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本节主要内容：直流电路

主要讲述直流电路的基本概念、基本定律和分析电路的方法。它是进一步认识其它电路的基础。

第一节电路基础

一、电路的概念

电路是电流经过的路径。一个完整的电路一般由四部分组成。

1、电源：是把其它能量转换成电能的设备。

2、负载：是一种把电能转变成其它能量的设备。

3、连接导线：是传输电能的，例如把电源产生的电能输送给负载。

4、辅助设备：是用来控制电路的电气设备，例如开关、接线端子等。

二、电路图

为了研究和绘制电路方便，在电工技术中，国家统一规定了一些符号来代替实物。虽说电路是电流通过的道路，但要使电路中通过持续电流，还需要有两个条件：一是电路是要形成闭合回路，二是电源两端要有电压。

1、电场强度

我们把试验电荷在电场某一点所受的电场力F与试验电荷量Q的比值定义为电场强度，即E=F/Q

式中：E——电场强度；F——电场力；Q——电荷量

2、库仑定律

两个点电荷之间的作用力，和这两个点电荷电荷量的乘积成正比，和它们之间距离的平方成正比。

第二节电路的基本物理量

一、电流

1、电流的大小

用单位时间内通过导体某一横截面的电荷量多少来衡量电流的大小，称做电流强度，简称电

流，用I表示，即I=Q/t

式中I——电流，A；Q——电量，C；t——时间，S

2、电流的方向

由于历史上的原因，在习惯上将正电荷运动的方向作为电流的方向。

3、电流密度

同一电流通过不同的截面，其电流密度不同。单位截面内通过的电流称做电流密度。在直流电路中电流均匀地分布在导体的横截面上，电流密度可用下式表示：δ=I/S

式中δ——电流密度，A/mm2；I——电流，A；S——导体截面，mm2

二、电压和电位

1、电压

电场力移动单位正电荷Q由A点至B点所作的功，定义为A、B两点间的电压（电位差）

2、电位

在电场中，我们指定点“0“做参考点，而把电场中任意点A与参考点之间的电压UA0称为该点的电位，用表示。

三、电阻与电导、电阻与温度的关系

1、电阻

电子运动受到的阻力称为电阻，用Rr表示，单位是欧姆（Ω），简称欧。金属导体的电阻不但与其几何尺寸有关，而且和导体的材料有关，可用下式表示：R=ρ（L/S）

式中L——导体长度，m；S——导体截面，mm2；ρ——电阻系数，Ω1>. mm2/m

2、线性电阻与非线性电阻

各种导体的电阻，根据它们的阻值与电压、电流有无关系，可分为两大类。一类是电阻数值与电压或电流的大小、方向等无关而保持恒定数值的，这类电阻叫做线性电阻，另一类导体的电阻数值与电压或电流的大小、方向有关系，即电阻不是保持恒量的，叫做非线性电阻。

3、电阻与温度的关系

导体的电阻值与导体自身的因素（长度、截面积和材料）有关，还与温度有关。各种导电材料的电阻随温度变化的情况有所不同，为了便于比较，我们取电阻值为1Ω的导电材料，当

其温度变化1℃后，再测量电阻变化的数值，并把这个数值叫做电阻温度系数，用α表示。

第三节导体、绝缘体和半导体

各种材料的导电性能是有很大差别的，按其导电能力，可分为导体、绝缘体和半导体三类。

一、导体：导电能力强的材料称为导体。

二、绝缘体

这类材料的导电性能很差，电阻系数很大，约为1042~1024Ω. mm2/m。

三、半导体

导电能力介于导体与绝缘体之间的材料称为半导体。常见的半导体材料有硅、硒等。

第四节欧姆定律

一、一段电阻电路的欧姆定律

我们通过试验可以知道，如果加在电阻R两端的电压U发生变化，电路中的电流I也随着变化，而且这种变化是成正比例的，即电压和电流的比值是一个常数。这个比例常数就是电路的电阻，其表达式如下：U/I=R

二、全电路的欧姆定律

在一个闭合电路中，电流与电源的电动势成正比，与电路中的内电阻和外电阻之和成反比，这个规律称全电阻欧姆定律。

第五节简单电路的计算方法

一、电阻的串联

串联电路具有以下特点：

1、通过各电阻中的电流都相等。

2、各电阻上电压降的和等于总电压。

3、各电阻上的电压与各自的电阻成正比。

4、电路的等效电阻（或称总电阻）等于各个电阻之和。R=R1+R2+R3+…

二、电阻的并联

并联电路具有以下特点：

1、各并联支路的端电压相等（忽略导线上的电压损失）。

2、总电流为各支路电流的和。

3、各支路电流的大小与其电阻成反比，I1/12=R1/R2。

4、电路等效电阻的倒数，等于各支路电阻的倒数和，即1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…

本节主要内容：电流的磁场、磁路及电磁感应

1、磁铁：带有磁性的物体，且能吸引铁、钴等金属物质的物体称磁铁。

2、磁场：磁铁周围产生磁性的范围叫磁场。磁铁的两端磁性最强处为两个极，南极用字母“S”表示，北极用字母“N”表示。

3、磁路：在磁场中磁力作用有通路叫磁路。

4、磁通密度：反映磁场强弱有物理量叫磁通密度（磁感应强度）

5、左手定则：通电导体在磁场中将受到电磁力的作用，受力方向可用左手定则来判断，即伸开左手于磁场内，让磁力线直穿过手心，四指伸直向电流方向，则与四指垂直的拇指的指向便是导体所受电磁力的方向。应用左手定则可以判断通电导体在磁场中的运动方向，它和电动机原理相同，所以左手定则也称电动机左手定则。

