电工电子技术全套ppt课件

原理分析
整流电路和逆变电路的工作原理都涉 及到开关器件的通断控制。在整流电 路中，开关器件的导通与截止决定了 电流的流向和大小；在逆变电路中， 开关器件的通断则决定了输出电压的 波形和频率。通过对开关器件的精确 控制，可以实现整流和逆变电路的高 效、稳定运行。
PWM控制技术及应用实例
PWM控制技术
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电阻中电压、电流和电阻之间的关系，即V=IR。其中V为电压，I为电流，R为 电阻。
基尔霍夫定律
包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。KCL指出在电路中任 一节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和；KVL指出在任一闭合回 路中，各段电压的代数和等于零。
03
电磁感应与变压器原理
电磁感应现象及法拉第电磁感应定律
电磁感应现象
当导体回路在变化的磁场中或导体回 路在恒定磁场中作切割磁力线运动时， 导体回路中就会产生感应电动势，从 而在回路中产生电流的现象。
法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小与穿过回路的磁通量 的变化率成正比。即 e = -nΔΦ/Δt，其 中e为感应电动势，n为线圈匝数， ΔΦ/Δt为磁通量的变化率。
中的应用。
放大电路原理及分析方法
放大电路基本概念
介绍放大电路的作用、分类以及主要性能指 标。
放大电路分析方法

致时，电动势取“+”号，反之取“-”号;当电阻上的电流方向与所选回路方向一致时， 电阻上电压降取“+”号，反之取“-”号）
即：
U升高=U降低 或 U =0 或 E= IR
c +
I1 R1
-a-
I2 R2
+d + E2 -
+ E1 -
b
E1 I 2 R2 E2 I1 R1 或：E1 I1 R1 I 2 R2 E2 0 或：E1 I 2 R2 E2 I1 R1
注意：电位和电压的区别 电位值是相对的，参考点选得不同，电路中其它各点的电位也将随之改变； 电路中两点间的电压值是绝对的，不会因参考点的不同而改变。
第二章 电路的分析方法
主要内容：
◆电源的等效变换方法
1、电阻串并联的等值变换 2、电压源与电流源的等值变换（戴维南定理及 诺顿 定理）
◆电路的一般分析方法 1、支路电流法 2、节点电压法 3、叠加原理 4、图解法（适用与非线性电阻电路以及一般电路）
3、对于简单的串、并联电路关系，可用标点法简化，即可求解。
a
4 4 4 4
将未标点的 各个多条线 的交集点标 上序号
a
4 4 4 c
4 b
4
4
4
4 d
2
a 4 4 c 4 4 d
b 2

+
u
参考方向
+
u
+ 实际方向
u> 0
实际方向
+
u<0
精品课件
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+ _
示例
+ 10V _
+
u
_
1
10Ω
+ 10V _
u 1 10Ω
u 1 = 10V
u 1 = － 10V
电压参考方向的三种表示方式：
• 用正负极性表示 —— 由正极指向负极的方向为电压（降）的参考方向 • 用箭头表示 —— 箭头指向为电压（降）的参考方向
导线
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
建模 灯泡
开关
+
U
_
s
电池
RL
Rs
灯泡
导线
理想电路元件 有某种确定的电磁性能的理想元件
电路模型
反映实际电路部件的主要电磁性质 的理想电路元件及其组合
精品课件
5
3. 集总参数电路 由集总参数元件构成的电路
集总参数元件
假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行
K
u k ( t ) 0 或
u降 u升 或 uR US
k 1
式中 uk(t) 为该回路中第 k 条支路电压，K 为该回路处的支路数

