电工学第八章
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电工学第八章
安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（首页）科室: 教务科授课时间：课程名称煤矿电工学学时分配总学时: 讲授:课程类别必修课(√) 选修课( ) 公选课( ) 实验:授课专业井下电钳工授课班级50班课堂讨论: 任课教师魏晓丽职称助理讲师习题课: 2 选用教材煤炭工业出版社机动:教学目的要求教学重点难点重点: 难点:参考书目学校审阅意见负责人年月日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页）授课时间：授课章节第八章晶体管脉冲电路的基本知识第一节RC电路教学目的重点与难点教学重点教学难点教学方法讲授法、讲练结合教学手段教学过程时间分配教学内容学时数教学过程设计复习提问组织教学引入新课讲授新课课堂小结布置作业实验思考题及作业题教后感安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注第八章晶体管脉冲电路的基本知识第一节RC电路利用RC电路的充放电，可以对脉冲波形进行交换。
一、电容器的充放电现象设电容器上的电荷在电路接通之前为零，它的压降亦为零。
当开关K从“2”的位置转换到“1”的位置，即电路接通一瞬间，直流电源U对电容C进行充电，在t＝（0+）时（电源接通后的一瞬间），电容在电路中相当于短路，电容两端压降仍为零，此时电路中的充电电流为Ic＝E/R。
随着时间的推移，电容两端的电荷逐渐积累，电容上的电压也逐渐增加，而充电电流Ic＝（E－Uc）/R将随着Uc上升而下降，同时UR也随之下降。
经过一段时间后，电容上的电荷充满了，它的两端电压等于电源电动势E，此时充电电流为零，UR也为零，电容充电完毕，电路进入了稳定状态。
从电容充电过程可以看出，当电路刚接通时，电容器在电路中相当于短路；充电完毕，电路进入稳态，电容器相当于断路。
另外，电容器两端的电压不能跃变，它要经过一段时第页安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）教学内容教法提示及备注间后才能达到稳定值E。
RC为充电电路的时间常数，用τ表示。
电容器充电速度与电路的充电时间常数τ值有关，τ越大，充电速度越慢；反之，充电速度越快。
(完整版)电工学简明教程(秦曾煌)8
8.1 电工测量仪表的分类
通常用的电工测量仪表按照下列几个方面分类： 1．按照被测量的种类分类 2．按照工作原理分类 3．按照电流的种类分类 4．按照准确度分类
第8章 电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类
仪表名称
电流
电流表 毫安表
电压
电压表 千伏表
电功率
功率表 千瓦表
电能
电度表
符号
A mA V kV W kW kWh
[例 1] 有一电压表，其量程为 50 V，内阻为 2000 。今 欲使其量程扩大到 300 V，问还需串联多大电阻的倍压器？
[解]
300 RV 2000 ( 50 1) 10000
电压表和倍压器
+ UV –
负 载
+ U
+ U–0
R0
–
RV
负 载
第8章 电工测量
8.5 万用表
万用表可测量多种电量，虽然准确度不高，但是使用简 单，携带方便，特别适用于检查线路和修理电气设备。
第8章 电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类 相位差
仪表名称 相位表
符号
频率
频率表
f
欧姆表
电阻
兆欧表
M
第8章 电工测量
2．按照工作原理分类
型式 符号
被测量的种类
电流的种类与频率
磁电式
电流、电压、电阻
直流
整流式
电流、电压
工频及较高频率的 交流
电磁式
电流、电压
直流及工频交流
电动式
电流、电压、功率、 、功率因数、电能量
8.5.1 磁电式万用表
磁电式万用表由磁电式 微安表、若干分流器和倍压 器、半导体二极 管及转换开 关等组成，可用来测量直流 电流、直流电压、交流电压 和电阻等。
通常用的电工测量仪表按照下列几个方面分类： 1．按照被测量的种类分类 2．按照工作原理分类 3．按照电流的种类分类 4．按照准确度分类
第8章 电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类
仪表名称
电流
电流表 毫安表
电压
电压表 千伏表
电功率
功率表 千瓦表
电能
电度表
符号
A mA V kV W kW kWh
[例 1] 有一电压表，其量程为 50 V，内阻为 2000 。今 欲使其量程扩大到 300 V，问还需串联多大电阻的倍压器？
[解]
300 RV 2000 ( 50 1) 10000
电压表和倍压器
+ UV –
负 载
+ U
+ U–0
R0
–
RV
负 载
第8章 电工测量
8.5 万用表
万用表可测量多种电量，虽然准确度不高，但是使用简 单，携带方便，特别适用于检查线路和修理电气设备。
第8章 电工测量
1．按照被测量的种类分类
被测量的种类 相位差
仪表名称 相位表
符号
频率
频率表
f
欧姆表
电阻
兆欧表
M
第8章 电工测量
2．按照工作原理分类
型式 符号
被测量的种类
电流的种类与频率
磁电式
电流、电压、电阻
直流
整流式
电流、电压
工频及较高频率的 交流
电磁式
电流、电压
直流及工频交流
电动式
电流、电压、功率、 、功率因数、电能量
8.5.1 磁电式万用表
