1.電壓的參考方向可以任意指定,剖析時:若參考方向與實際方向一致,則i>0,反之i0反之u理想電流源的輸出功率可達無窮大。(2)理想電流源不容許漏電。2.理想電壓源(1)不論負載內阻的大小,不論輸出電流的大小,理想電壓源的輸出電壓不變。理想電壓源的輸出功率可達無窮大。(2)理想電壓源不容許開路。
3.理想電流源與理想電壓源的串并聯
(1)理想電流源與理想電壓源串聯時,電路中的電壓等于電壓源的電壓,電壓源起作用。
(2)理想電流源與理想電壓源并聯時,電源兩端的電流等于電流源的電流,電流源起作用。
4.理想電源與阻值的串并聯
(1)理想電流源與內阻并聯,可將內阻除去(斷掉),不影響對其它電路的剖析。
(2)理想電壓源與內阻串聯,可將內阻除去(漏電),不影響對其它電路的剖析。
5.實際的電流源可由一個理想電流源和一個內內阻的串聯來表示。實際的電壓源可由一個理想電壓源和一個內內阻的并聯來表示。五.大道電壓法
1.意義:用大道電壓作為未知量,列多項式求解的方式。2.列多項式的方式:
(1)電路中有b條大道,共需列舉b個等式。
(2)若電路中有n個結點,首先用基爾霍夫電壓定理列舉n-1個電壓多項式。(3)之后選b-(n-1)個獨立的回路,用基爾霍夫電流定理列回路的電流多項式。3.注意問題:
若電路中某條大道包含電壓源,則該大道的電壓為已知,可少列一個多項式(少列一個回路的電流多項式)。六.疊加原理
1.意義:在線性電路中,各處的電流和電壓是由多個電源單獨作用相疊加的結果。
2.求解方式:考慮某一電源單獨作用時,應將其它電源去除,把其它電流源漏電、電流源斷掉。
3.注意問題:最后疊加時,應考慮各電源單獨作用形成的電壓與總電壓的方向問題。
疊加原理只適宜于線性電路,不適宜于非線性電路;只適宜于電流與電壓的估算,不適宜于功率的估算。七.戴維寧定律
1.意義:把一個復雜的含源二端網路,用一個內阻和電流源來等效。2.等效電源電流的求法:
把負載電阻斷開,求出電路的開路電流UOC。等效電源電流UeS等于二端網路的開路電流UOC。
3.等效電源內內阻的求法:(1)把負載電阻斷開,把二端網路內的電源除去(電流源漏電,電壓源斷路),從負載兩端看進去的內阻,即等效電源的內內阻R0。(2)把負載電阻斷開,求出電路的開路電流UOC。之后,把負載內阻漏電,求出電路的漏電電壓ISC,則等效電源的內內阻等于UOC/ISC。八.諾頓定律1.意義:
把一個復雜的含源二端網路,用一個內阻和電壓源的并聯電路來等效。2.等效電壓源電壓IeS的求法:
把負載內阻漏電,求出電路的漏電電壓ISC。則等效電壓源的電壓IeS等于電路的漏電電壓ISC。
3.等效電源內內阻的求法:同戴維寧定律中內內阻的求法。本章介紹了電路的基本概念、基本定理和基本的剖析估算方式,必須挺好地理解把握。其中,戴維寧定律是必考內容,雖然在本章的題目中沒有出現戴維寧定律的內容,在第2章的題目中也會用到。第2章電路的瞬態剖析一.換路定則:1.換路原則是:
換路時:電容兩端的電流保持不變,Uc(o+)=Uc(o-)。電感上的電壓保持不變,Ic(o+)=Ic(o-)。
緣由是:電容的儲能與電容兩端的電流有關,電感的儲能與通過的電壓有關。2.換路時,對電感和電容的處理
(1)換路前,電容無儲能時,Uc(o+)=0。換路后,Uc(o-)=0,電容兩端電流等于零,可以把電容看作漏電。
(2)換路前,電容有儲能時,Uc(o+)=U。換路后,Uc(o-)=U,電容兩端電流不變,可以把電容看作是一個電流源。
(3)換路前,電感無儲能時電流源并聯電阻怎么計算,IL(o-)=0。換路后,IL(o+)=0,電感上通過的電壓為零,可以把電感看作開路。
(4)換路前,電感有儲能時,IL(o-)=I。換路后,IL(o+)=I,電感上的電壓保持不變,可以把電感看作是一個電壓源。
