电子电工教程3-1
电工电子技术基础知识点详解3-1-1-二进制计数器
74LS197
CT/ LD CR
D3 D2 D1 D0
逻辑功能示意图
芯片内有一个二进制计数器和一个八进制计数器
CP下降沿( )触发器翻转
有置“0”端和置数端，低电平有效。
2. 同步二进制计数器
同步计数器：计数脉冲同时接到各位触发器，各位触发器状态的变 换与计数脉冲同步。
异步二进制加法计数器线路联接简单。各触发器是逐级翻转，因 而工作速度较慢。
Q2
Q1
Q0
与关系
Q
J FF3
QJ
FF2
Q
J FF1
J
Q FF0
K
K
K
K
Q
Q
Q
Q
RD
CP
由主从型 JK 触发器组成的同步四位二进制加法计数器
计数脉冲同时加到各位触发器上，当每个到来后触发器状态是 否改变要看J、K的状态。
Q3
Q2
Q1
Q0 最低位触发器FF0每一个
与关系
脉冲就翻转一次；
Q
J FF3
K
JK触发器构成减法计数器
74LS197集成4位异步二进制加法计数器
U CC C R Q 3 D 3 D1 Q 1 C P0
Q3 Q2 Q1 Q0
14 13 12 11 10 9
8 74LS197
CP1
CP0 12 3 45 6
7
C T/ L D Q 2 D 2 D 0 Q 0 C P1 G N D
小结
2. 同步二进制计数器
74LS161型四位同步二进制计数器
(a) 外引线排列图； (b) 逻辑符号
表21.3.4 74LS161型同步二进制计数器的功能表
电工电子技术基础知识点详解3-1-1-逻辑函数化简
逻辑代数化简主要内容：逻辑代数化简的方法；利用逻辑代数的基本运算法则和卡诺图进行化简。
重点难点：卡诺图法化简的方法。
逻辑代数化简由逻辑状态表直接写出的逻辑式及由此画出的逻辑图，一般比较复杂；若经过简化，则可使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。
从而可节省器件,降低成本，提高电路工作的可靠性。
利用逻辑代数变换，可用不同的门电路实现相同的逻辑功能。
化简方法公式法卡诺图法例1： 化简 1. 应用逻辑代数运算法则化简(1) 并项法 CAB C B A C B A ABC Y+++=)()(B B C A B B AC +++=C A AC +=A=例2： 化简 CB C A AB Y++=(2) 配项法)(A A C B C A AB +++=C B A C A C AB AB +++=CA AB +=BA B A A +=+例3： 化简CB AC B A ABC Y ++=(3) 加项法 ABC C B A C B A ABC +++=ACBC +=CB C B A ++=)(CB C B A +⋅=CB A +=(4) 吸收法吸收B A AB +=C B AC B A Y++=例4： 化简例5： 化简Y =ABC +AB D +A BC +CD +BD =ABC +A B C +CD +AB +BD =AB +A B C +CD +BD =AB +B C +CD +BD=AB +CD +B (C +D )=AB +CD +BCD)(D AD B CD C B A ABC ++++=吸收吸收 吸收 B CD AB ++=CDB +=吸收2. 应用卡诺图化简卡诺图:是与变量的最小项对应的按一定规则排列的方格图，每一小方格填入一个最小项。
(1) 最小项：对于n输入变量有2n种组合, 其相应的乘积项也有2n 个，则每一个乘积项就称为一个最小项。
其特点是每个输入变量均在其中以原变量和反变量形式出现一次，且仅一次。
电工电子技术基础知识点详解3-1-2-逻辑代数运算法则
逻辑代数及其运算法则1.逻辑代数逻辑代数又称布尔代数，它是分析与设计逻辑电路的数学工具。
它虽然和普通代数一样也是用字母表示变量，但变量的取值只有“0”和“1”两种，分别称为逻辑“0”和逻辑“1”。
这里的“0”和“1”不再表示数量的大小，而是代表两种相互对立的逻辑状态。
逻辑代数所表示的是逻辑关系，而不是数量关系，这是它与普通代数本质上的区别。
在逻辑代数中只有“与”运算（逻辑乘）、“或”运算（逻辑加）和“非”运算（求反）三种基本运算。
根据三种基本逻辑运算可以导出逻辑运算的一些法则。
