《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 ch15
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电工基础第二版全套教案
电工基础全部教案课题1－1电路1－2电流教学目标1．路的组成及其作用，电路的三种基本状态。
2．理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式。
教学重点1．电路各部分的作用及电路的三种状态。
2．电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第一节电路一、电路的组成1．电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2．电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。
(1) 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。
如：干电池、蓄电池等。
(2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。
如电灯等。
(3) 导线：连接电源与用电器的金属线。
作用：把电源产生的电能输送到用电器。
(4) 开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态（画图说明）1．通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。
2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。
3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。
短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。
三、电路图1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2．几种常用的标准图形符号。
第二节电流一、电流的形成1．电流：电荷的定向移动形成电流。
（提问）2．在导体中形成电流的条件(1) 要有自由电荷。
(2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。
二、电流1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。
qI =t2．单位：1A = 1C/s；1mA = 10-3 A；1μA = 10-6A3．电流的方向实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？参考方向：任意假定。
4．直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。
（画图说明练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题(1) ～ (3)小结1．电路的组成及其作用。
2．电路的三种工作状态。
3．形成电流的条件。
4．电流的大小和方向。
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 sum8
晶体管工作在放大状态时。发射结正偏，集电结反 偏，集电极电流受基极电流控制。
直流电流放大系数 交流电流放大系数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ IC
IB
Ι C
Ι B
4．晶体管的性能可由其输入、输出特性曲线及 参数来表示，这是分析晶体管工作状态和选用晶体 管的主要依据。
晶体管三种工作状态：饱和、截止、放大。
晶体管的主要参数有：
2．半导体二极管实质上就是一个PN结，具有单 向导电性，可用伏安特性来描述。二极管所加正向电 压大于死区电压(硅管约为0.5 V，锗管0.1 V)导通时， 硅二极管的正向压降为0.6 ～ 0.8 V，锗管为0.2～0.3 V。
3. 晶体管有NPN和PNP两种基本类型，它们都有 三个区(发射区、基区、集电区)，两个PN结(发射结、 集电结)和三个电极(发射极、基极、集电极)。电极分 别用E、B、C表示。
、ICEO、 ICM、U(BR)CEO、 PCM
注意极限参数使用时不要超过。
5．场效晶体管有绝缘栅型和结型两类，本书 仅对绝缘栅型场效应晶体管作了介绍。绝缘栅场效 应晶体管又有N沟道和P沟道之分，每种又有增强型 和耗尽型之分。
第 8章
常用半导体器件
小结
1．在纯净半导体硅或锗的晶体中掺入微量的五 价元素，可得到N型半导体．其中自由电子是多数载 流子，空穴是少数载流子；如掺入微量的三价元素， 则得到P型半导体，其中空穴是多数载流子，自由电 子是少数载流子。
用特殊工艺将P型和N型半导体结合起来，在其交 界面上就形成PN结。PN结具有单向导电性，是各种半 导体器件的基础结构。
直流电流放大系数 交流电流放大系数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ IC
IB
Ι C
Ι B
4．晶体管的性能可由其输入、输出特性曲线及 参数来表示，这是分析晶体管工作状态和选用晶体 管的主要依据。
晶体管三种工作状态：饱和、截止、放大。
晶体管的主要参数有：
2．半导体二极管实质上就是一个PN结，具有单 向导电性，可用伏安特性来描述。二极管所加正向电 压大于死区电压(硅管约为0.5 V，锗管0.1 V)导通时， 硅二极管的正向压降为0.6 ～ 0.8 V，锗管为0.2～0.3 V。
3. 晶体管有NPN和PNP两种基本类型，它们都有 三个区(发射区、基区、集电区)，两个PN结(发射结、 集电结)和三个电极(发射极、基极、集电极)。电极分 别用E、B、C表示。
