电工学 上一年最后一节课考试总结课件

电工学总复习小结第1章一、电路中的基本物理量电压、电流、电动势、电位。二、电压、电流的参考方向

参考方向是为了进行电路分析而假定的方向，可以任意选定，当计算结果为正时，实际方向与参考方向一致；当计算结果为负时，实际方向与参考方向相反。三、基本电路元件（R、L、C

、电压源、电流源）1.电阻元件iRu+–关联参考方向(耗能元件)2.电感元件iL+–ue(储能元件)3.电容元件(储能元件)iC

u4.电压源理想电压源Us+-实际电压源u0iUs理想电压源伏安特性实际电压源伏安特性Us+-RO5.电流源+-UIs理想电流源ROIsU+-实际电流源u0i理想电流源伏安特性Is实际电流源伏安特性四、电路中的基本定律1.欧姆定律关联参考方向：非关联参考方向：

2.基尔霍夫电流定律（KCL）（KVL）五*、电路分析方法Us+-ROIsRO1.电压源、电流源的等效变换等效是对外电路而言2.支路电流法以支路电流为待求量，应用KCL、KVL列写电路方程。解题步骤：假定各支路电流的参考方向；应用KCL对结点列方程；应用KVL列写方程；联立求解得各支路电流。3.叠加原理

在线性电路中，如果有多个电源共同作用，任何一支路的电压（电流）

等于每个电源单独作用，在该支路上所产生的电压（电流）的代数和。

不作用电源的处理方法电压源短路（Us=0）电流源开路（Is=0）注意Us1R1R2+-IsIUs1R1R2+-IsIsUs1R1R2+-IsIs4*.戴维宁原理N+

Uoc–+U–RiI+U–I解题步骤：1.断开待求支路2.计算开路电压U

oc3.计算等效电阻Ri4.接入待求支路求解1.求等效电阻时，原二端网络化成无源网络（电压源短路，电流源开路）。注意2.求开路电压时,注意电压的方向。IsR1Us2+-R2R3I1例1.

图示电路，R1=R2=R3=2，US2=6V，IS=3A。一试分别用支路电流法、电压源电流源等效变换、叠加定理、戴维宁定理求电流I1。解:1.支路电流法：代入数据得：I1=I3=-2A解得:I2=1AIsR1Us2+-R2R3I1I2I3IsR1Us2+-R2R3I1解:2.电源等效变换IsR1R2R3I1R1I1IsR1Us2+-R2R3I1解:3.叠加定理：IsR1Us2+-R2R3IsR1Us2+-R2R3IsIsIsR1Us2+-R2R3I1解:4.戴维宁定理：ba+_bRi+_a2I1R1Us2+-R2R3I1ba+_+-IsR3IRiIsR1Us2+-R2R3I1ba例1：2电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，

R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–ER0+_R3abI3ab注意：“等效”是指对端口外等效即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。有源二端网络等效电源解：(1)断开待求支路求等效电源的电动势

E例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–abR2E1IE2+–R1+–ab+U0–E也可用结点电压法、叠加原理等其它方法求。E=

U0=E2+I

R2=20V+2.54

V=30V或：E=

U0=E1–I

R1=40V–2.54

V

=30V解：(2)求等效电源的内阻R0

除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0从a、b两端看进去，

R1和R2并联求内阻R0时，关键要弄清从a、b两端看进去时各电阻之间的串并联关系。解：(3)画出等效电路求电流I3例1：电路如图，已知E1=40V，E2=20V，R1=R2=4，R3=13，试用戴维宁定理求电流I3。E1I1E2I2R2I3R3+–R1+–abER0+_R3abI3例2.求ab两端口的等效电阻2244444accbcdacbd1424420Ω4A6A10AABDC5Ω6Ω+140V+90V电路化简电路化简++--E1E220Ω4A6A10AABDC5Ω6Ω140V90V192/5/2023例4：电路如图所示，求开关S闭合和断开两种情况下的VA的电位。解：AS+12V10K10K（2）当S闭合时（1）当S断开时VA=12VVA=0V小结第2章

1.动态电路从一个稳定状态到另一个新的稳定状态，需要有一个过渡过程,因为电容(电感)中的储能不会发生跃变(功率为有限值)。

2.过渡过程进行的快慢，与电路的时间常数

有关，

越大进行的越慢。

3.换路定则在换路瞬间uC(0+)=uC(0–)iL(0+)=iL(0–)