2020/11/24
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（2）电压
高中物理学中对电压的定义：电场力把单位正电荷从电 场中的一点移到另一点所做的功。表达式为：
u ab
dw ab dq
直流情况下
U ab
W ab Q
注意：物理量用小字表示变量，用大写表示恒量。
从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根 本原因；在数值上，电压等于电路中两点电位的差值。
2020/第11/二24 篇
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1.1 电路分析基础知识
1、导体、绝缘体和半导体
自然界物质的电结构：
= 原子结构中：正电荷 负电荷
原子核 电子
原子核中有质子和中 子，其中质子带正电， 中子不带电。
绕原子核高速旋转 的电子带负电。
原子核
原子核
原子核
导体的外层电子数很少且距 离原子核较远，因此受原子核 的束缚力很弱，极易挣脱原子 核的束缚游离到空间成为自由 电子，即导体的特点就是内部 具有大量的自由电子。
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必须指出，电路在进行上述模型化处理时是有条件的。 前提是：实际电路中各部分的基本电磁现象可以分别研 究，并且相应的电磁过程都集中在电路元件内部进行， 这种电路称为集总参数元件的电路。
集总参数元件的特征
1. 在元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部进行， 其次要因素可以忽略的理想化电路元件。如前面提到的 无源电路元件R，只具有耗能的电特性；L只具有储存磁 场能量的电特性；C只具有储存电场能量的电特性。

定义、分类、应用领域等
异步电动机变频调速原理
转差频率控制、矢量控制等
同步电动机变频调速原理
他控式同步电动机调速、自控式同步电动机 调速等
变频调速系统设计方法
硬件设计、软件设计、系统调试等
05
传感器与检测技术基 础
传感器概述及分类方法
传感器的定义与功能
将非电量转换为与之有确定关系的电量输出，实现对被测对象的 检测。
门电路及组合逻辑设计
基本门电路及其特性
01
详细讲解与门、或门、非门等基本门电路的工作原理、逻辑功
能及特性参数。
组合逻辑电路的分析与设计
02
介绍组合逻辑电路的分析方法和设计步骤，包括逻辑函数的化
简、组合逻辑电路的竞争与冒险等。
常见组合逻辑电路及ຫໍສະໝຸດ Baidu应用
03
列举并讲解常见的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选
列举并讲解常见的时序逻辑电路，如寄存器、计数器、顺序脉冲发 生器等，以及它们在实际应用中的例子。
脉冲信号产生与整形
脉冲信号的基本概念与特性
介绍脉冲信号的基本概念、特点，以及常见的脉冲信号波形和参数。
脉冲信号的产生方法
详细讲解脉冲信号的产生方法，如RC充放电电路、555定时器及其 应用等。
脉冲信号的整形与变换
03
智能控制方法的优点
能够处理非线性系统和不确定性系统，具有自学习和自适应能力。

交流异步电动机运行特性
异步电动机基本结 构
包括定子、转子和气隙等部分，介绍各部分的功能和作用 。
异步电动机工作原 理
阐述旋转磁场产生原理，以及转子感应电流与旋转磁场相 互作用产生转矩的过程。
异步电动机运行特 性
分析异步电动机的启动、调速和制动等运行特性，以及功 率因数、效率和温升等性能指标。
同步发电机并网运行条件
03
使用电器设备时，务必 确保接地良好，避免触 电事故。
04
实验中若遇到异常情况 ，应立即停止实验并报 告指导老师。
常用仪器仪表使用方法
万用表
用于测量电压、电流和电阻等电学量，使用 前需选择合适的量程和档位。
信号发生器
用于产生各种频率和幅度的电信号，以便进 行电路测试和实验验证。
示波器
用于观测和分析电信号的波形，使用时需调 整合适的时基和幅度档位。
根据控制要求设计梯 形图，并进行模拟调 试。
编写程序
将梯形图转换为PLC 可识别的程序语言， 并进行程序调试。
现场调试
将PLC控制系统安装 到现场，进行实际调 试和运行。
典型应用案例分析
案例一
PLC在机床电气控制中的应用。 通过PLC实现对机床的启动、停 止、换刀、主轴控制等功能的自
动化控制。
案例四
PLC基本组成和功能特点
基本组成

一、 理想电路元件
实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或 器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电 阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
何为电路元件？
用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称 为实际元件。
无源电路元件
有源电路元件
电阻 电容 电感
电压源 电流源
例如：一个线圈在有电流通过时
i
a
b
1.2.2 电压与电动势
一、电压
定义： 电场力把单位正电荷从一 点移到另一点所做的功。
u ab
dA dq
u ab V a Vb
单位： V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
实际方向：由高电位端指向低电位端。
电压的方向可用箭头表示,
R
也可用字母顺序表示 u ab
u
也可用+，- 号表示。
a
b
+u -
3.电路中引入电路 模型的意义何在？
1.2 电路的主要 物理量
1.2.1 电流 1.2.2 电压与电动势 1.2.3 电位 1.2.4 电能和电功率
1.2.1 电流
一、电流定义
带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动 形成电流。单位时间内流过导体截面的电荷量定 义为电流强度。
二、电流的单位
A（安培）、mA(毫安）、μA（微安）
组成：电源、负载和中间环节。