、ICEO、 ICM、U(BR)CEO、 PCM
注意极限参数使用时不要超过。
5．场效晶体管有绝缘栅型和结型两类，本书 仅对绝缘栅型场效应晶体管作了介绍。绝缘栅场效 应晶体管又有N沟道和P沟道之分，每种又有增强型 和耗尽型之分。
第 8章
常用半导体器件
小结
1．在纯净半导体硅或锗的晶体中掺入微量的五 价元素，可得到N型半导体．其中自由电子是多数载 流子，空穴是少数载流子；如掺入微量的三价元素， 则得到P型半导体，其中空穴是多数载流子，自由电 子是少数载流子。
用特殊工艺将P型和N型半导体结合起来，在其交 界面上就形成PN结。PN结具有单向导电性，是各种半 导体器件的基础结构。
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 sum1
作条件即电路状态改变(换路)，就会产生暂态过程。
换路定则:
uC(0+)= uC(0–) iL(0+)= iL(0–)
分析一阶电路的三要素法
一般形式：
t
f (t) f () [ f (0 ) f ()]e
t 0+
稳态值
初始值
三要素
时间常数
3. 由理想电路元件(简称电路元件)组成的电路称为
电路模型。电路元件只有单一的电磁性质，它们是：电
阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流
源。当电压与电流的参考向一致时，它们的伏安特性可
描述为：
电阻元件 U=RI ; 电感元件 u L di 电容元件 i C du
dt
dt
理想电压源 U=E，I 决定于外电路
10. 任一线性有源的二端网络，对外而言，都可 以用一个电动势为E的理想电压源与内阻Ro串联的电压 源来等效替代，此电动势E 等于有源二端网络的开路 电压UOC；等效电源的内阻Ro等于有源二端网络除去 所有电源（将各个理想电压源短路，各个理想电流源 开路）后所得的无源二端网络的等效电阻。
11．在具有储能元件Hale Waihona Puke 、C的电路中，只要电路工第1章
直流电路
小结
1.电路是由电源、中间环节和负载三部分组成的 电流的通路，它的作用是用来实现电能的输送和转换、 电信号的传递和处理。电流、电压、电动势和功率是 电路的主要物理量。
2.电流、电压和电动势的实际方向是：电流是以 正电荷移动的方向，或负电荷定向运动的相反方向； 电压是以在电路中，由高电位端指向低电位端，电位 降低的方向；电动势是以在电源内部由低电位端指向 高电位端，电位升高的方向。
理想电流源 I=IS, U决定于外电路
换路定则:
uC(0+)= uC(0–) iL(0+)= iL(0–)
分析一阶电路的三要素法
一般形式：
t
f (t) f () [ f (0 ) f ()]e
t 0+
稳态值
初始值
三要素
时间常数
3. 由理想电路元件(简称电路元件)组成的电路称为
电路模型。电路元件只有单一的电磁性质，它们是：电
阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流
源。当电压与电流的参考向一致时，它们的伏安特性可
描述为：
电阻元件 U=RI ; 电感元件 u L di 电容元件 i C du
dt
dt
理想电压源 U=E，I 决定于外电路
10. 任一线性有源的二端网络，对外而言，都可 以用一个电动势为E的理想电压源与内阻Ro串联的电压 源来等效替代，此电动势E 等于有源二端网络的开路 电压UOC；等效电源的内阻Ro等于有源二端网络除去 所有电源（将各个理想电压源短路，各个理想电流源 开路）后所得的无源二端网络的等效电阻。
11．在具有储能元件Hale Waihona Puke 、C的电路中，只要电路工第1章
直流电路
小结
1.电路是由电源、中间环节和负载三部分组成的 电流的通路，它的作用是用来实现电能的输送和转换、 电信号的传递和处理。电流、电压、电动势和功率是 电路的主要物理量。
2.电流、电压和电动势的实际方向是：电流是以 正电荷移动的方向，或负电荷定向运动的相反方向； 电压是以在电路中，由高电位端指向低电位端，电位 降低的方向；电动势是以在电源内部由低电位端指向 高电位端，电位升高的方向。
理想电流源 I=IS, U决定于外电路
《电工-电子技术基础教程》(第2版)全解
这便是基尔霍夫电压定律的推广应用 可通过【例1.3.3】来理解基尔霍夫电压定律
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五．利用支路电流求解电路
当列出全部的结点和回路方程时，有些 方程不独立。选择独立方程的原则如下：
对n个结点、m条支路的电路，可列出 n-1 个 独 立 的 结 点 电 流 方 程 和 m-n+1 个 独立的回路电压方程。
高素质·高技能·高能力·高就业
《电工电子 技 术 基 础 教 程》 （第2版）
郑红亮
从严治校 科学管理
高素质·高技能·高能力·高就业
1 本课件按照100学时组织，参考学时安排是 以多媒体结合粉笔教学方式进行设计的，建议
使用本课件时多媒几体点结建合议粉笔教学。
2 由于电工电子技术课程各专业要求及学时差 别非常大，使用本课件时应根据各专业的特点、 学生的基础进行适当的调整。 3 每一章课件的开始是该章教学的简要说明， 具体的每一课中还给出了具体知识点的调整建 议。建议教师调整前先将本书全部课件浏览一 遍
思考题 计算机仿真分析的本质是什么？
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六．小结
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第2课
在本次课中，我们将介绍直流 电路分析的基本方法
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高素质·高技能·高能力·高就业
请判断如右图中
电流一的实．际上方一向课回顾
答案：I’所示方向
U=E I=任意
电流源的理想化条件
I = IS U = 任意
可通过将实际元件理想化建立实际电路的电路模 型，之后可利用相关理论求解该电路模型
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五．利用支路电流求解电路
当列出全部的结点和回路方程时，有些 方程不独立。选择独立方程的原则如下：
对n个结点、m条支路的电路，可列出 n-1 个 独 立 的 结 点 电 流 方 程 和 m-n+1 个 独立的回路电压方程。
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《电工电子 技 术 基 础 教 程》 （第2版）
郑红亮
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1 本课件按照100学时组织，参考学时安排是 以多媒体结合粉笔教学方式进行设计的，建议
使用本课件时多媒几体点结建合议粉笔教学。
2 由于电工电子技术课程各专业要求及学时差 别非常大，使用本课件时应根据各专业的特点、 学生的基础进行适当的调整。 3 每一章课件的开始是该章教学的简要说明， 具体的每一课中还给出了具体知识点的调整建 议。建议教师调整前先将本书全部课件浏览一 遍
思考题 计算机仿真分析的本质是什么？
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六．小结
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第2课
在本次课中，我们将介绍直流 电路分析的基本方法
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请判断如右图中
电流一的实．际上方一向课回顾
答案：I’所示方向
U=E I=任意
电流源的理想化条件
I = IS U = 任意
可通过将实际元件理想化建立实际电路的电路模 型，之后可利用相关理论求解该电路模型
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《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 sum7
对于同一准确度的仪表，被测值越接近于仪 表的满标值(即量程)，则测量的相对误差越小。
2．磁电式仪表是利用通电导体在磁场中受力的原 理制成的。指针的偏转角与被测电量平均值成正比， 标度盘的分度是均匀的。磁电式仪表常用来测量直流 电流、直流电压、电阻等。
3. 电磁式仪表是利用通电线圈使铁片磁化而产生 作用力的原理制成盘的分度是不均匀的。 电磁式仪表可以测量直流电量，也可测量交流电量。
7．电度表用来测量电能，家庭常用感应式单相 电度表，其接入方式有顺入式和跳入式两种。
测量三相电路有功电能可用DT型三相四线有功 电度表或DS型三相三线有功电度表。在电力系统工 程中常经电流互感器和电压互感器接入。
8．万用表是一种多用途仪表，可以用来测量交、 直流电压、电流、电阻、电容及晶体管的参数 等。数字式万用表直接以十进制数字显示被测量，操 作简单，准确可靠，功耗低，保护功能齐全，因而被 广泛使用。
4. 测量电流时应将电流表串联在被测电路中。 测量直流电流常用磁电式仪表，可用分流器扩大 电流表的量程。 测量交流电流可用电磁式仪表。电磁式电流表常用 改换表内线圈的连接方式(串联或并联)，来改变电流表 的量程。
测量交流供电线路的大电流时，用电流互感器扩 大电流表的量程。
5．测量直流电压常用磁电式仪表，测量交流电 压可用电磁式仪表。测量电压时，应将电压表并联于 被测电路的两端。利用倍压器可以扩大电压表的量程。 测量交流供电线路的高电压时，则需用电压互感器来 扩大电压表的量程。
第 7章
电工测量
小结
1．电工仪表的准确度是以相对额定误差的百 分值K来分级的，我国生产的电工仪表准确度为 0.1级, 0.2级, 0.5级, 1.0级, 1.5级, 2.5级和5.0级七级。
仪表在正常工作条件下进行测量可能产生的 最大基本误差与仪表的最大量程（满标值）之比 称为相对额定误差，即
2．磁电式仪表是利用通电导体在磁场中受力的原 理制成的。指针的偏转角与被测电量平均值成正比， 标度盘的分度是均匀的。磁电式仪表常用来测量直流 电流、直流电压、电阻等。
3. 电磁式仪表是利用通电线圈使铁片磁化而产生 作用力的原理制成盘的分度是不均匀的。 电磁式仪表可以测量直流电量，也可测量交流电量。
7．电度表用来测量电能，家庭常用感应式单相 电度表，其接入方式有顺入式和跳入式两种。
测量三相电路有功电能可用DT型三相四线有功 电度表或DS型三相三线有功电度表。在电力系统工 程中常经电流互感器和电压互感器接入。
8．万用表是一种多用途仪表，可以用来测量交、 直流电压、电流、电阻、电容及晶体管的参数 等。数字式万用表直接以十进制数字显示被测量，操 作简单，准确可靠，功耗低，保护功能齐全，因而被 广泛使用。
4. 测量电流时应将电流表串联在被测电路中。 测量直流电流常用磁电式仪表，可用分流器扩大 电流表的量程。 测量交流电流可用电磁式仪表。电磁式电流表常用 改换表内线圈的连接方式(串联或并联)，来改变电流表 的量程。
测量交流供电线路的大电流时，用电流互感器扩 大电流表的量程。
5．测量直流电压常用磁电式仪表，测量交流电 压可用电磁式仪表。测量电压时，应将电压表并联于 被测电路的两端。利用倍压器可以扩大电压表的量程。 测量交流供电线路的高电压时，则需用电压互感器来 扩大电压表的量程。
第 7章
电工测量
小结
1．电工仪表的准确度是以相对额定误差的百 分值K来分级的，我国生产的电工仪表准确度为 0.1级, 0.2级, 0.5级, 1.0级, 1.5级, 2.5级和5.0级七级。
仪表在正常工作条件下进行测量可能产生的 最大基本误差与仪表的最大量程（满标值）之比 称为相对额定误差，即
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 ch123
N=8，根据 2n N 的关 系，即 n=3，即输出为 三位二进制代码。
(3 线- 8 线编码器)
(2) 列编码表
输入 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
输出
Y2 Y1 Y0 00 0 00 1
01 0 01 1
10 0 10 1 11 0 11 1
(3) 由编码表写出逻辑表达式
Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4+ I5+ I6+ I7
(5) 反演律(德 摩根定律)
① AB A B ② A B AB
(5) 反演律 (德 摩根定律)
① AB A B ② A B AB
列状态表证明：
A B A B A B AB AB A B
0011 1 0110 0
1
1
1
0
1
1
1001 0
0
1
1
1100 0
0
0
0
反演律适用于任意变量的情况。
A1 A2 A3 An A1 A2 A3 An A1A2 A3 An A1 A2 A3 An
信 I1
息 I2
输 入
In
编码器
编码器框图
Y1 代
Y2 码
Ym
输 出
分类： 二进制编码器 2n→n 或 二—十进制编码器 10→4
普通编码器 优先编码器
1.二进制编码器 用 n 位二进制代码对 N = 2n 个信号进行编码的电路 例：将 I0、I1、…I7 8个信号编成二进制代码。
(1) 确定二进制代码位数 输入有8个信号，即
F= AB +AB
AB F
=A B
00 0 01 1 10 1
(3 线- 8 线编码器)
(2) 列编码表
输入 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
输出
Y2 Y1 Y0 00 0 00 1
01 0 01 1
10 0 10 1 11 0 11 1
(3) 由编码表写出逻辑表达式
Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4+ I5+ I6+ I7
(5) 反演律(德 摩根定律)
① AB A B ② A B AB
(5) 反演律 (德 摩根定律)
① AB A B ② A B AB
列状态表证明：
A B A B A B AB AB A B
0011 1 0110 0
1
1
1
0
1
1
1001 0
0
1
1
1100 0
0
0
0
反演律适用于任意变量的情况。
A1 A2 A3 An A1 A2 A3 An A1A2 A3 An A1 A2 A3 An
信 I1
息 I2
输 入
In
编码器
编码器框图
Y1 代
Y2 码
Ym
输 出
分类： 二进制编码器 2n→n 或 二—十进制编码器 10→4
普通编码器 优先编码器
1.二进制编码器 用 n 位二进制代码对 N = 2n 个信号进行编码的电路 例：将 I0、I1、…I7 8个信号编成二进制代码。
(1) 确定二进制代码位数 输入有8个信号，即
F= AB +AB
AB F
=A B
00 0 01 1 10 1
电工电子技术基础教程-第2版
1、在电路图上标出结点电压、各支路电流的参考方向； 2、根据式(1-4-2)求出结点电压 注意： 在用式(1-4-2)求出结点电压时，电动势的方向与结点电压的
参考方向相同时取正值，反之，取负值，最终结果与支路电 流的参考方向无关。 若电路图中结点数目多于两个，则式(1-4-2)不可直接使用， 可列出联立方程或变换到两个结点求解。 3、对各支路应用基尔霍夫电压定律，可求出各支路电流； 4、求解电路的其它待求物理量。
请判断上图中电动势E的方向及I’的值
四．直流电路的计算机仿真分析方法
1.手电筒电路仿真分析演示 在Multisim中打开源文件（1-2-3.ms10）
单击运行按钮 单击图中的开关闭合开关
仿真分析初步的思考 上面的仿真做了什么工作？
求出了电流！！！
上面的仿真结果是否可以验证该电路设计是否 正确？
需要根据实际要求确定！！！
电流的参考方向用箭头表示； 电压的参考方向一般用极性“+”、“-”来表示，也可
用双下标表示。
如Uab表示其参考方向是a指向b，a点参考极性为“+”，b
点参考极性为“-”。 选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参
考方向选定以后，电压电流之值才有正负。当实际方向与参 考方向一致时为正，反之，为负。
二端网络N1、N2内部而言，流过5Ω电阻上的电流Is、I0不同， 显然是不等效的
二．电阻元件的联接概述
对于复杂电路，纯粹用 基尔霍夫等定律分析过于 困难
需要根据电路的结构特点去 寻找分析与计算的简便方法
电阻元件是构成电路的基本元件之一，采用不同的联接方法， 电路的结构便不一样，其分析方法也就可能不同。在实际使用 中，电阻元件的联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角 形联接、星形联接、桥式联接方式等。
参考方向相同时取正值，反之，取负值，最终结果与支路电 流的参考方向无关。 若电路图中结点数目多于两个，则式(1-4-2)不可直接使用， 可列出联立方程或变换到两个结点求解。 3、对各支路应用基尔霍夫电压定律，可求出各支路电流； 4、求解电路的其它待求物理量。
请判断上图中电动势E的方向及I’的值
四．直流电路的计算机仿真分析方法
1.手电筒电路仿真分析演示 在Multisim中打开源文件（1-2-3.ms10）
单击运行按钮 单击图中的开关闭合开关
仿真分析初步的思考 上面的仿真做了什么工作？
求出了电流！！！
上面的仿真结果是否可以验证该电路设计是否 正确？
需要根据实际要求确定！！！
电流的参考方向用箭头表示； 电压的参考方向一般用极性“+”、“-”来表示，也可
用双下标表示。
如Uab表示其参考方向是a指向b，a点参考极性为“+”，b
