电工学和工业电子学共33页文档
《电工学与工业电子学》习题解答机工版
《电工学与工业电子学》习题解答第一篇 电路基础第一章 直流电路一、填空题1-1 正电荷1-2 空载 有载 短路 1-3 电流 通电时间 1-4 增大 减小 1-5 60 11.25 1-6 小1-7 满载 轻载 过载 1-8 10二、简答题1-9 电源、负载、连接导线和开关 电源：产生电能，负载：消耗电能，导线：构成通路，开关：控制1-10 实际方向是客观存在的，参考方向是人为假设的。
当参考方向和实际方向一致时，计算结果为正，反之为负。
1=11 将一段电路或一个元件两端的电压与电流参考方向选定一致，称之为关联参考方向。
1-12 其伏安关系为正比关系，即欧姆定律：RUI1-13 电源电压时电场力做功的结果，即电场力将单位正电荷从电源正极移到负极所做的功。
而电源电动势是非电场力（即电源力）做功的结果，即电源力将单位正电荷从电源负极移到正极极所做的功。
1-14 支路：由一个或几个元件首位相接而组成的无分支电路。
节点：电路中由三条或三条以上支路的汇交点。
回路：电路中任一个闭合路径。
网孔是指只有一个孔的回路，也即最简单的回路。
三、分析计算题1-15. 12324R R R == 232R R =总电阻： 1233333427R R R R R R R R =++=++= 电路电流：23105I R R == 电源电压：335735U IR R V R ==⨯= 1-16(a)(b)1-17 位置1： 1010.19,9I A ==+ 9.9U V =位置2： 0I A = 10U V = 位置3： 101000.1I A == 0U V = 1-18 开关接1： 0U V =开关接2： 1123102005//200200S U U R V R R R =⨯=⨯=++开关打开：11210200 2.5200600S U U R V R R =⨯=⨯=++1-19 30103AB R ==Ω1-20 ()()()123412341234//////200//ABR R R R R R R R R R R R R ⨯+=+==Ω++1-21 Ω===19362522022N N P U RW R U P 25.6193611022===1-22 （1）2211110121100U R P ===Ω，2222110302.540U R P ===Ω 后者大 （2）302.5121423.5R =+=Ω2200.519423.5I A ==110.51912162.8U I R V=⨯=⨯=220.519302.5156.9U I R V =⨯=⨯=前者 21132.6P I R W ==22281.5P I R W ==后者（3）211100U P W R ==22239.9U P W R ==前者 1-23 2211220806.660U R P ===Ω 2222110302.540U R P ===Ω （1） 前者亮（2）后者亮1-24 由图中电流参考方向，选绕行方向均为顺时针123I I I =+ 231I I I +=左网孔：131133S S U U I R I R -=+ 右网孔：323322S S U U I R I R -=-+1-25 21325169I I I mA =-=-= 614251213I I I mA =-=-=5269134I I I mA =-=-=-1-26标定电流参考方向和绕行方向如图中所示。
电工学
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绪 论
• 课程学习要求
• 54学时 考试课 • 平时成绩15% 期末成绩85% • 平时成绩：出勤、作业、课堂测验
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第1章电路的基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成部分
1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关 系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
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已知Uab=-5V,问a、b两点哪点电位高？
a
。
解：Uab是用双下标法表示出了a、b两
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2. 电路的组成部分
电源: 提供 电能的装置
升压 变压器 输电线
负载: 取用 电能的装置
电灯 电动机 电炉 ...
