电工学简明教程(第二版) 秦曾煌 配套演示文档5
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秦曾皇电工学课件简明教材2版(电路及分析方法)
第1章 电路及其分析方法 章
第1章 电路及其分析方法
第1章 电路及其分析方法 章
第1章
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12
电路及其分析方法
电路的作用与组成部分 电路模型 电压和电流的参考方向 电源有载工作、 电源有载工作、开路与短路 基尔霍夫定律 电阻的串联与并联 支路电流法 叠加定理 电压源与电流源及其等效变换 戴维宁定理 电路中电位的计算 电路的暂态分析
第1章 电路及其分析方法 章
1.4 电源有载工作、开路与短路 电源有载工作、
1.4.2 电源开路 当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。 当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。
a + E _ U0 R0 b _ d R + c I
电源开路时的特征 I=0 U = U0 = E P=0
第1章 电路及其分析方法 章
电压与电流参 考方向相反 电流的参考方向 与实际方向相反
第1章 电路及其分析方法 章
a + E_
1.4.1 电源有载工作 、开路与短路 1.4 电源有载工作 电源有载工作、 1.4.1 电源有载工作 U
c + U I R O E U I 电源的外特性曲线
R0I
R0 b
_
d
E R + R0 U = RI 或 U = E – R0I
第1章 电路及其分析方法 章
1.5
I1 R1 + E1 _ I3 I2 R2 R3 b
基尔霍夫定律
支路 电路中的每一分支 如 acb ab adb
c
a
d
结点 电路中三条或三条 + 以上支路连接的点 E2 _ b 如a 回路 由一条或多条支路 组成的闭合路径 如 abca adba adbca
第1章 电路及其分析方法
第1章 电路及其分析方法 章
第1章
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12
电路及其分析方法
电路的作用与组成部分 电路模型 电压和电流的参考方向 电源有载工作、 电源有载工作、开路与短路 基尔霍夫定律 电阻的串联与并联 支路电流法 叠加定理 电压源与电流源及其等效变换 戴维宁定理 电路中电位的计算 电路的暂态分析
第1章 电路及其分析方法 章
1.4 电源有载工作、开路与短路 电源有载工作、
1.4.2 电源开路 当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。 当开关断开时，电源则处于开路(空载)状态。
a + E _ U0 R0 b _ d R + c I
电源开路时的特征 I=0 U = U0 = E P=0
第1章 电路及其分析方法 章
电压与电流参 考方向相反 电流的参考方向 与实际方向相反
第1章 电路及其分析方法 章
a + E_
1.4.1 电源有载工作 、开路与短路 1.4 电源有载工作 电源有载工作、 1.4.1 电源有载工作 U
c + U I R O E U I 电源的外特性曲线
R0I
R0 b
_
d
E R + R0 U = RI 或 U = E – R0I
第1章 电路及其分析方法 章
1.5
I1 R1 + E1 _ I3 I2 R2 R3 b
基尔霍夫定律
支路 电路中的每一分支 如 acb ab adb
c
a
d
结点 电路中三条或三条 + 以上支路连接的点 E2 _ b 如a 回路 由一条或多条支路 组成的闭合路径 如 abca adba adbca
电工学 秦曾煌件PPT课件
i 元件 +u_
第18页/共65页
（1-18）
1.4 欧姆定律
U、I 参考方向相同时
+
U
IR
–
U、I 参考方向相反时
+
U
IR
–
U=IR
U = – IR
第19页/共65页
（1-19）
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R
+
+
I
U
6V 2A
R
– (a)
U
I
6V
R
–2A –
(b)
第20页/共65页
（1-20）
欧姆定律
U IR
① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。
用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向!
电路分析中尽可能采用关联参考方向
第21页/共65页
（1-21）
电阻 R
（常用单位：、k、M ）
线
性
电
i
阻
i
u
R ui const
1.5路.1 电源有载工作
+ 开关闭合, 接通电源与负载
E
电压电流关系
–
I E
R0
R0 R
负载端电压
U = IR
或 U = E – IR0
I R
在电源有内阻时 I U
U
电源的外特性
E
电源内阻越小，当电流有变动时，电源端 电压变动不大--- 带负载能力强。
负载大小的概念:
0
I
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
第7页/共65页
第18页/共65页
（1-18）
1.4 欧姆定律
U、I 参考方向相同时
+
U
IR
–
U、I 参考方向相反时
+
U
IR
–
U=IR
U = – IR
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（1-19）
例: 应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R
+
+
I
U
6V 2A
R
– (a)
U
I
6V
R
–2A –
(b)
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（1-20）
欧姆定律
U IR
① 式前的正负号由U、I 参考方向的关系确定；
② U、I 值本身的正负则说明实际方向与参考 方向之间的关系。
用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向!
电路分析中尽可能采用关联参考方向
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（1-21）
电阻 R
（常用单位：、k、M ）
线
性
电
i
阻
i
u
R ui const
1.5路.1 电源有载工作
+ 开关闭合, 接通电源与负载
E
电压电流关系
–
I E
R0
R0 R
负载端电压
U = IR
或 U = E – IR0
I R
在电源有内阻时 I U
U
电源的外特性
E
电源内阻越小，当电流有变动时，电源端 电压变动不大--- 带负载能力强。
负载大小的概念:
0
I
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
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《电工学简明教程》(第二版,秦曾煌)课后答案
(b) 5 2 sin(ωt+36.9°)A (c) 5 2 sin(ωt+53.1°)A
4．用 幅 值 ( 最 大 值 ) 相 量 表 示 正 弦 电 压 u = 537sin(ωt－90° ) V
(
)。
时，可 写 作U&m
(a) U& m = 537∠ − 90 ° V (b) U& m = 537∠90 ° V (c) U& m = 537∠( ωt − 90 ° )V
3 图 示 电 路 中，当 R1 增 加 时，电 压 U2 将 (
)。
(a) 变 大
(b) 变 小
(c) 不 变
R1
+
IS
R2 U 2
-
4 图 示 电 路 中，当 R1 增 加 时，电 流 I2 将 (
)。
(a) 变 大
(b) 变 小
(c) 不 变
I2 +
US
R1
R2
-
5 把 图 1 所 示 的 电 路 改 为 图 2 的 电 路，其 负 载 电 流 I1 和 I2 将(
I
+
U0
3Ω
－
+
R0
US
－
6
U0－US = (R0+3) I 解 得：US =－1 V
第三章 正弦交流电路
1．已 知 某 正 弦 交 流 电 压 的 周 期 为 10 ms，有 效 值 为 220 V，在 t = 0 时 正 处
于 由 正 值 过 渡 为 负 值 的 零 值，则 其 表 达 式 可 写 作 (
效 电 源 代 替，该 等 效 电 源 是(
)。
(a) 理 想 电 压 源
电工学简明教程第二秦曾煌绪论(共40张PPT)
了解电工电子技术的应用和发展概况。
无有不线与 载电波有通着信密、由切激的光于关通系信航。、光海纤维事通业信等发。 展的需要，我国在11世纪就发明了指南针。
现证代明微 了型实计际算应机用电的电主能工要的技特可点能术性。的发展主要是从十八世纪末 1785 年库仑建立
为从事相关的工程技术及科学研究打基础。
d.占地约150 m2 e. 运算速度约5000 次/秒 f. 故障率高
现代微型计算机的主要特点 a. 采用了大规模和超大规模集成电路
b. 功耗低
c. 体积小 d. 重量轻 e. 运算速度快
f. 功能强大
五、课程主要内容及研究重点
注重
基本知识
基本理论
基本技能
学习和培养
各部分的特点
电路理论部分： 研究对象：从实体抽象出的电路模型
(2) 焊点多，容易造成虚焊。
(3) 体积大，功耗大，可靠性低。
集成电路（IC—integrated circuit）—— 把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片上的电路
集成电路的主要特点 (1) 体积小，重量轻。 (2) 功耗小。
(3) 可靠性高。 (4) 寿命长。
世界上第一块集成电路在1959年美国的德州仪器公司和西屋电气公司诞生，电 路上仅集成了4只晶体管。
小型电能用户
学校
住宅 乡村
商店
小型配电站
电能的应用
急救
电网
燃料电池 城市燃气
净化水
饮用水 热水
供水
替补 燃料
喷泉
照明
救灾
淋浴
供热 游泳池
电能的应用
超声波加工
电能的应用
电能的应用
电能的应用
各种检测仪器
电工学简明教程第五章ppt
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5.1.1 组合开关
用途：组合开关也称转换开关，常用于机床控制电 路的电源开关，也用于小容量电动机的起 / 停控制 或照明线路的开关控制。
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种类：有单极、双极、三极 和四极等，额定电流有10、 25、60 和 100A等多种。
用手柄转动转轴时， 就可将三个触点同时接通 或断开。
SB3 SB1
FR KM1
FR
M 3~
KM2
KM1 SB2
KM2
KM2
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正反转控制电路
U VW
QS× × ×
FU
KM1
SB3 SB1
FR KM1
FR
M 3~
KM2
KM1 SB2
KM2
KM2
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正反转控制电路
U VW
QS× × ×
FU
QF × × ×
用途：用于正常工作时不频繁接通或断开的电 路，当电路发生过流、欠压等故障时能自动切 断电路有效地保护电气设备。
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释放弹簧
锁钩 过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
连杆装置 衔铁释放
自动空气断路器原理图
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选择： 选择时，其额定值应≥电路的额定电压
行程控制是根据生产机械中某一运动部件的行 程距离或位置进行的控制。行程控制可分为限位控 制和自动往返控制。
行程开关：
SQ 常开触点
SQ
常闭触点
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8.3.1 限位控制
5.1.1 组合开关
用途：组合开关也称转换开关，常用于机床控制电 路的电源开关，也用于小容量电动机的起 / 停控制 或照明线路的开关控制。
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种类：有单极、双极、三极 和四极等，额定电流有10、 25、60 和 100A等多种。
用手柄转动转轴时， 就可将三个触点同时接通 或断开。
SB3 SB1
FR KM1
FR
M 3~
KM2
KM1 SB2
KM2
KM2
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正反转控制电路
U VW
QS× × ×
FU
KM1
SB3 SB1
FR KM1
FR
M 3~
KM2
KM1 SB2
KM2
KM2
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正反转控制电路
U VW
QS× × ×
FU
QF × × ×
用途：用于正常工作时不频繁接通或断开的电 路，当电路发生过流、欠压等故障时能自动切 断电路有效地保护电气设备。
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释放弹簧
锁钩 过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
连杆装置 衔铁释放
自动空气断路器原理图
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选择： 选择时，其额定值应≥电路的额定电压
行程控制是根据生产机械中某一运动部件的行 程距离或位置进行的控制。行程控制可分为限位控 制和自动往返控制。
行程开关：
SQ 常开触点
SQ
常闭触点
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8.3.1 限位控制
电工学简明教程(秦曾煌)5
行程开关符号 动断触点 动合触点
用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 另见动画教学“行程控制” 另见动画教学“行程控制”
第5 章
继电接触器控制系统
5.5 时间控制
时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。 时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y-? 起动。 ? 起动。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制 。 其结 构及原理见动画。 构及原理见动画。
