电工学(电工技术)第七版 上em 第十一章 电子教案PPT课件

3
2CW7900源自1~C C1
++
C0
+
RL
输入端：1、3 + 输出端：2、3 U0 C1：0.33F，防振荡
—
C0：0.1F，稳定Uo
输入端：3、1 + 输出端：2、1 U0 C1：2.2F
—
C0：1F
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（二）稳压电路接线图
1 CW7805 2
+
C1
3
+
+
C0 U01
U0
Tr a
~
u
b
RL uo ~
u
RL uo
~
u
RL uo ~
RL uo
（三）整流桥块 (集成硅整流桥)： 正确使用：
+ –
~ ~
输入交流电压
+
输出直流电压
~
~
~
~
~+~-
u2 –
+ uL
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桥式整流电路的工作情况
在变压器副边电压u为
a
Tr
正半周时，二极管D1、D3 导通，而二极管D2、D4截
C1
C2 RL
形LC滤波电路
R
C1
C2 RL
形RC滤波电路
11.4 稳压电路
经整流和滤波 后，虽脉动程度有 了最大改善，但直 ~ 流电压幅度还会随 着电网的波动或负 载的变化而变化。
Io
R
IZ
C
Ui DZ
RL Uo
稳压管稳压电路
最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。

开关
开关
电负 池载
+
E-
+ UR
R0 -
13
18.07.2020
1.2 电路的基本物理量
WXH
WXH
一. 电流
电流是由电荷的定向移动而形成的。当金属导 体处于电场之内时，自由电子要受到电场力的作用， 逆着电场的方向作定向移动，这就形成了电流。
其大小和方向均不随时间变化的电流叫恒定电
流，简称直流。 电流的强弱用电流强度来表示， 对
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WXH
《电工电子技术》
WXH
总学时：84学时
第一学期：42学时 第二学期：42学时
其中实验：8学时
• 要求：每周交作业一次， 4 次不交者取消期末考 试资格；无故旷课4次 主讲教师：孟惠霞 者取消期末考试资格。
1
WXH
WXH
整体概述
概况一
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基础是指基本理论、基本知识和基本技能。
应用是指课程内容要理论联系实际，建立 系统概念，培养大家分析和解决问题的能力； 重视实验技能的训练。
先进性是指电工学课程内容和体系随着电 工技术和电子技术的发展应不断更新。
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WXH 二、电工技术和电子技术发展概况 WXH
1785年库仑确定了电荷间的相互作用力， 电荷的概念开始有了定量的意义。
概况二
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概况三
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18.07.2020
绪论
WXH
WXH
电工电子学是一门研究电能在技术领域中应用的

5. 输入输出扩展接口
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数
扩展单元与基本单元(即主机)联接在一起。
6. 外部设备接口 此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外
部设备与主机相连。 精选PPT课件
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11.1.2 可编程控制器的工作方式
PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工 作。其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新 三个阶段，并进行周期循环。
用户程序及数据存储器：主要存放用户编制的应 用程序及各种暂存数据、中间结果。
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2. 输入/输出(I/O)接口 I/O接口是 PLC 与输入/输出设备联接的部件。
输入接口用于接收输入设备(如：按钮、行程开 关、传感器等）的控制信号。
输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出 电路去驱动输出设备(如: 接触器、电磁阀、指示灯 等)。
输出状态寄存器的通/断状态，在输出刷新阶段转存 到输出寄存器，去控制各物理继电器的通/断，这才 是PLC的实际输出。
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由PLC的工作过程可见， 在PLC的程序执行阶 段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容 也不会立即改变，要等到下一个周期输入处理阶段 才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号， 等到一个循环周期结束，CPU集中将这些输出信号 全部输出给输出锁存器，这才成为实际的CPU输出。 因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周 期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。
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K
u k ( t ) 0 或
u降 u升 或 uR US
k 1
式中 uk(t) 为该回路中第 k 条支路电压，K 为该回路处的支路数
示例
R2 i2
+ US_1
+ u2 _ +
R1 i1
+ _u1
_u3 _ u4 +
_ US4+ R4 i4
R3 i3
① 标定各元件电压、电流参考方向 ② 选定回路绕行方向，顺时针或逆时针 顺时针
小结 · 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向
· 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 （包括方向和符号）， 在计算过程中不得任意改变。
· 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进行，不考虑 实际方向。
· 电路中电位参考点可任意选择，参考点一经选定，电路中各点的电位
值就是唯一的，当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将
Lumped parameter element
集总条件 实际电路的尺寸远小于使用时其最高工作频率所对应的
波长 d
注意
• 采用集总电路模型意味着不考虑电路中电场与磁场的相互作用， 不考虑电磁波的传播现象，认为电能的传送是瞬时完成的
• 集总假设为本课程的基本假设，以后所述的电路基本定律、定理 等均是以该假设为前提成立的
_
R1
+ US2
_
R2
b=3
n=2
R3
l=3
m=2
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2. 基尔霍夫电流定律 （KCL）
在集总参数电路中，任意时刻，对任意节点流出或流入该节点电流的代数 和等于零。
K
ik (t) 0