6、右手定则：导体在磁场中做切割线运动时，会产生感应电动势。感应电动势的方向可用右和定则来判断，即伸右手于磁场内，使手心正对磁场的方向，拇指代表导体运动方向，则伸直的四指（与拇指垂直）就表示感应电动势的方向。

7、什么是自感电动势？它的大小与哪些因素有关？

自感电动势：当线圈中通过电流时，线圈周围一定会主生磁场，若线圈中电流发生变化时，由这个变化的电流所产生的磁通也将随着变化，这个变化的磁通将在线圈中产生感应电动势。由于这个感应电动势是由线圈本身的电流变化而产生的，所以叫自感电动势。

自感电动势大小是由下列因素决定的：

与电流变化的快慢有关。电流变化快慢通常用电流变化率表明。所谓电流变化率是指在很短

时间内电流变化的数值与这段时间的比值。

与线圈本身的结构（如几何形状、匝数）有关。

与线圈周围介质有关。

8、什么是互感现象？

将二个线圈L1和L2放在一起，当线圈L1的电流产生变化时，就会使线圈L2中产生感应电动势，变种现象叫互感现象。

9、什么是互感电动势？

两个互相靠损害的线圈，当一个线圈接通电源时，由于本线圈电流的变化将引起磁通变化，这个变化的磁通除穿过本身线圈外，还有一部分穿过与它靠近的另一个线圈，因此在另一线圈中也产生感应电动势，这种现象称互感，由互感产生的电动势称互感电动势。

10、什么是交流电？

交流是指电路中的电流、电压及电动势的大小和方向都随着时间按正弦函数规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。

11、什么是交流电的周期、频率和角频率？

交流电在变化过程中，时值经过一次循环又变化到原来的瞬时值所需的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称交流电的周期。周期用符号T表示，单位为秒。

交流电每秒钟周期性变化的次数叫频率，用字母f表示，单位是赫兹（HZ）。周期与频率之间的关系为：T=1/f或f=1/T

即频率与周期为倒数关系。

交流电每秒钟所变化的电气角度叫角频率，用字母ω表示，交流电变化一周，其电角变化为2π弧度，所以角频与频率周期的关系为：

ω=2π/T=2f

12、什么是交流电的最大值、有效值和平均值？

交流电在一个周期中所出现的最大瞬时值，称交流最大值。

交流电通过电阻性负载时，如果所产生的热量与直流电在相同时间内通过同一负载所产生的热量相等时，这一直流电的大小就是交流电的有效值。

所谓交流电的平均值，是指交流电在半个周期内，在同一方向通过导体横截面的电量与半个周期时间的比值。

本节主要内容：电子技术基础知识

一、半导体有哪些主要特性？

半导体有三个主要特性：1、光敏特性；2、热敏特性；3、掺杂特性。

二、什么叫P型半导体和N型半导体？

在半导体中掺入微量的硼、镓等元素后，半导体中就会产生许多缺少电子的空穴，靠空穴导电的半导体叫空穴半导体，简称P型半导体。

如果在半导体中掺入微量的锑、磷、砷等元素，在半导体中就会产生许多带负电的电子，靠电子导电的半导体叫电子型半导体，简称N型半导体。

三、什么是半导体的PN结？

把一块半导体，一半做成P型，另一半做成N型。当把N型和P型半导体有机结合在一起，在它们的交界面处P区的空穴向N区扩散，N区的自由电子向P区扩散，这样在交界面处就形成了空间电荷区（又叫内部电场），一般把它叫PN结。

四、为什么PN结具有单向导电性？

将PN结串联在电路中，使电源的正极接半导体的P型部分，电源的负极接半导体N型部分，这样的接法称正向连接。当正向连接时，处加电源所产生的处电场与内电场相反，处电场削弱了内电场，结果使PN结的阻挡层变窄。于是多数载流子在外电场E的作用下顺利地通过了阻挡层，在电路中形成了电流，这个电流称正向电流。

如果将电源反接，即负极接P型部分，外加电源所产生的旬电场与内电场方向一致，在外电场的作用直使内电场加强，因此阻挡层变宽，致使扩散运动无法进行。于是绝大多数载流子受到阻挡层阻止，无法通过阻挡层，所以电路中几乎没有电流。但P型半导体中少数载流子和N型半导体中的少数载流子（空穴）将在外电场E的作用下产生漂移而通过PN结，在电路中形成极微弱的电流，这个电流称反向电流，因数值很小，在一般情况下可忽略不计，这便是PN结的单向导电性原理。