点参考极性为“-”。 选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参
考方向选定以后，电压电流之值才有正负。当实际方向与参 考方向一致时为正，反之，为负。
二端网络N1、N2内部而言，流过5Ω电阻上的电流Is、I0不同， 显然是不等效的
二．电阻元件的联接概述
对于复杂电路，纯粹用 基尔霍夫等定律分析过于 困难
需要根据电路的结构特点去 寻找分析与计算的简便方法
电阻元件是构成电路的基本元件之一，采用不同的联接方法， 电路的结构便不一样，其分析方法也就可能不同。在实际使用 中，电阻元件的联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角 形联接、星形联接、桥式联接方式等。
电工学多媒体教学课件
4
直流电路 电路的瞬态分析 交流电路 供电与用电 变 压 器 电 动 机 电气自动控制
电工学总目录Байду номын сангаас
章目录（续）
第8章 第9章 第 10 章 第 11 章 第 12 章 第 13 章 第 14 章
5
直流稳压电源 基本放大电路 集成运算放大器 电力电子技术 组合逻辑电路 时序逻辑电路 模拟信号与数字信号 的相互转换 第 15 章 现代通信技术
8
电工学（少学时） 多媒体教学光盘第2版
1
电工学多媒体电子教案
主编：刘凤春 参编：刘凤春 王 宁 周晓丹 主审：唐 介
陈希有 陈希有 刘 娆 刘蕴红 张 莉 牟宪民 王 林 王振江
2
电 工 学 多 媒 体 电 子 教 案
电工学总目录
章目录
电工学实验目录
3
电工学总目录
章 目 录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章
电工学总目录
实验目录
实验 1 实验 2 实验 3 实验 4 实验 5 实验 6 实验 7 实验 8 实验 9 直流电路实验 电路瞬态分析实验 交流电路实验 三相电路实验 变压器实验 三相异步电动机实验 变频器调速实验 继电器－接触器实验 可编程序控制器实验
6
电工学总目录
实 验 目 录（续）
实验 10 实验 11 实验 12 实验 13 实验 14 实验 15 实验 16 实验 17 实验 18 直流稳压电源实验 基本放大电路实验 集成运算放大器实验 组合逻辑电路实验 时序逻辑电路实验 集成定时器实验 模数和数模转换实验 电子秒表实验 EDA 设计和仿真认识实验
7
电工学多媒体电子教案
大连理工大学电工学教研室具有多年研制多媒体课 件的经验，先后研制了多部《电工学》、《电机与拖动》 及《可编程序控制器原理与应用基础》教学光盘。作者 均具有多年一线教学经验。 第 1、2 章由刘娆制作；第 3、4 章由刘蕴红制作； 第 5、7、15 章由刘凤春制作；第 6、13 章由王宁制作； 第 8、14 章由陈希有制作；第 9、10 章由张莉制作； 第 11、12 章由牟宪民制作；电工学实验由王林、 周晓丹、王振江制作。 全部内容由刘凤春和陈希有定稿，唐介主审。 联系我们：lfc5e001@，chenxy@
直流电路 电路的瞬态分析 交流电路 供电与用电 变 压 器 电 动 机 电气自动控制
电工学总目录Байду номын сангаас
章目录（续）
第8章 第9章 第 10 章 第 11 章 第 12 章 第 13 章 第 14 章
5
直流稳压电源 基本放大电路 集成运算放大器 电力电子技术 组合逻辑电路 时序逻辑电路 模拟信号与数字信号 的相互转换 第 15 章 现代通信技术
8
电工学（少学时） 多媒体教学光盘第2版
1
电工学多媒体电子教案
主编：刘凤春 参编：刘凤春 王 宁 周晓丹 主审：唐 介
陈希有 陈希有 刘 娆 刘蕴红 张 莉 牟宪民 王 林 王振江
2
电 工 学 多 媒 体 电 子 教 案
电工学总目录
章目录
电工学实验目录
3
电工学总目录
章 目 录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章
电工学总目录
实验目录
实验 1 实验 2 实验 3 实验 4 实验 5 实验 6 实验 7 实验 8 实验 9 直流电路实验 电路瞬态分析实验 交流电路实验 三相电路实验 变压器实验 三相异步电动机实验 变频器调速实验 继电器－接触器实验 可编程序控制器实验
6
电工学总目录
实 验 目 录（续）
实验 10 实验 11 实验 12 实验 13 实验 14 实验 15 实验 16 实验 17 实验 18 直流稳压电源实验 基本放大电路实验 集成运算放大器实验 组合逻辑电路实验 时序逻辑电路实验 集成定时器实验 模数和数模转换实验 电子秒表实验 EDA 设计和仿真认识实验
7
电工学多媒体电子教案
大连理工大学电工学教研室具有多年研制多媒体课 件的经验，先后研制了多部《电工学》、《电机与拖动》 及《可编程序控制器原理与应用基础》教学光盘。作者 均具有多年一线教学经验。 第 1、2 章由刘娆制作；第 3、4 章由刘蕴红制作； 第 5、7、15 章由刘凤春制作；第 6、13 章由王宁制作； 第 8、14 章由陈希有制作；第 9、10 章由张莉制作； 第 11、12 章由牟宪民制作；电工学实验由王林、 周晓丹、王振江制作。 全部内容由刘凤春和陈希有定稿，唐介主审。 联系我们：lfc5e001@，chenxy@
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 ch122
④平均延迟时间 tpd
1
uI
uo
uI
tPd1 : 输出电压由高到 低时的传输延
Uim
迟时间。
0
tPd2 : 输出电压由低 到高时的传输 延迟时间。
uo
Uom
tPd — 平均传输延迟时间0 tPd1
tPd2
tpd
tPd1
2
tPd2
tPd为纳秒级。
50%Uim t
50%Uom t
2. CMOS门电路 CMOS(Complementary Metal -Oxide –Semi-Cond-
