第14章 半导体二极管和三极管 半导体 极管和 极管
14.1 半导体的导电特性 14.2 14 2 PN结 14.3 半导体二极管 半导体 极管 14.4 稳压二极管 14.5 半导体三极管
第14章 半导体二极管和三极管 半
本章要求： 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 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。 会分析含有 极管的电路
对于元器件 重点放在特性 参数 技术指标和 对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况， 对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近 似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结 果。 对电路进行分析计算时 只要能满足技术指标 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标， 就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的 特性有分散性 RC 的值有误 器件是非线性的、特性有分散性、 差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
14.1 半导体的导电特性
半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻 可做成温度敏感元件，如热敏电阻) )。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 光敏性： 当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件 如光敏电阻 光敏二极 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等) 管、光敏三极管等 )。 掺杂性： 掺杂性 ：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变( 能力明显改变 (可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
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。 半导体
价电子 Si Si
Si 共价健 晶体中原子的排列方式 晶体 中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子 共价键中的两个电子，称为 价电子。 。
本征半导体的导电机理 价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后， 即可挣脱原子核的束缚， Si Si 成为自由电子 成为 自由电子（带负电） 自由电子（带负电）， （带负电） （带负电）， 同时共价键中留下一个空 Si Si 位 称为空穴 位，称为空穴 位，称为 称为空穴（带正电） （带正电）。 这一现象称为本征激发。 空穴 温度愈高 晶体中产 温度愈高，晶体中产 价电子 生的自由电子便愈多。 在外电场的作用下 空穴吸引相邻原子的价电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）
自由电子
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时 在半导体中将出 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流 (1)自由电子作定向运动 →电子电流 (2)价电子递补空穴 →空穴电流 自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和 空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复 自由电子和 空穴成对地产生的同时，又不断复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性 能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。 能也就愈好。 所以，温度对半导体器件性能影响很大。
14.1.2 N型半导体和 P?型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。 在常温下即可
Si Si
p+ Si
Si
变为自由电子 掺入五价元素 掺杂后自由电子数目 多 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
在N 型半导体中 型半导体中自由电子 自由电子 磷原子 是多数载流子，空穴是少数 载流子 载流子。
14.1.2 N型半导体和 P?型半导体
Si Si
– Si B
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量 增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或 P型半导体。 在 P 型半导体中 型半导体中空穴是多 空穴是多 数载流子，自由电子是少数 载 载流子。
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
1 在杂质半导体中多子的数量与 a 1. （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. a 减少、 减少 b. b 不变、 不变 c. c 增多）。 增多） 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 a 。 b ，N 型半导体中的电流主要是 主 主要是 型半 体中的电流主 （a. 电子电流、b.空穴电流）