磁电式万用表由磁电式 微安表、若干分流器和倍压 器、半导体二极 管及转换开 关等组成，可用来测量直流 电流、直流电压、交流电压 和电阻等。
《电工学(少学时)》第8章习题答案 唐介主编 高等教育出版社
2 sin ω t） / 2 = 110 2 sin ω t V 。波形
于两灯泡皆为 220 V，40 W，则电源电压平均分配在两灯泡 如图 8.15（b）所示。
效应高，所以灯泡 EL2 比灯泡 EL1 亮一些。
ww
课
（2）由于灯泡 EL2 在正负半周都有电流流过，所产生的热
.k hd aw .c om
ww
.k hd aw .c om
课 后 答 案 网
返 回 上一题 上一页
下一题
教材图 8.03）所示电路中， D1 和 ）（教材图 8.2.3 在图 8.14（a）（ u i = 2 sin ω t V，试画出输 D2 为理想二极管， U1 = U2 = 1 V， 出电压uo的波形。
【解】 在输入信号 ui 的正半周期，二极管 D2 截止，D1的 状态则取决于 ui 与 U1 的相对大小，当 ui > U1 时，D1 导通，uO ＝U1＝1 V；当 ui < U1 时，D1 截止，uO＝ ui 。
ww
【解】 （1）设变压器二次绕组的电压 u 2 = 2U 2 sin ω t ，当 0≤ωt ＜π时，二极管 D 正向导通， 电流经二极管 D 流过负载 RL ；当π≤ωt＜2π时，二极管 D 反向截止，负载上没有电流。
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.k hd aw .c om
图8.16（a）
课
后
图8.16（a）
答
案 网
返 回
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8.2.7 图8.17（a）(教材图 8.06 )为一全波整流电路，试 求： （1）在交流电压的正，负半周内 ,电流流通的路径； （2）负载电压 uO 的波形。
ww
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于两灯泡皆为 220 V，40 W，则电源电压平均分配在两灯泡 如图 8.15（b）所示。
效应高，所以灯泡 EL2 比灯泡 EL1 亮一些。
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课
（2）由于灯泡 EL2 在正负半周都有电流流过，所产生的热
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教材图 8.03）所示电路中， D1 和 ）（教材图 8.2.3 在图 8.14（a）（ u i = 2 sin ω t V，试画出输 D2 为理想二极管， U1 = U2 = 1 V， 出电压uo的波形。
【解】 在输入信号 ui 的正半周期，二极管 D2 截止，D1的 状态则取决于 ui 与 U1 的相对大小，当 ui > U1 时，D1 导通，uO ＝U1＝1 V；当 ui < U1 时，D1 截止，uO＝ ui 。
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【解】 （1）设变压器二次绕组的电压 u 2 = 2U 2 sin ω t ，当 0≤ωt ＜π时，二极管 D 正向导通， 电流经二极管 D 流过负载 RL ；当π≤ωt＜2π时，二极管 D 反向截止，负载上没有电流。
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图8.16（a）
课
后
图8.16（a）
答
案 网
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8.2.7 图8.17（a）(教材图 8.06 )为一全波整流电路，试 求： （1）在交流电压的正，负半周内 ,电流流通的路径； （2）负载电压 uO 的波形。
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电工学第八章 基本放大电路
RL RC//RL
返回
(3)电压放大倍数的计算
•
•
Ui I b rbe
•
•
•
UoIcRL IbRL
式中 RL RC//RL 则放大电路的电压放大倍数
•
Au
U0
•
Ui
R' L rbe
输出端开路时(未接RL)
Au
RC rbe
结 论
❖ Au与β、rbe和并联电阻 有关；
❖负载电阻RL越小，放大倍数越小； ❖ 输入电压与输出电压相位相反。
返回
放大电路可分为静态和动态两种情况来分析。
动态：输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态。
❖ 此时，电路中电流和电压值是直流和交流分量叠加。 ❖ iB、iC、iE、uBE和uCE，称为动态值（直流分量和交流 分量的叠加） ❖ 对放大电路的动态分析就是采用放大电路的交流通道， 确定电压放大倍数Au，输入电阻ri，输出电阻ro等。 ❖ 动态分析方法：微变等效电路法和图解法 直流通道——只考虑直流信号的分电路。 交流通道——只考虑交流信号的分电路。
步骤： ❖ 用估算法确定IB； ❖ 由输出特性曲线确定IC和UCE。
由 U CE U CC ICR C 得
IC=0时， UCEUCC
UCE=0时，I C
U CC RC
返回
(1)输入输出特性曲线
如下图所示，(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对 应于输入输出特性曲线上的一个点，称为静态工
0.0m 4 A40A
IC IB
3.750.04