4*.用三要素法，可以比较简便的求解一阶电路的响应。式中是待求量的稳态值是待求量的初始值是电路的时间常数RC电路的

=RCRL电路的R为电路的等效电阻，可用戴维宁定理来求。

求换路后电路中的电压和电流，其中电容C视为开路,电感L视为短路，即求解直流电阻性电路中的电压和电流。 (1)稳态值的计算响应中“三要素”的确定例：uC+-t=0C10V5k1

FS5k+-t=03666mAS1H

1)先由t=0-

电路求再根据换路定则求出2)由t=0+时的电路，直接求各量的或在换路瞬间t=(0+)的等效电路中电容元件视为短路。其值等于(1)若电容元件用恒压源代替，其值等于I0,,电感元件视为开路。(2)若,电感元件用恒流源代替，注意：(2)初始值的计算

1)对于简单的一阶电路，R0=R;

2)对于较复杂的一阶电路，R0为换路后的电路除去电源和储能元件后，在储能元件两端所求得的无源二端网络的等效电阻。(3)时间常数的计算对于一阶RC电路对于一阶RL电路注意：R0U0+-CR0

R0的计算类似于应用戴维宁定理解题时计算电路等效电阻的方法。即从储能元件两端看进去的等效电阻，如图所示。R1R2R3R1U+-t=0CR2R3SS(t=0)CR2–

+25V–

+uC0.25FR132例1.电路如图所示，开关闭合前电路已稳定，求开关闭合后的电容电压uC(t)。解：用三要素法uC(0+)=uC(0-)=25V用戴维宁定理求电路等效电阻例2.用三要素法求解解：电路如图，t=0时合上开关S，合S前电路已处于稳态。试求电容电压

。

(1)确定初始值由t=0-电路可求得由换路定则t=0-等效电路9mA+-6kRS9mA6k2F3kt=0+-CR(2)确定稳态值由换路后电路求稳态值(3)由换路后电路求时间常数

t∞电路9mA+-6kR3kt=0-等效电路9mA+-6kR三要素18V54VuC变化曲线tO小结第3章一、正弦量振幅角频率初相角1*.正弦量的三要素:2.相位差：同频率正弦量的相位角之差或是初相角之差，称为相位差，用表示。称为同相；称为正交；称为反相。3.正弦量与相量正弦量与相量是对应关系，而不是相等关系。二、电阻、电感、电容元件伏安关系的相量形式–

+R相量图1.电阻2.电感U

•I•E

•相量图–

+L3.电容U

•I•相量图C

4.电阻、电感、电容串联电路–

+–

+–

+–

+–jXCRjXLI

•U•UR•UL•Uc•相量图三*、正弦交流电路的分析方法

1.相量分析法：电路中各电压、电流用相量表示，各电路元件用复数阻抗表示，直流电路的定律、定理及电路分析方法均适用于正弦交流电路。

2.相量图法：根据已知条件，选择合适的参考相量，画出相量图，利用相量图中的几何关系求解待求量。四、正弦交流电路的功率+N_有功功率无功功率视在功率五、正弦交流电路中的谐振特点1.串联谐振：2.并联谐振谐振频率谐振条件谐振频率谐振条件同串联谐振(忽略线圈电阻)例3.1

电路如图所示，电流表的读数A1=3A、A2=4A。（1）设，电流表A0的读数为多少？（2）设为何种参数才能使电流表A0的读数最大，此读数为多少？（3）设为何种参数才能使电流表A0的读数最小，此读数为多少？Z1A0A1A2Z2解：（1）（2）为电阻时才能使电流表A0的读数最大，此读数为7A。（3）为电容时才能使电流表A0的读数最小，此读数为1A。考虑各电流的相位关系例3.2

电路如图所示，电流表的读数为5A、电压表LRAVW读数为220V，功率表读数为550W。求电路中的R和XL。解：阻抗三角形电路的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数。例3.3已知：XCXL–

+R1R2+–

求（1）总电压（2）解：（1）（2）视在功率有功功率无功功率功率因数小结第4章

1.在电力系统中三相电源是频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相对称正弦电压，一般用黄、绿、红区别1、2、3三相。

2.星形联接的电源

3.在低压配电系统中，通常采用三相四线制（三根火线，一根中线），如果为三相对称负载，可以不接中线，如果三相负载不对称，必需接中线才能保证负载正常工作，所以，中线不允许接开关或熔断器。

4.三相负载可以星形联接，也可以三角形联接，采用何种联接方式由负载的额定电压决定。

5.三相对称负载星形联接

6.三相对称负载三角形联接

7*.三相对称负载的功率相电压与相电流的相位差角解:相电压选为参考相量,则:i2i3iNi1NN例4.1

在如图（a）所示的三相四线制电路中,线电压U=380V,试求各相负载电流及中线电流。·中线电流为例4.2

图中电源电压对称，线电压U=380V

，负载为电灯组，每相电灯（额定电压220V）负载的电阻400。试计算：求负载相电压、相电流；(2)如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；(3)如果1短路时，其他两相负载相电压、相电流；(4)如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。i2i3i1NN

解：（1）负载对称时，可以不接中线，负载的相电压与电源的相电压相等（在额定电压下工作）。(2)如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；i2i3i1N(3)如果1短路时，其他两相负载相电压、相电流；超过了的额定电压，灯将被损坏。(4)如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。但1相短路电流很大将熔断器熔断。

中线上不允许接开关或熔断器中线的作用是什么？例4.3

如图所示的三相三线制电路中,各相负载的复阻抗Z=(6+j8)Ω,外加线电压380V,试求正常工作时负载的相电流和线电流。i2i3i1式中,每相阻抗为：则线电流为：解：由于是对称电路,

所以每相相电流为：小结第5章

3*.变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。4.变压器的主要额定值1.磁路欧姆定律：2.交流铁心线圈外加电压与电动势及磁通的关系UE

=

4.44fNm只要电压U不变,就要求磁通m不能变。U1U2—–≈–—=KN1N2三相变压器单相变压器额定容量：额定电压：U2N

原绕组加U1N时，副绕组的开路电压。U1N原绕组的额定电压。三相变压器为线电压。I2N

副绕组的额定电流。I1N原绕组的额定电流。三相变压器为线电流。额定电流：5.三相变压器常用的接线方式：6.当电流从同极性端流入时，两线圈产生的磁通方向相同。Y,yn(Y/YO)、Y,d(Y/△)、YN,d(YO/△)例:5.1某收音机输出变压器的原线圈匝数N1=600匝，N2=30匝，接有阻抗为16扬声器（匹配），现要改接成4扬声器，问二次线圈匝数为多少才能匹配？解：原变比K+–例5.2

有一单相容量为10kVA、额定电压3300/220V的变压器。问：（1）变压器的变比；原、副边额定电流是多少？（2）副边接220V、40W的白炽灯，如变压器在额定状态下运行，可接多少盏？（3）如果副边接的是220V、40W、cos=0.45的日光灯可接多少盏？解：（3）A18.022040===UPI每盏灯电流（2）每盏灯电流A40.045.022040cos===jUPI（1）小结第6章

3.电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同，但存在转速差。

4.电磁转矩的大小与转子电流的有功分量(I2a)、旋转磁场的强弱(0)成正比。

1.三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，按转子结构的不同，又分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机。

2.三相异步电动机定子绕组加入三相电源后，产生旋转磁场，旋转方向与电流相序一致。5*.电动机三个重要转矩:电磁转矩与电动机参数之间的关系：额定转矩最大转矩Tm起动定转矩Tst

最大转矩倍数

起动转矩倍数

6.笼型电动机常用起动方法有：直接起动，降压起动（Y-换接起动，自耦补偿器降压起动）。绕线式可采用转子串电阻起动。

7.异步电动机常用调速方法有：变极调速、变频调速、变转差率调速。

8.异步电动机常用制动方法有：能耗制动、反接制动。

9*.

电动机铭牌简要说明了电动机的主要额定数据和使用方法，是电动机的运行依据。

10.

单相异步电动机起动转矩为零，常用的起动方法有：电容分相起动、罩极起动。

例6.1已知一台PN=10kW，IN=20A，UN=380V，

nN=1450r/min,接三相笼型电动机，由手册查得：Ist/IN=7，Tst/TN=1.4，拟半载起动,电源容量为200kVA,试选择适当的起动方法,并求此时的起动转矩和起动电流。解

（1）直接起动KI=7>5.75不允许接起动。（2）Y-换接起动不能采用Y-换接起动。

例6.2已知一台PN=10kW，IN=20A，UN=380V，

nN=1450r/min,接三相笼型电动机，由手册查得：Ist/IN=7，Tst/TN=1.4，拟半载起动,电源容量为200kVA,试选择适当的起动方法,并求此时的起动转矩和起动电流。解

（3）自耦补偿器起动由题意设：自耦变压器的变比为Ka变压器抽头为（抽头置于60%位置）小结第7章

1.采用继电器、接触器及按钮、开关等有触点的控制电器组成的控制系统称为继电—接触控制系统。

2.常用控制电器有：刀开关、组合开关、按钮、行程开关、接触器、继电器等。

3.控制系统的基本控制环节有：电动机的点动、单向自锁运行、多点控制、正反转互锁控制、行程控制、时限控制等。

4.继电—接触控制电气图分为电气控制原理图、安装图、接线图。

5*.读图时要了解绘制电气原理图的规则，了解控制系统的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。