第5 章
继电接触器控制系统
笼型电动机直接起动的控制线路原理图
控制电路
QS FR SB1 1 KM FR KM SB2 KM
主 电 路
FU 2
M 3~
若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。 ，则可对电动机实行点动控制。
第5 章
继电接触器控制系统
5.1.4 中间继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路， 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路 ， 也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。 也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器的结构和交流接触器基本相同， 中间继电器的结构和交流接触器基本相同 ， 只是电磁 系统小些，触点多些。 系统小些，触点多些。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 5.1.5 热继电器
第5 章
继电接触器控制系统
笼型电动机点动控制线路
QS 主 FU 电 2 路 KM FR M 3~ ~ 动作次序 闭合开关 QS 接通电源 FR SB2 1 控制电路 KM
用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 另见动画教学“行程控制” 另见动画教学“行程控制”
第5 章
继电接触器控制系统
5.5 时间控制
时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。 时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y-? 起动。 ? 起动。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制 。 其结 构及原理见动画。 构及原理见动画。
第5 章
继电接触器控制系统
笼型电动机直接起动的控制线路原理图
控制电路
QS FR SB1 1 KM FR KM SB2 KM
主 电 路
FU 2
M 3~
若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。 ，则可对电动机实行点动控制。
第5 章
继电接触器控制系统
5.1.4 中间继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路， 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路 ， 也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。 也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器的结构和交流接触器基本相同， 中间继电器的结构和交流接触器基本相同 ， 只是电磁 系统小些，触点多些。 系统小些，触点多些。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 5.1.5 热继电器
第5 章
继电接触器控制系统
笼型电动机点动控制线路
QS 主 FU 电 2 路 KM FR M 3~ ~ 动作次序 闭合开关 QS 接通电源 FR SB2 1 控制电路 KM
电工学简明教程(第二版)_秦曾煌_第9章资料
N
B T E 符号 发射极 E 基极 B
集电结
基区 发射结
P
N
发射区
第9章 二极管和晶体管 2．PNP 型三极管
集电极 C
C P N B T E 符号 基极 B
N
集电区 集电结 基区 发射结 发射区
N
P
发射极 E
第9章 二极管和晶体管
9.4.2 电流分配和放大原理
我们通过实验来说明晶体管的放大原理和其中的电流分 配，实验电路采用共发射极接法，发射极是基极电路和集电 极电路的公共端。实验中用的是 NPN 型管，为了使晶体管具 有放大作用，电源 EB 和 EC 的极性必须使发射结上加正向电 IC 压(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)。 设 EC = 6 V； RB IB
1
IB =0 U /V EB共发射极电路 CE
0 3 6 9 12
第9章 二极管和晶体管 2．输出特性曲线 (1) 放大区
输出特性曲线的近 于水平部分是放大区。 在放大区， I C I B 。 放大区也称为线性区， 因为 IC 和 IB 成正比的 关系。对 NPN 型管而 言 ， 应 使 UBE > 0， UBC < 0，此时，UCE > UBE。
本征半导体就是完全纯净的、具有 晶体结构的半导体。 用得最多的半导体是硅或锗 , 它们 都是四价元素。将硅或锗材料提纯并形 成单晶体后，便形成共价键结构。在获 得一定能量(热、光等)后，少量价电子 即可挣脱共价键的束缚成为自由电子， 同时在共价键中就留下一个空位，称为 空穴。自由电子和空穴总是成对出现 , 同时又不断复合。
80 60
9.4.3 特性曲线
1. 输入特性曲线 输入特性曲线是指当集 - 射 极电压 UCE 为常数时，输入电路 (基极电路)中，基极电流 IB 与基 -射极电压 UBE 之间的关系曲线 IB = f (UBE )。 晶体管的输入特性也有一段 死区，只有在发射结外加电压大 于死区电压时，才会产生 IB。
电工学简明教程(秦曾煌)5
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[例 1] 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 例 一星形联结的三相电路，电源电压对称。 源线电压 u12 = 380 2 sin(314 t + 30°)V 。 负载为 电灯组， 电灯组，若R1=R2= R3 = 5Ω ，求线电流及中性线电 Ω 流 IN ; 若R1=5 Ω , R2=10 Ω , R3=20 Ω ,求线电流及 求线电流及 中性线电流 IN 。 & IL1 L1
5.1 三相电压
三相电源的星形联结
相线 中性点 或零点 N – L1 + + u1 中性线 u12 – N – – u2 u31 + u3 – L2 + u23 + – + L3
始端与末端之间的 相电压； 电压称为相电压 电压称为 相电压 ； 其有 效值用 U1 、 U2、 U3 表 示或一般用 Up 表示。 表示。 两始端间的电压称 线电压。 为 线电压 。 其有效值用 U12、U23、U31 表示或一 般用 Ul 表示。 表示。 线、相电压之间的关系 u12 = u1 − u2 u23 = u2 − u3 u31 = u3 − u1
N i2 L2 L3 i3 – R3
′ + u3
––
N′ ′
R2
(2)此时负载中点即为 L1，因此， ) 因此， 负载各相电压为
′ u2 +
&′ U1 = 0 & & U′ = U
2
′ U1 = 0
21
′ U 2 = 380 V
′ U 3 = 380 V
&′ & U 3 = U 31
在此情况下， 在此情况下，L2、L3 两相都超过了负载的额定电压 220 V， ， 这是不允许 不允许的 这是不允许的。
[例 1] 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 例 一星形联结的三相电路，电源电压对称。 源线电压 u12 = 380 2 sin(314 t + 30°)V 。 负载为 电灯组， 电灯组，若R1=R2= R3 = 5Ω ，求线电流及中性线电 Ω 流 IN ; 若R1=5 Ω , R2=10 Ω , R3=20 Ω ,求线电流及 求线电流及 中性线电流 IN 。 & IL1 L1
5.1 三相电压
三相电源的星形联结
相线 中性点 或零点 N – L1 + + u1 中性线 u12 – N – – u2 u31 + u3 – L2 + u23 + – + L3
始端与末端之间的 相电压； 电压称为相电压 电压称为 相电压 ； 其有 效值用 U1 、 U2、 U3 表 示或一般用 Up 表示。 表示。 两始端间的电压称 线电压。 为 线电压 。 其有效值用 U12、U23、U31 表示或一 般用 Ul 表示。 表示。 线、相电压之间的关系 u12 = u1 − u2 u23 = u2 − u3 u31 = u3 − u1
N i2 L2 L3 i3 – R3
′ + u3
––
N′ ′
R2
(2)此时负载中点即为 L1，因此， ) 因此， 负载各相电压为
′ u2 +
&′ U1 = 0 & & U′ = U
2
′ U1 = 0
21
′ U 2 = 380 V
′ U 3 = 380 V
&′ & U 3 = U 31
在此情况下， 在此情况下，L2、L3 两相都超过了负载的额定电压 220 V， ， 这是不允许 不允许的 这是不允许的。
2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件
29
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
电工学简明教程(第二版)_秦增煌_第12章
u1
u2
u3
u4
uo
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
2
第十二章：直流稳压电源
12.1 整流电路
整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。
整流原理： 利用二极管的单向导电性
常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流
等。 分析时可把二极管当作理想元件处理：
二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
14
第十二章：直流稳压电源
12.2 滤波器