五、什么是半导体二极管的伏安特性？

二极管的两端电压与电流的关系称作二极的伏安特性。

六、晶体二极管有哪些类型？

按结构可分为点接触型和面接触二极管；按材料可分为锗二极管和硅二极管；按功率可分为大功率二极管和小功率二极管。二极管按用途可分为：

1、普通二极管：如2AP或2CP系列，它主要用于高频检波、限幅和小电流整流等电路中。

2、整流二极管：如2CZ系列，它主要用于各种整流线路中。

3、开关一极管：如2AK或2CK系列，它主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。

4、稳压二极管：如2CW或2DW系列，它主要用于各种稳压、交流滤波和电压削波电路中。另外，还有变容、隧道、发光等二极管。

七、二极管的主要参数哪些？

二极管的主要参数有：

1、最大整流电流：是指二极管长期运行时，允许通过的正向平均电流值。如果正向平均电流超过最大整流电流，管子将因过热而损坏。

2、最大反向电流：是指二极管在施加最大反向工作电压时的反向电流。最大反向电流愈小愈好，反向电流过大，说明管子的单向导电性能不好。

3、最高反向工作电压：是指二极管所允许施加的最大反向峰值电压。它一般为反向击穿电压的1/2或2/3。

4、最高工作频率：是指二极管能够正常使用时的工作频率。二极管工作频率的高低，决定二极管结电容的大小，结电容小，工作频率就高。

八、怎样判别晶体二极管的极性？

通常根据晶体管管壳上标志的二极管符号来判别。如标志示清或无标志，可根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特点，利用万用表来判别极性。具体谅是，先将万用表选择开关旋到R×或R×1000档，然后用表笔分别测量正向、反向电阻值，一个约几百欧，一个则为几百千欧凡量出几百欧小电阻值的，则与黑表相连的一端为正极，另一端为负极。凡量出几千欧大电阻值的，则与红表和相连为正极，另一端为负极。

怎样识别二极管的好坏？

因为晶体二极管是单向导电元件，因此测量出来的正向电阻值与反向电阻值相差愈大愈好。如果相差不大，说明二极管性能不好或已损坏；如果测量时表针不动，说明二极管内部已断线；如果测出电阻为零，说明电极间短路。

十、晶体二极管在使用时方兴未艾注意哪些问题？

在使用权时应考虑不，同材质和结构的管子所具有的特点，经便更合理地使用。由于锗管比硅管正向压降小，因此更适合于检波和限幅。硅管热稳定性比锗管好，所经在环培温度变化大的场合，使用硅管时性能要稳定得多。另外，在工作频率较高的场合几乎都采用点接触型管子，而在工作电流较大的情况下又多采用面接触型管子。按使用要求的不同，还应注意下列主要方面：

1、接入电路前，必须判别二极管的极性、质量好坏，然后正确接入电路中。

2、识别二极管型号，根据手册查找主要技术参数，满足电路技术要求。

3、大功率的二极管应加装散热泪盈眶器。安装二极管时，应尽量将管子远离发热元件。

十一、什么是稳压二极管？使用时应注意什么？

稳压二极管也是一种晶体二极管，用于稳定电子电路的电压。与一般二极管不同点是：稳压二极管工作在的向电压下（阳极接电源负极，阴极接电源正极），不会被击穿而损坏，且工作在击穿区起稳压作用。

使用权稳压二极管时应注意：极性不有接错，否则造成电源短路，将产生过大电流而烧坏二极管；环境温度要控制在50℃以下，温度每升高1℃，稳压管的最大耗散功率降低1%-2%使用。还要注意稳压管可以串联使用，但切忌并联使用。

十二、什么是光电二极管？

光电二极管的结构和二极管相似，装在透明的玻璃。外壳中，管中的PN结可以接爱到光照。光电二极管在电路中是反向工作的，在没有光照时，其反向电阻很大，可达几兆欧；有光照时，光电二极管的反向电阻只有必百欧，反向电流约为几十微安。光电二极管通常用在光电转换的自动控制及其仪器仪表中。

十三、什么是晶体三极管？它在结构上有何特点？

晶体三极管一般称做晶体管，它是由三块半导体材料组成二个PN结、三个电极两个PN结分别称为发射结和集电结；三个电极分别为从中间半导体上引出的基极b，分别在基极两边的半导体上引出的发射极c和集电极e。所以三极管是具有三个电极两个PN结的半导体元件。我国目前生产的晶体管，一般有奎平面管和锗合金管两种结构，不论哪种结构，基本原理都是相同的。

从结构的型式看，晶体管有PNP和NPN型（锗管多为PNP），它们在符号上的区别仅在于发射极箭头的方向不同，发射极箭头的方向代表PN结在正向接法下的电流方向，因此PNP型的发射极箭头向内，NPN型向外。

十四、三极管为什么有放大作用？

晶体三极管实际上是一个电流分配器，发射极电流分成两部分，一部分是集电极电流，另一部分是基极电流，集电极电流随发射极电流而变化，即发射极电流能够控制集电极电流，而集电极电流大小受一基极电流的控制，只要基极电流有一个小电流流过，则集电极就会流过一个很大的电流。

