电工学简明教程(秦曾煌)

电工学(第七版上册)秦曾煌主编

门知识并为后续课程打下基础，主要是计算电路中器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及器件内部发生的物理过程。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电池
导线实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
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电流强度定义说明图
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单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
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电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
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2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，如图所示。用数学式表示，即为
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电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部分电能被ab这段电路所吸收。

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

电工学简明教程(秦曾煌)第2章正弦交流电路

正弦电量 (时间函数) 变换相量 (复数)
所求正弦量
反变换
相量结果
相量运算 (复数运算)
I m I m1 I m2 (100e j45 60e j30 ) A (70.7 j70.7) A (52 j30) A 129e j1820 A
2.1.1 频率与周期
周期 T：正弦量变化一周所需要的时间；
频率 f：正弦量每秒内变化的次数； I m 1 f T
0 –Im i 2 t T/2 Ｔ t T
2 2f 角频率 : T
［例］我国和大多数国家的电力标准频率是 50 Hz，试求其周期和角频率。
［解］
T 1 0.02 s f
2.2 正弦量的相量表示法
由以上分析可知，一个复数由模和辐角两个特征量确定。而正弦量具有幅值、频率和初相位三个要素。但在分析线性电路时，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，复数的辐角即为正弦量的初相位角。为与复数相区别，把表示正弦量的复数称为相量。并在大写字母上打一“”。
O XL与 f 的关系
XL = L
f
感抗与频率 f 和 L 成正比。因此，电感线圈对高频电流的阻碍作用很大，而对直流可视为短路。
2.3.2 电感元件的交流电路 1．电压电流关系
i + u –
波形图
i I msin t
u U m sin( t 90 )
相量图 +j
•
L
设在电感元件的交流电路中，电压、电流取关联参考方向。

电工学秦曾煌课后答案全解 doc格式

图1: 习题1.5.1图I1 = −4A U1 = 140V U4 = −80V I2 = 6AU2 = −90V U5 =30VI3 = 10AU3 = 60V电工学秦曾煌课后答案全解 doc格式1 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。

电流和电压的参考方向如图中所示。

今通过实验测量得知1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。

2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。

3 P1 = U1I1 = 140 ×(−4)W = −560WP2 = U2I2 = (−90) ×6W = −540WP3 = U3I3 = 60 ×10W = 600W P4 = U4I1 = (−80) ×(−4)W = 320W P5 = U5I2 =130 ×6W = 180WP1 + P2 = 1100W负载取用功率P = P3+ P4 + P5 = 1100W 两者平衡电源发出功率PE=1.5.2在图2中，已知I1= 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。

校验整个电路的功率是否平衡。

2[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出图2: 习题1.5.2图−I1 + I2 −I3= 0−3 + 1 −I3= 0可求得I3= −2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。

根据基尔霍夫电流定律可得U3 = (30 + 10 ×103 ×3 ×10−3 )V = 60V 其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件380V元件30V元件电流I3从“+”端流出,故为电源;电流I2从“+”端流出，故为电源；电流I1从“+”端流出，故为负载。

秦曾煌《电工学

第12章工业企业供电与安全用电12.1复习笔记一、电力系统电力系统是发电厂、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．发电发电厂按照所利用的能源种类可分为水力、火力、核能、风力、太阳能、沼气、潮汐等多种。

