电工学(电子技术)第七版课件第15章
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电工学第七版总复习.ppt
灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电流
IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流.
L1
i1
+
u1
N–
iN
–
L3
u2 L2 + u+– 3
i2 i3
R3
R1
N R2
L1
i1
+
u1
N–
iN
–
L3
u2 L2 + u+– 3
i2 i3
R3
R1 N
R2
解：已知：U12
课后习题: 1.7.5 2.7.4 4.4.14 4.5.4(e)
7.4.11 7.5.4
0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：
(1) 额定电流IN? (2) 额定转差率sN? (3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 、和起动转矩TN 。
解: (1) IN
P2 N
3U N cosN N
45 103
84.2 A
3 380 0.88 0.923
(a)
解：由图( b)
(b) E单独作用 将 IS 断开
(c) IS单独作用 将 E 短接
由图(c)
I2
I2
E 10
A
R2 RR3 3
R2 R3
55
IS 5
5
5
1A
1
0.5A
所以 I2 I2 I2 1A 0.5A 0.5A
对例4，已知 E =10V、IS=1A ，R1=10 , R2= R3= 5 ，试用戴维宁定理求流过 R2的电流 I2。
(1) 线电流 三相对称
IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流.
L1
i1
+
u1
N–
iN
–
L3
u2 L2 + u+– 3
i2 i3
R3
R1
N R2
L1
i1
+
u1
N–
iN
–
L3
u2 L2 + u+– 3
i2 i3
R3
R1 N
R2
解：已知：U12
课后习题: 1.7.5 2.7.4 4.4.14 4.5.4(e)
7.4.11 7.5.4
0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：
(1) 额定电流IN? (2) 额定转差率sN? (3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 、和起动转矩TN 。
解: (1) IN
P2 N
3U N cosN N
45 103
84.2 A
3 380 0.88 0.923
(a)
解：由图( b)
(b) E单独作用 将 IS 断开
(c) IS单独作用 将 E 短接
由图(c)
I2
I2
E 10
A
R2 RR3 3
R2 R3
55
IS 5
5
5
1A
1
0.5A
所以 I2 I2 I2 1A 0.5A 0.5A
对例4，已知 E =10V、IS=1A ，R1=10 , R2= R3= 5 ，试用戴维宁定理求流过 R2的电流 I2。
(1) 线电流 三相对称
电工学(第七版上册)秦曾煌主编ppt课件
A
B
(2)用正负极性： A +
U
B
(3)用双下标： A
UAB
B
参考方向
+U
–
+ 实际方向
U >0
参考方向
+U
–
实际方向 +
U <0
3.电位： 电路中为分析的方便，常在电路中选某
一点为参考点，任一点到参考点的电压称 为该点的电位。
用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。
.
16
4.关联参考方向 i
+
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
.
11
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
定义电压示意图
.
21
1.3 电功率和能量 一：电功率
单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为 功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率， 以符号p(t)表示。功率的数学定义式可写为 :
p(t) dw(t) dt
式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。 1瓦功率就是每秒做功 1 焦耳，即1W = 1J/s 。
.
23
由 u dw 得 dw udq dq
再由 i dq 得 dt dq
dt
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
P(t)=ui
根据功率的定义知道功率是能量对时间的导 数，反过来能量是功率对时间的积分。
电工学(第七版上册)电工技术
1.4 电 路 元 件
电路元件是电路中最基本的组成单元。电路元件通 过其端子与外部相连接；元件的特性则通过与端子有 关的物理量描述。每一种元件反映某种确定的电磁性 质。集总参数元件假定：在任何时刻，流入二端元件 的一个端子的电流一定等于另一端子流出的电流，两 个端子之间的电压为单值量。由集总元件构成的电路 称为集总电路，或具有集总参数的电路。用集总元件 及其组合模拟实际的部件和器件以及用集总电路作为 实际的电路模型是有条件的，本书的第18章将加以讨 论。本书的其余各章只考虑集总电路。电路元件按与 外部连接的端子数目可分为二端、三端、四端元件等。 还可以分为无源元件和有源元件，线性元件和非线性 元件，时不变元件与时变元件等等。
第一章 电路模型和电路定律
重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电功率、能量
3. 基本电路元件特性 4. 基尔霍夫定律
1.1 电路和电路模型 一、电路： 由电路器件和电路部件相互连接而成，它 为电流的流通提供路径，具有传输电能、处理 信号、测量、控制、计算等功能。
主要由电源、负载、连接导线及开关等构成
1 1 1 2 1 2 2 2 WC Cu ( t ) Cu ( t 0 ) q (t ) q (t 0 ) 2 2 2C 2C
实际方向
i>0
B
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。 2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。 i
A
B
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
(3)说明线性电阻是无记忆、双向性的元件
电工学下册ppt课件
Si
Si
pS+i
Si
多
掺杂后自由电子数目
余 大量增加，自由电子导电
电 成为这种半导体的主要导
子 电方式，称为电子半导体
或N型半导体。
失去一个 电子变为 正离子
磷原子
在N 型半导体中自由电子 是多数载流子，空穴是少数
载流子。
14.1.2 N型半导体和 P 型半导体
Si
Si
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
