电工基础第七章
电工基础第7章知识要点解读
第7章 第1页共4页*第7章 变压器与电动机知识要点解读一、变压器1.变压器的基本原理变压器是利用互感原理工作的静止电气设备，由铁心和线圈组成。
与交流电源相接的线圈，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），与用电设备（如电灯、电动机等）或电路元件（如电阻、电感等）相接的一个线圈叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。
（1）变换交流电压变压器原、副边线圈的电压比等于它们的匝数比，即21U U ＝21N N ＝n 如果N 1<N 2，n <1，称为升压变压器。
如果N 1>N 2，n >1，称为降压变压器。
（2）变换交流电流变压器工作时原、副线圈的电流与线圈的匝数成反比，即21I I ＝12N N ＝n 1 （3）变换交流阻抗变压器副边接上负载z 2时，相当原边接上一个阻抗为n 2z 2的负载，即z 1＝n 2z 22.变压器的种类（1）按用途分变压器按用途分有电力变压器、试验变压器、仪表变压器和特殊用途变压器等。
（2）按相数分变压器按相数分有用于三相系统的升、降电压的三相变压器和用于单相负荷及组成三相变压器组的单相变压器。
（3）按绕组形式分第7章 第2页共4页变压器按绕组形式分有三绕组变压器、双绕组变压器和自耦变压器等。
（4）按铁心形式分变压器按铁心形式分有芯式变压器和壳式变压器。
（5）按冷却方式分变压器按冷却方式分有油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器和蒸发冷却变压器等。
3.变压器的功率和效率（1）变压器的功率变压器原边的输入功率P 1 = U 1I 1 cos ϕ1变压器副边的输出功率P 2 = U 2I 2 cos ϕ2变压器功率损耗包括铁损和铜损两部分，即ΔP = P Cu ＋P Fe变压器的功率损耗等于输入功率与输出功率之差，即ΔP = P 1 – P 2（2）变压器的效率变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即%10012⨯=P P η 4.常用变压器（1）电力变压器为有效解决输电要经济用电要安全的矛盾，在电力系统中广泛采用了电力变压器。
电工基础-正弦交流电的基本概念
本章介绍了交流电的基本概念以及交流电的表示法。 大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、 电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势。
一、正弦交流电的主要参数 1．周期与频率
交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期 T
2 ； ω
1 周期的倒数叫做频率 f ；角频率与频率之间的关系为 T
i ( t ) = Imsin( t i 0) u ( t ) = Umsin( t u0) e ( t ) = Emsin( t e0)
i ( t ) = Imsin( t i0) u ( t ) = Umsin( t u0) e ( t ) = Emsin( t e0) 式中，Im、Um、Em 分别叫做交流电流、电压、电动势的振幅 (也叫做峰值或最大值)，电流的单位为安培(A)，电压和电动 势的单位为伏特(V)； 叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒 (rad/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度； i0、u0、 e0 分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为弧 度 rad 或度( )，它表示初始时刻(t = 0 时)正弦交流电所处 的电角度。 振幅、角频率、初相这三个参数叫做正弦交流电的三要素。 任何正弦量都具备三要素。
二、波形图表示法
图 7-2 正弦交流电的波形图举例
三、相量图表示法
正弦量可以用最大值相量或有效值相量表示，但通常用 有效值相量表示。
1.振幅相量表示法
最大值相量表示法是用正 弦量的最大值做为相量的模(大 小)、用初相角做为相量的幅角， 例如有三个正弦量为 e = 60 sin( t＋60 °) V u = 30 sin( t＋30 °) V i = 5 sin( t－30°) A 图 7-3 正弦量的振幅相量图举例 则它们的最大值相量图如图 7-3 所示。
第七章电工基础测试卷
