电工与电子技术基础第三章PPT课件
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电工电子技术基础课件——3
思考与练习
1、半导体二极管的基本结构 2、半导体二极管的型号命名方法 3、半导体二极管有那些基本参数
3.2 半导体三极管
半导体三极管又称晶体三极管,通常称晶体管或三 极管。是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基 片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体 分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电 区,排列方式有PNP和NPN两种,三个区引出相应的电极, 分别为基极b发射极e和集电极c。半导体三极管的主要特 性是对电信号进行放大或组成开关电路。
IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBN-ICBO IE=IEP+IEN=IEPICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO)=IC+IB
由以上分析可知,发射区掺杂浓度高,基区很薄,是保证三极管 能够实现电流放大的关键。若两个PN结对接,相当基区很厚,所以 没有电流放大作用,基区从厚变薄,两个PN结演变为三极管。
频率。使用时必须低于截止频率。
3.1.2 半导体二极管的特性
半导体二极管的伏安特性曲线如图3-3所示。处于第一 象限的是正向伏安特性曲线,处于第三象限的是反向伏安 特性曲线。根据理论推导,二极管的伏安特性曲线可用下 式表示
式中IS 为反向饱和电流,V 为二极管两端的电压降,VT =kT/q 称为温度的电压当量,k为玻耳兹曼常数,q 为电子 电荷量,T 为热力学温度。对于室温(相当T=300 K),则 有VT=26 mV。
半导体图3-1a半导体二极管符号
半导体二极管常见外形如图3-1b所示
图3-1b半导体二极管外形
3.1.1 半导体二极管的基本结构和分类
1.半导体二极管的基本结构 二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。它们
《电工电子技术》PPT 第3章
i和u的相位差为: ( t i ) ( t u )
ui i
i u
u
如果: i u 0
称I 超前u 角。
0
t
u
i
如果: i u 0
称i 滞后u 角
相位差等于i和u的初相 (如图示)。
之差,与时间t无关。
注意 ①同频率的正弦量才能比较相位;②相位 差和初相都规定不得超过180º。
相量图 •
–
I
3.3.3 电容电路
设在电容元件的交流电路中,
i
电压、电流参考方向如图示。
1.电压、电流关系
uC
瞬时值 设:u Um sinω t
则 i C du
i Cω Um cosω t 最大值、有效值
1 Um Im Cω Im X
dt
C
I
m
sin(ω t 90
XC
1
C
容抗()
)
电容的电压与 电流有效值、 最大值满足欧 姆定律形式。
三者间的关系示为:
f =1/ T ω =2 /T=2 f
我国和大多数国家采用50Hz作为电力工业标准 频率(简称工频),少数国家采用60Hz。
3.1.3 正弦交流电的瞬时值、振幅和有效值
瞬时值、振幅和有效值是
i
描述正弦量数值大小的参数。
瞬时值:正弦量任意瞬间的值 称为瞬时值,用小写字母表示 0
i、u、e
量形式
3.3 单一元件的 正弦交流电路
3.3.1 电阻电路 3.3.2 电感电路 3.3.3 电容电路
3.3.1 电阻电路
+
设在电阻元件的交流电路中, 电压、电流参考方向如图示。
1.电压、电流关系
电工技术第3章PPT课件
3.3.1 集成运算放大器的组成及符号
集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路四个部分组 成,如图3-5 (c)所示。
输入级对集成运放的性能起着决定性的作用,是提高集成运 放质量的关键。要求其输入电阻高,为了减少零点漂移和抑 制共模十扰信号,所以通常采用恒流源的差动放大电路的形 式,也称差动输入级。
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3.3 集成运算放大器
2.输入偏置电流I1B 集成运放的两个输入端是输入级差分管的基极,因此两个输
入II在BI端微pB的是都安算输需的术入要数平信一 量均号定 级值为的 ,,零静 其即时态 值I,基 应IB两=极 尽1个电 可/输流 能2入(小IB端。NI和B的NI静B+p态。I基B输p极入)电偏,流置一I电般BN流I和IB 输入偏置电流的大小,主要取决于输入级差分管的集电极静
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3.2 差分放大电路
3.2.2 差分放大电路
1.基本差动放大电路
(1)电路组成