14.2 PN结
14 2 1 PN 14.2.1 PN结的形成 结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动 P 型半导体
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
内电场越强 漂移运 内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。
内电场 N 型半导体
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
扩散和漂移 这一对相反的 这 对相反的 运动最终达到 动态平衡，空 间电荷区的厚 度固定不变。
浓度差 形成空间电荷区
多子的扩散运动 扩散的结果使空间电荷 区达到一定宽度。
14.2.2 PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压 结加正向电压（正向偏置） （正向偏置） P接正、N接负
PN 结变窄
－－ － － － － －－ － － － － －－ － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P
IF
+
–
内电场 外电场
N
内电场被 削弱，多子 的扩散加强 的扩散加强， 形成较大的 扩散电流 扩散电流。
PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。
2. PN?结加反向电压 结加反向电压（反向偏置） （反向偏置）
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P接负、N接正
P
内电场 外电场
N
–
+
2. PN?结加反向电压 结加反向电压（反向偏置） （反向偏置） PN 结变宽
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P接负、N接正
内电场被加 强，少子的漂 移加强 由于 移加强，由于 少子数量很少， 形成很小的反 向电流。
P
IR
内电场 外电场
N
–
+
PN 结加反向电压时 结加反向电压时，PN结变宽 结变宽，反向电流较小， 反向电流较小 反向电阻较大，PN结处于截止状态。 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加
14.3 半导体二极管 半
15.3.1 基本结构
(b)面接触型 (a) 点接触型 结面积大、 结面积小、 正向电流大、 结电容小、正 结电容大，用 结电容大 用 向电流小。用 于工频大电流 于检波和变频 整流电路。 等高频电路 等高频电路。 (c) 平面型 用于集成电路制作工艺中 PN结结面积可大可 用于集成电路制作工艺中。 小，用于高频整流和开关电路中。 阳极 D 阴极
( d) 符号
14.3.2 伏安特 伏安特性
特点：非线性 反向击穿 电压U(BR) 反向电流 – +N P 在一定电压 范围内保持 常数（极小）。反向特性 外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
I
正向特性 P + – N
硅0.6~0.8V 导通压降 锗0.2~ .2~0.3V 2~0 2~ 0 0.3V 3V U 硅管0.5V, 死区电压 锗管0.1V。 外加电压大于死区 电压二极管才能导通。
14.3.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向 平均电流。 平均电流 2. 反向工作峰值电压URWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压， 一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3. 反向峰值电流IRM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流大 说明管子的单向导电性差 IRM受温度的 向电流大，说明管子的单向导电性差， 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小， 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小 ， 锗管的反向电流较大 为硅管的几十到几百倍 锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。
二极管的单向导电性 二极管 极管的单向导电性 极管 的单向导电性
1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。 3 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿 失 去单向导电性。 4 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 4. 二极管的反向电流受温度的影响 温度愈高反 向电流愈大。
二极管电路分析举例 导通 定性分析：判断二极管的工作状态 截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。 反向截止时 极管相当于断开。 否则，正向管压降 硅0.6~0.7V 锗0.2~ .2~0.3V 2 0 0.3V 3V
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳
例 1：
6V
D 3kΩ 12V + A
电路如图，求：UAB 取 B 点作参考点， 断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电 位。
UAB – B