6*.先看主电路，了解各电气设备的特点和控制要求。然后再分析控制电路

。继电—接触控制电路分析

1.点动控制电路KM

QFUM3~KMSB主电路控制电路闭合开关Q接通电源按SB→KM线圈得电→KM主触点闭合动作过程→M运转松SB2→KM线圈失电

→M停。M3~KM

QFUM3~KMSBKMSBSTKM

QFUM3~

2.单向运行控制电路FR自锁KMSBSTP用接触器本身的触点使其线圈保持通电的环节称自锁环节。

工作过程：按下SBST→

KM得电→电动机起动→按下SBSTP→

KM断电→电动机停止。FR过载保护KMSBST1KMSBSTP1FR

3.多地控制电路KM

QFUM3~FR工作过程：按下SBST1（或SBST2）→

KM得电→电动机起动→按下SBSTP1（或SBSTP2）→

KM断电→电动机停止。起动按钮并联，停止按钮串联。SBSTP2SBST2

4.正、反转互锁控制电路FUKMFQM3~FRKMR

KMF主触点接通，电动机正转。KMR主触点接通，电动机反转。

KMF、

KMR不能同时接通，否则造成电源短路。注意？KMF、

KMR同时接通，会出现什么问题？主电路KMFSBSTPSBFFRKMRSBRKMRFUKMFQM3~FRKMRKMFKMRKMF互锁笼型电动机正反转控制线路主触点闭合→正转按SBF→

KMF通电辅动合闭合→自锁辅动断开→互锁→存在问题：要想改变电机转向，必须先按停止按钮。KMFKMFSBSTPSBFFRKMRSBRKMRKMRKMF采用复合按钮的电动机正反转控制线路FUKMFQM3~FRKMR要想改变电机转向，不必先按停止按钮，直接按相应的起动即可。双重互锁小结第8章一、半导体1.两种载流子自由电子空穴N型

(多电子)P型

(多空穴)2.两种半导体二、PN结单向导电性：正偏导通，反偏截止。三、二极管1.特性—单向导电正向电阻小(理想为0)，反向电阻大()。四、晶体管1.三种工作状态

放大：条件：两个结均正偏条件：发射结正偏，集电结反偏饱和：IC

IB截止：

IB=0

IC0条件：两个结均反偏例8.1

ui=2sin

t(V),分析二极管的限幅作用（二极管的死区电压为0.5V，正向工作电压0.7V）。D1D2uiuOR

0.7V<

ui<0.7VD1、D2均截止uO=uiuO=0.7Vui0.7VD2导通D１截止ui<

0.7VD1导通D2截止uO=0.7VOtuO/V0.7Otui

/V20.7解：小结第9章1.

组成(共E极)放大电路时，晶体管:

(1)发射结正偏、

(2)集电结反偏，(3)要有合适的静态工作点。静态Q

—解决不失真的问题“Q”偏高引起饱和失真“Q”偏低引起截止失真解决电压放大的问题动态

—2.放大电路两种基本结构偏置式分压式(Q点稳定)+us+VCCRCC1C2RL++RBRS+uo–+us+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+uo3.放大电路的静态分析利用直流通路求解静态工作点；+us+VCCRCC1C2RL++RBRS+uo–+us+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+uo4.放大电路的动态分析利用微变等效电路求解、ri、ro+us+VCCRCC1C2RL++RBRS+uo–

roRC+uo+–

ibicRBRCRLuSRS+ui交流通路++–

RBRLRSrbe

EBCusRC+微变等效电路+us+VCCRCC1C2RLRE++RB1RB2RS+uo交流通路+RCRB1RB2+RLRE++RCRB1RB2RLrbeRE微变等效电路ro

=RC5.射极输出器（射极跟随器）射极输出器特点

输入与输出约等且同相ri

高(对信号损耗小)ro

低(带负载能力大)用途:输入级、输出级、中间级(起阻抗变换作用)+C1RSRERB+VCCC2RL+–+uo–+us

计算前级电压放大倍数时，把后级的输入电阻作为其负载。计算各级电压放大倍数时，应考虑各级间的相互影响。6.多级放大电路ri

=ri1输入电阻ro

=ron输出电阻例9.1

在共发射极基本交流放大电路中,已知VCC=12V，RC=RL=4k，RB=300k试求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。解：roRC=4k+uiiC+

uBE

+uCE+VCCRBRC+uoC2+C1+iBRLIBIE+C1RSRERB+VCCC2RL+–+uo–+us解：1)求“Q”IB=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

