电工学(第七版上册)秦曾煌主编汇总
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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
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电流强度定义说明图
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
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
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
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
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
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。
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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。
电工学秦曾煌第七版上册课后答案
电工学秦曾煌第七版上册课后答案【篇一：电工学第七版课后答案_秦曾煌第二章习题解答_2】2-3 试用叠加原理重解题2-2.2-4再用戴维宁定理求题2-2中i3。
【篇二：电工学(电子技术)课后答案秦曾煌】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：ic??ibie?ib?ic?(1??)ibicibicib3．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，ib和ube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ib，且ib随ube线性变化。
（2）晶体管的输出特性曲线：ic随uce变化的关系曲线。
晶体管的输出特性曲线反映当ib为某个值时，在不同的ib下，输出特性曲线是一组曲线。
ib=0以下区域为截止区，当uce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，ic=?ib，ic与ib成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。
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，ib=0，ic=iceo。
晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即uce很小时，晶体管工作在饱和区。
此时，ic虽然很大，但ic??ib。
即晶体管处于失控状态，集电极电流ic不受输入基极电流ib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ud=0.7v。
25610v(a)(b)d1(c)(d)例14.1图1图（a）电路中的二极管所加正偏压为2v，大于u=0.7v，二极管处于导通状态，解：○d则输出电压u0=ua—ud=2v—0.7v=1.3v。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电路
电动势 E 电流 I 电流密度 J l 电阻 R S I + E R _
I E R E l S
l
S
F NI l Rm S
4. 磁路分析的特点 (1)在处理电路时不涉及电场问题，但在处理磁路时离 不开磁场的概念； (2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，但在处理磁 路时一般都要考虑漏磁通； (3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。 由于 不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律 不能直接用来计算，只能用于定性分析； (4)在电路中，当 E=0时，I=0；但在磁路中，由于有 剩磁，当 F=0 时， 不为零；
7
例：环形线圈如图，其中媒质是均 匀的，磁导率为，试计算线圈内 部各点的磁感应强度。 解：半径为x处各点的磁场强度为 NI Hx lx NI I 故相应点磁感应强度为 Bx Hx
lx
N匝
x
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁 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。
磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律 1. 引例 环形线圈如图，其中媒质是均 匀的，磁导率 为， 试计算线圈内部 的磁通 。
解：根据安培环路定律，有
N匝 xBiblioteka H dl I设磁路的平均长度为 l，则有 B NI Hl l l S
S I
Hx
即有： Φ NI F
在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大 小的电流0.39A，要得到相同的磁通 ，铸铁材料 铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一 个比较小？ 【分析】 如线圈中通有同样大小的电流0.39A， 则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m。 查磁化曲线可得， B铸铁 = 0.05T、 B硅钢 =0.9T, B硅钢是B铸铁的18倍。 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18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。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编讲解
第7章 磁路与铁心线圈电路
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
第7章 磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁 心线圈电路；
N
300
结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率
高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。
在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大
小的电流0.39A，要得到相同的磁通 ，铸铁材料
铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一 个比较小？ 【分析】 如线圈中通有同样大小的电流0.39A， 则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m。
磁性物质不同，其磁滞回线
• O •Hc H •
和磁化曲线也不同。
磁滞回线
按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来 制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、 硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料
具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来 制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。 (3)矩磁材料
具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接 近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记 忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体 等。
7.3 磁路及其基本定律
7.3.1 磁路的概念
在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料 做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或 其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁 心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