++++++ ++++++
对相反的运动 最终达到动态 平衡，空间电
多子的扩散运动
扩散的结果使空 间电荷区变宽。
荷区的厚度固 定不变。PN结 处于相对稳定 的状态。
14.2.2 PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压（正向偏置） P接正、N接负
PN 结变窄
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
第14章 半导体器件
14.1 半导体的导电特性 14.2 PN结及其单向导电性 14.3 二极管 14.4 稳压二极管 14.5 双极型晶体管 14.6 光电器件 本章要求： 一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用； 二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义； 三、会分析含有二极管的电路。
14.1.1 本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
价电子
Si
Si
共价健
Si
Si
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
电工学(第七版上册)电工技术完整ppt课件
P 4 U 4 I4 5 ( 1 ) 5 W 发 5 ( 出 W) P 5 U 5 I5 ( 1 ) 0 ( 3 ) 3W 0 发 3 ( 出 0W
5
P kP 1 P 5 1 1 8 1 6 5 3 0 0
k 1
对一完整的电路，功率之和恒等于零,或者称
发出的功率＝消耗的功率
编辑版pppt
从以上可以看出：
电容能在一段时间内吸收外部供给的能 量转化为电场能量储存起来，
在另一段时间内又把能量释放回电路， 因此电容元件是无源元件、是储能元件，它 本身不消耗能量。
编辑版pppt
45
WCt Cud du ξdξ1 2C2u(ξ)t12C2u(t)1 2C2u( )
若 u( )01C2u(t) 2
u2/R = u2G
上述说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的， 恒为非负值
编辑版pppt
36
3.电阻元件的能量
电阻(或其他的电路元件)上吸收的能量与时间区间相关。
设从t0~t区间电阻R吸收的能量为w(t), 则它应等于从t0到t对它 吸收的功率p(t)作积分， 即 ：
t
w(t) p()d t0
从电位、电压定义可知它们都是代数量，因而就有参考 方向问题。电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际 方向。但在复杂的电路里或在交流电路里，两点间电压的实 际方向是经常改变的，这给实际电路问题的分析计算带来困 难，所以也要对电路中两点间电压设出参考方向。
编辑版pppt
13
电压参考方向有三种表示方式：
编辑版pppt
4
1 0 B A S E - T w a ll p la te
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
5
P kP 1 P 5 1 1 8 1 6 5 3 0 0
k 1
对一完整的电路，功率之和恒等于零,或者称
发出的功率＝消耗的功率
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从以上可以看出：
电容能在一段时间内吸收外部供给的能 量转化为电场能量储存起来，
在另一段时间内又把能量释放回电路， 因此电容元件是无源元件、是储能元件，它 本身不消耗能量。
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45
WCt Cud du ξdξ1 2C2u(ξ)t12C2u(t)1 2C2u( )
若 u( )01C2u(t) 2
u2/R = u2G
上述说明电阻元件在任何时刻总是消耗功率的， 恒为非负值
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36
3.电阻元件的能量
电阻(或其他的电路元件)上吸收的能量与时间区间相关。
设从t0~t区间电阻R吸收的能量为w(t), 则它应等于从t0到t对它 吸收的功率p(t)作积分， 即 ：
t
w(t) p()d t0
从电位、电压定义可知它们都是代数量，因而就有参考 方向问题。电路中，规定电位真正降低的方向为电压的实际 方向。但在复杂的电路里或在交流电路里，两点间电压的实 际方向是经常改变的，这给实际电路问题的分析计算带来困 难，所以也要对电路中两点间电压设出参考方向。
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13
电压参考方向有三种表示方式：
编辑版pppt
4
1 0 B A S E - T w a ll p la te
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电工学(第七版上册)电工技术(课件)
供配电系统包括变压器、开关设备、导线等设备， 这些设备的作用是保障电能的安全传输和分配。
3
供配电系统的电压等级
供配电系统的电压等级分为高压、中压和低压， 不同电压等级适用于不同的输配电需求。
安全用电的基本知识
触电及其危害
触电是指人体成为导电路径的一部分，从而形成电流通过人体， 造成伤害甚至死亡。
安全用电的措施
高斯定理
在静电场中，穿过任意闭合曲 面的电场强度通量等于该闭合 曲面内所包围的电荷的代数和 除以真空中的介电常数。
电流与磁场
电流
电荷的定向移动形成电流，电流的大小等于单位 时间内通过导体横截面的电荷量，电流的单位是 安培。
磁力线
为了形象地描述磁场中各点的磁感应强度方向和 大小，在磁场中画出一些曲线，曲线上每一点的 切线方向都与该点的磁感应强度方向一致，这些 曲线称为磁力线。
节能型家用电器
购买节能型家用电器，如节能空调、节能冰 箱等，以降低能耗。
合理安排用电时间
错峰用电，尽量在电力低谷时段使用大功率 电器，以降低电费支出。
THANK YOU
感谢聆听
掌握电路的基本概念、 基本理论和基本分析方 法。
02
电工学基础知识
电荷与电场
01
02
03
04
电荷
电荷是物质的基本粒子，具有 正负两种电荷。电荷的单位是 库仑。
电场
电荷周围存在电场，电场对放 入其中的电荷产生力的作用。 电场强度是描述电场强弱和方 向的物理量。
电场线
为了形象地描述电场中各点的 电场强度方向和大小，在电场 中画出一些曲线，曲线上每一 点的切线方向都与该点的电场 强度方向一致，这些曲线称为 电场线。
有功功率表示实际消耗的能量，无功功率表示储能元件之间交换 的能量。
3
供配电系统的电压等级
供配电系统的电压等级分为高压、中压和低压， 不同电压等级适用于不同的输配电需求。
安全用电的基本知识
触电及其危害
触电是指人体成为导电路径的一部分，从而形成电流通过人体， 造成伤害甚至死亡。
安全用电的措施
高斯定理
在静电场中，穿过任意闭合曲 面的电场强度通量等于该闭合 曲面内所包围的电荷的代数和 除以真空中的介电常数。
电流与磁场
