蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件

蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)1第一節(jié)電路基礎(chǔ)知識(shí)一、電路1.電路的組成及電路元件的作用通常的說，電路就是電流可以通過并利用電流實(shí)現(xiàn)不同功能的電子元器件的集合，它主要是由相互連接的電子電氣器件，如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開關(guān)等，構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。電路元件大體可分為四類：（1）電源：即發(fā)電設(shè)備，其作用是將其它形第一節(jié)電路基礎(chǔ)知識(shí)一、電路2式的能量轉(zhuǎn)換為電能。如電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，而發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。（2）負(fù)載：即用電設(shè)備，它的作用是把電能轉(zhuǎn)換為其它形式的能。如電爐是將電能轉(zhuǎn)換為熱能，電動(dòng)機(jī)則是將把電械能轉(zhuǎn)換為電能。（3）控制電器和保護(hù)電器：在電路中起控制和保護(hù)作用。如開關(guān)、熔斷器等。（4）導(dǎo)線：由導(dǎo)體材料制成，其作用就是把電源、負(fù)載和控制電器連接成一個(gè)電路，并將電源的電能傳輸給負(fù)載。式的能量轉(zhuǎn)換為電能。如電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，而發(fā)電機(jī)是將3由此可見，電路的作用是產(chǎn)生、分配、傳輸和使用電能。電路的大小可以相差很大，小到硅片上的集成電路，大到輸電網(wǎng)和我們的通信網(wǎng)絡(luò)。由此可見，電路的作用是產(chǎn)生、分配、傳輸和使用電能。4蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件5二、基本物理量

1.電流電荷有規(guī)則的定向流動(dòng)，就形成電流，習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。方向不變的電流稱為直流電路。大小和方向隨時(shí)間作真周期性變化的電流稱為交流電。單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫電流（強(qiáng)度），用符號(hào)I、i表示。即I=Q/t

電流（強(qiáng)度）的單位是安培（A），大電流單位常用千安（KA）表示，小電流單位常用毫安（mA）,微安(μA)表示。

1KA=1000A

1A=1000mA

1mA=1000μA二、基本物理量1.電流6

2.電阻和電阻率電阻：導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用。用符號(hào)R表示，當(dāng)電壓為1伏，電流為1安時(shí)，導(dǎo)體的電阻即為1歐姆（Ω）常用的單位千歐（KΩ），兆歐（MΩ）。

1MΩ=1000KΩ1KΩ=1000Ω電阻率：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度、單位橫截面積面積材料的電阻，是表明材料導(dǎo)電性能的參數(shù)，用符號(hào)ρ表示，單位是Ωm。2.電阻和電阻率7

在一定溫度下，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，此外還與導(dǎo)體的材料有關(guān)，即R=ρL/S式中ρ為導(dǎo)體材料的電阻系數(shù)，L為導(dǎo)體長(zhǎng)度，S為導(dǎo)體橫截面積。一般金屬導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大。

在一定溫度下，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比，8

3.電壓兩點(diǎn)之間的電位差。用符號(hào)U、u表示單位是伏特（V），此外還有千伏（KV）、毫伏（mV）和微伏（μV）。

1KV=1000V

1V=1000mV1mV=1000μV我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：額定電壓1000V以上的屬高壓裝置，1000V及1000V以下的屬低壓裝置。3.電壓9

4.電動(dòng)勢(shì)是電源兩端的電位差，其數(shù)值等于單位正電荷在非電場(chǎng)力的作用下，由電源的負(fù)極移至電源的正極所做的功，電動(dòng)勢(shì)的大小體現(xiàn)了電源非電場(chǎng)力做功的能力。用符號(hào)E、e表示。單位是伏特(V)。4.電動(dòng)勢(shì)10

5.電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度是用來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量。常用

E

表示。電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，在數(shù)值上等于放在該點(diǎn)的單位正電荷所受電場(chǎng)力的大小，方向是正電荷所受電場(chǎng)力的方向即E=F/Q單位為牛頓/庫侖（N/C）或伏特/米（V/m），1V/m=1N/C。當(dāng)空氣中電場(chǎng)強(qiáng)度超過25~30kV/cm時(shí)，即可能發(fā)生擊穿放電。5.電場(chǎng)強(qiáng)度11將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能時(shí)，電流都要做功，電流所做的功稱為電功。電功用W表示，單位焦耳（J）。公式W=UIt對(duì)于純電阻電路蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件12

7.電功率、電能電功率是表明電氣設(shè)備做功能力的物理量，是單位時(shí)間內(nèi)所做的功。用P表示，即P=W/t單位是瓦特（W），還有千瓦（KW）。電能是電功率的累積。用符號(hào)W表示，單位是焦耳（J），

7.電功率、電能13電流通過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻及通過的時(shí)間成正比，即熱量的單位是焦耳。蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件14二、電路的基本定律(1)基爾霍夫電流定律(2)基爾霍夫電壓定律(3)歐姆定律二、電路的基本定律151.電路的歐姆定律歐姆定律就是反映電阻元件兩端的電壓與通過該元件的電流同電阻三者的定律，電路如圖其表達(dá)式為I=U/R式中I—電流（A）U—電壓（V）R—電阻（Ω）由上式可知，通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比。uUUUIRE1.電路的歐姆定律uUUUIRE16例：一盞200W、220V的電燈，燈泡的電阻是484Ω，當(dāng)電源電壓為220V時(shí)，求通過燈泡的電流。解：已知電燈的電壓和電阻，通過燈泡的電流為（A）由歐姆定律可知，電阻有電流通過時(shí)，兩端必有電壓，這個(gè)電壓習(xí)慣上叫電壓降。通常導(dǎo)線都是有電阻的，當(dāng)用導(dǎo)線傳輸電流時(shí)，就產(chǎn)生電壓降。因此輸電線路末端的電位總是比首端的電位低。輸電線路上電壓降低的數(shù)值叫做電壓損失。例：一盞200W、220V的電燈，燈泡的電阻是484Ω，當(dāng)電172.電路的基爾霍夫電流定律（KCL）基爾霍夫電流定律確定了電路中任一節(jié)點(diǎn)所連的各支路電流之間的關(guān)系。內(nèi)容：在任意時(shí)刻t，流入某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的總和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流的總和。2.電路的基爾霍夫電流定律（KCL）18例如對(duì)于右圖所示電路，我們?cè)O(shè)定各支路電流的大小和參考方向如圖中所示，則對(duì)該點(diǎn)有i1(t)+i2(t)=i3(t)將上式改寫為-i1(t)-i2(t)+i3(t)=0