第七章 正弦交流电的基本概念测试卷 一、 选择题1、一个正弦量瞬时值的大小决定于（ ）A 、有效值，周期，初相角B 、平均值，频率，相位角C 、最大值，周期，相位差D 、平均值，频率，初相角2、在不作特别说明时，一般电器所标或仪表所指示的交流电压，电流的数值是（ ）A 、最大值B 、有效值C 、平均值D 、顺时值3、某正弦电流，其最大值为10A ，频率为50Hz ，取瞬时值分别为-10A ，-6A ，0A ，8A 作为计时起点时，则下列各电流瞬时值解析式错误的是（ ） A 、10sin(31490)i t A =-︒ B 、10sin(314143.1)i t A =-︒ C 、10sin 314i tA = D 、10sin(31460)i t A =+︒4、已知正弦电压180sin ,100sin(36.9)u wtV u wt V ==+︒，则1u u -为（ ） A 、60sin(90)wt V +︒ B 、60sin(90)wt V -︒ C 、60sin(36.9)wt V +︒ D 、20sin(36.9)wt V +︒5、已知两个正弦交流电分别为1122Im sin(30),Im sin(60)i wt A i wt A =-︒=-︒，则（ ）A 、1i 超前2i 一个30°B 、2i 超前1i 一个30°C 、1i 超前2i 一个90°D 、2i 超前1i 一个90°6、已知一交流电流，当t=0时的值0i =1A ，初相位为30°，则这个交流电的有效值为（ ）A 、1AB 、1.414AC 、14.1AD 、2A7、同频率正弦量1i 、2i 、3i ，已知1i 超前2i ，2i 超前3i ，则（ ） A 、1i 一定超前3i B 、1i 一定滞后3i C 、不能肯定1i 和3i 的超前、滞后关系 D 、1i 与3i 反相8、一个电容耐压为16V ，把它接入正弦交流电中使用时，加在它上的交流电有效值最大是（ ）A 、16VB 、22.5VC 、27.6VD 、11.3V9、把一电热器接到100V 的直流电源上，在t 时间内产生的热为Q ，若将它分别接到1100sin u wt =V 和250sin 2u wt =V 的交流电源上，仍要产生Q 的热量，则所需要时间分别是（ ）A 、t ，2tB 、2t,8tC 、2t,2tD 、t,t10、如图所示电路中，1230),60)i wt A i wt A =+︒=-︒，电流表的读数（ ）第 10 题 图A 、7AB 、wtC 、1AD 、5A二、判断题 1、一正弦交流电的有效值为220V ，则可以接入的电容器的耐压值为156V 。
电工学第七章
SBst2
KMR
FR
M 3~ KMF FR
KMR
7.3 正反转控制
Q FU
同时作用？
SBstp KMR KMF SBst1
KMF KMR
SBst2
FR
M 3~ KMF FR
KMR
Q FU SBstp KMR KMF SBst1
KMF
SBst2
KMR
FR
M 3~ KMF FR
KMR
一、电气互锁电路
第 7 章 电气自动控制
第 7 章 电气自动控制
7.1 手动控制 7.2 起停控制电路 7.3 正反控制电路 7.4 顺序连锁控制电路 7.5 行程控制
7.6 时间控制
7.1
手动控制
Q
一、刀开关（Q）
1. 作用：起接通电源的作用。 单刀：用在某一相线上 分为： 双刀：用在两相上 三刀: 用在三相上
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
三、 断路器 （Q） —— 自动开关或空气开关
1. 作用：兼有刀开关和熔断器的作用。
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
三、 断路器 （Q） —— 自动开关或空气开关
1. 作用：兼有刀开关和熔断器的作用。
2. 符号：
× × ×
Q
3.动作原理:
Q
M 3~
7.2 起停自动控制
一、按钮（SB）
1. 作用: 用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。 2. 结构：
触点1
1 —常闭触点或动断触点
2 —常开触点或动合触点
触点2
3. 符号： 动断触点 动合触点
《电工专业技术基础》第七章试题
《电工技术基础》第七章试题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2《电子技术基础》第七章试题一、填空题1、U、V、W是三相交流发电机的三个绕组，它们的电阻不计，每相产生的感应电动势可表示为：e U=311sin314tv，e V=311sin（314t-120o）V,e W=311sin(314t+120o)V,负载由三只相同的灯泡接成星形，若能正常发光，可知，灯泡的额定电压是V2、三相对称负载作星形连接时，U Y= U1，I Y= I Y，此时电流为。
3、三相对称负载作三角形连接时，UΔΦ= U1，且IΔ1= IΔΦ，各线电流比相应的相电流度。
4、工厂中一般动力电源电压为V，照明电源电压为V、V以下的电压称为安全电压。
5、触电对人体的伤害度与、、、以及等因素有关。
6、三相三线制电源供电时，在中线不直接接地的电力网中，应将电器设备的金属外壳用连接起来，叫做保护措施。
7、有一对称三相负载接成星形，每相负载的阻抗为22欧，功率因数为0。
8，测出负载中的电流为10A，则三相电路的有功功率为，如果保持电源线电压不变，负载改为三角形连接，则三相电路的有功功率为。
8、三相交流电是三个、、的单相交流电按一定方式供电。
9、习惯上三相交流电的相序为。
10、在三相四线制中，零线也叫地线，常用色或色线来表示，三相火线常用、、三色表示。
11、三相四线制供电系统，可传送V和V两种电压，该供电系统用符号“”表示。
12、在三相四线制中，线电压分别超前相应的相电压度。
13、当三相负载对称时，三相功率的计算式为。
14、发电机是利用原理制成的，它是其他形式的能转换为电能的设备。
15、电动机按使用电源相数不同分为和，在电动机中，鼠笼式电动机结构简单，价格低廉，运行可靠，使用极为广泛。
16、鼠笼式电动机主要由和两部分组成，前者由和组成，后者由、、和组成。
电工技术基础(王英)课后题答案第7章
3
图 7-1 铁磁性物质的磁滞回线图 图 7-2 软磁和硬磁材料的磁滞回线 图 7-3 矩磁材料的磁滞回线
磁化曲线 不同的磁性材料，其磁滞回线和磁化曲线也不同。图 7-4 给出了三种常用磁 性材料的磁化曲线。
图 7-4 磁化曲线 a-铸铁 b-铸钢 c-硅钢片
7.1.3 直流磁路
1.基本概念
直流磁路由直流电励磁，励磁线圈中的电流取决于外施电压和线圈电阻，即 I = U 。 R
(a) 增大
(b) 减小 (c) 保持不变
分析：直流电磁铁U = IR ，而交流电磁铁的U = IR + (−eL ) + (−eσ ) ，即同样的电压，交流
Fm
= 107 16π
Bm2 S
(N)
注意：即使是额定电压相同的交、直流电磁铁，也绝不能互换使用。若将交流电磁铁接
5
在直流电源上，由于线圈的感抗为零，会使线圈中的电流比接在相同电压的交流电源上的电 流大出许多倍，将导致线圈过热而烧毁。
6
7.2 判断题精解
1、 磁感应强度一定时，磁场强度与铁磁材料的磁导率成正比。
7
∑ 分析：磁路也可以像电路那样有多条分支，但各分支的磁通应满足 Φ = 0 。
答案：错 10、 为了保护励磁线圈不出现短路故障，电磁铁铁心通常设有短路环。 分析：交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动，脉动的频率是电源频率的两倍。这种脉动 将使铁心产生机械振动，为了防止振动，可在铁心上装阻尼环。阻尼环为一短路环，受交变 磁通的感应，环内会产生滞后磁通的感应电流。因此阻尼环所包围的铁心部分中的磁通与环 外铁心部分的磁通有一定的相位差，使两部分的磁通和吸力不能同时降为零，消除了振动和 噪声。 答案：错
为Φ 。
电工基础第七章
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18
7.1 触电及防护
（3）跨步电压触电 当人体位于不同电位的大地上，行走迈开（约 0.8m）时，两腿之间的电位差（电压）称为跨步电 压。
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19
7.1 触电及防护
当输电线断线、掉落在地面上时，地面上形成了 一个以输电线落地点为中心的电位分布区域，在输 电线落地点周围20m之间的半径范围之内，产生电 位差（漏电压）。
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16
7.1 触电及防护
（2） 两相触电 当人体的不同部位同时接触到两根相线时，相线、 人体、相线形成电流回路，造成人体触电的现象称 为两相触电。
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17
7.1 触电及防护
发生两相触电时，加在人体上的电压为两根相线 之间的电压（即线电压）为380V，因此两相触电的 电流比单相触电的电流大得多，触电的危害比单相 更为严重。
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12
7.1 触电及防护
通过人体电流的频率及大小对人体伤害程度的关系表
电流的频率
通过人体电流的大小（mA）
成年女性
成年男性
人体伤害的程度
直流电流
3.5
40~60Hz 交流电流
0.7
5.2
有轻微的麻木或针刺感觉。 1.1
直流电流
51
40~60Hz 交流电流
10.5
76
感觉麻刺、疼痛、痉挛、
血压升高等症状，但还能
