电工电子学复习资料

1一、题目类型：1、选择题：注意一些基本概念，定理定律的理解，适用范围、注意事项等以及一些参数的简单运算2、填空题：考察对基本概念，规律的记忆和关键知识点的记忆，最基本的电路参数分析计算。3、判断题4、作图题：波形图，逻辑图等5、分析计算题单级放大电路的静态分析和动态分析1题运算放大电路在数值运算方面应用分析1题电路分析1题（KCL、KVL及支路电流法）逻辑函数化简1题时序逻辑电路分析1题6、设计题：组合逻辑电路的设计第1章电路和电路元件1.1电路和电路的基本物理量1.1.1电路的作用与组成部分1、电路按照作用主要包括：（电能）的传输与转换电路，如电力系统，通常称为（强电电路）或电工电路；（信号）传递和处理的电路，如扩音机，通常也称为弱电或（电子电路）。2、电路通常由（电源）、（负载）、（中间环节）三部分组成，其中（电源）是供应电能的设备，如发电厂、电池等；（负载）是取用电能的设备。如电灯、电机等；（中间环节）是连接电源和负载的部分，起传输和分配电能的作用。如变压器、输电线等。1.1.2电路的模型1、由理想化电路元件组成的电路称为实际电路的（电路模型）。1.1.3电压和电流及其参考方向1、电路的主要物理量有（电流I）、（电压U）和（电动势E）。2、在分析与计算电路时，常任意选定某一方向为电流的（参考方向），又称（正方向）。3、在分析一些复杂电路，往往不知道某一支路电流的实际方向，为计算分析方便，故假定一正方向，也称为（参考方向）。4、（参考方向）选定后，电压、电流才有（正、负）之分，若计算结果为负，则表示（电路实际方向与参考方向相反）。5、欧姆定律说明，流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。即（IUR）；应用欧姆定律分析电路时，应先标注U、I正方向,当U、I方向相反时，表达式应带（负号）；适用于（线性元件）电路。1.3独立电源元件21.3.1电源工作状态1、电源工作状态分为（有载工作）、（开路）和（短路）三种。2、电源的有载工作时，电压与电流的关系为（RREI0）。3、电源的有载工作时功率平衡，电源产生功率等于（负载取用功率）和内阻及线路损耗功率之和。4、U与I的实际方向相反，电流从“+”流出，发出功率的元件等效为（电源）；U、I实际方向相同，电流从“+”流入，取用功率的元件等效为（负载）。5、当电气设备工作在最佳状态时各个量的值，称为（额定值）；电气设备所处的工作状态为实际值，电源实际输出的功率和电流决定于（负载）的大小，实际值不一定等于其额定值。1.3.2电压源、电流源及其等效变换1、电压源向外电路提供的电压、电流关系为（oSIRUU）；电流源电压、电流关系为（I=IS－SRU或：U=RSIS－RSI）。2、电压源和电流源的等效变换的原则是（对于外电路而言，输出的电压、电流关系完全相同），即当两种电源提供同样的电压时，输出电流必然相等。3、电压源和电流源的等效变换的条件是（OSSRUI，OSRR或SSSRIU，SORR）4、电压源和电流源之间的等效变换是对（外电路）而言，但电源内部是不等效的。5、无论是电源还是负载，与（恒压源）并联时将不影响恒压源两端的电压（即可等效为恒压源），与恒流源（串联）时将不影响恒流源的输出电流（即可等效为恒流源）。6、已知电路如图（a）所示。试求其他各支路的电流。【解】（1）由图可知实际电压源和一个理想电流源并联后向12Ω电阻供电。本题可先把实际电压源化成电流源以求出I3，从而求出I1。先把电压源化成电流源，如图（b）所示，再合并电流源如图（c）。由分流公式得：31266)54(3I（A）3对于图（a）中的a点：I1＋I2－I3＝0即：253231III（A）1.4半导体二极管和三极管1.4.1半导体的导电特性1、物质按导电性分（导体）如金属；（绝缘体）如橡胶、塑料、陶瓷等；（半导体）如硅、锗等一些硫化物、氧化物等。2、在电场作用下，能作定向运动的粒子称为（载流子），半导体中的载流子包括（自由电子）、（空穴）。