图3-1所示是一个基本差动放大电路,它由两个特性相同的 二极管VT1、VT2组成对称电路。
(2)静态分析
(3.1)
(3.2)
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3.2 差分放大电路
(3.3)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(3.4)
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3.2 差分放大电路
(3)差模信号和共模信号
①差模输入信号。大小相等、极性相反的一对信号称为差模 信号,用uid来表示,uid=ui,这种信号的输入方式称为差 模输入,输入差模信号时的电压放大倍数称为差模电压放大 倍数,用Aud来表示。如图3-1(b)所示。
②共模输入信号。大小相等、极性相同的漂移信号,称为共 模信号,用uic表示,这种输入方式称为共模输入,输入共模 信如号图时3-的1(电c压)所放示大。倍数为共模电压放大倍数,用Auc来表示。
集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路四个部分组 成,如图3-5 (c)所示。
输入级对集成运放的性能起着决定性的作用,是提高集成运 放质量的关键。要求其输入电阻高,为了减少零点漂移和抑 制共模十扰信号,所以通常采用恒流源的差动放大电路的形 式,也称差动输入级。
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3.3 集成运算放大器
2.输入偏置电流I1B 集成运放的两个输入端是输入级差分管的基极,因此两个输
入II在BI端微pB的是都安算输需的术入要数平信一 量均号定 级值为的 ,,零静 其即时态 值I,基 应IB两=极 尽1个电 可/输流 能2入(小IB端。NI和B的NI静B+p态。I基B输p极入)电偏,流置一I电般BN流I和IB 输入偏置电流的大小,主要取决于输入级差分管的集电极静
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3.2 差分放大电路
3.2.2 差分放大电路
1.基本差动放大电路
(1)电路组成
图3-1所示是一个基本差动放大电路,它由两个特性相同的 二极管VT1、VT2组成对称电路。
(2)静态分析
(3.1)
(3.2)
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3.2 差分放大电路
(3.3)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(3.4)
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3.2 差分放大电路
(3)差模信号和共模信号
①差模输入信号。大小相等、极性相反的一对信号称为差模 信号,用uid来表示,uid=ui,这种信号的输入方式称为差 模输入,输入差模信号时的电压放大倍数称为差模电压放大 倍数,用Aud来表示。如图3-1(b)所示。
②共模输入信号。大小相等、极性相同的漂移信号,称为共 模信号,用uic表示,这种输入方式称为共模输入,输入共模 信如号图时3-的1(电c压)所放示大。倍数为共模电压放大倍数,用Auc来表示。
电工与电子技术基础第3章 三相电路
3.3 三相电路功率
3.3.1 三相功率分析计算
⒈ 三相电路总功率 有功功率: 无功功率: 视在功率: 功率因数:
⒉ 对称三相电路总功率
有功功率: 无功功率: Up、Ip分别为每相负载的相电压、相电流的有效值;
是三相负载相电压与对应的相电流之间的相位差角。
【例63--160】 已知某三相对称负载阻抗Z=(6+j8)Ω,线电压Ul =380V,试求该三相对称负载分别作Y形联结和Δ形联结时的 P、Q、S、 解:因电路对称,电路总的功率因数即每相负载的功率因数。
3-3
3-9
图3-9 三相不对称有中线电路
⒉ 无中线
3-4
3-10
3-3
a)
b)
图3-10 三相不对称无中线电路
结论
⑴ 三相负载不对称且无中线,将引起负载相电压不对称, 负载电压过高过低,轻者使其不能正常工作,重者将损 坏负载设备。
⑵ 在三相负载不对称情况下,应采用三相四线制。即 联结中线,并使ZN →0,则 →0。这样各相负载虽因 阻抗不同,但两端电压仍能保持均衡。
第3章 目录
3.1 三相电路基本概念
3.1.1 对称三相电源概述 3.1.2 三相电源联结 3.1.3 三相负载联结
3.2 三相电路分析计算
3.2.1 对称三相电路分析计算 3.2.2 不对称三相电路分析计算
3.3 三相电路功率
3.3.1 三相功率分析计算 3.3.2 三相功率测量
3.4 安全用电 3.5 习题
⑴ 负载Y形联结:
⑵ 负载Δ形联结: 从上例计算中得出,PΔ=3PY,表明三相对称负载作Δ形 联结时吸收的功率是Y形联结时的3倍。
⑵ 负载Δ形联结 不对称负载: 对称负载:
《电工电子技术基础教学资料》第3章 正弦交流电路ppt课件
.