十五、三极管的基本接线方式、主要参数、极限参数？

晶体三极管根据它的输出信号公共端的不同，有三种基本接线方式：共发射极接线、共集电极接线、共基极接线。

主要参数：电流放大倍数β的向饱和电流Icbo、穿透电流Iceo。

晶体管的极限参数是指在正常工作时，允许加在晶体管上的工作电压及允许耗散功率等，具体可分为：

1、集电极最大允许电流Icm：是指集电极最大允许通过的电流。如果Ic超过Icm，则β值将下降一不有允许的程度。一般把β下降一2/3时的Ic定为Icm。

2、集电极最大允许耗散功率Pcm：由于集电结处于的向连接，所在地电阻很大。当电流通过集电结时，集电结就会产生热量根据晶体管的允许结温，定出了它的最大允许耗散功率，一般应使：Pcm≤IcUce

3、集电极一发射极击穿电压Buceo：是指基极开路时，加于集电极与发射极之间的最大允许电压使用时，如果Uce≥Buceo，将会产生很大的Ie（Ic），这种现象叫击穿。管子击穿后将会造成永久性损坏右性能下降。

十六、可控硅在什么情况下导通和关断？

在正向电压作用时，可控硅在下列情况下均会导通：

1、正向电压过高，起过正向转折电压UBO。

2、门极加适当的正向电压和电流。

3、正向电压上升率dIJ/dt过大，因结电容充电而误导通。

4、结温过高，因迅速增大的漏电流引起的误导通。

5、以一定照度的光射，使之导通（如光控可控硅）。

正常情况下工作时，采用第三产业种所谓“门极触发”方法；第1、3、4种情况时，应采用相应措施避免。

可控硅由导通互关断有如下三种方法：

1、将慢极电流降低到维持电流IB以下。

2、断开电路，使之通过电流为零。

3、加反向电压，使阳级电压换向。

本节主要内容：半导体整流和滤波电路、模拟数字电子电路

一、什么是整流？

整注是利用二极管的单向导电性能，把交流电变为脉动直流电，再经过滤波电路使波形得平直，然后再经过稳压电路稳压后，就得到波形平直、电压稳定的直流电。

利用整流方式得一平稳直流电需经以下四个环节：

1、电源变压器：将电网交流电压变换成符合整流作电压。

2、整流二极管：将交流电变成脉动直流电。

3、滤波装置：将脉动的直流电变成平直的直流电。

4、稳压电路：将波动的直流电压变为称不定期的直流电压，使直流输出稳定。

二、常用的整流电路有几种？其主要特点是什么？

常用的的单相半波、单相全波、单相桥、三相半波、三相桥式等五种整流电路。

1、单相半波整流电路的特点：

电路简单，使用元件少。

无滤波电路时的输出电压Ud=0.45U2。

整流电压的脉动大。

变压器利用系数低。

2、单相全波整流电路的特点：

使用的整元件较半波整流多1倍。

整流电压脉动较小，比半波整流小1倍。无滤波电路时的输出电压Ud=0.9U2。

变压器的利用系数比半波整流高。变压器绕组需中心抽头。

整流元件承受反向电压较高。

3、单相桥式整流电路的特点：

使用整流元件较全波多1倍。

整流电压脉动与全波整流相同。

每个元件承受的反向电压为电源电压峰值，即

4、三相半波整流电路的特点：

整流电压脉动较小，输出电压Ud=1.17U2。

变压器铁芯中存在直流磁通，使一次绕组电流显著增大，故变压器利用系数低。

5、三相桥式整流电路的特点：

流电压脉动很小，输出电压Ud=2.32U2。

整流元件所承受的反向电压等于电源线电压的峰值。

三、滤波电路有何作用？

通过整流电路获得的直流电，从波形图看，有很大的脉动，尤其是半波整流脉动很大，这样的直流电只能用在对电源要还应不太高的设备中。有些电子仪表、自动控制等电路，要求直流脉动成分很小，否则可能产生振荡及误动作，也可能产生错误的结果或降低效率等缺点。因此，为了满足要求，提高整流后直流电压质量，所以在整流电路中加装滤波器，将交流成分去掉，改善整流电路输出直流电压波形。

四、滤波器是由哪些元件组成的？它们是怎样滤掉交流成分的？

滤波电路通常由电感器元件和电容元件组成。由于电感L和电容C都是储能元件，它们都具有吞吐能量的特点，即对输入能量的脉动能起自动调节作用，因而使负载电压、电流的脉动程度减小。

感抗XL和容抗XC都是频率f的函数，它们对交流电与直流电的阻抗大不相同。如果将电感L和负载RfZ串联，因感抗XL=2πfc，故对交流呈现很大的阻抗（而由于直流电的频率f=0，所以其感抗为零），这样电感L就起着阻碍交流电流通过的作用。

如果将电感L负载RfZ牒，因容抗XC=1/2πfc，对电流的直流分量，容抗XC呈现很大的数值，相当于开路；而对交流分量只呈现很小的阻抗，近似短路，因此可将交流分量通过电容短路掉。

