电子电工技术期末复习资料
一、 考试题型： 1) 选择题：主要涉及本课程的一些基本概念和在实际运用中容易混淆的问题 2) 简答题：论述所学的基本内容以及结合工程实际的典型应用
3) 综合题：运用所学的知识和理论通过一定的分析方能求解类型多样的综合题 二、 模拟题
1)
单项选择题
1、在正弦交流纯电感电路中，电压与电流的关系是（ C ）。 A. i=
L u
B. I=
L U C. I=
L
U ω 2、在正弦交流纯电容电路中，电压与电流的关系是（ C ）。 A. i=
C
u
ω B. I=
C
U
C. I=U ωC
3、通常所说的交流电压220V 是指它的（ A ）。 A.有效值 B. 平均值 C. 最大值
4、图1所示电路中，电源电压不变，而频率升高，各灯泡的亮度变化是（ B ）。 A. 灯泡A 变亮 B. 灯泡B 变亮 C. 灯泡C 变亮
5、图2所示是某电路中某一支路的电压u
A. 电阻电感串联电路
B. 电阻电容串联电路
C. 纯电感电路
6、已知电路某元件的电压u 和电流i 分别为i=7sin （
314t-1200
）A ，则该元件的性质是（ A ）。
A. 电容
B. 电感
C. 电阻
7、已知电路某元件的电压u 和电流i 分别为u=10cos （ωt+200
）V ， i=5sin （ωt+1100
）A ，则该元件的性质是（ C ）。
A. 电容
B. 电感
C. 电阻 8、在RLC 串联电路中，如果调大电容，则（ A ）。 A.电路的感性增强 B. 电路的容性增强 C. 电路的性质不变
9、并联电路及相量图如图3所示，阻抗Z1、Z2和整个电路的性质分别对应为（ C ）
A.感性、容性、感性
B.容性、容性、容性
C.容性、感性、容性
10、在三相电路中，三相对称负载为星形连接，三个线电流均为4A ，则中线电流为（ C ）。
A.4A
B.12A
C. 0A 2)
简答题 1. 何为三要素？自行在正弦交流电量瞬时波形图上标出3要素。 幅值、频率、初相
2.
简述RLC 串联电路产生串联谐振的特点？ 1.电路的阻抗最小并呈电阻性。 2.电路中的电流最大。
3.X L =X C ，串联谐振可在电容和电感两端产生高电压。 3.
简述提高功率因数的意义？
电源能够传送多少有功功率给负载，与功率因数cos ?的大小有直接关系。cos ?=1，说明输出的功率全部是有功功率，电源设备得到充分利用。cos ? 的大小说明了电源设备的容量被利用的程度，低功率因数将造成电源设备的浪费。 4.
三相交流电路中，负载星形连接时，相电流与线电流，相电压与线电压有何关系？
相电流与线电流的关系为I P =I L 相电压与线电压的关系为U L =3U P
5.
三相交流电路中，对称负载三角形连接时，相电流与线电流，相电压与线电压有何关系？
相电流与线电流的关系为I L =3I P 相电压与线电压的关系为U P =U L
6.
对组合逻辑电路的分析步骤是什么？
在逻辑图中，对每个门的输出端加以标注；写出每个门输出的逻辑函数表达式；将每个门输出的逻辑函数表达式进行迭代，并进行必要的化简；最后写出真值表，并说明该电路的用途。 7.
恒压源的性质是什么？
恒压源的性质为（1）它的输出电压始终是恒定的，不受输出电流的影响；（2）通过它的电流不由它本身决定，由与之相连的负载电阻决定。 8.
恒流源的性质是什么？
恒流源的性质为（1）它的输出电流始终是恒定的，不受输出电压的影响；（2）恒流源的端电压不由它自身决定，由与之相连的负载电阻决定。 9.
负载增加的涵义是什么？在近似恒压源供电或近似恒流源供电系统中，负载增加相当于负载电阻增大还是减小？
负载增加意指电路的输出功率增加。在近似恒压源供电系统中，负载获得的功率P=UI=R
U 2，负载增加既是负载电流增大，
相当于负载电阻减小。在近似恒流源供电的系统中，负载获得的功率P=UI=I 2R ，负载增加既是负载电压增大，相当于负载
电阻加大。
10. 电压源模型与电流源模型等效变换的条件是什么？
如果电压源模型的输出电压和输出电流与电流源模型的输出电压和输出电流对应相等，既是说，对同一外部电路而言，二者的伏安特性相同，那么两种模型可以等效互换。
11. 基尔霍夫定律的基本内容是什么？适用范围如何？
KCL 定律：任意时刻，流入电路中任一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。或∑I =0
KVL 定律：在任意时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周各段电压的代数和恒为零。或∑U =0
12. 作为线性电路分析中的一个重要定理，简述叠加定理的基本内容和适用范围？
对于包含有多个电源的线性电路，电路某元件上的电流或电压等于每个电源单独作用在该元件上所产生的电流和电压的代数和。叠加定理只能分析计算线性电路中的电流和电压，不能用来计算功率。 13. 在电路分析与计算中，戴维南定理最适宜应用于哪种情况？ 如果只需计算电路中某一支路的电流，此时最适宜采用戴维南定理。
14. 什么是正向偏置和反向偏置？二极管在正向偏置和反向偏置时分别为什么状态？
当PN 结的P 区接电源正极，N 区接电源负极时，称为外加正向电压，也叫正向偏置。当P 区接电源负极，N 区接电源正极时，称为
外加反向电压，也叫反向偏置。
正向偏置时，二极管处于导通状态；反向偏置时，二极管处于截止状态。
15. 稳压二极管是如何起到稳压作用的？
稳压二极管有一个相对普通二极管较低的反向击穿电压。在特性曲线上，其反向击穿特性曲线很陡，击穿后在安全的工作电流范围内，能够保证电压变化很小。串接了限流电阻后，能够使稳压二极管很稳定地工作在指定的反向击穿区，只要输出电压取自稳压二极管两端，在输入电压不稳定的情况下稳压二极管便可起到稳定输出电压的作用。
16. 为什么说三极管是一个电流控制器件？
从能量控制的角度看，基极电流是一个控制信号，它的变化能够对直流电源提供给三极管的较大的能量起到控制作用，并表现为对发射极和集电极电流的变化进行控制。
17. 基本放大电路的组成原则是什么？ 1) 电路中既有直流通路，又有交流通路。 2) 电路由线性元件和非线性器件组成。
3)
三极管工作在放大状态，保证信号失真不超过允许范围。
18. 放大电路的信号源内电阻RS 和输入电阻Ri 的大小对电压放大倍数有何影响？
由于信号源内阻与输入电阻的分压作用的影响，放大电路的信号源内电阻RS 越高，电路的电压放大倍数越小；输入电阻Ri 越高，电路的电压放大倍数越大。
19. 什么是三极管放大电路的饱和失真和截止失真？如何避免？
当输入交流信号较大，因静态工作点设置过高，信号正半周使器件进入饱和区而造成的波形失真，称为饱和失真；反之因静态工作点设置过低，信号负半周使器件进入截止区而造成的波形失真，称为截止失真。这两种失真都是因为器件的非线性特性造成的，所以统称为非线性失真。
为了避免出现饱和失真和截止失真，可以调节电阻RB 、RC 或电源UCC ，使静态工作点沿负载线移动或改变负载线的斜率，而使静态工作点移到合适的位置。
20. 分析计算运放电路时常用到的三项理想化指标是什么？
（1）开环差模电压放大倍数Aod 为无穷大；（2）差模输入电阻Rid 无穷大；（3）差模输出电阻Rod 为零。 21. 引入负反馈对放大电路的性能改善有何益处？
能起到稳定静态工作点，提高放大倍数的稳定性，改变输入、输出电阻，减小失真，拓展通频带等。 22. 引入电压串联负反馈和电流并联负反馈，对放大电路的输入、输出电阻分别有什么影响？
引入电压串联负反馈，会使输入电阻增大，输出电阻减小；引入电流并联负反馈，会使输入电阻减小，输出电阻增大。 23. 直流稳压电源一般是由哪几部分组成的？
它是由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。 3)
综合题
1、已知某正弦电压在t=0时，其值 u0=1102V ，初相为600，求其有效值。
1、解：正弦电压瞬时表达式为 u=U m cos （ωt+600
） 当t=0时， u 0= U m cos600
故有
U m =
60cos u =220
2V
U=
2
m U =220V
2、有一电感线圈，当接在电压为40V 的直流电源上时，测得线圈电流为4A 。当接于电压为220V 、频率为50HZ 的正弦交流电源时，测得电流为10A ，求线圈电阻与电感。
解：直流电源作用时
XL=ωL=0，R=40/4=10Ω 交流电源作用时
Z=
I
U =
10
220
=22Ω X L =
22R Z -=
2
21022-=19.6Ω
L=
f
X L π2=62.4mH
3、图4所示电路中，已知电压表的读数为15V ，电流表的读数为1A ，R=5Ω，电源的角频率ω=200rad/s ，求电感L ，和电路消耗的功率。
解：设电流为参考相量，即?I =I 00
A ，电阻R 上的电压相量为?R U =R ?