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流， 其中既有直流成份又有交流成份。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电 压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流 电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达 到平滑输出电压波形的目的。
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo
1 π
π ο
2Usin td( t) 0.9U
(2) 整流电流平均值 Io
Io
Uo RL
0.9
U RL
(3) 流过每管电流平均值 ID
1 ID 2 Io
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM UDRM 2U
(5) 变压器副边电流有效值 I
I
t )2 d
t
1.57Io
5
第十二章：直流稳压电源
5. 整流二极管的选择
平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整
流二极管的主要依据。
选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
电工学简明教程(秦曾煌)第2章 正弦交流电路
相量图
2．功率
i
+ u C 波 形 图
i
u
–
O
p + O +
t
u U m sin t
i Im sin( t 90)
瞬时功率 p ui UI sin 2 t 平均功率 无功功率 P=0
Q UI X C I 2
–
–
t
当电容与电源之间能量交换的规模称为无功功率。其值为瞬 u、 i 实际方向相同时(u 增长)p > 0，电容吸收功率； 时功率的最大值，单位为(var)减小)p < 0，电容提供功率。 当 u、 i 实际方向相反时(u 乏。 电容不消耗功率，它是储能元件。
2.3.3 电容元件的交流电路
设在电容元件的交流电路中，电压、电流取关联参考方向。 u U m sin t 设 1．电压电流关系
i + u – XC C
由 有
iC
i = CUmcost = Imsin(t + 90)
du dt
O
XC 与 f 的关系
1 Im X C 式中 U m Im C 1 容抗 XC 1 C XC 2 fC 容抗与频率 f，电容 C 成反比。因 此，电容元件对高频电流所呈现的容抗 很小，而对直流所呈现的容抗趋于无穷 f 大，故可视为开路。
功率24电阻电感与电容元件串联的交流电路coscosuiuicoscosuiui瞬时功率整理可得平均功率为串联电路相量图可得出于是uiri无功功率为电压与电流的有效值之积称为电路的视在功率单位是vcosuisinui127mhc20314sin314127104080314401053504030804020220734453502022073314sin3044731327373314sin7316340443141637317804417314sincos22044cos532204406sin22044sin5322044var7744var7320173电流电压相量图25阻抗串联与并联251阻抗的串联根据kvl可写出图a电压的相量表示式图b相量表示式若图b是图a的等效电路两电路电压电流的关系式应完全相同由此可得一般一般根据kcl可写出图a电流的相量表示式图b相量表示式若图b是图a的等效电路两电路电压电流的关系式应完全相同由此可得所以252阻抗的并联26电路中的谐振在含有电感和电容的交流电路中若调节电路的参数或电源的频率使电路中的电流与电源电压同相位称这时电路中发生了谐振现象
电工学简明教程秦曾煌二极管和晶体管.完整资料PPT
正极引线
铝合金小球 PN 结
N型锗
金锑合金
底座
正极引线 SiO2保护层
N型硅
P型硅
负极引线
负极引线
a 点接触型
b 面接触型
c 平面型
正极
负极
表示符号
伏安特性
二极管和 PN 结一样，具有单向导电性，由伏安特性曲线可见， 当外加正向电压很低时，电流很小，几乎为零。正向电压超过一定 数值后，电流很快增大，将这一定数值的正向电压称为死区电压。 通常，硅管的死区电压约为 0.5 V。导通时的正向压降，硅管约为 0.6 ~ 0.7 V。 I / mA
60
正向特性
40
20
–50 –25
反 向
0 0.4 0.8 U / V
特 性
– 0.02
击穿电压
U(BR)
– 0.04 死区电压
在二极管上加反向电压时， 反向电流很小。但当反向电压 增大至某一数值时，反向电流 将突然增大。这种现象称为击 穿，二极管失去单向导电性。 产生击穿时的电压称为反向击 穿电压 U(BR)。
多外走数电载场流驱子使的空扩间空散电间运荷电动区荷难两区于侧变进的宽行空穴和自由电子移 P区
N区
IR
内电场方向
R
少数载流子越过 PN 结形成2 二极管
基本结构
将 PN 结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极管。按 结构分，有点接触型和面接触型两类。
引线 外壳 触丝 N 型锗
[解] 因为 VA 高于 VB ，所 以 DA 优先导通。如果二极管的正
VA
向压降是 0.3 V，则 VY = +2.7 V。 当 DA 导通后，DB 因反偏而截止。
VB