2.逻辑代数运算法则(1) 常量与变量的关系自等律 A A =+0 A A =⋅1 0-1律 A A =+1 00=⋅A 互补律 1=+A A 0=⋅A A 重叠律 A A A =+ A A A =⋅ 还原律 A A =(2) 逻辑代数的基本运算法则 交换律 A B B A +=+ A B B A ⋅=⋅结合律 )()(C B A C B A ++=++)()(C B A C B A ⋅⋅=⋅⋅ 分配律 C A B A C B A ⋅+⋅=+⋅)()()()(C A B A C B A +⋅+=⋅+证：BC A BCC B A BC C B A A BC AC AB AA C A B A +=+++=+++=+++=+⋅+)1()()()( 反演律（摩根定律） B A B A ⋅=+证：B A B A +=⋅证：(3) 简化逻辑函数常用公式 (1)A B A A =⋅+ (2)A B A A =+)(证：A B A AB A AB AA B A A =+=+=+=+)1()( (3)AB B A A =++)( (4)B A B A A +=+证：B A AB A B A A ++=+ )(A AB A =+ )(A A B A ++= B A += (5)A B A AB =+ (6)A B A B A =+⋅+)()(证：A A A B B A A B B B A AB AA B A B A =+=++=+++=+⋅+)()()( 利用上述逻辑代数的基本公式，可以对某些逻辑关系式进行运算和化简，这样就可以用较少的逻辑门电路实现同样的逻辑功能，从而帮助我们对各种数字电路进行分析和设计。
电工实验3---三相电路(1)
8
注意：导线不要接触点亮的灯泡，否 则绝缘受损，发生触电事故。
9
测量数据
实验内容 （负载情况）
开灯盏数
ABC 相相相
表 3-1 负载星形联接实验数据
线电流（A） 线电压（V）
相电压（V）
I A I B I C UAB UBC UCA U AN U BN UCN
中线 中 点
电流 电 压
测相电流 IAB, IBC, ICA
连接三相电源
U， V， W端
13
注意：导线不要接触点亮的灯泡，否 则绝缘受损，发生触电事故。
14
10
Hale Waihona Puke 三. 负载三角形连接实验箱
线电流 相电流 IA, IB, IC IAB, IBC , ICA
11
三. 负载三角形连接
测相电流 IAB, IBC, ICA
U(A)， V(B)， W(C) 连接实验箱的 X-V(B),
接电流插座
Y-W(C) ，Z-U(A) 12
三. 负载三角形连接 测线电流 IA, IB, IC
实验须知
1、严禁打开实验台的后面板，以防触电。 2、严禁餐饮，垃圾放入垃圾箱。 3、严禁在实验台上涂画，严禁拨动实验箱开
关玩。
4、未经老师许可不得调换实验箱。连线拆线 时一定要断电操作，拆线时抓住线端轻轻 拔下。
5、实验结束，关闭电源，凳子放入工作台下， 导线放入左侧抽屉。
1
空气开关
交流调压
停启钥 止动匙 按按开 钮钮关
实验箱
三相电源
电流插孔 星接三相负载
5
二. 三相负载星型连接 电流插孔
灯泡开关
连接三相电源 U， V， W端
电工电子学第三章习题答案 (2)
第三章交流电路3-1 试写出表示u A =)120314sin(2220,314sin 22200-==t u tV u B A 和V t u C )120314sin(22200+=的，并画出相量图。
解：V U V U V U C B A 0.00120220,120220,0220∠=-∠=∠=•••3-2 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U=220V ，I 1=10A ，I 2=52A ，试分别用三角函数式和复数式表示各正弦量。
3-3已知正弦电流i 1=22sin(100πt+60°)A, i 2=32sin(100πt+30°)A,试用相量法求i=i 1+i 2。
解A tg j j j j I I I 010000210.4284.4)598.3232.3(3914.23232.3598.3)213232(23321230sin 330cos 360sin 260cos 2∠=∠=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+++=+=-•••i= 4.842 sin （100πt+42.00） A3-4在图示电路中，已知R=100Ω，L=31.8mH ，C=318uF 。
求电源的频率和电压分别为50Hz 、100V 和1000Hz 、100V 的两种情况下，开关S 合向a 、b 、c 位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和 无功功率.解：当F=50HZ 、U=100V 时，S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(1099.9100108.312501003A LV ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Q=UIb=1000Var S 接到c ，)(10100103182506A C V Ic =⨯⨯⨯⨯==-πω。