五、在电路中稳奔放这怎样起稳压作用？

简单稳压电源电路，交流电经过桥式整流后得一一个脉动的直流电压，它经过滤波电容C、限流电阻R和稳压管DW后，输出的是稳定的直流电压。

当外界电源电压发生波动或负载RfZ的电流发生变化时，输出电压也随着发生变化，如果输出电压增高，稳压管两端电压也增高，根据稳压管的的向击穿特性，稳压管的电流ID便显著增加，由于电流的增加，R上的压降增加，从而保持了输出电压不变当电源电压下降时，稳压过程相反。

另外，当负载电流变化时，输出电压也变化，稳压管的电流将显著变化，如负载电流产大，稳压管电流减小，这时R上的电压孤减小，使输出电压不变，当负载电流减小，稳压过程则相反。

六、什么是放大器？放大器的产益指哪些内容？

放大器是用来将佩弱的电讯信号（如电压、电流、功率等）加以扩大的器件，放大器的放大能力通常用增益来表示，有电压增益、电流增益、功率增益。

七、什么是直流放大器？

能够放大直流信号的产大器叫直流放大器，直流电信号一般为：恒定不变的信号，变化极为缓慢的]非周期的信号，在各种控制系统、电子计算机、电子仪表及许多物理量的测量中，直流放大器获得广泛的应用。

八、什么是集成电路

利用半导体三极管常用的硅平面制造工艺技术，把组成电路的电阻、电容、二极管、三极管先前源元源器件及内部连接同时制造在一块很小的硅半导体芯片上的电子电路称集成电路，对外部它能完成某一电路或系统的功能。

集成电路以其体积小、重量轻、耗电省、可靠性高、工作速度快等一系列优点大大优于分立元件构成的电路，实现了材料、元件和电路集于一体，使电路的结构及性能产生了本质的变化。

九、集成电路有哪些种类？

按处理信号的类别有数字集成电路和模拟集成电路两大类。前者用于生产、变换和处理数字信号，后者用于放大、变换与处理模拟信号。

按照集成元器件数目分：有小规模、中规模、大规模、超大规模集成电路。

集成电路元器件品种很多，按其产品大致可分为TTL、HTL、ECL、PMOS、NMOS、CMOS，集成运算放大器，集成稳压电源，时基电路，功放、宽带放大，射频放大等其它线性电路，接口电路，电视机、音响、收录机等专用电路以及敏感型集成电路等。

十、什么是集成运算放大器？

集成运算放大器是实现高增益放大功能的一种模拟集成电路，集成运算放大器已成为像晶体一样的通用电器件，它是一个高增益、低漂移、高可靠性、低成本、小尺寸、带深度负反馈直接糯合放大电路，由于性能优良，被广泛地应用。

集成运算放大器电路，它有两个输入端和一个输出端，两个输入端中，一个是反相输入端，注有“一”号，表示输出端的电压UO与该输入端的电压V一相位相反，另一个是同相输入端，注有“+”，表示输出端电压V，与该输入端V+相位相同。

实际上，集成运放的外部引出端子不止上述三个，通常连接正负电源的电源端子，失调调零端子，相位校正用的相位补偿端子，公共接地端子及其它附加端子。

十一、集成运算放大器有哪些主要参数？

1、开环电压增益KO：指不加反馈时，输出电压增量与输入电压差值增量之比，KO愈大愈稳定，运算精度愈高。

2、输入失调电压UOS（WV）：运算放大器输入为零时，输出电压不为零，这时的输出电压称为输出失调电压。把输出失调电压除以KO，就是输入电压。UOS越小，器件质量愈好。

3、输入失调电流IOS（μA）：为使运算放大器输出电压为零（或某一指定值），在输入为零时，两个输入端静态基极电流之差，称为输入失调电流。使用时，IOS愈小愈好。

4、输入偏置电流IiB(μA)：为使运算放大器输出电压为零（或某一指定值），在输入为零时，两个输入端静态基极电流的平均值，称为输入偏置电流。使用时，IiB愈小愈好。

5、共模抑制比CMRR（dB）：差模增益与共模增益之比，称为共模抑制比。应用时，CMRR 愈大愈好。

6、输入阻抗Zi：一般为差模输入电阻值。

7、输出阻抗ZO：在开环状态下，运算放大器所输出电压与输出电流之比，称为输出阻抗。输出阻抗愈小愈好。

8、最大输出电压UPP：在额定电压下，运算放大器所能输出的最大峰值电压，称为最大输出电压。其值愈大愈好。

9、静态功耗PC：是指输入信号为零，负载开路时，电源的功率消耗。

理想的放大器，开环电压增益KO∞；输入阻抗Zi∞；共模抑制比CMRR ∞；输出阻抗Zo 0；输入失调电压Uos=0；输入失调电流Ios=0。

十二、什么是数字电路？其特点是什么？

具有对数字量进行处理（包括放大、整形、传送、控制、存储、计数、显示等）或运算功能的电路，称数字电路。其主要特点有：

1、输入、输出信号都是数字信号。它们只有“1”和“0”两种取值，即输入信号要么是高电位，要么是低电信，或者要么是脉冲，要么无脉冲。在这两种输入会计师的作用下，它的输出信号也只有这两种状态，也就是说，数字电路输入信号为“1”或“0”时，输出信号也只能是“1”或“0”。