3、主要导电方式取决于多子-自由电子，称（电子）型或N型半导体。4、导电方式取决于多子-（空穴），称空穴型或（P）型半导体。5、PN结加正向电压，即（高）电位端接P区，（低）电位端接N区，由于空间电荷区变薄，多子的扩散加强，形成扩散电流（I正）；E外越大，I正越大，PN结导通，呈（低）阻状态。6、PN结加反向电压，即（低）电位端接P区，（高）电位端接N区，由于空间电荷区变厚，PN结截止，呈（低）阻状态。1.4.2半导体二极管1、（检波）把已调制好的高频信号中的低频信号取出；（调制）把低频信号使高频信号的幅度、频率等随之变化；（整流）把交流变换成直流2、如图所示电路，输入端A的电位UA＝+3V，B点的电位UB＝0V，电阻R接电源电压为-15V，求输出端F的电位UF。【解】因为DA和DB为共阴极连接，A、B两端为它们的阳极，因此UA、UB中的高电位对应的管子将会优先导通。由UA＞UB可知，DA将会优先导通。如果DA为硅二极管，其正向压降约为0.7V，则此时UF＝+3-0.7＝+2.3V。当DA导通后，DB因承受反向电压而截止。在此处，DA起的就是钳位作用，把F端的电位钳置在+2.3V；DB起隔离作用，把输入端B和输出端F隔离开。1.4.4稳压管（稳压二极管）1、稳压管的主要参数包括：（稳定电压UZ）、（电压温度系数αU）、（动态电阻rZ）（稳定电流IZ）和（最大允许耗散功率这PZM）。2、已知在图示电路中，稳压管的IZM＝18mA，UZ＝12V，R＝1.6KΩ通过稳压电流IZ等于多少？R是限流电阻，其值是否合适？解：IZ＝（20-12）/（1.6×103）A＝5mAIZIZM，电阻值合适。DZIZR+20V4I1I2I3a1.5双极型晶体管1.5.1结构与放大作用1、图示中（1）为（NPN）型三极管；（2）为（PNP）型三极管。1.5.2特性曲线与参数1、三极管输出特性（载止区）对应IB＝0以下的区域，IC＝ICE0＝0,UBE＜0；可靠截止c、e结均处于反偏；放大区间UBE＞0、UBC＜0，IC受IB控制，（发射结）正偏，集电结（反偏）。2、有两只晶体管，一只的β＝200，ICEO＝200μA；另一只的β＝100，ICEO＝10μA，其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子？为什么？解：选用β＝100、ICBO＝10μA的管子，因其β适中、ICEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。第二章电路分析基础2.1基尔霍夫定律2.1.1基尔霍夫定律1、电路中的元件受自身（伏安）关系的约束；同时也受到（连接）方式的约束，这种约束关系也称为（基尔霍夫定律．．．．．．）。2、电路中的每一分支称为（支路）；由三条或三条以上的支路相连接的点称为（节点）；一条或多条支路所组成的闭合路径称为（回路）。3、电流定律描述了连接在同一节点上，各支路（电流）之间的约束关系，反映了电流的（连续性），可缩写为KCL。4、在任一瞬间，流入某一节点的电流之和（等于）流出该节点的电流之和．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，数学关系式为（∑I入=∑I出或∑I=0）。5、电路如图，列电流方程（I1+I2=I3或I1+I2－I3＝0）。6、电路如图，列电流方程（I1+I2+I3＝0）。7、电压定律是基于用来确定一个回路内各部分（电压）之间关系的定律。8、在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各支路（或各元件）电压的代数和（等于）零，缩写为（KVL），其数学表达式为（∑U=0）。59、已知电路如图所示，则列电压KVL方程为（E－U2＋U1＝0）。10、根据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些，为什么？答：在供电线路中，交流电源和输电线存在电阻RS。