电工学-第七章2
电工学少学时第三版 张南主编 课后练习答案 第七章_半导体器件修改
第七章半导体器件
7．1基本要求
（1）掌握PN结的单向导电性。
（2）熟悉二极管、稳压管、三极管、场效应管的基本结构、特性曲线和主要参数。
（3）学会分析整流及滤波电路，并对其进行简单的计算。
（4）掌握晶体三极管的电流分配和放大作用。
7．2基本内容
7.2.1PN结与二极管
P型半导体和N型半导体的结合形成PN结。
内部结构条件——发射区高掺杂，其中多数载流子浓度很高；基区很薄，且低掺杂，则基区中多子的浓度很低。
外部条件——外加电源极性应使发射结正向偏置，集电结反向偏置。
在满足上述条件的前提下，三极管中载流子的运动经历发射、复合和扩散以及收集等过程，最后，使三极管中的电流分配符合以下关系：
，且
当基极电流 发生微小的变化时，相应的集电极电流 将有较大的变化，集电极电流的变化量 比基极电流的变化量 大 倍，即
实际二极管：正向电压超过二极管的死区电压（硅：0.5V；锗：0.1V），二极管才能导通。一旦导通，二极管有一定正向电压降（硅：0.6~0.7V；锗：0.2~0.3V）。二极管反向截止，反向电流IR≠0。
主要参数：最大整流电流、反向工作峰值电压。
7.2.2．整流电路
整流就是利用二极管单向导电特性，将交流电转变为直流电的过程。整流二极管可视为理想二极管。在分析整流电路时，应抓住“二极管在正向电压作用下导通，而在反向电压作用下截止”这个基本点，并且弄清楚在交流正半周和负半周期间电流的通路方向，从而确定负载电压的+、-极性。整流电路以桥式电路用的最多。
7.3.2．三极管的放大作用
从三极管的结构看，由NPN和PNP两种类型。但是，无论哪一种类型，管子内部都有三个区、两个PN结，并引出三个电极。三个区——发射区、基区和集电区；两个PN结——发射结和集电结；三个电极——发射极e、基极b和集电极c。
电工学课件--第七章--电动机教学内容
定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
返回
第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
电工学课件第7章交流电动机
3. 转子转速
n n0
如果: n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
且一定 n n0
异步电动机
4. 电动机正常运行情况
电磁转矩T
转矩
机械负载转矩T2 空载损耗转矩T0
阻转矩TC = T2+T0 ≈T2
电动机长期稳定运行时，T = T2，即匀速转动。
s
n0 n0
n
100%
起动瞬间：s = 1
运行中:
0 s1
s (1 ~ 9)%
亦可由转差率求转子转速 n (1 s)n0
例：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 975 r/min，电源频率 f1 = 50 Hz。试求 电动机的极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3
iC
工频：f1 50 Hz
o
t
n0 3000 (转/分 ）
A
NZ
Y
B
C
S
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
A
NZ
Y
B
C
S
X
p=2时
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
t 0
i Im
iA
iB
iC
o
t
30
Y C
S
A
N
Z •B
n0
X
•
•
电工学概论习题答案第七章——电工习题及答案资料文档
7-1 填空题(1) 在多级放大电路中，常见的耦合方式有(阻容)耦合、(直接)耦合和(变压器)耦合三种方式。
(2) 阻容耦合放大电路，只能放大(交流)信号，不能放大(直流)信号；直接耦合放大电路，既能放大(直流)信号，也能放大(交流)信号。
(3) 直接耦合放大电路存在的主要问题是(各级静态工作点相互影响和零点漂移严重)，解决的有效措施是采用(差分)放大电路。
(4) 共集电极放大电路的主要特点是电压放大倍数(小于1但接近于1)、输入电阻(高)、输出电阻(低)。
(5) 共集电极放大电路，因为输入电阻高，所以常用在多级放大器的(第一)级，以减小信号在(内阻)上的损失，因为输出电阻低，所以常用于多级放大器的(最后)级，以提高(带负载)的能力。
(6) 差模信号是指两输入端的信号(大小相等、极性相反)的信号，共模信号是指两输入端的信号(大小相等、极性相同)的信号。
(7) 差模信号按其输入和输出方式可分为(双端输入双端输出)、(单端输入双端输出)、(双端输入单端输出)和(单端输入单端输出)四种类型。
(8) 交流负反馈有(电压串联负反馈)、(电流串联负反馈)、(电压并联负反馈)和(电流并联负反馈)四种类型。