V阳 =－6 V V阴 =－12 V V阳>V V阴 二极管导通 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则 UAB低于－ 否则， 低于 6V一个管压降，为－ 个管压降 为 6.3 6 3Ｖ或－ Ｖ或 6.7V 6 7V 在这里，二极管起钳位作用。
武汉工程职业技术学院 （铁山校区培训部教案） 适用工种：B类员工培训 班级：程潮铁矿、金山店铁矿B类员工培训班任课教师：付斌 日期：2012-8
二0一二年下学期 教学进度计划表 任课教师：付斌班级：B类员工培训班 2012-8
第一章直流电路 本章教学要求: 1、了解电路的组成和状态，理解有关基本物理量的定义，熟记它们的单位和符号； 2、掌握欧姆定律，熟悉电路的三种状态。 3、了解电流热效应的应用与危害，了解负载额定值的意义； 4、熟练掌握电阻串联、并联和混联电路的特点及其应用； 5、了解基尔霍夫定律。 6、会用万用表测量电压、电流和电阻。 重点： 1．电路的基本定律（欧姆定律、基尔霍夫定律）； 2．电位的计算。 3、电阻串并联计算。 难点： 1．电源与负载电压方向的判别方法； 2．基尔霍夫电压方程的列写。 教学方法： 讲授法、讲练结合、启发式 §1-1 电路及其基本物理量 一、电路：电流流通的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。 1、电路的作用 （1）实现电能的传输、分配与转换
（2）实现信号的传递与处理 2、电路的组成和状态 组成部分：电源、负载、导线、控制装置。 状态：通路、开路（断路）、短路 二、电流 1、电流的形成：电荷有规则的定向移动形成电流。 2、电流的大小：是指单位时间内通过导体横截面的电荷，即I=Q/t ，电流用符号I 表示，单位是安培（A ）。 3、电流的方向：正电荷移动的方向。 4、电流的换算关系： 三、电压、电位和电动势 1、电压 （1）概念：电场力将单位正电荷从a 点移到b 点所做的功，称为a 、b 两点的电压，用U ab 表示。电压单位是伏特（V ）。 （2）方向：高电位 ? 低电位，电位降低的方向。 （3）换算关系： A 101kA 3=A 101mA -3=A 10mA 10A 1-6-3==μ
第五章电路的瞬态分析【引言】①直流电路：电压、电流为某一稳定值 稳定状态（简称稳态）交流电路：电压、电流为某一稳定的时间函数 ○2当电路发生接通、断开、联接方式改变及电路参数突然变化时，电路将从一种稳态变换到另一种稳态，这一变换过程时间一般很短，称为瞬态过程或简称瞬态（也称暂态过程或过渡过程）。 防止出现过电压或过电流现象，确保电气设备安全运行。 ○3 瞬态分析的目的 掌握瞬态过程规律，获得各种波形的电压和电流。 学习目的和要求 １、了解产生瞬态过程的原因和研究瞬态过程的意义。 ２、掌握分析一阶电路的三要素法。理解初始值、稳态值、时间常数的概念。 ３、理解ＲＣ电路和ＲＬ电路瞬态过程的特点。 ４、了解微分电路和积分电路 本章重点：分析一阶电路的三要素法，ＲＣ电路的充放电过程。 本章难点：初始值的确定。 5-1瞬态过程的基本知识 一、电路中的瞬态过程 【演示】用根据图5-1-1 制作的示教板。观察开关S 合上瞬间各灯泡点亮的情况。 S I C I L I R ＋C L R U S － HL 1HL2HL3 图 5-1-1 【讲授】开关 S HL 1突然闪亮了一HL 2由暗逐HL 3立刻变合上瞬间下，然后逐渐暗下渐变亮，最亮，亮度稳 去，直到完全熄灭后稳定发光定不变 有瞬态过程无瞬态过程
外因——电路的状态发生变化（换路） 电路发生瞬态过程的原因 内因 —— 电路中含有储能元件（电容或电感） 二、换路定律 【讲授】①换路定律是表述换路时电容电压和电感电流的变化规律的，即换路瞬间电容上的电压和电 感中的电流不能突变。 ②设以换路瞬间作为计时起点，令此时 t ＝０，换路前终了瞬间以 t ＝０ —表示，换路后初始瞬间以 t ＝０ +表示。则换路定律可表示为： u C （０ +） = u C （０ — ） 换路瞬间电容上的电压不能突变 i L （０ +） = i L （０ — ） 换路瞬间电感中的电流不能突变 换路后 换路前 初始瞬间 终了瞬间 【说明】①换路定律实质上反映了储能元件所储存的能量不能突变。因为 W C = 1 Cu C 2、W L = 1 Li L 2， p= dw 趋于无穷大，这是不可能的。 2 2 u C 和 i L 的突变意味着能量发生突变，功率 dt ②当电路从一种稳定状态换路到另一种稳定状态的过程中， u C 和 i L 必然是连续变化的，不能突变。 这种电流和电压的连续变化过程就是电路的瞬态过程。 ③电阻是耗能元件，并不储存能量，它的电流、电压发生突变并不伴随着能量的突变。因此由纯电 阻构成的电路是没有瞬态过程的 。 ④虽然 u C 和 i L 不能突变，但电容电流和电感电压是可以突变的，电阻的电压和电流也是可以突变 的。这些变量是否突变，需视具体电路而定。 三、分析一阶电路瞬态过程的三要素法 【讲授】①一阶电路是指只包含一个储能元件，或用串、并联方法化简后只包含一个储能元件的电 路 经典法 （通过微分方程求解） ②分析一阶电路瞬态过程的方法 三要素法 （简便方法，本书只介绍此法的应用） ③在直流电源作用下的任何一阶电路中的电压和电流，只要求得初始值、稳态值和时间常数这三个 要素，就可完全确定其在瞬态过程中随时间变化的规律。——三要素法：
技校电工学第五版第四章-三相交流电路