2、电路结构比较简单，元器件少，主要由门电路和触发器组成。

3、单元电路中电子器件工作状态比较简单，例如二极管工作于导通和礤止两种状态，三极管工作于饱和和截止状态。

4、集成工艺简单，集成度高、成本低，便于大规模生产。

5、由于数字电路的输入、输出关系是逻辑关系，分析数字电路的主要方法是逻辑代数，真值表、卡诺图、状态图等，可对输入信号进行各种算术运算，还可以进行逻辑运算，即进行逻辑推演和逻辑判断。

十三、什么是脉冲电路及脉冲信号？

用来产生各种脉冲波形或对脉冲波形进行放大、整形、变休的电路，称为脉冲电路。

十四、二极管门电路是怎样工作的？

二极管门电路的工作原理：当A点电位等于0时，二极管D处于正向导通状态，这时，D 的正向内阻很小，可忽略不计，P点电位近似等于A点电位，即UP=UA=0，这就是二极管正向导通籍位作用。

十五、TTL与非门有何特点？

1、当输出高电平时，卫工作于放大区，几5T4是导通的，但T5是截止的，当输出低电平时，T5是饱和的，但T4是截止的，在这两种情况下，只要电路没有接负载，管的导通电流都很小，接近于零，因此空载空耗是很小的。

2、电路的高电平是由工作于电压跟随器的T4输出的，电路的低电平是由工作饱和状态的T6输出的，在这两种情况下，电路的输出电阻或者是电压跟随器的输出电阻，或者饱和管的等效电阻，它们都是很小的，当接上负载后，信号电平变化很小，加之空载时飞的导通电流很小，工作于深饱和，故负载能力很强。

3、由于在高电平和低电平输出时，输出电阻很小，当有电容负载时，无论是在输出由低电平变为高电平，还是由高电平变为低电平，负载电容都可以通过低的输出电阻充电或放电，充电时间都很少，充放电速度都很快，所以输出信号的止升沿上下降沿都比较好。

十六、怎样用万用电表辨别与非门集成电路的好坏？

实际使用时，在了解其内部电路构造的前提下，可以用万用表简易判别与非门集成电路的好坏，具体方法如下：

1、先将与非门集成电路输入端全部悬空后接上电源（TTL与非门集成电路电源电压为+5V），把万用表选择在直流电压为5V左右的档上，用红表笔接在门电路的输出端，黑表笔接地，这时测出的输出电平应为低电平，即小于0.4V。如大于0.4V时，说明这个门电路已坏了。

2、原接线不动，将输入端依次接地，此时输出电平应为高电平，一般为3.5V，如果某一输入端接地后，输出电平仍为低电平，说明这个输入端已坏，如果所有输入端都坏了，这个电路就不能用了。

本节主要内容：变压器、异步电动机基础知识

一、什么叫变压器？它有什么作用？

变压器是一种变换交流电压的设备。它和电动机不同，电动机是把电能转换成机械能，而变压器则是一种不能旋转的专门改变交流电压（升高或降低）的电器，所以称为变压器。

各种不同的供用电设备，常常需要各种不同的电源电压，住宅照明为220V（有些地区为110VH 工厂低压动力电源一般为380V，煤矿井下为6KV、1140V、660V、380V、127V、36V，而发电厂发电机发出的电压为6-10KV，电能要经过很长的输电线路送给远距离用户，为了减少电能损失，就需要将电压升到10、35、60、110、220KV，这些都需要通过变压器升压来完成，所以说变压器是供用电系统中一种重要的电气设备。

二、变压器为什么能改变电压？

变压器是根据电磁感应原理制成的，变压器的原理，当变压器的原绕组施经交变电压矶时，便在原绕组中产生一交变电流I1，这个电流在铁芯中产生一交变主磁通φ，因为原、副绕组同绕在一个铁芯上，所以池磁通φ穿过副绕组时，使在变压器副边感应，电动势E2，根据电磁感应定律，感应电动势大小，是和磁通、匝数及磁通变化率成正比。

三、变压器的额定技术数据都包括哪些内容？

为了保证变压器安全运行，使用经济合理，制造厂家规定了额定值（又叫额定技术数据）。额定值大都标注在铭牌上，它是厂家设计制造和试验变压器的依据，其内容包括以下几个方面：

1、额定容量Se(VA)：在额定使用下，变压器施加额定电压、额定频率时输出额定电流，而温升不超过额定值的容量。

2、额定电压Ue1、Ue2(V)：是指变压器空载时端电压的保证值。

3、额定电流Ie1、Ie2（A）：在额定使用条件下，变压器原边输入的线电流儿，变压器副边输出的线电流Ie2叫变压器原、副边额定电流。

4、阻抗电压Ud（又称短路电压）：系指将一侧绕组短路，另一侧绕组达到额定电流时所施加的电压与额定电压的百分比。阻抗电压的大小，在变压器运行中有着重要意义，它是考虑短路电流和继电保护的依据。