(9) 对于一个放大器，欲稳定输出电压应采用(电压)负反馈、欲稳定输出电流应采用(电流)负反馈、欲提高输入电阻应采用(串联)负反馈、欲降低输出电阻应采用(电压)负反馈、欲降低输入电阻而提高输出电阻应采用(电流并联)负反馈。
(10) 正弦波振荡器振幅平衡条件是(||1AF =)、相位平衡条件是(2A F n ϕϕπ+= 0,1,2,n =±±)；正弦波振荡器四个基本组成部分是(基本放大器A)、(正反馈网络F)、(选频网络)和(稳幅环节)。
(11) 逻辑变量只有(逻辑1)和(逻辑0)两种对立的状态。
(12) 三种基本的逻辑运算是指(与)、(或)和(非)。
(13) 1+1=1是(或)运算，1+1=10是(二进制加法)。
电工学第七章习题答案
第七章 交流电动机7.4.1 已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：2.2kW 380V Y 联结1420 r/min cos 0.82ϕ= 81%η=试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额定转差率及额定负载时的转子电流频率。
设电源频率为50Hz 。
解：（1） 效率%81=η，输出功率 kW 2.22=P输入功率 kW 72.281.02.221≈==ηP Pϕcos 31l l I U P =A 03.582.03803100072.2cos 31=×××===ϕl l P U PI I 额定负载时的转矩：m N 80.1414202.295509550N2N ⋅===n P T（2）额定转差率：053.01500142015000N 0N =−=−=n nn s额定负载时的转子电流频率：Hz 67.21N 2==f s f7.4.2 有台三相异步电动机，其额定转速为1470 r/min ，电源频率为50Hz 。
在（a ）起动瞬间，（b ）转子转速为同步转速的2/3时，（c ）转差率为0.02时三种情况下，试求：（1）定子旋转磁场对定子的转速；（2） 定子旋转磁场对转子的转速；（3）转子旋转磁场对转子的转速（提示：o sn p f n ==/6022）；（4）转子旋转磁场对定子的转速；（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
解：（a ）起动瞬间：n =0，s =1（1） 定子旋转磁场对定子的转速 min r 1500250606010=×==p f n （2） 定子旋转磁场对转子的转速 min r 1500015000=−=−n n（3） 转子旋转磁场对转子的转速 min r 150002==sn n（4） 转子旋转磁场对定子的转速 min r 15000=n（5） 因为转子旋转磁场和定子旋转磁场总是以同一转速在空间旋转着，所以转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速为零（b ） 转子转速为同步转速的2时：（1） 定子旋转磁场对定子的转速 min r 1500250606010=×==p f n （2） 定子旋转磁场对转子的转速 min r 50015003215000=×−=−n n （3） 转子旋转磁场对转子的转速（4） 转子旋转磁场对定子的转速 min r 15000=nmin r 500150015001000150000002=×−=×−==n n n n sn n（5） 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速为零（c ） 转差率为0.02时：（1） 定子旋转磁场对定子的转速 min r 1500250606010=×==p f n （2） 定子旋转磁场对转子的转速（3） 转子旋转磁场对转子的转速（4） 转子旋转磁场对定子的转速（5） 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速为零7.4.6 某四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，三角形联结，频率为50Hz 。
电工学电工技术第7章
鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠； 不能人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量 大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械 特性。
7.2 三相异步电动机的工作原理
磁铁
n0
f
N
e
S
n
i
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势 （右手定则） 切割速度
e B l v
定子作用：是产生旋转磁场。
转子作用：是在旋转磁场作用下，
产生感应电动势或电流。
2.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线