F
与非门
(2) 或非门
A
>1
B
或门
1
非门
与非门逻辑状态表 F
AB F
00
1
01
0
A
>1
B
F
10
0
11
0
或非门
逻辑表达式：F=A+B
有“1”出“0” 全“0”出“1”
例12-4 二输入或非门的输入信号波形如图所示，试 画出其输出波形F的波形。
A
>1
B
F
或非门
(2) 与或非门
A
AB
&
B
≥1
F
C&
D
用基本逻辑门电路可以组成各种复合门电路如“与 非门”、“或非门”等。
一、分立元件门电路
1. 与门电路 (1). “与”逻辑关系
开关A 电源
开关B 灯F
逻辑表达式： F = A • B
状态表 ABF
0
00
0 10
1 00
1 11
“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部 具备时，该事件才发生。
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 sum6
第6章
工厂供电与安全用电
小结
1．电力系统是由发电厂、变电所、高低压输配 电线路及用电设备组成的整体,其运行由中心调度所 科学调度管理，能极大地提高供用电的可靠性和经 济性。工厂供电系统常采用放射式供电，其低压系 统采用三相四线制。
2．根据人体触电时受伤害的情况不同，触电分为 电击和电伤两种。通常所说的触电事故基本上是指 电击而言。电击伤害的严重程度与通过人体电流的 大小、频率、持续时间、途径以及人体的健康状况 有关。
4．安全用电的各项措施贯穿在电气设备的设计、 安装、运行和检修等各个环节中，要了解常 用的安全用电常识和触电急救措施。
人体触电的形式有单相触电和两相触电两种。在
中性点接地的电源系统中，最常发发生Байду номын сангаас是单相触 电。
3．为了防止触电，电气设备在正常情况下不带 电的金属部分如金属外壳必须采取保护接地或保护接 零的措施。在中性点不接地的三相电源系统中，应采 用保护接地；在1000V以下中性点接地的三相四线制 供电系统中，应采用保护接零。必须注意，在同一系 统中不允许一部分设备采用保护接地，而另一部分设 备采用保护接零的混合接法。
工厂供电与安全用电
小结
1．电力系统是由发电厂、变电所、高低压输配 电线路及用电设备组成的整体,其运行由中心调度所 科学调度管理，能极大地提高供用电的可靠性和经 济性。工厂供电系统常采用放射式供电，其低压系 统采用三相四线制。
2．根据人体触电时受伤害的情况不同，触电分为 电击和电伤两种。通常所说的触电事故基本上是指 电击而言。电击伤害的严重程度与通过人体电流的 大小、频率、持续时间、途径以及人体的健康状况 有关。
4．安全用电的各项措施贯穿在电气设备的设计、 安装、运行和检修等各个环节中，要了解常 用的安全用电常识和触电急救措施。
人体触电的形式有单相触电和两相触电两种。在
中性点接地的电源系统中，最常发发生Байду номын сангаас是单相触 电。
3．为了防止触电，电气设备在正常情况下不带 电的金属部分如金属外壳必须采取保护接地或保护接 零的措施。在中性点不接地的三相电源系统中，应采 用保护接地；在1000V以下中性点接地的三相四线制 供电系统中，应采用保护接零。必须注意，在同一系 统中不允许一部分设备采用保护接地，而另一部分设 备采用保护接零的混合接法。
电工学(第2版_易沅屏)电子教案 (18)[7页]
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序号
f (t) 的波形图
f (ωt)
Um
2 0 π 2π
t
f (t) 的傅立叶级数
f (t) 4Um (sint 1 sin 3t
3
1 sin 5t 1 sin kt )
5
k
k为奇数
f (ωt)
Um 3
0 2π 4π
f (t) Um Um (sint 1 sin 2t
2
2
f (t) A0 Anm sin(nt n )
A0 称为直流分n量1
A1m sin(1t 1 ) 称为1次谐波（基波）分量
A2m sin(2t 2 ) 称为2次谐波分量
n>2的谐波分量统称为高次谐波。
电路分析方法：令各分量单独作用，利用叠加定理 把各分量作用的结果瞬时值叠加。
常用非正弦周期信号的傅立叶级数展开式
ω t 1 sin 3t 1 sin kt )
3
k
序号
f (t) 的波形图
f (ωt)
Um
4
0
π
2π
f (t)的傅立叶级数
f (t) Um (1 sint 2 cos2t
2
3
ωt
2 cos4t
2
cost ),
15
(k 1)(k 1)
k为偶数
f (ωt)
任何周期量的有效值
A
定义为它的方均根值 即
1
T
f
(t
2
) d
t
T0
可以证明，非正弦周期信号的有效值等于它的 直流分量与各个谐波分量有效值的平方之和再开方。
U
U02
U12
U
2 2
I
电工学(第2版_易沅屏)电子教案 (35)[6页]
![电工学(第2版_易沅屏)电子教案 (35)[6页]](https://img.taocdn.com/s3/m/38820d184531b90d6c85ec3a87c24028915f85f3.png)
S +
+
+
N
单相异步电动 机的脉动磁场
一、电容式单相异步电动机
工作绕组 起动绕组 空间相隔90º 起动绕组电流与工作绕组电流不同相(分相),产生 旋转磁场。
i
两相绕组形成的旋转磁场 iB iA
iA=Imsin t
iB=Imsin( t+90 )
0 45º 90º
t
A B
•
t 0o
A
A
Bt 0• Bt 0
5-5 单相异步电动机
一、电容式单相异步电动机 二、罩极式单相异步电动机
单相异步 电源：单相交流电源。
电动机
家用电器（风扇、冰箱、洗衣机等） 用途：及功率不大的电动工具。
结构： 单相定子绕组，笼型转子。
常用类型：电容式、罩极式单相异步电动机。
工作原理及特点： 单相定 子绕组产生的是脉动磁场， 脉动磁场不能旋转，故不 能产生电磁转矩，所以起 动转矩为零，不能自行起 动。