电子器件的参数
电子器件的参数是描述其性能和规格的数值，如工作电压 、电流、频率、功率等，正确选择和使用电子器件的参数 是保证电路性能的重要前提。
电子器件的特性
电子器件的特性包括伏安特性、频率特性、噪声特性、非 线性失真特性等，这些特性决定了电子器件的应用范围和 性能。
电子器件的选择
在选择电子器件时，需要根据电路的具体要求和性能指标 ，综合考虑其特性、参数、价格、可靠性等因素，选择最 适合的电子器件。
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电工电子技术的应用领域
总结词
电工电子技术在能源、交通、通信、工业自动化等领 域有着广泛的应用。
详细描述
电工电子技术在能源领域中，主要应用于发电、输电、 配电等方面，如风力发电、太阳能发电等可再生能源的 转换和传输。在交通领域中，电工电子技术主要用于电 力机车、动车组等轨道交通的牵引传动系统，以及汽车 电子控制系统等方面。在通信领域中，电工电子技术主 要用于信号传输和处理，如光纤通信、无线通信等。在 工业自动化领域中，电工电子技术主要用于电动机控制 、工业机器人等方面。
电工电子技术的发展趋势
要点一
总结词
电工电子技术未来将朝着高效化、智能化、集成化等方向 发展。
要点二
详细描述
随着能源危机和环保意识的提高，电工电子技术将更加注 重高效化和节能环保，如发展高效电力电子变换器、智能 电网等技术。同时，随着人工智能和物联网技术的发展， 电工电子技术将更加智能化，如发展智能传感器、智能控 制器等技术。此外，随着半导体工艺的进步，电工电子技 术将更加集成化，如发展微纳电子器件、集成电路等技术 。

电工电子技术全套课件(完 整版)
目录
• 电工电子技术基础 • 直流电路与交流电路 • 数字电路与逻辑设计 • 模拟电子技术及应用 • 电力电子技术及应用 • 电气控制技术与PLC应用 • 实验与实训项目指导
01
电工电子技术基础
电工基本概念与电路基础
电工基本概念
电流、电压、电阻、功 率等基本概念及其单位
基本控制环节
深入讲解电气控制中的基本控制环节，如启动、停止、保 护、联锁等，并分析其实现方法和特点。
可编程控制器(PLC)原理及应用
PLC概述
简要介绍PLC的定义、发展历程 、应用领域等基本概念。
PLC原理
详细阐述PLC的工作原理，包括硬 件组成、软件编程、工作原理等方 面。
PLC应用
深入讲解PLC在工业自动化领域的 应用，如顺序控制、过程控制、运 动控制等，并分析其实现方法和特 点。
半导体器件工作原理
详细阐述二极管、三极管等半导体器件的工作原理、特性曲线以及 主要参数。
放大电路基础
介绍放大电路的基本概念、性能指标以及放大电路的分类和工作原 理。
集成运算放大器及其应用
集成运算放大器基础知识
介绍集成运算放大器的概念、特点、主要参数以及分类。
集成运算放大器的应用
详细阐述集成运算放大器在信号放大、信号处理、信号变换等方面的应用，包括加法器、 减法器、积分器、微分器等电路。

第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
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第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
元件：最小单位。
元件构成器件、器件构成设备、设备组成系统。
3 分类
按联结电路的目的和电路的作用分：
• 力能电路
• 信号电路
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1) 力能电路 (强电) • 电压高、电流和功率大 (106Kw、105Kw)。
• 实现能量的传输和转换。 • 电能传输效率高。
380V、220V；50Hz
发 电机
激励
响应
输入 发生在负载上的响应
输入 X
系 统 输出 Y
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输出(响应之一)
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2 电路问题
输入 X
系 统 输出 Y
1) 系统分析
根据系统内部结构和参数，建立Y =f (X)关系。
u,i 关系 研究电路的
功能关系 2) 系统综合
根据激励X与响应Y的关系，构造系统的结构。通常所讲的设计。