iA
Im
A
i i i i C A B
t
A A
o
B
iB C
iC
Z X Y
A A
Z Y B C
S
Z
S
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转磁 场反转。
Y
N
C
B
N
n0
A
Y C X
n0
Z
Y B
A Z
C
X
B
t 120
合成磁场旋转120°
t 180
合成磁场旋转180°
分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋 转的磁场, 即：一个电流周期，旋转磁场在空间 转过360°
可见，当定子绕组中通入三相电流后， 它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变 而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相。 鼠笼转子
转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感 应电流。
电工学第7章
1
s
o
TN Tst Tmax T
7· 2 机械特性曲线 4· 1. 额定转矩TN 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。 P2 P2 T T 9.55 2 n n 60 P2 千瓦(W) T 9550 转每分(r/min) n 牛· 米(N· m) 例如某电动机：P2N =7.5kW, nN =1440 r / min， 则额定转矩为： P2 N 9550 7.5 49.7 N m TN 9550 1440 nN
2 1
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转矩。
7· 2 机械特性曲线 4· T 2 sR2U1 Tmax TK 2 R2 ( sX 20 )2 Tst U1与R2一定时， TN T与s的关系：T f ( s ) o s s 或n与T的关系： f ( T ) n n n nN nm 0 N m 三个转矩: n 额定转矩TN n0 nN 最大转矩Tmax nm 起动转矩Tst
V2
V1
t0
U2
W2
i1 I m sin t i2 I m sin( t 120)
i3 I m sin( t 120)
W1
V1
合成磁场方向向下
7· 1 旋转磁场 2· i 1. 旋转磁场 的产生 o
U1
V2
i1
60
i2
i3 t
i1
U1
W2 U
2
90 180
i1
i2
+ － + e1 e2 － + u1 + － e 1 e 2 － + － f1 f2 异步电动机每相电路
电工学课件第七章
解： （1）Ist =7 IN =720=140A
（2） I lY 1
I l
3
7.4
Ist Y = Ist /3=140/3=47A
#
电工学课件第七章
§ 9.5 三相异步电动机的选择 一、三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
异步电动机
磁极数(极对数 p=2)
三相定子绕组：产生旋转磁场
定子绕组 （三相）
定子
转子：在旋转磁场作用下，产 生感应电动势或电流。
U
V’
W’
线绕式 鼠笼式
W
转子
V U’
鼠笼转子
电工学课件第七章
机座
7.1.2 异步电动机的工作原理-----旋转磁场的产生 异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
V’
n U
1
W’
W
V
U’
()电流入
7.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
电动机
异步机 同步机
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
电工学课件第七章
U
定子 三相异步机的结构
V’
W’
转子 W
V U’
电工学课件第七章
7.1.1 三相异步机的结构
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
正常 运行
UP Z A
C
X
YB
A
UP' Z X
CY
起动
B 7.4U P 来自1 3 UP1
《电工电子学》第7章习题答案
《电⼯电⼦学》第7章习题答案第7章习题答案7.1.1 选择题。
（1）功率放⼤电路的最⼤输出功率是在输⼊电压为正弦波时，输出基本不失真情况下，负载上可能获得的最⼤___A____。
A. 交流功率B. 直流功率C. 平均功率（2）功率放⼤电路的转换效率是指___B____。
A. 输出功率与晶体管所消耗的功率之⽐B. 最⼤输出功率与电源提供的平均功率之⽐C. 晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之⽐（3）在选择功放电路中的晶体管时，应当特别注意的参数有__B D E____。