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5.1 常用控制电器
5.1.1 组合开关 5.1.1 组合开关
组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常 用作电源的引入开关，也可以用来直接起动和停止小容 量笼型电动机和对电动机进行正、反转控制。
组合开关 文字符号 QS 组合开关 图形符号
第5章
继电接触器控制系统
用组合开关起停电动机的接线图
手柄
KMR2 KMF2
推料机进
SQc KMF2 KMR2
推料机退
SQd KMF1 KMR1
炉门闭
第5章
继电接触器控制系统
加热炉自动上料控制线路动作次序
按SB2→KMF1通电→ M1正转→ 炉门开 → KMF1断电→ M1停转 压SQa— → KMF2通电→ M2正转→推料机进，送料入炉，到料位 → KMF2断电 压SQb— → KMR2通电→ M2反转→推料机退，到原位
主 电 路
FU 2 1 KM
SB2
FR
M 3~
动作次序
闭合开关 QS 接通电源
按 SB2 → KM 线圈得电 → KM 主触点闭合 → M 运转
松 SB2 → KM 线圈失电 → KM 主触点恢复 → M 停转
第5章
5.3 笼型电动机正反转的控制线路
ABC
继电接触器控制系统
QS FU
KMF
要使电动机给够实现反转，只要把接 到电源的任意两根连线对调一头即可。为 此用两个接触器来实现这一要求。 设 KMF 为实现电机正转的接触器， KMR 为实现电动机反转的接触器。 合上 QS 接通电源 让 KMF 线圈通电 其主触点闭合 三相电源ABC分别通入电动机 KMR 三相绕组UVW ，电动机正转。 KMF 线圈断电，主触点打开，电动机停。 让 KMR 线圈通电 其主触点闭合
行程开关符号 动断触点 动合触点
用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 另见动画教学“行程控制”
第5章
继电接触器控制系统
5.5 时间控制
时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y- 起动。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结 构及原理见动画。
另见动画教学“时间继电器”
熔丝额定电流 ≥
第5章
继电接触器控制系统
5.1.6 熔断器 5.1.7 低压断路器 如果电动机起动频繁，则为 1.6 ~ 2 (3)几台电动机合用的总熔丝 熔丝额定电流 = (1.5 ~ 2.5) 容量最大的电动机额定电流 + 其余电动机额定电流之和 5.1.7 低压断路器 另见动画教学“低压断路器” 熔丝额定电流 ≥ 电动机的起动电流
静触片 动触片 转轴
转动手柄，转轴 就可以带动三个动触 片将三对静触片(彼 此相差一定角度)同 时接通或断开。
M 3~
第5章
继电接触器控制系统
转动手柄，转轴就 可将三个触点(彼此相差 一个角度)同时接通或断 开，从而控制电动机起 动或停止。
用组合开关起停电动机的接线图
手柄
静触片
动触片 转轴
M 3~
→ KMR1断电→ M1停转 压SQc— → KMR1通电→ M1反转→炉门闭
→ KMR1断电→ M1停转 压SQd— → SQd动合触点闭合，为下次循环作准备
第5章
继电接触器控制系统
FU4
QS1
FU1 TT S FR1 SB1 SB2 FR2 KM
5.6.2 C620-1 型普通车床控制线路
FU3
第5章
继电接触器控制系统
时间继电器的图形和文字符号
通电延时时间继电器 文字符号 KT 图形符号
断电延时时间继电器 文字符号 图形符号 KT
第5章
QS FU1 KM1 FR
继电接触器控制系统
笼型电动机 Y- 起动控制线路
FU2 SB1 FR SB2 KT KM3 KT
V1
KM1
KT
KM1
W1
KM2
QS3
KM
KM
FU2
FR1 QS2
FR2
M1 3~
M2 3~
控制原理和动作 顺序请自行分析。
第5章
继电接触器控制系统
5.2 笼型电动机直接起动的控制线路
另见动画教学“结构图” 为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用 原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制 线路原理图。 在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号来代 表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它们用 统一的符号表示。 在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下 的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。
采用复式按钮笼型电动机正反转的控制线路
QS
FU SB1
FR
SBF
KMR
KMF
KMF
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
KMR
M 3~
此电路要想改变电动机转向，可不必须先 按停止按钮。请自已分析线路的动作次序。