例如對(duì)于右圖所示電路，我們?cè)O(shè)定各支路電流的大小和參考方向19

若將上式再改寫為i1(t)+i2(t)-i3(t)=0此式的物理意義是，流入節(jié)點(diǎn)a的電流的代數(shù)和等于零。這里流入的電流規(guī)定取正號(hào)，則流出的電流即取負(fù)號(hào)。上兩式是KCL的另一中敘述法。它們本質(zhì)上是一樣的，只是在列寫方程時(shí)把流出節(jié)點(diǎn)的電流規(guī)定為正，還是把流入節(jié)點(diǎn)的電流規(guī)定為正而已。上兩式寫成一般形式為：

∑i1(t)=0即集中在任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流的代數(shù)和恒為零。若將上式再改寫為20注意：在寫方程時(shí)，如把流出節(jié)點(diǎn)的電流視為正，則流入節(jié)點(diǎn)的電流即需取為負(fù)；反之則反之。推廣：KCL原是運(yùn)用于節(jié)點(diǎn)的，但把它加以推廣，也可使用于包圍幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合面。如右圖所示電路中，閉合面S內(nèi)有三個(gè)節(jié)點(diǎn)1，2，3。當(dāng)設(shè)定各支路電流的大小和參考方向如圖中所示時(shí)，注意：在寫方程時(shí)，如把流出節(jié)點(diǎn)的電流視為正，則流入節(jié)點(diǎn)21

則對(duì)此三個(gè)節(jié)點(diǎn)即可列出KCL方程i1=i12-i31i2=i23-i12i3=i31-i23把以上三式相加得：i1+i2+i3=0或∑i1(t)=0即流入（或流出）一個(gè)閉合面的支路電流的代數(shù)和恒等于零。此即廣義的KCL。需要注意的是：在寫方程時(shí)，如把流出閉合面的電流視為正，則流入閉合面的電流即需取為負(fù)；反之則反之。則對(duì)此三個(gè)節(jié)點(diǎn)即可列出KCL方程223．基爾霍夫電壓定律（KVL）基爾霍夫電壓定律是描述回路中各支路電壓之間相互關(guān)系的定律。內(nèi)容：在任意時(shí)刻t，沿任一回路所有支路或元件上電壓的代數(shù)和恒等于零，即∑u(t)=0在寫此方程時(shí)，應(yīng)首先為回路設(shè)定一個(gè)饒行方向，凡電壓的參考極性從"+"到"-"與回路繞行方向一致者，則該電壓前取"+"號(hào)，否則取"-"號(hào)。3．基爾霍夫電壓定律（KVL）23例如右圖所示電路，我們?cè)O(shè)定各元件電壓的參考極性和回路的繞行方向如圖中所示，則有u1+u2+u3+us3-us4-u4=0將此式改寫為-u1-u2-u3-us3+us4+u4=0方程意味著把回路的繞行方向設(shè)定為與前者相反。例如右圖所示電路，我們?cè)O(shè)定各元件電壓的參考極性和回路的繞行方24

由此可見，回路繞行方向的設(shè)定直接影響著方程中各項(xiàng)正負(fù)號(hào)的確定，但不影響方程的本質(zhì)，故可以任意設(shè)定。若電路中的電阻均為線性電阻元件，則上述的KVL方程還可改寫為另一種敘述方法，即R1i1+R2i2+R3i3+us3-us4-R4i4=0即R1i1+R2i2+R3i3-R4i4=-us3+us4即∑Rkik=∑usk(1-4-3)由此可見，回路繞行方向的設(shè)定直接影響著方程中各項(xiàng)正負(fù)號(hào)的確定25

上式指出，任一回路中電阻上電壓降的代數(shù)和恒等于電壓源電壓升的代數(shù)和。凡電流參考方向與回路繞行方向一致者，上式等號(hào)左端Rkik前取“+”號(hào)，不一致者，Rkik前取“-”號(hào)；凡電壓源電壓的極性從“-”到“+”與繞行方向一致者，上式等號(hào)右端usk前取“+”號(hào)，不一致者，usk前取“-”號(hào)?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）描述了電路中各支路的電流之間的關(guān)系，基爾霍夫電壓定律（KVL）描述了電路中各支路電壓之間的關(guān)系，它們都與電路元件的性質(zhì)無關(guān)，而只取決于電路的連接方式。上式指出，任一回路中電阻上電壓降的代數(shù)和恒等于電261）定義：兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻依次連接，中間無分支的連接方式。2）電路的特點(diǎn):I=I1=I2各電阻中電流相等R=R1+R2總電阻的等于各電阻之和U=U1+U2總電壓等于各電阻上壓降之和U：U1：U2=R：R1：R2蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件27各電阻的電壓與各自的阻值成正比P=P1+P2總功率等于各電阻的功率之和3）電路的應(yīng)用:用幾個(gè)電阻串聯(lián)起來可使電阻增大，在電源電壓不變時(shí)可使電流減?。凰源?lián)電阻可起到限流作用。串聯(lián)電阻的另一個(gè)用途就是可以起到分壓作用。各電阻的電壓與各自的阻值成正比281）定義：如圖所示，R1、R2、R3三個(gè)電阻接在電路中的兩點(diǎn)之間，每個(gè)電阻兩端承受的電壓相等。這種聯(lián)結(jié)方式叫電阻的并聯(lián)。2）電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)：U1=U2=U3=U電路中各個(gè)電阻兩端電壓相等