黄昏时由于用户增多，线路中电流增大，线路线路上的电压降落变大，从而使用户设备电压降低；深夜用户逐渐停止用电，线路电流随之减小，设备电压回升，所以电灯在深夜要比黄昏时亮一些。2.1.2支路电流法1、支路电流法即应用（基尔霍夫）定律对结点和回路列方程组，解出各支路电流的方法。2、已知电路如图所示，E１=90V，E2=60V，R1=6Ω，R2=12Ω，R3=36Ω，试：（1）应用支路电流法求各支路电流？（2）请总结应用支路电流法解题的基本步骤？【解】（1）设各支路电流的参考方向和回路绕行方向如图所示。应用KCL列方程：0321III应用KVL列方程：13311ERIRI23322ERIRI代入已知数据得：0321III9036631II60361232II解方程得：I1=3（A），I2＝－1（A），I3＝2（A）。I2是负值，说明电阻R2上的电流的实际方向与所选参方向相反。（2）解题步骤：标出各支路电流的参考方向；对N个节点，可列出（N－1）个独立的KCL方程；选取（b－N＋1）个（对于平面电路可选网孔数）回路，列写出（b－N＋1）个独立的KVL方程；联立求解（N－1）个KCL方程和（b－N＋1）个独立的KVL方程，就可以求出b个支路电流。校验计算结果的正确性。2.2叠加原理、电源的等效变换2.2.1叠加定理1、线性电路中任何一条支路的电流或电压应（等于）电路中每一个电源单独作用在该支路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．中产生的电流或电压的代数和．．．．．．．．．．．．．，这就是（叠加原理）。U1E1U262、电压源除去时（短接），电流源除去时（开路），但所有电源的内阻保留不动。3、已知电路如图所示，试用叠加原理计算下图中12Ω电阻上的电流I3？【解】根据叠加原理可将图（a）等效为图（b）和图（c）的叠加。其中图（b）是电压源独立作用的电路；图（c）是电流源独立作用的电路。对（b）图34126243/I（A）对（c）图35512663//I（A）根据叠加原理335343//3/3III（A）4、叠加原理只适用计算（线性电路），不适用计算非线性电路；5、应用叠加原理进行代数求和时，要注意电量的（参考方向）。参考方向相同时取正；参考方向相反时取负。6、将复杂电路化为单电源电路时，所谓的其余“电压源”不作用，就是在把该“恒压源”用（短路）代替；“电流源”不作用就是把该“恒流源”用（开路）代替，其内阻不变。7、叠加原理只适用（电压）和（电流）的计算，不能用叠加原理计算电功率。2.2.2戴维宁定理1、具有两个出线端并且其中含有电源的部分电子电路称为（有源二端网络），可化成一个等效带有内阻的（电源）。2、（戴维南定理）即任何一有源二端网络都可用一个电动势E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。3、已知电路如图所示。试用戴维南定理求I3。7【解】（1）先断开待求（12Ω电阻）支路，得有源二端网络，如图（a）所示。求有源二端网络的开路电压Uab。当12Ω的支路断开时，则有I1＝－I2＝－5（A）Uab＝24－6I1＝24－6×（－5）＝54（V）（2）再求有源二端网络除源后所得无源二端网络的等效电阻Rab，电路如图（b）。Rab＝6（Ω）（3）将有源二端网络等效为一个电压源，把待求（5Ω电阻）支路与等效电源连接，得到图（c）所示的电路，则：31854126543I（A）4、在一个电路中，若指定某点为参考点，则其V0=（0）V，其它各点可用数值来表示高低，比“0”高的为“+”，反之为“-”。5、电路中某一点的电位等于该点与参考点（电位为零）之间的（电压）。6、电路中所选的参考点不同，则各点的（电位）不同，但任意两间的（电压）不变。2.3正弦交流电路2.3.1正弦电流与电压1、典型正弦量的表达式（i=Imsin(ωt+ψ)）。2、正弦量的表达式i=Imsin(ωt+ψ)中，Im称为（幅值），等于有效值I的（1.414）倍；3、有效值I等于发热效应等价的（直流电流）数值。4、（角频