现在世界各国建造得最多的，主要是水力发电厂和火力发电厂。

各种发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机，它也分为定子和转子两个基本组成部分。

发电组发出的电压一般为6-10kV。

2．输电输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户。

发电厂生产的电能要用高压输电线输送到用电地区，然后再降压分配给各用户。

电能从发电厂传输到用户要通过导线系统，这系统称为电力网。

送电距离愈远，要求输电线的电压愈高。

图12-1所示的是输电线路的一例。

除交流输电外，还有直流输电，其结构原理如图12-2所示。

整流是将交流变换为直流，逆变则反之。

直流输电的能耗较小，无线电干扰较小，输电线路造价也较低，但逆变和整流部分较为复杂。

图12-1输电线路的一例图12-2直流输电结构原理图二、工业企业配电低压配电线路是由配电室(配电箱)、低压线路、用电线路组成。

1．低压配电结构从车间变电所或配电箱（配电屏）到用电设备的线路属于低压配电线路。

低压配电线路的连接方式主要是放射式和树干式两种。

（1）放射式配电线路适用场合：负载点比较分散而各个负载点又具有相当大的用电量，变电所又居于各负载点的中央，如图12-3所示。

特点是供电可靠性高，便于操作和维护。

但配电导线用量大，投资高。

（2）树干式配电线路适用场合：负载集中，同时各个负载点位于变电所或配电箱的同一侧，其间距离较短，如图12-4（a）所示。

负载比较均匀地分布在一条线上，如图12-4（b）所示。

特点是供电可靠性差。

但配电导线用量小，投资低，接线灵活性大。

图12-3放射式配电线路图12-4树干式配电线路三、安全用电1．电流对人体的危害根据伤害性质可分为电击和电伤两种。

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

电工学简明教程第二版秦曾煌主编第二章答案

,J.J)有一正炫电嫌•其初相位分_的'初鰌值“獬镢电戴•^黴O^loAA (2) ^ A (3> 10i m i⑶J.2J—“了#，in(w—30.〉示式为（^(1) £/ 10 2^-—V C2yt>*io /—30* V ⑶ lj眶 10«^_>r)"f J⑵----2.2.2*~l1~l~*2'f'^=*4V2s i n c t A4-8V2»i n C o»t4-90*>A-V-4V2*m C«t90°) A,则总电流i的相貴表示式为（）•(1> ^ = 4 V^"Z45_A (2) J=4 V2/—45° V C3> 1=4 /45° Aimi⑴.么3. 1在电感兀件的交流电路中，已知M= V^Jsinoit，興K >•⑴/=在（2"=j S (3) i='}coLU imi⑴2.3-2在电容元件的交流电路中，已知u=V^U s i n o i t，则C)。

⑴/=S(2) /=j£ (3)i=io>a> i m(3)2.4.1在及L C串联电路中，阻抗模（）。

(1)\Z\=^~(2)l Z I=^f(3)|Z|=^1 1If解 J (2)___________________________(3)V图2. 4.1习题2. 5.1的图 '9^ (3) Z\ =Z2=Zzfi:2. 4.2在zee 串联电路中•（ ⑴卜為⑵卜為【解J (3)2.4.3在/?IX •串联电路中，已知及= 则电辂的■ 率因数cos 炉等于（）• (1) 0. 8 (2) 0. 6 (3X J £解】（2)2.4.4在/?1^串联电路中，已知及=<^==叉£：==5 0』=1/2!八,则电路端电压&等于（）。

《电工电子学》电路及其分析方法

致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，
当U、I参考方向一致时为正，否则为负。
3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方
向 ”，然后再列方程求解。即 U、I为代数
量，也有正负之分。当参考方向与实际方向一致时为正，否则为负。
4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参
考方向一致（关联正方向）。
1.4 电源有载工作、开路与短路
电工电子学
课程名称：电工电子学
ELECTROTECHNICS AND
ELECTRONIC
教材名称：《电工学简明教程》第二版
秦曾煌主编高等教育出版社 2007
参考教材：
下上《篇篇参电考工参：学考《》：电上《子、技电下术路册基》础》
第邱模关六拟源部版分编秦、著曾数煌字部主分编高等高教等育高出教康等版育华教社光出育1版9出编9社版著9 社2004
例1.4
A I
N
已知： UAB=3V
I = – 2A
B
求：N的功率，并说明它是电源还是负载
因为此例中电压、电流的参考方向相同
解：P=UI = (–2)×3= – 6W
而P为负值，所以N发出功率是电源
如图，U＝220V，I＝5A，内阻R01＝R02＝0.6 例1.3 (1)求电源的电动势E1和负载的反电动势E2；
理想无源元件
理想电压源
+
-
理想电流源
电电电阻感容
R LC
1.2.3 电路中的物理量一、电流、电压、电动势
1.电流：单位时间内，通过某一导体横截面的电荷量。
i=dq/dt（交流） I=q/t（直流）单位：安培（A）mkAA
实际方向：正电荷移动的方向

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

电工学课后答案秦曾煌

第14章晶体管起放大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。

晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。

2．晶体管的电流分配关系晶体管工作在放大区时，其各极电流关系如下：C B I I β≈(1)E B C B I I I I β=+=+C C BB I I I I ββ∆==∆3．晶体管的特性曲线和三个工作区域（1）晶体管的输入特性曲线：晶体管的输入特性曲线反映了当UCE 等于某个电压时，B I 和BE U 之间的关系。

晶体管的输入特性也存在一个死区电压。

当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现B I ，且B I 随BE U 线性变化。

（2）晶体管的输出特性曲线：晶体管的输出特性曲线反映当B I 为某个值时，C I 随CE U 变化的关系曲线。

在不同的B I 下，输出特性曲线是一组曲线。

B I =0以下区域为截止区，当CE U 比较小的区域为饱和区。

输出特性曲线近于水平部分为放大区。

（3）晶体管的三个区域：晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。

此时，C I =b I β，C I 与b I 成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。

晶体管发射结正偏压小于开启电压，或者反偏压，集电结反偏压，晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。