无功功率为：q=UIc=-1000Var当F=1000HZ 、U=100V 时S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(5.08.199100108.31210001003A L V ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Qb=UIb=50Var S 接到c ，)(8.19910010318210006A C V Ic=⨯⨯⨯⨯==-πω。
电工电子技术第三单元-自测练习测验题目与答案
1．在RLC串联电路中，如果调大电容，则电路（）。
选择一项：a. 呈电阻性b. 感性增强c. 性质不变d. 容性增强2．题图3‒1所示是某电路中某一支路的电压u和电流i的波形，可以判断该支路是（）电路。
题图3‒ 1选择一项：a. 纯电感b. 电阻电容串联c. 纯电容d. 电阻电感串联3．RLC串联电路发生谐振时，回路的（）。
a. 电流达到最小值b. 电流达到最大值c. 电压达到最大值d. 电压达到最小值4．下列Y形三相负载连接的电压电流关系中，（）正确。
选择一项：a. UP =UL，IP=ILb. UL =UP，IL=IPc. UL=UP，IP=ILd. UL =UP，IP=IL1．当XL =XC时，φ=0，表明电压u与电流i同相，电路等效为一个纯电阻。
选择一项：对错2．因为电流I与功率因数cosφ成反比，所以功率因数越小，电流在输电线路上的功率损耗越小。
对错3．三相交流电路中，无论负载是对称还是不对称，三相电路总的有功功率都等于各相负载的有功功率之和。
选择一项：对错4．由对称三相电路有功功率P=3UP IPcosφ=ULILcosφ可知，相位差φ既是相电压和相电流间的相位差，也是线电压和线电流的相位差。
选择一项：对错1．某RLC串联电路，其电阻R=10kΩ，电感L=5mH，电容C=μF，正弦电压源的振幅为10V，ω=106 rad/s，求电路的阻抗并判断电路阻抗性质。
答：Z=R+jX=10+j4=<°KΩ由于电抗X﹥0，阻抗角﹥0,所以阻抗呈感性。
2.已知RLC串联电路的R=10Ω，L=2mH，C=180pF，电源电压为5V，求谐振频率f 0、谐振电流I、品质因数Q。
f 0=265kHz，I=，Q=333。
3. 某供电设备输出电压为220V，视在功率为220KVA，如果为额定功率33KW，功率因数cosφ=的小型民办工厂供电，问能供给几个工厂若把功率因数提高到，又能供给几个工厂额定功率33KW为工厂实际消耗的功率即有功功率，功率因数cosφ=表示供电设备需要为它提供的视在功率为33除以，即，供给工厂数为个；功率因数cosφ=时，供给工厂数提高到个。
《电工电子技术》习题答案(1~11章)
（2）由式（2–52）可得：
所以，谐振时电路中的电流I为：
（3）由式（2–52）可得：
10．在文中图2-17所示的收音机输入电路中，线圈的电感L＝0.3mH，电阻R＝16Ω。今欲收听640kHz某电台的广播，应将可变电容C调到多大？如在调谐回路中感应出电压U＝2μV，试求这时回路中该信号的电流多大，并在线圈（或电容）两端得出多大电压？
（2）根据电位的定义可知，VB＝UBO。如图1-3所示，电动势E的参考方向与电压UBO的参考方向相同，则有：
E＝－UBO＝－VB＝40（V）
4．如图1-4所示电路，三个元件中流过相同的电流I＝－2A，U1＝－2V。（1）求元件a的功率P1，并说明它是吸收功率还是发出功率；（2）若已知元件b发出功率10W，元件c吸收功率12W，求U2和U3。
（a）（b）
（c）（d）（e）
图1-12题12图
一、填空题
1．正半周负半周取负
2．有效值
3．幅值或有效值初相位
4．高频电流直流阻交流、通直流高频电流频率很低或直流阻直流、通交流
5．电源设备的容量不能得到充分利用增加线路上的功率损耗电容器或同步补偿器
6．谐振现象串联谐振并联谐振
7．非正弦周期量傅里叶级数
对节点aI1－I2－IG＝0
对节点bI3＋IG－I4＝0
对节点cI2＋I4－I＝0
对回路abdaI1R1＋IGRG－I3R3＝0
对回路acbaI2R2－I4R4－IGRG＝0
对回路dbcdI3R3＋I4R4－E＝0
联立方程，解得：
IG＝0.126A
10．如图1-10所示（a）电路，试用叠加定理求电路中的电流IL。
电工基础教案3-电容器1-3
第三章 电容器电容器在三大领域的作用： 1.电力系统：改善系统的功率因数； 2.电子技术：滤波、耦合、隔直、调谐等； 3.机械加工：电火花加工§3-1电容器与电容量一、电容器水桶是储存水的容器，而电容器则是储存电荷的容器 1.电容器是由被绝缘物质隔开的两块导体组成； 2.两块导体叫做电容器的极板；3.两块导体间的绝缘物质叫做电容器的介质；5.平行板电容器特征：两块面积相同、互相平行的金属板和填充在其间的介质；6.符号： 二、电容量1.不同水桶，储存水的能力也不同，同样，结构不同的电容器的储存电荷的本领也不同。