第5章
继电接触器控制系统
5.4 行程控制
行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采 用行程开关来进行控制。 行程开关的种类很多，它有动合触点和动断触点， 由装在运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定 行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，使动合触点闭 合，动断触点断开。
组合开关有单极、 双极、三极和四极几种， 额定持续电流有 10 A、 25 A、60 A 和 100 A等多 种。
第5章
继电接触器控制系统
5.1.2 按钮 5.1.3 交流接触器 常用的按钮有 LA 等系列
5.1.3 交流接触器 交流接触器的图形和文字符号
KM 线圈
主 触 点
动合触点 动断触点
辅助触点
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
M 3~
动合触点闭合 → 电机正转并自锁 按 SBF → KMF 通电 动合触点闭合 → 电动机反转并自锁 → 实现互锁功能 按 SBR → KMR 通电 动断触点打开 →实现互锁功能 动断触点打开 按 SB1 → KMF 断电→ 电机停转
KMR
第5章
继电接触器控制系统
笼型电动机点动控制线路
QS
主 FU 电 2 路 KM FR FR SB2 1
控制电路
KM
M 3~ ~
动作次序 闭合开关 QS 接通电源
按 SB2 → KM 线圈得电 → KM主触点闭合 → M 运转 松 SB2 → KM 线圈失电
第5章
继电接触器控制系统
笼型电动机点动控制线路
QS FR
控制电路
KM
W
FR U
M 3~
V
三相电源 ABC 通入电动机三相绕组变 为 A — U 未变，但 B — W，C — V。 电动机将反转
第5章
继电接触器控制系统
笼型电动机正反转的控制线路 控制电路
KMR
QS FU
FR SB1
主 电 路
KMF
SBF
KMF
缺点： 要想改变电 动机转向， 必须先按停 止按钮。 动作次序 合上 QS 接通电源
KM1
KM3
U1 U2M2
线路动 作次序
KM3
KM2 → KM1 通电 → KM2通电 延时 KM1断电 → KT 通电 → KM3断电→ KM1通电 按SB2 → KM2断电 (Δ运行) → KM3通电 (Y 起动) KM2
第5章
继电接触器控制系统
*5.6
应用举例
5.6.1 加热炉自动上料控制线路 5.6.1 加热炉自动上料控制线路
第5章
继电接触器控制系统
第5章 继电接触器控制系统
第5章
继电接触器控制系统
第5章
继电接触器控制系统
5.1 常用控制电器 5.2 笼型电动机直接起动的控制线路 5.3 笼型电动机正反转的控制线路 5.4 行程控制 5.5 时间控制
*5.6
应用举例
第5章
继电接触器控制系统
第5章
继电接触器控制系统
采用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现电动 机的起动、停止、正反转、调速及制动的控制系统称为 继电接触器控制系统。
主 电 路
KMF1
KMR1 KMF2
KMR2
M1 3~
炉门开闭电动机
M2 3~
推料机进退电动机
第5章
继电接触器控制系统
加热炉自动上料控制线路
SB1
SQa 推料机进 SQb SQc 炉 推料机退 门 炉 开 门 闭 SQd SB2
SQd
SB2
SQa
KMR1 KMF1
炉门开
SQb
KMF1
SQa
KMF2 SQb KMR2 SQc KMR1
第5章
继电接触器控制系统
5.1.4 中间继电器 5.1.5 热继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路，
也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。
中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁 系统小些，触点多些。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 5.1.5 热继电器
在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触点； 如果触点是闭合的，则称为动断触点。
第5章
继电接触器控制系统
笼型电动机直接起动的控制线路原理图
控制电路
QS FR SB1 1 KM FR KM SB2 KM
主 电 路
FU
2
M 3~
若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。
第5章
继电接触器控制系统
另见动画教学 “热继电器”
第5章
继电接触器控制系统
5.1.6 熔断器 熔断器俗称保险丝，是最简便而且最有效的短路保护 电器。熔断器中的熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金制 成。线路正常工作时，熔体不应熔断，当电路发生短路， 熔体立既熔断，以保护电路及用电设备不遭损坏。