5、空载损耗Po（W，也叫铁损）：是指变压器在空载时的有功功率的损失。

6、短路损耗Pd（Wh-侧绕组短路，另一侧绕组施以电压，使两侧绕组都达到额定电流时的有功损耗。

7、空载电流Ioz：变压器空载运行时的励磁电流占额定电流的百分数。

四、为什么变压器的原边电流是由副边电流决定的？

根据磁动势平衡式可知，变压器原、副边电流是相反的副边电流产生的磁动势，对原边磁动势而言是起去磁作用的，即I1WI≈f2W2

当副边电流增大时，变压器要维持铁芯中的主磁通不变，原边电流也必须相应增大来平衡副边电流的去磁作用，即当二次电流变化时，一次电流也相应变化，所以原边电流是，由副边电流决定的。

五、什么是变压器的铁损和铜损？

在铁芯中磁通变化时，在铁芯中产生磁滞损耗及涡流损耗，总称为铁损变压器空载损耗就是铁损当电源电压一定时，铁损基本是恒定的，与负载电流大小无关。

变压器原、副边都有一定电阻，当电流流过该电阻时，就要产生损耗，这种损耗叫铜损，铜损是由负载电流大小所决定的。

六、三相异步电动机的工作原理是怎样的？

三相异步电动机的工作原理简述如下：三相异步电动机和定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场，设某瞬间绕组中的电流方向与合成磁场的方向如图所示。磁场以N1的速度顺时针旋转，切割转子绕组，因而在边境证子导体中产生感应电势，感应电势的方向用右手定则决定（注意：用右手定则时应假定磁场不动，导体以相反的方向切割磁力线）。于是，得出边境证子上半部分导体的感应电势方向垂直于纸面并向外；下半部分导体感应电势方向垂直纸面并向里。由于转子电路是一闭合回路，合在感应电势的作用下，产生感应电流。如果忽略转子的电感，则转子电流与转子感应电势的相位相同，即图中所标的电势方向也就是电流的方向。

因为带电流导体在磁场中要受到电磁力的作用，所以带有感应电流的转子导体在旋转磁场卑鄙将常驻到电磁力的作用，电磁力的方向用左手定则决定，如图所示，对于思轴来说，电磁力F产生电磁转矩M，在电磁转M的作用下，转子便以一定的思速沿着旋转磁场的旋转方向转动起来，这时异步电动机从电源取得电能，通过电磁作用转换为机械能。综上所述，异步电动机旋转力矩的产生必须具备两个条件：其一，气隙中有旋转磁场，其二，转子导体中有感应电施，从结构上来讲，若要满足这两个条件，三相定子转组必须对称排列并通以对称三相交流电流，转子绕组必须构成闭合电路。

从上面的分析可知，异步电动机转子的旋转方向一致，但是转子旋转的速度始终小于旋转磁场，两者之间旋转速度不是同步的，所以叫异步电动机，同时由于转子电动势和转子电流是感应而产生的，所以又叫感应异步电动机。

七、试述三相鼠笼型异步电动机的主要结构？

三机异步电动机主要由工作部分（定子和转子）、支承部分（机座）、端盖、接线盒、风翅以及若干附件组成。

1、定子：定子是电动机的固定部分，它由机壳、定子铁芯和定子绕组三部分组成。

2、转子：转子是电动机的转动部分，它由转轴、转子铁芯和转子绕组等三部分组成。

3、机座：机座是电动机的主要支承，并用以保护及固定定子和转子。

4、端盖：端盖用于支承转子和安装轴承，端盖用螺钉或弹性涨圈固定机座上。

5、接线盒：接线盒是定子绕组与供电线路的连接装置。

八、鼠笼型异步电动机有什么特点？

笼型转子异步电动机，根据笼的形状和结构的不同，可分为：普通笼型、深槽笼型和双笼型三种，其特点如下：

1、普通笼型（又称单笼型）：这种电动机转子结构最简单，使用和维护最简便，无特殊要求一般机械设备都可使用，特别是试用于功率小、不需要调速、恒定负载及低起动的场合。

2、深槽笼型：其转子导体槽深而窄，起动转矩比普通笼型大，而起动转矩大和起动电流却比普通笼型小，但过载能力比普通笼型差。

3、双笼型：其转子上有两个重叠的笼与普通笼型电动机相比，有起动转矩大和起动电流较小的特点，用于井下采煤机电动机等机械设备上。

九、什么是异步电动机的起动电流？起动电流过大有什么不好？

当电动机转速为零（静止）时，加上额定电压而起动瞬间的线电流，称为起

动电流，异步电动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的5-7倍。

起动电流大，对电机本身和电网电压都有影响，首先是使电网电压瞬间下降，特别是在电源容量小和大功率电动机起动的情况下，电压下降更大，不仅使该电动机起动困难，还影响到线路上其它电动机的正常运行，另一方面，过大的丐电流，将使电动机和线路上的电能损耗增加，特别是在频繁起动或起动时间较长的情况下，电动机或线路发热，电能损耗增加。