保护接地是最基本的电气防护措施。保护接地适 用于中线不接地的三相三线制供电系统。
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24
7.1 触电及防护
（3）采取保护接零的措施
保护接零是指：将电气设备不带电的金属部分与输电 线的零线（即：中线）之间做良好的金属连接。
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21
7.1 触电及防护
电工基础第七章
教案用纸
三、周期性非正弦量的有效值、平均值和功率
1．有效值
让一周期性非正弦交流电和一直流电分别通过一等值电阻，若在相同时间内两者所消耗的电能相等，此直流电的数值就称为该非正弦交流电的有效值。
非正弦量的有效值等于歌词谐波有效值平方和的平方根。
2．平均值
周期性非正弦交流电在一个周期内的平均值等于它的直流分量。
3．波形因数、波顶因数及畸变因数
1）波形因数：周期性交流量的有效值与平均值之比称为波形因数。
2）波顶因数：周期性交流量的最大值与有效值之比称为波顶因数。
3）畸变因数：周期性交流量基波的有效值和它本身的有效值之比称为畸变因数。
4．功率
瞬时功率：瞬时电压与瞬时电流的乘积。
视在功率：电压有效值和电流有效值的乘积。
四、周期性非正弦线性交流电路的分析计算
对周期性非正弦线性交流电路的分析计算，通常采用谐波分析法。
步骤是：
1．写出给定的周期性非正弦量的谐波分量表达式；
2．分别求出各次谐波电动势单独作用时，电路中的谐波电流；
3．应用叠加原理，将各谐波电流进行叠加求得总电流。
五、滤波器
1．低通滤波器
抑制高频分量，让低频分量通过。
2．高通滤波器
抑制低频分量，让高频分量通过。
3．带通滤波器
让频带内的谐波分量通过，阻止频带以外的频带通过。
4．带阻滤波器
阻止一定频带信号，允许频带以外信号通过。
【总结回顾】周期性非正弦量，周期性非正弦量的分解，滤波器。
电工学第七章
因 =BS，如要得到相同的磁通 ，则铸铁铁
心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的17倍。
结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要
得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可 使铁心的用铁量大为降低。
7.4 交流铁心线圈电路
7.2.3 磁滞性
磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于
外磁场变化的性质。
磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线
是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。 B
剩磁感应强度Br (剩磁) ： 当线圈中电流减小到零(H=0)
Br•
时，铁心中的磁感应强度。
矫顽磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。
磁
外
畴
磁
场
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
7.2 磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
7.2.1 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒
质的磁性有关。
7.1.5 物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
磁通势F
电工学第七章
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
C 0.01u
–
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
V o
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
V o
V N 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
VN VRp VZ Vom VR p
VN RP R1
例1：试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自 激振荡 +UCC
正反馈
RB1 C1 RB2 － RE CE
L
－
C
－
注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。
频率响应
