《電工學簡明教程（第二版）秦曾煌主編》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電工學簡明教程（第二版）秦曾煌主編（144頁珍藏版）》請在技術文庫上搜索。
1、電工學簡明教程（第二版） 秦曾煌 主編 第0章 緒論課程介紹 主講：信息學院 薛亞茹 課程目的 目的是使學生通過本課程的學習，獲 得電工技術必要的基本理論，基本知識 和基本技能，了解電工技術的應用和電 工事業的發展概況。 課程主要內容 ELECTROTECHNICS AND ELECTRONIC 電路分析 模擬電路 數字電路 電機拖動 電路的基本概念與基本定律、電路的分析方法 、正弦交流電路、電路的暫態分析，三相電路 、。 電路分析(1,2章） I U + _ a b Uab 2 R1R2 2 磁路與鐵心線圈電路、交流電動機。磁路與鐵心線圈電路、交流電動機。 電機拖動（3,4章） 半導體二極管。
2、和三極管、基本放大電路、集 成運算放大器。 模擬電路（9 ,10,11章） uberbe E B C ib ib ic rce rce uce uce 門電路和組合邏輯電路、觸發器和時序 邏輯電路、模擬量和數字量的轉換。 數字電路(13,14章） 三 人 表 決 電 路 例：設計三人表決電路 1 0 A +5V B C R Y 考核方法: 平時成績：30 期末考試：70 作業： 每周二上課 答疑： 每周二下午（暫定） 第一章 電路及其分析方法 電路的基本概念 電路的基本定律 電路的分析方法 電路的暫態分析 負載 電路是電流的通路，它是為了某種需要由某些電工設備 或元件按一定方式組合起來的。 電。
3、源 1.1 1.1 電路的作用與組成部分電路的作用與組成部分 1.電能的傳輸與轉換 電路的作用電路的作用 2.信號的傳遞與處理 存儲 發電機發電機 升壓升壓 變壓器變壓器 輸電線 降壓降壓 變壓器變壓器 電燈電燈 電動機電動機 放放 大大 器器 話筒話筒 揚聲器揚聲器 電路的組成電路的組成 信號源負載 中間環節 負載 電源 發電機發電機 升壓升壓 變壓器變壓器 輸電線 降壓降壓 變壓器變壓器 電燈電燈 電動機電動機 放 大 器 話筒話筒 揚聲器揚聲器 信號源負載 電源和信號源的電壓或電流稱為激勵，它推動電路的工作。 由激勵在電路中產生的電壓和電流稱為響應 激激 勵勵 響響 應應 電路分析是在已。
4、知電路結構和參數的條件下，討論 與 的關系 電路實體 S E R 電路模型 1.2 1.2 電路模型電路模型 用理想電路元件組成的電路， 稱為實際電路的電路模型。 研究的目標是激 勵電壓源與回路 電流或負載電壓 之間的關系 1.3 1.3 電流和電壓的參考方向電流和電壓的參考方向 電流：帶電粒子(電子、離子)有規則的定向運動 電流大?。?i= dq dt 方向：正電荷運動的方向 單位：A，mA ，uA 一、電流和電流的參考方向 問題的提出：在復雜電路中難于判斷元件中物理量 的實際方向，電路如何求解？ 電流方向 AB？ 電流方向 BA？ 3V AB R 2V IR (1) 在解題前任選某一個方向。
5、為參考方向（或稱正 方向）； (3) 根據計算結果確定實際方向： 若計算結果為正，則實際方向與參考方向一致； 若計算結果為負，則實際方向與參考方向相反。 (2) 根據電路的定律、定理，列出物理量間相互關 系的代數表達式； 解決方法 任意規定一個電流參考方向,用箭頭標在電路 圖上。 解決方法 I R 電流參考方向的表示： 1.用箭頭表示(常用) 2.用雙下標表示 R I ab a b 若電流取正值，電流實際方向與參考方向相同； 若電流取負值，電流實際方向與參考方向相反。 二、電壓和電壓的參考方向 電壓:單位正電荷由電路中a點移動到b點所 失去或獲得的能量，稱為ab兩點的電壓 d d = q W 。
6、u 電壓大?。?方向：從高電位指向低電位V, mV 注：電動勢：電源力把單位正電荷從電源的低電位端經電 源內部移到高電位端所作的功。 e（交流） E （直流） 單位：同電壓 實際方向：電源驅動正電荷的方向 低電位 高電位 電壓的參考方向 u _ + 1.正負號a b Uab（高電位在前， 低電位在后） 3.雙下標 2.箭 頭 uab 若電壓u0，表明該時刻a點的電位比b點電位高 若電壓u0 吸收能量 p0 產生能量 a I R U b a I R U b 4、功率的正負電源與負載的判別 吸收功率或消耗功率（起負載作用） 若 P 0 輸出功率（起電源作用）若 P 0 電阻消耗功率肯定為正 電源的。
7、功率可能為正（吸收功率） ，也可能為負（輸出功率） 功率有正負 解：P=UI = (2)3= 6W 因為此例中電壓、電流的參考方向相同 而P為負值，所以N發出功率是電源 已知： UAB=3V I = 2A 求：N的功率，并說明它 是電源還是負載 N A B I 例題1.2 1.41.4 電源有載工作、開路與短路電源有載工作、開路與短路 1、 開關閉合,接通電源與負載 特征: 1.4.11.4.1 電源有載工作電源有載工作 開關閉合 有載 開關斷開開路 cd短接 短路 E I U 1.4.1 1.4.1 電源有載工作電源有載工作 1. 電壓與電流 R0 R A B C D U=RI R+ R0 。
8、I = E U=E R0I E R0I U 電源的外特性曲線 當R0 1 t=5 時，過渡過程基本結束，uC達到穩態值。 越大，過渡過程變 化越慢，uC達到 穩態 所需要的時間越長。 具有時間的量綱 u uC C = u= u C C (0(0 + + ) ) e e t /t /RCRC RCRC電路的零狀態響應電路的零狀態響應 方程的特解 對應齊次 方程的通解 uR +uC =U RC duC dt +uC =U uC=K uC=Ae pt = Ae t /RC RC d K dt + K =U K=U uC=U uC =U+ Ae t /RC 根據 uC(0+)=0 A= U uC =U。
9、 Ue t /RC =U(1et /) U R C uR t=0 b a + - S uC UC(0-)= 0 t uC u U uC U uC 暫態過程uC可視為由 兩個分量相加而得: uC稱為穩態分量 uC的變化曲線 uC =U(1et /RC) =U Ue t /RC RC電路的零狀態響應，實際 上是電容的充電過程。 uC稱為暫態分量 按指數規律衰減到0。 0 上述暫態過程的分析方法稱為經典法。當電路比較 復雜時，可以用戴維寧定理將換路后的電路化簡為一 個單回路電路，（將電路中除儲能元件以外的部分化 簡為戴維寧等效電源，再將儲能元件接上），然后利 用經典法所得出的公式。 RCRC電路的全。
10、響應電路的全響應 全響應全響應: 電源激勵和電容元件的初始狀態uC(0+) 均不為零時電路的響應 R t=0 b a S + - t 0 C uR + - U U0 UC uC = U0+e -t/ + U(1e -t/) 全響應 = 零輸入響應 + 零狀態響應 uC = ( U0+U) e -t/ + U f f ( (t t) ) = = f f (0(0 + + ) ) f f ( ( ) ) e e - - t/ t/ + + f f ( ( ) ) :穩態值 :初始值 :時間常數 三要素法三要素法 K R1=2k 10V + _ 1F t=0 R2=3k 例題： R1=2k 10V 。
11、+ _ 100F 1 初始值舉例 K R1=2k 10V + _ 100F t=0 R2=3k 換路前的電路 解: R1=2k 10V + _ 100F R2=3k 6V + _ 換路后的電路 2 穩態值舉例 t =0 L 2 3 3 4mA R1=2k 10V + _ 100F 電容元件可視為開路 電感元件可視為短路 換路后的電路換路后的電路 由換路后的電路結構和參數計算。 (同一電路中各物理量的 是一樣的) 3 時間常數的計算 R1=2k 10V + _ 100F E + - t=0 C R1 R2 一階RC電路 例：求: t 0 時的電壓 ucic u1 K R1=2k 10V + _1。
12、00F t=0 R2=3k R1=2k 10V + _100F 1.12.4 1.12.4 RLRL電路的零輸入響應電路的零輸入響應 R t=0 b a U iL S uL uR iL(0-)= I0=U/R，則iL(0+)= I0 換路前電路已處于穩態, 根據KVL uL + uR=0 + RiL= 0 diL dt L + - 求iL uL (t 0) 特征方程是 Lp + R=0 p = R/L 方程的通解為 A= I0 iL = I0 e t R L = I0 e t diL dt uL =L = R I0 e t = Ae t R L iL= Ae pt 時間常數時間常數 =L / 。
13、R RL 電路零輸入響應iL、和 uL 的波形 在零輸入響應電路中，各部分電壓和電流都是由 初始值按同一指數規律衰減到零。 圖示是一臺300 kW汽輪發電機的勵磁回路。已知 R=0.189，L=0.398H，U=35V，電壓表量程為50V ，內阻 RV=5 k。 t=0時開關S打開（設S打開前電路已處于穩態）。 例 求：（1） （2） i(0+) （3） i 和uv （t0 ） （4） uv(0+) S (t=0) R + - U V i + uV RV L S (t=0) R + - U V i + uV RV L R + - U V i + uV RV L R + - U V i + uV。
14、 RV L D iL S uL uR + - 1.12.4 1.12.4 RLRL電路的零狀態響應電路的零狀態響應 RlRl電路的全響應電路的全響應 全響應全響應: 電源激勵和電感元件的初始狀態iL(0+) 均不為零時電路的響應 全響應 = 零輸入響應 + 零狀態響應 f f ( (t t) ) = = f f (0(0 + + ) ) f f ( ( ) ) e e - - t/ t/ + + f f ( ( ) ) t=0 iL uL uR + - 例圖電路原 已 穩 定，t = 0 時 將 開 關 S 閉 合。求 開 關 S 閉 合 后 通 過 電 源 的 電 流 。 t = 0 30V i L 2H 5 i S + 4 20 解: 換路前的電路 30V i L 2H 5 i + 4 20 30V i L 2H 5 i + 4 20 換路后的電路 3A 作業：1.12.6 1.12.8 1.12.10。