I =
5 00
V ，由于电感上的电压?L U 超前电流?
I 相位900
，则有
U L =
2
2R U U -=14.14V 于是
X L
=
I
U L
=14.14Ω，
L=
ω
L
X =70mH
P=I 2
R=5W
4、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f0、谐振电流I0、品质因数Q0。
解：谐振频率 f 0=
LC
π21=265.4KHZ
谐振电流 I 0=
R
U =0.5A
X L =ω0L=3333Ω X C =
C
01ω=3333Ω
Q 0=
R
L 0
ω=333
5、图5所示电路可用来测量电源的数值及其内阻，图中标出的U 和R0组成某实际电压源。已知R1=2.6Ω，R2=5.5Ω，当开关K1闭合，K2打开时，电流表读数为2A ；打开K1，闭合K2后，读数为1A ，试求U 和R0。
o
?
o ? L
R 图4
U ?
R 2
R 1
R 0
o
o?
I
?
R U
?
L U
?
U
解：K 1闭合，K 2
打开，有 I 1（R 0+R 1）=U K 1打开，K 2闭合，有
I
2（R 0+R 2）=U 联立上两式，得出 U=5.8V ， R 0=0.3Ω
6、在图6所示电路中，已知U1= U2= U3=2V ，R1= R2= R3=3Ω，求UAB 、UBC 、UCA 各为多少？
解：设流过ACB （R 1+R 2+R 3）I=U 3-U 2+U 1 求出I=
9
2A 所以 U AB =U 1-IR 1=3
4
V U BC
=-U 2-IR 2=-2
3
2
V U CA
=-U AB -U BC =
3
4V 7、用戴维南定理求图7电路中R3=10Ω，U=6.5V 。
解：断开R 5，求开路电压U O 和入端电阻R 0
U BD = U 3
13
R R R +≈4.33V
U CD = U
4
24
R R R +=3.25V
U BC = U BD +U DC =U BD -U CD =1.08V
将U 短路
V R R R E R E U U AB 101
11
1110
110112122110=+
+
=++==Ω==+?=+==5.0211111//2121210R R R R R R R A
R R U I 425.010300=+=+= R 0=（R 1//R 3）+（R 2//R 4）≈5.83Ω 求出电流I 5为
I 5=
50R R U
+=5
0R R U BC +≈0.1A
8、图8所示为两级运放电路，已知R 1=R F1=10k Ω,R 2=R 3=R F2=20k Ω，u I1=1V 和u I2=0.5V ，计算电路输出电压u O 。说
明该电路能够实现何种功能。
图8
解：u0=0.5V ，该电路为减法运算电路。
9、如图9所示电路，已知E 1 = E 2=10伏，R 1 = R 2 = 1欧，R 3 = 2欧。用戴维宁定理求出：
（1） 开路电压U O 及等效电阻R O
（2） 流过电阻R 3中的电流I
图9
解：由戴维宁定理：
⑴开路电压： 等效电阻： ⑵电阻R 3中的电流
10．一台三相异步电动机，铭牌数据如下：△形接法，P N =10kW,U N =380V,
ηN =85%，I N =21.5A ，起动电流与额定电流之比I st /I N =7,起动转矩与额定转矩之比T st /T N =1.6。试问此电动机用Y-△起动时的起动电流是多少?当负载转矩分别为额定转矩的40%和70%时，电动机能否采用Y-△起动法起动?