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Ce
Rb2
Re
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
首端
三点式LC并联电路
L1 中间端 L2 尾端 C
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络
一般有 R L 则
Z L 1 R j(L ) C
1 LC
C
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
为谐振频率
电工基础 第七章
（2）两相触电 两相触电是指人体的不同 部分同时分别触及同一电源的 任何两相导线。
图7-2 两相触电
第七章 安全用电与节约用电知识
第一节 电流对人体的作用
（3）跨步电压触电
跨步电压触电是指当带电体接地使电流流入地下时，在地 面上以接地点为中心形成不同的电位，人在接地点周围，两脚 之间出现的电位差即为跨步电压。线路电压越高，离带电体落 地点越近，触电危险性越大。
第七章 安全用电与节约用电知识
第一节 电流对人体的作用
一、电流对人体的伤害
电流对人体的伤害可以分为电伤和电击两种。电伤是指由 于电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体外部造成的局 部伤害，如电弧灼伤、与带电体接触后的电斑痕以及熔化的金 属微粒渗入皮肤的伤害等。电击是指电流通过人体内部，影响 及破坏人体内部组织的正常功能，造成人体内部组织损伤，使 人体出现呼吸困难、神经系统麻痹、心脏功能障碍等现象，甚 至危及生命。 通常所说的触电事故基本上都是指电击而言。 （1）感知电流 引起人的感觉的最小电流。成年男性的平均感知电流约为 1.1mA，成年女性约为0.7mA。
图7-6 保护接零
图7-7 电流动作型漏电保护装置
第七章 安全用电与节约用电知识
第二节 安全用电措施
二、安全用电常识
1）正确选用所有的导线、电缆、电气设备及其保护电器， 按规定采取必要的接地、接零措施。不得随意加大熔丝规格。更 换熔丝时，应先切断电源，切勿带电操作。 2）凡是手持式电动工具、移动电器，必须配有漏电保护开 关，以确保用电安全。 3）在一般车间内，可根据其工作环境的特点，选用36V的 安全电压。 4）定期对电气设备进行安全检查，排除故障，必要时停电 处理。修线路或设备时，应先断开电源开关，取下熔断器的熔件， 并在断开的开关上悬挂“有人工作，不准合闸”的警告牌。有时还 应将线路或设备临时接地，工作完毕再拆除接地线。 5）严格执行安全操作规程。
电工与电子技术基础课件第七章晶闸管电路
结论 2.晶闸管的导通与关断条件
（1）导通条件
1）阳极加适当的正向电压，即UA＞0。 2）门极加适当的正向触发电压，即U G＞0。 3）电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维 持电流，即IA＞IH，维持电流IH是维持晶闸管导通的最 小阳极电流。
（2）关断条件
特点
单相半波可控整流电路具有线路简单，只需要一个晶闸管， 调整也很方便。整流输出的直流电压脉动大、设备利用率不 高等缺点。故只适用于要求不高的小功率整流设备上。
【例7-1】在图7-5a所示电路中，变压器二次电压U2=100V，
当控制角α分别为0º、90º、120º、180º时，负载上的平均电 压是多少？
晶闸管
例如KP10-20表示额定通态平均电流为10A，正反向重复峰值电压为 2000V的普通反向阻断型晶闸管。
五、晶闸管使用注意事项
晶闸管特点：具有体积小、损耗小、无声、控制灵 敏度高等许多优点的半导体变流器件，但它对过流 和过压承受能力比其他电器产品要小得多。
使用时应注意以下几点：
1）在选择晶闸管额定电压、电流时，应留有足够的安 全余量。
1）撤除阳极电压，即UA≤ 0。 2）阳极电流减小到无法维持导通的程度，即IA＜IH。 常采用的方法有：降低阳极电压，切断电流或给阳极 加反向电压。
想一想
1）根据晶闸管的结构图7-2a所示，可将其看成是 （ ）型和（ ）型两个晶体三极管的互连。
2）有人说：“晶闸管只要加上正向电压就导通， 加上反向电压就关断，所以晶闸管具有单向导电性 能。”这句话对吗？
第二节 晶闸管可控整流电路
晶闸管可控整流与二极管整流有所不同，它不仅能将 交流电变成直流电，且改变的直流电的大小是可调的、可控的。
电工基础之三相交流电知识
ω 根据右手定则可知，
e
线圈中产生感应电动势。
A X
S
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布， 线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX 2E sin ωt
一、三相交流电源的产生