3.按照以上原則,可以估算出換路后,電路中各處電流和電壓的初始值。二.RC電路的零輸入響應三.RC電路的零狀態響應2.電流電壓的充電過程
四.RC電路全響應
2.電路的全響應=穩態響應+暫態響應
穩態響應暫態響應
3.電路的全響應=零輸入響應+零狀態響應
零輸入響應零狀態響應五.一階電路的三要素法:1.用公式表示為:
其中:為待求的響應,待求響應的初始值,為待求響應的穩態值。
2.三要素法適宜于剖析電路的零輸入響應,零狀態響應和全響應。必須把握。3.電感電路的過渡過程剖析,同電容電路的剖析。電感電路的時間常數是:六.本章備考要點1.估算電路的初始值
先求出換路前的原始狀態,借助換路定則,求出換路后電路的初始值。2.估算電路的穩定值
估算電路穩壓值時,把電感看作漏電,把電容看作斷路。3.估算電路的時間常數τ當電路很復雜時,要把電感和電容以外的部份用戴維寧定律來等效。求出等效電路的內阻后,才會估算電路的時間常數τ。4.用三要素法寫出待求響應的表達式
不管給出哪些樣的電路,都可以用三要素法寫出待求響應的表達式。第3章交流電路備考指導
一.余弦量的基本概念1.余弦量的三要素
(1)表示大小的量:有效值,最大值
(2)表示變化快慢的量:周期T,頻度f,角頻度ω.(3)表示初始狀態的量:相位,初相位,相位差。2.余弦量的表達式:
3.了解有效值的定義:
4.了解有效值與最大值的關系:
5.了解周期,頻度,角頻度之間的關系:
二.復數的基本知識:
1.復數可用于表示有向線段,如圖:復數A的模是r,輻角是Ψ2.復數的三種表示方法:(1)代數式:(2)三角式:(3)指數式:(4)極座標式:
3.復數的加減法運算用代數式進行。
復數的乘除法運算用指數式或極座標式進行。4.復數的虛數單位j的意義:
任一向量減去+j后,往前(逆秒針方向)旋轉了,除以-j后,向后(順秒針方向)旋轉了。
三.余弦量的相量表示法:
1.相量的意義:用復數的模表示余弦量的大小,用復數的輻角來表示余弦量初相位。
相量就是用于表示余弦量的復數。為與通常的復數相區別,相量的符號上加一個小園點。
2.最大值相量:用復數的模表示余弦量的最大值。3.有效值相量:用復數的模表示余弦量的有效值。4.例題1:把一個余弦量用相量表示。解:最大值相量為:有效值相量為:5.注意問題:余弦量有三個要素,而復數只有兩個要素,所以相量中只表示出了余弦量的大小和初相位,沒有表示出交流電的周期或頻度。相量不等于余弦量。6.用相量表示余弦量的意義:
用相量表示余弦后,余弦量的加減,乘除,積分和微分運算都可以變換為復數的代數運算。7.相量的加加法也可以用畫圖法實現,技巧同復數運算的平行四邊形法和三角形法。
四.內阻器件的交流電路
1.電流與電壓的瞬時值之間的關系:u=Ri式中,u與i取關聯的參考方向設:(式1)則:(式2)
從上式中見到,u與i同相位。
2.最大值方式的歐姆定理(電流與電壓最大值之間的關系)從式2見到:
3.有效值方式的歐姆定理(電流與電壓有效值之間的關系)從式2見到:
4.相量方式的歐姆定理(電流相量與電壓相量之間的關系)由式1和式2得:相位與相位同相位。5.瞬時功率:
6.平均功率:
五.電感器件的交流電路
1.電流與電壓的瞬時值之間的關系:式中,u與i取關聯的參考方向設:(式1)則:(式2)
從上式中見到,u與i相位不同,u超前i
2.最大值方式的歐姆定理(電流與電壓最大值之間的關系)從式2見到:
3.有效值方式的歐姆定理(電流與電壓有效值之間的關系)從式2見到:4.電感的感抗:單位是:歐姆
5.相量方式的歐姆定理(電流相量與電壓相量之間的關系)由式1和式2得:
相位比相位的相位超前。6.瞬時功率:
7.平均功率:
8.無功功率:用于表示電源與電感進行能量交換的大小Q=UI=XL
單位是乏:Var
六.電容器件的交流電路
