电工电子

电工电子学

仅针对判断选择填空的的概念题

本以为三天复习绰绰有余，谁曾想一堆概念要背，一堆计算不会

想着期末分值 判断10 选择20 填空35 计算35，概念约莫有30分，遂转而主攻概念题

电路原理部分

电路概念

• 电路——由电源、开关、连接导线和负载等组成
• 交流电流——电流的大小和方向都随时间变化
• 电压方向：高电位——低电位
• 电动势方向：从低电位指向高电位，与电压相反
• 电路中有电压未必有电流
• 电阻是耗能元件，电感、电容都是储能元件
• 当电路中电流的参考方向与电流的实际方向相反时，该电流一定为负值
• 功率：当电压电流参考方向关联时，若P>0： 吸收（输入、消耗）功率，若P<0： 释放（输出、产生）功率
• 电源置零：电压源短路，电流源开路
• 设置某元件电压和电流为非关联参考方向，且求得功率P=-10W，则该元件为吸收功率

常见电子元件

• 电感：通直流、低频
• 电容：通交流、高频
• 电感电容均具有记忆和储能作用
• 等效电感串联：L=L1+L2
• 等效电容并联：C=C1+C2
• 独立电压源置零：短接导线 禁止短路
• 独立电流源置零：断开导线 禁止开路
• 不同大小的电压源不能并联
• 不同大小的电流源不能串联
• 电压源与电流源串联，保留电流源
• 电压源与电流源并联，保留电压源
• 实际电流源外接负载，当负载开路时，该电流源内部有电流有功率损耗
• 电流源只是保证其所在支路电流电流值恒定，至于器件两端电压的大小则由外部电路来决定

几个定理

• 基尔霍夫定律（KCL）：流出节点的电流取正号，流入取负号
• 对于n个节点，b个支路的电路，可列n-1个KCL，b-n+1个KVL方程
• 非线性电路的电压和电流也满足基尔霍夫定律
• 叠加定理仅适用于线性电路的电压、电流计算
• 叠加定理只有电压和电流可以叠加，功率不能叠加
• 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指电源输出的电流增大

三个功率

• 有功功率P是瞬时功率的平均值（cos）
• 无功功率Q是瞬时功率的最大值（sin）
• 视在功率S是电压有效值与电流有效值的乘积
• 视在功率可用来表示电源设备容量
• 提高功率因数方法：并联电容
• 并联电容前后电源输出的有功功率不变，输出的无功功率减小了，总电流的有效值变小了，RL支路的功率因数变小
• 功率因数提高的实质不是提高了电路中负载的有功功率，而是提高了电源功率的利用率
• 当电源容量一定时，功率因数值越大，说明电路中用电设备的有功功率越大

交流电路

• 模是正弦量的有效值
• 正弦交流电路：交流电流/电压的大小、方向均随时间按正弦规律变化
• 正弦量的三要素：最大值、角频率、初相位
• 同频率正弦量相加，其结果仍是同一频率的正弦量
• 两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相位之差，是一个与时间无关的常数
• 阻抗是复数，不是相量，有模长和幅角
• 电感在直流稳态时相当于短路
• 电容在直流稳态时相当于开路
• 电路不管是发生串联还是并联谐振，此时电路都呈纯阻性
• 二维网络的等效阻抗Z的幅角大于0时，电路呈感性，反之呈容性
• 某三相四线制供电电路中，相电压为220V，则线电压为380V
• 三相交流电源：三个幅值相等、频率相同，相位依次相差120°的正弦交流电源，相序为U、V、W
• 电源线电压有效值是相电压的根号3倍，且相位超前30°
• RLC电路有可能发生谐振
• 处于谐振状态的 RLC 串联电路，当电源频率升高时，电路将呈电感性
• RLC串联电路中，所有RLC元件都可以视为阻抗，可以像电阻一样串并联

瞬态分析

• 在瞬态分析中，RC、RL电路的时间常数分别等于RC，L/R
• ‌在一阶RC电路中，若C不变，R越大，则换路后瞬态过程越长
• 瞬态分析（换路定律）：换路前后，电容上的电压不能突变，电感上的电流不能突变
  电容电流和电感电压可以突变
• 一阶电路瞬变过程中时间常数 τ 越小，则电路接近稳态所需时间越短

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数字电路部分

逻辑电路

• 三态门输出端有可能出现三种状态：高阻态、高电平、低电平
• 利用三态门电路可实现双向传输
• 在函数F=AB+CD的真值表中，F=1的状态有7个
• 当时序逻辑电路存在无效循环时该电路不能自启动
• 电路的输出态不仅与当前输入信号有关，还与前一时刻的电路状态有关，这种电路为时序逻辑电路
• 组合逻辑电路通常由门电路组合而成
• ​同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者没有统一的时钟脉冲控制
• 在RC正弦波振荡电路中，RC串并联网络的功能是正反馈和选频
• 产生低频正弦波一般可用RC正弦波振荡电路

XX器

• 实现两个一位二进制数和来自低位的进位相加的电路叫全加器
• 三态门输出为高阻时，其输出线上电压不一定为高电平
• ​十六路数据选择器的地址输入（选择控制）端有4个
• 五进制计数器的有效状态为五个
• 有一个左移移位寄存器，当预先置入1011后，其串行输入固定接0，在4个移位脉冲CP作用下，四位数据的移位过程是
  1011–0110–1100–1000—0000  
•  把一个五进制计数器与一个四进制计数器串联可得到20进制计数器
• 将代码状态的特定含义“翻译”出来的过程称为译码。实现译码操作的电路称为译码器。
• 16个触发器构成计数器，该计数器可能的最大计数数值2^16
• 移位寄存器能把串行数据转换为并行数据
• 寄存器不属于组合逻辑电路，译码器，编码器，全加器是
• 构成一个7进制计数器至少需要3个触发器
• 两个二进制数相加，并加上来自低位的进位，称为全加，所用的电路为全加器
• 电平触发的D锁存器不能用于计数
• JK 触发器和 D 触发器是双稳态触发器
• 无论 J－K 触发器原来状态如何，当输入端 J＝1、K＝0 时，在时钟脉冲作用下，其输出端 Q 的状态为1
• 为产生周期性矩形波，应当选用多谐振荡器
• 施密特触发器是属于电平触发器
• 正弦波振荡器中引入负反馈是为了稳定振幅
• 多谐振荡器和正弦波振荡器都属于自激振荡器

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模拟电路部分

半导体元件

• P型半导体— 在纯净的半导体中掺三价元素，多数载流子为空穴
• N型半导体— 在纯净的半导体中掺五价元素，多数载流子为电子
• 在PN结上加正向电压时导通，反向电压时截止
• 三个电极：发射极E、基极B、集电极C
• 导通压降：硅管0.60.7V，锗管0.20.3V
• 对于多个二极管，若阳（阴）极接于同一点（同电位），则阴（阳）极电位最低的优先导通
• 稳压二极管的动态电阻越小，稳压效果越好
• 在放大电路中，若测得某晶体管三个极的电位分别是6V，1.2V，1V，则该管为NPN锗管
• 晶体管工作在饱和状态时，发射结正偏，集电结正偏，无放大作用，UB最大
  放大区：发射结正偏，集电结反偏，UC>UB>UE
  截止区：发射结反偏，集电结反偏，UB最小
• 双极型晶体管的控制方式是：输入电流控制输出电流
• 绝缘栅场效管的控制方式是：输入电压控制输出电流
• 某场效晶体管当UDS>0、UGS<0时可导通，则此场效晶体管为NMOS耗尽型管
• 某场效晶体管当UDS>0、UGS<0时可导通，则此场效晶体管为NMOS耗尽型管
• 稳压二极管是一种特殊的二极管，通常工作在PN结的反向击穿状态
• 晶体管能用微变等效电路代替的条件是晶体管在小信号情况下工作，晶体管工作于线性放大区
• 工作在截止状态的NPN型晶体管，其三个极的电位应为Uc>Ue>Ub
• 稳压二极管是一种特殊的二极管，通常工作在PN结的反向击穿状态（稳压二极管的稳压区是反向击穿区）
• 某晶体三极管三个电极的电位分别是：V1= 2V,V2= 1.7V，V3=-2.5V，可判断该三极管管脚“1”为 发射极，管脚“2”为基 极，管脚“3”为集电极，且属于锗材料 PNP型三极管
• 晶体管构成非门电路时工作在开关状态
• 晶体管能用微变等效电路代替的条件是晶体管在小信号情况下工作，晶体管工作于线性放大区