A•
定子中放三组绕组：
S
AX
Y•
BY
CZ 始端 末端
C
ω
N
三组线圈完全相同，
空间位置各差120o
用电压源表示三相定子绕组的感应电动势，A、B、C 端标记为正极性，而X、Y、Z端标记为负极性。每一个 U电别m以压记u源为A为记uuAA参为、考一uBu正相和B 弦，uC量依。u，次C 则称有为A相、B相U•C、C相1。20其° 电压分
120°•ຫໍສະໝຸດ UA0–Um
2
t
120°
•
UB
三相电压出现正幅值（或相应零值）的顺序称为
第七章 三相电路
三相电源的星形联接
将发电机三相定子绕
组的末端 X、Y 、Z 连接
A
在一点，始端A、B、C分
别与负载连接，这种方法
+
叫星形连接，三个末端相
uA
连接的点称为中点或零点， 用字母“N”表示，从中点 引出的一根线叫做中线或 零线。从始端A、B、C引
N-
-
-
uB
N
出的三根线叫做相线，俗 称火线。
A BC
+
+
+ Em
eA eB eC
eA eB eC
﹣ ﹣﹣ 0
X YZ
2
t
•
EC
120°
120°
E• B
电工与电子技术基础第七章课件
第七章
二、晶闸管的工作原理 三、晶闸管的主要参数 四、晶闸管型号 五、晶闸管使用注意事项 六、晶闸管电极的判定和简单测试 一、单相半波可控整流电路 二、单相半控桥式整流电路 一、对触发电路的要求 二、单结晶体管触发电路 三、应用实例 一、实验目的 二、实验电路(见实验图7-1) 三、实验器材
第七章
一、晶闸管的结构和符号
图7-2 晶闸管的外形 a)螺栓式 b)平板式 c)塑封管式 d)一些常见晶闸管
一、晶闸管的结构和符号
图7-3 调光台灯及其电路原理图 a)调光台灯 b)电路原理图
二、晶闸管的工作原理
1.晶闸管的导通原理
图7-４ 晶闸管的内部结构与导通原理 a)内部结构 b)导通原理
1)只要β1β2＞1，便可维持正反馈放大，使晶闸管导通。 2)一旦导通，门极就失去控制作用，门极的触发电压便可撤消。
二、单结晶体管触发电路
1.单结晶体管的结构、符号和特性
图7-8 单结晶体管的结构、符号和等效电路 a)结构 b)符号 c)等效电路
二、单结晶体管触发电路
图7-9 单结晶体管的电压电流特性
2.单结晶体管触发电路
二、单结晶体管触发电路
图7-10 单结晶体管触发电路 a)电路 b)波形
3.单结晶体管的简单测试
2.4.5V／30V直流稳压电源(双踪)1台 四、实验内容和步骤 五、实验结果 六、实验注意事项 七、实验报告要求 一、日本产半导体器件命名方法 二、美国半导体分立器件型号命名方法 一、基本信息 二、您对本书的意见及建议 三、您近期的著书计划
4.会对晶闸管、单结晶体管进行简单测试。
图7-1 晶闸管的结构、符号 a)结构 b)符号
七、实验报告要求
1.总结晶闸管导通的条件和晶闸管关断条件。 2.总结简易判断晶闸管好坏的方法。
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a0 (ak cos kt bk sin kt )
k 1
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7.1 周期性非正弦量及其分解
上述两式应满足下列关系：
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Akm
ak a b , tan k bk
2 k 2 k
a0 A0 ak Akm sin k bk Akm cos k
P 0 1 T
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由于
P k
T
0
U 0 I 0 dt U 0 I 0
1 T U km sin(kt uk ) I km sin(kt ik )dt T 0 1 U km I km cos(uk ik ) 2 U k I k cos k
根据三角函数的正交性，对于不同次谐波电压、电流的乘积，它 们的平均值均为零。所以，周期性非正弦电流电路的平均 功率为 P P0 U k I k cos k
O Im
计算傅里叶系数：
1 π 1 2π a0 I m d(t ) ( I m )d(t ) 0 2π 0 2π π 1 π 1 2π ak I m cos ktd(t ) ( I m ) cos ktd(t ) 0 π 0 π π 2I 1 π 1 2π bk I m sin ktd(t ) ( I m )sin ktd(t ) m (1 cos kt ) π 0 π π k
1 T 2 I 0 i (t )dt T
设周期性非正弦电流 i (t ) 分解为傅里叶级数为
i (t ) I 0 I km sin(kt k )
k 1
将 i (t ) 代入有效值定义式，得