I=0 U=U0=E
图2.24 电路开路的示意图
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2.4.3 短路
电源短路时的特征可用下列各式表示：
U=0 I=IS=E/R0
图2.25 电路短路的示意图
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2.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律是用来确定构成回路中的各段电 压间关系的。对于图2.35所示的电路，如果从回路adbca 中任意一点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循 行一周，则在这个方向上的电位升之和应该等于电位降 之和，回到原来的出发点时，该点的电位是不会发生变 化的。此即电路中任意一点的瞬时电位具有单值性的结 果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
出的功率和电流都相应增加。就是说，电源输
出的功率和电流决定于负载的大小。
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2.3.2 电流的测量
测量直流电流通常都用磁电式安培计，测量交
流电流主要采用电磁式安培计
（a）安培计的接法
（b）分流器的接法
图2.20 安培计和分流器
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RA I0 I R0 RA
可以储存磁场能量。 用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡， 去耦电路 分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、 带磁芯及可变电感线圈。 主要技术参数：电感量L和品质因数Q。 电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的 大小，其单位是H、mH和H。1H=103mH， 1mH=103H。
（2-14）
即
RA
R0 I 1 I0
（2-15）
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[例2-5] 有一磁电式安培计，当使用分流器时，表头的满
标值电流为5mA。表头电阻为20。今欲使其量程（满

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
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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
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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

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。
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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。

i2
L2 u2 －
+
例11 —2
求：例9 —1 中两耦合电感的端电压 u1、u2 。
解：
u1
d1 dt
L1
di1 dt
M
di2 dt
0 5 cos(10t)10 50cos(10t)V
u2
d2 dt
M
di1 dt
L2
di2 dt
0 15 cos(10t)10 150cos(10t)V
电压 u1中只含有互感电压 u12，不含自感电压 u11 。 电压 u2中只含有自感电压 u22，不含互感电压 u21 。
在
k
中
j
与
自感
磁通
链kk同
向
的
互
感
磁通
链取
“”
k j
与自感磁通链kk 反向的互感磁通链取“”
2. 电感电压uk ukk uk j
k j
uk
dkk (t) dt
jk
dk j (t) dt
Lk
dik dt
jk
Mk
j
di j dt
在上式中，
当施感电流 i j 的进端与互感电压 ukj
名端时，则
1、顺接（正接）L1与 L2 的异名端相串联。
i
R1
L1
++
u1
_
u
M
_
+ R2
u2
L2 _
i
R1
++
u
_
L1
u1
_
M
+ R2
u2
L2 _
(1) 时域中电压表达式:
u1
R1i

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4. 参数计算 (1) 整流电压平均值 Uo 1 π Uo ο 2Usin td( t ) 0.45U 2π Uo U 0.45 (2) 整流电流平均值 Io I o
RL
RL
(3) 流过每管电流平均值 ID (5) 变压器副边电流有效值 I
I D Io
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4. 电容滤波电路的特点 (1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。 RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。 为了得到比较平直的输出电压
T 一般取τ RLC (3 5) 2
(T — 电源电压的周期)
近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波） 当负载RL 开路时，UO 2U
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采用电容滤波时，输出电 Uo 压受负载变化影响较大，即 1.4U 有电容滤波 带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要求 0.45U IO 输出电压较高、负载电流较 无电容滤波 o 小且负载变化较小的场合。 (3) 流过二极管的瞬时电流很大 RLC 越大ＵO 越高，IO 越 uo 大整流二极管导通时间越短 2U O iD 的峰值电流越大。 t iD 选管时一般取： IOM =2 ID O t 结论
为保证稳压 管安全工作 为保证稳压 管正常工作
U IM U O I Omin I ZM R
U Imin U O IOM I Z R
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11.3.2 集成稳压电源
单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使 用灵活,价格低廉等优点。

干扰、噪声、漂移、非线性
模拟电 子技术
数字电 子技术
被 测
传 感 器
模拟 信号 处理
模数 数字 转换 接口
微
控
对 象
伺服 机构
功率 放大
数模 转换
数字 接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪 课程 的 目的、任务和学习方法
论
••• ••
《 试 理 按电 课 解 要工 ） 基 求学 本 参概 加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考 大 学 注学 用 重工 结 实科 合 践各 ， 技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电 通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年 佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术 的 发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超 等 量工 控 通 术 了 工电、 、 与 、业 疗 事 防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用 高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机 的 发展概况 绪 论
• 1943年英国制造了一台电子计算机