电流
电荷的定向移动形成电流，电流的大小等于单位 时间内通过导体横截面的电荷量，电流的单位是 安培。
磁力线
为了形象地描述磁场中各点的磁感应强度方向和 大小，在磁场中画出一些曲线，曲线上每一点的 切线方向都与该点的磁感应强度方向一致，这些 曲线称为磁力线。
节能型家用电器
购买节能型家用电器，如节能空调、节能冰 箱等，以降低能耗。
合理安排用电时间
错峰用电，尽量在电力低谷时段使用大功率 电器，以降低电费支出。
THANK YOU
感谢聆听
掌握电路的基本概念、 基本理论和基本分析方 法。
02
电工学基础知识
电荷与电场
01
02
03
04
电荷
电荷是物质的基本粒子，具有 正负两种电荷。电荷的单位是 库仑。
电场
电荷周围存在电场，电场对放 入其中的电荷产生力的作用。 电场强度是描述电场强弱和方 向的物理量。
电场线
为了形象地描述电场中各点的 电场强度方向和大小，在电场 中画出一些曲线，曲线上每一 点的切线方向都与该点的电场 强度方向一致，这些曲线称为 电场线。
有功功率表示实际消耗的能量，无功功率表示储能元件之间交换 的能量。
电工学14和15章教案
电工学第七版第14、15章教案
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
五、用图解法确定静态值
1．优点：直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。
2．步骤：
(1) 用估算法确定I B
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
教案
新课和新上课的教师要求写详案。
4．要求教师每学期上交教案。
电工学第15章基本放大电路
制
作
电 工
习题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 术
+UCC
部 分
RB
RC
C2
C1
RS
U• S
ui
uo
RL
哈 理
工
大 学
王 亚 军 制 作
电 工
例题15.3.1
学 Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 【解】
术
I• b B
画交流通路的方法 ui
电容视为短路； 直流电源视为短路；
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制
作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学 Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
1 放大电路的交流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所
以交直流所走的路径是不同的。
不同的信号可以分别在不同的通
路来进行分析。
ube
Ube
uBE
学 王
亚
军
制
作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
三、用放大电路的直流通路确定静态值
技
术 部
1 放大电路的直流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所 以交直流所走的路径是不同的。
+UCC
不同的信号可以分别在不同的通 路来进行分析。
RB
直流通路
RC
C2
直流通路是在直流电源
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2. 放大电路的微变等效电路
ii
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 RS 效电路代替即可得放 + 大电路的微变等效电 eS 路。
分析时假设输入为 正弦交流，所以等效 电路中的电压与电流 可用相量表示。
Ii
B +
ib
ic C
ib
RB rbe E RC RL
+ uo -
ui
-
Ib B
第15章 基本放大电路
本章要求： 1. 掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等 效电路分析法。 2. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念。 3. 了解设计输出器的工作特点
4. 了解差动放大电路的工作原理和性能特点。
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放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。 放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求 ： 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。 本章主要讨论电压放大电路。
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U CE
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1. 晶体管的微变等效电路 晶体三极管 ic C + ib B + ube 微变等效电路
B ib
+
ic
C +
uce
-
ube
-
rbe
ib
uce -
E 晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
E 晶体管的C、E之间可用一 受控电流源ic=ib等效代替。
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ui –
+ iC + iB + + T uCE uBE – RL u o – – iE
断开 C2
+UCC RB IB RC IC
直流通路
+ + TUCE UBE – – IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
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15.2 放大电路的静态分析
15.1 基本放大电路的组成
15.1.2 基本放大电路各元件作用
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RB BE – RL uo – ui + + – iE EB es – – – RC
晶体管T--放大元 件, iC= iB。要保 + 证集电结反偏,发 EC 射结正偏,使晶体 – 管工作在放大区 。 基极电源EB与基极 电阻RB--使发射结 处于正偏，并提供 大小适当的基极电 流。
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4.放大电路输入电阻的计算 放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是 一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信 号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。