第四章 三相交流电路 §4-1 三相交流电 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。 2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。 3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线，俗称火线。通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线，一般用黄绿相间色导线表示。 4．三相四线制电网中，线电压是指相线与相线之间的电压，相电压是指相线与中性线之间的电压，这两种电压的数值关系是U L =3U P ，相位关系是线电压 超前相电压30°。 5．目前民用建筑在配电布线时，常采用三相五线制供电，设有两根零线，一根是工作零线，另一根是保护零线。 二、判断题【正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．对于三相交变电源，相电压一定小于线电压。(√) *2．三相对称电源接成三相四线制，目的是向负载提供两种电压，在低压配电系统中，标准电压规定线电压为380V ，相电压为220V 。(√) 3．当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。(√) 4．两根相线之间的电压叫做线电压。(√) 5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．关于三相交流发电机的使用，下列说法正确的是(D )。 A ．三相交流发电机发出的三相交流电，只能同时用于三相交变负载 B ．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机 C ．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线 D ．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用3根线（都是火线）向外输电 2．某三相对称电源相电压为380V ，则其线电压的最大值为(C )。 A ．3802 V B ．3803V C ．3806V D ．V 32 380 3．已知对称三相电压中，V 相电压为u v =2202 sin(314t+π)V ，则按正序U 相和W 相电压为(B )。
第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 2．交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间，用符号T表示，其单位为秒（S）；交流电的频率是指交流电1S内变化的次数，用符号f表示，其单位为赫兹（Hz），周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 3．我国动力和照明用电的标准频率为50Hz，习惯上称为工频，其周期是 0.02s，角频率是314rad／s。 4．正弦交流电的三要素是周期（频率或角频率）、有效值（最大值）和初相位。 5．已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A，则该交流电的最大值为1A，有效值为0.707A，频率为50Hz，周期为0.02S，初相位为-π/4。 6．阻值为R的电阻接入2V的直流电路中，其消耗功率为P，如果把阻值为 R/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中，它消耗的功率为P。 7．如图3-1所示正弦交流电流，其电流瞬时值表达式是： i=4sin314t（A）。 8．常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9．作相量图时，通常取逆（顺、逆）时针转动的角度为 正，同一相量图中，各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦 交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．正弦交流电的三要素是指：有效值、频率和周期。(×) 2．用交流电压表测得交流电压是220V，则此交流电压的最大值是380V。(×) 3．一只额定电压为220V的白炽灯，可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4．用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．交流电的周期越长，说明交流电变化得(B). A．越快B．越慢C．无法判断 *2．某一正弦交流电压的周期为0.Ols，其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz 3．已知一交流电流，当t=O时的值i0=1A，初相位为30°，则这个交流电的有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4．已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示，其瞬时值表达式为(C)。 A．μ=lOsin(ωt-π/2)V B．μ=-lOsin(ωt-π/2)V C．μ
第四章 三相交流电路 §4-1 三相交流电 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。 2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。 3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线，俗称火线。通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线，一般用黄绿相间色导线表示。 4．三相四线制电网中，线电压是指相线与相线之间的电压，相电压是指相线与中性线之间的电压，这两种电压的数值关系是U L =3U P ，相位关系是线电压 超前相电压30°。 5．目前民用建筑在配电布线时，常采用三相五线制供电，设有两根零线，一根是工作零线，另一根是保护零线。 二、判断题【正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．对于三相交变电源，相电压一定小于线电压。(√) *2．三相对称电源接成三相四线制，目的是向负载提供两种电压，在低压配电系统中，标准电压规定线电压为380V ，相电压为220V 。