电工电子学(ppt)-4

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03
电磁感应与变压器原理
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电磁感应现象及法拉第电磁感应定律
电磁感应现象
当导体回路在变化的磁场中或导体回 路在恒定磁场中作切割磁力线运动时 ，导体回路中就会产生感应电动势， 从而在回路中产生电流的现象。
法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小与穿过回路的磁通 量的变化率成正比。即 e = -nΔΦ/Δt ，其中e为感应电动势，n为线圈匝数 ，ΔΦ/Δt为磁通量的变化率。
01
操作前必须检查电器及 线路是否完好
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02
电器设备必须有可靠的 接地保护
03
04
电器设备运行时，禁止 进行任何维修和保养
34
发现电器设备故障时， 应立即切断电源，并请 专业人员进行维修
接地保护原理和接地系统类型
接地保护原理
将电器设备的金属外壳或构架通过接地装置与大地连接
当电器设备发生漏电或绝缘损坏时，漏电电流通过接地装置流入大地
电工电子技术PPT课件
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目 录
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• 电工电子技术概述 • 电路基础知识 • 电磁感应与变压器原理 • 电机与拖动系统 • 电子技术基础 • 数字电路基础 • 电力电子技术基础 • 安全用电与接地保护
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01
电工电子技术概述
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电工电子技术定义与发展
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电工电子技术应用领域
能源与电力系统
信息与通信系统
制造业与自动化
其他领域
电工技术在能源与电力系统 中的应用包括发电、输电、 配电和用电等各个环节。例 如，水力发电、火力发电、 风力发电等不同类型的发电 技术，以及高压输电、智能 电网等输电和配电技术。

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
精品课件
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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

IS
＋
a I1
R2Ua－b US1
－
＋b
I4
结点：三个或三个以上电路
＋
＋
元件的连接点称为
Uac I3
d ＋ I2
结点。
IS
4
US2
支路：连接两个结点之间的 电路称为支路。
1 R1 2
－
e Ubc 3
R4
回路：电路中任一闭合路径
称为回路。
－
网孔：电路中最简单的单孔
回路。
R3
－
c
1. 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s Current Law)
解之
回路U 1 U S 2 R1RI12I2 R3RI33I3U S1 UON 0
I1
U(6S11U 1ON.5 2 1.53)V
R11.4(41V )R3
6 0.7
I1
75I1(10.0530m) A2 0.03mA ＋
I3 I(311.5)3Im1 A51 0.03
US1 －
R1
＋7V
1
R3 1kΩ
6V
βI1 I3
2
I2
R2 1kΩ ＋ US2
1.53mA
6V －
2.2 叠加定理与等效电源定理
应用叠加定理与等效电源定理，均要求电路必须 是线性的。线性电路具有什么特点呢？
线性电路的特点:
⑴ 齐次性 设电路中电源的大小为x(激励)，因该激励 在电路某支路产生的电流或电压为y(响应)，则有: y=kx k为常数
⑵ 叠加性 设电路中多个激励的大小分别为x1、x2、 x3…，在电路某支路产生相应的电流或电压(响应) 为y1(=k1x1)、y2=(k2x2)、y3=(k3x3) …，则全响应为：

选型原则
根据负载性质、使用环境和安全 要求等，选择适当的设备型号和 规格。
34
电气设备安装规范及注意事项
安装规范
遵守国家电气安装规范和安全标准，确保设备正确接线、接 地和保护。
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注意事项
在安装过程中，应注意防止设备损坏、避免接线错误和确保 安全距离等。
35
调试过程检查项目清单和验收标准
27
06
电力电子技术及其应用
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28
电力电子器件简介
电力电子器件定义
指能够直接处理电能的主电路中，实现电能的变换与控制的电子器件。
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电力电子器件分类
按照控制信号的性质，可分为模拟器件和数字器件；按照驱动电路加在控制端和公共端之间的性质，可分为 电压驱动型和电流驱动型器件；按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，可分为双极型器件和 单极型器件。
实验方法与步骤
进行实验前需要制定详细的实验方法和步骤，包括搭建实验电路、设置实验参数、观测实 验现象等。通过规范的实验操作，可以获得准确可靠的实验数据。
数据处理与分析
实验完成后需要对实验数据进行处理和分析，包括数据整理、图表绘制、误差分析等。通 过数据处理和分析，可以验证理论预测的正确性，并发现可能存在的问题和改进方向。
5
基础知识：电路、电流、电压
01
02
03
04
电路的基本概念和组成要素
电流的定义、方向和单位
电压的定义、方向和单位
电路中的欧姆定律和基尔霍夫 定律
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6
安全用电常识
安全用电的重要性和意义 安全用电的基本措施和操作规程
常见的电气事故类型和原因 触电急救的方法和步骤

钳形电流表
用于观察信号波形，使用时应正确连接信号源和示波器，调整合适的参数以获得清晰的波形。
示波器
为电路提供稳定的直流或交流电源，使用时应确保电源电压与设备要求相符。
电源
感谢您的观看
电路分析
介绍电磁场的产生、传播及电磁感应的基本原理。
讲解电磁波的传播特性、应用及电磁辐射对人体的影响。
电磁波
电磁场
电子技术
介绍电子器件的特性、电路设计及电子技术的应用。
微电子技术
讲解集成电路的基本原理、制造工艺及微电子技术的应用和发展趋势。
03
电路分析方法
基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。
太阳能发电
利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，实现清洁能源的利用。
水力发电
利用水流的力量转动水轮机，从而驱动发电机发电。06Biblioteka 电工电子学实验与实践A
B
C
D
用于测量电压、电流和电阻等电气参数，使用时应选择合适的量程，注意红黑表笔的正确连接。
万用表
用于测量交流电流，使用时应保持钳口清洁，避免在带电状态下测量。
总结词：电工电子学在现代社会中发挥着至关重要的作用，是推动经济发展和科技进步的重要力量。
总结词：电工电子学经历了从传统电工到现代电工的演变，未来将朝着智能化、绿色化、微型化的方向发展。
02
电工电子学基础知识
介绍电阻、电容、电感等基本电路元件的原理、特性及用途。
电路元件
讲解欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路分析方法，培养学生对电路的分析能力。
05
安全用电与节能环保
安全电压是指在特定条件下，不会对人体造成伤害的电压。
安全电压
将电气设备的外壳与大地相连，以降低触电风险。

第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
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1
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
无源元件
• 电气设备
不对应!
基本模型
(多种物理现象) 对应!
基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测最新量版整理p模pt 型化
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由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
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信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
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功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能 表示耗能
R
电能 电能 非电能
电场能 磁场能
电能
表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
C L
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电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。

（2）特性曲线与符号
u Us
O
i
us +－
Us +－
b 理想电流源
（1）伏安关系
i=iS
流过电流为is，与电源两 端电压无关，由电源本身 确定，电压任意，由外电 路确定。
（2）特性曲线与符号
i Is
O
u
is
1.3 实际电源模型及其等效变换
U Us
0 Is I
(a)实际电源的伏安特性
I
电工电子学
第1章 电路和电路元件 第2章 电路分析基础 第3章 分立元件基本电路 第4章 数字集成电路新
第1章 电路和电路元件
1.1 电路基本物理量
为了某种需要而由电源、导线、开关和负载按一定方式 组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能：
进行能量的转换、传输和分配（强电） 实现信号的传递、存储和处理（弱电）
I+
Is
Ro
U
－ (b)电流源并联内阻的模型
同一个实际电源的两种模型对外电路等效，等效条
件为：
U s Is Ro
或
Is
Us Ro
且两种电源模型的内阻相等
例：用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流 i1和i2。
解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：
i2
i1
5Ω
2A 10Ω +
5V
－
i2
功率：
u =Ri 非关联方向时：
p ui Ri2 u2 R
u =－Ri
标准阻值、允许偏差、额定功率
b．电感元件
电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感
器的理想化模型。
伏安关系：

规定电流参考方向如图
i
iR
a
b
i Im sin( t i )
+
0
i
t
正半周： 振幅 角频率 初相角 电流实际方向与参考方向相同
正弦量的三要素
负半周：
电流实际方向与参考方向相反
1 频率与周期
描述正弦量变化快慢的参数：
i
周期(T): 变化一个循环所需要 的时间，单位(s)。
0
频率( f ): 单位时间内的周期数 单位(Hz)。
A( A B) AB
AB AB A(B B ) A ( A B)( A B) A
5、摩根定律(反演律) A B A B
A B AB
2.2.3 基本逻辑 门电路
1 二极管门电路 2 三极管门电路
1 二极管门电路
1、 二极管与门
在输入A、B 中，只要有
+VCC
一个（或一个以上）为低电
有效值必 须大写
注意
用仪表测得的交流电压、电流值，就是被
测物理量的有效值。标准电压220V，也是
指供电电压的有效值。
交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值
1.2.2 三相电 源
1 三相交流发电机
2 三相电源
1 三相交流发电机
三相交流发电机主要组成部分：
电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面
u1 Um sint u2 Um sin(t 120 )
u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
0
–Um
2
t
也可用相量表示：
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o

j 1
1
C
C C
3）中线电流 IN IA IB IC
4）各电流相量关系
IAN
UP R
30
IBN

UP XL
240
ICN

UP XC
180
U CA
IN IBN ICN
U BN
U CN IAN
U AB U AN
U BC
eAX 2E sin t
1、三相交流电动势的产生
定子中放三个线圈：
AX BY CZ 首端 末端
三线圈空间位置 各差120o
定子 转子
转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便
产生三个单相电动势。
2、三相交流电动势的表示
eXA Em sin t
eYB Em sint 120 eZC Em sint 240
1 3 Ul
A
N IN IA
R IAN
B
IB L IBNC ICN
IAN IBN
U AN
C
UP 30
UR BN
R UP 150
j L
j L
I C
UP 240
L
ICN

U CN j 1
UP90 UP 180
1）负载对称时，只需计算一相。
如：ZA ZB ZC Z
则： IAN
U AN Z
IA
U CN
IB
据此可直接得出另两相电流：
IC

U AN
IA
IBN IB IAN 120
U BN
ICN IC IAN 240
IO IA IB IC 0 （中线电流为0）

变频技术
通过改变交流电的频率，实现对电机的调速和节能。主要应用包括空调、冰箱、洗衣机等 家电，以及工业领域的风机、水泵等。
斩波与变频技术应用实例
如家用空调的变频器，可根据室内温度自动调节压缩机转速，实现节能和舒适性的提高。
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电力电子技术应用实例
新能源发电
太阳能、风能等新能源发电系统中，电力电 子技术用于实现最大功率点跟踪（MPPT） 和并网逆变等功能。
常见时序逻辑电路
详细介绍触发器、寄存器、计数器等常见时序逻辑电路的工作原理 和设计方法。
时序逻辑电路的分析与设计
介绍时序逻辑电路的分析步骤和设计方法，包括状态化简、状态分 配和状态编码等。
32
数字逻辑电路应用实例
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交通信号灯控制电路设计
以交通信号灯为例，介绍数字逻辑电路在实际应用中的设计过程 ，包括需求分析、电路设计、仿真测试等步骤。
电工电子学完整ppt课件
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目录
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• 课程介绍与基础知识 • 直流电路分析 • 交流电路分析 • 变压器与电动机原理及应用 • 半导体器件基础与放大电路分析 • 数字逻辑电路设计与应用 • 电力电子技术及其应用
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课程介绍与基础知识
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电工电子学概述
根据用途可分为电力变压 器、自耦变压器、互感器 、调压器等。
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三相异步电动机结构和工作原理
三相异步电动机结构
主要由定子、转子、端盖、轴承、风扇等部件组成。
工作原理
基于旋转磁场理论，当三相交流电通入定子绕组时，产生 一个旋转磁场，该磁场与转子导体中的感应电流相互作用 ，产生电磁转矩，驱动电动机旋转。

电压与电流的正方向之间的关系
电压和电流是我们分析电路的最基本的物 理量，这是因为电源电动势可以用端电压完全 代替，而功率的大小和正负也完全取决于电压 和电流的大小和方向。
1.电压与电流的关联正方向 2.功率的正负
1.电压与电流的关联正方向
因为电压的方向就是电位降低的方向（即：电场 力移动正电荷作功的方向也就是电流流动的方向）， 所以，电压和电流的正方向都与正电荷移动的方向一 致。因此，我们称电压和电流的参考方向为关联参考 方向。
• 因为电动势的作用是使正电荷自低电 位点移动到高电位点，使正电荷的电 位能增加，所以规定电动势的真实方 向是电位升高的方向，刚好与电压的 真实方向相反。
• 和电压一样，电动势也有正方向。在 规定的正方向下，电动势也是一个代 数量。
• 电动势的真实方向与正方向相同为正， 反之，为负。
电动势的正方向及表示方法
1.1 电路的组成及作用
电路指的是由一些电气设备或器件组成 的．以备电流流过的通路。或者说：由若干电气 装置与器件为了某种需要按一定方式组合而成的 电流的通路称为电路。
电路的结构将依它所完成的任务不同而不同， 可以简单到由几个元件构成，也可以复杂到由上 千个甚至数万个元件构成。
1.1.1电路的组成
E
电动势的 真实方向
E 5V
E 5V
电动势的 正方向
电压与电动势的关系
• 电压与电动势是两个不同的概念， 但是都可以用来表示电源正、负极 之间的电位差。
• 当同一电源用电压表示和电动势表 示的数值量都为正（或负）时，称 电压与电动势正方向关联一致，简 称正方向一致。
A
E
U AB
B
电动势与 电压的关 系
在实际电路的任何一段导体中，电流的真实方向都有两种可能。