电工学复习ppt课件

1、A5 . 2A4420402121 RREEIV2132530 UE 5320RA2 . 651021 I10V120150200 UE00 R1A01010 I 221210RRRRR，所所以以A2A13230303 RREI)(f)0 (f(1) 求初始值、稳态值、时间常数；求初始值、稳态值、时间常数；(3) 画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。画出暂态电路电压、电流随时间变化的曲线。(2) 将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式；将求得的三要素结果代入暂态过程通用表达式；)0()0()( 6320 fff.tf(t)O V555510)( Cu6666)( LimA3 (1) 稳态

2、值稳态值 的计算的计算)( fuC+-t=0C10V1 FS例：例：5k+-Lit =03666mAS1) 由由t=0- 电路求电路求)0()0( LCiu、2) 根据换路定那么求出根据换路定那么求出)0()0()0()0( LLCCiiuu3) 由由t=0+时的电路，求所需其它各量的时的电路，求所需其它各量的)0( i)0( u或或电容元件视为短路。电容元件视为短路。;0U其值等于其值等于，若若 0)0( Cu(1) 假设假设， 0)0(0 UuC电容元件用恒压源替代，电容元件用恒压源替代， 0 )0 (0 IiL0)0( Li若若其值等于其值等于I0 , , 电感元件视为开路。电感元件视为

3、开路。(2) 假设假设 , 电感元件用恒流源替代电感元件用恒流源替代 ， 留意：留意：)0( f(2) 初始值初始值 的计算的计算 假设不画假设不画 t =(0+) 的等效电路，那么在所列的等效电路，那么在所列 t =0+时的方程中应有时的方程中应有 uC = uC( 0+)、iL = iL ( 0+)。CR0 0RL 留意：留意：R03210)/(RRRR U0+-CR0CR0 R1U+-t=0CR2R3SR1R2R3解：解： teuuuuCCCC )()0()(cuCi电路如图，电路如图，t=0时合上开关时合上开关S，合，合S前电路已处于前电路已处于稳态。试求电容电压稳态。试求电容电压 和

4、电流和电流 。)0( CuV54106109)0(33 CuV54)0()0( CCuut=0-等效电等效电路路)0( Cu9mA+-6k RS9mA6k2F3kt=0CiCu+-C R)( cu由换路后电路求稳态值由换路后电路求稳态值)( cu(33 Cus3630104102103636 CR )( Cut 电路电路9mA+-6k R 3kt=0-等效电路等效电路)0( Cu9mA+-6k RV54)0( CuV18)( Cus3104 -310/4-)e(t185418ttuCi250250361026)e(ddCCAe018.0t250 18V54VtCu0V

5、et2503618/tuuuue)()()(CCCC0 tCCCCiiii e)()0()(用三要素法求用三要素法求Ci0)( CimAet25018)(549)(36360CiS9mA6k2F3kt=0Ci2iCu+-C R3k6k)0( Ci+-54 V9mAt=0+等效电路等效电路18mA设设tUusinm大小关系：大小关系：RUI 相位关系相位关系 ：u、i 相位一样相位一样根据欧姆定律根据欧姆定律:iRu tRURtURuisin2sinm tItIsin2sinm 频率一样频率一样0 iu 相位差相位差 ： IU相量图相量图Riu+_相量式：相量式：0II 0UU IRU iup(

6、1) 瞬时功率瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积：瞬时电压与瞬时电流的乘积tIU2mmsin)2cos(121mmtIU结论结论: 耗能元件耗能元件,且随时间变化。且随时间变化。0ptUutIisin2sin2 pittuOt tpOiuTTtiuTtpTP00d1d1UIttUITT0)dcos2(11ttIUTTd)2cos(12110mmIUP 单位单位:瓦瓦W 2RI P RU2Riu+_ppttO)90(sin2 tLI 根本关系式：根本关系式： 频率一样频率一样 U =I L 电压超前电流电压超前电流90 90iu相位差相位差90tiLeuLdd设：设：tIisin2iu+-e