第7章 磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁 心线圈电路；
N
300
结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率
高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。
在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大
小的电流0.39A，要得到相同的磁通 ，铸铁材料
铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一 个比较小？ 【分析】 如线圈中通有同样大小的电流0.39A， 则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m。
磁性物质不同，其磁滞回线
• O •Hc H •
和磁化曲线也不同。
磁滞回线
按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来 制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、 硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料
具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来 制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。 (3)矩磁材料
具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接 近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记 忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体 等。
7.3 磁路及其基本定律
7.3.1 磁路的概念
在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料 做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或 其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁 心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。
电工学(第七版)-秦曾煌-全套完整-20门电路和组合逻辑电路
(1) 由逻辑状态表写出逻辑式 取 Y = 1 ( 或Y = 0 ) 列逻辑式
Байду номын сангаас取Y= 1
A BC Y
0 00 0 0 01 1
0 10 1
一种组合中，输入变量 之间是“与”关系，
0 11 0 1 00 1
1 01 0 对应于Y = 1，若输入变量为 1 1 0 0
1 ，则取输入变量本身(如 A)； 1 1 1 1
廊的A、B、C三地各有控制开关，都能独立进行控制。
任意闭合一个开关, 灯亮；任意闭合两个开关, 灯灭；
三个开关同时闭合，灯亮。设A、B、C代表三个开关
(输入变量)；Y 代表灯(输出变量) 。
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设：开关闭合其状态为 1 ，断开为 0
灯亮状态为 1 ，灯灭为 0
1. 列逻辑状态表
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第20章 门电路和组合逻辑电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门电 路的特点;
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
证明： A AB A AB AB A+AB = A
A B( A A) A B
（5）AB ( AB ) A
对偶式
（6）( A B)( A B ) A
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20. 5. 2 逻辑函数的表示方法
逻辑状态表 表示方法 逻辑式
逻辑图 卡诺图 下面举例说明这四种表示方法。 例：有一T形走廊，在相会处有一路灯, 在进入走
电工学秦曾煌第七版第一章课件
P17：例1.5.2 （1-33）
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
u
波形图
O
ωt
瞬时值表达式 u Umsin( t )
相量 U Uψ
必须 小写
重点
前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。
2.正弦量用旋转有向线段表示(相互间一一对应)
设正弦量: y
u
Байду номын сангаас
Umsin(
t ψ)
u
u0ω
O
x
u1
U
O
m
ψ
ω t1
ωt
若:有向线段长度 = Um
有向线段与横轴夹角 =
初相位
（2）便于运算，同一频率的正弦量的和、差仍为 同一频率的正弦量，正弦量的求导和积分仍为同 一频率的正弦量；
（3）正弦量变化平滑，在正常情况下不会引起过 电压而破坏电器设备，有利于电器设备的运行；
4.1 正弦电压与电流
设正弦交流电流：
i
Im
i Im sin t
O
2
t
T
初相角：决定正弦量起始位置
ui u
i
O
ωt
ψ1 ψ2 90 电流超前电压90 （正交）
ui u i
O
ωt
90°
ψ1 ψ2 180
电压与电流反相
ui u i
O
ωt
注意:
① 两同频率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的选择起点无关。
i i1
i2
O
t
② 不同频率的正弦量比较无意义。
4.2 正弦量的相量表示法
１.正弦量的表示方法
4.1.2 幅值与有效值
幅值：Im、Um、Em
幅值必须大写, 下标加 m。
有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁
三相电动势瞬时表示式
eA Em sin t
eB Em sin( t 120 )
eC Em sin( t 120 )
相量表示
EA E EB E
0 E 120 E( 1 j
2
3) 2
EC E
120 E( 1 j 2
负载的相电压不对称。
2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电
方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。
5.3 负载三角形联结的三相电路
1. 联结形式
A
IA
+–
UAB
– UCA IB
B
+
UBC C–
+
IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流: 流过每相负载的电流 IAB、IBC、ICA
线电流: 流过端线的电流 IA、IB、IC
三相负载的联接
三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相负载连接原则 （1） 电源提供的电压=负载的额定电压； （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
电源 保险丝 A B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
负载对称时,中性线无电流,
可省掉中性线。
UL 3UP
例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压 uAB 380 2 sin(314 t 30)V 。 负载为
电灯组，若RA=RB= RC = 5 ，求线电流及中性线电
电工学(第七版上册)秦曾煌主编总结
11.1.6 熔断器
用于低压线路中的短路保护。 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。 符号
FU
熔断器额定电流IF的选择
(1) 电灯、电炉等电阻性负载 IF > IL (2) 单台电机
熔丝额定电流
电动机的起动电流
2 .5
电动机的起动电流
(3) 频繁起动的电机
熔丝额定电流
常闭触点
常开触点 (b) 结构 (a) 外形图 按钮开关的外形和符号
按钮帽
结 复位弹簧 支柱连杆
常闭静触头
构 1 2 3 符 SB SB 4 1 3 2 4
桥式静触头
常开静触头 外壳
号
名 称 常闭按钮 (停止按钮) 常开按钮 (起动按钮)
SB
复合按钮
11.1.3 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
.
KMF SBR
.