I=I1+I2+I3電路總電流等于各支路電流之和蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件29并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和30若有n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián)，則總電阻為R1與R2并聯(lián)的等效電阻為若有n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián)，則總電阻為R1與R2并聯(lián)的等效電31電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關(guān)系電流分配關(guān)系電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關(guān)系32功率分配關(guān)系總之，在并聯(lián)電路中，阻值越大，其分配的電流和功率就越小。這與電阻串聯(lián)電路相反。功率分配關(guān)系總之，在并聯(lián)電路中，阻值越大，其分配的電流和功率336.電阻的混聯(lián)電路在電路中，既有串聯(lián)又有并聯(lián)的聯(lián)接，統(tǒng)稱為混聯(lián)電路。分析和計(jì)算電路的方法有：1、應(yīng)用電阻的串聯(lián)、并聯(lián)逐步簡(jiǎn)化電路，求出電路的等效電阻。2、由等效電阻和電路的總電壓，根據(jù)歐姆定律求電路的總電流。3、由總電流根據(jù)基爾霍夫定律和歐姆定律求各支路的電壓和電流。6.電阻的混聯(lián)電路34

磁場(chǎng)

磁場(chǎng)的主要物理量第二節(jié)電磁感應(yīng)和磁路磁場(chǎng)磁場(chǎng)的主要物理量第二節(jié)電磁35(1)直線電流的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】(1)直線電流的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】36

(2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】(2)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】37(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】(3)、通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)【右手螺旋定則】38

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用391．電磁力的大小

F

=BIι磁場(chǎng)強(qiáng)弱電流大小有效長(zhǎng)度B------均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(特斯拉T)I------導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度(安)L-----導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度(米)F-----導(dǎo)線受到的電磁力(牛)1．電磁力的大小F=BIι磁場(chǎng)強(qiáng)40

實(shí)驗(yàn)還得出:當(dāng)導(dǎo)體垂直與磁場(chǎng)方向放置時(shí),受電磁力最大；當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行放置時(shí),導(dǎo)線不受力；當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向夾θ角，導(dǎo)線受力大小介于0與最大值之間。F=BIιsinθ實(shí)驗(yàn)還得出:F=BIιsinθ41內(nèi)容:伸出左手,拇指與其余四指垂直，磁力線垂直穿過掌心，四指指示電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)線受力的方向．iF2受力方向:電動(dòng)機(jī)左手定則內(nèi)容:iF2受力方向:電動(dòng)機(jī)左手定則42一電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電流的磁效應(yīng)：1820年奧斯特首次由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn):1822-1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)和研究在1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律。一電磁感應(yīng)現(xiàn)象43一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象（1）磁鐵（或通電線圈）與線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)線圈中產(chǎn)生電流，圖（a）和圖（b）.電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且運(yùn)動(dòng)方向不同，偏轉(zhuǎn)方向也不同。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象44（2）線圈中電流變化時(shí)另一線圈中產(chǎn)生電流，圖（c）.（3）閉合回路的一部分切割磁力線，回路中產(chǎn)生電流，（d）.（2）線圈中電流變化時(shí)另一線圈中產(chǎn)生電流，圖（c）.（3）45結(jié)論:不管什么原因使穿過閉合導(dǎo)體回路所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化（增加或減少），回路中都會(huì)出現(xiàn)電流，這種電流稱為感應(yīng)電流。在磁通量增加和減少的兩種情況下，回路中感應(yīng)電流的流向相反。感應(yīng)電流的大小則取決于穿過回路中的磁通量變化快慢。變化越快，感應(yīng)電流越大；反之，就越小。結(jié)論:不管什么原因使穿過閉合導(dǎo)體回路所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生46二、楞次定律兩種表述:閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場(chǎng)來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。或者：感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。應(yīng)用:判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向;二、楞次定律47蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件48用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:（1）判斷穿過閉合回路的磁通沿什么方向，發(fā)生什么變化（增加或減少）；（2）根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)沿什么方向（與原來的磁場(chǎng)反向還是同向）；（3）根據(jù)右手螺旋法則從感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向確定感應(yīng)電流的方向。用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:49三、法拉第電磁感應(yīng)定律

當(dāng)線圈內(nèi)的磁通量Φ發(fā)生變化時(shí)，線圈內(nèi)即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化速率成正比。對(duì)于N匝線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為三、法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)線圈內(nèi)的磁通量Φ發(fā)生變化時(shí)50特例當(dāng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線以速度v垂直地切割磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線上所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為

e=BLv電動(dòng)勢(shì)的方向可由右手定則判定。特例當(dāng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線以速度v垂直地切割磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線上所產(chǎn)生的51

自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于線圈本身電流變化而引起的。流過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)，總是阻礙線圈中原來電流的變化，當(dāng)原來電流在增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相反；當(dāng)原來電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相同。因此，“自感”簡(jiǎn)單地說，由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于線圈本身52

