交变磁通磁路。 在掌握交变磁通磁路的基础上进一步了解变压器的原理、在掌握交变磁通磁路的基础上进一步了解变压器的原理、构造、功能和便用是重要的，也是这一章的主要目的。构造、功能和便用是重要的，也是这一章的主要目的。1 基本概念基本概念 磁路磁路 磁路第一定律磁路第一定律 磁路第二定律磁路第二定律 磁阻磁阻 磁滞损失磁滞损失 涡流损失涡流损失 铁心损失铁心损失 变压器及工作原理变压器及工作原理 变压器的主要功能变压器的

25、主要功能 变压器的额定值变压器的额定值0ikkiiIWlH2 基本方法基本方法 已知已知磁通求磁通求磁动势问题磁动势问题 已知已知电流求磁通电流求磁通问题问题例例：D21钢片钢片S1=30 10-4m2, l1=0.3m,S0=30 10-4m2, l0=0.001m, =15 10-4wb。求求: W=1200匝时，匝时，I=？解：解：B1= /S1=0.5T H1=171A/m (查表查表) B0= /S0= 0.5T H0=0.8 106 0.5 =0.4 106A/m WI= H1l1+H0l0=51.3+400=451.3 (气隙磁压占气隙磁压占89%) I=0.38A 铁心线圈铁心

26、线圈的性能受电流电压有效值的影响的性能受电流电压有效值的影响。 铁心线圈铁心线圈的性能对电流电压的波形的影响的性能对电流电压的波形的影响。 铁心变压器的构造铁心变压器的构造 铁心变压器模型铁心变压器模型 变压器的工作原理分析变压器的工作原理分析 变压器的作用变压器的作用变电压：变电压： U1/U2=N1/N2变电流：变电流： I1/I2=N2/N1变阻抗：变阻抗： Z1=n2Z2 变压器的种类变压器的种类单相变压器：单相变压器：三相变压器：三相变压器： 变压器的额定值变压器的额定值额定电压：额定电压：UN1正常情况下加到原绕组上最大电压有效值。UN2 原侧加额定电压时，副侧的开路电压。额定电流

27、：额定电流：IN1 变压器连续运行时，原侧允许通过的最大电流有效值。IN2 变压器连续运行时，副侧允许通过的最大电流有效值。额定容量：额定容量：SN额定容量反映变压器传递功率的能力。额定频率：额定频率：f 铭牌上注明的频率就是额定频率。 221133NNNNNIUIUS3 3 本章重点本章重点 了解磁路的概念；了解磁路的概念；磁感应强度、磁场强度、磁性材料磁感应强度、磁场强度、磁性材料磁通、磁阻、磁压降、磁动势磁通、磁阻、磁压降、磁动势磁路第一定律、磁路第二定律以及简单磁路的分析方法。磁路第一定律、磁路第二定律以及简单磁路的分析方法。 了解铁心线圈的特点了解铁心线圈的特点: :磁滞损失、涡流损

28、失、磁滞损失、涡流损失、 铁心损失。铁心损失。线圈匝数与电压磁通频率的关系。线圈匝数与电压磁通频率的关系。 了解变压器的原理、变压器的作用和额定值的规定。了解变压器的原理、变压器的作用和额定值的规定。线索线索 异步电动机是一个运动机械。在学习这部分内容首先异步电动机是一个运动机械。在学习这部分内容首先就是弄清它的转动原理。理解异步电动机定子的旋转磁场就是弄清它的转动原理。理解异步电动机定子的旋转磁场的产生原理，了解转子形成的电磁转矩及其特性。的产生原理，了解转子形成的电磁转矩及其特性。 分析异步电动机的启动问题中要抓住启动转矩分析异步电动机的启动问题中要抓住启动转矩Tst和哪和哪些因素有关，了

29、解转差率些因素有关，了解转差率 S=(n0-n)/n0的意又，弄清楚的意又，弄清楚星形三角形变换降压启动的原理和应用条件。星形三角形变换降压启动的原理和应用条件。 在分析电机正反转控制时，要抓住旋转磁场的方向和在分析电机正反转控制时，要抓住旋转磁场的方向和哪些条件有关，弄清楚用改变相序的方法和控制电机转向哪些条件有关，弄清楚用改变相序的方法和控制电机转向的原理。的原理。 在分析电机运行时，要抓住电磁转矩在分析电机运行时，要抓住电磁转矩T和哪些条件有和哪些条件有关，弄清楚公式关，弄清楚公式 TN=9550PN/nN 的具体应用。的具体应用。 在分析电机调速和制动问题时，要抓住电机转速和哪在分析电