发电机
降压 变压器
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
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2.电路的组成部分
信号源: 提供信息
信号处理： 放大、调谐、检波等
话筒
放 大 器
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I1 E1
a I3 b R3
I2
R1
1
R2 3
2
E2
结点：a、b
支路：E1R1、R3、E2R2 回路：回路1、回路2、回路3
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例1：
a
I1
电工及工业电子学
半导体器件、分离件放大器、 模拟电子线路： 电子技术： 集成运放、电源
数字电路：各种门电路、组合电路、 时序电路及555的应用电路。
2
WXH
一、电工学课程的作用和任务
2013年8月21日星期三
WXH
电工学是研究电工技术和电子技术的理论和应 用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应具有 基础性、应用性和先进性。 基础是指基本理论、基本知识和基本技能。 应用是指课程内容要理论联系实际，建立 系统概念，培养大家分析和解决问题的能力； 重视实验技能的训练。 先进性是指电工学课程内容和体系随着电 工技术和电子技术的发展应不断更新。
R1
R3
I3
I5
29
2013年8月21日星期三
WXH
WXH
4．物理意义：KCL是电流的连续 性的体现，也是能量守衡的体现。
5．KCL对各支路电流施加了约束， 而与支路元件的性质无关。
q
q2
q1
30
1.6.3 KVL（电压定律）
WXH WXH
2013年8月21日星期三
1．定义：在任一时刻，沿任一回路内所有支路或 元件电压降的代数和恒为零。
PE = P +△P
式中：P为电源输出功率；
PE为电源产生功率；
△P为内阻损耗的功率。
a + E R0 b
I
+ U R
c
d
可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗 的功率是平衡的。
功率的单位是瓦特（W）或千瓦（KW）。
18
3、电源与负载的判别方法
WXH WXH
2013年8月21日星期三
＜0电源
P=UI
6
第一部分 电路理论
电工学
O
2
t
设正弦交流电流：
T
i Im sin t
初相角：决定正弦量起始位置
角频率：决定正弦量变化快慢
幅值：决定正弦量的大小
• 频率(或周期)、幅值（或有效值）、初相位通称为正 弦量的三要素。
第4章
电工学 第二章
4.1.1. 频率与周期 周期 T：正弦量变化一周所需要的时间；
–
(1) 电压电流关系
a. 频率关系: u、i同频率 b. 大小关系： Um Im R 或
c. 相位关系 ： u、i 同相
Um U R Im I
相位差 ： u i 0
第4章
电阻元件的交流电路
电工学 第二章
设 i Im sin t 则 u iR Im R sin t Um sin t
C
第4章
正弦量的相量表示法
电工学 第二章
在分析线性电路时，电路中各部分电压和电流都 是与电源同频率的正弦量，因此，频率是已知的，可 不必考虑。故一个正弦量可用幅值和初相角两个特征 量来确定。
比照复数和正弦量，正弦量可用复数来表示。复 数的模即为正弦量的幅值或有效值，复数的幅角即为 正弦量的初相角。
O
I•
L
相 量 图 +1
则：
U• I•
U I
e j90
j L
U• jI• ω L I• (jX L )
第4章
电工学 第二章
电感元件的交流电路
(2) 功率
i
i Im sint
u Um sin( t 90O )
+ u
瞬时功率
–
p ui UI sin 2t
《电工学》全套课件 PPT
I=0 U=U0=E
图2.24 电路开路的示意图
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2.4.3 短路
电源短路时的特征可用下列各式表示：
U=0 I=IS=E/R0
图2.25 电路短路的示意图
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2.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律是用来确定构成回路中的各段电 压间关系的。对于图2.35所示的电路，如果从回路adbca 中任意一点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循 行一周，则在这个方向上的电位升之和应该等于电位降 之和，回到原来的出发点时，该点的电位是不会发生变 化的。此即电路中任意一点的瞬时电位具有单值性的结 果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
出的功率和电流都相应增加。就是说，电源输
出的功率和电流决定于负载的大小。
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2.3.2 电流的测量
测量直流电流通常都用磁电式安培计，测量交
流电流主要采用电磁式安培计
（a）安培计的接法
（b）分流器的接法
图2.20 安培计和分流器
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RA I0 I R0 RA
可以储存磁场能量。 用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡， 去耦电路 分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、 带磁芯及可变电感线圈。 主要技术参数：电感量L和品质因数Q。 电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的 大小，其单位是H、mH和H。1H=103mH， 1mH=103H。