自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過導(dǎo)線線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)系。線圈的磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，所以穿過線圈的磁通量變化的快慢跟電流變化的快慢有關(guān)系。對(duì)同一線圈來說，電流變化得快，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就大，反之就小。對(duì)于不同的線圈，在電流變化快慢相同的情況下，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)是不同的，電學(xué)中用自感系數(shù)來表示線圈的這種特征。自感系數(shù)簡(jiǎn)稱自感或電感。此現(xiàn)象常表現(xiàn)為阻礙電流的變化。

自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。自感電動(dòng)勢(shì)的大小跟53

自感現(xiàn)象在各種電器設(shè)備和無線電技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈的自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象也有不利的一面，在自感系數(shù)很大而電流又很強(qiáng)的電路（如大型電動(dòng)機(jī)的定子繞組）中，在切斷電路的瞬間，由于電流強(qiáng)度在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生很大的變化，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，使開關(guān)的閘刀和固定夾片之間的空氣電離而變成導(dǎo)體，形成電弧。這會(huì)燒壞開關(guān)，甚至危人員安全。因此，切斷這段電路時(shí)必須采用特制的安全開關(guān)。自感現(xiàn)象在各種電器設(shè)備和無線電技術(shù)中有廣泛的應(yīng)54第三節(jié)交流電路一、交流電的基本概念正弦交流電的瞬時(shí)表達(dá)式正弦交流電的三要素正弦交流電的有效值相位與相位差的關(guān)系ωtEm-EmOe第三節(jié)交流電路一、交流電的基本概念正弦交流電的瞬時(shí)表55交流發(fā)電機(jī)示意圖交流發(fā)電機(jī)原理圖交流發(fā)電機(jī)示意圖交流發(fā)電機(jī)原理圖56正弦交流電產(chǎn)生過程正弦交流電產(chǎn)生過程57瞬時(shí)值表達(dá)式設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)中線圈一邊的長(zhǎng)度為，平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度為，這時(shí)，其單側(cè)線圈切割磁感線的線速度與磁感線的夾角也為，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所以整個(gè)線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為。其中為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，設(shè)為，則

上式為正弦交流電電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，也稱為解析式。

電壓瞬時(shí)值表達(dá)式

電流瞬時(shí)值表達(dá)式若平面從與中性面夾角為φ的位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則瞬時(shí)值表達(dá)式58

1）周期、頻率和角頻率（1）周期：交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間，稱為交流電的周期。用符號(hào)T表示，單位是秒（s）。

蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件59

（2）頻率：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，稱為交流電的頻率。用符號(hào)f表示，單位是赫茲（Hz）。我國(guó)動(dòng)力和照明用電的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz（習(xí)慣上稱為工頻），少數(shù)國(guó)家如美國(guó)、日本采用60Hz的頻率。（3）角頻率：正弦交流電1秒內(nèi)變化的電角度，用符號(hào)ω表示，單位是弧/秒（rad/s）（2）頻率：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，稱為交流電的頻602）正弦交流電的最大值、有效值和平均值（1）最大值：正弦交流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標(biāo)m表示，如Em、Um、Im。

（2）有效值：因?yàn)榻涣麟姷拇笮∈请S時(shí)間變化的，所以在研究交流電功率時(shí)，采用最大值就不方便，通常是用有效值來表示。有效值是這樣規(guī)定的：使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，就把這一直流電的數(shù)值叫做該交流電的有效值。2）正弦交流電的最大值、有效值和平均值61有效值用大寫字母表示，如E、U、I。

有效值=×最大值≈0.707×最大值

有效值用大寫字母表示，如E、U、I。623）相位與相位差的關(guān)系（1）相位差：兩個(gè)同頻率的正弦量之間的相位之差.即(ωt+ψ1)-(ωt+ψ2)=ψ1-ψ2（2）相位關(guān)系：同相、反相、超前、滯后當(dāng)ψ1-ψ2=0，i1與i2同相當(dāng)ψ1-ψ2=π，i1與i2反相當(dāng)ψ1＞ψ2，i1比i2超前或i2比i1滯后u3）相位與相位差的關(guān)系（1）相位差：兩個(gè)同頻率的正弦量之間的63蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件64【例】已知交流電電壓為，求該交流電的周期、頻率、角頻率、最大值、有效值和初相位。解：角頻率ω=314rad/s

周期

頻率

最大值

有效值

初相位【例】已知交流電電壓為65在直角坐標(biāo)系，作一矢量OA，其長(zhǎng)度為正弦電動(dòng)勢(shì)e的最大值Em，它的起位置與X軸正方向的夾角等于初相，并以正弦電動(dòng)勢(shì)的角頻率ω為角速度逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，則在任一瞬間旋轉(zhuǎn)矢量與X軸的夾角為正弦電動(dòng)勢(shì)的相位，它在Y軸的投影（Oa）即為該電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。為了與一般空間矢量相區(qū)別，把表示正弦交流電這一矢量稱為相量。

在直角坐標(biāo)系，作一矢量OA，其長(zhǎng)度為正弦電動(dòng)勢(shì)e的最66正弦交流電的相量用、、表示。但實(shí)際應(yīng)用更多的是有效值相量，即將有向線段0A的長(zhǎng)度定為正弦量的有效值，相應(yīng)符號(hào)則改為、、。正弦交流電的相量用、、67提示：