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
1.电感元件上的电压与电流瞬时值的关系 如图3-11所示为一个线性电感元件的交流电路图,电 压与电流的参考方向如图3-11a所示。 为分析的方便,假设 那么电感元件上的电压电流瞬时值关系为
显然φu=φi+90°,电感元件上的电压超前电流90°,或称电流滞后电压90°。 电感上的电压与电流是同频率的正弦量,电压与电流的波形如图3-11b所示。
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
4.纯电阻元件的功率
.
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
.
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
3.3.2 纯电感电路
电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝 缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的 同轴线匝,它在电路中用字母“L〞表示。 电感元件是一个二端元件,假设电感的大小 只与线圈的构造、外形有关,与经过线圈的 电流大小无关,即L为常量,那么称为线性 电感元件,在本书中只讨论线性电感元件。
.
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
2.感抗 根据电感元件上的电压电流瞬时值关系得两者振幅之间的关系为
式中的XL=ωL=2πfL具有电阻的量纲,称为感抗。当L的单位为H,ω的 单位为rad/s时,XL的单位为Ω。感抗与L和ω成正比,对于一定的电感L, 当频率越高时,其所呈现的感抗越大,反之越小。换句话说,对于一 定的电感L,它对高频呈现的妨碍大,对低频呈现的妨碍小。在直流电 路中,XL=0,即电感对直流视为短路。
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
1.电感元件上的电压与电流瞬时值的关系 如图3-11所示为一个线性电感元件的交流电路图,电 压与电流的参考方向如图3-11a所示。 为分析的方便,假设 那么电感元件上的电压电流瞬时值关系为
显然φu=φi+90°,电感元件上的电压超前电流90°,或称电流滞后电压90°。 电感上的电压与电流是同频率的正弦量,电压与电流的波形如图3-11b所示。
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
4.纯电阻元件的功率
.
第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
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第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
3.3.2 纯电感电路
电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝 缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的 同轴线匝,它在电路中用字母“L〞表示。 电感元件是一个二端元件,假设电感的大小 只与线圈的构造、外形有关,与经过线圈的 电流大小无关,即L为常量,那么称为线性 电感元件,在本书中只讨论线性电感元件。
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第3章 正弦交流电路
3.3 电阻、电感或电容元件单独作用的正弦交流电路
2.感抗 根据电感元件上的电压电流瞬时值关系得两者振幅之间的关系为
式中的XL=ωL=2πfL具有电阻的量纲,称为感抗。当L的单位为H,ω的 单位为rad/s时,XL的单位为Ω。感抗与L和ω成正比,对于一定的电感L, 当频率越高时,其所呈现的感抗越大,反之越小。换句话说,对于一 定的电感L,它对高频呈现的妨碍大,对低频呈现的妨碍小。在直流电 路中,XL=0,即电感对直流视为短路。
电工与电子技术 第3章
*工农业生产及生活用电多为三相四线制电
源提供,负载接入电源的原则,应视其额定电 压而定。
如:
三相电路的负载
额定电压是220伏的单相灯负载,应接相电压.
额定电压是380伏的单相负载,应接线电压. 额定电压是380伏的三相电动机负载,应接三根火 线上。
电源
A B C O
保险丝
220v
380v 三相负载
上一章讨论的单相正弦交流电路,是三相正 弦交流电路中的一相。
3.1
三相交流电源
3.1.1、三相电源的产生
三相交流发电机的构造:定子、转子。
A A X B Y C Z Y C X
定 子
转子 Z
B
三个定子线圈完 全相同,空间位 置互差120度。
转子
A Y Z
定 子
C
+
S 转子
转子线圈通直流, 并由机械力带动 匀速转动。
三相电源的星形(Y)联接
线电压
U C
U AB U A
U BC
U B
U U U AB AO BO U U U
BC BO CO
U CA
U U U CA CO AO
3 2 UA
0
U B
U AB
U B
30
120
U B
Z
0 既然 I Z 是否可以取 Z 消中线?
U , CA
I C
I B
U BC
U AB
I A
iB
iCO iBO
特征: Z A
Z B ZC Z
U p Ip Zp
(中线电流为0)
I I I 0 I O A B C
《电工电子技术基础》第3章三相交流电路.ppt
第1章
3.1 三相电源的连接方式 3.2 三相负载的连接方式 3.3 三相电路的功率
第1章
3.1 三相电源的连接方式
1. 对称三相交流电
A
定子 首端: A B C 三绕组在空间
↓↓↓
位置互差120o
Y×
N
Z
尾端: X Y Z
•
转子
转子装有磁极并以 的速度旋。三
个线圈中便产生三个单相电动势。
C×
S
中线的作用在于,使星形连接的不对称负载得到相 等的相电压。为了确保零线在运行中不断开,其上不允 许接保险丝也不允许接刀闸。
第3页
1.负载的Δ形连接:
iA 线电流
A
iAB
Δ接负载的端电压等于电源线电压;
火线上通过的电流称为线电流Il; 负载中通过的电流称为相电流IP;
接时 U l: U p
uAB uCA Z
三个线电压也是对称的,
e C uA
ZX
Y
u AB
u CA
N
且超前与其相对应的相电 压30°电角。
UC
A
-UA
N
-
30 UBN
30
UAB
- 30
UCN
uB
u BC
B C
•
•
•
•
•
UABUANUBN UAN(UBN)
•
•
•
•
•
UBC UBNUCN UBN(UCN)
•
•
•
•
•
UCA UCNUAN UCN(UAN)
由相量图还可看出,在三相对称情况下,线电流是相 电流的1.732倍,相位滞后与其相对应的相电流30°。
第3页
3.1 三相电源的连接方式 3.2 三相负载的连接方式 3.3 三相电路的功率
第1章
3.1 三相电源的连接方式
1. 对称三相交流电
A
定子 首端: A B C 三绕组在空间
↓↓↓
位置互差120o
Y×
N
Z
尾端: X Y Z
•
转子
转子装有磁极并以 的速度旋。三
个线圈中便产生三个单相电动势。
C×
S
中线的作用在于,使星形连接的不对称负载得到相 等的相电压。为了确保零线在运行中不断开,其上不允 许接保险丝也不允许接刀闸。
第3页
1.负载的Δ形连接:
iA 线电流
A
iAB
Δ接负载的端电压等于电源线电压;
火线上通过的电流称为线电流Il; 负载中通过的电流称为相电流IP;
接时 U l: U p
uAB uCA Z
三个线电压也是对称的,
e C uA
ZX
Y
u AB
u CA
N
且超前与其相对应的相电 压30°电角。
UC
A
-UA
N
-
30 UBN
30
UAB
- 30
UCN
uB
u BC
B C
•
•
•
•
•
UABUANUBN UAN(UBN)
•
•
•
•
•
UBC UBNUCN UBN(UCN)
•
•
•
•
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UCA UCNUAN UCN(UAN)
由相量图还可看出,在三相对称情况下,线电流是相 电流的1.732倍,相位滞后与其相对应的相电流30°。
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电工与电子技术基础课件第三章正弦交流电
_
正弦交流电的优越性:
正半周
便于传输;易于变换
便于运算;
有利于电器设备的运行;
.....
负半周
二、正弦交流电的产生
正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a 所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和 转子组成,定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转 动的圆柱形铁心,在它上面缠绕着一匝线圈,线圈的两 端分别接在两个相互绝缘的铜环上,通过电刷A、B与 外电路接通。
1 F 106 F
1pF 1012 F
图3-17 电容器的图形符号
(2) 电容器的基本性质 实验现象1
1)图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电 源上,这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了,电流表的指 针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2)当电容器上的电压和外加电源电压相等时,充电就停止了, 此后再无电流通过电容器,即电容器具有隔直流的特性,直流 电流不能通过电容器。
1.电容器的基本知识 (1)电容器——是储存电荷的容器
组成:由两块相互平行、靠得很近而 又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号
电容量 C q
u 1)C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2)电容的SI单位为法[拉], 符号为F; 1 F=1 C/V。
常采用微法(μF)和皮法(pF)作为其单位。
第一节 交流电的基本概念
一、交流电
交流电——是指大小和方向 都随时间作周期性的变化的
电动势、电压和电流的总称。
正弦交流电——接正弦规律 变化的交流电。
图3-1 电流波形图 a)稳恒直流 b)脉动直流
c)正弦波 d)方波
正弦量: 随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
电工电子技术第三章课件
3.3 RC电路的响应 ☆ ☆(1学时)
3.4 一阶线性电路暂态响应分析的三要素法 ☆☆☆☆(1学时) 3.5 微分电路与积分电路(0.5学时)
3.6 RL电路的响应 ☆ ☆(0.5学时)
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
§3-1 电阻元件、电感元件与电容元件
§3-1 电阻元件、电感元件与电容元件
二、电感元件
i
+ i u
+ u _
L
电感元件 ——
实际线圈的理想化模型,假想由无阻导线绕制而成
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
§3-1 电阻元件、电感元件与电容元件 i + i + u u _ L
电感(Inductance) —— L ? 楞次(Lenz)定律——当变化的磁通穿过线圈时,线圈中 的感应电动势趋于产生一个电流,该电流的方向趋于阻 碍产生此感应电动势的磁通的变化。
di eL L dt
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
§3-1 电阻元件、电感元件与电容元件
u与 i 的关系?
ψ
i +
eL
+
u
_ i
u eL 0
+ u
eL
+
L
di u eL L dt
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
介质的介电常数 两极板间距离 极板面积
( 米2 )
电工与电子技术 I
电工电子技术基础第三章ppt课件
第一节 磁场
(1)直线电流的磁场 直线电流的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆, 这些同心圆都在与导线垂直的平面上,如图(a)所示。 磁感线方向与电流的关系用安培定那么判别:用右手握住 通电直导体,让伸直的大拇指指向电流方向,那么,弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的环绕方向,如图(b)所示。
线运动时,回路中有电流流过。 如下图,空心线圈的两端分别与灵敏电流计的接线柱衔接构
成闭合回路。当用条形磁铁快速插入线圈时,电流计指针偏转, 阐明闭合回路有电流流过;当条形磁铁静止不动时,电流计指 针不偏转,阐明闭合回路没有电流流过;当条形磁铁快速拔出 线圈时,电流计指针偏转,阐明闭合回路有电流流过。
04107H /m
相对磁导率只是一个比值,它阐明在其他条件一样的情况下,
媒介质的磁感应强度是真空中的多少倍。
r
0
第二节 磁路的物理量
四、磁场强度
磁场中各点的磁感应强度B与磁导率有关,计算比
较复杂。为方便计算,引入磁场强度这个新的物理量
来表示磁场的性质,用字母H表示。磁场中某点的磁
场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率的比
一、电磁感应景象 如下图,在匀强磁场中放置一根导体 AB,导体AB的两端分别与灵敏电流计的接 线柱衔接构成闭合回路。当导线AB在磁场 中做切割磁感线运动时。电流计指针偏转, 阐明闭合回路有电流流过;当导线AB平行 于磁感线方向运动时,电流计指针不偏转, 阐明闭合回路没有电流流过。
导体切割磁感线
※第五节 电磁感应 实验证明:闭合回路中的一部分导体相对于磁场做切割磁感
一、铁磁物质的磁化 二、铁磁资料分类
第四节 铁磁性物质
生活中运用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上的螺钉很 容易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁〔如音箱扬 声器〕上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但是当拿磁 铁去吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来, 他知道产生这些景象的缘由吗?
电工与电子技术基础(第四版) - 第三章 - 交流电
二、电感器
3—2 电容器和电感器
一、电容器
电容器的基本结构
1.电容器的结构和类型
电容器的基本结构如图所示,两个相互绝缘又靠得很近的金属片(导体)就组成了一个电容器。这两个金属片称为电容器的两个极板,中间的绝缘材料称为电容器的介质。
3—2 电容器和电感器
1.电容器的结构和类型
例如图所示纸介电容器,就是在两块铝箔(或锡箔)之间插入纸介质,卷绕成圆柱形而构成的。
学习目标
3—2 电容器和电感器
4.了解电感器的结构和类型,理解电感的概念。5.理解感抗的概念,掌握电感“通直流,阻交流,通低频,阻高频”的特性。电容器通常简称电容,电感器通常简称电感,它们都是储能元件,在电工和电子技术中有广泛的应用,而且经常一起配合使用。
学习目标
3—2 电容器和电感器
一、电容器
3—1 交流电的基本概念
一、交流电的产生
作为能源使用的交流电是由交流发电机提供的。图所示为单相交流发电机的结构示意图。
结构示意图
3—1 交流电的基本概念
一、交流电的产生
当线圈在匀强磁场中以角速度ω逆时针匀速转动时,由于导线切割磁感线,线圈将产生感应电动势。设磁感应强度为B,磁场中线圈的长度为L,则当线圈旋转至与中性面的夹角为α时,如图所示。
纯电容电路b)波形图 c)功率曲线图
3—3 单一参数交流电路
2.无功功率
由上图c所示功率曲线图可知,瞬时功率有正也有负。瞬时功率为正值,说明电容从电源吸收能量转换为电场能储存起来;瞬时功率为负值,说明电容又将电场能转换为电能返还给电源。也就是说,纯电容电路不消耗能量,电容也是一种储能元件。纯电容电路的无功功率为
3—4 RLC串联电路
一、电压与电流的关系
3—2 电容器和电感器
一、电容器
电容器的基本结构
1.电容器的结构和类型
电容器的基本结构如图所示,两个相互绝缘又靠得很近的金属片(导体)就组成了一个电容器。这两个金属片称为电容器的两个极板,中间的绝缘材料称为电容器的介质。
3—2 电容器和电感器
1.电容器的结构和类型
例如图所示纸介电容器,就是在两块铝箔(或锡箔)之间插入纸介质,卷绕成圆柱形而构成的。
学习目标
3—2 电容器和电感器
4.了解电感器的结构和类型,理解电感的概念。5.理解感抗的概念,掌握电感“通直流,阻交流,通低频,阻高频”的特性。电容器通常简称电容,电感器通常简称电感,它们都是储能元件,在电工和电子技术中有广泛的应用,而且经常一起配合使用。
学习目标
3—2 电容器和电感器
一、电容器
3—1 交流电的基本概念
一、交流电的产生
作为能源使用的交流电是由交流发电机提供的。图所示为单相交流发电机的结构示意图。
结构示意图
3—1 交流电的基本概念
一、交流电的产生
当线圈在匀强磁场中以角速度ω逆时针匀速转动时,由于导线切割磁感线,线圈将产生感应电动势。设磁感应强度为B,磁场中线圈的长度为L,则当线圈旋转至与中性面的夹角为α时,如图所示。
纯电容电路b)波形图 c)功率曲线图
3—3 单一参数交流电路
2.无功功率
由上图c所示功率曲线图可知,瞬时功率有正也有负。瞬时功率为正值,说明电容从电源吸收能量转换为电场能储存起来;瞬时功率为负值,说明电容又将电场能转换为电能返还给电源。也就是说,纯电容电路不消耗能量,电容也是一种储能元件。纯电容电路的无功功率为
3—4 RLC串联电路
一、电压与电流的关系
电工与电子技术基础第3章 放大电路基础
第3章 目录
3.1 二极管和双极型晶体管 3.4 放大电路中的负反馈
3.1.2 普通二极管
3.4.1 反馈的基本概念
3.1.2 双极型晶体管
3.4.2 负反馈对放大电路性能的影响
3.2 共射基本放大电路
3.5 功率放大电路
3.2.1 共射基本放大电路放大电路分析
按用途分,可分为普通管、整流管、稳压管和开关管等。
4. 二极管的伏安特性
⑴ 正向特性 ① 死区段 ② 导通段 ⑵ 反向特性 ① 饱和段 ② 击穿段
3-3
5. 硅二极管与锗二极管伏安特性的区别
① 硅二极管导通正向压降比锗二极管大: Uon(硅)≈0.6~0.7V;Uon(锗)≈0.2~0.3V。
② 硅二极管的反向饱和电流IS比锗二极管小得多。 ③ 一般,硅二极管的反向击穿电压UBR比锗二极管大。
最终结果均使IC增大。
3. 分压式偏置电路
⑴ 稳定静态工作点的原理
⑵ 稳定静态工作点的条件 ① I1>>IBQ ,即RB1RB2不能太大; ② UBEQ>>UBEQ ,即 RE足够大;
3.3 共集电极电路和共基极电路
3.3.1 共集电极电路
主要特点: ⑴ 电压放大倍数小于1,
接近于1; ⑵ 输入输出电压同相; ⑶ 输入电阻大; ⑷ 输出电阻小; ⑸ 具有电流放大作用
⑴ 本征半导体。
纯净的半导体材料称为本征半导体。
(2) N型半导体
4价元素掺入微量5价元素后形成N型半导体。 自由电子数>>空穴数。
(3) P型半导体
4价元素掺入微量3价元素后形成P型半导体。 空穴数>>自由电子数。
⒉ PN结及其单向导电性
⑴ 加正向电压——导通。 ⑵ 加反向电压——截止。
3.1 二极管和双极型晶体管 3.4 放大电路中的负反馈
3.1.2 普通二极管
3.4.1 反馈的基本概念
3.1.2 双极型晶体管
3.4.2 负反馈对放大电路性能的影响
3.2 共射基本放大电路
3.5 功率放大电路
3.2.1 共射基本放大电路放大电路分析
按用途分,可分为普通管、整流管、稳压管和开关管等。
4. 二极管的伏安特性
⑴ 正向特性 ① 死区段 ② 导通段 ⑵ 反向特性 ① 饱和段 ② 击穿段
3-3
5. 硅二极管与锗二极管伏安特性的区别
① 硅二极管导通正向压降比锗二极管大: Uon(硅)≈0.6~0.7V;Uon(锗)≈0.2~0.3V。
② 硅二极管的反向饱和电流IS比锗二极管小得多。 ③ 一般,硅二极管的反向击穿电压UBR比锗二极管大。
最终结果均使IC增大。
3. 分压式偏置电路
⑴ 稳定静态工作点的原理
⑵ 稳定静态工作点的条件 ① I1>>IBQ ,即RB1RB2不能太大; ② UBEQ>>UBEQ ,即 RE足够大;
3.3 共集电极电路和共基极电路
3.3.1 共集电极电路
主要特点: ⑴ 电压放大倍数小于1,
接近于1; ⑵ 输入输出电压同相; ⑶ 输入电阻大; ⑷ 输出电阻小; ⑸ 具有电流放大作用
⑴ 本征半导体。
纯净的半导体材料称为本征半导体。
(2) N型半导体
4价元素掺入微量5价元素后形成N型半导体。 自由电子数>>空穴数。
(3) P型半导体
4价元素掺入微量3价元素后形成P型半导体。 空穴数>>自由电子数。
⒉ PN结及其单向导电性
⑴ 加正向电压——导通。 ⑵ 加反向电压——截止。
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正序: U
V
W
U
负序: U
W
V
U
每相电动势的正方向是从线圈的末端指向 始端 ,即电流从始端流出时为正,反之为 负。
10
二、三相电源的连接
常采用星形连接方式,就是把发电机三个线圈的末 端连接在一起,成为一个公共端点(称中性点)
11
从中性点引出的输电线称为中性线,简称中线; 接地的中性线称为零线。零线或中线所用导线一 般用黄绿相间色表示。
动画
视频
7
当转子在原动机带动下以角速度ω作逆 时针匀速转动时,三相定子绕组依次切割磁 感线,产生三个对称的正弦交流电动势
eU = Emsin(ωt+0°)V eV = Emsin(ωt-120°)V eW = Emsin(ωt+120°)V
8
9
三个交流电动势到达最大值(或零)的 先后次序称为相序。
三相交流电动势由三相交流发电机产生。
定子
转子
转子是电磁铁,其磁极 表面的磁场按正弦规律
分布
6
三相绕组始端分别用U1,V1,W1表示, 末端用U2,V2,W2表示,分别称为U相, V相,W相。
发电机的三根引出线及配电站的三根电 源线分别以黄(U)、绿(V)、红(W) 三种颜色作为标志。
三个绕组在空间位置上彼此相隔120°。
当对称负载作三角形连接时,有功功率为
P 3 U 相 I相 co s 3 U 线 3I线 co s3 U 线 I线 cos
即三相对称负载不论是连成星形还是连成三 角形,其总有功功率均为
P 3U线I线cos
仍
是负载相 电压与相 电流之间的 相位差,而 不是线电 压与线电 流间的
相位 差
26
第四节 工业企业供电及安全用电
三相对称负载做三角形连接时的相电压 是作星形连接时的相电压的 3 倍。
三相负载接到电源中,是作三角形还是 星形连接,要根据负载的额定电压而定。
线电流和相电流的关系为
I线Δ= 3 I相Δ
24
三、三相负载的功率
在三相交流电源中,三相负载消耗的总功率为 各相负载消耗的功率之和,即