解:(1)7721.550333ST N STY
I I I A ?=
=== (2) 1.60.5333ST N STY
N T T T T ===
根据起动条件可知：当负载转矩T L 为40%T N 时，T StY >T L ，故可采用Y-△起动法起动；当负载转矩T L 为70%T N 时，T StY 11．图11电路中，已知V CC =24V ，R B =800kΩ，R C =6kΩ，R L =3kΩ，U BE =0.7V ，晶体管电流放大系数β=50，r be =1.2KΩ。试求： （1）放大电路的静态工作点(I BQ ，I CQ ，U CEQ )。 （2）电压放大倍数A u 、输入电阻r i 、输出电阻r o 。 解：(1) 324 3080010 CC BQ B U I A R μ≈ ==? 5030 1.5CQ BQ I I mA β==?= 24 1.5615CEQ CC CQ C U U I R V =-=-?= (2) //6//3 5083.31.2 C L u be R R A r β ? =-=-?=- 1.2i be r r K ≈=Ω 6O C r R K ==Ω 12．图12放大电路中三极管的U BE =0.7V ，U CC =12V ，R C =2kΩ，R B =280kΩ，R L =6kΩ，C 1、C 2足够大，输入电压有效值U i =0．1V ，输出电压有效值U 0=8V.求：三极管的电流放大系数β。 解：CC BQ B BE U I R U =?+ 312280100.7BQ I =??+ 40.4BQ I A μ= (//) 80o C L u i be U R R A U r β-= ==- 26(//)80(300)C L BQ mV R R I β=?+ 333336 210610261080(300)21061040.410β--?????=?+?+?? ∴50β= 13．设触发器的初始状态为0，已知时钟脉冲CP 及A 、B 端的波形如题图1所示，画出J 端、Q 端及Q 端的波形。 解：画出J 端、Q 端及Q 端的波形如下图所示： 《电工电子技术》模拟试题一 1、如图5 所示电路，已知E 1 = E 2=10伏，R 1 = R 2 = 1欧，R 3 = 2欧。用戴维宁定理求出： （3） 开路电压U O 及等效电阻R O （4） 流过电阻R 3中的电流I （10分） 图5 图11 图12 R 1 R 2 R f Ui Uo 2、分析图6所示电路是否具有放大作用，并简要说明理由。 （7分） 解：没有放大作用，因为C 1对直流相当于开路， 故隔断了直流电压，不能保证发射极正偏。 3、如图7所示交流放大电路。 说明该电路为何种形式放大电路； 画出该电路的微变等效电路并说明电压放大倍数Au=? ( 8分) ⑶ ∵ BE i U U U ? ??+=0 且BE U ? 一般很小，则0? ?≈U U i 。 ∴射极输出器电压放大倍数总是小于1而接近于1。即 4、如图8所示，为一理想运算放大器。Ui=2V, R 1=R 2=20k, R f=40k 指出该电路为何种形式基本运算电路；写出输出电压Uo 的表达式，并计算Uo 的值。 （8分） 解：⑴ 该电路为反相比例运放 ⑵ 输出电压Uo 的表达式i f O U R R U 1-= ⑶ V V k k U R R U i f O 4220401-=?-=-= 5、根据图9所示逻辑门电路，写出相应的逻辑表达式，并由输入波形画出输出变量波形。 （10分） 解：逻辑表达式:Y 1=A B + 逻辑表达式:Y 2=A B 《电工电子技术》模拟试题二 1、如图5 所示电路，已知E 1=E 2=10伏，R 1=R 2=1欧，R 3=2欧，R 4=R 5=10欧。用戴维宁定理求出：（12分） （1）断开R 3后的开路电压U O 及等效电阻R O （2）流过电阻R 3中的电流I _ + ∞ A B Y 1 ≥1 A A B A B Y 2 & 图6 图8 图9 B 1)1()1(U U i 0≈'++'+==?? E be E u R r R A ββ A B A B Y1 Y2 mA R U U I B BEQ CC BQ 04.0300 7 .012=-= -= 解：（1）V R R R E R E U 101111110110112122110=++=++= Ω =+?++?=+?++?= +=5.5101010 101111////5454212153210R R R R R R R R R R R R R （2）A R R U I 33.125.510 3003=+=+= 2、如图6所示三相对称负载，每相负载为30＋j40Ω,电源线电压为380V 。 （12分） （1）求线电流 ?A I ?B I ? C I 解：(1) ∵ A Z 5040302 2=+= ο13.533040 1 ==-tg ? ∴ο 53504030∠=+=j Z V U AB ο0380∠=? ，V U BC ο120380-∠=?，V U CA ο120380∠=? ο οο 536.753500380-∠=∠∠==? ? Z U I AB AB ∴ οοο8316.1330536.733-∠=--∠?=?=?AB A I I οοο1736.75350120380-∠=∠-∠==? ? Z U I BC BC ∴ο οο20316.13301736.733-∠=--∠?=?=? BC B I I ο οο676.75350120380∠=∠∠==??Z U I CA CA ∴οοο3716.1330676.733-∠=-∠?=?=?CA C I I 3、分析图7所示电路是否具有放大作用，并简要说明理由。 （6分） 解：电路无放大作用。 因为输入信号经C 1和电源短路，无法加到三极管发射极上， U BE 恒为常数，电路无放大作用。 4、在图8所示共射极交流放大电路中，已知三极管的β=50，U BEQ =0.7V ， r be =963Ω,R B =300K Ω,R C =R L =3K Ω,U CC =12V (14分) （1）计算三极管的静态工作点I BQ 、I CQ 、U CEQ ； （2）画出该电路的微变等效电路； （3）计算电压放大倍数Au 及放大电路的输入电阻r i 和输出电阻r o 。 解：⑴ 图5 图7 图6 u C I g ? B I Z 3 Z 1 Z 2 A C B ? A I ? C I mA I I B CQ 24.050=?=?=β9 .77963.0333 350//0 -=+??-=-==?? bc L C U r R R i U U A βΩ ≈+?==k r R r be B i 96.0963 .0300963.0300//Ω ==K R r C 30 ⑵微变等效电路 ⑶ 电压放大倍数： 放大电路的输入电阻： 放大电路的输出电阻： 5、写出图9所示逻辑门的逻辑函数表达式。 （8分） 解： 逻辑函数表达式：B A Y = 逻辑函数表达式：B A Y += 《电工电子技术》模拟试题三 1、如图5所示电路，试用戴维宁定理求AB 端的等效电压和等效电阻。 （7分） 解： AB 端的等效电压: U AB ＝40V AB 端的等效电阻:R 0＝5Ω 2、在R-L-C 串联电路中，已知R=16欧,X L =4欧，X C =16欧，电源电压u=1002sin(314t+300 )伏。 求 (1) 电路的阻抗Z 、电流? I 和电压?R U 、?L U 、? C U ； 解：(1) 电路的阻抗： Ω -∠=-=-+=-+=ο9.36201216)164(16)(j j X X j R Z C L 电流：A Z U I οο ο9.6659.362030100∠=-∠∠==? ? 电压：V R I U R οο9.6680169.665∠=?∠==? ? V jX I U L L οοο9.156209049.665∠=∠?∠=?=? ? 图8 (a) 图5 V R I U U C C CC CEQ 63212=?-=-=(b) 图7 mA R U U I B BEQ CC BQ 04.03007.012=-=-=mA I I B CQ 24.050=?=?=βV jX I U C C οοο1.238090169.665)(-∠=-∠?∠=-?=? ? 4、如图6所示为74LS138译码器逻辑符号 （10分） 请分析： （1）当S 1=0，2S =3S =1，A 2A 1A 0=001时，76543210Y Y Y Y Y Y Y Y = 。 （2）当S 1=1，2S =3S =0，A 2A 1A 0=010时，76543210Y Y Y Y Y Y Y Y = 。 解：⑴S 1=0，2S =3S =1时，译码器被禁止，所有输出被封锁在高电平。 因此，输出76543210Y Y Y Y Y Y Y Y = 。 ⑵当S 1=1，2S =3S =0时，译码器处于工作状态。 因此，输入A 2A 1A 0=010时，输出76543210Y Y Y Y Y Y Y Y = 。 《电工电子技术》模拟试题四 1、已知图5所示电路中U S1=24V ，U S2＝6V ，R 1=12Ω，R 2＝6Ω,R 3=2Ω，试用戴维宁定理求流过电阻R 3中的电流I 3。 (9分) 解：开路电压：V R R R U R U U S S ab 126 112166122411212211=++ =++= 等效内阻：Ω =+?=+?=461261221210R R R R R 电流： A R R U I ab 22412 303=+=+= 2、在图6所示电路中，假设各支路电流参考方向及回路绕向如图中所示，请列出该电路的节点电流方程和回路Ⅰ、 Ⅱ的电压方程。 （9分） 解：设电流流入为正。节点a 的电流方程： 0321=++I I I 回路Ⅰ的电压方程：033111=-+-R I R I U S 回路Ⅱ的电压方程： 022332=-+R I R I U S 3、在图7电路中，已知三极管β＝50，r be =963Ω，R B =300K Ω， R C =3K Ω，R L =3K Ω，U CC =12V 。 （12分） 计算： (1) 静态工作点Q （I BQ 、I CQ 、U CEQ ）； （2）画出微变等效电路； （3）电压放大倍数A u ； （4）放大器的输入电阻r i 和输出电阻r o ； 解：⑴静态工作点 图6 U S 1 图6 R + R 2 U S2 R + a b I 3 图5 9 .77963.0333 350//0 - = +??-=-==?? bc L C U r R R i U U A βΩ ≈+?==k r R r be B i 96.0963 .0300963.0300//Ω ==K R r C 30图7 ⑵微变等效电路 ⑶ 电压放大倍数： 放大电路的输入电阻： 放大电路的输出电阻： 4、分析图8所示三极管电压放大电路： （12分） (1) 该电路何种形式放大电路； (2) 说明该电路反馈类型； (3)说明该电路电压放大倍数Au= ，所以该放大电路无 放大作用，但有 放大作用和 放大作用。 解：⑴∵输出信号是从三极管发射极对“地”取出。 ∴该电路为：射极输出器形式放大电路。 ⑵∵电路中的R E 电阻两端的电压U f 输出信号反馈回输入回路，并和输入信号 串联，共同控制三极管的B 、E 间的电压，忽略C 2交流压降U 0=U f 。因此是电压串联反馈。 又∵基极、发射极上电压的瞬时极性都是“+”，三极管B 、E 极之间的净输入信号U EB =U i －U f 减少，因此是负反馈。 ∴ 该电路是电压串联负反馈。 ⑶该电路电压放大倍数1 0== ? ? i u U U A ，所以该放大电路无 电压 放大作用，但有 电流 放大作用和功率 放大作用。 5、请画出图9中触发器的输出波形（设Q 的初始状态为0）。 （8分） 《电工电子技术》模拟试题五 1、如图7所示电路中，已知U S1＝40V ，U S2=40V,R 1=4Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，R 4＝10Ω，R 5=8Ω，R 6=2Ω，用戴维宁定理求通过R 3的电路I 3。 （12分） V R I U U C C CC CEQ 63212=?-=-= 2、如图8所示R－L串联电路，R=280Ω，R L=20Ω,L=1.65H，电源电压U=220V，电源频率为50H Z。 （10分）求：（1）阻抗Z L及Z； （2）电路电流I （3）电压U R和U L。 3、在图9电路中，已知三极管β＝50，0.963 be r K =Ω，其他参数如图所示。（15分）（1）计算静态工作点Q（I BQ、I CQ、U CEQ）； （2）画出微变等效电路； （3）计算电压放大倍数A u； （4）计算放大器的输入电阻r i和输出电阻r o； （5）若输入正弦信号为u i=102sinωt mV，,问在负载上能获得多大电压输出。 4、如图10所示为74LS128译码器逻辑符号，请分析：（6分） （1）当S1=0，2S=3S=1，A2A1A0=011时，76543210 Y Y Y Y Y Y Y Y= 。 （2）当S1=1，2S=3S=0，A2A1A0=101 时，76543210 Y Y Y Y Y Y Y Y= 。 5、如图11所示触发器 (9分) （1）说明该触发器为何种类型触发器； （2）写出特征方程； （5）画出触发器的输出波形（设Q的初始状态为0）。 （6） L U g L U g R U g R R L I g 图8 图11 电力电子技术的实际应用 摘要 随着科技的飞速进步，时代的高速发展，电力电子技术作为一个新兴的学科诞生并被迅速应用于电力电子领域中，已在国民经济中发挥着巨大作用，已对输变电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。电力电子技术是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术，其发展在优化电能使用、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业、扩大电网规模和功能等方面起到了重要作用。本文将重点介绍电力电子技术在电 理网络中的应用。 关键字：电力电子技术、输配电系统、晶闸管、电力网络。 在电气工程领域，电力电子技术作为一个新兴的学科，因其在电力领域中起到的巨大作用，越来越受到重视。随着晶闸管等电力器件的发明并被应用于电力领域，正式标志着电力电子技术被应用于电力系统，其在全球电力领域的发展中，有着里程碑的意义。 电力电子技术主要应用于电力领域中的电力系统中。电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。其功能就是产生电能，再经输电系统、变电系统和配电系统将电能供应到用户。为了实现此功能，电力电子技术的应用起到了举足轻重的作用。保证了用户能够获得安全、经济、优质的电能。 电力电子技术最初应用到电力领域的历史最早是在20世纪50年代利用不可控器件二极管构成的整流器来替代直流发电机对同步发电机进行励磁调节。随后出现的利用半控器件晶闸管构成的可控整流器更是为发电机的励磁提供里一个快捷有效的控制手段，从根本上改变了发电机的动态和静态性能，有效的改善了系统的稳定性。 在当前大范围使用的电力系统中，通常都是以固定的电压和频率来向用户提供交流电能的（例如我国使用220V、50Hz的交流电），但是最终的用户需要的电能可能形式会有着各式各样的差别，可能是不同频率的交流电、可能是同频率但电压不同的交流电也可能是直流电等等、如果这些要由普通的常规电力系统器件来完成，例如使用变频器，变压器和整流器等，这就需要大量的此类设备，且还要根据不同用户的要求而使用不同的器件，这是很不经济的，也不可能实现。而电力电气器件可以作为电力系统和用户之间的接口，通过受控的开关作用对系统输送到用户的电能进行不同的变换来满足用户不同的需求。故而自其问世以来，就被广泛的应用在电力领域的各个角落。 在电力领域中，实现常规电流变换的装置包括：整流器、逆变器、交流变换器和斩波器四种基本类型。整流器是利用电力电子器件的单向导电性和可控性将交流电能转换为可控的直流电能的变流装置；逆变器是将直流电能转换为交流电能的装置；交流变换器是把一种交流电能变换为另一种交流电能的装置；斩波器是把一种直流电脑变为另一种直流电能的装置。 第二章 2-1 解：i=10sin(314t+60°) mA t =1ms, )3 1 001.0100sin(10ππ+?=s i 2-3解：(1) 452003010021∠=-∠=? ? U U (2)u 1滞后u 2 75°. 2-4 解： ) 1.53sin(25)1.53sin(2521 -=+=t i t i ωω 2-5 解： ) 30sin 30(cos 50)150sin 150(cos 2 7 .7021 j U j U +=+= ?? 2-6 解： ) 60sin 60(cos 2 10)30sin 30(cos 2 10 21 -+-=+= ?? j I j I 2-8 解：电流与电压表的读数为有效值。 2-9 解：X L =ωL ? ? =I jX U L 2-15 解：Z=R1+R2+j(X L -X C ) C j I U L j I U R I U C L R ωω1 ? ? ? ?? ?-=== 2-28 解: 220 605.022040 1cos 1 cos 22111= =?= ==U P I U P I UI P ?? S P P P P UI S I I I I I I I = +==+=∠=+=?? ? ?? ???cos 0)1sin 1(cos 212 12211 2-30解: 2 2)sin (cos 31 cos )1sin 1(cos 01211 111?? ? ? ? ??? = -=+== +=∠=I U Z I I I I I U P I I I U U ????? 2-32: 未接电容时 接电容后： 有功功率不变，电压不变，功率因数提高到0.9。 R u L u C i 1 cos 1?UI P = 电力科技论文电力电子技术论文： 现代电力电子技术应用的探讨 摘要：随着电力电子、计算机技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术，电力电子和计算机技术又是变频技术的核心，而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。 