电工学(少学时)复习重点演示课件.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电 工 学复 习,1,第1章 直流电路,2,了解,:,电路的作用和组成,;,电路的,通路、开路 和短路,状态,电路模型的概念,掌握,:,电位的计算。,用支路电流法、叠加定理和等效电源定理,分析电路的方法。,理解,:,额定值、负载大小和电功率平衡的概念,;,参考方向和关联参考方向的意义,理想电阻元件的耗能特性、理想电压源的,恒压特性和理想电流源的恒流特性。,电路的基尔霍夫定律。,基本要求,3,1.7 支路电流法,支路电流法的解题步骤:,1.确定支路数，,在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路循行方向。,2.应用,KCL 对结点列出,(,n,1),个,独立,的结点电流方程。,3.应用,KVL 对回路列出,b,(,n,1),个,独立,的回路电压方程（,通常可取,网孔,列出,）,。,4.联立求解,b,个方程，求出各支路电流。,4,试求各支路电流。,b,a,I,2,I,3,42V,+,I,1,12,6,7,A,3,c,d,支路中含有恒流源。,注意：,(1),当支路中含有恒流源时,，,若在列KVL方程时，,所选回路中,不,包含恒流源支路,，,这时，电路中有几条支路含有恒流源，则可少列几个KVL方程。,(2),若所选回路中包含恒流源支路,，,则因恒流源两端的电压未知，所以，有一个恒流源就出现一个未知电压，因此，在此种情况下不可少列KVL方程。,例题1.7.3,+,U,X,5,1.叠加定理只适用于,线性电路,（电路参数不随电压、,电流的变化而改变）。,2.叠加时只将电源分别考虑，,电路的结构和参数不变,。,3.解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电,路中各电压、电流的最后结果是各分电压、分电,流的代数和。,=,+,1.8 叠加定理,“恒压源不起作用”，就是将此恒压源用短路代替,“恒流源不起作用”，就是将此恒流源用开路代替,6,解:,恒压源,单独作用,R,2,I,R,1,U,S,+,_,R,3,R,4,1.8.2 用叠加原理求图示电路中的电流,I,。,I,S,35V,2,7,A,R,2,I,R,1,U,S,+,_,1,R,3,3,R,4,4,恒流源,单独作用,R,2,I,R,1,I,S,R,3,R,4,7,(一)戴维宁定理,U,eS,R,o,+,_,R,1.9 等效电源定理,等效电压源的电压,（,U,eS,）等于有源二端,网络的开路电压（,U,OC,）,等效电压源的内阻等于有源二端网络相应无源二端网络的输入电阻。（有源网络变无源网络的原则是：电压源短路，电流源断路）,8,(二)诺顿定理,A,B,I,eS,R,o,等效电流源,I,eS,为有源二端网络输出端的,短路电流,I,sc,等效电阻 仍为,相,应无源二端网络的,输入电阻,R,o,9,解:,1.9.2 用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。,R,3,I,S,R,1,U,S1,+,_,R,2,R,4,6V,2,2,1,1,3,A,将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压,U,OC,为,R,3,R,1,U,S,+,_,R,2,R,4,U,OC,+,_,有源二端网络的除源等效电阻,R,O,为,R,3,R,1,R,2,R,4,用等效电压源代替有源二端网络，,U,I,为,R,0,U,eS,+,_,I,S,U,I,+,_,10,第三章 交流电路,11,(1-,12,),3.1 正弦交流电的基本概念,3.2 正弦交流电的相量表示法,3.3 单一参数交流电路,3.4 串联交流电路,3.5 并联交流电路,3.6 交流电路的功率,3.7 电路的功率因数,第3章 交流电路,3.8 电路中的谐振,3.9 非正弦周期信号电路,12,掌握,:,正弦交流电的相量表示法及其运算,串并联电路中复阻抗、阻抗、阻抗角的计算,串联、并联和简单混联电路的计算方法,功率,P,、,Q,、,S,的定义及其计算方法,理解,:,正弦交流电的三要素和各种表示方法,;,元件,RLC,在交流电路中的作用,功率因数提高的意义及方法,串并联谐振的条件和特征,基本要求,13,电压的幅值相量,相量的模=正弦量的最大值,相量辐角=正弦量的初相角,或：,设正弦量:,电压的有效值相量,相量表示:,相量的模=正弦量的有效值,相量辐角=正弦量的初相角,14,注意：,1.,只有,正弦量,才能用相量表示，非正弦量不可以。,2.,只有,同频率,的正弦量才能画在一张相量图上，,不同频率不行。,3.相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。,？,=,相量的复数运算,1.,加,、,减运算,设：,2.,乘,法,运算,3.除法,运算,旋转因子:+,j,逆时针转90,-,j,顺时针,转90,15,电路,参数,电路图,(参考方向),阻抗,电压、电流关系,瞬时值,有效值,相量图,相量式,功率,有功功率,无功功率,R,i,u,设,则,u、i,同相,0,L,C,设,则,则,u,领先,i,90,0,0,基本,关系,+,-,i,u,+,-,i,u,+,-,设,u,落后,i,90,单一参数正弦交流电路的分析计算小结,16,电路参数,与电路性质的关系：,当,X,L,X,C,时,，,0,，,u,超前,i,呈,感性,当,X,L,X,C,时，,T,2,电机能起动，否则不能起动。