《电工电子学》课件

《电工电子学》课程简介课程目标和内容1培养专业技能深入理解电路的基本概念、定律、方法以及常见电路的分析方法2掌握电子器件熟悉各种常用电子器件的特性、工作原理、应用和选用3提高实践能力通过实验操作和案例分析，提升动手能力和解决实际问题的能力电路基础知识电压电路中两点之间的电位差，单位为伏特（V）。电流单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位为安培（A）。电阻导体对电流的阻碍作用，单位为欧姆（Ω）。直流电路分析电路元件了解各种直流电路元件的特性，如电阻、电容、电感等。电路定律掌握基尔霍夫定律、欧姆定律等基本定律，用于分析电路。电路分析方法学习节点电压法、网孔电流法等分析方法，解决直流电路问题。实际应用将直流电路分析应用于实际电路设计和故障诊断。交流电路分析1正弦交流电路电容、电感在交流电路中的作用2阻抗阻抗的概念和计算3功率交流电路中的功率计算4谐振串联谐振和并联谐振5三相电路三相电路的基本概念和分析三相电路分析1对称三相电路探讨三相电源、三相负载、三相功率等概念。2不对称三相电路分析不对称负载条件下的电压、电流和功率关系。3三相电路的应用介绍三相电路在工业、商业和家庭中的广泛应用。电路方程与网络定理基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律是电路分析的基础。叠加定理叠加定理用于计算多个独立电源作用下的电路响应。戴维宁定理戴维宁定理将复杂电路简化为一个等效电压源和一个等效电阻。无源二端口网络定义无源二端口网络是指没有电源的网络，它有两个端口，可以用来连接其他电路。例如，一个简单的无源二端口网络可以是一个电阻器、电容器或电感器。特性无源二端口网络的特性可以用阻抗矩阵、导纳矩阵、散射矩阵等描述。这些矩阵可以用来分析网络的传输特性，例如电压增益、电流增益、功率增益等。应用无源二端口网络在电子电路中有很多应用，例如：匹配网络、滤波器、耦合网络、衰减器等。有源二端口网络定义包含一个或多个有源元件的二端口网络，通常包括放大器、滤波器等。特点可实现信号放大、频率选择等功能，在电子系统中扮演着关键角色。应用广泛应用于通信、音频、视频等领域，例如放大器、滤波器、混频器等。电磁感应与变压器1法拉第电磁感应定律阐述了变化的磁场产生感应电动势的原理。2楞次定律描述了感应电流的方向与磁通量变化方向之间的关系。3变压器工作原理利用电磁感应原理实现电压和电流的转换。二极管基础及其应用工作原理PN结单向导通特性类型二极管分类介绍应用整流，限幅，稳压等双极型晶体管基础及其应用NPN型晶体管发射极、基极、集电极组成，电子从发射极流向集电极，控制电流方向PNP型晶体管发射极、基极、集电极组成，空穴从发射极流向集电极，控制电流方向放大电路利用晶体管的放大功能，实现信号的放大场效应管基础及其应用场效应管的结构场效应管是一种利用电场控制电流的半导体器件，主要由栅极、源极、漏极构成。场效应管的类型场效应管可分为两种类型：结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。场效应管的应用场效应管在各种电子电路中发挥着重要作用，例如放大电路、开关电路、数字电路等。电子放大电路信号增强放大器可以增强信号的幅度，使信号更易于处理或传输。功率放大放大器可以增加信号的功率，使信号能够驱动扬声器或其他负载。阻抗匹配放大器可以匹配信号源和负载的阻抗，以实现最佳的功率传输。运算放大器基础及其应用高增益运算放大器具有极高的电压增益，通常在10^5到10^8之间。高输入阻抗输入阻抗非常高，这意味着几乎不从信号源汲取电流。低输出阻抗输出阻抗很低，可以轻松驱动负载。开关电路基础开关电路定义使用开关器件控制电路中电流或电压的电路。开关器件常用的开关器件包括继电器、晶体管、MOSFET等。开关电路应用广泛应用于电源控制、电机控制、信号处理等领域。逻辑电路基础与门两个输入均为真时输出才为真或门两个输入中至少有一个为真时输出为真非门输入为真时输出为假，反之亦然数字电路基础基本逻辑门与门、或门、非门是数字电路的基础逻辑门。它们实现基本的逻辑运算。组合逻辑电路组合逻辑电路的输出仅取决于当前输入，不依赖于电路的历史状态。时序逻辑电路时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还依赖于电路的历史状态。集成电路简介1微型化集成电路将多个电子元件集成到一个小型芯片上，极大地提高了电子设备的尺寸和重量。2功能强大集成电路可以实现复杂的功能，如逻辑运算、数据处理和信号放大，为电子设备提供了强大的能力。3成本效益集成电路的批量生产降低了成本，使得电子产品更加普及和实惠。电子测量仪器1数字万用表测量电压、电流、电阻等基本参数。2示波器观察和分析电子信号的波形。3频谱分析仪分析信号的频率成分。4逻辑分析仪分析数字电路的逻辑状态。测量方法与误差分析测量方法直流电压、电流、电阻的测量方法，交流电压、电流、频率、相位的测量方法，功率因数的测量方法，电阻、电容、电感的测量方法，信号发生器的使用，示波器的使用等。误差分析测量误差的来源、误差的分类和表示方法，误差的计算和分析，测量结果的有效数字，测量数据处理的方法等。测量精度影响测量精度的因素，提高测量精度的措施，测量仪器的校准和维护等。电子线路设计基础电路设计步骤从需求分析到电路实现，涉及多项步骤，例如需求定义、电路设计、元器件选型、电路仿真、电路调试等。电路仿真工具使用仿真软件验证电路功能和性能，如Multisim、Pspice等。电路板制作根据电路设计图，制作电路板，将元器件安装在电路板上，并进行焊接连接。电力电子技术基础功率变换直流-直流、直流-交流、交流-交流变换技术电路拓扑BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK、FLYBACK等控制策略脉宽调制(PWM)、电压模式控制、电流模式控制传感器技术基础传感器的类型温度传感器、压力传感器、光传感器等。传感器的应用自动化控制、工业监测、医疗诊断等。传感器的原理将物理量转换为电信号。电机驱动技术基础电机类型直流电机、交流电机、步进电机等。驱动电路H桥电路、PWM控制、电机控制器等。控制策略位置控制、速度控制、转矩控制等。应用领域工业自动化、机器人、汽车等。电子系统设计案例分析深入研究实际电子系统设计案例，如智能家居控制系统、电动汽车控制系统等，分析系统需求、电路设计、软件开发、硬件实现等环节的具体步骤和关键技术。通过案例分析，加深对电子系统设计流程和方法的理解，提高实际应用能力。课程总结与展望知识回顾本课程深入探讨了电工电子学的基础知识，包括电路基础、电子器件、放大电路、数字电路等。未来展望电工电子技术不断发展，未来将更加注重智能化、数字化、微型化。持续学习鼓励同学们持续关注科技发展，积极学习新知识、新技术，为未来发展打下坚实基础。思考题与讨论通过本课程的学习，同学们可以思考以下问题：1.电工电子学在