放大电路

• 通常要求电压放大电路的输入电阻要大，输出电阻要小，以减少信号源的电压损失，增加放大电路的带负载能力
• 共发射极放大电路的特点是放大倍数大，但输入电阻小，输出电阻大
• 共发射极放大电路中，增大电阻Rc，静态工作点可能会进入饱和区
  当晶体管工作在线性区时，适当增大Rc可以提高电压放大倍数，会增加输出电阻，但不会增加输入电阻
• 共发射极放大电路中，当温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移
• 共集电极放大电路有电流放大作用，没有电压放大作用，输入电阻大，输出电阻小
• 共基极放大电路有电压放大作用，没有电流放大作用，输入电阻小，输出电阻大
• 共发射极放大器输出波形的正半周缩顶了，则放大器产生的失真是截止失真，为消除这种失真，应将静态工作点上移
• 多级放大电路的通频带要比单级放大电路的通频带窄
• 差分放大电路中所谓共模信号是指两个输入信号电压大小相等，极性相同

集成运放

• 集成运放的工作区域分线性工作区和饱和区
• 对于理想运算放大器，不管它的工作状态如何，总是开环差模电压放大倍数为无穷大
• 集成运放工作在线性区时，总近似有反相输入端与同相输入端等电位
• 在电压比较器中的运放与工作在运算电路中的运放的主要区别是，前者的运放通常工作在开环或正反馈状态
• 由集成运算构成的电压比较器中，集成运放工作在饱和区
• 处于开环或闭环正反馈状态的理想集成运算放大器总是工作在非线性区
• 集成运算放大器工作在非线性区时，输入端的电流近似为零
• 理想运算放大器的输入端的电流为零，
• 集成运放采用直接耦合，既能放大直流信号，也能放大交流信号
• 虚短虚断是理想运放的两个重要特性，但不是最主要特性
• 开环工作的比较器的输出电压只有两种数值
• 运算放大器的输入电压无论多大，输出电压都不会超过电源电压
• 共模抑制比是差模放大倍数与共模放大倍数之比

反馈

• 处于闭环负反馈状态的集成运算放大器并非总是工作在线性区
• 引入电流串联负反馈，可使放大电路的输出电流稳定，输入电阻提高
• 负反馈对放大电路性能的影响：扩展同频带，提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真，但不能提高放大倍数
• 若要求负载变化时放大电路的输出电压比较稳定，并且能提高电路的输入电阻，减小输出电阻，应选电压串联负反馈
• 为了提高输出电压的稳定性，不应当引入电流负反馈，而应引入电压负反馈
• 在 RC 正弦波振荡电路中，RC 串并联网络的功能是正反馈和选频
• 开环工作 ——饱和区
  闭环正反馈 ——饱和区
  闭环负反馈 ——线性区
• 负反馈反馈信号与输入信号极性相反，用于放大电路；
  正反馈反馈信号与输入信号极性相同，用于振荡电路
• 串联反馈 输入电阻增大
• 并联反馈 输入电阻减小
• 电压反馈 输出电阻减小
• 电流反馈 输出电阻增大

功率电子

• 对功放电路的要求：非线性失真尽可能小，集电极功耗要尽可能小，输出功率尽可能大
• 功率放大电路的效率是指输出功率与电源提供的平均功率之比
• 功率放大电路的主要作用是向负载提供足够大的功率信号
• 甲类：波形好，但管耗大，效率低
  乙类：IC为零，管耗小，但波形严重失真
• 与甲类功率放大方式相比，乙类功率放大方式的主要优点是效率高
• 整流电路作用：将交流电变换成直流电
• 整流电路输出端加上电感滤波后，会使负载电压的交流分量减小，平均值不变
• 整流电路输出端加上电容滤波后，会使负载电压的交流分量减小，平均值增大
• 电容滤波的特点是电路简单，适用于输出电压高、负载电流小且负载变化不大
• 电感滤波的特点是带负载能力强，适用于大电流或负载变化大
• 整流后加滤波电路的目的主要是为了减小直流分量
• 直流稳压电源一般采用由交流电源经 调压 、整流 、滤波 和稳压而得到的
• 互补对称功率放大电路从放大作用来看，只有电流放大作用，没有电压放大作用
• 串联型稳压电路输出稳压时，比较放大器工作在线性区，调整管工作在放大状态
• 由于功率放大电路中的功放管工作于大信号状态，因此通常用图解法分析电路
• 功率放大电路有 OCL，OTL 两种不同形式，现对一个输入大小合适的直流信号进行功率放大，应选用 OCL 形式电路
• 一般晶闸管导通后，要使其阻断，则必须使阳极与阴极间的正向电压降到零或加反向电压
• 晶闸管属于半控型器件，只能控制其导通，而不能控制其关断

其他

• 逐次逼近型A/D转换器转换开始时，首先应将移位寄存器最高位置1
• 数/模转换器的分辨率取决于输入的二进制数字信号的位数，位数越多分辨率越高
• 一般来说，ADC的位数越多，其能分辨的模拟电压值越小
• 要滤除信号中的噪声可选用低通滤波器
• 射极跟随器的主要特点是电压放大倍数小于1，输入阻抗高、输出阻抗低
• 射极输出器的输出电压和输入电压同相
• 滞回比较器：闭环正反馈——集成运放工作在非线性区
• 正弦波振荡电路中按选频电路的不同，可以分为 RC 振荡电路和 LC 振荡电路。
• 用 555 集成定时器分别可以构成双稳态触发器即 施密特触发器 、无稳态触发器即多谐振荡器 以及 单稳态触发器

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电机控制部分

铁磁材料

• 磁滞损耗：铁磁材料交变磁化时产生的损耗，与磁滞回线面积成正比，硬磁材料Br高，Hc小，磁滞损耗比软磁材料大
• 涡流损耗：与铁心厚度平方成正比，用相互绝缘的硅钢薄片拼成铁心可减弱涡流
• 铁损耗：以上二者合称，为固定损耗，一般产生不利影响，可用来冶炼金属
• 铜损耗：绕组导线电阻导致的损耗，为可变损耗
• 变压器在运行时的损耗包括铁损耗和铜损耗
• 两个完全相同的交流铁心线圈，分别工作在电压相同而频率不同(f1>f2)的两电源下，I1 < I2
• 电机和变压器中的铁心采用片状结构可减小涡流损耗

变压器

• 变压器：具有变电压，变电流，变阻抗的功能
• 变压器的结构：由铁芯和绕组两部分组成
• 如果一次侧电压比二次侧电压高，则是降压变压器。
• 变压器的效率随输出功率变化，存在最大值
• 额定电压
  U1N：加在一次绕组上的正常工作电压
  U2N：一次绕组加额定电压时的二次侧空载电压
• 额定电流是根据变压器容许温升而规定的电流值，在三相变压器中都是指线电流
• 额定容量 SN 即额定的视在功率
• 额定频率 fN 即变压器应接入的电源频率，我国的标准工业频率为50Hz,有些国家的标准工业频率为60Hz
• 自耦变压器：使用时输入输出端不能对调，防短路
• 电压互感器：将高电压变为低电压，二次绕组不可短路
• 电流互感器：将高电流变为低电流，二次绕组不可开路
• 变压器只能改变交流电压的大小，不能改变直流电压的大小
• 变压器效率随负载功率增加，效率先增加后减小
• 变压器二次侧的额定电压是指一次侧加额定电压时，二次侧的空载电压(而不是二次侧带额定负载时的电压)

电动机

• 电动机可分为直流电动机和交流电动机两大类，交流电动机又分为同步电动机和异步电动机
• 组成：定子与转子两个基本部分，定子是电动机的固定部分，转子是电动机的旋转部分
• 额定功率因素cosφN是电动机在额定运行时定子电路的功率因素，通常在0.70~0.90之间
• 转子转速n一定低于磁场转速n1，否则无感应电流——故称异步电动机
• 反转：只要将电动机与电源的三根连接线中的任意两根对调，电动机的转向就与原来相反了
• 旋转磁场的转速只与电源频率和电机极对数有关，与外接电源电压大小无关（n0=60f/p）
• 电动机运行情况分三种基本方式：连续运行、短时运行、断续运行
• 起动方式（注：不是原神那个“启动”）

  1.直接起动
  优：简单经济速度
  劣：启动电流大（4-7倍额定电流）

2.降压起动
Y-△换接起动：仅适用三角形联结，U启=U额/根3
自耦减压起动：接入自耦变压器，达到一定转速断开

3.转子串接电阻起动
电阻串入电路。起动后将电阻短路，仅适用绕线转子异步电动机

• 调速方法：改变磁极对数、电源频率或转差率

• 三相异步电动机旋转磁场的转速与定子电流频率成正比

• 三相异步电动机星形-三角形换接起动适用于电动机正常运行时为三角形接法，轻载或空载

• 正常运行的三相异步电动机转子的转速nN与旋转磁场的转速n1之间的关系是nN ＜n1

• 磁极对数为2的三相异步电动机，三相交流电变化一周期，则旋转磁场转过180°

• 转子回路串电阻降压启动可用于改善绕线式异步电动机启动性能

• 三相异步电动机在正常运行时，其转差率都在0至1之间

• 当三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同

• 交流电动机转子电路串接对称电阻的临界转差率随外串电阻增大而增大

• 三相交流异步电动机电磁转矩的大小与外加交流电压的大小相关

  常见电器

• 低压电器一般是指交流1200V、直流1500V 以下，用来切换、控制、调节和保护用电设备的电器

• 熔断器是一种短路保护电器，串接在被保护的电路中

• 低压断路器由操作机构、触点、保护装置、灭弧系统等组成

• 继电器是一种自动电器，输入量可以是电压、电流等电量，也可以是温度、时间、速度或压力等非电量，输出就是触点动作

• 按钮和行程开关是一种在控制系统中发出指令的电器，称为主令电器

• 热继电器在电路中的文字符号：FR

• 低压断路器又称为自动空气开关

• 刀开关和断路器组合使用时，通电先合刀开关，断电先断断路器

• 行程开关是用于控制机械运动部件行程的电器

• 接触器具有欠压保护功能，兼有失压保护

• 自锁触头的正确接法：接触器动合触头与起动按钮并联

• 刀开关安装时，手柄朝上为合，朝下为分

• 手动控制电器是自动控制设备中不可缺少的器件，最常用的是按钮

• 在电路中能同时起到短路保护、零压保护和过载保护的电器是断路器

• 在保护接零的导线中不允许安装熔断器
  

• 低压断路器具有短路和欠压保护功能

• 时间继电器一定具有延时动作开关
  

• 接触器可以用来分断带有大电流负载的交流电路

• 按钮、行程开关作为主令电器，不是接在主电路上，而是接在控制电路上

• 起过载保护作用的电器是热继电器

安全用电

• 两相触电是指人体同时触及电源的两相带电体，电流由一相经人体流入另一相。此时加在人体上的最大电压为线电压。两相触电与电网的中性点接地与否无关，其危险性最大，触电所造成的后果比单相要严重得多
• 跨步电压的大小取决于人体站立点与接地点的距离，距离越小，其跨步电压越大。当距离超过20m（理论上为无穷远处），可认为跨步电压为零，不会发生触电的危险
• 保护接地：中性点接地时不能用
• 保护接零：接零导线不允许安装开关和熔断器，不能与保护接地同时使用
• 剩余电流动作保护器不能保护的是：两相触电
• 保护接地适用于中性点不接地的三相供电系统
• 自锁的作用不是防止相关的电器同时通电工作，而是在控制电路中，保证电器设备在启动按钮松开后能继续保持通电工作状态

希望最后一门早八考能稳稳拿下

参考资料

1. Mooc题&&小测题(主要)
2. jgj智云及其自测题
3. Savia讲义
4. 电工电子学课本