1 T I [ I 0 I km sin(kt k )]2 dt T 0 k 1
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
k 1
④
， 周期函数为镜像对称的函数(奇谐波函数)
若周期函数满足 f (t ) f (t
波形对称于横轴，称为镜像对称函数。如图7.3所示。图中虚线所示为 移动后的波形。
f (t )
T ) ，即将波形移动半个周期后便与原 2
f (t) Am 0 T 4 T t
T 2
T t
0
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图7.3 镜像对称函数 下一页
2. 电路中存在非线性元件
当电路中存在非线性的电阻、电感或电容元件时，即使 是正弦激励，电路中也要产生非正弦响应。
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7.1 周期性非正弦量及其分解
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7.1.2 周期性非正弦量的分解
1、周期性非正弦信号
非正弦信号可分为周期和非周期的，含有周期性非 正弦量的电路，称为周期性非正弦电流电路，简称非正 弦电路。
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
将上式方括号内的各电流和经平方展开后，包含下列各项：
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I2 (1)各次谐波的平方： 0
2 I mk sin 2 (kt k )
2 (2)两个不同次谐波乘积的两倍： I0 I mk sin(kt k )
2I km sin(kt k )Iqm sin(qt q )
工程中，常采用查表的方法得到周期函数的傅里叶级数。
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7.1 周期性非正弦量及其分解
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4、电工技术中常见的周期函数特性 ① 周期函数波形在一个周期内横轴上、下部分所包 围的面积相等。
f (t )
T 2
T t
0
图7.3 镜像对称函数
如图7.3所示。此时有
1 2π a0 0 f (t )d(t ) 0 2π
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率 例7.2 试求周期电压
u(t ) [100 282sin t 141sin 3t ] V的有效值。
解：
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u(t )的有效值为
282 141 U 1002 244.9 2 2
所以周期性非正弦电流 i (t ) 的有效值为
2 2 2 I I I k I 0 I12 I k 2 0 k 1
同理，周期性非正弦电压 u(t ) 的有效值为
2 2 2 U U U k U 0 U12 U k 2 0 k 1
2 2
V
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
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7.2.2 平均值
平均值
定义周期性非正弦量的平均值为它的瞬时值的绝对值在 一个周期内的平均值。
设周期电流为i (t ) ，则
1 T Iav i(t ) dt T 0
同理，周期性非正弦电压的平均值为
1 T U av u(t ) dt T 0
k 1
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
注意：周期性非正弦电流电路的平均功率等于恒定分量
构成的功率和各次谐波平均功率的代数和。由上式可知，只 有同频率的电压和电流相互作用才产生平均功率，不同频率 的电压和电流只能产生瞬时功率，不能产生平均功率。
周期性非正弦电流电路的无功功率为
k 1
i(t ) I 0 I km sin(kt ik )
k 1
uk ik为k次谐波电压、电流的初相。 设k uk ik 为k次谐波电压与电流的相位差，所以
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
P 1 T 1 T p(t )dt u (t )i (t )dt T 0 T 0 1 T [U 0 U km sin(kt uk )] [ I 0 I km sin(kt ik )]dt T 0 k 1 k 1
2、几种常见的非正弦信号
i u u
0 (a)
t