30、机调速和制动问题时，要抓住电机转速和哪些条件有关。了解调速的方法，了解反接制动、能耗制动些条件有关。了解调速的方法，了解反接制动、能耗制动的原理。的原理。 五五 异步电动机部分学习指导异步电动机部分学习指导 同步转速同步转速n0： 转差率转差率 s ： 电磁转矩电磁转矩T： 机械特性机械特性 额定转矩额定转矩TN 最大转矩最大转矩 Tm00nnns10260fspnnf21220222)(UsXrsrKT6001pnf NnmaxTstTOnTNT0n)(min)/()(9550mNrnkWPTNNN20212XUKTm 启动转矩启动转矩 Tst 技术数据技术数据 Y 接法接法 接法接法 额定

31、电压额定电压UN UN = 380/220V、 Y / 接接 额定电流额定电流 IN IN = 14.7 / 8.5 A、 / Y接接 额定转差率额定转差率SN 额定功率额定功率 PN 额定效率额定效率 N功率因数功率因数 Cos N22022212XrUrKTst04. 0144014401500 00nnnsNN%1001NNNPP变频调速变频调速变极调速变极调速变转差率调速变转差率调速能耗能耗反接制动反接制动再生发电制动再生发电制动例例1 1：三相异步电动机的额定转速三相异步电动机的额定转速 nN= =975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1= =50 Hz。试求电动机的。试求电

32、动机的极对数极对数和额定负载下的和额定负载下的转差率转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：知：n0=1000 r/min , 。额定转差率额定转差率025. 01000975100000 nnnsNN例例2 一台三相异步电动机，一台三相异步电动机，PN = 10kW， UN = 380V，接，接， nN = 1450r/min，N = 0.875， cosN = 0.87， Tst / TN = 1.4， Tm / TN = 2 。求：求：额定电流、额定转矩、启动转矩、最大转矩额定电流、额定转矩、启动转矩、最大转矩。

33、解：解：26.924 . 1NstTT（Nm）9 .6514501095509550NNNnPT（Nm）8 .1319 .6522NmTT（Nm）AUPINNNNN96.19875. 087. 03803100010cos3例例3 有一有一台台鼠笼式异步电动机的技术数据如下：鼠笼式异步电动机的技术数据如下：PN(kW) UN (V)nN(r/min)接法接法4038014700.90.96.51.22.0NcosNstTTNstIINmTT(1)(1)求求额定电流额定电流IN、额定转差率、额定转差率sN、额定转矩额定转矩 TN 、最大转矩、最大转矩Tm和启动转矩和启动转矩Tst；(2)(2)若

34、若负载转矩为负载转矩为274.4Nm, ,试问在试问在U=UN和和U =0.9UN两种情况下，电动机能否直接启动？两种情况下，电动机能否直接启动？ (3)(3)采用采用Y启动时启动时, ,求启动电流求启动电流IstY ，启动转矩启动转矩TstY ；(4)(4)当当TL = 0.3TN和和TL = 0.5TN时时, ,能否采用能否采用Y启动？启动？(5)(5)当当TL = 0.5TN时时, , 求电动机的转速求电动机的转速n。N解解(1)求求IN、SN、TN 、Tm和和Tst)(759 . 09 . 038031040cos33AUPINNNNN由由nN=1470r/min，可知，可知 ：p=2

35、， n0=1500r/min，02. 015001470150000nnnsNN)(26014704095509550mNnPTNNN)(52026022)(mNTTTTTNNNmm)(3122602 . 12 . 1)(mNTTTTTNNNstst解解(2) 负载转矩为负载转矩为 274.4Nm, , U=UN 和和U =0.9UN 两种情况下，两种情况下，电动机能否直接启动？电动机能否直接启动？ U=UN时时: Tst = 312 Nm TL = 274.4Nm 能启动能启动U = 0.9UN 时时:22)9 . 0()(NNNststUUUUTT不能启动不能启动解解(3) 采用采用Y启动