1.5mA
U CE U CC ICR C
1 2 1.5 1 0 34 130
6V
返回
电工学第8章
UBR
I/mA
O IR
A
UD
U/V
反向饱 和电流
击穿电压
3. 理想二极管的伏安特性
I I
O
UD
U
O
U
近似特性
理想特性
三、主要参数 1.额定正向平均电流：(IF) 额定正向平均电流： 额定正向平均电流 2.正向电压降：(UF） 正向电压降： 正向电压降 3.最高反向工作电压：（UR） 最高反向工作电压：（ 最高反向工作电压：（ 4.最大反向电流：（IRm） 最大反向电流：（ 最大反向电流：（
二.杂质半导体 1. P型半导体 型半导体 在本征半导体中, 掺入微量的三价元素硼。 在本征半导体中 掺入微量的三价元素硼。 >>自由电子数量 ∴空穴总数 >>自由电子数量 空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。 空穴为多数载流子 自由电子为少数载流子。 自由电子为少数载流子
+4 +4 +4 自由电子 空穴
uO 0 iO π ωt 2π π uO 0
0.45U2 U/RL IO
2U2
0.9U2 UO/RL IO/2
2U2
iO
π
2π π
ωt
半波整流
桥式整流
4.整流元件的选择 整流元件的选择
a. 先计算电路中的 D和URM 。 先计算电路中的I b. 查手册，令 IF≥ID 查手册， UPR≥URM 例：若ID= 250mA, URM= 40V， ， ——查手册选 查手册选2CZ53B。 查手册选 。
解：
DA UA UB DB
R
⑴ DA 、DB导通 UF UF=(3+0.6)V=3.6V ⑵ DB先导通 UF=(0+0.6)V=0.6V 此时D 截止。 此时 A截止。 DB 起箝位作用， 起箝位作用，
I/mA
O IR
A
UD
U/V
反向饱 和电流
击穿电压
3. 理想二极管的伏安特性
I I
O
UD
U
O
U
近似特性
理想特性
三、主要参数 1.额定正向平均电流：(IF) 额定正向平均电流： 额定正向平均电流 2.正向电压降：(UF） 正向电压降： 正向电压降 3.最高反向工作电压：（UR） 最高反向工作电压：（ 最高反向工作电压：（ 4.最大反向电流：（IRm） 最大反向电流：（ 最大反向电流：（
二.杂质半导体 1. P型半导体 型半导体 在本征半导体中, 掺入微量的三价元素硼。 在本征半导体中 掺入微量的三价元素硼。 >>自由电子数量 ∴空穴总数 >>自由电子数量 空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。 空穴为多数载流子 自由电子为少数载流子。 自由电子为少数载流子
+4 +4 +4 自由电子 空穴
uO 0 iO π ωt 2π π uO 0
0.45U2 U/RL IO
2U2
0.9U2 UO/RL IO/2
2U2
iO
π
2π π
ωt
半波整流
桥式整流
4.整流元件的选择 整流元件的选择
a. 先计算电路中的 D和URM 。 先计算电路中的I b. 查手册，令 IF≥ID 查手册， UPR≥URM 例：若ID= 250mA, URM= 40V， ， ——查手册选 查手册选2CZ53B。 查手册选 。
解：
DA UA UB DB
R
⑴ DA 、DB导通 UF UF=(3+0.6)V=3.6V ⑵ DB先导通 UF=(0+0.6)V=0.6V 此时D 截止。 此时 A截止。 DB 起箝位作用， 起箝位作用，
电工学第8章
下一题
第 8 章 半导体器件
8.1 (2) 为什么说扩散运动是多数载流子的运动，漂移运 动是少数载流子运动？ 【答】 因为扩散运动是多数载流子因为浓度上的差异而形 成的运动，而漂移运动是少数载流子在内电场作用下形成的 运动。
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上一题
下一题
第 8 章 半导体器件
8.2 (1) 试从正向电压，反向饱和电流的大小以及温度的 影响等方面比较，硅管和锗管的优点。 【答】 从正向电压降看，硅管的正向电压降比锗管的大， 这是锗管的优点;从反向饱和和电流看,硅管的反向饱和电流 比锗管小，这是硅管的优点；从温度的影响看，温度增加时, 会引起反向饱和电流增大，而反向击穿电压减小。这方面锗 管比硅管对温度更为敏感，这也是锗管不如硅管的地方。
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上一题
下一题
第 8 章 半导体器件
8.2 (2) 试分析图 8.3 (a)（教材图 8.2.6）所示整流电路 中的二极管 D2或 D4 断开时负载电压的波形,如果 D2 或 D4 接 反，后果如何？如果 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路，后果如 何？
图8.3
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上一题
下一题
第 8 章 半导体器件
图8.5
【答】限流电阻 R 一方面限制稳压管电流不会超过其 IZmax 而免遭破坏，另一方面其上的电压起着电压调节作用，从而 保证了稳压的效果，所以限流电阻 R 不能为零，否则稳压管 易被烧坏。
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上一题
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第 8 章 半导体器件
8.3 (3)
稳压电路中的稳压管接反了，有何后果?