(√) 3．当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。(√) 4．两根相线之间的电压叫做线电压。(√) 5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．关于三相交流发电机的使用，下列说法正确的是(D )。 A ．三相交流发电机发出的三相交流电，只能同时用于三相交变负载 B ．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机 C ．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线 D ．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用3根线（都是火线）向外输电 2．某三相对称电源相电压为380V ，则其线电压的最大值为(C )。 A ．3802 V B ．3803V C ．3806V D ．V 32 380 3．已知对称三相电压中，V 相电压为u v =2202 sin(314t+π)V ，则按正序U 相和W 相电压为(B )。
技校电工学第五版第三章-单相交流电路
第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 2．交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间，用符号T表示，其单位为秒（S）；交流电的频率是指交流电1S内变化的次数，用符号f表示，其单位为赫兹（Hz），周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 3．我国动力和照明用电的标准频率为50Hz，习惯上称为工频，其周期是0.02s，角频率是314rad／s。 4．正弦交流电的三要素是周期（频率或角频率）、有效值（最大值）和初相位。 5．已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A，则该交流电的最大值为1A，有效值为0.707A，频率为50Hz，周期为0.02S，初相位为-π/4。 6．阻值为R的电阻接入2V的直流电路中，其消耗功率为P，如果把阻值为R/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中，它消耗的功率为P。 7．如图3-1所示正弦交流电流，其电流瞬时值表达式是： i=4sin314t（A）。 8．常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9．作相量图时，通常取逆（顺、逆）时针转动的角度为正， 同一相量图中，各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦交流 电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．正弦交流电的三要素是指：有效值、频率和周期。(×) 2．用交流电压表测得交流电压是220V，则此交流电压的最大值是380V。(×) 3．一只额定电压为220V的白炽灯，可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4．用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．交流电的周期越长，说明交流电变化得(B). A．越快B．越慢C．无法判断 *2．某一正弦交流电压的周期为0.Ols，其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz =1A，初相位为30°，则这个交流电的3．已知一交流电流，当t=O时的值i 有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4．已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示，其瞬时值表达式为(C)。 A．μ=lOsin(ωt-π/2)V B．μ=-lOsin(ωt-π/2)V C．μ=lOsin(ωt+π)V
第四章三相交流电路 §4-1 三相交流电 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。 2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。 3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线，俗称火线。通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线，一般用黄绿相间色导线表示。 4．三相四线制电网中，线电压是指相线与相线之间的电压，相电压是指相线与中性线之间的电压，这两种电压的数值关系是U L=3U P，相位关系是线电压超前相电压30°。 5．目前民用建筑在配电布线时，常采用三相五线制供电，设有两根零线，一根是工作零线，另一根是保护零线。 二、判断题【正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．对于三相交变电源，相电压一定小于线电压。(√) *2．三相对称电源接成三相四线制，目的是向负载提供两种电压，在低压配电系统中，标准电压规定线电压为380V，相电压为220V。(√) 3．当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。(√) 4．两根相线之间的电压叫做线电压。(√) 5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．关于三相交流发电机的使用，下列说法正确的是(D)。 A．三相交流发电机发出的三相交流电，只能同时用于三相交变负载 B．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机 C．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电，任何情况
《电工基础》课程标准 本课程标准由电气自动化技术教研室与威海华瑞电子联合开发。 执笔：董海萍 审核：王浩华 制订时间： 2015年6月18日 修订单位：工业技术系 一、课程定位 半岛制造业基地建设与发展急需控制技术等核心职业能力的课程体系中，处于 十分重要的地位。2003年7月，省政府提出加快胶东半岛制造业基地建设的意见，确定以、、威海三市为主体，打破行政区域限制，把胶东半岛作为一个经济板块统一规划和建设，使之成为面向日、及欧美的加工制造业基地。围绕半岛制造业基地对电气自动化技术人才的需求，重点培养学生以西门子现代工控设备为基础的控制系统的设计、安装、调试、维护维修能力的高技能专门人才；培养具有对传统电气设备自动化改造能力的高技能专门人才；具有自动化生产线系统安装、调试、运行的技术与管理能力的高技能专门人才；具有工厂供配电系统的设计、安装、管理、维护维修能力的高技能专门人才。《电工基础》是中职电工电子技术专业必修的一门重要的专业基础课，以电路基本知识为基础，为专业的后续课程提供必需的理论基础和必备的实践技能，是电类专业实践体系的基本技能模块之一。本课程是从事电类相关专业的技术人员都必须拥有的基本理论、基本技能和基本素质。在以强化电气设备改造与维修、电子线路设计与维修、自动化生产线组装与调试等核心职业能力 的课程体系中，处于主干、基石的地位。 前导课程：物理 后续课程：检测技术应用，可编程控制器技术应用，变流变频技术应用，自动生产线安装与调试。 二、课程培养目标 通过本学习领域的学习，培养学生理论分析及应用能力，使学生掌握电子电路
的基础概念、基本理论和基本分析方法；培养学生具有电子仪器仪表使用、电路故障处理、实践操作规、常用软件的使用等基本实践能力，使学生掌握电子电路的安装、调试及故障排除方法；培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业、严谨精细、认真负责、一丝不苟的工作作风，使学生形成良好的职业素养。具体目标按职业能力的三个方面进行描述： （一）专业能力 1．能够运用万用表、晶体管测试仪等仪器设备，完成常用电子元器件的质量检测，能够正确选择元器件； 2．掌握电子电路的基本概念、基本理论和基本电路的分析方法； 3．电子电路的识图与绘图能力，具有一定的电路设计能力； 4．具备对电子电路分析的能力，能够熟练使用各种常见的电子仪器仪表和工具，具有完成电子电路的安装、调试和故障排除等能力。 （二）方法能力 1．独立学习，努力提高学生的自学能力和创新能力； 2．能够理论联系实际，自主学习提高； 3．善于观察、总结规律，积累经验，并在工作中推广应用； 4．独立分析问题、解决问题的能力； 5．自主获取新知识、新技能的能力。 （三）社会能力 1．具备符合电气行业的基本职业道德和职业素质，具备严谨精细、一丝不苟的工作态度； 2．培养学生的团队协作能力，具有共同解决问题的团队精神和奉献精神； 3．培养学生严谨的科学态度，形成科学的世界观； 4．具有辨明是非能力，诚实守信并快乐工作与生活； 5．具备良好的沟通和组织能力。 三、课程设计
第二章磁场与电磁感应 §2-1 磁场 一、填空题（将正确答案填写在横线上）． 1．当两个磁极相互靠近时，它们之间会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质—磁场。 3．磁感线的方向定义为：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。磁感线是闭合曲线。磁感线上任意一点的切线方向，就是该点磁场的方向。 4．在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线，这一区域称为均匀磁场。 5．磁场中某一平面上所通过磁感线的数量称为磁通量，简称磁通，用符号Φ表示，磁通的单位是韦伯（Wb），简称韦。描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量叫做磁感应强度，用符号B示，单位为特斯拉（T）。 6．通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。 7．把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，导线所受到的电磁力最大；当电流方向与磁场方向平行时，导线所受的电磁力最小。 8．在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通人电流时，它就会旋转，当线圈平面与磁感线平行时，线圈所产生转矩最大，当线圈平面与磁感线垂直时，转矩为0。 一、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．条形磁铁中，磁性最强的部位在(B)。 A．中间B．两极C．整体 2．磁感线上任一点的(B)方向，就是该点的磁场方向。 A．指向N极B．切线C．直线 3．通电矩形线圈，将其用线吊住并放入磁场，线圈平面垂直于磁场，线圈将(C)o A．转动B．向左或向右移动C．不动 4．如图2-1所示，通电导体向下运动的是(C)。 三、简答题 1．如图2-2所示，A、B是两个用细线悬着的闭合铝环，当合上开关S的瞬间，分析这两个铝环如何运动，并说明理由。
5－1 在图5—1所示电路中，已知0)0(0)0(10V 2==Ω==--L C i U R E ，，，，开关0=t 时闭合，试求换路后电流C L i i i 、、及电压C u 的初始值和稳态值。 解 +=0t 时，电感相当于断路，电容相当于短路 A 0)0()0(==-+L L i i V 0)0()0(==-+C C u u 根据欧姆定律 A 2.010 2)0(=== +R E i A 2.0)0()0(==++i i C 稳态时 A 2.0)0()(==∞+i i A 2.0)()(=∞=∞i i L V 0)(=∞C u A 0)(=∞C i 5－2 图5－2所示电路已处于稳定状态，0=t 时开关闭合，求电流i i C 、和电压L u 的初始值。 解 -=0t 时 3 1)0()0(R R E i i L += =-- E R R R u C 3 13 )0(+= - +=0t 时 3 1)0()0(R R E i i L L += =-+ E R R R u u C C 3 13 )0()0(+==-+ E R R R R R u E i C C ) ()0()0(3121 2+=-=++ E R R R R R i i i L C ) ()0()0()0(3122 1++=+=+++ E R R R R i E u L L 3 11 3)0()0(+=-=++ 5－3 电路如图5－3所示。求在开关Q 闭合瞬间)0(+=t 各元件中的电流及两端电压；当电路到达稳态时又各等于多少？设在-=0t 时，电路中的储能元件均未储能。 解 -=0t 时，电路中储能元件均未储能 图5—1 题5－1图 图5－2 题5－2图
标记星号(*)的题目为国家职业技能鉴定考试易考内容，下同。 第一章直流电路 §1—1 电路及基本物理量 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．_电流流通的路径_为电路，由＿直流电源＿供电的电路称为直流电路。 2．电路一般由_电源_、_负载_、_导线_和_控制装置__四个部分组成。 3．电路最基本的作用：一是___进行电能的传输和转换__；二是_进行信息的传输和处理_。 4．电路通常有通路、开路、短路三种状态。 5．电荷的定向移动形成电流，电流用符号I表示，国际单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）和微安（uA）。 6．电流方向习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的方向，因此，电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向相反。 7．电压又称电位差，用字母U表示，国际单位是伏特（V）。 8．参考点的电位规定为零，低于参考点的电位为负值，高于参考点的电位为正值。 9．电路中某点的电位是指电路中该点与参考点之间的电压；电位与参考点的选择有关，电压与参考点的选择无关。 10．对于电源来说，既有电动势，又有端电压，电动势只存在于电源内部，其方向由负极指向正极；端电压只存在于电源的外部，只有当电源开路时，电源的端电压和电源的电动势才相等。 二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×） 1．金属导体中电子移动的方向就是电流的方同。(×) 2．导体两端有电压，导体中才会产生电流。(√) 3．电压是衡量电场力做功本领的物理量。(√) 4．电路中参考点改变，各点的电位也将改变。(√) 5．电源电动势的大小由电源本身性质所决定，与外电路无关。(√) 6．电源内部电子在外力作用下由负极移向正极。(×) 三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内） 1．下列关于电流说法正确的是(D)。 A．通过的电量越多，电流就越大
第1章 习题解答(部分) 1.5.3 有一直流电源，其额定功率P N =200 W ，额定电压U N ＝50 V ，内阻只ＲN ＝0.5?， 负载电阻Ｒ0可以调节，其电路如图所示。试求： (1)额定工作状态下的电流及负载电阻， (2)开路状态下的电源端电压， 分析 电源的额定值有额定功率P N 。额定电压U N 和额定电流I N 。三者间的关系为 P N =U N I N 。额定电压U N 是指输出额定电流I N 时的端电压，所以额定功率P N 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。 解 （1）额定电流 A U P I N N N 450200=== 负载电阻 5.124 50== = N N I U R ? （2）开路状态下端电压U 0 等于 电源电动势E 。 U 0＝E ＝U N ＋I N Ｒ0＝50＋4×0.5＝52 V 1.5.6 一只100V ，8W 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的电阻?该 电阻应选用多大瓦数的? 分析 此题是灯泡和电阻器额定值的应用。白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变，但可计算出额定电压下的电阻值。电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。 解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流I N 及电阻只R N Ω ≈= = ≈== 1510073 .0110 A 073.01108 N N N N N N U U R U P I 串入电阻R 降低指示灯电压，使其在380V 电源上仍保持额定电压U N ＝110V 工作，故有 Ω≈-= -= 3710073 .0110 3800N N I U U R 该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为 W R I P N R 6.193710073.02 2≈?=?= 可选额定值为3.7k ?,20 W 的电阻。 1.5.7在图1.03的两个电路中，要在12V 的直流电源上使6V ，50 mA 的电珠正常发光， 应该采用哪 一个联接电路？ 解 要使电珠正常发光，必须保证电珠 获得6V ，50mA 电压与电流。此时电珠 的电阻值为12050 6== R ?。 在图1.03(a)中，电珠和120?电阻 R d c （a ） （b ）