1.電流與電壓的瞬時值之間的關系:
式中,u與i取關聯的參考方向設:(式1)則:(式2)
從上式中見到,u與i不同相位,u落后i
2.最大值方式的歐姆定理(電流與電壓最大值之間的關系)從式2見到:
3.有效值方式的歐姆定理(電流與電壓有效值之間的關系)從式2見到:4.電容的容抗:單位是:歐姆
5.相量方式的歐姆定理(電流相量與電壓相量之間的關系)由式1和式2:得:
相位比相位的相位落后。6.瞬時功率:
7.平均功率:
8.無功功率:用于表示電源與電容進行能量交換的大小為了與電感的無功功率相區別,電容的無功功率規定為負。Q=-UI=-XC單位是乏:Var七.R、L、C器件上電路與電壓之間的相量關系、有效值關系和相位關系如下表所示:器件
名稱相量關系有效值關系相位關系相量圖內阻R電感L電容C
表1內阻、電感和電容器件在交流電路中的主要推論八.RLC串聯的交流電路RLC串聯電路的剖析
RLC串聯電路如圖所示,各個器件上的電流相乘等于總電流:
1.相量方式的歐姆定理
上式是估算交流電路的重要公式2.復數阻抗:
復阻抗Z的單位是歐姆。
與表示余弦量的復數(例:相量)不同,Z僅僅是一個復數。3.阻抗模的意義:
(1)此式亦稱為有效值方式的歐姆定理(2)阻抗模與電路器件的參數之間的關系4.阻抗角的意義:
(1)阻抗角是由電路的參數所確定的。
(2)阻抗角等于電路中總電流與電壓的相位差。(3)當,時,為感性負載,總電流超前電壓一個角;當,時,為容性負載,總電流滯后電壓一個角;
當,時,為阻性負載,總電流和電壓同相位;這時電路發生諧振現象。5.電流三角形:在RLC串聯電路中,電流相量組成一個三角形如圖所示。圖中分別畫出了、和三種情況下,電流相量與電壓相量之間的關系。
6.阻抗三角形:
了解R、XL、與角之間的關系及估算公式。
九.阻抗的串并聯1.阻抗的串聯電路如圖:
(1)各個阻抗上的電壓相等:
(2)總電流等于各個阻抗上和電流之和:(3)總的阻抗等于各個阻抗之和:(4)分壓公式:多個阻抗串聯時,具有與兩個阻抗串聯相像的性質。2.阻抗的并聯電路如圖:
(1)各個阻抗上的電流相等:
(2)總電壓等于各個阻抗上的電壓之和:(3)總的阻抗的估算公式:或(4)分流公式:
多個阻抗并聯時,具有與兩個阻抗并聯相像的性質。3.復雜交流電路的估算
在少學時的鉗工學中通常不講復雜交流電路的估算,對于復雜的交流電路,一直可以用直流電路小學過的估算方式,如:大道電壓法、結點電流法、疊加原理、戴維寧定律等。
十.交流電路的功率
1.瞬時功率:p=ui=(ωt+φ)sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ)2.平均功率:P===UIcosφ
平均功率又稱為有功功率,其中cosφ稱為功率質數。電路中的有功功率也就是阻值上所消耗的功率:3.無功功率:Q=ULI-UCI=I2(XL-XC)=UIsinφ
電路中的無功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。4.視在功率:S=UI
視在功率的單位是伏安(VA),常用于表示發電機和變壓器等供電設備的容量。
5.功率三角形:P、Q、S組成一個三角形,如圖所示。其中φ為阻抗角。它們之間的關系如下:
十一。電路的功率質數1.功率質數的意義
從功率三角形中可以看出,功率質數。功率質數就是電路的有功功率占總的視在功率的比列。功率質數高,則意味著電路中的有功功率比列大,無功功率的比列小。
2.功率質數低的緣由:
(1)生產和生活中大量使用的是電感性負載
異步電動機,洗衣機、電吊扇、日光燈都為感性負載。(2)電動機輕載或空載運行(大馬拉大車)
異步電動機空載時cosφ=0.2~0.3,額定負載時cosφ=0.7~0.9。3.提升功率質數的意義:
