电工技术

马欣、黄琦兰、秦伟刚、沙琳、尹海欣、李琛

目录

  • 1 第一章电路的基本概念和基本定律
    • 1.1 电路的作用与组成部分
    • 1.2 电路模型
    • 1.3 电压和电流的参考方向
    • 1.4 欧姆定律
    • 1.5 电源有载工作、开路与短路
    • 1.6 基尔霍夫定律
    • 1.7 电路中电位的概念及计算
  • 2 第二章电路的分析方法
    • 2.1 电阻串并联连接的等效变换
    • 2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换
    • 2.3 电源的两种模型及其等效变换
    • 2.4 支路电流法
    • 2.5 结点电压法
    • 2.6 叠加定理
    • 2.7 戴维宁定理与诺顿定理
    • 2.8 习题课1
    • 2.9 习题课2
  • 3 第三章电路的暂态分析
    • 3.1 电阻元件、电感元件与电容元件
    • 3.2 储能元件和换路定则
    • 3.3 RC电路的响应
    • 3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法
    • 3.5 微分电路与积分电路
    • 3.6 RL电路的响应
    • 3.7 习题课
  • 4 第四章正弦交流电路
    • 4.1 正弦电压与电流
    • 4.2 正弦量的相量表示法
    • 4.3 单一参数的交流电路
    • 4.4 电阻、电感与电容元件串联的交流电路
    • 4.5 阻抗的串联与并联
    • 4.6 复杂正弦交流电路的分析与计算
    • 4.7 交流电路的频率特性
    • 4.8 功率因数的提高
    • 4.9 习题课1
    • 4.10 习题课2
    • 4.11 习题课3
  • 5 第五章三相电路
    • 5.1 三相电压
    • 5.2 负载星形联结的三相电路
    • 5.3 负载三角形联结的三相电路
    • 5.4 三相功率
    • 5.5 习题课
  • 6 第七章交流电动机
    • 6.1 三相异步电动机的构造
    • 6.2 三相异步电动机的转动原理
    • 6.3 三相异步电动机的电路分析
    • 6.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
    • 6.5 三相异步电动机的起动
    • 6.6 三相异步电动机的调速
    • 6.7 三相异步电动机的制动
  • 7 第十章继电接触器控制系统
    • 7.1 常用控制电器
    • 7.2 笼形电动机直接起动的控制电路
    • 7.3 笼形电动机正反转的控制电路
    • 7.4 行程控制
    • 7.5 时间控制
  • 8 电工技术总复习
    • 8.1 总复习1
    • 8.2 总复习2
  • 9 第14章半导体器件
    • 9.1 半导体的导电特性
    • 9.2 PN结及其单向导电性
    • 9.3 二极管
    • 9.4 稳压二极管
    • 9.5 双极型晶体管
    • 9.6 光电器件
  • 10 第15章基本放大电路
    • 10.1 共射极放大电路的组成
    • 10.2 放大电路的静态分析
    • 10.3 放大电路的动态分析
    • 10.4 静态工作点的稳定
    • 10.5 射极输出器
    • 10.6 差分放大电路
    • 10.7 互补对称功率放大电路
    • 10.8 场效应管及其放大电路
  • 11 第16章集成运算放大器
    • 11.1 集成运算放大器的简单介绍
    • 11.2 运算放大器在信号运算方面的应用
    • 11.3 运算放大器在信号处理方面的应用
    • 11.4 运算放大器在波形产生方面的应用
    • 11.5 使用运算放大器应注意的几个问题
  • 12 第17章电子电路中的反馈
    • 12.1 反馈的基本概念
    • 12.2 放大电路中的负反馈
  • 13 第18章直流稳压电源
    • 13.1 整流电路
      • 13.1.1 单相半波整流电路
      • 13.1.2 单相桥式整流电路
    • 13.2 滤波器
    • 13.3 直流稳压电源
  • 14 第20章门电路和组合逻辑电路
    • 14.1 数制和脉冲信号
    • 14.2 基本门电路及其组合
    • 14.3 TTL门电路
    • 14.4 CMOS门电路
    • 14.5 逻辑代数
      • 14.5.1 逻辑代数卡诺图化简方法
    • 14.6 组合逻辑电路的分析和设计
      • 14.6.1 组合逻辑电路分析视频
      • 14.6.2 组合逻辑电路设计视频
    • 14.7 加法器
    • 14.8 编码器
    • 14.9 译码器和数字显示
  • 15 第21章触发器和时序逻辑电路
    • 15.1 双稳态触发器
    • 15.2 寄存器
    • 15.3 计数器
    • 15.4 由555定时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器
  • 16 各章节基本要求和重点与难点
    • 16.1 第一章电路的基本概念与基本定律
储能元件和换路定则
  • 1 章节内容
  • 2 PPT
  • 3 视频

主要内容:

换路定则;暂态中各电压电流的初始值的确定。

重点难点:

暂态中各电压电流的初始值的确定。

内容精要:

一、概述

1、态和

电阻元件电路中,一旦接通电源或断开电源时电路中电压、电流立即达到稳定

值,称电路处于稳定状态

当电路中含有电容元件或电感元件时,当电源接通后,电容上的电压逐渐增加

到稳定值,而电路中的电流逐渐衰减到零,电路需要经过一定的短暂时间才能

过渡到稳态,也就是说需要有一个从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程,

暂态过程

2、电路瞬态分析的主要内容:

(1)    瞬态过程中电压、电流随时间变化的规律。

(2)影响瞬态过程快慢的电路的时间常数。

3、  研究瞬态过程的实际意义:

(1)    利用电路瞬态过程产生特定波形的电信号如锯齿波、三角波、尖脉冲

等,应用于电子电路。

(2)    瞬态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使电气设备或元件损坏,

因此要控制、预防电路瞬态过程可能产生的危害。

直流电路、交流电路都存在瞬态过程, 我们讲课的重点是直流电路的瞬态过

程。

.电路中产生瞬态过程的原因

(a)所示的纯电阻电路:


S 闭合前:i = 0 ,u2=0S闭合后:根据欧姆定律,电流 i 随电压 u

比例变化,所以电阻电路不存在瞬态过程。

图(b)所示的含有储能元件电容 C 的电路:



S 闭合前: ic =0 ,  uc= 0

S  闭合后:电容充电,uC由零逐渐增加到U,所以电容电路存在瞬态

过程。这是因为电容元件的储能发生了变化,而物体所具有的能量不能跃

变,根据,电容电压uC也不能跃变,必须有一个渐变的暂态过程。

电路的瞬态过程是由于物体所具有的能量不能跃变而造成,产生瞬态过

程的必要条件是:

 (1)    电路中含有储能元件 (内因)

 (2)    电路发生换路 (外因)

 所谓换路,即是指电路状态的改变。如:电路接通、切断、短路、电压改变

或参数改变等。

换路发生在t=0时刻。

三、换路定则

在换路瞬间储能元件的能量不能跃变,根据电容C 的储能公式:

和电感L的储能公式,在换路瞬间电容电压uc和电感电流iL也不能突变,称为换路定则。

换路定则可以用数学的方法描述如下:

设:t=0—表示换路瞬间(定为计时起点)

t=0-表示换路前的终了瞬间

t=0+表示换路后的初始瞬间(初始值)

则有: 

 

注:换路定则仅用于换路瞬间来确定瞬态过程中 uCiL初始值。

.初始值的确定

求解步骤如下:

1.先由t = 0-的电路求出 uC(0-)iL(0-),然后根据换路定律求出 uC(0+)

iL(0+)

2.画出 t = 0+时的等效电路(电容用电压源 uC(0+)替代,电感用电流

iL(0+)替代),分析该电路求出其它电量的初始值;

1.   电路如图示,已知:换路前电路处稳态,CL均未储能,

试求:电路中各电压和电流的初始值。




例2:换路前电路处于稳态,试求图示电路中各个电压和电流的初始值。



解:(1) t=0-电路求 uC(0-)iL(0-)

换路前电路已处于稳态:电容元件视为开路;电感元件视为短路。

t=0-时的等效电路可求得:


由换路定则:


 (2)    画出 t = 0+时的等效电路(电容用电压源 uC(0+)替代,电感用电流

iL(0+)替代),由t=0+电路求iC(0+)uL(0+)




结论:

 1.   换路瞬间,uCiL不能跃变,但其它电量均可以跃变。

 2.   换路前, 若储能元件没有储能,换路瞬间(t=0+的等效电路中),可视

 电容元件短路,电感元件开路。

 换路前,若 uC(0-)≠0,换路瞬间(t=0+等效电路中),电容元件可用一理想电

压源替代,其电压为 uC(0+);换路前;若 iL(0-)≠0, t=0+等效电路中,电感

元件可用一理想电流源替代,其电流为 iL(0+)