7、L+-LttILud)sind(m)90(sin2tUuttu iiO)90(sin2tLIutIisin2或或LUI LXIU 那么那么: : 电感电感L具有通直阻交的作用具有通直阻交的作用f = 0, XL =0，电感，电感L视为短路视为短路LfLXL2 fLXL2 L IUXLLfLXL2LX)(jjLXILIUfLUI 2UI相量图相量图90IU超前超前)90(sin2tLIutIisin2根据：根据： 0II 9090LIUULIUIU j90 那么：那么：LXI,fO0d)(2sind1oo ttUIT1tpTPTT)90(sinsinmmttIUuiptUI2sintIUttIU

8、2sin2cossinmmmm )90(sin2tLIutIisin2p 0分析：分析： 瞬时功率瞬时功率 ：uiptUI2sinui+-ui+-ui+-ui+-+p 0p 0p 0p XC 时，时， 0 ，u 超前超前 i 呈感性呈感性当当 XL XC 时时 ， 0 感性感性)XL XCURUCLUU XUCUIRU( 0 容性容性)XL XC CULUCLUUU RjXL-jXCRU+_LU+_CU+_U+_IIRU( =0 阻性阻性)XL =XCLUCU URXXXXRZCLCLarctan)(22ZIXRIXXRIUUUUCLCLR )()(222222 由阻抗三角形：由阻抗三角形：c

9、osZR sinZX URUCLUU XUZRCLXXX由电压三角形可得由电压三角形可得:cosUUR sinUUX t It Uiupsin)(sinmm)2cos(-cos t UI UI储能元件上储能元件上的瞬时功率的瞬时功率耗能元件上耗能元件上的瞬时功率的瞬时功率)(sinsinmmt Uut Ii设：设：RLCRu+_Lu+_Cu+_u+_i cosUIP 所所以以 cos)d(2coscos1d100UIttUIUITtpTPTT 单位单位: W总电压总电压总电流总电流u 与与 i 的相位差的相位差coscos 称为功称为功率因数，用来率因数，用来衡量对电源的衡量对电源的利用程度。

10、利用程度。单位：单位：varsinUIQ 总电压总电压总电流总电流u 与与 i 的相位差的相位差根据电压三角形可得：根据电压三角形可得：RIIUUIPR2cos电阻耗费电阻耗费的电能的电能)()(2CLCLCLXXIIUUIUIUQ根据电压三角形可得：根据电压三角形可得：URU XU电感和电电感和电容与电源容与电源之间的能之间的能量互换量互换 电路中总电压与总电流有效值的乘积。电路中总电压与总电流有效值的乘积。ZUIS2I单位：单位：VA 注：注： SNUN IN 称为发电机、变压器称为发电机、变压器 等供电设等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器能够提供的备的容量，可用来衡量发电机、变压

11、器能够提供的最大有功功率。最大有功功率。22QPS QPS阻抗三角形、电压三角形、功率三角形阻抗三角形、电压三角形、功率三角形SQP22)(CLXXRZ sincosZXZR2)(CL2RUUUUsincosUUUUXR22QPSsincosSQSPRUUCLUU将电压三角形的有效值同除将电压三角形的有效值同除I得到阻抗三角形得到阻抗三角形将电压三角形的有效值同乘将电压三角形的有效值同乘I得到功率三角形得到功率三角形RCLXX ZtanPQ 例例1：知知:)V20314(sin2220 tuF40127mH,30 CLR求求: (1) 电流的有效值电流的有效值I与瞬时值与瞬时值 i ; (2)

12、 各部分电压各部分电压的有效值与瞬时值；的有效值与瞬时值；(3) 作相量图；作相量图；(4)有功功率有功功率P、无功功率、无功功率Q。在在RLC串联交流电路中，串联交流电路中，解：解：,40101273143 LXL,801040314116- CXC,5080)(4030)(2222 CLXXRZ(1)4.4AA50220 ZUI)A73314(sin244ti.-533080-40arctanarctanRXXCL 73,-53iiu所所以以因因为为 (2)V73314(sin2132tuR132V30V4.4 IRUR)V163314(sin2176tuL176VV404.4 LLIXU