１．同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應(yīng)相同。２．同一相量圖中，相同單位的相量應(yīng)按相同比例畫出。３．一般取直角坐標(biāo)軸的水平正方向?yàn)閰⒖挤较?，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為正，反之為負(fù)。有時(shí)為了方便起見，也可在幾個(gè)相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標(biāo)軸。４．用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運(yùn)算可按平行四邊形法則進(jìn)行。５．一個(gè)正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法，它們有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但在數(shù)學(xué)上并不相等，如果寫成是錯(cuò)誤的。提示：68二、三相交流電路三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸配電和主要電力負(fù)載，一般都采用三相制。三相交流發(fā)電機(jī)是產(chǎn)生正弦交流電的主要設(shè)備。NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS三相交流發(fā)電機(jī)由三個(gè)對(duì)稱的繞組組成，在空間上彼此相差120，它們的始端記為A、B、C，末端記為X、Y、Z。二、三相交流電路三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸69t0eAeBeCXAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??A相B相C相t0eAeBeCXAYCBZSN+?++??XAYCB70與前面瞬時(shí)值表示法和波形曲線表示法對(duì)應(yīng)三相對(duì)稱正弦交流電也可用相量表示法表示：根據(jù)以上三種表示法都可以求得，對(duì)稱三相交流電的任意瞬時(shí)值之和恒為0。與前面瞬時(shí)值表示法和波形曲線表示法對(duì)應(yīng)三相對(duì)稱正弦交流電也可71與相電壓的關(guān)系由電壓瞬時(shí)值的關(guān)系可知30°由于它們都是同頻率的正弦量，都可用有效值相量表示，即根據(jù)相量圖，線電壓與相電壓的有效值關(guān)系可得即，由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機(jī)或變壓器可以輸出兩種電壓，如：220V和380V。線電壓超前與相電壓相位30°。與相電壓的關(guān)系由電壓瞬時(shí)值的關(guān)系可知30°由于它們都是同頻率72

火線把發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈的末端連在一起，成為一個(gè)公共點(diǎn)（稱為中性點(diǎn)），從中性點(diǎn)引出一條輸電線。稱為中性線，簡(jiǎn)稱中線，用N表示。中性線通常與大地相連，稱為零線。從發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈的始端引出的輸電線，稱為相線，俗稱火線，用L1、L2、L3表示。蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件73三相四線制供電可送出兩種電壓，一種是相線與相線之（如如L1、L2、L3之間）的電壓，稱為線電壓，另一種是相線與零線之間（如L1、L2、L3與N之間）的電壓，稱為相電壓。

這兩種電壓在大小上的關(guān)系是

三相四線制供電可送出兩種電壓，一種是相線與相74三、三相負(fù)載的連接

1．三相負(fù)載的星形（Y）聯(lián)結(jié)將三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線與中線（零線）之間的接法稱為星形（用“Y”標(biāo)記）連接。流過每根相線的電流叫線電流，流過每相負(fù)載的電流叫電流，流過中線的電流叫中線電流，在星形（Y）連接中，線電流等于相電流，即三、三相負(fù)載的連接75星形聯(lián)接負(fù)載對(duì)電源的要求：三相負(fù)載的相電壓必須對(duì)稱。若負(fù)載不對(duì)稱而又沒有中線時(shí)，負(fù)載的相電壓就不對(duì)稱。偏離電源相電壓的額定值，過高或過低的電源相電壓對(duì)負(fù)載是有危害的。中線的作用就在于使不對(duì)稱的星形聯(lián)接負(fù)載得到對(duì)稱的相電壓。為保證這種對(duì)稱性，就不能讓中線斷開。因此，三相電源的中線內(nèi)不接入熔斷器或閘刀開關(guān)。星形聯(lián)接負(fù)載對(duì)電源的要求：三相負(fù)載的相電壓必須對(duì)稱。若負(fù)載762．三相負(fù)載的三角形連接將三相負(fù)載分別接在三相電源的每?jī)筛嗑€之間的接法稱為三角形連接（常用“△”標(biāo)記）2．三相負(fù)載的三角形連接77【例】電加熱開水爐是利用爐膛內(nèi)的電熱阻絲加熱注入的冷水，該爐子接在線電壓為380V的三相電源中，電熱爐電熱絲的電阻為10Ω，（1）試分別計(jì)算電熱絲作星形和三角形連接時(shí)的相電流。（2）若電熱絲的額定電壓是220V應(yīng)該接成什么形式的連接？（3）若電熱絲的額定電壓為380V，又該接成什么形式？解：（1）電熱絲作星形連接時(shí)

電熱絲作三角形連接時(shí)

【例】電加熱開水爐是利用爐膛內(nèi)的電熱阻絲加熱注入的冷78（2）若電熱絲的額定電壓是220V,而電源線電壓為380V,則電熱絲應(yīng)接成星形。因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)電熱絲兩端電壓為相電壓，即220V。