,（3）起动状态：,起动转矩,T,s,58,三相异步电动机,型 号 Y132S-6 功 率 3 kW 频 率 50 Hz,电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y,转 速 960 r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B,三相异步电动机的铭牌数据意义及计算,3.联结方式：,定子三相绕组的联接方法,。,4.额定电压 U,N,：U,N,=380 V、额定电流,I,N,：,I,N,=7.2 A,定子绕组在,指定接法,下应加的,线电压、线电流。,6.额定频率,f,N,：,f,N,=50 Hz,电动机正常工作时，定子绕组所接交流电压的频率。,7.额定功率,P,N,：,P,N,=3 kW,电机在额定运行时,转轴,上输出的功率,其中,P,1N,为电动机从电源吸收的额定有功功率，,N,为电动机的效率,59,6.5 三相异步电动机的起动,选择起动方法要考虑的,问题：,（1）,足够的,起动转矩,（2）,限制,起动电流,(1)直接起动（全压起动）,(2)降压起动,a.Y-,降压起动法,电动机的起动电流,I,S,减小到直接起动的,K,A,倍，从电源取用的电流和起动转矩,T,s,均减小到直接起动的 。,b.自耦变压器降压起动,60,61,62,额定电压 U,N,、额定电流,I,N,定子绕组在,指定接法,下应加的,线电压、线电流。,63,额定功率,P,N,电机在额定运行时,转轴,上输出的功率,64,65,66,第7章电气自动控制,67,了解,:,常用低压电器的基本结构和功能,理解,:,短路、失压、过载保护的方法,基本要求,掌握,:,异步电动机的起停控制、正反转控制、行,程控制、顺序和时间控制的原理,电路的自锁和互锁方法,读懂简单控制电路的原理图,68,控制电路,QF,3,KM,M,3,操作和动作,(1),接通电源,(2),起动,按,SB,st,M,起动；,手松开,M,停止。,SB,st,KM,1.起停点动控制电路,69,2.起停长动控制电路,SB,st,KM,KM,SB,stP,QF,L1 L2 L3,KM,M,3,操作顺序,(1),接通电源,(2),起动,按,SB,st,M,起动；,手松开,M,不停。,长动控制。,(3),停止,按,SB,stp,M,停止；,(4),断开电源。,FR,FR,过载保护,失(欠)压保护,隔离、短路保护,过载保护,70,7.3 正反转控制,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,KM,R,QF,L1 L2 L3,KM,F,M,3,FR,FR,正转控,制支路,反转控,制支路,71,操作步骤：,(1),按,SB,stF,正转起动。,(2),按,SB,stP,正转停止。,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,KM,R,QF,L1 L2 L3,KM,F,M,3,FR,FR,72,(3)按 SB,stR,反转起动。,(4)按 SB,stP,反转停止。,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,KM,R,QF,L1 L2 L3,KM,F,M,3,FR,FR,73,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,KM,R,QF,L1 L2 L3,KM,F,M,3,FR,FR,错误操作：,正,(,反,),转时按反,(,正,),转起动,六个主触点同时闭合,电源短路！,74,KM,R,QF,L1 L2 L3,KM,F,M,3,FR,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,FR,互锁措施：,采用辅助动断触点。,KM,R,KM,F,互锁触点,75,双重,互锁,机械互锁电路,SB,stR,SB,stF,SB,stF,KM,F,KM,F,SB,stP,SB,stR,KM,R,KM,R,FR,KM,R,KM,F,错误操作：,同时按,SB,stF,、,SB,stP,，,两条支路同时断开，,M,不起动。,76,7.4 顺序联锁控制,控制多台电动机之间的起动、停止顺序。,例如要求两台电动机的顺序起停：,(1),M1,起动以后,M2,才能起动。,(2),M2,停止以后,M1,才能停止。,77,M1控制,支路,M2控制,支路,KM1,KM2,FR2,M2,3,M1,3,KM1,QF,L1,L2,L3,FR1,SB,st1,KM1,KM1,SB,stP1,SB,st2,KM2,KM2,FR1,SB,stP2,FR2,起动顺,序控制,78,KM1,KM2,FR2,M2,3,M1,3,KM1,QF,L1,L2,L3,FR1,SB,st1,KM1,KM1,SB,stP1,SB,st2,KM2,KM2,FR1,SB,stP2,FR2,操作步骤：,(1),合闸,起动,M1,起动,M2,。