（2-14）
即
RA
R0 I 1 I0
（2-15）
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返 回
[例2-5] 有一磁电式安培计，当使用分流器时，表头的满
标值电流为5mA。表头电阻为20。今欲使其量程（满
电工学与工业电子7-1~7-3
电动机保护接地的电路：
上图说明，电动机采用保护接地后，如果某相绕组因绝缘 损坏而碰壳，此时，当人体接触电气设备时，由于人体与
接点装置是并联，又因为人体的电阻远较接地装置的电阻 为大，所以几乎没有电流通过人体，电流则流经接地装置
形成回路，而减轻了人体触电，从而保证了人身安全。反 之，若外壳不接地，则电流就要通过人体，再经线路的对 地电容或其他漏电途径形成回路，可能引起人身触电。 在正常情况下，电机、变压器、以及移动式电器具等 较大功率的电气设备的外壳（或底座）都应接地。包括家 用电器如冰箱、洗衣机等。
3. 核能发电 利用核反应堆中核裂变所释放出的热能来加热水，产生高
温高压的蒸汽推动汽轮机从而带动发电机进行发电。 4. 风力发电 风力发电是利用自然界的风力的作用下，带动发电机旋转
发电。 5. 太阳能发电 太阳能发电是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸
气，然后用来发电。 潮汐发电 潮汐发电是通过水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以
电工学与工业电子学 教学课件
第七章 工业企业供电与用电基本知识 第一节 发电、输电、配电概况 一、发电
发电方式按能源的不同，主要分为以下几种方式： 1. 火力发电 火力发电是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的
热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸 气推动发电机来发电的方式的总称。 2. 水力发电 水力发电是利用水位落差的位能转为水轮的机械能，再以机 械能推动发电机进行发电。
2. 触电方式及危害 （1）单相触电 单相触电是指人体的一部分触及一根相线，或者接触到
漏电的电气设备的外壳，而另一部分触及到大地（或中线 ）时，电流从相线经人体流到大地（或中线）形成回路， 此时人体承受的电压为相电压（220V）。对于中性点直 接接地的电网及中性点不接地的低压电网都能发生单相触 电。
电工学完整版全套PPT电子课件(2024)
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电力系统的中性点接地方式
包括直接接地、不接地和经消弧线圈接地三种方 式。
电磁现Байду номын сангаас与电磁场理论
电磁现象
电荷和电流周围存在电场和磁场，当 电场和磁场发生变化时会产生电磁波 。
电磁场理论
研究电磁场的基本性质、分布规律和 相互作用的科学理论，包括麦克斯韦 方程组、电磁波的传播和辐射等内容 。
电路基本元件及伏安特性
06
电力电子技术及其应 用
电力电子器件类型和特点
01
02
03
04
05
晶闸管（SCR）
可关断晶闸管（ GTO）
电力晶体管（ GTR）
电力场效应晶体 绝缘栅双极型晶
管（MO…
体管（I…
具有可控的单向导电性， 主要用于可控整流电路。
可通过门极信号关断，适 用于高频率、大容量场合 。
具有电流放大作用，驱动 电路简单，开关速度快。
直流电路在生活中的应用
01
02
03
04
家庭照明电路的连接与故障排 除
电池充电与放电过程中的电流 与电压变化
温度传感器中的热敏电阻工作 原理及应用
汽车电路中的直流电机工作原 理及故障检测
03
交流电路分析与应用
正弦交流电基本概念及表示方法
正弦交流电的定义
01
大小和方向随时间按正弦规律变化的电流或电压。
伺服电机
具有高精度、快速响应等特点 ，广泛应用于自动化设备中，
如机器人、数控机床等。
步进电机
能够将电脉冲信号转换为角位 移或线位移，适用于需要精确 定位和控制的场合。
永磁同步电机
具有高效率、高功率密度等优 点，被广泛应用于电动汽车、 风力发电等领域。
电工学全套课件
电磁波产生与传播机制
电磁波产生
变化的电场产生磁场，变化的磁场产 生电场，相互激发形成电磁波。
电磁波与物质相互作用
电磁波与物质相互作用，产生反射、 折射、吸收等现象。
电磁波传播
电磁波在空间中传播，遵循波动方程， 具有波动性质如干涉、衍射等。
电磁场与电磁波应用举例
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PWM控制技术优势 具有高分辨率、高效率、低噪声等优点，同时易 于实现数字化控制。
06
供电系统与安全用电知识
供电系统组成及运行方式
供电系统的基本组成
01
包括电源、变压器、配电装置、电力线路和用电设备等部分。
供电系统的运行方式
02
分为单电源供电和多电源供电两种方式，其中多电源供电方式
具有更高的可靠性和灵活性。
个人防护措施 在使用电器时，应穿戴好防护用品，如绝缘手套、绝缘鞋 等；避免在潮湿环境下使用电器；不要随意拆卸或修理电 器设备。
07
实验环节与课程设计指导
实验目的、要求和内容安排
实验目的
通过实验，使学生掌握电工学基 本理论和基本技能，习实验内容，明确 实验目的和要求；实验中要严格 遵守操作规程，注意安全；实验 后要认真总结，完成实验报告。
01
02
03
04
通信
利用电磁波进行无线通信，如 手机、广播、电视等。
雷达
利用电磁波进行目标探测和定 位，如军事雷达、气象雷达等。
微波炉
利用电磁波对食物进行加热， 实现快速烹饪。
医疗
利用电磁波进行诊断和治疗， 如X光、CT、MRI等医疗设备。
04
电机与变压器原理及应用
电机类型及工作原理概述
电工与电子学教程
电工与电子学教程电工是研究电力的产生、传输、分配和应用的学科。
电力是现代社会中不可或缺的能源，电工学的发展与电力工业的发展紧密相关。
电工学的主要内容包括电磁学、电路分析、电力系统、电机与拖动、电力电子等方面的理论和应用。
其中，电磁学研究电荷的运动和电磁场的产生与变化规律；电路分析研究电路中电流和电压的关系；电力系统研究电力的传输和分配；电机与拖动研究电机的工作原理和应用；电力电子研究电子器件在电力系统中的应用。
电工学的应用范围广泛，包括电力工程、电气工程、自动化、通信、计算机等领域。
电子学是研究电子器件、电子电路和电子系统的学科。
电子器件包括二极管、晶体管、集成电路等，电子电路是由电子器件组成的电路系统，电子系统是由电子电路组成的功能模块。
电子学的主要内容包括半导体器件、集成电路、数字电路、模拟电路、通信电路等方面的理论和应用。
其中，半导体器件研究半导体材料的特性和制备技术；集成电路研究将多个电子器件集成在一块芯片上的技术；数字电路研究数字信号的处理和逻辑运算；模拟电路研究模拟信号的放大和滤波；通信电路研究传输和接收信号的技术。
电子学的应用范围广泛，包括信息技术、电子工程、电子通信、电子设备等领域。
电工与电子学是现代科学和技术的重要学科，对于推动科技创新和社会发展具有重要作用。
随着信息技术的快速发展，电工与电子学的应用日趋广泛。
例如，电力系统的升级改造和智能电网的建设，需要电工学的理论和技术支持；计算机和移动通信设备的研发，离不开电子学的基础知识和技术支持。
此外，随着清洁能源的发展和节能减排的要求，电工与电子学在可再生能源和能源转换领域也有着重要的应用前景。
总之，电工与电子学是现代科学和技术领域中重要的学科，涉及电力系统、电子器件、电子电路等方面的知识。
电工与电子学的学习和应用对于推动科技创新和社会发展具有重要作用，并有着广阔的发展前景。
电工学与工业电子学
第二节
三相异步电动机的直接起动和点动控制
一、直接起动控制电路
1. 电路组成及各器件作用 （1）实际位置安装布线图：
主电路： 空气开关QS： 作用 大熔断器FU1 短路保护 对主电路起 起电源隔离
第二节
三相异步电动机的直接起动和点动控制
一、直接起动控制电路
1. 电路组成及各器件作用
起动：合上电源开关QS--按下动合按钮SB--控制线路通电 --接触器线圈KM得电--接触器主触点闭合--主电路接通-电动机M起动。
停止：松开动合按钮SB--控制线路分断--接触器线圈KM失
电--接触器主触点断开--主电路断开--电动机M停转。
第三节
三相异步电动机的正反转控制电路
三相异步电动机正反转控制是最常见、最实用的电路，
（2）保护电器
主要用来保护电源和用电设备，防止电
源短路和设备过载运行。常用的保护电器有熔断器、热继电
器和空气断路器等。有些电器同时具有两种功能。
一、组合开关
组合开关又称转换开关，它一般用于非频繁的接通和分 断电路、接通电源和负载。
组合开关有单极、双极、三极和四极等。
组合开关符号：
三极组合开关共有三对静触点和三个动触点。静触点 的一端固定在胶木盒内的绝缘垫板中，另一端则伸出盒外 ，作外接线端。三个动触点装在绝缘方轴上。通过手柄可 使绝缘方轴按正或反方向每次作90゜的转动，从而使动触
主电路： 空气开关QS： 作用 大熔断器FU1 短路保护 对主电路起 起电源隔离
第二节
三相异步电动机的直接起动和点动控制
一、直接起动控制电路
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切Leabharlann 省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
电工与电子技术资料
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
电工及工业电子学
+14
+32 2 8 18 4
+4
Si (14)
Ge(32)
2019年5月22日星期三
三、本征半导体
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
• 所有物质根据原子的排列形式可分为 晶体和非晶体。
我们将半导体提纯以后，所有的原子基本上都
是整齐排列在一起，这种结构称为晶体结构。所以 我们也常把半导体称为晶体。
• 4伏~6伏，两种情况都可能
• 电击穿
2019年5月22日星期三
§15-3 半导体二极管
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
• 一、基本结构和符号
1、点接触型 2、面接触型 3、符号
二、伏安特性 二极管的正向偏置和反向偏置与PN结相同，
只多了二条引出线。 正向扩散电流大，反向漂移电流小。
2019年5月22日星期三
PN结又是构成各种半导体器件的共同
基础。因此，本章从讨论半导体的导
电特性和PN结的基本原理（特别是它
的单向导电性）开始，然后介绍二极
管和三极管，为以后的学习打下基础。
2019年5月22日星期三
第十五章半导体二极管和三极管
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
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15-1.半导体的导电特性 15-2.PN 结 15-3.半导体二极管 15-4.稳压管 15-5.半导体三极管
三、主要参数
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
WXH
• 1、最大整流电流IOM • 最大正向平均电流。
• 2、反向工作峰值电压URWM • 保证二极管不被击穿而给出的反向峰