放大器的分析方法
介绍放大器的图解分析法 和等效电路分析法，以及 如何利用这些方法分析放 大器的性能。
集成运算放大器应用举例
集成运算放大器的基本特性
介绍集成运算放大器的基本特性，如高输入阻抗、低输出阻抗、大放大倍数等。
集成运算放大器的应用电路
列举集成运算放大器的应用电路，如加法器、减法器、积分器、微分器等，并解释其工作 原理和应用场景。
半导体器件的主要参数
列举半导体器件的主要参数，如击穿电压、最大整流电流等，并解 释其意义。
放大器原理及性能指标评价
放大器的基本原理
阐述放大器的组成、分类 及工作原理，包括电压放 大器、功率放大器等。
放大器的性能指标
介绍放大器的性能指标， 如放大倍数、输入电阻、 输出电阻、失真度等，并 解释其含义和评价标准。
常见组合逻辑电路及其应用
列举并解释编码器、译码器、数据选择器、比较器等常见组合逻辑电路的工作 原理及应用实例。
时序逻辑门电路简介
01
时序逻辑电路的基本概念
阐述时序逻辑电路的定义、特点以及与组合逻辑电路的区别。
02
常见时序逻辑电路及其应用
介绍触发器、寄存器、计数器等常见时序逻辑电路的工作原理及应用实
RLC串联和并联谐振电路分析
RLC串联谐振电路分析
阐述RLC串联谐振电路的特点和性质，包括谐振条件、谐振 频率、品质因数等概念，以及串联谐振在电子技术中的应用 。

阻抗与导纳的计算
在具有电阻、电感和电容的电路里，对 电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。 阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称 为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电 路中对直流电所起的阻碍作用称为容 抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍 作用称为感抗，电容和电感在电路中对 交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧姆。
电力电子器件分类
按照控制信号的性质，可分为模拟器件和数字器件；按照功率处理 能力，可分为小功率器件、中功率器件和大功率器件。
特性参数
包括额定电压、额定电流、开关速度、导通压降、关断时间等。
整流与逆变技术原理及应用
01
整流技术
将交流电转换为直流电的过程，主要应用包括电源供应器、电池充电器
等。
02
逆变技术
阻抗的倒数称为导纳，用Y表示，是一 个复数，实部称为电导，虚部称为电纳。
根据电路元件的参数和交流电的频率， 可以计算出电路的阻抗或导纳。
交流电路功率因数提高方法
功率因数的定义
有功功率与视在功率的比值，反映了 交流电路中有功功率的占比。
提高功率因数的方法
包括合理选择和使用电气设备、采用 无功补偿装置、提高自然功率因数等。 这些方法可以减少无功功率的消耗， 提高有功功率的占比，从而提高功率 因数。
介绍逻辑变量、逻辑函数、基本逻辑 运算等概念，以及逻辑代数的基本定 律和规则。

电路中各物理量的计算
——通过例题分析电压、电流正 负与正方向及功率性质的关系
例1： 电路如图，各元件电压和电流的参考方向如图 所示，且测得：I1=-4A，I2=6A，I3=10A，I4=1A，I5=8A， I6=3A，U1=140V，U2=-90V，U3=60V，U4=-80V，U5=30V， U6=60V。试标出图示电路中各电流电压的实际方向，计 算各元件功率的大小，说明该元件是吸收还是发出功率。
本章主要内容
基本概念 基本定律及应用 基本分析方法
基本概念
1 电路的组成及作用 2 电路中的基本物理量及参考方向 3 电路元件及电路模型 4 电路的工作状态
基本定律及应用
1 基尔霍夫定律 2 电路中电位的计算
基本分析方法
1 电源的等效变换法 2 支路电流法 3 弥尔曼定理 4 叠加原理 5 戴维南定理(等效电源定理)
I4
4
I1
U4
1 U1
6 U6
I3 U3 3
I6
U5 5
I5
I2
U2 2
I1 0 U2 0 U4 0
I4
4
I1
U4
1 U1
6 U6
I3 U3 3
I6
U5 5
I5
I2
U2 2
P1 U1I1 140 (4) 560W
P2 U 2 I 2 90 6