A. βB. I CMC. I CBOD. U（BR）CEOE. P CMF.f T（4）在OCL⼄类功放电路中，若最⼤输出功率为1 W，则电路中功放管的集电极最⼤功耗约为___C____。
A. 1 WB. WC. W（5）与甲类功率放⼤器相⽐较，⼄类互补推挽功放的主要优点是____B_____。
A. ⽆输出变压器B. 能量转换效率⾼C. ⽆交越失真（6）所谓能量转换效率是指____B_____。
A. 输出功率与晶体管上消耗的功率之⽐B. 最⼤不失真输出功率与电源提供的功率之⽐C. 输出功率与电源提供的功率之⽐(7) 功放电路的能量转换效率主要与___C______有关。
A. 电源供给的直流功率B. 电路输出信号最⼤功率C. 电路的类型(8) ⼄类互补功放电路存在的主要问题是___C______。
A. 输出电阻太⼤B. 能量转换效率低C. 有交越失真(9) 为了消除交越失真，应当使功率放⼤电路的功放管⼯作在____B_____状态。
A. 甲类B. 甲⼄类C. ⼄类(10) ⼄类互补功放电路中的交越失真，实质上就是__C_______。
A.线性失真B. 饱和失真C. 截⽌失真(11) 设计⼀个输出功率为20W的功放电路，若⽤⼄类互补对称功率放⼤，则每只功放管的最⼤允许功耗PCM⾄⼩应有____B_____。
A. 8WB. 4WC. 2W(12) 在题图7.1.1所⽰功率放⼤电路中。
电工技术课件第七章
3
1
会减小起动转矩，反而
0 SN
会增加起动转矩。
1S
三．三相异步电动机的调速
n (1 S) 60 f1 p
三相异步电动机的转速与电源频率、极对数及转差率有关 1．变极调速 （采用专门的双速电机或三速电机）
A1
X1 A2
X2
1
4
2
A1
X2
X1
A2
二对极 —— 低速状态
2
4
5
1
3
6
三角形连接
A1
7.2．三相异步电动机的结构和原理 一．结构
定子：机座、 铁心、 绕组等
A
Y
Z
转子：转轴、 贴心、 绕组等 气隙： 二．旋转磁场
C
B
X
给 A 相绕组中通以交流电流就会产生交变磁场
a
m
sin t
cos
1 2
m
sin(t
)
1 2
m
sin(t
)
a1
1 2
m
sin(t
)
a2
1 2
m
sin(t
)
t 900
Sm
R2 X 20
临界转差率
Tm
K
U
2 1
2X 20
最大转矩与U12 成正比 ，与 R2 无关 。
过载系数： Tm
TN
1.8 2.2
3．起动转矩
S 1
TQ
K U12 R2
R22
X
2 20
4．同步
S 0
T 0
5．两个区域
稳定区域 不稳定区域
1.2 1.8 TN
T Tm
TQ TN
电工学第七章
因 =BS，如要得到相同的磁通 ，则铸铁铁
心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的17倍。
结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要
得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可 使铁心的用铁量大为降低。
7.4 交流铁心线圈电路
7.2.3 磁滞性
磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于
外磁场变化的性质。
磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线
是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。 B
剩磁感应强度Br (剩磁) ： 当线圈中电流减小到零(H=0)
Br•
时，铁心中的磁感应强度。
矫顽磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。
磁
外
畴
磁
场
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
7.2 磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
7.2.1 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒
质的磁性有关。
7.1.5 物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
磁通势F
电工技术第7章课后习题及详细解答_0
电工技术第7章课后习题及详细解答篇一：电工技术第7章(李中发版)课后习题及详细解答第7章磁路与变压器7.1某磁路气隙长的磁阻和磁动势。
分析由磁路的欧姆定律，，其中解磁通Φ为：磁阻Rm为：（1/h）磁动势F为：7.2有一匝数（A）的线圈，绕在由硅钢片制成的闭合铁心上，磁路平均长度为，，截面积，气隙中的磁感应强度，求气隙中可知，欲求磁动势F，必须先求出磁阻Rm和磁通Φ，而为空气的磁导率，h/m。
（wb）截面积，励磁电流，求：（1）磁路磁通；（2）铁心改为铸钢，保持磁通不变，所需励磁电流I为多少？分析第（1）小题中，因为磁通，故欲求磁通Φ，必须先求出磁感应强度b，，所以得先求出磁场强度h。
h可由均匀磁路的安培环路定律求出，求出h后即可从磁化曲线上查出b。
第（2）小题中，磁通不变，则磁感应强度不变，由于磁性材料变为铸钢，故磁场强度不同。
根据b从磁化曲线上查出h后，即可由安培环路定律求出所需的励磁电流I。
解（1）根据安培环路定律，得磁场强度h为：（A/m）A/m时硅钢片的磁感应强度b为：（T）（wb）T，在图7.1上查出对应于在图7.1上查出当磁通Φ为：（2）因为磁通不变，故磁感应强度也不变，为T时铸钢的磁场强度h为：（A/m）所需的励磁电流I为：（A）可见，要得到相等的磁感应强度，在线圈匝数一定的情况下，采用磁导率高的磁性材料所需的励磁电流小。
7.3如果上题的铁心（由硅钢片叠成）中有一长度为且与铁心柱垂直的气隙，忽略气隙中磁通的边缘效应，问线圈中的电流必须多大才可使铁心中的磁感应强度保持上题中的数值？分析本题的磁路是由不同材料的几段组成的，安培环路定律的形式为。
其中气隙中的磁场强度可由公式求出，而铁心（硅钢片）中的磁场强度可根据b从磁化曲线上查出（上题已求出）。
解因为磁感应强度保持上题中的数值不变，为T，由上题的计算结果可知硅钢片中对应的磁场强度h为：（A/m）气隙中的磁场强度为：（A/m）所需的励磁电流I为：（A）可见，当磁路中含有空气隙时，由于空气隙的磁阻很大，磁动势差不多都用在空气隙上。
电工学第七章
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
C 0.01u
–
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
V o
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
V o
V N 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
VN VRp VZ Vom VR p
VN RP R1
例1：试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自 激振荡 +UCC
正反馈
RB1 C1 RB2 － RE CE
L
－
C
－
注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。
频率响应
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Ce
Rb2
Re
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
首端
三点式LC并联电路
L1 中间端 L2 尾端 C
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络
一般有 R L 则
Z L 1 R j(L ) C
1 LC
C
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
为谐振频率
电工学课后习题-第7章-电气自动控制习题及答案
T50
K T51
T50 X0 T51
K2
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第 7 章 电气自动控制
7.7.2 试画出下述语句表所对应的梯形图。 试画出下述语句表所对应的梯形图。 LD AND LDI AND ORB X0 X1 X2 X3 LDI AND LD ANI ORB X4 X5 X6 X7 ANB OR X10 OUT Y30 END
Q FU SBstp KM SBst1 FR KM 3~ FR KM SBst2
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第 7 章 电气自动控制
7.2.3 画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制 电路。 电路。 【解】 解
SBstp2 SBstp1 KM SBst1 , SBstp1 为甲地按钮 为甲地按钮, SBst2 , SBstp2 为乙地按钮。 为乙地按钮。
Q FU1 FU2 SB
1
KM1
KM2
SB2 KM2
KM1
KT
KM2
KM1
KM2
KMR
KMF
SBstF STA1
FR
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第 7 章 电气自动控制
7.5.3 试说明图 7.13 所示电路的功能及所具有的保护 作用。 作用。若 KM1 通电运行时按下 SB3 ，试问电动机的运行 状况如何变化? 状况如何变化 【解】 解 该电路是带行程控制的正反转控制电路, ⑴该电路是带行程控制的正反转控制电路,由于有机械 联 动的互锁环节,所以改变电机转向时无需先停车。 动的互锁环节,所以改变电机转向时无需先停车。 ⑵该电路具有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。 该电路具有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。 ⑶反转。 反转。
电工学第7章-课件
除阳极加正向电压，必须同时在门极与阴极之间加 一定的门极电压，有足够的门极电流。
关断条件：
阳极电流小于维持电流IH
/webnew/
7.2.3 晶闸管的伏安特性和 主要参数
1. 晶闸管的伏安特性 晶闸管的伏安特性是指阳极与阴极间的电
二极管等效电路
/webnew/
7.2.1 晶闸管的结构
2. 晶闸管的等效模型和符号
➢ 三极管等效电路 A
P1
J1
N1 J2
G
P2
J3
N2
K
/webnew/
三极管等效电路
A A
P1
J1 N1 N1
J2
7.1.1电力电子技术的发展
1. 电力电子器件 1957年第一只晶闸管出现 ； 衍生器件：快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管 全控型电力电子器件 ：可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、
绝缘栅双极晶体管（IGBT） 大功率场效应晶体管（MOSFET）
2. 电力电子电路 (1)可控整流电路 (2)逆变电路 (3)直流斩波电路 (4)交流调压电路
/webnew/
7.2.2 晶闸管的工作原理
2. 晶闸管工作过程--------正反馈
Eg →Ig →Ib2 ↑→Ic2 ↑(＝ βIb2)＝Ib1↑→Ic1 ↑（＝βIb1 ）
/webnew/
7.2.2 晶闸管的工作原理
7.2 晶闸管的结构和工作原理
7.2.1 晶闸管的结构 7.2.2 晶闸管的工作原理 7.2.3 晶闸管的伏安特性和主要参数
/webnew/
7.2.1 晶闸管的结构
1. 晶闸管的外形结构
➢ 四层半导体：P1N1P2N2
电工学课件：第7章 变压器
① 一次绕组KVL方程： 设线圈的直流电阻为Ｒ
U1 E1 E1 R1I0 E1 jX 1I0 U1 E1 (R1 jX 1)I0 E1 Z1I0
② 次级绕组KVL方程：因负载开路,因
此
U 2 E2
一次绕组的漏阻抗
③变压器的变比K
U1 E1 Z1I0
U 2 E2
• ３．硅钢片的特点:
• ①导磁率µ:7000~10000
• ②存在涡流损耗
• 一般铁心都有较高的导磁率,但又是导电材料,当变化的 磁通穿过铁心时,会产生闭合的感应电流,简称涡流,如图(A) 所示。铁心的截面积越大,涡流越大。涡流产生的热能称为 涡流损耗,它使变压器发热。
• 为了减小涡流损耗,在普通的钢片中加入硅元素,增大它 的电阻率,同时工艺上硅钢片表面涂绝缘材料,且用叠装工艺, 减小每片的磁通量,延长涡流回路的长度,从而减少涡流。图 (B)
Z1 很小，I0也很小 Z1I0 E1
U1 E1 j4.44 fN1m U 2 E 2 4.44 fN2m
因此，有效值为： U1 4.44N1 fm U 2 4.44N2 f0m
U1 E1 N1 Ku U 2 E2 N2
K称为变压器的变压比。
3.带载运行
I1N1 I2 N2
始端
始端
一次绕组
N1匝
二次绕组
N
匝
2
三、变压器的工作原理
i
Φ
+e
1．电压和磁通的关系
u e
Φσ
－
设线圈的电阻为R，主磁电动势为e和
漏感电动势为eσ，由KVL，有：
u e e iR 或
若忽略电阻R和漏抗Xσ的电压，则：
u e iR
电工学第七章
§7-2 集成运算放大器
一、集成运算放大器的结构、外形及符号
集成运算放大器（简称集成运放）相当于一个 高性能的多级放大器。集成运放的图形符号如图 所示。图中输入端标“+”或（P者）为同相输入端， 输出端信号与该端输入信号同相。标“-”（或N） 者为反相输入端。输出端信号与该端输入信号反 相。
1.组成框图 2.图形符号
iB经三极管的电流放大，这时集电极总电流为：
=iC ICQ + ic
iC在集电极电阻RC上产生电压降iCRC（为了便于分析，假设放大电路为 空载），使集电极电压
经变换得
uCE =VCC − iCRC =VCC − ICQRC − icRC u=CE UCEQ + (−icRC)
即 = uCE UCEQ + uce
这时两输入端电压相等，即UP=UN0。这一特性称为 虚短；
如果有一输入端接地，则另一输入端也非常接近地 电位，称为虚地；
同时，两个输入端口输入电流也均为零，即iP=iN=0 ， 这一特性称为虚断。
三、集成运放的基本应用
1．基本运算电路（线性应用）
（1）反相比例运算电路
Rf if
i1 R1 ui
iN _ ∞ N
2.电压传输特性
集成运放的电压传输特性
如果不引入负反馈，集成运 放就工作于非线性状态，这时输 出电压只有两种可能，即
当输入电压Up>UN时， Uo=+Uom（正向电压最大值，又称 高电平）
当输入电压Up<UN时，Uo=Uom （负向电压最大值，又称低电 平）
由于理想运放的开环电压放大倍数趋于无穷大，因此 电路中必须引入负反馈才能保证集成运放工作在线性区。
多级放大电路是由若干个单级放大电路组成的，多 级放大电路的组成如图所示。
电工学第七版
33
34
7.3 三相异步电动机的电路分析
电动机与变压器对比
1、相似
电动机的定子 变压器的原边
电动机的转子 变压器的副边
磁通通过定子和转子铁心闭合
i1
i2
2、区别
变压器是静止的， 电动机的转子转动。
U1
4.44 f1N1
37
二、转子电路
1、转子频率 f2 旋转磁场与转子间的相对转速为（n0-n）
f2
p(n0 n) 60
n0 n pn0 n0 60
Sf1
n=0时：S=1，f2=f1 → MAX
2、转子电动势E2 E2=4.44 k2 f2N2
k2 —— 转子绕组的绕组系数。
n=0时：S=1
T= f (S) — 固有转矩特性 n= f (T) —机械特性
43
二、机械特性
n
1、电动机等速运行的条件： nn0
T = TC
电磁转矩 = 阻力转矩
TC=T2+ T0 T2
T T2
TT20：：电电动动机机轴的上空的载机损械耗负转载矩转（矩主要是机械损耗转矩
忽略T0 ， TC T2
电动机等速运行的条件： T = T2
每相绕组有三个线圈串联，每相绕组的首端 在空间上相差40（120/p）的空间角。
4、旋转磁场的转速
p=1 电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化一周
旋转磁场的转速 f =电流的频率 f（r/s）
旋转磁场的转速：n0=60f（r/min）
p=2
电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化半周
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7.2.1 数码寄存 器
一、具有清零操作的数码寄存器
…
数据或代码
FF0 FF1 … FFn-1
控制信号
…
D0 D1
Dn-1
并行输入
串行输出 数据或代码
三、寄存器的应具有的功能
①寄存器清零：对寄存器中所有触发器同时执行置0 操作。
②数码接收：当数码接收控制信号的有效电平到来 时，将数码送入各触发器的驱动输入端。
③数码寄存：在寄存信号（一般是触发器的时钟脉 冲）作用下，将各触发器驱动输入端收到的数码存 于触发器中。数码寄存后，只要不加入清零或其他 信号，寄存器中各触发器的状态不变。
输
清零
串行输入
控制信号
RD X1 X0 左移 右移 CP
0 ×× × × ×
1 ×× × × 1
1 10 1 ×
1 10 0 ×
1 00 × 1
1 00 × 0
1 11 × ×
1 01 × × ↑
入 并行输入
d3 d2 d1 d0 × ××× × ××× × ××× × ××× × ××× × ××× × ××× D3 D2 D1 D0
作业： 7.7
Q3 DQ
Q2 DQ
Q 1
D1 Q
Q 0
清零 DQ
移位脉冲
X1X0=00 右移 X1X0=10 左移 X1X0=01 寄存 X1X0=11 保持
≥1
&
d1
X1
1
X0
1
D1 = X1 X0 ⋅Q2 + X1X0 ⋅ d1 + X1 X0 ⋅Q0 + X1X0 ⋅Q1
五、集成移位寄存器74194
§ 7-2 寄 存 器
一、寄存器的概念
1. 寄存 把二进制数据或代码暂时存储起来的操作叫做寄存。
2. 寄存器 寄存器是一种基本时序电路，在各种数字系统中，几 乎是无所不在。因为任何现代数字系统，都必须把需 要处理的数据、代码先寄存起来，以便随时取用。
二、寄存器的主要特点
并行输出
串行输入
Q0 Q1
Qn-1
&
≥1
FF2
1D
C1 RQ
1
&
≥1
FF3
1D
C1 RQ
D SL 串行输入 （左移）
D OR 串行输出 （右移）
Q0 并
Q1 行
Q2
Q3
输
出
其中，DSR为右移串行输入端，DSL为左移串行输入端。
当S=1时，D0=DSR、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2，实现 右移操作；
当S=0时，D0=Q1、D1=Q2、D2=Q3、D3=DSL，实现 左移操作。
Q3
Q2
Q1
&
&
&
8
7
6
Q F3
SD
& 4
d3 第四位
Q
Q
F2
F1
&
&
3
2
d2第三位 d1第二位
Q0 & 5
Q F0
取出
RD 清零 & 1
寄存 d0 第一位
设输入的二进制数为“1011”。在“寄存指令”（正脉 冲）来到之前，1~4四个“与非”门的输出全为“1”。由 于经过清零（复位），F0~F3四个由“与非”门构成的 基本RS触发器全处于“0”态。
16 15 14 13 12 11 10 9