,(2),分别按,SB,stP1,、,SB,stP1,停止,M1,、,M2,。,(3),增加,KM2,实现,M2,先停止。,KM2,79,5,KM-,KT,KM-Y,KM-Y,KT,KM-,KM,SB,stp,SB,st,KM,FR,KM-Y,KM,Q,FR,电机,绕组,A,x,B,y,C,z,KM-,Y,KM-,Y,起动,控制电路,1,2,3,6,7,4,8,9,10,10,11,12,13,14,15,16,13,80,SB,st1,KM,KM,SB,stp1,FR,7.2.3 画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制电路,SB,st2,SB,stp2,SB,st1,SB,stp1,为甲地按钮,SB,st2,SB,stp2,为乙地按钮,81,7.4.1 两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动,用一套起,停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上,要求,电动机按下述顺序启动和停止:启动时,M,1,启动后,M,2,才随之,启动;停止时,M,2,停止后,M,1,才随之停止.,SB,st1,KM,1,KM,2,FR,1,KM,2,KM,1,SB,stp1,FR,2,M,1,启动后,M,2,才随之启动;,M,1,的动合辅助触点,KM,1,串联,在,M,2,的接触器线圈支路中。,M,2,停止后,M,1,才随之停止；,M,2,的动合辅助触点,KM,2,并联,在,M,1,的,启动按钮两端，对其锁定。,82,互锁位置颠倒,7.5.2 如图三相异步电动机正反转控制电路.控制要求是:在正,转和反转的预定位置能自动停止,并且有短路、过载和失压保,护.请找出图中的错误,画出正确的电路,并阐述从,KM,1,线圈通,电换到,KM,2,线圈通电的操作过程.,缺短路保护,应为动断触点,应为动合触点,KM,1,ST,1,ST,2,KM,2,KM,2,KM,1,KM,1,SB,2,SB,3,KM,2,SB,1,KM,R,Q,KM,F,3,3,缺过载保护,电源线,应为动断触点,83,KM,R,Q,KM,F,FR,3,3,KM,1,ST,A1,ST,B1,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,SB,stF,SB,stR,KM,2,SB,stp,FR,正确的控制电路:,84,7.6.2画出两台三相笼式异步电动机按时间顺序起停的控制电路,控制要求是:电动机,M,2,在,M,1,运行一定时间后自动投入运行,并,同时使,M,1,电动机停转,时间继电器,KT,线圈断电.电路应具有短,路、过载和失压保护功能。,SB,2,KM,1,KM,1,SB,1,KM,2,Q,FU,1,KM,2,FR,2,3,KM,2,KM,2,3,FR,1,KM,1,KT,FR,1,FR,2,FU,2,延时闭合,动合触点,KT,1,2,3,2,4,5,6,7,8,9,10,8,85,第8章直流稳压电源,86,了解,:,半导体二极管和三极管的基本类型、伏安,特性和主要参数,几种特殊二极管和集成稳压器,理解,:,二极管的钳位和限幅作用,三极管的三种工作状态,基本要求,掌握,:,单相桥式整流电路和滤波电路的原理及分,析方法,87,二极管的用途：,整流、限幅、钳位等。,88,电源变压器:将交流电网电压,u,1,变为合适的交流电压,u,2,。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整流电路:将交流电压,u,2,变为脉动的直流电压,u,3,。,滤波电路:将脉动直流电压,u,3,转,变为平滑的直流电压,u,4,。,稳,压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压,u,0,的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,89,u,2,0,时,D,1,D,3,导通,D,2,D,4,截止,电流通路:,由a经D,1,R,L,D,3,b,u,2,0 时,D,2,D,4,导通,D,1,D,3,截止,电流通路:,由b经D,2,R,L,D,4,a,输出是脉动的直流电压！,u,2,桥式整流电路输出电压波形及电流波形,u,o,u,2,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,0,a,b,通过负载的电流,90,4.参数计算,(1)负载直流电压平均值,U,o,(2)负载直流电流平均值,I,o,(3)二极管平均电流值,I,D,(4)二极管承受的最高反向电压,U,Rm,5.整流二极管的选择,平均电流,I,D,与最高反向电压,U,Rm,是选择整流二极管的主要依据。,选管时应满足：,I,F,I,D,，,U,R,U,Rm,u,o,R,L,u,2,i,o,u,o,1,2,3,4,a,b,+,+,91,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,u,2,t,u,0,t,忽略整流电路内阻,电容通过R,L,放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，u,0,会逐渐下降。