关键词：电力电子；技术；发展；应用 1电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 2现代电力电子的应用领域 2.1计算机高效率绿色电源 高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，同时也促进了 电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。 2.2通信用高频开关电源 通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中，通常将整流器称为一次电源，而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V 的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代，高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。近几年，开关整流器的功率容量不断扩大，单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。 因通信设备中所用集成电路的种类繁多，其电源电压也各不相同，在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块，从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压，这样可大大减小损耗、方便维护，且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上，对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加，通信电源容量也将不断增加。 2.3直流-直流(DC/DC)变换器 >>作业 (一) 单选题 1. 如图所示，已知A1=10A，A2=10A，求电流表A的值为（）。 (A) 0A (B) 10A (C) 14.1A (D) 20A 难度：易分值：4.0参考答案：C学生答案：X得分：0.0 2. 如图，已知R1=R2=Rf，ui=4V，求输出u0=（）V。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 难度：易分值：4.0参考答案：B学生答案：X得分：0.0 3. 稳压管处于稳压工作状态时，始终处于（）状态。 (A) 正向导通(B) 反向截止(C) 反向热击穿(D) 反向电击穿 难度：较易分值：4.0参考答案：D学生答案：X得分：0.0 4. 在有限激励下，换路前后的瞬间不会发生突变的物理量是（）。 (A) 电阻电压(B) 电容电压(C) 电感电压(D) 电容电流 难度：易分值：4.0参考答案：B学生答案：X得分：0.0 5. 理想变压器的输出电压（）。 (A) 与变比k(B) 与负载性(C) 与电源内(D) 与负载大 有关质有关阻有关小有关 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：X得分：0.0 6. 某译码器有129个输出，则其输入信号线至少需（）根。 (A) 6 (B) 7 (C) 8 (D) 9 难度：易分值：4.0参考答案：C学生答案：X得分：0.0 7. 如图，t=0时刻开关S闭合，求电感电流的稳态值i L(∞)=（）mA。 (A) -3 (B) 3 (C) -6 (D) 6 难度：中分值：4.0参考答案：B学生答案：X得分：0.0 8. 界各国电力系统所采用的工频主要有（）种。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 难度：较易分值：4.0参考答案：B学生答案：X得分：0.0 9. 共发射极放大电路中的集电极电阻主要作用是（）。 (A) 限流(B) 防止短路(C) 转换信号(D) 反馈 难度：较难分值：4.0参考答案：C学生答案：X得分：0.0 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，主要用于电力变换。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术（理论基础是半导体物理）和变流技术（理论基础是电路理论）两个分支。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。 电力电子技术的发展史 自 20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。在随后的40 余年里，电力电子技术在器件、变流电路、控制技术等方面都发生了日新月异的变化，在国际上，电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多年的概念更新、性能换代的发展历程。 第一代电力电子器件 以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。电力二极管对改善各种电力电子电路的性能、降低电路损耗和提高电源使用效率等方面都具有非常重要的作用。目前，硅整流管已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管三种主要类型。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重等问题，因而大大提高电能的利用率，同时也使工业噪声得到一定程度的控制。 第二代电力电子器件 自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。全控型器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。 第三代电力电子器件 进入20 世纪90 年代以后，为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新 第一章习题答案 1.1 写出题图中有源支路的电压，电流关系式。 题图 在题图中已知U 2=2V , (1) 求 I,U 1,U 3,U 4,U ac ,(2) 比较a,b,c,d,e 各点电位的高低。 题图 在题图所示电路中U ab 题图 0-3各端点的等效电阻，即各挡的电流表内 阻，已知表头等效电阻R A =15k Ω,各分流电阻R 1=100Ω，R 2=400Ω，R 3=500Ω。 + a 2V Ω + a 2Ω 2Ω 2Ω 2Ω a 3V 2 2V 2 4V Ω Ω 1 2 3 题图 两个额定值是110V,40W 的灯泡能否串联后接到220V 的电源上使用？如果两个灯泡的额定电压相同，都是110V ，而额定功率一个是40W ，另一个是100W,问能否把这两个灯泡串联后接在200V 电源上使用,为什么? 电路如题图所示.试问ab 支路是否有电压和电流? 题图 题图中若(1)U=10V, I=2A, (2)U=10V,I=-2A 。试问哪个元件是吸收功率?哪个元件是输出功率?为什么? 题图 1. 计算题图所示各电路的等效电阻. 1. 电路如题图所示,试求以下电路的电压U 和电流I 。 U U U U + － － (c) (a) (b) (d) 1A 20Ω 20Ω 1A 20Ω 在指定的电压u 和电流i 参考方向下,写出图所示各元件u 和i 的约束方程. (a) (b) (c) (d) (e) 求题图所示电路中的U 1和 U 2. 题图 求题图中所示电路化成等值电流源电路。 (a) (b) (c) 题图 求题图中所示电路化成等值电压源电路。 + 30V U － U 30V + － 10K Ω u + 20mH － u 10μF u － + U 5V + － i I 2A U + － 4V 1A 2V 1A 2Ω 6V 6V 3A 《电子电工技术》教学设计 课题：3.1 三相交流电源课时： 1 课时 一、教学目标： 1.知识与技能 （1）了解三相交流电基本构成，了解三相交流发电机的工作机制。 （2）掌握三相四线制的联结方法，熟悉相电压与线电压的转换关系。 2.过程与方法 通过讲解、演示，循序渐进地从简单的单相交流电介绍到三相交流电，并拓展到实际的生活用电上去。 二、教学内容分析： 1.本节内容的作用和地位： 这一节内容比较抽象，对于三相交流电这一定义需要学生从空间想象的角度去理解。这部分在今后的三相交流电的学习过程中是基础性的知识。 2.教学重点和难点： 重点：三相交流电上的各电压的相位关系。 难点：三相交流电上的相电压与线电压的关系。 三、教学对象分析： 我们的学生是中等职业机电学生，对电的认识和理解非常有限，想象力也是非常有限的，只有将复杂的东西简单化，抽象变的具体才能让学生去认识与接受。 四、教学策略： 1.教学方法设计： 利用多媒体方式，将三相交流电概念和能提供的几种电压逐一向学生展示出来。通过讲解、图形收集、网络资料，建立长期记忆模式。 2.教学流程设计思路: 复习前面单相交流电→导入新课→三相交流电概念→三相交流电 联结方式→三相交流电能提供的电压→两种电压之间的关系→小 结→作业 教学过程： 一、知识回顾： 1、单相交流电的定义： （找学生回答）：大小和方向做周期性变化，并且在一个周期内的平均值为零的电压、电流和电动势统称为交流电。 2、普通家庭接电线是几根，有没有见过大于两根的用线： （找学生回答）：普通家庭用电线基本为两根，在工厂或者电机房里见过三根或者四根的接线。 二、导入新课： 由于在实际生产生活中我们用的普通工频交流电不能满足远程传输的需要，以及在发电设备上不能完全的利用其他的能量，所以使用需要使用三相交流电去达到远程送电的可能。 [1075]《电力电子技术》 单项选择题 1、取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的( .转折电压 .反向击穿电压 .阈值电压 .额定电压 2、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值等于( ) . C. 1.41U2sinα . 1.41U2cosα . 1.17U2cosα . 1.17U2sinα 3、单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（）。 .增加输出电压的稳定性 页脚内容1 .抑制温漂 .增加晶闸管的导电能力 .防止失控现象的产生 4、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）。 . di/dt抑制电路 . du/dt抑制电路 .吸收电路 .抗饱和电路 5、三相半波带电阻性负载时，α为（）度时，可控整流输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。 . 120度 . 60度 . 30度 . 0度 6、在晶闸管触发电路中，改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的 页脚内容2 .整流变压器变比 .脉冲变压器变比 .同步电压 .控制电压 7、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说法正确的是（） .在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平 .在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平 .在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平 .在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平 8、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂( ) .各一只 .共四只 .各二只 .共三只 9、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值 页脚内容3 电工电子技术基础教材 （第一版） 主编：马润渊张奋 目录 第一章安全用电 (1) 第二章直流电路基础 (2) 第三章正弦交流电路 (21) 第四章三相电路 (27) 第五章变压器 (39) 第六章电动机 (54) 第七章常用半导体 (59) 第八章基本放大电路 (65) 第九章集成运算放大器 (72) 第十章直流稳压电源 (75) 第十一章数制与编码 (78) 第十二章逻辑代数基础 (81) 第十三章门电路和组合逻辑电路 (84) 第一章安全用电 学习要点： 了解电流对人体的危害 掌握安全用电的基本知识 掌握触点急救的方法 1.1 触电方式 安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或 容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 1.1.1直接触电及其防护 直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。 1.1.2间接触电及其防护 间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护 等。 1.2 接地与接零 电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。 1.2.1保护接地 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的低压电网。 1.2.2保护接零 在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。 关于电力读书笔记随感 篇一：电力电子技术读书笔记 关于《电力电子技术》的理解及感想 信息技术系20XX级 信息一班 任俊凯 通过阅读《电力电子技术》，我认识到，电力电子技术是一门新兴的应用 于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。而电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。 在模块《功率技术》的阅读中，我了解到，功率电子技术就是利用 电力电子器件实现工业规模电能变换的技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳 辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的 新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。 而这门技术的作用有很多，比如：（1）优化电能使用。通过电力 电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、 第一章习题答案 1.1 写出题1.1图中有源支路的电压，电流关系式。 (a) (b) (c) (d) 题1.1图 1.2在题1.2图中已知U 2=2V , (1) 求 I,U 1,U 3,U 4,U ac ,(2) 比较a,b,c,d,e 各点电位的高低。 题1.2图 1.3在题1.3图所示电路中U ab 题1.3图 1.4 ab U 1.5多量程直流电流表如题1.5图所示，计算0-1,0-2及0-3各端点的等效电阻，即各挡的 电流表阻，已知表头等效电阻R A =15k Ω,各分流电阻R 1=100Ω，R 2=400Ω，R 3=500Ω。 + a 2V Ω a 2U 2Ω 2Ω 2Ω 2Ω a 1U 3U 4U 3V 2 2V 2 4V Ω Ω 题1.5图 1.6两个额定值是110V,40W 的灯泡能否串联后接到220V 的电源上使用？如果两个灯泡的额定电压相同，都是110V ，而额定功率一个是40W ，另一个是100W,问能否把这两个灯泡串联后接在200V 电源上使用,为什么? 1.7电路如题1.7图所示.试问ab 支路是否有电压和电流? 题1.7图 1.8题1.8图中若(1)U=10V, I=2A, (2)U=10V,I=-2A 。试问哪个元件是吸收功率?哪个元件是输出功率?为什么? 题1.8图 1. 1.9计算题 1.9图所示各电路的等效电阻. 1 2 3 U U U U + － － (c) (a) (b) (d) (c) 1. 1.10电路如题1.10图所示,试求以下电路的电压U 和电流I 。 1.11在指定的电压u 和电流i 参考方向下,写出1.11图所示各元件u 和i 的约束方程. (a) (b) (c) (d) (e) 1.12求题1.12图所示电路中的U 1和U 2. 题1.12图 1.13求题1.13图中所示电路化成等值电流源电路。 1A 20Ω + U － U + － 10K Ω u + 20mH － u 10μF u － + U 5V + － i I 2A U + － 4V 1A 2V 1A 2Ω 6V 6V 第7章PWM控制技术 7.1复习笔记 一、PWM控制的基本原理 1．面积等效原理 （1）原理内容 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 （2）事例 将a、b、c、d所示，作为电路的输入。该输入加在具有惯性环节的R－L电路上，得到相应波形。 图7-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 图7-2冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 2．用PWM波代替正弦半波 （1）将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度等于π／N； （2）把上述脉冲序列用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应的正弦波部分面积相等，即PWM波形； （3）对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形； （4）脉冲宽度按正弦规律变化且和正弦波等效的PWM波形，即SPWM。 图7-3用PWM波代替正弦半波 3．分类 PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种。 二、PWM逆变电路及其控制方法 1．计算法和调制法 （1）计算法 根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形，即计算法。 （2）调制法 把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。 （3）单相桥式PWM逆变电路（调制法） ①电路工作过程 a．控制规律：在输出电压u o的正半周，V1导通，V2关断，V3和V4交替通断； b．负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负; c．在负载电流为正的区间，V1和V4导通时，负载电压u o等于直流电压U d；V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，u o＝0； d．在负载电流为负的区间，仍为V1和V4导通时，因i o为负，故i o实际上从VD1和VD4流过，仍有u o＝U d；V4关断，V3开通后，i o从V3和VD1续流，u o＝0; e．在u o的负半周，让V2保持通态，V1保持断态，V3和V4交替通断，负载电压u o可以得到－U d和零两种电平。 第1章电路的基本定律与分析方法 【思1.1.1】(a) 图U ab＝IR＝5×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 (b) 图U ab＝－IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (c) 图U ab＝IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (d) 图U ab＝－IR＝－(－5)×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 【思1.1.2】根据KCL定律可得 (1) I2＝－I1＝－1A。 (2) I2＝0，所以此时U CD＝0，但V A和V B不一定相等，所以U AB不一定等于零。 【思1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。 【思1.1.4】(a) 图U AB＝U1＋U2＝－2V，各点的电位高低为V C＞V B＞V A。 (b) 图U AB＝U1－U2＝－10V，各点的电位高低为V B＞V C＞V A。 (c) 图U AB＝8－12－4×(－1)＝0，各点的电位高低为V D＞V B(V A＝V B)＞V C。 【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时，电位V C＝0；若将其滑动触点C右移，则V C降低。 【思1.1.6】(a) 当S闭合时，V B＝V C＝0，I＝0。 当S断开时，I＝ 12 33 +＝2mA，V B＝V C＝2×3＝6V。 (b) 当S闭合时，I＝－6 3 ＝－2A，V B＝－ 3 21 + ×2＝－2V。 当S断开时，I＝0，V B＝6－ 3 21 + ×2＝4V。 【思1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。 可以根据元件电压与电流的正方向和功率的正、负来判别该元件是发出还是吸收功率。例如某元件A电压、电流的正方向按关联正方向约定，即将其先视为“负载模型”，如图1-2(a)所示，元件功率P＝UI。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝2A(电流实际方向与其正方向一致)，U、I实际方向一致，P＝UI＝10×2＝20W＞0(P值为正)，可判断A元件吸收功率，为负载。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝－2A(电流实际方向与其正方向相反)，U、I实际方向相反，P＝UI＝10×(－2)＝－20W＜0(P值为 电力电子技术第五版复习资料 第1章绪论 1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 （1）交流变直流AC-DC：整流 （2）直流变交流DC-AC：逆变 （3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现 （4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第2章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 （1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。 （2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 （1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 （2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 （4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 （1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 （2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。 （3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 （1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 （1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 （2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。 （3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 晶闸管的结构与工作原理 哈工大电力电子技术笔记 一、绪论 1.1电力电子技术学的含义: 工程的对象:能量中的电能 工程的阶段:对电能的加工和利用 工程的手段:利用半导体器件 电力电子技术的定义:使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 电力电子技术与电子技术之间的关系: 为什么采用交流电网作为电力主体: a.交流电能进行变压，有利于大功率电能远距离传输 b.交流电能直接驱动交流感应电动机（工业传动的主要形式） 电力变换的目的和作用: a.使用固定频率的交流电未必总是最佳选择。有的电器需要改变频率，如变频空调， 有的电器需要用直流电，如微机电源。 1.2电能变换的基本特点 1.电能变换的种类 a..电能变换的含义:在输入与输出之间，将电压、电流、频率、相位、相数中 的任意一项或更多加以改变 b.电力变换的四大类型: 2.电能变换的基本原理: 将电能任意的、高效率的进行变换和控制，应采用开关控制方式。 在功率变换电路中，为了尽可能的提高电能变换的效率，所以器件只能工作在开关状态，这样才能降低损耗。 1.3总结: 1.电力电子技术学的含义:使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 2.电能变换的含义:在输入与输出之间，将电压、电流、频率、相位、相数中的任意一项或更多加以改变 3.电能变换的四大类型:交流变直流称为整流，交流变交流称为变频或者调功，直流变直流称为斩波，直流变交流称为逆变 4.将电能任意的、高效率的进行变换和控制，应采用开关控制方式。 5.以下是四种方式的典型举例: 整流 变频 斩波 逆变 1.3 电能变换用的开关器件 电能变换电路中理想开关应该满足的条件: A.开关处于关断状态时能承受高的端电压，并且泄露电流为零 B.开关处于导通状态时能流过大电流，而且这时端电压为零 C.导通、关断切换时所需的开关时间为零 D.长期的反复开关也不损坏（寿命长） 电能变换电路中开关的选择: ①机械开关:能满足A,B不满足C,D ②半导体开关:基本满足AB，较好满足CD 教案 课程名称：《电工电子技术》 课程性质：专业必修课 学时学分：42学时，2.5学分（注：课内课时36+实验课时6，实验课时见实训指导书） 授课时间： 授课班级： 主讲教师： 教材：王桂琴，王幼林主编.《电工电子技术》， 机械工业出版社，2013 参考书目： 1、唐介.电工学，高等教育出版社，1999； 2、罗力渊. 电工电子技术及应用，北京航空航天大学出版社，2015. 教学设计（001） 课程标题（或章节名称）： 第一章 电路的基本概念和基本定律 1.1 电路模型和电路中的物理量 1.2 电路的基本物理量及其参考方向 课时：2 教学内容： 1、熟悉强电和弱电电路； 2、掌握电路元件及其模型； 3、掌握电流、电压及其参考方向； 4、了解功率正负的含义。 教学重点、难点 重点：电路元件及其模型，电流、电压及其参考方向。 难点：电流、电压及其参考方向。 教学方法与手段： 启发式讲授，讨论发言，多媒体，板书。 教学过程与设计： 一、引入：电路 1. 电路及其组成 电源 —— 中间环节 —— 负载 2.电路的作用 ⑴ 传输、分配、转换电能；--能量领域-“强电”电路 ⑵ 传送、处理、储存信号。