36、启动, , 启动电流启动电流IstY ，启动转矩启动转矩TstY ；直接启动时：直接启动时：Ist =6.5IN=487.5 A，Tst=312 Nm Y启动时：启动时：A5 .1625 .4873131ststIImNTTstst1043123131LststTmNTT7 .25231281. 081. 0TL = 0.3TN 时：时：1781042603 . 0104LstTT可以可以Y启动启动TL = 0.5TN 时时：11301042605 . 0104LstTT不不可可Y启动启动解解(4) TL = 0.3TN 和和 TL = 0.5TN时时, ,能否采用能否采用Y启动启动解解(5)

37、 TL = 0.5TN , , 电动机的转速电动机的转速n由由机械特性机械特性n=f(T)曲线中曲线中近似直线的近似直线的硬特性硬特性, , 可得可得NLNTTnnnn00即即NNTTn5 . 0147015001500电机转速电机转速n=1485 r/min解解1 1 能耗制动能耗制动解解2 2 反接制动反接制动解解3 3 再生发电制动再生发电制动22022212)(sXrUsrKTnPT2955000nnns 六六 利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护是制和保护是继电接触控制的主要功能。继电接触控制的主要功能。 实现继电接触控制的

38、电气设备，统称为控制电器，实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。如刀闸、按钮、继电器、接触器等。 了解常用低压电器的基本的控制环节和保护环节的了解常用低压电器的基本的控制环节和保护环节的典型线路是这部分主要内容。典型线路是这部分主要内容。线索线索 这部分内容要以各种低压电器为基础，了解它们的这部分内容要以各种低压电器为基础，了解它们的结构、功能、使用方法和用于结构、功能、使用方法和用于继电接触控制继电接触控制的接线方法。的接线方法。 手动电器手动电器: 开关开关Q 按钮按钮SB ( 常开按钮常开按钮 帝闭按纽帝闭按纽 ) 自动电器自动电器: 熔断器熔断器F

39、U 接触器接触器KM 继电器继电器 电磁式继电器电磁式继电器 热继电器热继电器KH 时间继电器时间继电器KT 行程开关行程开关 短路保护短路保护: 通常采用熔断器通常采用熔断器 和过和过流继电器流继电器 过载保护过载保护: 常采用热继电器保护，也可采用自动开关和电常采用热继电器保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。流继电器保护。 欠压保护欠压保护: 电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动，造成人身或设备故复时，电动机可能自动重新起动，造成人身或设备故障的保护措施。通常接触器都具有这类功能。障的保护措施。通常接触器都具有这类

40、功能。 (1)绘图绘图 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。 控制线路由主电路和控制电路组成。控制线路由主电路和控制电路组成。 属同一电器元件的不同部分必须标注相同的文字符号。属同一电器元件的不同部分必须标注相同的文字符号。 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出。常状态画出。 与电路无关的部件，在控制电路中不画出。与电路无关的部件，在控制电路中不画出。 使控制电路要简单，电器元件少，工作要准确可靠。使控制电路要简单，电器元件少，工作要准确可靠。 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另

41、一个电尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。器的控制电路。 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。(2)读图读图 点动控制原理图点动控制原理图电机启停控制电机启停控制正反转的控制正反转的控制电机的星电机的星-角启动角启动 )M1启动后才能启动启动后才能启动M2 )3 3 本章重点本章重点 了解常用低压电器的结构、功能和用途。了解常用低压电器的结构、功能和用途。 掌握各控制电器的图形符号和文字符号。掌握各控制电器的图形符号和文字符号。 熟练掌握电动机点动、单向连续运转、正反转控制、熟练掌握电动机点动、单向连续运转、正

42、反转控制、定时控制和顺序控制线路。定时控制和顺序控制线路。 掌握自锁、联锁的作用和方法。掌握自锁、联锁的作用和方法。 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。 能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。路。4 4 本章重点本章重点 设计简单的控制电路。设计简单的控制电路。 随着半导体技术的发展，电子技术也迅速地发展。电随着半导体技术的发展，电子技术也迅速地发展。电子技术包含模拟电路和数字电路两部分。其中，模拟电路主子技术包含

43、模拟电路和数字电路两部分。其中，模拟电路主要研究放大电路及其应用。要研究放大电路及其应用。线索：线索： 半导体器件是这部分的基础。在半导体器件部分学习中，半导体器件是这部分的基础。在半导体器件部分学习中，要以要以PN结为基础了解半导体二极管、稳压管和半导体三极结为基础了解半导体二极管、稳压管和半导体三极管的功能。管的功能。 基本放大电路部分是这部分的核心内容。学习基本放大基本放大电路部分是这部分的核心内容。学习基本放大电路时，要抓住典型电路电路时，要抓住典型电路( (固定偏置放大电路、分压偏置放固定偏置放大电路、分压偏置放大电路、差动放大电路和射极输器大电路、差动放大电路和射极输器) )的特点