（3）若電熱絲的額定電壓為380V，則應(yīng)接成三角形。

，則電熱絲兩端電壓即為380V。（2）若電熱絲的額定電壓是220V,而電源線電壓為380V,79

四.三相功率不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有功功率必定等于光相有功功率之和。當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，各相的有功功率都是相等的。因此三相總功率為對(duì)于星形對(duì)稱負(fù)載對(duì)于三角形對(duì)稱負(fù)載三相對(duì)稱負(fù)載的有功功率無功功率和視在功率為四.三相功率不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有80例對(duì)稱負(fù)載聯(lián)成三角形，已知電源電壓Ul=220V,安培計(jì)讀數(shù)Il=17.3A,三相功率。試求：每相負(fù)載的電阻和感抗；當(dāng)AB相斷開時(shí)，各安培計(jì)的讀數(shù)和總功率；當(dāng)A線斷開時(shí)，求各安培計(jì)的讀數(shù)和總功率。ABCiAiBiCAAAABC解由題意，視在功率根據(jù)得負(fù)載相電流負(fù)載阻抗為每相電阻和感抗為為1.中所求；例對(duì)稱負(fù)載聯(lián)成三角形，已知電源電壓Ul=220V,安培81對(duì)于2.中，AB斷開不影響另兩相負(fù)載，A、B兩線的安培計(jì)讀數(shù)等于負(fù)載的相電流，C線的安培計(jì)讀數(shù)不變。即AC和BC間負(fù)載功率不變，AB間功率為0，則總功率為對(duì)于3.中的A線斷開，其安培計(jì)讀數(shù)為0。此時(shí)電路變成一單相電路?？傋杩箌Z"|=44/3B和C線上安培計(jì)的讀數(shù)為則總功率為對(duì)于2.中，AB斷開不影響另兩相負(fù)載，A、B兩線的安培計(jì)讀82第四節(jié)電子技術(shù)常識(shí)一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)第四節(jié)電子技術(shù)常識(shí)一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度831.本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共價(jià)健共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱為價(jià)電子。

Si

Si

Si

Si價(jià)電子1.本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱84

Si

Si

Si

Si價(jià)電子

價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭?/p>

溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子在外電場(chǎng)的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)）。SiSiSiSi價(jià)電子價(jià)電子在獲得一定能量85本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理

當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流

(1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng)電子電流

(2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴空穴電流注意：

(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差；(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對(duì)地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)862.N型半導(dǎo)體

摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。

在N

型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。動(dòng)畫2.N型半導(dǎo)體摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自873.P型半導(dǎo)體

摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素

Si

Si

Si

Si

在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。B–硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴動(dòng)畫無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。3.P型半導(dǎo)體摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成884.PN結(jié)（1）PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)也稱PN結(jié)擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－動(dòng)畫形成空間電荷區(qū)4.PN結(jié)（1）PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子89（2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄P接正、N接負(fù)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。

PN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++動(dòng)畫+–（2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電902.PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)P接負(fù)、N接正內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－動(dòng)畫–+2.PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)P接負(fù)、N接正91PN結(jié)變寬2.PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IRP接負(fù)、N接正溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。動(dòng)畫–+PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－PN結(jié)變寬2.PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)92陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅(

c

)平面型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼(

a)點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線(

b)面接觸型圖1–12半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)二、半導(dǎo)體二極管陰極陽極(

d

)符號(hào)D陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅(c)平面型932.二極管的伏安特性測(cè)試二極管伏安特性電路1）定義：二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關(guān)系曲線叫作二極管的伏安特性。2）測(cè)試電路：如圖所示。2.二極管的伏安特性測(cè)試二極管伏安特性電路1）定義：94伏安特性曲線硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降

外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點(diǎn)：非線性硅0鍺0.2~UI死區(qū)電壓PN+–PN–+

反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。伏安特性曲線硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿導(dǎo)通壓降953.晶體二極管的單向?qū)щ娦裕簞?dòng)畫PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

1)正極電位＞負(fù)極電位，二極管導(dǎo)通；

2)正極電位＜負(fù)極電位，二極管截止。即二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為二極管的單向?qū)щ娦浴?.晶體二極管的單向?qū)щ娦裕簞?dòng)畫PN結(jié)的單向?qū)щ娦?96

[例]如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，H1、H2兩個(gè)指示燈，哪一個(gè)可能發(fā)光？解由電路圖可知，開關(guān)S閉合后，只有二極管V1正極電位高于負(fù)極電位，即處于正向?qū)顟B(tài)，所以H1指示燈發(fā)光。[例]如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，H1、H2974.二極管的簡(jiǎn)單測(cè)試萬用表檢測(cè)二極管將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測(cè)電阻小時(shí)，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負(fù)極。1）．判別正負(fù)極性用萬用表檢測(cè)二極管如圖所示。萬用表測(cè)試條件：R×100或R×1k擋；4.二極管的簡(jiǎn)單測(cè)試萬用表檢測(cè)二極管將紅、黑表筆分別接982）判別好壞萬用表檢測(cè)二極管萬用表測(cè)試條件：R1k。(3)若正向電阻約幾百歐，反向電阻非常大，二極管正常。(2)若正反向電阻非常大，二極管開路。(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；2）判別好壞萬用表檢測(cè)二極管萬用表測(cè)試條件：R1k。(995.穩(wěn)壓二極管1）符號(hào)UZIZIZMUZIZ2）伏安特性穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓使用時(shí)要加限流電阻穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。_+UIO5.穩(wěn)壓二極管1）符號(hào)1003）穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓VZ—

穩(wěn)壓管在規(guī)定電流下的反向擊穿電壓。(2)穩(wěn)定電流IZ--穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓下的工作電流。

(3)最大穩(wěn)定電流

IZmax—穩(wěn)壓管允許長(zhǎng)期通過的最大反向電流。

(4)動(dòng)態(tài)電阻

rZ

—穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與電流變化量的比值，即

rZ

=

VZ

/IZ

。此值越小，管子穩(wěn)壓性能越好。3）穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓VZ—穩(wěn)壓管1014）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路

(1)電路：V為穩(wěn)壓管，起電流調(diào)整作用；R為限流電阻，起電壓調(diào)整作用。

(2)電路的穩(wěn)壓過程：VO↓→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑

(3)應(yīng)用：小功率場(chǎng)合。4）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路(1)電102三、晶體三極管（一）三極管的結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管三、晶體三極管（一）三極管的結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN103基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：集電區(qū)：面積最大基區(qū)：最薄，發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電104（二）三極管的電流放大作用1.三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

（二）三極管的電流放大作用1.三極管放大的外部條件BEC1052.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