为了衡量之，我们引入了电容量的定义：电容器任一极板所储存的电荷量Q 与两极板间电压U 的比值，叫做电容器的电容量，简称电容。
2.符号：C3.定义式：C=Q/U4.单位：法拉，简称法，用字母F 表示如果在两极板上加1V 的电压，每一极板上所储存的电容量为1C ，则其电容量为1F ，常用的单位还有：uF （微法）、pF （皮法），关系为：1F=106uF=1012pF5.决定因素：两极板的几何尺寸、相对位置、介质的性质6.计算公式：C=εS/d其中：S —每个极板的有效面积，m 2；d —两极板间的距离，m ；ε—介质的介电常数，F/m ；C —电容量，F 。
上式表明：平行板电容器与极板的相对面积成正比，与极板之间的距离成反比，并与填充在极板间的介电的介质性质有关。
7.注意：并非只有成品电容器才具有电容，事实上，任何被绝缘体隔开的两个导体之间都具有电容，这就是分布电容。
如：输电线之间，输电线与地之间，晶体管各极之间，线圈的匝与匝之间。
三、主要指标1.标称容量：成品电容器上所标明的电容值。
2.允许误差：实际电容量与它的标称容量的偏差叫做误差，这个误差在国家标准规定的允许范围内，称为允许误差。
3.耐压：也叫做额定工作电压，是指电容器长时间工作而不会引起介质电性能受到任何破坏的最大直流电压值。
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第1章半导体二极管和三极管
1.5 半导体三极管
1.5.1基本结构
结构特点：
1.5.2电流分配和放大原理
1.三极管放大的外部条件
2.各电极电流关系及电流放大作用
1）三电极电流关系I E=I B?+I C
2）I C>>I B，I C I E?
3）D I C>>D I B
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是C C C S器件。
3.三极管内部载流子的运动规律
3.三极管内部载流子的运动规律
1.5.3特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。
为什么要研究特性曲线：
1）直观地分析管子的工作状态
2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路测量晶体管特性的实验线路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
1.输入特性
2.输出特性
（2）截止区
I B<0以下区域为截止区，有I C0。
在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。
（3）饱和区
当U C E￡U B E时，晶体管工作于饱和状态。
在饱和区，b I B3I C，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。
深度饱和时，
硅管U C E S0.3V，
锗管U C E S0.1V。
1.5.4主要参数
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1.电流放大系数 ，b
当晶体管接成发射极电路时，
直流电流放大系数
交流电流放大系数
注意：
和b的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且I C E0较小的情况下，两者数值接近。
常用晶体管的b值在20~200之间。
2.集-基极反向截止电流I C B O
3.集-射极反向截止电流(穿透电流)I C E O
4.集电极最大允许电流I C M
?集电极电流I C上升会导致三极管的b值的下降，当b值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为I C M。
5.集-射极反向击穿电压U(B R)C E O
当集—射极之间的电压U C E超过一定的数值时，三极管就会被击穿。
手册上给出的数值是25°C、基极开路时的击穿电压U(B R)C E O。
6.集电极最大允许耗散功耗P C M
P C M取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。
P C?￡P C M=I C U C E
硅管允许结温约为150°C，锗管约为70~90°C。
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区
晶体管参数与温度的关系
1、温度每增加10°C，I C B O增大一倍。
硅管优于锗管。
2、温度每升高1°C，U B E将减小–(2~2.5)m V，即晶体管具有负温度系数。
3、温度每升高1°C，b增加0.5%~1.0%。