44、和主要参数的估的特点和主要参数的估算。算。 集成运算放大器部分体现了放大电路的具体应用。要掌集成运算放大器部分体现了放大电路的具体应用。要掌握理想放大器的特点和表示方法。掌握典型应用电路的分析握理想放大器的特点和表示方法。掌握典型应用电路的分析方法。掌握好理想运算放大器输入端的虚地特性是分析含有方法。掌握好理想运算放大器输入端的虚地特性是分析含有理想运算放大器电路的关健。理想运算放大器电路的关健。 七七 模拟电路部分学习指导模拟电路部分学习指导三极管是由半导体材料硅或锗制成的，形成三极管是由半导体材料硅或锗制成的，形成PNP或或NPN三层结构。三层结构。BCi i ( IB 、 IC 、 UC

45、E ) 把非线性元件晶体管所组成的放大电路把非线性元件晶体管所组成的放大电路 等效为一个线性元件。等效为一个线性元件。多级放大器多级放大器:多级放大器多级放大器:多级放大器多级放大器:电压反馈电压反馈, , 电流反馈电流反馈, ,串联反馈串联反馈, ,并联反馈并联反馈理想运算放大器主要参数；理想运算放大器主要参数； 开环电压放大倍数开环电压放大倍数 Aod= ； 输入电阻输入电阻 rid=; ric=； 输出电阻输出电阻 rod=0 ； 共模抑制比共模抑制比 KCMRR= ； 上限频率上限频率 fh= ； 线性工作区线性工作区 : Uo与与Ui成正比成正比, 可表示为可表示为 uo=Aod(u

46、+-u-) 理想运放理想运放: Aod = u+ u- i+=0 i-=0 饱和区饱和区:理想运算放大器工作在非线性区时，有两个特点。理想运算放大器工作在非线性区时，有两个特点。 u+u-时，时，uo=+UPP u+u-时，时，uo=-UPP运算电路：比例运算电路、求和运算电路、运算电路：比例运算电路、求和运算电路、 积分电路和微分电路。积分电路和微分电路。BBECB RUEIBCEOBC IIIIEC 静态工作点静态工作点LCL/ RRR beLrRAu beLrRRASusbei/rrRrbeBCscocoRIUr 微变等效电路微变等效电路C2B1B2BERRRVB EBEBECRUVII

47、 CBII EECCCCERIRIEU 静态工作点静态工作点LCL/ RRR beLbebLCciourRrIRRIUUA/ iSibeLsrRrrRAubeBBiiirRRIUr/21 CscocoRIUr 微变等效电路微变等效电路CB2B1B2BERRRV EBEBECRUVII IICB )(EECCCCEFRRIRIEU 静态工作点静态工作点LCL/ RRR FuRrRA) 1 (beLCscocoRIUr FbeBBiRrRRr 1/21 FbeRr 1 微变等效电路微变等效电路EBBECB)1 (RRUEI BE)1 (II EECCERIEU BIIC 静态工作点静态工作点1)1

48、 (1LbeLRrRAu）（11/sbesbeEoRrRrRr LbeBi)1 (/RrRr LEL/ RRR 微变等效电路微变等效电路)(11beBCioiodrRRuuuuAbeBirRrCoRr2例例8: 反相比例运算电路反相比例运算电路 ifouRRu1例例9: 同相比例运算电路同相比例运算电路 ifouRRu11例例10:反相求和电路反相求和电路 例例11: 同相求和电路同相求和电路 321321ifififoURRURRURRUcibiaifoRURURURRRRU32111 R=RaRbRc例例12: 积分运算电路积分运算电路 dtuRCuIo1例例13:微分运算电路微分运算电路

49、 dtduRCuIo(5) 掌握理想运算放大器的分析方法掌握理想运算放大器的分析方法(6) 了解基本运算电路了解基本运算电路比例运算电路比例运算电路求和运算电路求和运算电路积分电路和微分电路积分电路和微分电路 数字电路主要研究开关电路及其应用。学习的目是了解数字电路主要研究开关电路及其应用。学习的目是了解半导体放大器工作在开关状态的应用和设计方法。半导体放大器工作在开关状态的应用和设计方法。线索：线索： 数字电路部内容要通过分立元件门电路的学习掌握构成数字电路部内容要通过分立元件门电路的学习掌握构成数字电路的基本单元各种门电路。了解与门、或门、非门等数字电路的基本单元各种门电路。了解与门、或门

