电工电子学(一)复习总结

1电工电子学（一）复习提纲第1章电路的基本概念、定律与分析方法1.电压、电流的参考方向元件上电流与电压的正方向取一致，称为关联参考方向。2.任意元件功率的计算确定电流、电压方向判断是否是关联参考方向puipui（关联参考方向）（非关联参考方向）。若0p，吸收功率（负载）；若0p，放出功率（电源）。3.电路的基本元件1）电阻元件（1）关联方向时，uRi或1iuGuR（G—电导，单位S）；非关联方向时，uRi。（2）功率（关联方向、非关联方向一致）：22upuiiRR，所以电阻是消耗功率的元件。2）电容元件（C，单位F）（1）电流、电压取关联方向时，由ddqit有：dduiCt（电容电压不能突变）。（2）存储的电场能量：212CCWCu。3）电感元件（L，单位H）（1）电流、电压取关联方向时，由ddut（磁链Li）有：ddiuLt（电感电流不能突变）。（2）存储的磁场能量：212LLWLi。4.基尔霍夫定律的应用。1）KCL：所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。若将闭合面视为广义节点，则KCL为：流出任意闭合面的电流代数和恒等于零。应用KCL，可将并联的电流源合并为一个电流源：2）KVL：沿任一回路绕行一周，所有元件电压的代数和恒等于零。（选取回路绕行方向，电压正方向与回路绕行方向一致取正号。）电流、电压取关联方向时，电阻：电容：电感：2KVL也可应用于广义回路。应用KVL，可将串联的电压源合并为一个电压源：电流不同的电流源不能串联；电压不同的电压源不能并联。5.回路一般分析方法：1）电源的等效变换SSRR'，SSSUIR'。不要把待求支路放入等效变换中。注意：a.与理想电流源串联的电阻，求以外电路，可将与电流源串联的电阻短路处理；b.与理想电压源并联的任意元件，在该元件处可视为开路。2）叠加原理步骤：①标出参考方向；②画出各个电源单独作用时的电路，将其他电源除源（电压源短路．．．．．，电流源断路．．．．．）；③叠加求总量，总量是分量的代数和．．．（注意正负号）。3）戴维宁定理任何一个有源二端线性网络，可用一电压源与电阻串联的实际电压源来等效。步骤：①在电路中标出待求量的参考方向；②找出待求支路，画出有源线性二段网络；③求出有源二端电路的开路电压Uoc（图a）；④求等效电阻Ro（法一：除源法；法二：公式法ocoscURI）（图b）；⑤画出戴维宁等效电路（图c）。6.电位的计算3第2章正弦交流电路1.复数的运算1）j190，j190，2j1；2）设复数12jAaaa，12jBbbb，则有：1122()j()ABabab，1122()j()ABabab，()()ABab，()AaBb。2.正弦交流电的表示msin()uUtmsin()iItUUII（有效值m2UU，m2II；角速度2π2πfT）3.正弦交流电的相量模型1）电阻元件R电流电压同相位2）电容元件C电压滞后电流90°容抗112πCXCfC。3）电感元件L电压超前电流90°感抗2πLXLfL。4.正弦交流电路电压、电流相量关系计算1）基尔霍夫定律的相量形式KCL：0IKVL：0U注意：电流相量I，电压相量U分别满足KCL、KVL，说明瞬时值i，u分别满足KCL、KVL，但是最大值Um，Im、有效值U，I一般不满足。2）阻抗（1）阻抗UZI在RLC串联电路中，总阻抗j()LCZRXX；电抗LCXXX。相位关系大小关系相量关系瞬时值有效值电阻R同相位电容C电压滞后电流90°电感L电压超前电流90°注：因u、i的角不同，所以对于电容元件，不一定成立；电感元件同理。4||ZZ。其中，||uiUZI阻抗模：阻抗角：当0时，电路呈阻性；当0时，电路呈容性，当0时，电路呈感性。（2）阻抗模||UZI在RLC串联电路中，2222||()LCZRXRXX。电阻电容电感复阻抗ZR11jjjCZXCCjjLZXL阻抗模||ZR||CZX||LZX阻抗角09090（3）阻抗的串、并联：12121212//ZZZZZZZZZZ串联：并联：（4）相量图法分析正弦交流电流步骤：①选定参考方向，串联电路以电流为参考方向（各元件通过的是同意电流），并联电路以电压为参考方向（各元件上的电压相等）；②根据各元件上电流电压相位关系画出相量图（电阻0，电容90（电压滞后于电流90°），电感90（电压超前于电流90°））。5.正弦交流电路电功率的计算有功功率：cosPUI（W）只有电阻消耗有功功率无功功率：sinQUI（var）视在功率：SUI（V·A）22SQP功率因数角，即阻抗角。只有电容90，22CCUQUIIXX；只电感90，22LLUQUIIXX；φ0°时，容性负载；φ0°时，感性负载。φ|Z|X=XL－XCR功率三角形φSPQ=QL+QCRLC串联电路的阻抗三角形56.功率因数的提高提高功率因数cos，在感性负载两端并联电容器：12(tantan)PCU7.对称三相电路的分析计算1）三相电源正相相序A-B-C，相位上彼此相差120°，采用星形（Y）连接。UP—相电压有效值，UL—线电压有效值。APBPCP0120120UUUUUU三相对称电压，瞬时值、相量值之和均为0。LP330UU（线电压大小是相电压的3倍，每个线电压比线电压相位超前30）2）负载星形（Y）连接对称负载：每相负载复阻抗相等。星形连接时，LPLP330UUII中线作用：使不对称负载的相电压对称（若三相负载对称，则相、线电流对称，中线电流为0）。