【答】稳压管接反了，将与普通二极管一样处于正向导通 状态，负载两端电压等于其正向电压。
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上一.2 (3) 在图 8.4 [教材图 8.2.8 (a)]所示的电路中，如 果 C 断路，负载直流电压有无 变化？变化了约百分之多少？ 如果 C 短路，后果怎样？ 【答】
电工学 电子技术(第七版) 秦曾煌CHAPTER8
ωt
n0 = 3000 (转 分） /
A
N
Y C
Z Y B
A
A Z Y B C X
S
C N
N
Z B
S
X
S
X
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Im
A Z X Y B
i i A
iB iC
t
iC C
iB
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ii i i C A B Im
o
(×)电流入 × 电流入 Y
A
n0
iC
C
iB
B′ Z′
A′ Y
C
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iA
A X A' Z' X' C' Y' Y B' Z B
C′
X′
Y′
A
N
Z
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4.旋转磁场的转速 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N p=1时 时
n 0 = 60 f 1 ( 转 / 分） 工频： 工频： f1 = 50 Hz
Im Im
0 o
i i A
iB iC
S
本文由yingzheng12贡献
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第8章 交流电动机
8.1 三相异步电动机的构造 8.2 三相异步电动机的转动原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 三相异步电动机转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的起动 8.6 三相异步电动机的调速 8.7 三相异步电动机的制动 8.8 三相异步电动机铭牌数据 8.9 三相异步电动机的选择 8.10 同步电动机(略) 同步电动机( 8.11 单相异步电动机
n0 = 3000 (转 分） /
A
N
Y C
Z Y B
A
A Z Y B C X
S
C N
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(×)电流入 × 电流入 Y
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4.旋转磁场的转速 旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N p=1时 时
n 0 = 60 f 1 ( 转 / 分） 工频： 工频： f1 = 50 Hz
Im Im
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第8章 交流电动机
8.1 三相异步电动机的构造 8.2 三相异步电动机的转动原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 三相异步电动机转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的起动 8.6 三相异步电动机的调速 8.7 三相异步电动机的制动 8.8 三相异步电动机铭牌数据 8.9 三相异步电动机的选择 8.10 同步电动机(略) 同步电动机( 8.11 单相异步电动机
电工学(七版_秦曾煌)_第8章_直流电动机
不变，所以调速特性是一组 平行曲线。 改变电压调速的特点:
电 压 降 低
0
Tc
特性曲线
T
(1)工作时电压不允许超过UN ，而n U, 所以调速只能向下调 。 (2)机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳定性好。
(3)均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。
(4)调速幅度较大。 调速过程:
保持If 为额定,减小电枢电压。 U Ia
动、反转和调速的基本原理和基本方法。
8.1 直流电机的构造
直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不 便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速 要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采 用直流电动机驱动。 直流电机的优点：
(1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。 (3) 易于控制。 应用: (1) 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井提升机 以及起重设备等调速范围大的大型设备。 (2) 用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等
（4）反电动势 E U Ra Ia 110 0.04 234 100.6 V
8.4 并励电动机的起动与反转
8.4.1 起动 直流电动机不允许在额定电压UN下直接起动。