0 (b)
t
0 (c)
t
图7.1 几种常见的非正弦波
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7.1 周期性非正弦量及其分解
3、傅里叶级数分解条件 一个周期函数只要 满足狄里赫利条件，就可以分解为傅里叶级数。
设周期函数 f (t ) 的周期为T，角频率 2π T ，则 f (t ) 分解为傅里 叶级数为
f (t ) A0 A1m sin(t 1 ) A2m sin(2t 2 ) Akm sin( kt k ) A0 Akm sin(kt k )
k 1
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用三角公式展开，上式又可写为
f t A0 ( Akm sin k cos kt Akm cos k sin kt )
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第7章 周期性非正弦交流电路
7.1 周期性非正弦量及其分解
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、平均值、平均功率
7.3 周期性非正弦电流电路的计算
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7.1 周期性非正弦量及其分解
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7.1.1 周期性非正弦量的产生
1.电源电压为非正弦电压
交流发电机受内部磁场分布和结构等因素的影响，所产生的 电动势为周期性非正弦量。因此，非正弦电动势在线性电路中所 产生的电流波形，也将是非正弦的。
7.1 周期性非正弦量及其分解
可以证明，它们的傅里叶系数中：
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a0 0
a2 a4 0
所以镜像对称函数的傅里叶展开式中只含有奇次谐波，而不含有 直流分量和偶次谐波。可表示为
f (t ) (ak cos k t 要把奇谐波函数与奇函数，偶谐波函数与偶函数混淆起来。 有些周期函数，从表面看，既非奇函数又非偶函数，但作适当变化， 就可能很容易地得到其傅里叶级数展开式。
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7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
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7.2.3 平均功率
周期性非正弦电流电路的平均功率定义为：瞬时功率在一个周期内 的平均值。通常所说的功率就是指平均功率。平均功率的定义式为 1 T P p(t )dt T 0 设某一端口网络的电压,电流分别为
u (t ) U 0 U km sin(kt uk )
A0 a0 0
所以傅里叶级数中不含直流分量。
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7.1 周期性非正弦量及其分解
②周期函数为奇函数
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周期函数 f (t ) f (t ) 满足的为奇函数，其波形对称于原点， 由于
f (t ) a0 (ak cos kt bk sin kt )
u (t )
u1 (t )
Um 0 t Um
u2 (t )
2Um
T 0 Um (b) T 2 t
0
T 2
T (a)
t
(c)
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图7.4 波形的分解 下一页
7.2 周期性非正弦电流电路中的有效值、 平均值、平均功率
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7.2.1 有效值
任何周期量(电流、电压或电动势)的有效值都等于它的方均 根值。这一定义同样适用于周期性非正弦量。以周期电流 i (t ) 为例，其有效值 I 为
k 1
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7.1 周期性非正弦量及其分解
③周期函数为偶函数
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如图周期函数 f (t ) f (t ) 满足的为偶函数，其波形对称于纵轴， 它的傅里叶级数中 bk 0 ，所以偶函数的傅里叶级数不含正弦谐波分量， 只含有直流分量和余弦分量，可表示为