(1)提升發電設備和變壓器的借助率
發電機和變壓器等供電設備都有一定的容量,稱為視在功率,提升電路的功率質數,可減少無功功率輸出,提升有功功率的輸出,減小設備的借助率。(2)增加線路的耗損
由公式,當線路傳送的功率一定,線路的傳輸電流一定時,提升電路的功率質數可降低線路的電壓,因而可以減少線路上的功率耗損,減少線路上的電壓降,提升供電質量,還可以使用較細的導線,節約建設成本。4.并聯電容的求法一,從電壓相量圖中導入:
在電感性負載兩端并聯電容可以補償電感消耗的無功功率,提升電路的功率質數。電路如圖:
估算公式如下:
5.并聯電容的求法二,從功率三角形圖中導入:
如圖所示,和S1是電感性負載的阻抗角和視在功率,和S是加電容后電路總的阻抗角和視在功率,QL和QC分別是電感和電容的無功功率,Q是電路總的無功功率。
估算公式如下:
十二。本章備考重點
1.概念題:關于余弦量抒發式、相量抒發式式、感抗、容抗、阻抗等公式判定正誤的題目,如教材各節前面的思索題。可能以填空題、判斷題的方式出現。2.用相量估算交流電路
用相量估算交流電路,是本章的核心內容,必須把握。但因為復數的估算很費時間,所以本章不會出很復雜的電路估算題。重點應把握簡單交流電路的估算,比如:RLC串聯電路、RL串聯電路、RL串聯后再并聯電容等電路。
3.有些電路不用相量也能估算,甚至比用相量法估算電路要簡單。只用阻抗、相位角、有功功率、無功功率、視在功率等相差公式估算電路,比如作業題3.7.1、3.7.2等。
第4章供電與用電備考指導
一、概念題:
1.星形連結法中線電流與相電流的關系,線電壓與相電壓的關系。三角形連結法中線電流與相電流的關系,線電壓與相電壓的關系。基本要求是:已知一個線電流或相電流的表達式(三角函數式或相量抒發式),能寫出其它線電流和相電流的表達式。
2.單相負載故障情況(漏電、斷路)下,電路的剖析與簡單估算。3.已知負載的額定相電流,按照單相電源的電流考慮采用何種連結方式(星形或三角形)。
二、簡單估算題:
考察單相電路的基本知識,通常用于對稱單相電路的估算。
例1:有一電源和負載都是星形連結的對稱單相電路,已知電源線電流為380V,負載每相阻抗模為10Ω,試求負載的相電壓和線電壓。解:負載相電流Up=220V負載相電壓Ip=22A負載線電壓IL=22A三、用相量進行估算的題目
通常用于估算不對稱的單相電路。
例3:已知R1=22Ω,R2=38Ω,UL=380V,求線電壓的大小。解:用相量法求解。設U相的相電流為
四、用功率相乘的方式估算電路
求總的有功功率、無功功率和視在功率的方式是:
總的有功功率等于各個器件的有功功率之和,等于各個大道的有功功率之和,也等于各個部份電路的有功功率之和。
總的無功功率等于各個器件的無功功率之和,等于各個環路的無功功率之和,也等于各個部份電路的無功功率之和。
總的視在功率按式估算。注意:通常情況下,用此法估算電路,有時比用相量法估算電路要簡單一些,此方式也可用于三相交流電路的估算。
第6章電動機備考指導
一.本章主要的估算公式及分類本章公式好多,可歸納總結如下:
1.怠速、轉差率、極對數、頻率之間的關系
2.輸出功率、轉矩之間的關系
3.輸入功率、額定電流、額定電壓、額定功率質數之間的關系
4.輸入功率、輸出功率、損耗和效率之間的關系
5.Y一△起動時起動電壓和起動力矩的公式
6.自耦變壓器降糖起動時起動電壓和起動力矩的公式
7.其它公式
二.本章備考重點(一).概念題:
1.關于怠速、轉差率、極對數、頻率之間的關系的題目。
例1.臺灣和日本的工業標準頻度為60Hz,她們的單相電動機在p=1和p=2時怠速怎樣?答:分別為3600轉/分和1800轉/分。
例2.50HZ的單相異步電動機,怠速是1440r/min時,轉差率是多少?定子電壓的頻度是多少?
答:S=0.04,f2=Sf1=2HZ.
2.關于電動機的連接方法(星形或三角形)及簡單估算。
例1.額定電流為380V/660V,星/角連結的單相異步電動機,試問當電源電流分別為380V和660V時各采用哪些連結方法?它們的額定電壓是否相同?額定相電壓是否相同?額定線電壓是否相同?若不同,差多少?
答:當電源電流為380V時采用三角形連結方法,當電源電流為660V時采用星形連結方法時它們的額定相電壓相同,額定線電壓不同。
例2:380V星形連結的單相異步電動機電流源并聯電阻怎么計算,電源電流為什么值時能夠接成三角形?380V角形連結的單相異步電動機,電源電流為什么值時才會接成星形?答:220V和660V。
3.關于星形一三角形起動、自耦變壓器降糖起動的問題。
例1:星形-三角形減壓起動是增加了轉子線電流還是增加了轉子線電流?自偶減壓起動呢?
答:后者是增加了轉子相電流,沒有增加線電流,前者是增加了轉子線電流,致使相電流也急劇減少。4.其它
(二)。估算題:起碼會作以下2類題目。1.關于電動機的額定數據的估算。
例1:一臺4個磁體的單相異步電動機,電樞電流為380V,頻度為50Hz,三角形連結。在負載力矩TL=133N?m時,轉子線電壓為47.5A,總耗損為5kW,怠速為1440r/min。求:(1)同步怠速;(2)轉差率;(3)功率質數;(4)效率。
解:(1)由題目知p=2,所以
(2)(3)(4)
2.關于能夠采用直接起動、星形一三角形起動、自耦變壓器降糖起動的題目。例1:某單相異步電動機,PN=30kW,UN=380V,三角形連結,IN=63A,nN=740r/min,KS=1.8,KI=6,TL=0.9TN,由SN=200KV?A的單相變壓器供電。電動機起動時,要求從變壓器取用的電壓不得超過變壓器的額定電壓。試問:(1)能夠直接起動?(2)能夠星-三角起動?(3)能夠選用KA=0.8的自耦變壓器起動?答:(1)
變壓器的額定電壓為
盡管但因為,故不可以直接起動。(2)
因為,故不可以采用星一三角起動。(3)
從變壓器取用的電壓為:
因為,,故可以選用KA=0.8的自耦變壓器起動。第7章電氣控制電路備考指導
一.備考內容:
1.熟悉電氣控制電路中常用控制家電的結構、工作原理。包括刀開關、空氣開關、行程開關、熔斷器、按鈕、交流接觸器、中間熔斷器、時間熔斷器等。2.必須理解、掌握并能默寫(畫)出異步電動機起停控制電路和正反轉控制電路,這是本章的核心內容,也是能剖析其它控制電路的基礎。3.理解電氣控制電路中的各類保護環節。包括漏電保護、過載保護、失壓保護、零壓保護、互鎖(互鎖)保護等。4.理解電氣控制電路中的其它控制功能。例:點動控制、長動控制、自鎖控制、順序控制、時間控制、行程控制等。二.考試例題:
1.畫出異步電動機直接起動的控制電路,要求具有漏電保護、過載保護、失壓保護、零壓保護功能。
2.畫出異步電動機直接起動的控制電路,要求具有漏電保護、過載保護、失壓保護、零壓保護功能。并能進行點動控制和長動控制。3.畫出異步電動機正反轉控制電路,要求具有漏電保護、過載保護、失壓保護、零壓保護、聯鎖保護功能。
4.改錯題。要求熟悉電氣控制電路的功能和各類控制家電的符號。5.能剖析和設計簡單的次序控制電路。如兩臺電動機按一定的次序起動或停止的控制電路。
6.能剖析和設計簡單的行程控制電路。如實現手動往返的控制電路。
因為本章學時極少(只有4學時),講的內容不是好多,在整個鉗工學課程(共十幾章,每章都有題)中所占比列不是很大,通常不會出困局和大題,前4個題應重點把握。
第8章半導體元件備考指導
本章備考的重點是概念題、作圖題和判別題。一.概念題
1.關于半導體材料的性質
例1:半導體材料有什么性質?答:光敏特點、熱敏特點、摻雜特點。
例2:P型半導體中,()是多數自旋?()是少數自旋?答:空穴、自由電子。例3:N型半導體中,()是多數自旋?()是少數自旋?答:自由電子、空穴。
2.關于關于PN結的性質
例1:PN結加正向電流時,P區接電源的()極,N區接電源的()極。答:正、負。
例2:PN結加反向電流時,P區接電源的()極,N區接電源的()極。答:負、正。
3.關于晶閘管的性質例1:硅晶閘管的導通電流是()伏,鍺晶閘管的導通電流是()伏?答:0.7V、0.3V。例2:硅晶閘管的死區電流是()伏,鍺晶閘管的死區電流是()伏?答:0.5V、0.2V。例3:晶閘管的最高反向工作電流是否等于反向擊穿電流?答:不相等,約為1/2到2/3。
4.關于二極管的性質
例1:二極管的導通條件是哪些?答:陽極和控制極都加正向電流。二.畫圖題和判定題1.關于晶閘管的題目,通常要用理想晶閘管來判定。例1:輸入電流是交流電流,畫出輸出電流和波形。
例2:上題中,輸入電流改為直流電流,求輸出電流的大小。改變晶閘管和內阻的位置、改變晶閘管的方向、改變電源電流的大小,上題可弄成多個題目。例3:A、B端的電位不同,求F電位。
2.關于穩壓晶閘管的題目要了解穩壓管的幾種工作狀態
穩壓管加反向電流,且反向電流小于穩壓值,穩壓管的電流等于穩壓值。穩壓管加反向電流,且反向電流大于穩壓值,穩壓管不導通。穩壓管加正向電流,穩壓管導通,導通電流很小,約0.6-0.7V。3.關于二極管的三種工作狀態。
放大狀態:發射結正向偏置、集電結反向偏置。公式創立。飽和狀態:發射結正向偏置、集電結正向偏置。UCE約為0.2一0.3V
基極電壓等于柵極飽和電壓ICS,
截至狀態:發射結反向偏置、集電結反向偏置。UCE等于電源電流;基極電壓為零IC=0。
第11章直流穩壓電源備考指導
一.理解并記住檢波電路的16個基本公式1.三相半波檢波電路
(1)輸出電流的大小用平均值來表示
(2)輸出電壓的平均值
(3)通過晶閘管的電壓平均值
(4)晶閘管承受反向電流的最大值
2.三相橋式檢波電路
(1)輸出電流的大小用平均值來表示
(2)輸出電壓的平均值
(3)通過晶閘管的電壓平均值
(4)晶閘管承受反向電流的最大值
3.三相半波可控檢波電路
(1)輸出電流的大小用平均值來表示
(2)輸出電壓的平均值
(3)通過二極管的電壓平均值
(4)二極管承受正反向電流的最大值
4.三相橋式半控檢波電路
(1)輸出電流的大小用平均值來表示
(2)輸出電壓的平均值
(3)通過二極管和三極管的電壓平均值
(4)二極管承受正反向電流的最大值
二.檢波電路加電容混頻后的估算公式1.混頻電容的選擇公式三相半波檢波電路三相橋式檢波電路2.輸出電流U0的值
三.三相橋式檢波電路中晶閘管和電容的故障剖析1.某晶閘管斷路:電路變為三相半波檢波電路。2.某晶閘管漏電:導致電源漏電。3.某晶閘管接反:導致電源漏電。4.混頻電容開路:5.負載開路:四.檢波電路的例題五.其它概念
1.可控檢波電路中控制角和導通角的關系:α+θ=180°。2.混頻電容的極性
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