UN E 1. 起动问题 Ia N Ra (1) 起动电流大 起动时,n =0 E K E nΦ 0
PfCu Rf I 2f 27.5 42 440 W
总损失功率
P P1 P2 26190 22000 4190W
空载损耗功率
P0 P PaCu 4190 2190 2000W
（3）额定转矩
T 9550 P2 22 9550 210 N . m n 1000
电 压 降 低
0
Tc
特性曲线
T
(1)工作时电压不允许超过UN ，而n U, 所以调速只能向下调 。 (2)机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳定性好。
(3)均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。
(4)调速幅度较大。 调速过程:
保持If 为额定,减小电枢电压。 U Ia
动、反转和调速的基本原理和基本方法。
8.1 直流电机的构造
直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不 便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速 要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采 用直流电动机驱动。 直流电机的优点：
(1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。 (3) 易于控制。 应用: (1) 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井提升机 以及起重设备等调速范围大的大型设备。 (2) 用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等
（4）反电动势 E U Ra Ia 110 0.04 234 100.6 V
8.4 并励电动机的起动与反转
8.4.1 起动 直流电动机不允许在额定电压UN下直接起动。
UN E 1. 起动问题 Ia N Ra (1) 起动电流大 起动时,n =0 E K E nΦ 0
PfCu Rf I 2f 27.5 42 440 W
总损失功率
P P1 P2 26190 22000 4190W
空载损耗功率
P0 P PaCu 4190 2190 2000W
（3）额定转矩
T 9550 P2 22 9550 210 N . m n 1000
电工学06(第八章)
f B l i
（左手定则）
n
e i
S
1. 结论： 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致 2. 线圈比磁场转得慢
n n0
异步
n0 f
N
n
e i
S
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
电动机转速:
n
异步电动机
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但
n n0
提示：如果
n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线） 无转子电流 无转距 无转动
Z Y B C
A Z B X
C S
B X
C X
t 60
t 120
t 180
2、旋转磁场的转向
Y
A
n0
Z B
旋转方向：取决于三相电流的相序。
C
iA
iB
iC
Im
iA
iC
iB
t
X
Im
t
n0
n0
若要改变电机的旋转方向：任意换接其中两相
3、旋转磁场的极(对)数 p
极数 p 与三相绕组的安排有关
受到电磁力所形成的转矩之总和。
T KT Φm I 2 cos2
与电动机结构 相关的常数 每对磁极磁通的幅值 转子感应电 流的有效值 转子电路的 功率因数
T KT m I 2 cos2
I2 sE20
2 2 2
R ( sX 20 ) R ( sX 20 ) R2 其中参数为： cos2 2 2 R2 ( sX 20 )
n0
n
U1
0
Tst↓
T
R2 R '2 sm sm Tst Tst
《电工学第8章》课件
答案3
电路图包括串联、并联、 混联等；电路元件包括电 阻器、电容器、电感器等 。
第8章习题答案及解析
答案4
电压、电流和功率的计算需要根据基尔霍 夫定律和欧姆定律进行计算，同时需要注意 单位的统一。
解析1
本题考查学生对第8章内容的理解和掌握程度，需 要学生对所学内容有全面的了解和掌握。
解析2
本题考查学生对第8章中的基本概念和原理 的掌握程度，需要学生能够准确理解和应用 这些概念和原理。
《电工学第8章》ppt课件
目录
CONTENTS
• 第8章导言 • 电工学基础知识 • 第8章重点与难点 • 第8章的应用与实践 • 第8章习题及答案
01 第8章导言
CHAPTER
第8章的重要性
掌握电气工程的基本原理
第8章是电工学课程的核心章节，涵盖了电气工程的基本原理和基 础知识，对于学生理解和掌握电气工程学科至关重要。
比，即V=IR。
电容元件
表示电场储能能力的元件，符 号为C。其电压与电量成正比
，即V=Q/C。
电感元件
表示磁场储能能力的元件，符 号为L。其电流与磁通量变化 率成正比，即I=dΦ/dt/L。
基尔霍夫定律
在电路中任取一闭合回路，其 电压降等于零（即ΣU=0）和 电流流入等于流出（即ΣI=0
）。
03 第8章重点与难点
04 第8章的应用与实践
CHAPTER
第8章在日常生活中的应用
照明控制
利用电路知识，实现家庭照明的智能化控制，如使用调光开关调 节灯光亮度。
家电设备
掌握家用电器的工作原理，如电冰箱、空调、洗衣机等，能够进 行简单的维修和保养。
安全用电
了解家庭用电安全知识，正确使用电器设备，避免发生触电、火 灾等事故。