KMF
பைடு நூலகம்KMR 断电
KMR 断开 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工 作的控制作用，称为“联锁”。 缺点：改变转向时必须先按停止按 钮。 解决措施：在控制电路中加入机械连锁。
SB
机械联锁
SBF
KMR KMF
KMF SBR KMR
KMF KMR 电气联锁
利用复合按 钮的触点实 现联锁控制 称机械联 锁。
1.6 ~ 2
11.1.8 自动空气断路器(自动开关) 可实现短路、过载、失压保护。
锁钩 过流 脱扣器
释放弹簧
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
11.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路
电工学秦曾煌第七版
§4.1 正弦电压和电流
交流电的概念
如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变 化一次，则此种电流 、电压称为周期性交流电流或 电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。
记做： u(t) = u(t + T )
u
u
t
t
T T
（4-2）
正弦交流电路
如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按 正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向 也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。
U 2
u2 2U2 sin t 2
设： 幅度：相量大小 U2 U1
2
1
U1
相位： 2 1
U1 滞后于 U 2
？ U
2
超前 滞后
U1
（4-22）
例2：同频率正弦波相加 -- 平行四边形法则
u1 2U1 sin t 1 u2 2U2 sin t 2
U 2
U 同频率正弦波的 相量画在一起，
最大值
Um
有效值 U
1. 描述正弦量的有向线段称为相量 (phasor )。若其
幅度用最大值表示 ，则用符号： Um、Im
2. 在实际应用中，幅度更多采用有效值，则用符号：
3. 相量符号 U、I 包含幅度与相位信息。 U、I
（4-21）
正弦波的相量表示法举例
例1：将 u1、u2 用相量表示。
u1 2U1 sin t 1
相量
重点
必须 小写
前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。 （4-19）
正弦量的相量表示法
概念 ：一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的
有向线段在纵轴上的投影值来表示。
u Um sin t
电工学(第七版上)电工技术课后答案(秦曾煌)编(最全)
目录第1章电路的基本概念与定律3第1.5节电源有载工作、开路与短路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.1题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.3题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.6题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.8题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.11题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7第1.5.12题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第1.6节基尔霍夫定律. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.6.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.7节电路中电位的概念及计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10第1.7.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101List of Figures1 习题1.5.1图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 习题1.5.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 习题1.5.8图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 习题1.5.11图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 习题1.5.12图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 习题1.6.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 习题1.7.4图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 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。
秦曾煌主编 《电工学》(第七版)chapter3
第3章 电路的暂态分析
3.1 换路定则与电压和电流初始值的确定
3.2 RC电路的响应
3.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法
3.4 微分电路和积分电路
3.5 RL电路的响应
第3章 电路的暂态分析
教学要求： 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状 态响应、全响应的概念，以及时间常数的物 理意义。 2. 掌握换路定则及初始值的求法。 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。 稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
i (0 ) iC (0 ) i L (0 ) 8 2i (0 ) 4iC (0 ) 4 i (0 ) iC (0 ) 1
换路前电路处稳态。 例2： 试求图示电路中各个电压和电流的初始值。 i R R
+ _
2 U 8V t =0iC R1 + _ 4 uC R2 iL R3 + 4 4
2
ic
+
R1 4V _
i1
+ uL _
U _ 8V
R2 iL 4
1A
R3 4
解：解之得 iC ( 0 ) A 3 并可求出
1
t = 0+时等效电路
uL (0 ) R2 iC (0 ) uC (0 ) R3 i L (0 )
4
1
3
4 41 1
1
3
V
S C R2 + + U t=0 R1 (a) 电路 L U
+
-
i1(0+ )
R1
+ + u _ 1(0+) _ uL(0+)
3.1 换路定则与电压和电流初始值的确定
3.2 RC电路的响应
3.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法
3.4 微分电路和积分电路
3.5 RL电路的响应
第3章 电路的暂态分析
教学要求： 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状 态响应、全响应的概念，以及时间常数的物 理意义。 2. 掌握换路定则及初始值的求法。 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。 稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
i (0 ) iC (0 ) i L (0 ) 8 2i (0 ) 4iC (0 ) 4 i (0 ) iC (0 ) 1
换路前电路处稳态。 例2： 试求图示电路中各个电压和电流的初始值。 i R R
+ _
2 U 8V t =0iC R1 + _ 4 uC R2 iL R3 + 4 4
2
ic
+
R1 4V _
i1
+ uL _
U _ 8V
R2 iL 4
1A
R3 4
解：解之得 iC ( 0 ) A 3 并可求出
1
t = 0+时等效电路
uL (0 ) R2 iC (0 ) uC (0 ) R3 i L (0 )
4
1
3
4 41 1
1
3
V
S C R2 + + U t=0 R1 (a) 电路 L U
+
-
i1(0+ )
R1
+ + u _ 1(0+) _ uL(0+)
最新电工学上册(第七版)PPT 高等教育出版社,秦曾煌主编精品课件
该结ǜ)点(jié diǎn)的电流。
第六页，共40页。
电路分析(fēnxī)与设计的区别
• 电路分析：已知电路结构，得到电路的功能。 应用电路仿制，没有知识产权。
• 电路设计：按照客户的要求，构建电路，使 之实现相应(xiāngyīng)的功能。创新的工作， 往往有知识产权。
第七页，共40页。
1. 2 电路(diànlù)模
如何理解模型：
或电路元件按一定方式组合而成。
1. 电路的作用
(1) 实现电能(diànnéng)的传输、分
配与转换
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
(2)实现信号(xìnhào)的传递与处
理
话筒 放大 扬声器
器
电灯 电动机
电炉
...