3）负载三角形（△）连接三角形连接时，LPLP330UUII负载连接方式由负载的额定电压决定：PLUU负载两端电压等于相电压星形连接负载两端电压等于线电压三角形连接4）三相电路的功率（对称负载）有功功率：LL3cosPUI（W）无功功率：LL3sinQUI（var）视在功率：22LLSPQUI（V·A）当负载由星形连接变为三角形连接，相电流增加为原来的3倍，相电压增加到原来的3倍，功率增加到原来的3倍。求每相负载：PP||UZI，再由功率因数cos确定阻抗角。不对称负载时，P只由R消耗，。6第3章电路的暂态分析1.一阶电路的三要素分析步骤：（1）计算初始值(0)f：根据换路前的瞬间电路求(0)Cu或(0)Li，电容视为开路，电感视为导线。由换路定则得(0)(0)CCuu，(0)(0)LLii。作出0t时的等效电路（图a），由其求出(0)Ci或(0)Lu。（2）计算稳态值()f：作出电路达到新的稳态时的等效电路（图b）（电容视为开路，电感视为导线）。（3）计算时间常数（s）：①先计算换路后除源电路从L或C看进去的等效电路（图c）的等效电阻0R；C为等效电容量，L为等效电感量。②对于RC电路，0CR；对于RL电路，0LR。（4）将三要素代入()()[(0)()]etftfff。7第4章常用半导体器件1.半导体二极管1）二极管的伏安特性（1）正向特性：TuV时，二极管导通，正向电阻较小，正向电流较大；（2）反向特性：0u时，二极管SiI（反向饱和电流，接近0）；（3）反向击穿特性：当BRuU（反向击穿电压），被击穿，失去单向导电性。2）二极管应用电路分析两个二极管并联时，二极管两端压差大的先导通，由先导通二极管的压降计算其另一端的电压，从而使另一个二极管反向截止。例：如图，输入电位VA=+3V，VB=0V，电阻R接负电源–12V。设二极管的正向压降是0.3V，求输出端电位Vo。因为VA高于VB，所以D1优先导通。二极管的正向压降是0.3V，则Vo=+2.7V。当D1导通后，D2因反偏而截止。2.双极型三极管1）电流放大作用发射结正偏（加正向电压），集电结反偏。对于．．发射．．结正偏的理解．．．．．．：发射结正偏，只需其电压方向与BE的箭头方向相关联即可。（1）对于NPN：BE0U，BC0U，即：CBEVVV；（2）对于PNP：BE0U，BC0U，即：CBEVVV。2）晶体管特性曲线（三个工作区）（1）放大区：CBII（发射结正偏，集电结反偏）；（2）截止区：反射结、集电结均反偏，C0I；（3）饱和区：反射结、集电结均正偏，CCB0IiI，。例：给出三极管三个管脚电压，求半段三极管三个区及类型（硅管、锗管；NPN、PNP）a.先确定基极B电压VB（中间值）；b.硅管BE||0.6~0.8VU，锗管BE||0.2~0.4VU，则可确定发射极E；c.集电极C的电压VC最高的是NPN；VC最低的是PNP。8第5章基本放大电路1.共射极放大电路的分析计算1）固定偏置：（1）静态分析：将电容器C视为开路，则有：（2）动态分析：BBII静态工作点过高，出现饱和失真。消除：适当减小基极电流；静态工作点过低，出现截至失真。消除：适当增大基极电流。小信号模拟法：2）射极分压偏置电路：静态工作点Q：IB，IC，UCE9（1）静态分析：（2）动态分析：3）射极偏置电路的改进Re的作用：抑制静态工作点的变化。（1）静态分析（2）动态分析10第6章集成运算放大器及其应用1.集成放大器的电压传输特性、理想模型、分析依据。1）符号2）电压传输特性（右图）运放要工作在线性区必须有负反馈。3）理想模型：（1）开环电压放大系数uA；（2）开环输入电阻idr；（3）开环输出电阻o0r；（4）共模抑制比CMRK。4）分析运放电路的依据：（1）在线性区的依据：虚短、虚断。虚短：uu，相当于两输入端之间短路；虚断：0ii，相当于两输入端之间断路。（2）在非线性区的依据：虚断0ii。2.负反馈放大电路1）反馈的判断：（1）电压反馈与电路反馈反馈信号直接从输出端引出，为电压反馈；从负载电阻RL靠近“地”端引出，是电流反馈。（2）串联反馈与并联反馈反馈信号与输入信号接在不同的输入端，为串联反馈；反馈信号与输入信号接在相同的输入端，为并联反馈。（3）正反馈与负反馈引入反馈后，使输入信号削弱的反馈为负反馈。即difiXXXX。判断方法：电位的瞬时极性法。先假设输入信号为“+”，然后按照基本放大器的性质确定输出信号的极性，最后依照反馈的正负极性和上述定义作出结论。2）负反馈对放大电路的影响。放大倍数降低，提高放大倍数稳定性；改善放大电路非线性失真。电压负反馈：提高输出电压稳定性；电流负反馈：提高输出电流稳定性。串联：增大输入电阻；并联：减小输入电阻；电流：增大输出电阻；电压：减小输出电阻。3.集成运算放大器的线性应用根据虚短、虚断分析：uu，if0iiii，进而列式分析。11第7章数字集成电路及其应用1.基本逻辑运算及其化简10()()()()()()()()()()()()AAAAABBAABBAABCABCABCABCABCABACABCABACAABAAABAABABAABABAAABABAABABABAB互补律：，交换律：，结合律：，分配律：，吸收律：，，，，，反演律：，()()()()()ABABABACBCABACABACBCABAC冗余定律：，2.各种逻辑门电路的符号及功能“与”门FAB；“与非”门FAB；“或”门FAB；“或非”门FAB“非”门FA；“异或”门FABABAB；“同或