電工電子技術基礎

電工電子技術基礎匯報人：AA2024-01-19目錄contents直流電路基礎交流電路基礎電磁場與電磁波基礎數(shù)字電路基礎模擬電路基礎電力電子技術基礎直流電路基礎01

電流、電壓和電阻電流電荷的定向移動形成電流，電流的大小用電流強度來衡量，其單位是安培（A）。電壓電壓是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量，其單位是伏特（V）。電阻電阻是描述導體對電流阻礙作用的物理量，其單位是歐姆（Ω）。電阻的大小與導體的材料、長度和橫截面積有關。在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。歐姆定律內(nèi)容I=U/R，其中I表示電流，U表示電壓，R表示電阻。歐姆定律公式可用于計算電路中的電流、電壓或電阻，以及分析電路的性質(zhì)。歐姆定律的應用歐姆定律并聯(lián)電路并聯(lián)電路中的電流有多條路徑，每一條路徑上的電流都獨立地流過各自的元件。串聯(lián)與并聯(lián)電路的特點串聯(lián)電路的總電阻等于各元件電阻之和，而并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各元件電阻的倒數(shù)之和。串聯(lián)電路串聯(lián)電路中的電流只有一條路徑，通過一個元件的電流同時也通過其他元件。串聯(lián)與并聯(lián)電路03基爾霍夫定律的應用用于分析復雜電路，求解電路中的未知量，如電流、電壓等。01基爾霍夫第一定律（節(jié)點電流定律）在電路中，流入節(jié)點的電流等于流出節(jié)點的電流。02基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）在任何一個閉合回路中，各段電壓的代數(shù)和等于零。基爾霍夫定律交流電路基礎02正弦交流電周期、頻率和角頻率相位和相位差有效值正弦交流電基本概念大小和方向隨時間按正弦規(guī)律變化的電流或電壓。反映正弦交流電變化進程的物理量。描述正弦交流電變化快慢的物理量。衡量正弦交流電做功能力的物理量。阻礙電流流動的元件，消耗電能。電阻儲存磁能的元件，對電流的變化有阻礙作用。電感儲存電能的元件，對電壓的變化有阻礙作用。電容交流電路中的電阻、電感和電容電阻、電感和電容在交流電路中對電流的阻礙作用，用復數(shù)表示。阻抗的倒數(shù)，用復數(shù)表示，反映交流電路的導電能力。阻抗與導納導納阻抗阻抗三角形和功率三角形用圖形表示阻抗、電壓和電流之間的關系，以及有功功率、無功功率和視在功率之間的關系。三相交流電路由三個頻率相同、幅值相等、相位互差120°的正弦交流電組成的電路，廣泛應用于電力系統(tǒng)中。諧振電路當交流電路中的電感或電容與電阻相等時，電路發(fā)生諧振，此時電路呈現(xiàn)純電阻性。相量法用復數(shù)表示正弦交流電，將交流電路轉(zhuǎn)化為相量模型進行分析。交流電路分析方法電磁場與電磁波基礎03123描述電場中某點電場的強弱和方向的物理量，是矢量。電場強度描述電場中某點電勢高低的物理量，是標量。電勢導體內(nèi)部電場為零，電介質(zhì)則根據(jù)電場方向產(chǎn)生極化現(xiàn)象。靜電場中的導體和電介質(zhì)靜電場磁感應強度描述磁場中某點磁場的強弱和方向的物理量，是矢量。磁通量描述磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)的物理量，是標量。恒定磁場中的磁介質(zhì)磁介質(zhì)在磁場作用下產(chǎn)生磁化現(xiàn)象，影響磁場的分布。恒定磁場描述變化的磁場產(chǎn)生感應電動勢的物理定律。法拉第電磁感應定律描述電磁場基本規(guī)律的方程組，包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第定律和安培定律。麥克斯韋方程組電磁場具有能量和動量，可以通過坡印廷矢量進行描述。電磁場能量與動量電磁感應與電磁場變化的電場和磁場相互激發(fā)產(chǎn)生電磁波，電磁波在空間中傳播。電磁波的產(chǎn)生與傳播電磁波具有波動性和粒子性，其傳播速度等于光速。電磁波的性質(zhì)按照波長或頻率對電磁波進行分類，包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等。電磁波譜電磁波及其傳播數(shù)字電路基礎04數(shù)字電路處理和傳輸數(shù)字信號的電路，由邏輯門、觸發(fā)器、寄存器等基本單元組成。