十、异步电动机的起动转矩大小与哪些因素有关？

起动转矩大小主要与下述三个因素有关：

1、与电压的平方成正比，根据异步电动机的转动原理，电磁转矩与每极磁通和转子感应电流成正比，而每极磁通和转子又都与电源电压成正比，所以，转矩便与电源电压的平方成正比关系，这就是说，电源电压的下降对电动机起动性能影响最大，例如，电动机端电压降低为原来电压的80%，起动转矩就会减小到原来转矩的80%沪，即原来转矩的64%，因此，异步电动机的端电压对电动机的转矩影响是很大的，在起动过程中，如果端电压过低，电动机起动困难，严重时甚至起动不起来。

2、与电动机的漏电抗有关，漏电抗（由漏磁通产生）大，起动转矩小，漏电抗又与绕组匝数和气隙大小有关，绕组匝数多或乞隙小，漏电抗大，起动转矩也就小，反之，匝数少，气隙大，漏电抗小，起动转矩也就增大，所以修理电动机时，注意保持原设计的绕组匝数和气隙是很重要的。

3、随转子电阻的增大而增大，绕线式异步电动机起动时，在转子绕组回路中串入适当的附加电阻，可增大起动转矩。

十一、异步电动机超载运行会有什么结果？

电动机超载运行，会使转速下降，温升磁高，若超载时间过长，超载的电动机将从电网吸收大量的有功功率，使电流迅速增加，若超过子电动机允许的额定电流，则致使电动机过热绝缘老化，甚至烧毁电动机，因此异步电动机长时间过载运行是不允许的。

十二、电动机的日常安装与日常维护需要注意哪些事项？

1、安装注意事项：

安装电动机时应执行好安装规程及有关技术措施，检查好周围环境是否安全可靠，防止漏水滴入电动机，保持电动机良好的通风散热条件，起重环及外壳要完整无损。

与机械部分连接时，地脚螺钉齐全牢固，电动机轴线与机械轴线保持一致，对轮间隙合适。

作好电气性能试验，应符合防爆规定，零部件完整，网路电压为额定电压的±5%，三相平衡电流符合要求，温升正常，接地电阻符合规定，用摇表测定对地绝缘应符合有关规定。

安装完后，电动机声音是否正常，轴承温度符合要求。

2、日常维护：

每班应由当班司机及电工检查电致力机周围环境有无淋水及压埋现象，通风是否良好，温度、声音、电流、电压是否正常。

每月应加润滑油一次，检查轴承是否损坏，超限，做一次绝缘电阻测定。

电动机运转超过3000小时，或关年后应做一次定期检查，检查外壳、端盖、轴承、螺钉是

否完整可靠，检相风翅、通风道是否符合规定，测量电动电定子，转子径向间隙，定子绝缘是否符合规定，绕组是否有损伤，作好记录。

本节主要内容：电缆

一、电缆在敷设过程中应注意哪些问题？

1、电缆在地面装车时应采用滚轮将电缆盘架起来，弯曲应有足够的曲率半径，电缆在矿车内应成“∞”形盘放。

2、在水平巷道或倾角30°以下的井下巷中，电缆应用吊勾悬挂。

3、在立井井筒或倾角30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置进行敷设，夹持装置应能承担电缆重量，关不得损坏电缆。

4、水平巷道或倾斜巷中悬挂的电缆应有适当的弛度，并在承受外重力时能自由坠落，其悬挂高度应使电缆在有矿车掉道时不致受撞击，在电缆坠落时不致落在轨道或输送机上。

5、电缆悬挂点间距在水平巷或倾斜井巷内不应超过3米，在立井井筒内不应超过6米，在硐室内不得超过2米，在电缆沟内不得超过1米。

6、沿钻孔敷设电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。

7、电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水，在电缆上严禁悬挂任何物件，如果电缆同压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须设在管子上方，并保持0.3米以上的距离。电缆同风筒等易燃物品应分挂历在巷道两侧，否则，相此之间应保持0.3米以上的距离，电缆不应带电盘圈，但采煤机等电缆车上的电缆不受此限。

8、井筒和巷道内的通信和信号电缆，应同电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限，在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3米以外的地方，在巷道内，应敷设在电力电缆的上面，并保持0.1米以上的距离。

9、高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆相互的间距应大于0.1mp高压电缆之间和低压电缆之间的距离不得小于50mm，以便摘挂。

10、井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离和拐弯或分支点处，应在吊勾或夹持装置上悬挂注有供电方向（）、用途、型号、截面、长度、电压等标志牌，以便识别。

11硐室内和木支架的井巷中敷设的电缆，必须将黄麻外皮剥除，并应定期在铠装层上加涂防锈和防潮的油漆，电缆穿过墙壁部分，应用套管保护，并严密封堵管口。

二、国家标准用Uo/U表示电缆额定电压的方法与原来的表示方法有什么不同？