P = P U + P V + P W = U U I U c o s U U V I V c o s V U W I W c o s W
三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线 之间的接法称为三相负载的星形连接(常用“Y” 标记)。
18
负载两端的电压称为负载的相电压。 在忽略输电线上的电压降时,负载的相电 压就等于电源的相电压,电源的线电压为负 载相电压的 3 倍,即U线 = 3 U相Y19
流过每相负载的电流称为相电流。
流过每根相线的电流称为线电流。
21
三相对称负载星形连接时中线电流为零, 因此取消中线也不会影响三相负载的正常 工作,三相四线制实际变成了三相三线制。
22
二、三相负载的三角形连接
把三相负载分别接在三相电源每两根相线之 间的接法称为三角形连接(常用“Δ”标记)
23
3
在三角形连接中,负载的相电压和电源 的线电压大小相等,即U相Δ= U线Δ。
上式中,UU、UV、UW为各相负载的相电压, IU、IV、IW为各相负载的相电流,co s U 、co s V、cos W 为各相负载的功率因数。
在对称三相电路中,P = 3U相I相cos 相 = 3P相
25
当对称负载作星形连接时,有功功率为
P Y 3 U 相 I相 co s 3 U 线 3I线 co s3 U 线 I线 cos
14
四、三相五线制供电
目前,许多新建的民用建筑在配电布线时, 已采用三相五线制,设有专门的保护零线。
15
§3-3 三相电源接入三相负载
16
各相负载相同的三相负载称为对称三相 负载,如三相电动机、大功率三相电路。
各相负载不同的三相负载称为不对称三 相负载,如三相照明电路中的负载。
17
一、三相负载的星形连接
3
三相交流电的优点
三相发电机比体积相同的单相发电机输出的 功率大。
三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少, 而使用、维护都比较方便,运转时比单相发电 机的振动要小。
在同样条件下输送同样大的功率时,特别是 在远距离输电时,三相输电比单相输电节约材 料。
4
§3-2三相交流电路
5
一、三相交流电动势的产生
•
•
•
U UV U U U V
•
•
•
U VW U V U W
•
•
•
U WU U W U U
13
利用几何知识可以得到:
U线 3U相
即:线电压总是超前于对应的相电压30°。 三个相电压只有在对称时其和为零,而线电压无论 对称与否其和均为零,即:
• • • •••• • •
U U V U V W U W U U U U V U V U W U W U U 0
从三个线圈始端引出的输电线称为端线或相线, 俗称火线。
有时为了简便,常不画发电机的线圈连接方式,
只画四根输电线表示相序 。
12
•
U UV
端线与端线之间的电压,称线电压,分别
用U● UV、●UVW、●UWV表示。
端线与中线之间的电压,称相电压,分别
●
●
●
用UU、UV、UW表示。
线电压与相电压之间的关系为
本章要求: 1.了解工业企业供配电的基本知识。 1.了解安全用电的基本常识。
27
12.1 电力系统
12.1.1 电力系统概述 电力是现代工业的主要动力,在各行各业中都得
到了广泛的应用。电力系统是发电厂、输电线、变 电所及用电设备的总称。
电力系统由发电、输电和配电系统组成。 1. 发电 发电是将水力、火力、风力、核能和沼气等非电 能转换成电能的过程。我国以水利和火力发电为主, 近几年也在发展核能发电。 发电机组发出的电压一般为 6 ~ 10 KV。
第三章 三相交流电路
§6-1 三相交流电路 §6-2 三相负载的连接方式 §6-3 提高功率因数的意义和方法
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
§3-1 三相交流电路概述
线电流和相电流的大小关系为:
I线Y
=I相Y
=
U Z
相 相
Y
对于感性负载来说,各相电流滞后对应
电压的角度,可按下式计算:
arctan XL
R
20
负载星形连接时,中线电流为各相电流 的相量和。在三相对称电路中,由于各相负 载对称,所以流过三相电流也对称,其相量 和为零,即
•
•• •
INIUIVIW0