A和C之间产生相位差,形成一个向罩极部
分(套短路铜环部分)移动的磁场。 电机旋
•
t 90
电机运转方向：由起动绕组转向工作绕组。 改变电容C的串联位置，可使电机反转。
电动机起动 后，起动绕组可 以留在电路中， 也可以当转速达 到一定数值后利 用离心开关切除 起动绕组。
电容式异步电动机的反向
二、罩极式单相异步电动机
短路铜环
励磁绕组
笼型
n
转子
短路铜环
定子 铁心
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 ch105
加+小–应u大i当大用当小加于输于于输U等当等上自R入下B入1于动输于门电门电控下入上限压限压制–+门电–+门电由电由电限压限平小+平路+大Δ电由电时到中U时到R平大平。大4小U时到时增B减1 小 +U–u减oB2
回差电压
UB2
uo o
UZ
上门限电平
u UB1 i
R2
R3 DZ
下门限电平
–UZ
滞回特性
1. 开环比较器
R1
+
ui –
+ U–R
R2
–– ++
++
+ uo –
uo
+UOM
UR
o
ui
–UOM
电路图
电压传输特性
UR接同相输入端
ui : 输入电压
UR: 参考电压
当ui >UR时， uO = – UOM
ui = UR时， uO 发生跃变
ui UR时， uo = +UOM
R1
+
UR
–
+ u–i
二、方波信号发生器
充电
1.电路结构
RF
由滞回比较器、 RC充放电电路组成，
uc C
R1 R4
电容电压uC 即是比较器 的输入电压，
UB
电阻R2两端的电压UB即
R2
是比较器的参考电压。
–– ++
++
R5
R3 + U–Z
+ uo –
DZ
2. 工作原理
设电源接通时， uo = +UZ，uC(0) = 0。
《电工学(第2版》_易沅屏)电子教案 sum4
仪用互感器的主要作用：扩大测量仪表的量程； 为高电压电路的控制、保护设备提供所需的低电压、 小电流；使仪表、设备与高压电路隔离，保证仪表、 设备和工作人员的安全。
使用时，铁心、二次绕组的一端和外壳接地。 电压互感器二次侧不能短路；电流互感器二次侧不 能开路。
UL1 UL2
3K
5. 变压器的主要额定值（型号、容量、电压、电
流、频率等）, 变压器的外特性：U2 = f (I2) 电压变化率越小越好，一般在5%左右。
6. 变压器的损耗、效率
损耗 P PCu PFe
效率 η
P2
P2 PCu PFe
7. 自耦变压器是一次侧、二次侧共用一个绕组的
变压器，常用于实验室中。
第 4章
磁路和变压器
小结
1. 铁磁材料广泛应用在变压器、电机、电工仪表中。 铁磁材料的磁性能是高导磁性、磁饱和性和磁滞性。磁路的基本物理量是：磁感应强源自、磁通、磁导率和磁场强度。
2. 磁路欧姆定律： Φ Fm Rm
3. 交流铁心线圈外加电压与电动势及磁通的关系
只要电压U不变,就要求磁
U E = 4.44 f Nm 通m不能变。
交流铁心线圈的功率损耗 = 铜损 + 铁损 直流铁心线圈在铁心中不产生功率损耗。
4. 变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。
—UU2–10 ≈ –NN—21 = K
I1 N2 1 I 2 N1 K
ZL K 2 ZL
三相变压器常用的接线方式：Y/YO、Y/△
Y/YO联结
U L1 UL2
K
Y/△联结
使用时，铁心、二次绕组的一端和外壳接地。 电压互感器二次侧不能短路；电流互感器二次侧不 能开路。
UL1 UL2
3K
5. 变压器的主要额定值（型号、容量、电压、电
流、频率等）, 变压器的外特性：U2 = f (I2) 电压变化率越小越好，一般在5%左右。
6. 变压器的损耗、效率
损耗 P PCu PFe
效率 η
P2
P2 PCu PFe
7. 自耦变压器是一次侧、二次侧共用一个绕组的
变压器，常用于实验室中。
第 4章
磁路和变压器
小结
1. 铁磁材料广泛应用在变压器、电机、电工仪表中。 铁磁材料的磁性能是高导磁性、磁饱和性和磁滞性。磁路的基本物理量是：磁感应强源自、磁通、磁导率和磁场强度。
2. 磁路欧姆定律： Φ Fm Rm
3. 交流铁心线圈外加电压与电动势及磁通的关系
只要电压U不变,就要求磁
U E = 4.44 f Nm 通m不能变。
交流铁心线圈的功率损耗 = 铜损 + 铁损 直流铁心线圈在铁心中不产生功率损耗。
4. 变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。
—UU2–10 ≈ –NN—21 = K
I1 N2 1 I 2 N1 K
ZL K 2 ZL
三相变压器常用的接线方式：Y/YO、Y/△
Y/YO联结
U L1 UL2
K
Y/△联结
电工学(II)电子教案
教案系部：自动化课程：电子技术班级：机械自造及自动化教师：xxx应用职业技术学院教案教学内容、方法及过程结的导电性：）正向加压：外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与电场方向相反，削弱了内电场。
于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩二、二极管伏安特性：、正向特性：当二极管外加正向电压很小时，正向电流很微弱。
只有当正向电压超过某值后，正向电流明显增大，这一电教案二、三极管电流分配与电流放大原理：、三极管电流放大电路：调节电阻RB的阻值，观察IB、IC和IE之间的关系如下：教学内容、方法及过程四、三极管的工作状态：、作为放大元件：工作在放大区域，此时发射结正偏，集电结反偏。
）开关断开——截止区，集电结与发射结均反向偏置）开关闭合——饱和区，集电结与发射结均正向偏置五、温度对三极管的影响：、温度对输入特性的影响温度升高，少子数目增加，ＰＮ变薄，发射结势垒电压下降，在维持的情况下，需要输入电压UBE下降。
输入特性曲线随温度升高向左移。