–

0.7)/[300+1211]

27(A)IE

IB

=3.2(mA)UCE=VCC–

IC

RE

=12–3.21=8.8(V)rbe

=300+26/0.027

1.28(k)ri

=300//(1.28121)=102.15(k)R’L=

1

//

1

=0.4(k)2)求、ri、ro例9.2

=120,RB=300k,UBE=0.7VRE=RL=Rs=1k,，VCC=12V。求：“Q”、

、ri、ro

小结第10章

2.集成运算放大器具有很高开环电压放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的特性。可工作在线性(引入负反馈)或非线性(开环或引入正反馈)两种状态。

3.工作在线性区的理想运放，在输入端具有“虚短”与

“虚断”两个非常重要的特点。

1.反馈将电路的输出量部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路。加入负反馈可以改善放大器的性能。

负反馈的类型有四种：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈。工作在饱和区的理想运放：时，当时，

4.反相输入运算器无共模电压的影响，输入端具有虚地的特点,但输入阻抗低，同相输入运算电路的输入阻抗高，但存在有共模信号的影响。

5.运算放大器既可以用于直流也可以用于交流电路。

6.当运算放大器处于开环或正反馈的工作状态时，运放工作在非线性区。主要用于电压比较和波形产生电路。

反相输入(虚地)运算电路的分析方法1.反相比例运算电路虚断虚地平衡电阻输入电阻:ri若则iFR1Rfi1uIR+–+–++–+uou+u-例10.1：求图示电路中uo与ui1、ui2的关系。解：电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。小结第11章电工电子技术

1.单相半波整流电路：

2*.单相桥式整流电路：

3*.电容滤波整流电路：

桥式全波整流电路

UO=1.2U2

4.稳压管稳压电路：

一般取UZ=UL

IZmax=2ILmax稳压电路的输入电压UC=(2~3)UL限流电阻滤波整流稳压变压交流电源负载OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动直流电压合适的交流电压滤波稳压直流稳压电源的组成框图小结第12章1.三种基本逻辑运算：与、或、非2.

逻辑代数的运算法则是推演、变换和化简逻辑函数的依据，有些与普通代数相同，有些则完全不同，要认真加以区别。这些定理中，摩根定理最为常用。真值表函数式逻辑符号一、逻辑代数及应用二、晶体管的开关作用数字电路就是利用晶体管的开关作用进行工作的。三、基本逻辑门电路二极管与门、二极管或门、晶体管非门、与非门、或非门真值表函数式逻辑符号五.组合逻辑电路的分析

(1)由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；(2)运用逻辑代数化简或变换；(3)列逻辑状态表；(4)分析逻辑功能。已知逻辑电路确定逻辑功能分析步骤：

六.组合逻辑电路的设计根据逻辑功能要求逻辑电路设计

(1)由逻辑要求，列出逻辑状态表

(2)由逻辑状态表写出逻辑表达式

(3)简化和变换逻辑表达式

(4)画出逻辑图设计步骤如下：例1：根据输入波形画出输出波形。ABF1有“0”出“0”，全“1”出“1”&ABF1应用逻辑代数运算法则化简①并项法例：化简解：②配项法例：化简解：③加项法例：化简解：④吸收法吸收例：化简解：例2：分析下图的逻辑功能

(1)写出逻辑表达式AB..AB.A..ABBY1.AB&&&&YY3Y2..(2)应用逻辑代数化简Y=AABBAB...=AAB+BAB..=AB+AB反演律=A(A+B)+B(A+B)..反演律=AAB+BAB..

(3)列逻辑状态表ABY001100111001

输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”;称为“异或”逻辑关系。这种电路称“异或”门。逻辑式：

=1ABY逻辑符号“异或”门(4)分析逻辑功能例3：设计一个三变量奇偶检验器。要求:

当输入变量A、B、C中有奇数个同时为“1”时，输出为“1”，否则为“0”。用“与非”门实现。

(1)列逻辑状态表

(2)写出逻辑表达式取Y=“1”(或Y=“0”)列逻辑式。现取Y=“1”

(1)

对应于Y=1，若输入变量为“1”，则取输入变量本身；若输入变量为“0”则取其反变量。

0000

A

B

C

Y0011010101101001101011001111

0000

A

B

C

Y0011010101101001101011001111