74194
1 2 3 4 5 6 78
RD DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND
移位控制
S
1
S=1：右移
S=0：左移
D SR
1
串行输入 （右移）
CP
CR D OL
串行输出 （左移）
∧ ∧ ∧ ∧
&
≥1
FF0
1D
C1 RQ
&
≥1
FF1
1D
C1 RQ
当“寄存指令” 来到时，由于第一、二 、四位数码输入 为1，“与非”门4、2、1的输出均为“0”，即输出置“1” 负脉冲，使触发器F3、F1、F0置“1”，而由于第三位 数码输入为0，“与非”门3的输出保持“1”，故F2的状态 不变。这样，就把数码存放进去。
若要取出数据，给“与非”门5~8“取出指令”（正脉 冲），各位数码就在处处端Q0~Q3上取出。在未给“取 出指令”时，Q0~Q3 端均为“0”。
④数码输出：在输出控制信号作用下，寄存器中 各触发器所存数码送至电路输出端。
寄存器是用来暂时存放数据的，它寄存数码的方式 有并行和串行两种。
四、寄存器的分类
1. 基本寄存器
数据或代码只能并行送入寄存器中，需要时也只能并 行输出。存储单元用基本触发器、同步触发器、主从 触发器及边沿触发器均可。
2. 移位寄存器
74194为四位双向移位寄存器。
DSL 和DSR分别是左移和右移串行输入。D0、D1 、D2和D3是并行输入端。
Q0和Q3分别是左移和右移时的串行输出端，Q0、
Q1、Q2和Q3为并行输出端。
∧
Q4194 DSR
S1
RD D0 D1 D2 D3 DSL
Vcc Q0 Q1 Q2 Q3 CP S1 S0
Q1
Q0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
2
0
1
0
0
3
1
0
1
0
4
1
1
0
1
Q0 清零
DQ
移位脉冲
移位过程
清零 右移一位 右移二位 右移三位 右移四位
二、并行、串行输入－串行、并行输出
Q3
Q2
Q1
RD
DQ 串行 输入
DQ
DQ
SD
&
SD
SD
&
&
串行输出 Q0
清零 DQ
移位脉冲
SD
&
d3
d2
d1
d0 寄存
并行输入
移位寄存器不但可以寄存数码，而且在移位脉冲作用 下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移动1位。
输
出
Q3 Q2 Q1 Q0
00 0 0 保持原状态
Q2 Q1 Q0 1 Q2 Q1 Q0 0 1 Q3 Q2 Q1 0 Q3 Q2 Q1
保持原状态
D3 D2 D1 D0
D1 = X1 X0 ⋅Q2 + X1X0 ⋅ d1 + X1 X0 ⋅Q0 + X1X0 ⋅Q1
三、单向移位寄存器
1、右移寄存器（D触发器组成的4位右移寄存器）
右移寄存器的结构特点：左边触发器的输出端接右 邻触发器的输入端。
DI 串行输入
∧ ∧ ∧ ∧
并
Q0
FF0 D0 1D Q
FF1 D1 1D Q
C1
C1
R
R
行
输
出
Q1
Q2
FF2 D2 1D Q
FF3 D3 1D Q
C1
C1
R
R
CP CR
Q3 串行输出
2、左移寄存器
串行输出
并 Q0
行 Q1
输
出
Q2
FF0 D0 1D Q
FF1 D1 1D Q
FF2 D2 1D Q
FF3 D3 1D Q
Q3
DI 串行输入
∧ ∧ ∧ ∧
C1
C1
C1
C1
R
R
R
R
CP CR
左移寄存器的结构特点：右边触发器的输出端接左 邻触发器的输入端。
四、双向移位寄存器
将右移寄存器和左移寄存器组合起来，并引入一控制端 S便构成既可左移又可右移的双向移位寄存器。
DI 串行输入
∧ ∧ ∧ ∧
并
Q0
FF0 D0 1D Q
FF1 D1 1D Q
C1
C1
R
R
行
输
出
Q1
Q2
FF2 D2 1D Q
FF3 D3 1D Q
C1
C1
R
R
Q3 串行输出
CP
CR
设移位寄存器的初始状态为0000，串行输入数码 DI=1101，从高位到低位依次输入。
移位脉冲数
寄存器中的数码
Q0
Q1
二、 不需清零操作的数码寄存器
Q3
1Q D
Q2
1Q D
Q1 DQ
Q0
清零 DQ
寄存
d3
d2
d1
d0
集成数码寄存器74LS175的功能:
RD是异步清零控制端。 D0～D3是并行数据输入端，CP为时钟脉冲端。 Q0～Q3是并行数据输出端。
清零 时钟 输 入
输出
RD CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
0 × × ×× × 0 0 0 0
1
↑ D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3
1 1 × ×× ×
保持
1 0 × ×× ×
保持
工作 模式
异步清零 数码寄存 数据保持 数据保持
7.2.2 移位寄存器
一、串行输入－串行、并行输出
Q3
Q2
Q1
1101
DQ
DQ
DQ