第四页，共40页。
电源或信号源的电压(diànyā)或电流称为激励，它推动电 路工作；由激励所产生的电压(diànyā)和电流称为响应。
电源: 提供 电能的装置
负载: 取用 电能的装置
发电机
升压 输电线 降压
变压器
变压器
电灯 电动机
电炉
...
中间环节：传递、分 配和控制电能的作用
第五页，共40页。信号源: Nhomakorabea提供信息
话筒
信号处理： 放大、调谐、检波等
放大 扬声器 器
直流电源: 提供能源
直流电源
负载
电路分析，就是在已知电路的结构和元件参数的条件下， 讨论(tǎolùn)电路的激励与响应之间的关系。
I/A
o
U/V
线性电阻的伏安特性
第十五页，共40页。
1.5 电源有载工作、开路(kāilù)与短路
电工学(第七版)上册秦曾煌第二章
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(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：
PU1 = U1IU1 = 10×6 = 60W
PIS = UISIS = 10×2 = 20W 各个电阻所消耗的功率分别是：
PR = RI 2 = 1×62 = 36W
PR1
=
R1
I
2 R1
=
1×（－4）2
=
16W
PR2 = R2 IS2 = 2 ×22 = 8W
PR3
=
R3
I
R
2 3
=
5 ×22
=
20W
两者平衡：
(60 + 20) W = (36 + 16 + 8 + 20)W
80W = 80W
P49 2.3.4 P75 2.3.6-7
章目录 上一页 下一页 返回 退出
2.4 支路电流法
(b) I U 20V 2 mA R 10kΩ
跳转
2.1.3 电阻混连电路的计算
例1：计算图示电路中a、b间的等效电阻Rab。
8
8 a
4
4
7
6 3
b 8
10 10
(a)
(b)
解: (a) Rab 8 // 8 6 // 3 6
(b) Rab 4 // 4 10 //10// 7 3.5
支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫
定律（KCL、KVL）列方程组求解。
I1
a
I2
R1
R2
E1
I3 R3
3
E2
1
2
对上图电路
b
支路数：b =3 结点数：n = 2 回路数 = 3 单孔回路(网孔) = 2
(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：
PU1 = U1IU1 = 10×6 = 60W
PIS = UISIS = 10×2 = 20W 各个电阻所消耗的功率分别是：
PR = RI 2 = 1×62 = 36W
PR1
=
R1
I
2 R1
=
1×（－4）2
=
16W
PR2 = R2 IS2 = 2 ×22 = 8W
PR3
=
R3
I
R
2 3
=
5 ×22
=
20W
两者平衡：
(60 + 20) W = (36 + 16 + 8 + 20)W
80W = 80W
P49 2.3.4 P75 2.3.6-7
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2.4 支路电流法
(b) I U 20V 2 mA R 10kΩ
跳转
2.1.3 电阻混连电路的计算
例1：计算图示电路中a、b间的等效电阻Rab。
8
8 a
4
4
7
6 3
b 8
10 10
(a)
(b)
解: (a) Rab 8 // 8 6 // 3 6
(b) Rab 4 // 4 10 //10// 7 3.5
支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫
定律（KCL、KVL）列方程组求解。
I1
a
I2
R1
R2
E1
I3 R3
3
E2
1
2
对上图电路
b
支路数：b =3 结点数：n = 2 回路数 = 3 单孔回路(网孔) = 2
2024版电工学(第七版上册)秦曾煌主编PPT课件
根据磁化曲线的不同特点， 铁磁性物质可分为软磁材 料、硬磁材料和矩磁材料 等。
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电 感的串联电路，其中电阻表示线圈的 铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有 非线性、饱和性和磁滞性等特点，使 得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功 率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场， 就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联 而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电 路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分 析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于 各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时 电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流 表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流 和内阻。
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电 感的串联电路，其中电阻表示线圈的 铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有 非线性、饱和性和磁滞性等特点，使 得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功 率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场， 就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联 而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电 路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分 析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于 各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时 电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流 表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流 和内阻。
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4.旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 p=1时