3）IC

IB

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。

實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化。2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)I106于是規(guī)定為三極管電流放大系數(shù)于是規(guī)定為三極管電流放大系數(shù)107（三）三極管的輸入、輸出特性即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線（三）三極管的輸入、輸出特性即管子各電極電壓與電流的108發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路測(cè)量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線路輸入回路輸出回路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路測(cè)量晶體1091.輸入特性特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管V，鍺管V。正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBEPNP型鍺管

UBEIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO1.輸入特性特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管V，鍺管V。正常工作1102.輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=IB

，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。2.輸出特性IB=020A40A60A80A10111IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有IC0

。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCEUBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，硅管UCES，

鍺管UCES。IB=020A40A60A80A100A36IC(1123.主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。常用晶體管的

值在20~200之間。3.主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)113(2)集-基極反向飽和電流ICBO(發(fā)射極開路）

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC（3）集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEO(基極開路）

AICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。(2)集-基極反向飽和電流ICBO(發(fā)射極開路）114（4）集電極最大允許電流ICM（5）集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)

CEO。（6）集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會(huì)燒壞三極管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。（4）集電極最大允許電流ICM（5）集-射極反向擊穿電壓U115蓋秋梅電工基礎(chǔ)知識(shí)課件116溫度對(duì)三極管的影響T升高，反向飽和電流ICBO增加。T升高，增加。T升高，反向擊穿電壓U(BR)CEO增加。溫度對(duì)三極管的影響T升高，反向飽和電流ICBO增加。1173.三極管的簡(jiǎn)易測(cè)試1）用萬用表測(cè)量三極管管型的方法怎么來判斷呢？PPNNNP集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)基極b基極b3.三極管的簡(jiǎn)易測(cè)試1）用萬用表測(cè)量三極管管型的方法怎么118第一步：找三極管的基極(B)：先將萬用表置于R×lk

歐姆檔，調(diào)零。將黑表筆接假定的基極B，紅表筆分別與另兩個(gè)極相接觸，觀測(cè)指針擺動(dòng)情況b

測(cè)得一組（兩個(gè)）電阻值。這兩個(gè)電阻值都很小。調(diào)換表筆，將紅表筆接原來假定的基極B，黑表筆分別與另兩個(gè)極相接觸，觀測(cè)指針擺動(dòng)情況b

又測(cè)得一組（兩個(gè)）電阻值。這兩個(gè)電阻值都很大。第一步：找三極管的基極(B)：先將萬用表置于R119b

那么哪次假設(shè)正確呢？b

測(cè)得一組（兩個(gè)）電阻值。這兩個(gè)電阻值一大一小。測(cè)得一組（兩個(gè)）電阻值。這兩個(gè)電阻值都很大。結(jié)論:如果測(cè)得的電阻值都小，調(diào)換表筆后測(cè)得的電阻值都大，說明我們假設(shè)的基極正確。這次我們假設(shè)另一個(gè)管腳為基極（B）b那么哪次假設(shè)正確呢？b測(cè)得一組（兩個(gè)）電阻值。這兩個(gè)電120第二步：判斷管子類型：將萬用表黑表筆接基極B，紅表筆分別與另兩個(gè)極相接觸，觀測(cè)指針擺動(dòng)情況b

電阻值都小，說明管子為型NNP集電結(jié)發(fā)射結(jié)基極bNPN第二步：判斷管子類型：將萬用表黑表筆接基極B，紅表筆121b

那什么情況下，我們測(cè)量的是PNP型三極管。PPN集電極c發(fā)射極e基極b電阻都大，說明管子為PNP型。思考b那什么情況下，我們測(cè)量的是PNP型三極管。PPN集電極c122讓黑表筆接假定的集電極C，紅表筆接假定的發(fā)射極E。手指將B、C短接。觀測(cè)指針擺動(dòng)情況；

之后，調(diào)換兩表筆重新測(cè)量，觀測(cè)指針擺動(dòng)情況。偏轉(zhuǎn)較大假定是正確的！黑表筆接的是極紅表筆接的是極。二、用萬用表測(cè)試三極管管腳的方法cb

e假定C極錯(cuò)誤cbe假定C極正確對(duì)于NPN三極管：結(jié)論:CE

123

NPN:Uc>Ub>Ue紅CBE人體電阻cbe黑VCC等效電路為什么電阻小的那次正確NPN:Uc>Ub>Ue124你會(huì)做嗎？那么如何測(cè)量PNP型三極管的各個(gè)管腳？思考及作業(yè)：你會(huì)做嗎？那么如何測(cè)量PNP型三極管的各個(gè)管腳？思考及作業(yè)：125eb

c對(duì)于PNP型三極管ebc注意：對(duì)于PNP型三極管我們是將紅表筆接C極結(jié)論:偏轉(zhuǎn)較大假定是正確的！黑表筆接的是極紅表筆接的是極。CEebc對(duì)于PNP型三極管ebc注意：對(duì)于PNP型三極管我126

PNP:Uc>Ub>Ue紅人體電阻cbe黑Vce等效電路為什么電阻大的那次正確BECIBIEICPNP:Uc>Ub>Ue127課后練習(xí)

判斷題1.并聯(lián)電路中，支路電阻越大，分電流越大。課后練習(xí)判128參考答案［×］參考答案129課后練習(xí)

判斷題2.通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)方向的判斷方法是用左手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向，則其余四指所指的方向就是磁場(chǎng)的方向。課后練習(xí)判130參考答案［×］參考答案131課后練習(xí)

判斷題3.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向，可以應(yīng)用左手定則來確定。伸出左手使掌心迎著磁力線，即磁力線垂直穿過掌心，伸直的四指與導(dǎo)線中的電流方向一致，則與四指成直角的大拇指所指的方向就是導(dǎo)線受力的方向。課后練習(xí)判132參考答案［√］參考答案133課后練習(xí)