13、)V17314(sin2352tuC352V804.4CCIXU53ULUCUCLUUIRU经过计算可看出：经过计算可看出：CLRUUUUCLRUUUU而是而是(3)相量图相量图(4)580.8W)W53(cos4.4220cos UIP或或580.8W2RIIUPR或或-774.4var)()(2CLCLXXIIU-UQ(4)-774.4var)53(sin4.4220sin UIQ呈容性呈容性5350j40)30()( j CLXXRZA734.4A53-5020220 ZUIV7313230V734.4IURRV163176V7340j4.4jILLXUV17-352V7380j4.4j

14、ICCXUV20220 U解：解：(1) 联接方式联接方式中性点中性点321UUU、312312UUU、Up3U+2U+1U、UlNL2L3L1e1+e3+e2+12U+23U+31U2112UUU3223UUU1331UUU由相量图可得由相量图可得 302U12U1U3U2UL1NL2L3e1+e3+e2+3U+2U+1U12U+23U+31U303112UU p 相电压相电压线电压线电压 时时结结结论：电源结论：电源形联形联UUl 且且超超线线电电压压形形联联结结时时结结论论：电电源源,3,Y PUUl 。三三相相线线电电压压也也是是对对称称的的前前相相应应的的相相电电压压 ,30+L2L

15、1L312U31UBCU23U303223UU303331UU321321XXXRRR 321321 ZZZ2I3I321III、NI321III、1I+Z2Z3Z11U2U3U+1I2I3IN 电源中性点电源中性点N 负载中性点负载中性点NIPL3UUPLII Y 结合时：结合时：321IIIIN333222111 ZUIZUIZUI1I2I3INI1I+Z2Z3Z11U2U3U+负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流,可省掉中性线。可省掉中性线。0321 IIIIN中线电流CBAZZZ 因因为为三三相相电电压压对对称称，且且所以负载对称时，三相电流也对称。所以负载对称时，三相电流也

16、对称。P3LUU 负负载载对对称称无无中中性性线线时时 负载对称时，负载对称时，只需计算一相电只需计算一相电流，其它两相电流，其它两相电流可根据对称性流可根据对称性直接写出。直接写出。AIAIAI1501090103010321 可知：如：1I2I3INI1I+Z2Z3Z11U2U3U+321III、12I23I31IZ12Z23Z31L1L3L2+31U12U23U23I12I31I1I2I3I(2) 相电流相电流121212ZUI232323ZUI313131ZUI(1) 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即: UP = UL相电流：相电流：312312III、线电流：线电流：

17、321III、Z12Z23Z31L1L3L2+31U12U23U23I12I31I1I2I3II23I12IU23U12U31301I31II2I3(3) 线电流线电流。 3030且落后相应的相电流且落后相应的相电流(相电流),(相电流),3 3线电流线电流联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论P IIl31121III12232III23313IIIZUIIIIPP312312RXarctan312312lIIII321PP330cos2IIIl llIIUU31 ,pp 对称负载对称负载 结合时：结合时： PPPPcos3cos3 llIUIUP llIIUU pp ,31对称负载对

18、称负载Y Y结合时：结合时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up IpcosP = 3Up Ipcos p p所以所以同理：同理：ppppsin3 sin3 llIUIUQ llPPIUIUQPS3 3 22 当负载对称时当负载对称时22QPS 当负载对称时当负载对称时星形星形-三角形三角形(Y ) 换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动(3) 转子串电阻起动转子串电阻起动以下引见降压起动和转子串电阻起动。以下引见降压起动和转子串电阻起动。ZUIll3:Y 星星形形联联结结时时ZUIll3 三三角角形形联联结结时时：31Y llII31YlI

