電工電子技術講義日期:演講人：目錄01電路基礎理論02電子元件特性03交流電路分析04數(shù)字電路技術05電機與變壓器原理06實驗與安全操作電路基礎理論01電流與電壓基本概念電流電荷的定向移動形成了電流，電流強度（簡稱電流）表示單位時間內通過導體橫截面的電荷量，用符號I表示，單位是安培（A）。01電壓電場中兩點之間的電勢差，即單位正電荷從一點移動到另一點時電場力所做的功，用符號U表示，單位是伏特（V）。02電阻電流通過導體時遇到的阻礙作用，反映導體對電流的阻礙能力，用符號R表示，單位是歐姆（Ω）。03電功率單位時間內電流所做的功，表示電流做功的快慢，用符號P表示，單位是瓦特（W）。04在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比，即I=U/R。歐姆定律在集總電路中，任何時刻，對任一節(jié)點，所有流出節(jié)點的電流之和等于流入節(jié)點的電流之和。基爾霍夫電流定律（KCL）熱輻射定律，指在一個封閉系統(tǒng)中，物體吸收的熱輻射能量等于它發(fā)出的熱輻射能量；熱傳導定律，即在一個封閉系統(tǒng)中，物體吸收的熱傳導能量等于它發(fā)出的熱傳導能量?；鶢柣舴蚨?10302電路基本定律（歐姆、基爾霍夫）在集總電路中，任何時刻，沿任意閉合回路，所有元件的電壓降之和等于該回路的電壓升之和?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）04直流電路分析方法支路電流法以支路電流為未知量，應用歐姆定律和基爾霍夫定律列出方程，求解支路電流。網(wǎng)孔電流法以網(wǎng)孔電流為未知量，選定網(wǎng)孔回路，應用基爾霍夫電壓定律列出方程，求解網(wǎng)孔電流。節(jié)點電壓法以節(jié)點電壓為未知量，選定參考節(jié)點，應用基爾霍夫電流定律列出方程，求解節(jié)點電壓。疊加原理在線性電路中，當有多個電源共同作用時，電路中的某一支路的電流或電壓，可以看作是每個電源單獨作用時在該支路上產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。電子元件特性02電阻、電容與電感特性電阻特性電阻是電流通過導體時遇到的阻力，具有分壓、限流和發(fā)熱等作用；電阻的大小與導體的材料、長度、截面積和溫度有關。電容特性電容能夠存儲電荷并在電路中釋放電能，具有濾波、耦合、旁路、隔直流等作用；電容的容量與電極板面積、極板間距離和電介質介電常數(shù)有關。電感特性電感是由電流通過線圈產(chǎn)生的磁場感應而表現(xiàn)出的特性，具有通直流阻交流的特性，廣泛應用于濾波、振蕩、延時等電路中。半導體器件（二極管、三極管）具有單向導電性，即只允許電流從正極流向負極，常用于整流、檢波、穩(wěn)壓等電路中；其伏安特性曲線具有單向導電性和非線性特性。二極管特性具有電流放大作用，可將微弱的電信號轉換成較大的電信號輸出；分為NPN型和PNP型兩種，工作于放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)；其參數(shù)包括電流放大系數(shù)、極間反向飽和電流等。三極管特性集成電路分類與功能集成電路分類集成電路功能按功能分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路；按制作工藝分為雙極型集成電路和CMOS集成電路等。模擬集成電路可實現(xiàn)信號的放大、濾波、振蕩等功能；數(shù)字集成電路可實現(xiàn)邏輯運算、數(shù)據(jù)存儲、信號處理等功能；集成電路具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高等優(yōu)點，在電子設備中得到廣泛應用。交流電路分析03電流與電壓的波形阻抗與相位差正弦交流電路中，電流與電壓的波形均為正弦波，且相位差角φ反映電流與電壓的相位關系。正弦交流電路中，阻抗由電阻和電抗組成，相位差角φ表明電流與電壓的相位差。正弦交流電路參數(shù)峰值與有效值正弦交流電的峰值是波形的最大值，有效值是等效直流電的值，用于計算熱量和功率。頻率與周期正弦交流電的頻率表示單位時間內波形的重復次數(shù)，周期是頻率的倒數(shù)，表示波形重復一次所需的時間。功率因數(shù)與諧振現(xiàn)象功率因數(shù)功率因數(shù)是有功功率與視在功率之比，反映電源輸出的電能被有效利用的程度。提高功率因數(shù)的方法通過并聯(lián)電容器或電感器，可以減小無功功率，提高功率因數(shù)。諧振現(xiàn)象當電路中的感抗與容抗相等時，電路發(fā)生諧振，此時電流最大，電壓和電流同相位。諧振的應用與危害諧振在無線電技術中有廣泛應用，但在電力系統(tǒng)中可能引發(fā)過電壓、過電流等危害。