温度升高，少子数目增加，多子数目基本不高，由于复合作用，基区多子浓提高。
的影响教案三、MOS管的工作原理的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。
耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能以形成漏极、输出特性结加正向电压导通时，发光；教案(b)教学内容、方法及过程—1%电源VCC 、电阻Rb 和发射结构成基极回路，VCC 和Rb 是线性电路部分，而发的关系是线性关系，即满足CE CC c Cu V R i =-2) 输出回路的动态图解分析，Rb=280KΩ，β=50，VT为NPN硅管，使用图解法求静态工作此时，基极和发射极之间壳等效为一个电阻：be EQ 26(mV)200(1)(mA)r I β≈Ω++、放大电路的小信号模型绘制：）将三极管从交流通路中去掉；）用小信号模型替换三极管）标注等效电路中的相应物理量b 0βi ⋅=t o CR R i =≈v、放大电路微变等效电路只适用与小信号模型、放大电路的动态指标包括电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。
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路中各部分电压的代数和恒等于零。 u 0
+
U1 1
-
U2
+
-
2
+4 -
I2
B
+
3 U3
I1
R1 +
- E1 _
R2
C
R3 I3 + _E2
U4 U1 +U4 = U2 +U3
U1 +U4 –U2 –U3 = 0
A
D
E1 – E2 –I1R1 –I2R2 +I3R3= 0
E1 – E2 =I1R1 +I2R2 -I3R3
1-5 基尔霍夫定律
c I1 a I2 d
支路 电路每一个含有电路
元件的分支 如 acb ab adb
+ E1_
R1
R2 +
I3 R3
_E2
节点 电路中三条或三条 以上支路联接的点
b
如a b
回路 由支路组成的闭合路径
如 abca adba adbca
一、基尔霍夫电流定律（KCL）
( Kirchhoff’s Current Law )
I1R1 I 3R3 E1 I2 R2 I 3R3 E2
4、联立求解得各支路电流。
5、检验计算结果。
例1-9：已知E1=90V,E2=60V,R1=6 , R2=12 ,R3=36 , 试用支路电流法求各支路电流。
解：据KCL、KVL列方程
I1
I2
a
I1 I2 I3 0 I1R1 I 3R3 E1 I2 R2 I 3R3 E2
即 E = (IR)
KVL推广应用
可将该电路假想为一个回路列
+
+
us - + u
RO -u1 -
KVL方程： A
++
UA _ UAB
u= us+u1
电路中任意两 C
_
_
UB + B
点间的电压等于
根据 U = 0
这两点间沿任意 路径各段电压的 代数和。
UA UB UAB=0 UAB= UA UB
UAC U3 U2 8 (4)V 12V
三、基尔霍夫定律在电路分析计算中的应用
电路支路数b 节点数n
以支路电流为待求 量，应用KCL、KVL
+ E1_
列写电路方程组，求
解各支路电流的方法
称为支路电流法。
I1
I2
a
R1
R2 +
I3 R3
_E2
b
支路电流法是计算复杂电路最基本的方法。需 要的方程个数与电路的支路数相等。
例1-7：已知U1=15V,U2=-4V,U3=8V,试求电压U4和UAC
A - U2 + B
2
+
+
解：据KVL
U1 1
-
D
4
-+
U4
3 U3
-
C
U2 – U3 – U4+ U1 =0 U4 = U1 + U2 – U3
U4 15 (4) 8V 3V
沿ACBA回路，据KVL
– UAC +U3- U2 =0
R1
R2
+ E1_
I3 R3
+ _E2
代入已知数据得
I1 I2 I3 0 6I1 36I 3 90 12I2 36I 3 60
解方程可得
I1 3A I2 1A I3 2A
b
想一想： 如何校对 计算结果？
支路电流法的解题步骤
1、标出各支路电流
的参考方向；
2、应用KCL对节点列方程;
+ E1_
节点a I1 I2 I3 0
对于有n个节点的电路，只
能列出 (n–1)个独立的KCL
方程式。
I1
I2
a
R1
R2
+
I3 R3
_E2
b
3、标出电动势的参考方向和回路绕行方向，应用KVL 列写 b – (n–1)个独立的电压方程；
I2
Is
③
对封闭面④列方程
对节点①列方程
I1 + I3 - I4 =0 对节点② 列方程
I2 +I4 + Is =0 对节点③列方程
I1 + I2 + I3+ Is =0
-I1 -I2 - I3- Is =0
2. 基尔霍夫电压定律（KVL）
( Kirchhoff’s Voltage Law )
在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回
KCL推广应用
把以上三式相加得：
I1 a
封闭面 （广义节点）
I2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Iab
b
Ica
I3
I bc
c
I1 I2 I3 0
IB
IC
在任一瞬间，流出一封闭 面的电流之和等于流入该 封闭面的电流之和。
IE
IB IC IE
例：KCL应用
④
R3 ① R4 I4 ②
E3
+ E1
-
R1
I3
+ -
E2
R2
I1
+ -
在任一瞬间，流入任一节点的电流之和等于流 出该节点的电流之和。
a : 节点
I1 I2 I3
c I1
a
I2 d
也可改写为
+
I1 I2 I3 0
E1_
若规定流入结点的电流为正
，流出的电流为负，则:
I 0
R1
R2
+
I3 R3
_E2
b
a : I1 Ica Iab 0 b : I2 Iab Ibc 0 c : I3 Ibc Ica 0