19、ZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2ZlUU31P (a) 仅适用于正常运转为三角形结合的电机。仅适用于正常运转为三角形结合的电机。 )(2StUT (b) Y 起动起动 ststTIY 换接起动适宜于空载或轻载起动的场所换接起动适宜于空载或轻载起动的场所SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1L1L3L2FUQQ2SB1SB2 25421Q.M3KMKMQ.M3KM断断 电电 式式常闭断电后常闭断电后延时闭合延时闭合常开断电后常开断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触

20、点常开触点常开触点常开通电后常开通电后延时闭合延时闭合常闭通电后常闭通电后延时断开延时断开常闭触点常闭触点常开触点常开触点FUAB CB CKM2FR2FUM3AKM1FR1M3主电路主电路 顺序控制电路顺序控制电路M1M1起动后起动后 M2 M2延时起动延时起动要求要求KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT 控制电路控制电路按按SB2 KM1 通电通电KT 通电通电延时延时 KM2通电通电 M1 起动起动KT 断电断电 M2 起动起动直流通路直流通路对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路即将电容断开可看作开路即将电容断开断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEI

21、CIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEBBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CIB I当当UBE UCC时，时，+UCCRBRCT+UBEUCEICIB知：知：UCC=12VUCC=12V，RC=4kRC=4k，RB=300kRB=300k， =37.5 =37.5。解：解：mAmABCCB04030012. RUImAmABC51040537. II VV CCCCCE645112 .RIUU+UCCRBRCT+UBEUCEICIBibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路

22、ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效替代。等效替代。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic=ib等效替代。等效替代。RBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略电源的内短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流定，直流电源对交流可看作短路。可看作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -

23、uo+ +- -+ +- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定义定义Lb RI beCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS1i1Ruui FofRuui 1电路组成电路组成2电压放大倍数电压放大倍数因虚短因虚短,

24、 所以所以u=u+= 0，称反相输入端称反相输入端“虚地虚地 反相输入的重要特反相输入的重要特点点因虚断，因虚断，i+= i = 0 ， i1FouRRu ifi1ii+1FiofRRuuAu uoRFuiR2R1+ 所以所以 i1 if 静态时静态时u+、 u 对地电阻一样，对地电阻一样， 所以平衡电阻所以平衡电阻 R2 = R1 / RF例例1：电路如下图，知：电路如下图，知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。求：求：1. Auf 、R2 ； 2. 假设假设 R1不变，要求不变，要求Auf为为 10，那么，那么RF 、 R2 应为应为 多少？多少？解：解：1. Auf = RF R

25、1 = 50 10 = 5R2 = R1 RF =10 50 (10+50) = 8.3 k 2. 因因 Auf = RF / R1 = RF 10 = 10 故得故得 RF = Auf R1 = (10) 10 =100 k R2 = 10 100 (10 +100) = 9. 1 k uoRFuiR2R1+ oF11uRRRu 即即因虚断因虚断i+ = 0，所以，所以u+ = ui i1Fo)1(uRRu 1电路组成电路组成2电压放大倍数电压放大倍数1Fiof1RRuuAu 因虚短，所以因虚短，所以 u = ui ，反相输入端不反相输入端不“虚地虚地 静态时静态时u+、u对地电阻一样，对地

26、电阻一样， 所以平衡电阻所以平衡电阻R2=R1/RFu+uFo10RuuRu uoRFuiR2R1+ i+i-iFi1 当当 R1= 且且 RF = 0 时，时， uo = ui ， Auf = 1， 称电压跟随器。称电压跟随器。uoRFuiR2R1+ 由运放构成的电压跟由运放构成的电压跟 随器输入电阻高、输出随器输入电阻高、输出 电阻低，其跟随性能比电阻低，其跟随性能比 射极输出器更好。射极输出器更好。uoui+ uo+ 15kRL15k+15V 7.5k例：例：例例7：求：求uo。ui+2Ruo2+RFR1Ruo1 +uoR2R23解：解：uo1 = uiRfR1第一级：第一级：第二级：第二级：uo2 = uo12RR2RfR1=