數(shù)字電路與模擬電路的區(qū)別數(shù)字電路處理離散的數(shù)字信號，而模擬電路處理連續(xù)的模擬信號。數(shù)字信號用0和1表示的信號，其幅度和時間都是離散的。數(shù)字信號與數(shù)字電路實現(xiàn)邏輯與運算，當所有輸入都為1時，輸出才為1。與門（ANDgate）實現(xiàn)邏輯或運算，只要有一個輸入為1，輸出就為1。或門（ORgate）實現(xiàn)邏輯非運算，輸入為1時輸出為0，輸入為0時輸出為1。非門（NOTgate）實現(xiàn)邏輯異或運算，當輸入不同時輸出為1，輸入相同時輸出為0。異或門（XORgate）基本邏輯門電路組合邏輯電路的特點01輸出僅與當前輸入有關，與電路原有狀態(tài)無關。分析方法02根據(jù)邏輯表達式或真值表，確定輸入與輸出之間的邏輯關系。設計方法03根據(jù)實際需求，選擇合適的邏輯門和連接方式，實現(xiàn)特定的邏輯功能。組合邏輯電路分析與設計時序邏輯電路的特點輸出不僅與當前輸入有關，還與電路原有狀態(tài)有關。分析方法通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。設計方法根據(jù)實際需求，選擇合適的觸發(fā)器和組合邏輯電路，實現(xiàn)特定的時序邏輯功能。時序邏輯電路分析與設計模擬電路基礎05半導體器件結構半導體器件主要由P型半導體和N型半導體構成，通過不同的摻雜工藝形成PN結，具有單向?qū)щ娦?。半導體器件工作原理半導體器件的工作原理基于PN結的特性，包括二極管、三極管、場效應管等，具有放大、開關、穩(wěn)壓等功能。半導體材料特性半導體材料具有特殊的導電性能，其導電性介于導體和絕緣體之間，常用材料有硅和鍺。半導體器件基礎放大電路是一種能將輸入信號放大并輸出到負載上的電路，其核心是放大器件。放大電路基本概念放大電路分析方法放大電路性能指標放大電路的分析方法包括直流通路和交流通路分析、圖解法、微變等效電路法等。放大電路的性能指標包括放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、頻率響應等。030201基本放大電路原理與分析方法集成運算放大器基本概念集成運算放大器是一種具有高放大倍數(shù)、低失真、寬頻帶等特點的集成電路。集成運算放大器應用電路集成運算放大器可構成多種應用電路，如加法器、減法器、積分器、微分器等。集成運算放大器性能指標集成運算放大器的性能指標包括開環(huán)增益、輸入失調(diào)電壓、共模抑制比等。集成運算放大器及其應用030201直流穩(wěn)壓電源與波形發(fā)生電路直流穩(wěn)壓電源的性能指標包括輸出電壓穩(wěn)定性、紋波系數(shù)等；波形發(fā)生電路的性能指標包括頻率穩(wěn)定性、波形失真度等。直流穩(wěn)壓電源與波形發(fā)生電路性能指標直流穩(wěn)壓電源是一種將交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電的電路，其核心是整流濾波和穩(wěn)壓電路。直流穩(wěn)壓電源基本概念波形發(fā)生電路是一種能產(chǎn)生各種波形的電路，如正弦波、方波、三角波等。波形發(fā)生電路基本概念電力電子技術基礎06電力電子器件分類按照控制信號的性質(zhì)可分為模擬器件和數(shù)字器件；按照功率等級可分為小功率器件、中功率器件和大功率器件。電力電子器件發(fā)展趨勢高頻化、集成化、智能化和綠色化。電力電子器件定義指應用于電力電子設備中，能夠?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和控制的電子器件。電力電子器件概述整流與逆變技術將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程，主要應用整流電路來實現(xiàn)，包括半波整流、全波整流和橋式整流等。逆變技術將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過程，主要應用逆變電路來實現(xiàn)，包括方波逆變、正弦波逆變和PWM逆變等。整流與逆變技術應用在電源供應、電機驅(qū)動、新能源發(fā)電等領域有廣泛應用。整流技術直流-直流變換器定義將一種直流電壓轉(zhuǎn)換為另一種或多種直流電壓的裝置。直流-直流變換器分類按照電路結構可分為線性電源和開關電源；按照輸出電壓與輸入電壓的關系可分為升壓型、降壓型和升降壓型。直流-直流變換技術應用在電子設備、通信系統(tǒng)、工業(yè)自動化等領域有