n0 60 f1 (转/分） 0 o 工频： f1 50 Hz
Im I m
i i A
i B iC
t
A
n0 3000 (转/分）
A Y C
N
Z Y B
A
S
C N
Z
Y B C
N
Z B
S
S
X
X
X
p=2时
C
X
Y
A
30
N
n (1 s )n0 异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
n0 n s 转差率s n 100% 0 转子转速亦可由转差率求得
例1：一台三相异步电动机，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 额定转差率为
第8章 交流电动机
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的 方法。 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
第8章 交流电动机
电动机的分类： 同步电动机 交流电动机 电动机 直流电动机 异步电动机 三相电动机 单相电动机
8.2 三相异步电动机的转动原理
8. 2. 1 旋转磁场
1.旋转磁场的产生 定子三相绕组通入三 相交流电(星形联接)
iA
i A I m sint iB I m sint 120 iC I m sint 120
Im
A Z X Y
i i A
i B iC
t
iC C
第8章 交流电动机
8.1 三相异步电动机的构造 8.2 三相异步电动机的转动原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 三相异步电动机转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的起动 8.6 三相异步电动机的调速 8.7 三相异步电动机的制动 8.8 三相异步电动机铭牌数据 8.9 三相异步电动机的选择 8.10 同步电动机(略) 8.11 单相异步电动机
iB
B
o
i i i i C A B Im
o
()电流入
Y
A
n0
Z
t
C
X B
规定
i : “+”
i : “–”
首端流入，尾端流出。
尾端流入，首端流出。
(•)电流出
三相电流合成磁 场的分布情况
Im
i iA
i B iC
t
o
600
A
n0
Y
60
Y
N
A Z
A Z C
Y
N
Z
C X
S
C B
S
X B
S
X
N
B
t 90 t 60 t 0 合成磁场方向向下 合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
p 1
p2
p3
p4
360
180
3000(转/分）
1500(转/分）
120
1000(转/分）
750 (转/分 ）
90
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。
8. 2. 2 电动机的转动原理
1. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
Y
v
C
A
n0
F
Z
N
60 f1 n0 (转/分） p 旋转磁场
他励、并励电动机
串励、复励电动机
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
8.1 三相异步电动机的构造
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
A ----X B ----Y C---- Z
机座：铸钢或铸铁
2.转子
鼠笼式
绕线式 鼠笼转子
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子
方向:顺时针 切割转子导体
F
B
v
S
X
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
电磁转矩T
Bli
左手定则
电磁力F
n
8. 2. 3 转差率
由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转 磁场的转速相等，即 异步电动机 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 因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
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° 2.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序 i i 任意调换两根电源进线 iC i A B Im I m (电路如图) iA 0 o A t
iB B
iC
Y X Z C
Z
A A
A A
S
Y
Z C
Y
S
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
N
B
C
B
N
X
X
t 0
t 60
3.旋转磁场的极对数P
iA
A
Z X Y
Im
i i A
i B iC
t
A Z
o
B
Y
iC C
iB
N
当三相定子绕组按 图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即：
C X
S
B
p 1
t 0
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
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，并且接成星形。 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电 流。
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较： 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。
iA
A
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
X
Y A
Z
B X
iB
B Z
A Y
C
iA
A
iC
iB
Im
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
X
Y
A
N
Z
B
S
Z
S
A
B
X
N
Y
C
i i A i B iC
t
极对数
p2
0
旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关
Z
C
B
YABiblioteka ZBS
Z
S
A
X
S
N
S
B
n0
X
N
B
X
Y
C
Z
N
A Y
C
Im
i i A i B iC
t 0
t 60
0
t
60 f1 n0 1500 (转/分） 2
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系 60 f1 n0 (转/分) p 极对数
同步转速 每个电流周期 磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )