【文章內(nèi)容簡介】 t+ju0)e(t)=Emsin(wt+je0)圖72正弦交流電的波形圖舉例例如已知某正弦交流電流的最大值是2A，頻率為100Hz，設(shè)初相位為60176。，則該電流的瞬時表達式為i(t)=2sin(628t+60176。)2）波形圖表示法圖72給出了不同初相角的正弦交流電的波形圖。圖73正弦量的振幅相量圖舉例3）相量圖表示法正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示，但通常用有效值相量表示。（1）振幅（最大值）相量表示法圖74正弦量的有效值相量圖舉例振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做為相量的模(大小)、用初相角做為相量的幅角，例如有三個正弦量為e=60sin(wt+60176。)Vu=30sin(wt+30176。)Vi=5sin(wt30176。)A則它們的振幅相量圖如圖73所示。（2）有效值相量表示法有效值相量表示法是用正弦量的有效值做為相量的模(長度大小)、仍用初相角做為相量的幅角，例如則它們的有效值相量圖如圖74所示。二、單一參數(shù)的交流電路只含有電阻元件的交流電路叫做純電阻電路。圖81電阻電壓u與電流i的波形圖和相量圖i=Isin(wt+j)u=Usin(wt+j)這說明，正弦交流電壓和電流的有效值之間也滿足歐姆定律。電阻的兩端電壓u與通過它的電流i同相只含直流電阻和分布電容可以忽略的電感線圈的交流電路叫做純電感電路。反映電感對交流電流阻礙作用程度的參數(shù)叫做感抗。歐姆(W)XL=wL=2pfL自感系數(shù)L的國際單位制是亨利(H)，常用的單位還有毫亨(mH)、微亨(mH)，納亨(nH)等，采用千進制。用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫做低頻扼流圈，用于“通低頻、阻高頻”的電感線圈叫做高頻扼流圈。i=Isinwt+j)u=Usin[wt+(j+900)]電感電壓比電流超前90176。(或p/2)，即電感電流比電壓滯后90176。只含介質(zhì)耗損和分布電感可以忽略的電容的交流電路叫做純電容電路。反映電容對交流電流阻礙作用程度的參數(shù)叫做容抗。歐姆(W)用于“通交流、隔直流”的電容叫做隔直電容器；用于“通高頻、阻低頻”將高頻電流成分濾除的電容叫做高頻旁路電容器。在電路中的交流電流與電容兩端電壓的變化率成正比。i=Cdu/dtu=Usin(wt+j)i=Isin[wt+(j+900)]電容電流比電壓超前90176。(或p/2)，即電容電壓比電流滯后90176。三、RLC串聯(lián)交流電路設(shè)電路中電流為i=Imsin(wt)則根據(jù)R、L、C的基本特性可得各元件的兩端電壓：uR=RImsin(wt)，　uL=XLImsin(wt+90176。)，　uC=XCImsin(wt90176。)根據(jù)基爾霍夫電壓定律(KVL)，在任一時刻總電壓u的瞬時值為u=uR+uL+uC作出相量圖，如圖85所示，并得到各電壓之間的大小關(guān)系為上式又稱為電壓三角形關(guān)系式。由于UR=RI，UL=XLI，UC=XCI，可得令上式稱為阻抗三角形關(guān)系式，|Z|叫做RLC串聯(lián)電路的阻抗，其中X=XLXC叫做電抗。阻抗和電抗的單位均是歐姆(W)。阻抗三角形的關(guān)系如圖86所示。由相量圖可以看出總電壓與電流的相位差（阻抗角）為根據(jù)總電壓與電流的相位差(即阻抗角j)不同，將電路分為三種性質(zhì)。1）感性電路：當(dāng)X0時，即XLXC，j0，電壓u比電流i超前j，稱電路呈感性；2）容性電路：當(dāng)X0時，即XLXC，j0，電壓u比電流i滯后|j|，稱電路呈容性；3）諧振電路：當(dāng)X=0時，即XL=XC，j=0，電壓u與電流i同相，稱電路呈電阻性，電路處于這種狀態(tài)時，叫做諧振狀態(tài)，此時：諧振頻率為諧振頻率f0只由電路中的電感L與電容C決定，是電路中的固有參數(shù)，所以通常將諧振頻率f0叫做固有頻率。串聯(lián)諧振電路的特點（1）電路的阻抗最小，電路呈電阻性|Z|=R（2）電流呈現(xiàn)最大　?。?）電感L與電容C上的電壓大小相等，方向相反。（1）瞬時功率P（2）有功功率P與功率因數(shù)l瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做平均功率，它反映了交流電路中實際消耗的功率，所以又叫做有功功率，用P表示，單位是瓦特(W)。=UIcosj=UIll=cosj（3）視在功率S在交流電路中，電源電壓有效值與總電流有效值的乘積(UI)叫做視在功率，用S表示，單位是伏安(VA)。S代表了交流電源可以向電路提供的最大功率，又稱為電源的功率容量。S=UIl=P/S電路的功率因數(shù)能夠表示出電路實際消耗功率占電源總功率的多少。特性名稱電阻R電感L電容C⑴阻抗特性①阻抗電阻R感抗XL=wL容抗XC=1/(wC)②直流特性呈現(xiàn)一定的阻礙作用通直流(相當(dāng)于短路)隔直流(相當(dāng)于開路)③交流特性呈現(xiàn)一定的阻礙作用通低頻，阻高頻通高頻，阻低頻⑵伏安關(guān)系①大小關(guān)系UR=RIRUL=XLILUC=XCIC②相位關(guān)系(電壓與電流相位差)jui=0176。jui=90176。jui=90176。⑶功率情況耗能元件，存在有功功率PR=URIR　(W)儲能元件(PL=0)，存在無功功率QL=ULIL(Var)儲能元件(PC=0)，存在無功功率QC=UCIC(Var)內(nèi)　　容RLC串聯(lián)電路RLC并聯(lián)電路等效阻抗阻抗大小阻抗角j=arctan(X/R)j=arctan(B/G)電壓或電流關(guān)系大小關(guān)系電路性質(zhì)感性電路XLXC，ULUC，j0XLXC，ILIC，j0容性電路XLXC，ULUC，j0XLXC，ILIC，j0諧振電路XL=XC，UL=UC，j=0XL=XC，IL=IC，=0功率有功功率P=I2R=UIcosj(W)P=U2G=UIcosj(W)無功功率Q=I2X=UIsinj(Var)Q=U2B=UIsinj(Var)視在功率RLC串聯(lián)諧振電路RLC并聯(lián)諧振電路諧振條件XL=XCXL187。XC諧振頻率諧振阻抗諧振電流品質(zhì)因數(shù)元件上電壓或電流UL=UC=QU，UR=UIL187。IC187。QI0通頻帶失諧時阻抗性質(zhì)ff0時，呈感性；ff0時，呈容性。ff0時，呈容性；ff0時，呈感性。對電源的要求適用于低內(nèi)阻的信號源適用于高內(nèi)阻的信號源提高感性負載(RL)功率因數(shù)的方法，是用適當(dāng)容量的電容器與感性負載并聯(lián)。對于額定電壓為U、額定功率為P、工作頻率為f的感性負載來說，將功率因數(shù)從l1=cosj1提高到l2=cosj2，所需并聯(lián)的電容為其中j1=arccosl1，j2=arccosl2，且j1j2，l1l2。15三相交流電路由三個頻率、幅值相等，彼此相位互差120度的單相交流電源構(gòu)成的電路。第一相(U相)電動勢：e1=Emsin(wt)第二相(V相)電動勢：e2=Emsin(wt120176。)第三相(W相)電動勢：e3=Emsin(wt+120176。)顯然，有e1+e2+e3=0圖102三相繞組的星形接法1）星形（Y）連接三根相線（火線）UVW1，一根中線（零線）N(UVW2連在一起)。由三根相線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制(通常在低壓配電中采用)相電壓：相線與中線的電壓。有效值UpU1=U2=U3=Up線電壓：相線與相線的電壓。有效值ULU12=U23=U31=UL=Up線電壓比相應(yīng)的相電壓超前30176。2）三角形(△形)連接三根相線（火線）,將V1與UW1與VU1與W2相連，并從三個始端UVW1引出三根導(dǎo)線向外送電，沒有中線（零線）。相電壓與線電壓相等UL=Up這種沒有中線、只有三根相線的輸電方式叫做三相三線制。三相負載的連接方法1）星形（Y）連接將三相負載分別接在三相電源的一根相線（火線和中線（零線）之間。相電壓：Up線電壓：ULUL=Up相電流：有效值Ip線電流：有效值IlIp=Il中線電流：0對于對稱負載星形（Y）連接可省略中線2）三角形連接將三相負載分別接在三相電源的二根相線之間相電壓：Up線電壓：ULUL=Up相電流：線電流：對于對稱負載星形（Y）連接：Il=Ip，相位滯后3003）三相電路的功率三相負載的等于各相功率之和，即P=P1+P2+P3在對稱三相電路中，無論負載是星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，由于各相負載相同、各相電壓大小相等、各相電流也相等，所以總有功功率為其中j為對稱負載的阻抗角，也是負載相電壓與相電流之間的相位差。三相電路的視在功率為三相電路的無功功率為三相電路的功率因數(shù)為16實驗六：交流電壓測試實驗17二極管整流電路和濾波電路一、三、二極管的作用及特性：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。如硅、鍺N型半導(dǎo)體：在硅或鍺的基片中摻入少量的砷、銻或磷等后具備很多自由電子P型半導(dǎo)體：在硅或鍺的基片中摻入少量的鎵、銦或鋁等后原子周圍存在很多電子脫離后形成的空穴。將N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體連接起來就形成了二極管，N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的連接處稱為PN結(jié)單向?qū)щ娦裕Ｓ糜跈z波、整流和數(shù)字電路中、符號按材料分為：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分為：點接觸型——用于高頻電路和小電流的整流或數(shù)字電路的開關(guān)元件面接觸型——用于低頻電路和大電流的整流1）伏安特性正向特性：“死區(qū)電壓”。、大于此電壓導(dǎo)通反向特性：截止?！胺聪驌舸╇妷骸?，大于此電壓普通二極管損壞2）使用參數(shù)最大整流電流、最高反向電壓、最大反向電流、最高工作頻率1)整流二極管將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。串聯(lián)在電路中2)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓保護。并聯(lián)反向偏置在電路中3)發(fā)光二極管LED。用作顯示裝置，具有會發(fā)光、耗電少、工作電壓低、壽命長價廉等優(yōu)點4)光電二極管二極管的反向電流隨光照強度增大而增大。串聯(lián)反向偏置二、整流與濾波電路u1aTDRLu0ifbuo輸出電壓平均值（U0）：輸出電壓平均值（U0）：二極管上承受的最高電壓：u1u2TD4D2D1D3RLu0+u2uD1uD3uD2uD4uo整流輸出電壓平均值（U0）：負載上的(平均)電流:負載電壓的平均值為：負載電流的平均值為：流過每個管子的平均電流為：每個二極管所承受的最高反向電壓為：bRLSCD4D3D1D2u1u2au0u0t近似估算:A）橋式整流電容濾波U0=B）半波整流電容濾波U0=U218三極管的作用和特性1．三極管的作用放大、開關(guān)2．分類按工作頻率分為：高頻管、低頻管按功率分為：大功率管、小功率管按材料分為：鍺管、硅管按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為：NPN型、PNP型3．結(jié)構(gòu)及符號1）結(jié)構(gòu)基極b、集電極c、發(fā)射極e三極管有嚴格的生產(chǎn)工藝要求，不能用兩只二極管簡單的來代替三極管。三極管放大時必須的內(nèi)部條件：a）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度基區(qū)集電區(qū)b）基區(qū)很薄2）符號1）輸入特性曲線：2）輸出特性曲線：（1）放大狀態(tài)及條件：發(fā)射極正偏、集電極反偏對于NPN：VcVbVe；對于PNP：VcVbVe（2）截止?fàn)顟B(tài)（關(guān)）及條件：發(fā)射極反偏、集電極反偏對于NPN：VbVc,VbVe；對于PNP：VbVc,VbVe（3）飽和狀態(tài)（開）及條件：發(fā)射極正偏、集電極正偏對于NPN：VbVc,VbVe；對于PNP：VbVc,VbVe1）電流放大系數(shù)β：iC=βiB2）極間反向電流iCBO、iCEO：iCEO=（1+β）iCBO3）極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM：b下降到額定值的2/3時所允許的最大集電極電流。（2）反向擊穿電壓U（BR）CEO：基極開路時，集電極、發(fā)射極間的最大允許電壓。（3）集電極最大允許功耗PCM。19實驗七：判斷二極管、三極管的極性和性能實驗1）轉(zhuǎn)動功能選擇旋轉(zhuǎn)開關(guān)至Ω///CAP2）按下功能選擇按鈕select至屏上顯示：Ω電阻/二極管/電路通斷/CAP電容自動量