此时，B I =0，C I =CEO I 。

晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即CE U 很小时，晶体管工作在饱和区。

此时，C I 虽然很大，但C I ≠b I β。

即晶体管处于失控状态，集电极电流C I 不受输入基极电流B I 的控制。

14．3 典型例题例14．1 二极管电路如例14．1图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。

设二极管导通电压D U =。

25610VD1(a)(b)(c)(d)例图解：○1图（a ）电路中的二极管所加正偏压为2V ，大于DU =，二极管处于导通状态，则输出电压0U =A U —D U =2V —=。

电工学简明教程第二版秦曾煌主编答案

电工学简明教程第二版秦曾煌主编答案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]8-3习题解答A选择题.1.1有一准确度为级的电压表，其最大量8程为50V，如用来测量实疼值为25V的电压时，则相对测量误差为（）。

(1) 士0. 5⑵士2% (3) 士0. 5%【解1⑵8.1.2有一电流表，其最大量程为30 A。

今用来测量20A的电流时，相对衡量误差为±1.5%，则该电流表的准确度为（）。

(1)1级（2)级（3)级【解】⑴8.1.3有一准确度为 2.5级的电压表，其最大量程为100 V，则其最大基本误差为（）。

(1) ±2. 5 V (2) ±2.5(3)±2. 5%【解】⑴8.1.4使用电压表或电流表时，要正确选择量程，应使被测值（）。

小于满标的-"半左右⑵超过满标值的一半以上(3)不超过满标值即可【解】⑵交流电压表的读数是交流电压的（）。

(1)平均值（2)有效值（3)最大值【解】（2)*2-2测量交流电压时，应用（）。

_(1)磁电式仪表或电磁式仪表8.在多量程的电压表中，量程愈大，则其倍压器面值()oo(2) 电磁式仪表或电动式仪表(3) 电动式仪表或磁电式仪表L 董程的电流表中’量程愈大,则其分流器的阻值((1)愈大（2)愈小【解】⑵8.4.1(1)愈大（2)愈小（3)不变【解】⑴8.6.1在三相三线制电路中,通常采用（）来测量三相功率。

(1)两功率表法（2)三功率表法（3) 一功率表法【解】⑴基本题8.1. 5电源电压的实际值为220 V ,今用准确度为 1. 5级、满标值为250 V 和准确度为级、满标值为500 V 的两个电压表去测量，试问哪个读数比较准确【解】用级、250 V 电压表测量：最大基本误差 A U m - 士 1. 5% X 250 75 V相对测量误差r =^^X 100% = 士 %用级、500 V 电压表测量：最大基本误差 A U m = 士 %X 500 V= 士5 V相对测量误差r =_|x i 00% = ±%显然，前者较为准确。

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
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教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
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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
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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。
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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(秦曾煌)第10章--基本放大电路教材

微变等效电路法和图解法。
1．微变等效电路法
1．微变等效电路法晶体管在小信号(微变量)情况下工作时，可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管的特性曲线，
晶体管就可以等效为一个线性元件。
这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。
(1)晶体管的微变等效电路
当负载变化时，输出电压的变化较大，也就是放大电路带负载的能力较差。
因此，通常希望放大电路输出级的输出电阻小一些。放大电路的输出电阻可在信号源短路 (Ui 0) 和输出端开路的条件下求得。从基本放大电路的微变等效电路看，当
Ui 0，Ib 0 时，Ic Ib 0 ，电流源相当于开路，故
ro RC
RC 一般为几千欧，因此，共发射极放大电路的输出电阻较高。
*2．图解法首先在输入特性上作图，由输入信号 ui 确定基极电流的变化量 ib ，再在输出特性上作图，得到交流分量 ic 和uce 即(uo)。
由图解分析可得出： (1) 交流信号的传输情况：
ui (即ube ) ib ic uo (即uce )
ri

U I
它是对交流信号而言的一个动态电阻。
如果放大电路的输入电阻较小：第一，将从信号源取用较大的
电流，从而增加信号源的负担；第二，经过内阻 Rs 和 ri 的分压，使实际加到放大电路的输入电压 ui 减小，从而减小输出电压；第三，后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从而将
会降低前级放大电路电压放大倍数。因此，通常希望放大电路的输
iB / µA
60 (ib)
40
iB / µA 60
40
在输入特性上作图
Q1 Q