50、、非门等门电路的表示符号、真值表和应用。门电路的表示符号、真值表和应用。 掌握组合逻辑电路的组成和分析的基本方法。掌握由具掌握组合逻辑电路的组成和分析的基本方法。掌握由具体要求写出真值表，由真值表写出逻辑表达式，根据逻辑代体要求写出真值表，由真值表写出逻辑表达式，根据逻辑代数化简表达式和由表达式绘制出逻辑电路的全过程。数化简表达式和由表达式绘制出逻辑电路的全过程。 了解由门电路组成的触发器的原理，掌握了解由门电路组成的触发器的原理，掌握RS触发器、触发器、JK触发器和触发器和D触发器的符号和转换表。了解时序电路由组合触发器的符号和转换表。了解时序电路由组合逻辑电路和触发器细成的法构，掌握简单的

51、时序电路寄存器逻辑电路和触发器细成的法构，掌握简单的时序电路寄存器和计数器的分析方法和设计方法。和计数器的分析方法和设计方法。 八八 数字电路部分学习指导数字电路部分学习指导二极管与门电路二极管与门电路:二极管或门电路二极管或门电路:非门电路非门电路 :基本逻辑门电路表基本逻辑门电路表三态输出与非门三态输出与非门集电极开路的与非门集电极开路的与非门逻辑代数逻辑代数:吸收律吸收律: (A+B)(A+C)=A+BC A+AB=A反演律反演律(De Morgan定律定律)：BABABABA组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析: 这是一类已知逻辑图分析其逻辑功能的问题。这是一类已知逻辑图分析其逻辑功能

52、的问题。组合逻辑电路分析步骤组合逻辑电路分析步骤:根据逻辑图写出逻辑表达式根据逻辑图写出逻辑表达式用逻辑代数化简表达式用逻辑代数化简表达式列出真值表列出真值表分析逻辑功能分析逻辑功能组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计:这是一类已知逻辑要求去设计逻辑图的问题。这是一类已知逻辑要求去设计逻辑图的问题。组合逻辑电路设计步骤组合逻辑电路设计步骤:根据逻辑要求列出真值表根据逻辑要求列出真值表根据真值表列出逻辑表达式根据真值表列出逻辑表达式根据设计要求使用的逻辑门，修改化简逻辑表达式根据设计要求使用的逻辑门，修改化简逻辑表达式画出逻辑电路图画出逻辑电路图双稳态触发器双稳态触发器:基本基本RS触发器触发器

53、同步同步RS触发器触发器主从主从JK触发器触发器维持阻塞维持阻塞D触发器触发器时序逻辑电路时序逻辑电路: 时序逻辑电路特点：时序逻辑电路包含组合逻辑电路和时序逻辑电路特点：时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两部分，存储电路具有记忆功能，通常由触发器组存储电路两部分，存储电路具有记忆功能，通常由触发器组成。成。 存储电路的状态反馈到组合逻辑电路的输入端，与外部存储电路的状态反馈到组合逻辑电路的输入端，与外部输入信号共同决定组合逻辑电路的输出。输入信号共同决定组合逻辑电路的输出。寄存器寄存器: 寄存器用于寄存一组二进制代码。寄存器用于寄存一组二进制代码。计数器计数器: 计数器的主要功能是累计输入脉冲的个数。它不仅可以计数器的主要功能是累计输入脉冲的个数。它不仅可以用来计数、用来计数、 分频，分频， 还可以对系统进行定时、顺序控制等。还可以对系统进行定时、顺序控制等。例例1:求右图逻辑功能。求右图逻辑功能。解：解：由逻辑图可以写出其逻由逻辑图可以写出其逻辑表达式。辑表达式。应用逻辑代数化简表达式为应用逻辑代数化简表达式为由化简后的表达式列出真值表。由化简后的表达式列出真值表。由真值表分析逻辑功能为由真值表分析逻辑功能为同或同或关关系。系。该逻辑电路又叫同或门电路。该逻辑电路又叫同或门电路。例例2: 设计一个三人表决的逻辑电路。其中三人的意见分别设计一个三人表决的逻辑电