三相電路基礎架構三相電源三相電源由三個相位差為120度的正弦交流電源組成，具有傳輸功率大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。01三相電路的連接方式三相電路有星形和三角形兩種連接方式，星形連接時中性點電壓為零，三角形連接時線電壓等于相電壓。02三相電路中的電流與電壓關系在三相電路中，線電流與線電壓之間存在相位差，不同連接方式相位差也不同。03三相功率的計算三相功率等于各相功率之和，對于對稱三相電路，各相功率相等，總功率為單相功率的三倍。04數(shù)字電路技術04邏輯門電路原理與門非門或門復合門實現(xiàn)邏輯“與”運算，僅當所有輸入都為1時，輸出才為1。實現(xiàn)邏輯“或”運算，只要有一個輸入為1，輸出就為1。實現(xiàn)邏輯“非”運算，將輸入信號反轉，即將1變?yōu)?，0變?yōu)?。由基本邏輯門組合而成，實現(xiàn)更復雜的邏輯功能，如異或門、同或門等。組合與時序電路設計組合邏輯電路設計通過邏輯門電路的組合，實現(xiàn)特定邏輯功能的電路，其輸出僅與當前輸入有關，與過去輸入無關。時序邏輯電路設計在組合邏輯電路基礎上，加入存儲元件（如觸發(fā)器、寄存器），使電路具有記憶功能，其輸出不僅與當前輸入有關，還與過去輸入有關。時序電路分析方法包括同步時序電路分析和異步時序電路分析，前者通過時鐘信號協(xié)調各部分工作，后者則無需時鐘信號。典型時序電路如計數(shù)器、寄存器、移位器等，它們能夠按照特定規(guī)律存儲和傳遞數(shù)字信號。典型數(shù)字系統(tǒng)應用實例數(shù)字信號處理系統(tǒng)利用數(shù)字電路對模擬信號進行采樣、量化、編碼等處理，實現(xiàn)信號的數(shù)字化。02040301通信系統(tǒng)數(shù)字電路在通信領域有廣泛應用，如數(shù)字通信、數(shù)據(jù)加密、調制解調等，提高了通信的可靠性和效率。計算機系統(tǒng)數(shù)字電路是計算機的基礎，包括中央處理器、存儲器、輸入輸出設備等，都使用數(shù)字電路實現(xiàn)。自動化控制系統(tǒng)利用數(shù)字電路對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測、控制和調節(jié)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。電機與變壓器原理05電機類型與工作原理直流電機將直流電能轉換為機械能的電機，具有良好的啟動和調速性能。01交流電機將交流電能轉換為機械能的電機，結構簡單、維護方便、適用于惡劣環(huán)境。02直流發(fā)電機利用機械能轉換為直流電能的電機，常用于直流電源和小型發(fā)電設備。03交流發(fā)電機利用機械能轉換為交流電能的電機，是電力系統(tǒng)中重要的發(fā)電設備。04變壓器結構與參數(shù)計算由鐵芯和線圈組成，通過電磁感應實現(xiàn)電壓的變換。變壓器的基本結構包括鐵損和銅損，需在實際應用中加以考慮和減小。變壓器的損耗包括變壓比、額定功率、效率等，需根據(jù)實際需求進行準確計算。變壓器的參數(shù)計算010302根據(jù)實際需求選擇合適的材料和結構，保證性能和安全。變壓器的設計04電機控制基礎技術電機控制的基本原理通過控制電機的電壓、電流和頻率等參數(shù)，實現(xiàn)對電機啟動、加速、運轉、減速及停止的控制。常見的電機控制方法包括手動控制、自動控制、智能控制等，需根據(jù)實際需求進行選擇。電機控制技術的應用廣泛應用于工業(yè)自動化、交通運輸、農(nóng)業(yè)等領域，提高了生產(chǎn)效率和自動化水平。電機控制的發(fā)展趨勢向智能化、網(wǎng)絡化、綠色化方向發(fā)展，為電機控制和節(jié)能降耗提供了新的解決方案。實驗與安全操作06常用儀器使用方法示波器示波器用于測量電信號波形，可以用于觀察信號電壓隨時間變化的特性。使用時需調整水平和垂直調節(jié)旋鈕，以獲得合適的波形顯示。信號發(fā)生器信號發(fā)生器用于產(chǎn)生各種頻率和波形的電信號，可以作為電路測試的信號源。使用時需設置所需的頻率和波形，并調整輸出電壓。直流電源直流電源提供穩(wěn)定的直流電壓或電流，用于供電或測試電路。使用時需選擇合適的電壓和電流，以避免損壞電路或造成危險。電路焊接與調試規(guī)范焊接前的準備焊接前需準備好合適的焊錫、烙鐵、助焊劑等工具，并清潔焊接處，確保焊接質量。焊接步驟焊接時應先加熱烙鐵，然后涂上助焊劑，再將焊錫絲放在焊接點處加熱，使焊錫融化并流入焊接點。焊接時間要適當，避免過長或過短。調試與檢修焊接完成后應進行電路調試，檢查各元件連接是否正確，功能是否正常。如出現(xiàn)故障，應