--信息领域-“弱电”电路 二、电路元件和电路模型 电路模型：从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。 理想元件是假想元件，具有单一的电磁性质，具有精确的定义与相应的数学模型。 理想电阻、理想电感、理想电容 三、电流、电压及其参考方向 1、电流及其参考方向 ⑴ 电流的定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 直流电流和交流电流 ⑵ 电流的实际方向与参考方向： 正电荷移动的方向为电流的实际方向。为计算而假设的方向，称为参考方向。 参考方向可以任意设定。参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示，如 I ab 。 电流的参考方向与实际方向相同，电流为正值；与实际方向相反则为负值。 例：设下图电流表达式为 判断 t 为0.001s 和0.006s 时的电流实际方向。 2、电压及其参考方向 （1）电压的定义：电场力把单位正电荷从a 点移动倒b 点所做的功，称为a 、b 两点之 间的电压，即 d d q i t = 10cos(314)A i t =d d W u q = 一、绪论 1、高频化（MHz水平）:提高性能、效率、功率密度，减小储能元件体积，便于装置小型轻便化，如变压器、电感、电容体积→ Hz平方根成反比。 高频化带来主要问题: 开关元件功耗、开关应力问题；寄生分布参数影响及EMI(Electro-Magnetic Interference)等问题。 2、《宽禁带半导体电力电子器件及应用》，陈治明、李守智编著，机械工业出版社，2009年1月 二、电力电子器件 1、概念：工作在开关状态、用于功率转换的、电力半导体器件。 2、半导体：本征半导体中存在空穴和自由电子两种载流子, 并且两种载流子数量是相等的→这是半导体区别于金属导体的一个基本特点。空穴导电占优势的半导体称作P(Positive) 型半导体，自由电子导电占优势的N (Negative)型半导体。 3、PN结：扩散与漂移运动在一定温度下达到动态平衡时，形成一个总量不变、稳定的由空间电荷构成的“空间电荷区”。在整个空间电荷区范围，正负电荷数量相等，整体保持电中性，称PN结。常温下硅PN结的U0≈0.7V。 在PN结上外加正向电压VF，使扩散运动得到增强，在外电路作用下会形成稳定的、源源不断的扩散电流，若外加正向电压VF升高，则会进一步削弱内电场、增大扩散电流。故正向偏置的PN结呈现为一个很小的电阻，流过较大的正向电流。 PN结电容主要由势垒电容和扩散电容组成。在PN结正偏状态下，当正向电压较低时，扩散运动较弱，扩散电容相对较小，势垒电容相对占主要成份。正向电压较高时，扩散运动加剧，扩散电容近似按指数规律上升，扩散电容则成为主要成份。 PN结反偏时，扩散运动被强烈抑制，扩散电容很小，PN结电容则以势垒电容为主，如图所示。 4、各种电力电子器件相关内容： (1) 类型及特点； (2) 通、断过程机理； (3) 特性、主要性能参数及其意义； (4) 电路运行条件对器件性能或特性的影响； (5) 驱动及要求； (6) 使用保护(电压保护、电流保护等)。 《电工电子技术》复习要点 第一章电路分析方法 一、学习内容 1.电路的基本组成及模型； 2.电路元件的定义约束及连接约束； 3.理解理想电压源和理想电流源的概念及特点； 4.基尔霍夫电流和电压定律及应用两定律分析复杂电路的方法和技能； 5.支路电流法与结点电压法； 6叠加定律和戴维南定理分析电路的步骤和适用场合及应用它们对电路进行分析和计算。 二、学习目的 1.了解电路的基本组成及各部分的作用，了解电气设备额定值及电路工作状态； 2.理解电路模型的基本概念； 3.掌握理想电路元件与实际元器件的区别； 4.理解理想电压源和理想电流源的概念及特点； 5.理解电源模型与实践电源的对应关系，熟练掌握电源模型之间的等效互换方法； 6.掌握电能与电功率概念； 7.理解基尔霍夫电流和电压定律的内容，熟练掌握应用两定律分析复杂电路的方法和技 能； 8.掌握电压、电流参考方向在电路分析中的重要性以及与电压、电流实际方向的联系； 9.掌握支路电流法与结点电压法，掌握应用这两种方法分析电路的方法和技能； 10.了解叠加定律和戴维南定理分析电路的步骤和适用场合，并能应用它们对电路进行 分析和计算。 三、自我测试 一) 单选题(在每小题列出四个备选答案中只有一个答案是符合题目要求的，请将其代码涂在答题卡上。) 1. 为电流的实际方向。( ) A.正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向 B.正电荷运动的相反方向或负电荷运动的相反方向 C.正电荷运动的相反方向或负电荷运动的方向 D.正电荷运动的方向或负电荷运动的方向 2.若某个元件对外只有两个联接端钮，这样的元件称为端元件。（） A.一 B.二 C.三 D.四 3.实际电路的电路模型是由相互联结而成，它是组成电路模型的。( ) A.理想电路元件，必要元件 B.最小单元必要元件 C.理想电路元件，最小单元 D.必要元件，最小单元 4.在分析计算电路时，常可选定某一方向作为其。( ) A.任意，实际方向 B.任意，参考方向 C.固定，实际方向 D.固定，参考方向2．简述题 5.实际电气设备包括和两个部分。( ) A．电器设备联接设备 B. 电工设备并联设备 C．电器设备并接设备 D. 电工设备联接设备 6.端电压的方向规定为指向。( ) A．高电位端低电位端 B. 低电位端高电位端 C．高电压端低电压端 D. 低电压端高电压端 7.电源短路时电路的负载电阻为、电源的端电压为。（） A.零，无穷大 B.无穷大，无穷大 C.零，零 D.无穷大，零 8.对负载而言，多个电压源串联可用一个电压源等效，其电动势为多个电压源电动势的、内阻为多个电压源各自内阻的。（）A.代数和，和 B.代数差，和 C.代数和，差 D.代数差，差 9．电路中的每一分支称为，电路中3条或3条以上的支路相联接的点称为。( ) A．支路，节点 B. 干路，结点 C．支路，结点 D. 干路，节点 10.如果两个二端网络的相同，那么，它们对二端网络的作用也就相同( ) A．伏安关系，内部电路 B. 所含电源，内部电路 C．伏安关系，外部电路 D. 所含电源，外部电路 11.题所示电路，假定E1=6V ,I1=1A时，I3的值为正值还是负值？（） A．正值 B. 负值C．零 D. 不确定 12.如题所示，假定I2=3A,计算I3的值？（） A．-1A B. -2A C．-3A D. -4A 13．回路是一个的电路。从回路任一点出发，沿回路循行一周（回到原出发点），则在这个方向上的电位降之和等于电位升。 第一章习题答案 1.1 写出题 1.1 图中有源支路的电压，电流关系式。 a a + + I a I a I I + － 2Ω 2Ω + + U U 2V U 2V U + － － － －2V 2V － + b b － b － b + (a) (b) (c) (d) 题1.1图 1.2 在题 1.2 图中已知 U 2=2V , (1) 求 I,U 1,U 3,U 4 ,U ac ,(2) 比较 a,b,c,d,e 各点电位的高低。 U 1 U 2 + U 3 －+ U 4 － + － － + a b c 2Ω d 2Ω e 2Ω 2Ω 题 1.2 图 1.3 在题 1.3 图所示电路中 U ab a a 2Ω 3V 2Ω 2V 3V 2Ω 2V 2Ω 2Ω b 2Ωb (a) (b) 题 1.3图 4V 1.4 求题 1.4 图所示电路电压 U ab 6V 2Ω 2Ω 3V 2Ω a b 2Ω 2Ω 2Ω I 12V 题 1.4 1.5 多量程直流电流表如题 1.5 图所示，计算 0-1,0-2 及 0-3 各端点的等效电阻，即各挡的电流表内阻，已知表头等效电阻 R A =15k Ω , 各分流电阻 R 1=100Ω ， R 2=400Ω ， R 3=500Ω 。 R A A R 1 R 2 R 3 1 2 3 题1.5 图 1.6 两个额定值是 110V,40W 的灯泡能否串联后接到 220V 的电源上使用？如果两个灯泡的额定电压相同，都是 110V ，而额定功率一个是 40W ，另一个是 100W,问能否把这两个灯泡串联后接在200V 电源上使用 ,为什么 ? 1.7 电路如题 1.7图所示 .试问 ab 支路是否有电压和电流 ? a b 1Ω2Ω1Ω +2A 2V1Ω1Ω － 题 1.7图 1.8 题 1.8 图中若 (1)U=10V , I=2A, (2)U=10V,I=-2A 。试问哪个元件是吸收功率?哪个元件是输出功率 ?为什么 ? A B + －－+ U U (a)(b) +C D －－ U+ 题1.8图U (c) (d) 1. 1.9 计算题 1.9 图所示各电路的等效电阻 . a a 2Ω2Ω 2Ω2Ω2Ω b1Ω b (a)(b) 10Ω15Ω 4Ω a b 5Ω20Ω (c) 1. 1.10 电路如题 1.10 图所示 ,试求以下电路的电压U 和电流 I 。 I + 1A U20Ω I + 1A U20Ω － －电力电子技术的实际应用(读书笔记)
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