判斷題4.電流與磁場(chǎng)的方向垂直時(shí)的作用力最大，平行時(shí)的作用力為零。課后練習(xí)判134參考答案［√］參考答案135課后練習(xí)

判斷題5.在任意瞬間，電阻R消耗的功率(稱為瞬時(shí)功率)等于這個(gè)時(shí)間電壓μ與電流i的乘積。課后練習(xí)判136參考答案［√］參考答案137課后練習(xí)

判斷題6.串聯(lián)電路，電阻越大，其分電壓也越小。課后練習(xí)判138參考答案［×］參考答案139課后練習(xí)

判斷題7.根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢(shì)的方向具有阻礙電流磁場(chǎng)變化的趨勢(shì)。課后練習(xí)判140參考答案［√］參考答案141課后練習(xí)

判斷題8.并聯(lián)電路中，各支路的電流與其支路電阻成反比。

課后練習(xí)判142參考答案(√)參考答案143課后練習(xí)

判斷題9.測(cè)量電流的電流表內(nèi)阻越大越好。課后練習(xí)判144參考答案(×)

參考答案145課后練習(xí)

判斷題10.電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的一部分，它由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)及配電裝置，升壓及降壓變電所，輸配電線路及用戶的用電設(shè)備所組成。課后練習(xí)判146參考答案(√)參考答案147課后練習(xí)

判斷題11.電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分，它是由各類變電站(所)和各種不同電壓等級(jí)的輸，配電線路聯(lián)接起來組成的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。課后練習(xí)判148參考答案(√)參考答案149課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題1.在電路中，電流之所以能流動(dòng)，是由電源兩端的電位差造成的，我們把這個(gè)電位差叫做()A、電壓；B、電源；C、電流；D、電容。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題150參考答案A

參考答案151課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題2.在一恒壓的電路中，電阻R增大，電流隨之()。A、減小；B、增大；C、不變；D、不一定。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題152參考答案A參考答案153課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題3.幾個(gè)電阻的兩端分別接在一起，每個(gè)電阻兩端承受同一電壓，這種電阻連接方法稱為電阻的()。A、串聯(lián)；B、并聯(lián)；C、串并聯(lián)；D、混聯(lián)。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題154參考答案B參考答案155課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題4.在30Ω電阻的兩端加60V的電壓，則通過該電阻的電流是()。A、1800A；B、90A；C、30A；D、2A。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題156參考答案

D參考答案157課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題5.在一電壓恒定的直流電路中，電阻值增大時(shí)，電流()。A、不變；B、增大；C、減小；D、變化不定。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題158參考答案

C參考答案159課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題6.正弦交流電的三要素是最大值，頻率和()。A、有效值；B、最小值；C、周期；D、初相角。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題160參考答案

D參考答案161課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題7.我們使用的照明電壓為220V，這個(gè)值是交流電的()A、有效值；B、最大值；C、恒定值；D、瞬時(shí)值。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題162參考答案

A參考答案163課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題8.一只標(biāo)有"1kΩ，10W"的電阻，允許電壓()。A、無限制；B、有最高限制；C、有最低限制；D、無法表示。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題164參考答案

B參考答案165課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題9.交流電路中，某元件電流的()值是隨時(shí)間不斷變化的量。A、有效；B、平均；C、瞬時(shí)；D、最大。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題166參考答案

C參考答案167課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題10.當(dāng)線圈中的電流()時(shí)，線圈兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。A、變化時(shí)；B、不變時(shí)；C、很大時(shí)；D、很小時(shí)。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題168參考答案

A參考答案169課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題12.燈炮上標(biāo)有"220V，40W"的字樣，其意義是()。A、接在220V以下的電源上，其功率是40W；B、接在220V電源上，其功率是40W；C、接在220V以上的電源上，其功率是40W；D、接在40V電源上，其功率是220W。課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題170參考答案

B參考答案171課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題13.電流方向隨時(shí)間改變的電流是［］。A、直流電B、交流電課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題172參考答案

B參考答案173課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題14.實(shí)踐證明，各種金屬材料溫度升高時(shí)，電阻將［］。A、不變B、減小C、增大課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題174參考答案

C參考答案175課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題15.串聯(lián)電路，電阻越大，其分電壓［］。A、越大B、越小C、不變課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題176參考答案

A參考答案177課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題16.電池并聯(lián)連接后，總內(nèi)電阻降低，而回路電源的容量［］。A、不變B、變小C、增大課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題178參考答案

C參考答案179課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題17.通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)方向的判斷方法用［］握住導(dǎo)線。A、右手B、左手課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題180參考答案

A參考答案181課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題18.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向，可以應(yīng)用［］定則來確定。A、右手B、左手

課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題182參考答案

B參考答案183課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題19.

電流與磁場(chǎng)的方向垂直時(shí)的作用力是［］。A、最大B、最小C、零課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題184參考答案A參考答案185課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題20.根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢(shì)的方向具有［］電流磁場(chǎng)變動(dòng)的趨勢(shì)。A、促進(jìn)B、阻礙C、不影響課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題186參考答案B參考答案187課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題21.采用［］電力電容器可以提高功率因數(shù)。A、并聯(lián)B、串聯(lián)C、并聯(lián)或串聯(lián)課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題188參考答案A參考答案189課后練習(xí)

單項(xiàng)選擇題22.電工絕緣材料的電阻率一般在［］以上。A、106Ω·mB、108Ω·mC、107Ω·m課后練習(xí)單項(xiàng)選擇題190參考