,u,0,u,1,u,2,u,1,a,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,S,C,92,一般取,(T:电源电压的周期),近似估算:U,0,=,1.2,U,2,。,(2)流过二极管瞬时电流很大,R,L,C越大,U,0,越高,负载电流的平均值越大,整流管导电时间越短,i,D,的峰值电流越大,故一般选管时，取,2、电容滤波电路的特点,(1)输出电压U,0,与时间常数,=R,L,C有关,R,L,C愈大,电容器放电愈慢,U,0,(平均值)愈大，,(3)滤波电容,93,1.符号,U,Z,I,Z,I,ZM,U,Z,I,Z,2.伏安特性,稳压管正常工作时加反向电压，工作于反向击穿区,使用时要加限流电阻,稳压管工作于反向击穿区时，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。,U,I,O,8.3 特殊二极管,（一）稳压二极管,稳压误差,+,-,94,D,Z,u,0,R,u,2,u,1,C,1,u,0,R,L,引起电压不稳定的原因是：交流电源电压的波动和负载电流的变化。,I,R,I,Z,I,L,稳压电路,95,96,97,第9章基本放大电路,98,特征：,I,B,的微小变化会引起,I,C,的较大变化。,(b),是由 和 决定的。,(c),(d)晶体管相当于通路。,I,C,U,BB,mA,A,V,U,CE,U,BE,R,B,I,B,U,CC,V,+,+,+,+,R,C,+,+,+,1.放大状态,条件：发射结正偏，集电结反偏。,99,特征：,I,B,增加时，,I,C,基本不变。,(b),是由 和 决定的。,(c),(d)晶体管相当于,短路,。,I,C,U,BB,mA,A,V,U,CE,U,BE,R,B,I,B,U,CC,V,+,+,+,+,R,C,I,B,+,饱和,+,+,条件：发射结正偏，集电结正偏。,2.饱和状态,100,特征：,基极电流,I,B,=0,；,(b)集电极电流,I,C,=0；,(c),(d)晶体管相当于,开路,。,I,C,U,BB,U,CE,U,BE,R,B,I,B,U,CC,+,+,+,+,R,C,B,E,C,I,B,I,E,I,C,条件：发射结反偏，集电结反偏。,3.截止状态,NPN,型三极管,+,+,+,101,102,103,104,了解,:,基本放大电路的组成和工作原理,理解,:,放大电路的失真问题,放大电路的图解分析法,微变等效电路的适用条件,基本要求,掌握,:,放大电路静态和动态的分析和计算,105,R,B1,+,U,CC,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,u,i,u,o,I,1,I,2,I,B,分压式偏置电路共射放大,U,B,106,（二）静态分析：,R,B1,+,U,CC,R,C,R,B2,I,1,I,B,I,2,R,E,U,CE,U,BE,直流通路,I,E,107,交流通路,R,B,R,C,R,L,u,i,u,o,r,be,R,B,R,C,R,L,微变等效电路,其中,（三）动态分析：,108,109,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,R,B1,+,U,CC,R,C,R,B2,I,1,I,B,I,2,R,E,U,CE,U,BE,I,E,110,下一页,上一页,返 回,111,下一页,上一页,返 回,112,下一页,上一页,返 回,113,下一页,上一页,返 回,114,下一页,上一页,返 回,115,下一页,上一页,返 回,116,R,L,R,L,R,E,9.5.2 共集放大电路,第9章 基本放大电路,R,B1,R,C,u,o,u,i,U,CC,C,1,+,C,2,+,R,B2,C,E,+,117,R,L,R,E,R,B1,u,o,u,i,U,CC,C,1,+,C,2,+,R,E,R,B1,U,CC,直流通路,u,i,=0,I,B,=,U,CC,U,BE,R,B,(1,),R,E,I,C,=,I,B,U,CE,=,U,CC,R,E,I,E,=,U,CC,R,E,(1,),I,B,I,C,I,B,U,CE,I,E,静态分析,9.5 共集放大电路,118,R,L,动态分析,交流通路,R,B,U,i,R,L,R,E,R,B1,u,o,u,i,U,CC,C,1,+,C,2,+,R,E,U,o,9.5 共集放大电路,U,CC,=0,119,r,be,R,E,R,L,动态分析,交流通路,R,B,U,i,R,E,U,o,微变等效电路,U,i,R,B,I,b,I,b,I,i,R,L,U,o,I,o,9.5 共集放大电路,120,动态分析,r,be,R,E,U,i,R,B,I,b,I,b,I,i,R,L,U,o,I,o,9.5 共集放大电路,U,o,=,R,L,(1,),I,b,R,L,=,R,E,R,L,U,i,=,r,be,I,b,R,L,(1,),I,b,A,u,=,U,o,U,i,=,(1,),R,L,r,be,(1,),R,L,r,i,=,U,i,I,i,r,o,=,U,OC,I,SC,=,R,B,r,be,(1,),R,L,1,121,