2. 由直流通路估算UCE、IC
根据电流放大作用 I C I B I CEO β I B β I B
由KVL: UCC = IC RC+ UCE 所以 UCE = UCC – IC RC
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例1：用估算法计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
UCEQ
UCC
UCE /V
直流负载线斜率
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1 tan RC
15.3 放大电路的动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro 等。 分析对象： 各极电压和电流的交流分量。 分析方法： 微变等效电路法，图解法。 所用电路： 放大电路的交流通路。 目的： 找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计 打基础。
RL
U _ o
Uo 1.放大倍数 定义 : Au Ui Ui ri 2. 输入电阻 Ii
3. 输出电阻
ro
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例：画出下图放大电路的直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
+UCC RC
断开
RS es – +
RB
C1 + +
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共发射极基本电路
15.1 基本放大电路的组成
15.1.2 基本放大电路各元件作用
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RB BE – RL uo – ui + + – iE EB es – – – RC
集电极电源EC --为 电路提供能量。并 保证集电结反偏。
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例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
由KVL可得：
U CC I B RB U BE I E RE I B RB UBE (1 β ) I B RE
U CC U BE IB RB (1 β ) RE
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15.3.1 微变等效电路法
微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一 个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为 一个线性元件。 线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此， 在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近 似代替。 微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路 电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。
+
Ib B
rbe E RE -
Ic C
βI b
+
RC RL U o
+ ES
Ui
RB
-
Ie
-
βRL Au rbe (1 β ) RE
RL RC // RL
由例1、例2可知，当电路不同时，计算电压放大 倍数 Au 的公式也不同。要根据微变等效电路找出 ui 与ib的关系、 uo与ic 的关系。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
U CC 12 解： B I mA 0.04 mA RB 300
I C I B 37.5 0.04mA 1.5 mA
U CE U CC I C RC 12 1.5 4V 6V
注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
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15.2.2 用图解法确定静态值
UCE =UCC–ICRC
直流负载线方程
U CC RC
ICQ
O
I C f (U CE ) I 常数 B 由IB确定的那 IC/mA 条输出特性与 直流负载线 直流负载线的 交点就是Q点 Q U CC U BE IB RB
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15.1 共发射极放大电路的组成
15.1.1 共发射极基本放大电路组成
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RB BE – RL uo – ui + + – iE EB es – – – RC
+ –
EC
共发射极基本电路
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第15章 基本放大电路
15.1 基本放大电路的组成
15.2 放大电路的静态分析 15.3 放大电路的动态分析 15.4 静态工作点的稳定 15.5 放大电路中的频率特性
15.6 射极输出器
15.7 差分放大电路 15.8 互补对称功率放大电路 15.9 场效应管及其放大电路
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+
微变等效电路
Ic C
RS
+ ES
Ui
-
RB
rbe
βI b
RC
E
+
RL U o
-
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Uo 定义 : Au Ui Ui Ib rbe
3.电压放大倍数的计算
Ii
+
例1：
RS
Ib B
Ui
RB rbe
Ic C
βI b
RC
+ –
EC 集电极电阻RC--将
信 号 源
共发射极基本电路
负载
变化的电流转变为 变化的电压。 耦合电容C1 、C2 --隔离输入、输出 与放大电路直流的 联系，同时使信号 顺利输入、输出。
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15.1 基本放大电路的组成
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RB BE – RL uo – ui + + – iE EB es – – – RC
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15.2.1 用估算法确定静态值
1. 直流通路估算 IB
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC