推荐第1篇:电工学心得体会
电工学心得体会
对于元器件,重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法,不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。
学会用工程观点分析问题,就是根据实际情况,对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似,以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。
器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差,工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对电路进行分析计算时,只要能满足技术指标,就不要过分追究精确的数值。
一、理解PN结的单向导电性,三极管的电流分配和
电流放大作用;
二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工
作原理和特性曲线,理解主要参数的意义;
三、会分析含有二极管的电路。
1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、
共集电极放大电路的性能特点。
掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等
效电路分析法。
了解放大电路输入、输出电阻的概念,了解放大电
路的频率特性、互补功率放大电路的工作原理。 5. 了解差分放大电路的工作原理和性能特点。
6. 了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
放大的实质:
用小能量的信号通过三极管的电流控制作用,将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求 :
1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。
2.尽可能小的波形失真。
另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。
1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。2.理解运算放大器的电压传输特性,理解理想
运算放大器并掌握其基本分析方法。
3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和
积分运算电路的工作原理,了解有源滤波器
的工作原理。
4.理解电压比较器的工作原理和应用。
集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成电路 是把整个电路的各个元件以及相互之 间的联接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个不 可分的整体。
集成电路特点:体积小、重量轻、功耗低、可 靠性高、价格低。
小、中、大和超大规模
按集成度
双、单极性和两种兼容 按导电类型
集成电路分类
按功能 数字和模拟
1.理解反馈的概念,掌握反馈的判别方法,能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型。2.了解负反馈对放大电路性能的影响。
3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件,振荡电 路中正反馈的作用。
推荐第2篇:电工学心得体会
电工学心得体会
电工学是一门应用极其广泛的学科,不论是我们的日常生活,还是社会的经济发展都离不开电工学。毫无疑问,我们得将这们课程学好。
但如何才能学好呢?作为一名大学生,我们不仅仅是学好课本知识就足够了的,提高自己的动手能力、实践能力、工作能力更为重要。怎样才能让自己全方面的提升呢?除了学好老师教的,我们课后应该广泛阅读与学习有关的书籍,拓宽自己的知识面。同时,我们还应该做到善于思考、勤于动手、刻苦专研,抱着执着、坚定的心态去学习。我相信,以这样的心态去学习,我们每个同学都可以学的很好。
目前电工学下册的学习已接近尾声,我归纳总结了一下,这个学期的学习内容主要有、
一、理解PN结的单向导电性,三极管的电流分配和
电流放大作用;
二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线,理解主要参数的意义;
三、会分析含有二极管的电路。
1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、
共集电极放大电路的性能特点。
掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等
效电路分析法。
了解放大电路输入、输出电阻的概念,了解放大电
路的频率特性、互补功率放大电路的工作原理。 5. 了解差分放大电路的工作原理和性能特点。
6. 了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用,将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求 :
1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。
2.尽可能小的波形失真。
另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。
1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。2.理解运算放大器的电压传输特性,理解理想
运算放大器并掌握其基本分析方法。
3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和
积分运算电路的工作原理,了解有源滤波器
的工作原理。
4.理解电压比较器的工作原理和应用。
集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成电路是把整个电路的各个元件以及相互之 间的联接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个可分的整体。
集成电路特点:体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。
集成电路分类
1.理解反馈的概念,掌握反馈的判别方法,能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型。2.了解负反馈对放大电路性能的影响。
3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件,振荡电 路中正反馈的作用
在这么多的内容中,个人认为最难学的是放大电路的内容,然而经过时间的沉淀和汗水的浇灌,我对放大电路也渐渐有了一些体会,放大电路的学习首先掌握了放大电路的工作原理,这是往后学习的基础,对于微变等效电路,决不能死记硬背,应该了解教材中转换电路的原理,不仅要知其然还要知其所以然,否则就是只知其一不知其二,题目稍微变一下就不知所措了.另外,作为一名工科专业的学生,任何不以实践为目的的学习都是纸上谈兵,纵然谈得滔滔不绝也无用武之地,所以电工学的学习最终还是要回归实践和实际应用上,然而虽然学校设有电工实验课,但是动手操作能力,电路设计能力上终究是薄弱的环节,这需要我们在学习中常常问问自己,我们学这东西,究竟有什么应用,又应该如何改进等问题,这样会帮助我们摆脱书呆子的思维。
推荐第3篇:电工学实验报告
物教101 实验一 电路基本测量
一、实验目的 1.学习并掌握常用直流仪表的使用方法。 2.掌握测量直流元件参数的基本方法。 3.掌握实验仪器的原理及使用方法。
二、实验原理和内容 1.如图所示,设定三条支路电流i1,i2,i3的参考方向。 2.分别将两个直流电压源接入电路中us1和us2的位置。 3.按表格中的参数调节电压源的输出电压,用数字万用表测量表格中的各个电压,然后与计算值作比较。 4.对所得结果做小结。
三、实验电路图
四、实验结果计算
参数表格与实验测出的数据 us1=12v us2=10v 实验二 基尔霍夫定律的验证
一、实验目的 1.验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解; 2.掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法; 3.学习检查、分析电路简单故障的能力。
二、原理说明
基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律,它们分别用来描述结点电流和回路电压,即对电路中的任一结点而言,在设定电流的参考方向下,应有∑i =0,一般流出结点的电流取正号,流入结
点的电流取负号;对任何一个闭合回路而言,在设定电压的参考方向下,绕行一周,应有∑u =0,一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号,电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
在实验前,必须设定电路中所有电流、电压的参考方向,其中电阻上的电压方向应与电流方向一致。
三、实验设备
1.直流数字电压表、直流数字毫安表。 2.可调压源(ⅰ、ⅱ均含在主控制屏上,根据用户的要求,可能有两个配置0~30v可调。) 3.实验组件(含实验电路)。
四、实验内容
实验电路如图所示,图中的电源us1用可调电压源中的+12v输出端,us2用0~+30v可调电压+10v输出端,并将输出电压调到+12v(以直流数字电压表读数为准)。实验前先设定三条支路的电流参考方向,如图中的i
1、i
2、i3所示,并熟悉线路结构。1.熟悉电流插头的结构,将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红(正)接线端,电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑(负)接线端。 2.测量支路电流
将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出各个电流值。按规定:在结点a,电流表读数为‘+’,表示电流流出结点,读数为‘-’,表示电流流入结点,然后根据中的电流参考方向,确
定各支路电流的正、负号,并记入表中。 3.测量元件电压
用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值,将数据记入表中。测量时电压表的红接线端应被插入被测电压参考方向的高电位端,黑接线端插下被测电压参考方向的低电位端。
五、实验数据处理
验证基尔霍夫定律 篇2:电工实验报告 万用表的组装实验报告 篇3:电工学实验答案
实验1 常用电子仪器的使用
七、实验报告及思考题 1.总结如何正确使用双踪示波器、函数发生器等仪器,用示波器读取被测信号电压值、周期(频率)的方法。 答:要正确使用示波器、函数发生器等仪器,必须要弄清楚这些仪器面板上的每个旋钮及按键的功能,按照正确的操作步骤进行操作. 用示波器读取电压时,先要根据示波器的灵敏度,知道屏幕上y轴方向每一格所代表的电压值,再数出波形在y轴上所占的总格数h,按公式 计算出电压的有效值。
用示波器读取被测信号的周期及频率时,先要根据示波器的扫描速率,知道屏幕上x轴方向每一格所代表的时间,再数出波形在x轴上一个周期所占的格数d,按公式t= d ×ms/cm, ,计算相应的周期和频率。 2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量?
答:先根据示波器的灵敏度,知道屏幕上y轴方向每一格所代表的电压值,再数出任意两点间在垂直方向所占的格数,两者相乘即得所测电压。 3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系,如何根据实验要求选择仪器?
答:被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内,应按照所测参量选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万用表、电压表、电流表等。 4.用示波器观察某信号波形时,要达到以下要求,应调节哪些旋纽?①波形清晰;②波形稳定;③改变所显示波形的周期数;④改变所显示波形的幅值。
答:①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。
②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。
③调节扫描速度旋钮。
④调节灵敏度旋钮。
实验2 基尔霍夫定律和叠加原理的验证
七、实验报告要求及思考题
1.说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差,并分析误差原因。
答:根据实验数据可得出结论:基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确的。
实验中所得的误差的原因可能有以下几点:
(1)实验所使用的电压表虽内阻很大,但不可能达到无穷大,电流表虽内阻很小,但不可能为零,所以会产生一定的误差。
(2)读数时的视差。
(3)实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。
(4)仪器本身的误差。
(5)系统误差。 2.使用万用表测量电阻、直流电压、直流电流时,应注意些什么问题? 答:用万用表测电阻时,应将电阻与电路独立,选用合适的量程,并进行调零,若不能调零,则说明电池不足,需更换足量的电池。 用万用表测直流电压时,万用表应并联在所测电压两端,并注意量程的选择以及所测电压的极性,若出现指针反偏时,应对调表笔,此时所测量的值应该为负。
用万用表测直流电流时,万用表应串联在所测支路当中,一定要注意电流的极性,若出现指针反偏时,应对调表笔,此时所测量的值应该为负。 3.实验时,如果电源(信号源)内阻不能忽略,应如何进行? 答:实验时,若不忽略内阻,应该将电源接到电路当中再调所需要的值。
实验3 戴维宁定理的研究
七、实验报告要求及思考题
1.说明戴维宁定理的正确性。计算表3.1的相对误差,并分析误差原因。
答:根据实验数据可得出结论:戴维宁定理是完全正确的。 实验中所得的误差的原因可能有以下几点:
(1)实验所使用的电压表虽内阻很大,但不可能达到无穷大,电流表虽内阻很小,但不可能为零,所以会产生一定的误差。
(2)读数时的视差。
(3)实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。
(4)仪器本身的误差。
(5)系统误差。
2.对有源二端网络内阻ro的测量是否还有其它方法,若有说明其中一种方法。 答:有,可以在断开电源的情况下直接用万用表测量有源二端网络的内阻ro 3.电压表、电流表的内阻分别是越大越好还是越小越好,为什么? 答:电压表的内阻越大越好,以减小其上的电流,以保证a、b两端电压测量的准确性。
电流表的内阻越小越好,以减小其上的电压,以保证a、b支路电流测量的准确性。
实验4 rlc串联交流电路的研究
七、实验报告要求及思考题 1.列表整理实验数据,通过实验总结串联交流电路的特点。
答:当xl
当xl>xc时,电路呈电感性,此时电感上的电压大于电容上的电压,且电压超前电流。
当xl=xc时,电路发生串联谐振,电路呈电阻性,此时电感上的电压与电容上的电压近似相等,且大于输入电压。电路中的电流最大,电压与电流同相位。 2.从表4.1~4.3中任取一组数据(感性、容性、电阻性),说明总电压与分电压的关系。
答:取f=11khz时的数据:u=6v,ur=3.15v,ulr=13.06v,uc=8.09v,将以上数据代入公式=5.88v,近似等于输入电压6v。 3.实验数据中部分电压大于电源电压,为什么?
答:因为按实验中所给出的频率,xl及xc的值均大于电路中的总阻抗。 4.本实验中固定r、l、c参数,改变信号源的频率,可改变电路的性质。还有其它改变电路性质的方法吗?
答:也可固定频率,而改变电路中的参数(r、l、c)来改变电路的性质。 实验5 感性负载与功率因数的提高
七、实验报告要求及思考题 1. 根据表5.2所测数据和计算值,在坐标纸上作出i=f(c)及cos = f(c)两条曲线。说明日光灯电路要提高功率因数,并联多大的电容器比较合理,电容量越大,是否越高?篇4:电工实验报告模板 篇5:电子电工实验报告
目录 1安全用电常识.............................................................................................................3 1.1安全用电的重要性..........................................................................................3 1.2安全常识..........................................................................................................3 2 常用仪表与工具........................................................................................................4 3 手工焊接工艺............................................................................................................5 3.1焊接原理..........................................................................................................5 3.2焊接工具及材料..............................................................................................6 3.3焊接方法及步骤..............................................................................................6 3.3.1新烙铁在使用前的处理方法...............................................................6 3.3.2操作方法...............................................................................................6 3.3.3操作步骤...............................................................................................7 3.3.4焊接注意事项.......................................................................................7 4 常用电子元件的识别与测量....................................................................................8 4.1电阻器..............................................................................................................8 4.2二极管..............................................................................................................9 4.3三极管............................................................................................................10 4.4电容................................................................................................................11 4.5变压器............................................................................................................12 4.6蜂鸣器............................................................................................................12 4.7 555芯片........................................................................................................12 稳压源的制作..............................................................................................................13 5.1稳压源的原理图............................................................................................13 5.2原理分析........................................................................................................14 5.3元件参数........................................................................................................15 5.4实验内容........................................................................................................15 5.5实验总结........................................................................................................18 7 流水彩灯音乐盒的制作..........................................................................................20 7.1流水灯电路原理............................................................................................20 7.2音乐播放........................................................................................................21 7.3元件参数及检测............................................................................................21 7.4成品展示........................................................................................................21 7.5产品调试与检测............................................................................................25 心得与体会..................................................................................................................26 1安全用电常识
1.1安全用电的重要性
在电子装焊调试中,要使用各种电子仪器设备,同时在居家电气设计项目中还要接触危险的高电压,如果不掌握必要的安全知识,操作中缺乏足够的警惕,就可能导致电子元器件的损坏,设备损耗以及人身安全的危险。不慎触电甚至可直接导致人员伤残、死亡。所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患未然。安全用电知识即是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。 1.2安全常识
① 安全电压:安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或
电伤,一般可以认为是36v。
② 安全电流:人体的安全电流:男生≤9ma;女生≤6ma。
③ 绝缘电阻≥5 mω
④ 触电的急救: a.迅速处理。触电后,1min内处理的90%可获救,6min开始救治,只有10%有良好效果,而12min后才开始救治者,救活的可能性极小。 b.抢救方法得当。急救的第一步是使触电者迅速脱离电源,第二步是抓紧时间进行现场救护:
(1)第一步脱离电源中,注意两点:①重要的是立刻切断电源,特别注意
必须切断火线。②注意使用绝缘物与带电体隔离,如木棍、竹竿、鞋
子等。
(2)第二步的现场急救中,注意使触电者平躺,安静休息;严重者需 要 采取人工呼吸法与胸外心脏压挤法,切忌用冷水泼和打强心针。
⑤ 安全因素及安全防护接通电源前的检查:
任何新的或搬运过的以及自己不了解的用电设备,不要冒失地拿起插头
就在电源上插,要记住“四查而后插”。
四查为:
一 查电源线有无破损;
二 查插头有无外漏或内部松动; 三查电源线插头两级有无短路,同外壳(如果设备是金属外壳)有无通路; 四查设备所需的电压值是否于供电电压相符。
⑥ 检修、调试电气、电子设备的注意事项:
(1)检修前,一定要了解检修对象的电气原理,特别是电源系统。
(2)不要以为断开电源开关就没有触电危险。只有拔下插头,并对仪器内
的高电压大容量电容器放电处理后,才是安全的。 (3)不要随便改动仪器设备的电源线。
⑦ 洗手后或出汗潮湿后,不要带电作业,尽可能用单手操作。 2 常用仪表与工具 1)主要工具: 本次电子电工实习主要进行555声光报警器,音乐盒的制作及三相电机常用控制电路所用到的工具主要有:
(1)十字起,一字起:主要用来拆卸、紧固各种螺钉及其他零件;
(2)剪刀:主要用于剪去焊接后集成电路板上过长的引脚; 2)主要仪器仪表及使用
本次实习使用的主要仪表为指针式万用表如图2.1 指针式万用表: a功能:主要用于测量直流电流、直流电压、交流电压以及各种电子元件的电阻等;
图2.1 指针式万用表 b.万用表使用注意事项:
1、万用表使用应水平放置,测量前应注意调零,尤其是测电阻时每次换挡都必须重新调零。
2、在测电流、电压时,不能带电换量程
3、若不清楚待测元件的参数范围,选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程
4、测量时尽量单手操作。
5、测电阻时,不能带电测量。因为测量电阻时,万用表由内部电池供电,如果带电测量则相当于接入一个额外的电源,可能损坏表头。指针式万用表黑表笔为+,红表笔为- 。
6、用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
7、注意在欧姆表改换量程时,需要进行欧姆调零,无需机械调零。
8、万用表长时间不用,应将电池拿下。 3 手工焊接工艺 3.1焊接原理
锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。
锡焊接的条件是:焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接;能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接;要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高,过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。
推荐第4篇:电工学教案
1.2 教学目的:
1.电路的组成及其作用,电路的三种基本状态。
2.理解电流产生的条件和电流的概念,掌握电流的计算公式。 教学重点:
1.电路各部分的作用及电路的三种状态。 2.电流的计算公式。 教学难点:
对电路的三种状态的理解。 教学课时:
2课时 教学课题:
第一章 直流电路
第一节 电路及其基本物理量 教学过程:
(一)导入新课
本学期由我和大家一同学习《电工学》,本门课程只有理论课,期末成绩由笔试成绩和平时成绩两部分组成,笔试占60%,平时占40%。
(二)新课讲授 电路的组成和作用
1、电流流过的路径称为电路,由直流电源供电的电路称为直流电路。电路的组成:电源、负载、中间环路(画图讲解)。
(1) 电源:把其他形式的能转化为电能的装置。如:干电池、蓄电池等。 (2) 负载:把电能转变成其他形式能量的装置,常称为用电器。如电灯等。 (3) 导线:作用是连接电路,输送电能。
(4)控制装置:控制电路的通断,开关、继电器。
电路最基本的作用:一是进行电能的传输和转换;二是进行信息的传输和处理。 电路的三种状态(画图说明)
1.通路(闭路):电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。 2.开路(断路):电路断开,电路中无电流通过。 3.短路(捷路):电源两端的导线直接相连。电流很大,会损坏电源和导线,应尽量避免。 电流
1、电流的形成
电荷的定向移动形成电流。在金属导体中,实质上能定向移动的电荷是带负电的自由电子。
2、电流的大小
在单位时间内,通过导体横截面的电荷量越多,就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体横截面的电荷量是Q,则电流I可用下式表示
I式中,I、Q、t的单位分别为A、C、s 电流的大小可用电流表进行测量。测量时应注意:
(1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。 (2)电流表应串接到被测量的电路中。
(3)注意直流电流表的正负极性。直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“-”记号,应和电路的极性相一致,不能接错,否则指针要反转,既影响正常测量,也容易损坏电流表。 (4)合理选择电流表的量程
每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表的量程。
一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上,读数较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小,以便选择适当量程的电流表。
若无法估计,可先用电流表的最大量程挡测量,当指针偏转不到1/3刻度时,再改用较小挡去测量,直到测得正确数值为止。
3、电流的方向
习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因此电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向相反。
若电流的方向不随时间的变化而变化,则称其为直流电流,简称直流,用符号DC表示。
其中,电流大小和方向都不随时间变化而变化的电流,称为稳恒直流电;电流大小随时间的变化而作周期性变化,但方向不变的称为脉动直流电。
Qt若电流的大小和方向都随时间作相应变化的,称为交流,用符号AC表示。
参考方向:在分析和计算较为复杂的直流电路时,经常会遇到某一电流的实际方向难以确定的问题,这时可先任意假定电流的参考方向,然后根据电流的参考方向列方程求解。
如果计算结果I>0,表明电流的实际方向与参考方向相同。
如果计算结果I
如下图所示电路中,电流参考方向已选定,已知I1=1A,I2=–3A,I3=–5A,试指出电流的实际方向。
(三)课堂小结
1.电路的组成及其作用。2.电路的三种工作状态。
3.形成电流的条件。4.电流的大小和方向及参考方向。5.直流电的概念。
(四)课后作业
复习本节课内容
3.4 教学目的:
1.掌握电压、电位及电动势的相关知识。 2.了解电压的测量方法。 教学重点:
电压、电位、电动势 教学难点:
电压的关联参考方向、电位分析 教学课时:
2课时 教学课题:
第一章 直流电路
第一节 电路及其基本物理量 教学过程:
(一)导入新课
复习:电路的组成及其作用,电路的三种基本状态;电流产生的条件和电流的概念,电流的计算公式。今天来学习电压、电位及电动势的相关知识。
(二)新课讲授
电压、电位和电动势
1、电压
电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功,称为a、b两点间的电压,用Uab表示。电压单位的名称是伏特,简称伏,用V表示。
已知图a中,Uab=-5V;图b中,Uab=-2V;图c中,Uab=-4V。试指出电压的实际方向。
2、电位
电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。 电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压,即Uab = Ua-Ub,故电压又称电位差。
电路中某点的电位与参考点的选择有关,但两点间的电位差与参考点的选择无关。
下图所示电路中,已知E1 =24V ,E2 =12V ,电源内阻可忽略不计,R1 = 3Ω,R2=4Ω,R3 =5Ω,分别选D 点和E 点为参考点,试求A、B、D、E 四点的电位及UAB和UED的值。
3、电动势
电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表示,电动势的符号为E,单位为V。
电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。
对于一个电源来说,既有电动势,又有端电压。电动势只存在于电源内部;而端电压则是电源加在外电路两端的电压,其方向由正极指向负极。
4、电压的测量
(1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。 (2)电压表必须并联在被测电路的两端。
(3)直流电压表表壳接线柱上标明的“+” “-”记号,应和被测两点的电位相一致,即“+”端接高电位,“-”端接低电位,不能接错,否则指针要反转,并会损坏电压表 (4)合理选择电压表的量程,其方法和电流表相同。
(三)课堂小结
电压、电位、电动势的相关知识
(四)课后作业
推荐第5篇:电工学教案
第一章 电路的基本概念和定律
实际电路种类繁多,但就其功能来说可概括为两个方面。 其一,是进行能量的传输、分配与转换。典型的例子是电力系统中的输电电路。发电厂的发电机组将其他形式的能量(或热能、或水的势能、或原子能等)转换成电能,通过变压器、输电线等输送给各用户负载,那里又把电能转换成机械能(如负载是电能机)、光能(如负载是灯泡)、热能(如负载是电炉等), 为人们生产、生活所利用。其二,是实现信息的传递与处理。这方面典型的例子有电话、收音机、电视机电路。接收天线把载有语言、音乐、图像信息的电磁波接收后,通过电路把输入信号(又称激励)变换或处理为人们所需要的输出信号(又称响应),送到扬声器或显像管,再还原为语言、音乐或图像。
(1) 理想电路元件是具有某种确定的电磁性能的理想元件:理想电阻元件只消耗电能 (既不贮藏电能,也不贮藏磁能);理想电容元件只贮藏电能 (既不消耗电能,也不贮藏磁能);理想电感元件只贮藏磁能 (既不消耗电能,也不贮藏电能)。理想电路元件是一种理想的模型并具有精确的数学定义,实际中并不存在。但是不能说所定义的理想电路元件模型理论脱离实际,是无用的。这尤如实际中并不存在“质点”但“质点”这种理想模型在物理学科运动学原理分析与研究中举足轻重一样,人们所定义的理想电路元件模型在电路理论问题分析与研究中充当着重要角色。(2) 不同的实际电路部件,只要具有相同的主要电磁性能,在一定条件下可用同一个模型表示,如上述的灯泡、电炉、电阻器这些不同的实际电路部件在低频电路里都可用电阻R表示。(3) 同一个实际电路部件在不同的应用条件下, 它的模型也可以有不同的形式,
1.1 欧 姆 定 律
如果电阻值不随其上电压或电流数值变化,称线性电阻。阻值不随时间t变化的线性电阻,称线性时不变电阻。一般实际中使用的诸如碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等都可近似看作是这类电阻。
1.3.1 欧姆定律
欧姆定律(Ohm\'s Law, 简记OL)是电路分析中重要的基本定律之一,它说明流过线性电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系,反映了电阻元件的特性。这里我们联系电流、电压参考方向讨论欧姆定律。写该直线的数学解析式,即有
u(t)Ri(t)
此式就是欧姆定律公式。电阻的单位为欧姆(Ω)。
(1) 欧姆定律只适用于线性电阻。(2) 如果电阻R上的电流电压参考方向非关联,则欧姆定律公式中应冠以负号, 即
u(t)Ri(t)或
i(t)Gu(t)
在参数值不等于零、不等于无限大的电阻、电导上,电流与电压是同时存在、同时消失的。或者说,在这样的电阻、电导上,t时刻的电压(或电流)只决定于t时刻的电流(或电压)。 这说明电阻、电导上的电压(或电流)不能记忆电阻、电导上的电流(或电压)在“历史”上(t时刻以前)所起过的作用。所以说电阻、电导元件是无记忆性元件,又称即时元件 1.4 理 想 电 源
不管外部电路如何,其两端电压总能保持定值或一定的时间函数的电源定义为理想电压源。
1.5 基尔霍夫定律
1.节点
2.支路 3.回路 4.网孔
1.5.1 基尔霍夫电流定律(KCL)
KCL是描述电路中与节点相连的各支路电流间相互关系的定律。它的基本内容是:对于集总参数电路的任意节点,在任意时刻流出该节点的电流之和等于流入该节点的电流之和。KCL是电荷守恒定律和电流连续性在集总参数电路中任一节点处的具体反映。所谓电荷守恒定律,即是说电荷既不能创造,也不能消灭。基于这条定律,对集总参数电路中某一支路的横截面来说,它“收支”是完全平衡的。即是说,流入横截面多少电荷即刻又从该横截面流出多少电荷,dq/dt在一条支路上应处处相等,这就是电流的连续性。对于集总参数电路中的节点,在任意时刻t, 它“收支”也是完全平衡的,所以KCL是成立的。
关于KCL的应用,应再明确以下几点:
(1) KCL具有普遍意义,它适用于任意时刻、任何激励源(直流、交流或其他任意变动激励源)情况的一切集总参数电路。
(2) 应用KCL列写节点或闭曲面电流方程时,首先要设出每一支路电流的参考方向,然后依据参考方向是流入或流出取号(流出者取正号,流入者取负号,或者反之)列写出KCL方程。另外,对连接有较多支路的节点列KCL方程时不要遗漏了某些支路。
1.5.2 基尔霍夫电压定律(KVL)
KVL是描述回路中各支路(或各元件)电压之间关系的。 它的基本内容是:对任何集总参数电路,在任意时刻,沿任意闭合路径巡行, 各段电路电压的代数和恒等于零。其数学表示式为
m uk(t)0k1
式中uk(t)代表回路中第k个元件上的电压,m为回路中包含元件的个数KVL的实质,反映了集总参数电路遵从能量守恒定律,或者说,它反映了保守场中做功与路径无关的物理本质。从电路中电压变量的定义容易理解KVL的正确性。 1.6 电 路 等 效
若B与C具有相同的电压电流关系即相同的VAR,则称B与C是互为等效的。这就是电路等效的一般定义。
电路等效变换的条件是相互代换的两部分电路具有相同的VAR; 电路等效的对象是A (也就是电路未变化的部分) 中的电流、电压、功率; 电路等效变换的目的是为简化电路, 可
以方便地求出需要求的结果。
应用电源互换等效分析电路问题时还应注意这样几点:
(1)电源互换是电路等效变换的一种方法。
(2)有内阻Rs的实际电源,它的电压源模型与电流源模型之间可以互换等效;理想的电压源与理想的电流源之间不便互换, 原因是这两种理想电源定义本身是相互矛盾的,二者不会具有相同的VAR。
(3) 电源互换等效的方法可以推广运用,如果理想电压源与外接电阻串联,可把外接电阻看作内阻,即可互换为电流源形式。如果理想电流源与外接电阻并联,可把外接电阻看作内阻,互换为电压源形式。电源互换等效在推广应用中要特别注意等效端子。 1.7 受 控 源
所谓受控源,即大小方向受电路中其他地方的电压或电流控制的电源。这种电源有两个控制端钮(又称输入端), 两个受控端钮(又称输出端)。 就其输出端所呈现的性能看,受控源可分为电压控制电压源与电流控制电压源两类;受控电流源又分为电压控制电流源与电流控制电流源两种。
第二章 电路的基本分析方法
2.1 支 路 电 流 法
在一个支路中的各元件上流经的只能是同一个电流,支路两端电压等于该支路上相串联各元件上电压的代数和,由元件约束关系(VAR)不难得到每个支路上的电流与支路两端电压的关系,即支路的VAR 支路电流法是以完备的支路电流变量为未知量,根据元件的VAR 及 KCL、KVL约束,建立数目足够且相互独立的方程组,解出各支路电流,进而再根据电路有关的基本概念求得人们期望得到的电路中任何处的电压、功率等。 2.1.1独立方程的列写
一个有n个节点、b条支路的电路,若以支路电流作未知变量, 可按如下方法列写出所需独立方程。
(1) 从 n 个节点中任意择其n-1个节点,依KCL列节点电流方程,则 n-1个方程将是相互独立的。这一点是不难理解的, 因为任一条支路一定与电路中两个节点相连,它上面的电流总是从一个节点流出,流向另一个节点。如果对所有n 个节点列KCL方程时,规定流出节点的电流取正号,流入节点的电流取负号,每一个支路电流在n个方程中一定出现两次, 一次为正号(+ij), 一次为负号(-ij), 若把这n个方程相加,它一定是等于零的恒等式,即
nb (i)k[(ij)(ij)]0k1j1
式中:n表示节点数;(∑i)k 表示第 k 个节点电流代数和;
bn
(
i )
表示对 n 个节点电流和再求和;
[(
i j ) (
表示 b 条支ij )]kj1k1路一次取正号,一次取负号的电流和。
(2) n个节点 b 条支路的电路,用支路电流法分析时需 b 个相互独立的方程,由KCL已经列出了n-1 个相互独立的KCL方程,那么剩下的b-(n-1)个独立方程当然应该由KVL列出。可以证明,由KVL能列写且仅能列写的独立方程数为b-(n-1)个。习惯上把能列写独立方程的回路称为独立回路。 独立回路可以这样选取:使所选各回路都包含一条其他回路所没有的新支路。对平面电路,如果它有 n 个节点、b 条支路,也可以证明它的网孔数恰为 b-(n-1)个, 按网孔由KVL列出的电压方程相互独立。 归纳、明确支路电流法分析电路的步骤。
第一步:设出各支路电流,标明参考方向。任取n-1个节点,依KCL列独立节点电流方程(n 为电路节点数)。
第二步:选取独立回路(平面电路一般选网孔),并选定巡行方向,依KVL列写出所选独立回路电压方程。
第三步:如若电路中含有受控源,还应将控制量用未知电流表示,多加一个辅助方程。
第四步:求解
一、
二、三步列写的联立方程组,就得到各支路电流。
第五步:如果需要,再根据元件约束关系等计算电路中任何处的电压、功率。
如果电路中的受控源的控制量就是某一支路电流,那么方程组中方程个数可以不增加, 由列写出的前 3 个基本方程稍加整理即可求解。如果受控源的控制量是另外的变量, 那么需对含受控源电路先按前面讲述的步骤
一、二去列写基本方程(列写的过程中把受控源先作为独立源一样看待),然后再加一个控制量用未知电流表示的辅助方程,这一点应特别注意。
2.2 网 孔 分 析 法 2.2.1 网孔电流
欲使方程数目减少,必使求解的未知量数目减少。在一个平面电路里,因为网孔是由若干条支路构成的闭合回路, 所以它的网孔个数必定少于支路个数。如果我们设想在电路的每个网孔里有一假想的电流沿着构成该网孔的各支路循环流动,
2.2.2 网孔电流法
对平面电路,以假想的网孔电流作未知量,依KVL列出网孔电压方程式(网孔内电阻上电压通过欧姆定律换算为电阻乘电流表示),求解出网孔电流,进而求得各支路电流、电压、功率等,这种求解电路的方法称网孔电流法(简称网孔法)。应用网孔法分析电路的关键是如何简便、正确地列写出网孔电压方程。
(1) 网孔法是回路法的特殊情况。网孔只是平面电路的一组独立回路,不过许多实际电路都属于平面电路, 选取网孔作独立回路方便易行,所以把这种特殊条件下的回路法归纳为网孔法。
(2) 回路法更具有一般性,它不仅适用于分析平面电路, 而且也适用于分析非平面电路,在使用中还具有一定的灵活性 。
2.3 节 点 电 位 法
2.3.1 节点电位
在电路中,任选一节点作参考点,其余各节点到参考点之间的电压称为相应各节点的电位。如图 2.3-1 电路,选节点 4 作参考点(亦可选其他节点作参考点),设节点1,2, 3 的电位分别为 v1, v2, v3。显然,这个电路中任何两点间的电压,任何一支路上的电流,都可应用已知的节点电位求出。例如,支路电流
i1G1(v1v2) i4G4v3
电导 G5 吸收的功率
p5G5(v1v3)2
对电路中任何一个回路列写KVL方程,回路中的节点,其电位一定出现一次正号一次负号 例如图中 A 回路,由KVL 列写方程为
u12u23u310
将上式中各电压写为电位差表示, 即有
v1v2v2v3v3v10
节点电位变量是相互独立的变量 2.3.2 节点电位法
以各节点电位为未知量,将各支路电流通过支路VAR 用未知节点电位表示,依KCL 列节点电流方程(简称节点方程),求解出各节点电位变量,进而求得电路中需要求的电流、电压、功率等,这种分析法称为节点电位法。
2.4 小
结
2.4.1 方程法分析
2.网孔分析法 3.节点电位法
1.支路电流法 2.4.2 方程通式
1.网孔方程通式
R11iAR12iBR13iCus11 R21iAR22iBR23iCus22 R31iAR32iBR33iCus33
2.节点方程通式
G11v1G12v2G13v3is11 G21v1G22v2G23v3is22
GvGvGvi 322333s33311
第三章
常用的电路定理
3.1 叠加定理和齐次定理
3.1.1 叠
加定理
如求电流i1,我们可用网孔法。设网孔电流为iA, iB。由图可知iB=is,对网孔A列出的KVL方程为
(R1R2)iAR2isus
usR2is
iAR1R2R1R2
\'如令
i
1 s
/( R 1
2 R 1 is
R 1
R
, 则可 u R), i 1\" /(2)将电流i1写为
叠加定理可表述为: 在任何由线性元件、线性受控源及独立源组成的线性电路中,每一支i1i1\'i1\"路的响应(电压或电流)都可以看成是各个独立电源单独作用时,在该支路中产生响应的代数和
在应用叠加定理时应注意:
(1) 叠加定理仅适用于线性电路求解电压和电流响应而不能用来计算功率。
(2) 应用叠加定理求电压、电流是代数量的叠加,应特别注意各代数量的符号
(3) 当一独立源作用时,其他独立源都应等于零(即独立理想电压源短路,独立理想电流源开路) 。
(4) 若电路中含有受控源,应用叠加定理时,受控源不要单独作用(这是劝告! 若要单独作用只会使问题的分析求解更复杂化),在独立源每次单独作用时受控源要保留其中,其数值随每一独立源单独作用时控制量数值的变化而变化。
(5) 叠加的方式是任意的,可以一次使一个独立源单独作用, 也可以一次使几个独立源同时作用,方式的选择取决于对分析计算问题简便与否。
3.1.2 齐次定理
齐次定理表述为:当一个激励源(独立电压源或独立电流源)作用于线性电路,其任意支路的响应(电压或电流)与该激励源成正比
us11us,us220,,usmm0 i1k11us
线性电路中,当全部激励源同时增大到 (K为任意常数) 倍,其电路中任何处的响应 (电压或电流) 亦增大到K倍。
3.2 置换定理
置换定理(又称替代定理)可表述为:具有唯一解的电路中,若知某支路k的电压为uk,电流为ik,且该支路与电路中其他支路无耦合,则无论该支路是由什么元件组成的,都可用下列任何一个元件去置换:
(1) 电压等于uk的理想电压源;
(2) 电流等于ik的理想电流源;
(3) 阻值为uk/ik的电阻。
3.3 戴维南定理与诺顿定理
3.3.1 戴维南定理
一个含独立源、线性受控源、线性电阻的二端电路N,对其两个端子来说都可等效为一个理想电压源串联内阻的模型。其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的开路电压uoc,串联的内阻为N内部所有独立源等于零(理想电压源短路,理想电流源开路),受控源保留时两端子间的等效电阻Req,常记为R0
3.3.2 诺顿定理
诺顿定理(Norton′s Theorem)可表述为:一个含独立电源、线性受控源和线性电阻的二端电路N,对两个端子来说都可等效为一个理想电流源并联内阻的模型。其理想电流源的数值为有源二端电路N的两个端子短路时其上的电流isc,并联的内阻等于N内部所有独立源为零时电路两端子间的等效电阻,记为R0。
3.4 最大功率传输定理
等效电压源接负载电路
uoci
R0RL
2 uocpLRLi2RL RRL0
为了找pL的极值点,令dpL/dRL=0, 即
2 dpL2(RLR0)2RL(RLR0)uoc04 dRL(RLR0)
RLR0pLmax2uoc4R0pLmax12R0isc4
通常,称RL=R0为最大功率匹配条件 3.5 互易定理
互易定理可表述为:对一个仅含线性电阻的二端口,其中,一个端口加激励源,一个端口作响应端口(所求响应在该端口上)。在只有一个激励源的情况下,当激励与响应互换位置时, 同一激励所产生的响应相同,这就是互易定理 应用互易定理分析电路时应注意以下几点:
(1) 互易前后应保持网络的拓扑结构及参数不变, 仅理想电压源(或理想电流源)搬移,理想电压源所在支路中电阻仍保留在原支路中。
(2) 互易前后电压源极性与1 1′、2 2′支路电流的参考方向应保持一致(要关联都关联,要非关联都非关联)。
(3) 互易定理只适用于一个独立源作用的线性电阻网络, 且一般不能含有受控源。
3.6 小
结
(1) 叠加定理是线性电路叠加特性的概括表征, 它的重要性不仅在于可用叠加法分析电路本身,而且在于它为线性电路的定性分析和一些具体计算方法提供了理论依据。叠加定理作为分析方法用于求解电路的基本思想是“化整为零”,即将多个独立源作用的较复杂的电路分解为一个一个(或一组一组)独立源作用的较简单的电路,在各分解图中分别计算, 最后代数和相加求出结果。若电路含有受控源,在作分解图时受控源不要单独作用。齐次定理是表征线性电路齐次性(均匀性)的一个重要定理,它常辅助叠加定理、戴维南定理、诺顿定理来分析求解电路问题。
(2) 依据等效概念,运用各种等效变换方法,将电路由繁化简,最后能方便地求得结果的分析电路的方法统称为等效法分析。第一章中所讲的电阻、电导串并联等效,独立源串并联等效,电源互换等效,Π-T互换等效;本章中所讲的置换定理,戴维南定理,诺顿定理都是应用等效法分析电路中常使用的等效变换方法。这些方法或定理都是遵从两类约束(即拓扑约束——KCL、KVL约束与元件VAR约束)的前提下针对某类电路归纳总结出的,读者务必理解其内容,注意使用的范围、条件、熟练掌握使用方法和步骤。
(2) 依据等效概念,运用各种等效变换方法,将电路由繁化简,最后能方便地求得结果的分析电路的方法统称为等效法分析。第一章中所讲的电阻、电导串并联等效,独立源串并联等效,电源互换等效,Π-T互换等效;本章中所讲的置换定理,戴维南定理,诺顿定理都是应用等效法分析电路中常使用的等效变换方法。这些方法或定理都是遵从两类约束(即拓扑约束——KCL、KVL约束与元件VAR约束)的前提下针对某类电路归纳总结出的,读者务必理解其内容,注意使用的范围、条件、熟练掌握使用方法和步骤。
(3) 置换定理(又称替代定理)是集总参数电路中的一个重要定理,它本身就是一种常用的电路等效方法,常辅助其他分析电路法(包括方程法、等效法)来分析求解电路。对有些电路, 在关键之处、在最需要的时候,经置换定理化简等效一步,使读者会有“豁然开朗”或“柳暗花明又一村”之感( (4) 戴维南定理、诺顿定理是等效法分析电路最常用的两个定理。解题过程可分为三个步骤:① 求开路电压或短路电流;② 求等效内阻;③ 画出等效电源接上待求支路,由最简等效电路求得待求量。
(5) 最大功率这类问题的求解使用戴维南定理(或诺顿定理)并结合使用最大功率传输定理最为简便。
6) 方程法、等效法是电路中相辅相承的两类分析法。
第四章 动态电路的时域分析 4.1 动 态元件
(1) 任何时刻,通过电容元件的电流与该时刻的电压变化率成正比。如果电容两端加直流电压, 则i=0, 电容元件相当于开路。故电容元件有隔断直流的作用。
(2) 在实际电路中, 通过电容的电流i总是为有限值,这意味着du/dt必须为有限值,也就是说, 电容两端电压u必定是时间t的连续函数,而不能跃变。这从数学上可以很好地理解, 当函数的导数为有限值时,其函数必定连续。 4.2 动态电路的方程
4.2.1 方程的建立
电路中开关的接通、断开或者电路参数的突然变化等统称为“换路” 根据KVL列出电路的回路电压方程为
uR(t)uC(t)us(t)
由于
dudu iCC,uRRiRCC dtdt将它们代入上式, 并稍加整理, 得
duC11uCusdtRCRC
4.3 一阶电路的零输入响应
我们把这种外加激励为零,仅由动态元件初始储能所产生的电流和电压,称为动态电路的零输入响应
一阶RC电路的零输入响应
4.4 一阶电路的零状态响应
电路的零状态响应定义为:电路的初始储能为零,仅由t≥0外加激励所产生的响应。
一阶RC电路的零状态响应
4.5 一阶电路的完全响应
假若电路的初始状态不为零,同时又有外加激励电源的作用,这时电路的响应称为完全响应。对于线性电路而言,其完全响应等于零输入响应与零状态响应之和,即
y(t)yx(t)yf(t)
4.6 一阶电路的单位阶跃响应
4.6.2 一阶电路的单位阶跃响应
当激励为单位阶跃函数时,电路的零状态响应称为单位阶跃响应。简称阶跃响应,用g(t)表示之。
4.7.1 零输入响应
根据零输入响应的定义,令us=0,同时为了简化讨论中的计算,又不失一般性,令uC(0)=U0,iL(0)=0。
2duCduC2 20uC02dtdt dui(0) u(0)U,CL0C0dtt0C
上式为二阶齐次微分方程,其特征方程为
2 p22p00
小
结
1) 动态元件的VAR是微分或积分关系,如下表所示
(2) 描述动态电路的方程是微分方程。利用KCL, KVL和元件的VAR可列写出待求响应的微分方程。利用换路定律和0+等效电路,可求得电路中各电流、电压的初始值。
(3) 零输入响应是激励为零,由电路的初始储能产生的响应,它是齐次微分方程满足初始条件的解。零状态响应是电路的初始状态为零,由激励产生的响应,它是非齐次微分方程满足初始条件的解,包含齐次解和特解两部分。假若电路的初始状态不为零,在外加激励电源作用下,电路的响应为完全响应,它等于零输入响应与零状态响应之和。 动态电路的响应也可以分为自由响应与强迫响应。对于稳定电路,在直流电源或正弦电源激励下,强迫响应为稳态响应,它与激励具有相同的函数形式。自由响应即为暂态响应,它随着时间的增加逐渐衰减到零。
零输入响应和自由响应都是满足齐次微分方程的解,它们的形式相同,但常数不同。零输入响应的待定常数仅由输入为零时的初始条件yx(0+)所确定,而自由响应的待定常数由全响应的初始条件y(0+)所确定。
(4) 利用三要素公式可以简便地求解一阶电路在直流电源或阶跃信号作用下的电路响应。 三要素公式为
t y(t)y()[y(0)y()]e
求三要素的方法为
① 初始值y(0+):利用换路定律和0+等效电路求得。
② 稳态响应y(∞): 在直流电源或阶跃信号作用下,电路达到稳态时,电容看作开路,电感看作短路,此时电路成为电阻电路。利用电阻电路的分析方法,求得稳态响应y(∞)。
③ 时常数τ:RC电路,τ=RC; RL电路,τ=L/R。式中R为断开动态元件后的戴维南等效电路的等效电阻。
5) 单位阶跃响应g(t)定义为:在ε(t)作用下电路的零状态响应。
(6) 对于二阶电路,只要求了解由于其特征根p1, p2的取值有3种不同的情况,其响应分为过阻尼、临界阻尼和欠阻尼。
第五章 正弦电路的稳态分析
5.1 正弦电压和电流
5.1.1 正弦量的三要素
所谓周期信号,就是每隔一定的时间T,电流或电压的波形重复出现;或者说,每隔一定的时间T,电流或电压完成一个循环。图 5.1-1 给出了几个周期信号的波形, 周期信号的数学表示式为
f(t)f(tkT)
式中k为任何整数。周期信号完成一个循环所需要的时间T称为周期, 单位为秒
图 5.1-1 周期信号
周期信号在单位时间内完成的循环次数称为频率,用f表示。 显然,频率与周期的关系为
1f
T
频率的单位为赫兹(Hz)。 我国电力网所供给的交流电的频率是 50 Hz,其周期是0.02s。实验室用的音频信号源的频率大约从20~20×103Hz左右,相应的周期为0.05s~0.05 ms 左右。
5.1.2 相位差
假设两个正弦电压分别为
u1(t)U1mcos(t1)
u2(t)U2mcos(t2)
它们的相位之差称为相位差,用ψ表示,即
(t1)(t2)12
两个同频率的正弦信号的相位差等于它们的初相之差 5.1.3 有效值
正弦信号的有效值定义为:让正弦信号和直流电分别通过两个阻值相等的电阻。如果在相同的时间T内(T可取为正弦信号的周期),两个电阻消耗的能量相等,那么,我们称该直流电的值为正弦信号的有效值。
当直流电流I流过电阻R时,该电阻在时间T内消耗的电能为
WI2RT
当正弦电流i流过电阻R时,在相同的时间T内,电阻消耗的电能为
TTW~p(t)dtRi2(t)dt 00
上式中p(t)表示电阻在任一瞬间消耗的功率,即p(t)=u(t)i(t)=Ri2(t)。根据有效值的定义,有
W~WT
I2RTRi2(t)dt0
故正弦电流的有效值为
1T2 Ii(t)dt0T
正弦电流的有效值是瞬时值的平方在一个周期内的平均值再取平方根,故有效值也称为均方根值。
类似地,可得正弦电压的有效值为
1T2Uu(t)dt 0T5.2 利用相量表示正弦信号
一个复数既能表示成代数型,也能表示成指数型。设A为一复数,a1和a2分别为其实部和虚部,则
Aa1ja2aej
代数型
指数型
式中a称为复数A的模;φ称为复数A的辐角
复数的图示
5.2.1 利用相量表示正弦信号
假设某正弦电流为
i(t)Imcos(ti)根据欧拉公式
ejcosjsin
可以把复指数函数Im e j(ωt+θi)展开成
Imej(ti)Imcos(ti)jImsin(ti)
i(t)Re[Imej(ti)]Imcos(ti)
把式(5.2-3)进一步写成
j(ti)jijti(t)Re[Ie]R[Iee]mem
Re[Imejt]
式中
Ieji Imm
相量图
Imcos(t1i)
ejt]i(t)Re[Im
(tu) uUmcos(tu)Re[Umej]
ejt]Re[Umejuejt]Re[Um
UejuU Ummmu
5.3 KCL、KVL的相量形式
i0对于任意瞬间,KCL的表达式为
0同理可得KVL的相量形式为
Um
5.4
阻 抗 与 导 纳
5.4.1
阻抗与导纳
端口电压相量与电流相量的比值定义为阻抗,并用Z表示
UZm Im UZ
I可改写成
ZI Umm ZIU
5.4.2
阻抗和导纳的串、并联
若有n个阻抗相串联,它的等效阻抗为
nn ZZk(RkjXk)k1k1
分压公式为
ZiUUin Zkk1
U
为n个串联阻抗的总电压相量;
为第i个阻抗上的电压相量 若有n个导纳相并联,它的等效导纳为
nn
YYk(GkjBk) k1k1分流公式为
YiII in Ykk1
Ii为通过任一导纳Yi的电流相量; I为总电流相量i 若两个阻抗Z1和Z2相并联,则等效阻抗为
ZZ1Z2
Z1Z2分流公式为
I1Z2I
Z1Z2
I2ZZZI1125.5 电路基本元件的功率和能量
电阻元件的瞬时功率波形
设电压u(t)为
u(t)Umcos(tu) i(t)u(t)Imcos(tu)
R p(t)u(t)i(t)UmImcos2(tu) 12UmIm[1cos2(tu)] 12UI1mm2UmImcos2(tu)] UIUIcos2(tu)瞬时功率在一周期内的平均值,称为平均功率。用P表示,即
P1TT0p(t)dt 11U2 P2Um12mIm2R2ImR或用有效值表示为
U2
PUII2R平均功率也称为有功功率。通常,我们所说的功率都是指平均功率。R指灯泡的平均功率为60 W。
5.6 无功功率和复功率
二端电路N的无功功率Q(或PQ)定义为
例如, 60W灯泡是 1QUmImsin(ui)UIsin(ui) 2其单位为伏安(V·A)。
分解为两个分量:一设二端电路的端口电压与电流的相量图如图5.6-3 所示。电流相量
I
; 另一个与
U
。 它们的值分个与电压相量
同相的分量
I
正交的分量
IUxx别为
IxIcos(ui)
IyIsin(ui)
端口电压、电流相量图
与电压
U二端电路的有功功率看作是由电流
I
所产生的, 即
x
PUIxUIcos(ui)无功功率看作是由电流
I y 与电压
U
产生的, 即
QUIyUIsin(ui)
当二端电路不含独立源时,φZ=θu-θi,(5.6-5)式可写为
QUIsinZ
当电路N是纯电阻时,φZ=0, QR=0;当电路N是电感时, φZ=90°, QL=UI; 当电路N是电容时,φZ=-90°,QC=-UI。
工程上为了计算方便,把有功功率作为实部,无功功率作为虚部,组成复功率,用S表示, 即
SPjQ
SUIcos(ui)jUIsin(ui)
UI[cos(ui)jsin(ui)]
Sej(ui)
SP2Q2
若二端电路N不含独立源,φZ=θu-θi, 则
SPjQSejZ
5.7 正弦稳态电路中的最大功率传输
功率三角形
由图可知,电路中的电流为
UUI ZiZL(RiRL)j(XiXL)
电流的有效值为
Us I (RiRL)2(XiXL)2负载吸收的功率
U52RL2 PLIRL(RiRL)2(XiXL)2
若RL保持不变,只改变XL,当Xi+XL=0 时, PL获得最大值
Us2RL PL2(RR)iL
2dPL2(RiRL)2RL(RiRL) Us04dRL(RiRL)
(RiRL)22RL(RiRL)0
RLRi当负载电阻和电抗均可变时,负载吸收最大功率的条件为
XLXi RRLi
即
ZLZi*
当负载阻抗等于电源内阻抗的共轭复数时,负载能获得最大功率,称为最大功率匹配或共轭匹配。
2 Us1UsmPLmax 4Ri24Ri
UUI ZiRL(RiRL)jXi
UsI
22(RR)XiLi
负载吸收的功率为
Us2RL2 PLIRL22(RR)XiLi
当RL改变,PL获得最大值的条件是
22 dPL2(RiRL)Xi2RL(RiRL)Us dRL[(RiRL)2Xi2]2 (RiRL)2Xi22RL(RiRL)0
RLRi2Xi2Zi
当负载阻抗为纯电阻时,负载电阻获得最大功率的条件是负载电阻与电源的内阻抗模相等。
5.8 正弦稳态电路的相量分析法
5.8.1 网孔法
5.8.2 节点法
5.8.3 等效电源定理
5.9
三相电路概述
三相电源
这三个相电压的瞬时表示式为
ua(t)2Upcost
ub(t)2Upcos(t120)
uc(t)2Upcos(t240)
U0Uap
UbUp120 UcUp240Up120
5.9.1 三相电源的连接
对称三相电压相量图
三相电源的Y形连接
5.10 小
结
1.正弦信号的三要素和相量表示
i(t)Imcos(ti)2Icos(ti)
式中振幅Im(有效值I)、角频率ω(频率f)和初相角θi称为正弦信号的三要素。设两个频率相同的正弦电流i1和i2,它们的初相角分别为θ1和θ2,那么这两个电流的相位差等于它们的初相角之差,即
12若ψ>0, 表示i1的相位超前i2; 若ψ
ejt]Re[2Iejt]iIcos(t)Re[Imim
式中
I m e j i ( I
j i)
称为电流振幅(有效值)相量。 相量是一个复I Iem常数,它的模表示了正弦电流的振幅(有效值),辐角表示了正弦电流的初相角。
2. 电路定律的相量形式和相量分析法 KCL和KVL的相量形式分别为
0 I 0U欧姆定律的相量形式为
ZIU
3.正弦稳态电路的功率
任一阻抗Z的有功功率(平均功率)和无功功率分别为
PUIcosZ
QUIsinZ
PSUI视在功率为
复功率为
SPjQSejZ
在电源和内阻抗Zi一定条件下,负载阻抗ZL获得最大功率的条件为
ZLZi*
这称为共轭匹配, 此时负载获得的最大功率为
PLRi2Xi2Zi
这称为模匹配,即负载电阻RL等于内阻抗的模|Zi|时,能获得最大功率。计算模匹配情况下
,那么负载电阻消耗的功率为
的最大功率,首先应该计算流过负载电阻RL的电流
IR 2PLIRRL第六章
互感与理想变压器
6.1 耦合电感元件
6.2 耦合电感的去耦等效
6.2.1 耦合电感的串联等效
互感线圈顺接串联
6.3 含互感电路的相量法分析
两个回路的互感电路
由KVL得
didi R1i1L11M2usdtdt didi (RLR2)i2L22M10dtdt
jMIU(R1jL1)I12s
jMI(RRjL)I0 12L22
ZI Z11I1122Us ZI0Z21I1222
6.3.1含互感电路的等效法分析
UsI1 2M2Z11 Z22 2M2 Zf1Z22
UsI1 Z11Zf1
初级等效电路
设次级回路自阻抗
Z22R22jX2
222222222MMMRMX2222 Zf12j222ZRjXRXRX22222222222222
Rf1jXf1
2M2Rf12R222 R22X22
2M2Xf12X22 2R22X22
从初级端看的输入阻抗
2UM21 ZinZ11Zf1Z11I1Z22
Z21II21 Z22 jMI1I2
Z22
, 特别应应当清楚,该等效电路必须在求得了初级电流
I 1的前提下才可应用来求电流
I2注意的是,等效源的极性、大小及相位与耦合电感的同名端、初, 次级电流参考方向有关
次级等效电路
6.4 理 想 变 压 器
6.4.1 理想变压器的三个理想条件
理想变压器多端元件可以看作为互感多端元件在满足下述3个理想条件极限演变而来的。
条件1:耦合系数k=1, 即全耦合。
条件2:自感系数L1,L2无穷大且L1/L2等于常数。
条件3: 无损耗。
理想变压器次级短路相当于初级亦短路;次级开路相当于初级亦开路。 (1) 理想变压器的3个理想条件: 全耦合、参数无穷大、无损耗。
(2) 理想变压器的3个主要性能:变压、变流、变阻抗。
(3) 理想变压器的变压、变流关系适用于一切变动电压、电流情况,即便是直流电压、电流,理想变压器也存在上述变换关系。
(4) 理想变压器在任意时刻吸收的功率为零, 这说明它是不耗能、不贮能、只起能量传输作用的电路元件
推荐第6篇:电工学复习题
1一般情况下,元件上电流的方向和极性的匹配 2理想电压源。
3基尔霍夫定律的两种表达式。 4含源二端网络功率的输出及输入。 5二段网络上支路数节点数及网孔数间的关系。 6相量图上的任意两相量所满足的条件。
7一般情况下,电气设备是否全部消耗了电源提供的电能。 8电流源与电压源的内外电路是否可以等效的?。 9交流电变频时是否影响电机的工作状态? 10变压器的功能有哪些? 11 电表的额定相对误差N。 12 触电电流的值有哪些?
13.电路呈现感性或容性电路的条件是什么?
14三相供电系统的各相有功功率与总功率(非有功功率)之间的一般表达式为何?
15正弦表达式与相量表达式的转换关系是什么?
16一个有源二端电阻网络可以用什么定理简化为电压源或电流源模式? 17复功率的数学表达式。
18解决二端网络的一般问题有那些?
19三相对称电源电路有几种接法?其输出视在功率与负载功率关系的数学表达式是什么?
20简化含源电路的最简方法是什么?
21三相对称负载的相电压与线电压有几种关联?各是什么? 22 根据什么条件选择三相异步电动机的启动方式? 23 会分析判断电动机具有哪些保护功能.24 会根据条件计算三相异步电动机的额定转矩等Tn=?,nN=?, 25 会计算变压器原副线圈的额定电流及电压调整率。 26 会分析判断及计算三相电路的线、相电流。 例如 一、判断题: 1电阻元件的特性方程有负号时,表示该方程与欧姆定律相悖。( )
2如果某二段网络上的某瞬时功率是负值,则其内必含电源。 ( )
二、填空题
1单相变压器的效率,是指_____
。
2在对称三相四线制供电系统中,A线电源线电压为2380sintV, 则相 电压分别为_____
、_____
及_____
V。
三、简答题
1试写出无源元件特性方程相量形式的数学表达式。 2试写出阻抗角的数学表达式。
四、计算题(略)
1(10分)在三相交流电路中,同时接有两组对称负载,一组是三角形接法,Ra=Rb=Rc=173.2Ω;另一组是星型接法,RA=RB=RC=100Ω,当电源的线电压为380V时求线路的总电流iA和总功率P。(设uAB初相位为零) 解:经分析每一相两种接法的线电流同相,故得: (1) IAIIY分) (2)总功率
3UUY1.7323803803.82.26A(5Z173.21.7321003ZYP3IUcos3IYUYcodY1.7323.838011.7322.238013948.96W (P3IAUABcos1.732638013948.96W ) (5分)
AiABCRCRaRbRc 如互换电阻计算正确扣1分
RARB
推荐第7篇:煤矿电工学
《煤矿电工学》考试题
理论部分(100分)
一、名词解释(20分,每小题4分)
1、一类负荷:凡因突然中断供电造成人身伤亡事故或重大设备损坏,给国民经济造成重大损失,在政治上产生不良影响的负荷。
2、过电压:由于某种原因造成设备的电压异常升高,其数值大大超过设备的额定电压,使设备绝缘击穿或闪络。
3、弧光放电:由于高速运动的自由电子与触头间的中性质点不断的碰撞游离,使触头间带电质点大量增加,结果使绝缘介质变成了导体形成弧光放电。
4、反时限过电流保护:是指保护装置动作时限的长短与电流的大小有关,短路点越靠近电源端,短路电流越大,动作时限越短。
5、保护接地:为防止人触及电气设备因绝缘损坏而带电的外露金属部分造成的人体触电事故,将电气设备中在正常时不带电、绝缘损坏时可能带电的外露部分接地,称为保护接地。
6、煤矿井下工作面配电点:为了便于操作工作面的机械设备,必须在工作面附近巷道中设置控制开关和起动器,这些设备的放置地点即为工作面配电点。
7、母线联络开关:变电所每条进、出线,通过隔离开关分别接到两条母线上,母线之间用开关相连,连接母线的开关称为母线联络开关。
二、判断 (30分,每小题1.5分)
1、工矿企业供电的基本要求是供电可靠、供电安全、供电质量和供电经济 。( √ )
2、当电源电压和频率不变时,变压器铜损是固定不变的。( × )
3、煤矿供电的三大保护是接地保护、漏电保护和过电流保护。( √ )
4、煤矿安全用电上所说的“三无”是指无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。
5、触电按电流对人体的伤害程度分为电击和电伤两大类。( √ )
6、矿用移动变电站是防爆电气设备。( √ )
7、在有火灾、爆炸危险的场所严禁使用铝芯和铝包电缆。( √ )
8、一般煤矿变电所广泛采用单母线分段结线方式。( √ )
9、裸导线在选择时可以不考虑短路时的热稳定性。( √ )
10、矿用一般型照明灯适用于有瓦斯的矿井,并且通风良好的巷道或机电硐室、井底车场等场所作固定式连续照明( × )。
四、简答题(30分,每小题7.5分)
1、“三专两闭锁”的内容及作用是什么?
答:(1)“三专两闭锁”是指在瓦斯喷出区、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中,对掘进工作面的局部通风机装设三专供电,即专用变压器、专用开关、专用电缆线路。
“三专”作用:保证局部通风机供电的可靠性,使其不受其他采掘电气设备在启动、动转时有供电方面的影响,保证通风机24小连续供风,交接班也不停风。 (2)“两闭锁”是指风电闭锁和瓦斯电闭锁。
“两闭锁”作用:局部通风机停止运转时,能立即切断局部通风机供风巷道内的一切电源;若供风区瓦斯超限,则局部通风机不会自动启动。
2、煤矿地面变电所的位置确定原则是什么?
答:(1)尽量靠近负荷中心和接近入井电缆井筒,以减少金属导线消耗,降低电能损耗; (2)进出线方便;
(3)设在常年主导风上风侧并避开污染源; (4)地形和地质条件符合变电所位置要求; (5)交通方便,有一定的扩容空间。
3、深井供电系统和浅井供电系统的特征各是什么?各适用于什么条件?
答:(1)深井供电系统的特征是由地面变电所、井下中央变电所和采取变电所构成三级高压供电。当煤层埋藏较深(大于150米)、机械化程度高、井下用电负荷较大时一般采用深井供电系统。
(2)浅井供电系统的特征,一是井下不设中英变电所,只在井底车场设配电所,二是由地面变电所、井下配电所和采区配电所构成两级供电。当煤层埋藏较浅(小于150米)、机械化程度低、井下用电负荷较小时一般采用浅井供电系统。
4、漏电保护的作用是什么?
答:(1)当系统发生漏电时迅速切断电源;
(2)当人体接触带电体时迅速切断电源,防止发生人身触电事故;
(3)不间断的监视被保护电网或电气设备的绝缘状态; (4)防止电气设备漏电及漏电故障扩大。
5、预防过负荷的措施有哪些?
(1)正确选择电气设备和电缆,并使其具有一定的过负荷能力;
(2)避免频繁启动、重载启动设备;
(3)加强对电气设备及电线电缆的使用、维护、检查及管理;
(4)装设过负荷装置:热继电器等。
6、造成电缆故障的主要原因是什么?
答:电缆的选择、安装、使用、运行及维护检查不当,均可造成电缆故障,概括起来主要有以下几个方面: (1)
选择的电缆主线芯截面的机械强度或长时允许电流不够造成断相、短路故障;
(2)
电缆敷设、连接不符合要求,发热、受潮,造成短路、绝缘下降故障;
(3) 电缆接线时出现“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”造成单相接地事故;
(4) 电缆在使用中遇到车辆掉道或者碰撞、挤压、埋、砸、受潮、进水是电缆绝缘下降,造成漏电导致电缆故障;
(5) 日常维护检查管理不善,造成电缆漏电、短路事故;
(6) 因操作过电压、大气过电压这些电缆绝缘击穿,导致短路、接地事故。
技能部分(100分)
1.漏电跳闸实验 1.
漏电跳闸实验的规定
(1)《煤矿安全规程》规定:每天必须对低压检漏装置的运行情况进行一次跳闸实验。
(2)煤(岩)电钻综合保护装置每班试验一次,照明信号综合保护装置每天试验一次。每月至少做一次远方人工漏电跳闸试验。
(3)对新安装的检漏保护装置在首次投入运行千,要在瓦斯检查员得配合下,做一次远方人工漏电跳闸试验。
2.漏电跳闸试验
在进行漏电跳闸试验时,瓦斯检察员一定要在现场检查瓦斯。漏电跳闸试验的具体做法是:在最远端的控制开关的负荷侧按照不同电压等级的漏电动作电阻值接入试验电阻,盖上外盖后按下试验按钮对漏电保护装置进行跳闸试验。如果自动馈电开关跳闸,说明保护装置动作可靠。试验完毕后,要拆除试验电阻。 2.漏电故障的判断、查找
当电网在运行中发生漏电时,应立即进行寻找处理,并向有关部门人员报告,发生故障的设备或线路在未排除故障前,禁止投入使用。 (一) 漏电故障的判断
煤矿井下电网或电气设备发生漏电故障时,首先应该分析漏电的原因,判断漏电性质,然后琢段进行检查,找出漏电点,排除故障。如果逐段进行检查后,还是找不出漏电点,应与瓦斯检查员联系,由瓦斯检查员对可能的漏电区域进行瓦斯检查。瓦斯浓度小于1%时,采用将自动馈电开关合闸的方法查找检漏点。具体做法是:
发生漏电故障后,将各分路开关分别单独合闸,如某分路开关合上后发生跳闸或闭锁。则可能该线路发生了集中性漏电。将各分路开关分别单独合闸后,如果漏电保护装置均不跳闸或不闭锁,但是当各分路开关全部合上时漏电保护装置跳闸,则该电网可能发生了分散性漏电。
(二)漏电故障的查找
1.集中性漏电的查找方法
(1)漏电保护装置跳闸后,试着合上总馈电开关,如果能够合上,那么可能是瞬间的集中性漏电。
(2)试着合上总馈电开关,如果合不上,再拉开全部分路开关,试着合上总馈电开关,如果仍然合不上,那么漏电点应该是在电源上,这时用摇表摇测,确定哪一条线路发生了漏电。
(3)拉开全部分路开关,试着合上总馈电开关,如果能合上,再将各分路开关分别逐个合闸,在哪一开关控制的线路时跳闸,就表示该分路有集中性漏电。
2.分散性漏电的查找方法
如果是由于电网绝缘水平降低,而不是发生了一相接地故障,漏电保护装置动作跳闸,可以采取拉开全部分路开关,再将各分路开关分别逐个合闸的办法,合闸的同时观察漏电保护装置的欧姆表读数变化情况,确定是哪一条线路的绝缘水平最低,然后用摇表摇测。 3.矿用电缆的故障判断
矿用电缆发生故障后,故障的判断即故障点的查找,可以利用保护装置的动作来判定故障类型,也可以用兆欧表(摇表)测量绝缘电阻判断故障类型。该技能介绍的是用兆欧表测量绝缘电阻判断故障类型。 2.
相间短路故障的判断
将电缆两端完全脱开,用兆欧表测定电缆任两芯线之间绝缘电阻,如果绝缘电阻小于正常值,说明发生了相间短路。如果某一芯线分别与其他两芯线间绝缘电阻很小甚至为零,说明这一芯线为短路相。 2.断相故障的判断
将电缆一端短接,将兆欧表的两端分别接与任两相主线芯,测量两相间绝缘电阻,如果某一芯线分别与其他两芯线间绝缘电阻很大,说明这一芯线发生断相故障。
3.单相接地故障判断
首先切断电源,将电缆两端的芯线全部开路。用兆欧表测定电缆每一相对地的绝缘电阻,如果其中某一相对地绝缘电阻小于正常值,说明该相发生了单相接地。 需要注意的是,使用普通型携带式电气测量仪表测量绝缘电阻时,必须在瓦斯浓度1.0%以下的地点使用,并实时监测使用环境的瓦斯浓度 4.高压真空配电箱倒闸操作 高压真空倒闸操作注意事项:
1.倒闸操作,必须由两人执行,其中一人监护,一人操作。操作人和监护人必须经过培训、考试合格并经批准后的人员担任,其中对操作现场的设备比较熟悉,级别较高的一人或值班员做监护人。
2.开始操作前,应先进行核对性模拟预演,确认无误后,再进行操作。
3.正式操作前应先核对设备名称、编号和位置,操作中应认真执行监护复诵制度(单人操作时也应高声唱票)。操作过程中按操作票填写的顺序逐项操作,每操作完一步,应检查无误后画对勾做标记,全部操作完毕后进行复查。
高压真空配电箱停电拉闸流程: 1.切断低压负荷。 2.切断低压总馈电开关。 3.切断变压器。 4.切断高压断路器。 5.断开负荷侧下隔离开关。 6.断开电源侧上隔离开关。
高压真空配电箱送电合闸流程:
1.用绝缘棒拉合电源侧上隔离开关。2.用绝缘棒拉合负荷侧下隔离开关。 3.合上高压断路器。 4.合上变压器。
5.
合上低压总馈电开关,给低压负荷送电。
送电合闸。停电拉闸操作的过程中,严禁带负荷拉合隔离开关。
一、简答题
1.说明矿用隔爆型移动变电站KBSGZY—3150/10型号含义?
答:K——矿用;B——隔爆;S—三相;G——干式;Z——组合式;Y——移动式;3150——额定容量3150千伏安;10——一次侧额定电压10千伏
2.煤矿井下设置保护接地网游什么好处?
答:煤矿井下设置了保护接地网后,使埋在井下各处的接地地极并联起来,降低了总得接地电阻,提高了保护接地的安全性;煤矿井下某处接地地极失灵后,还可以靠其他接地地极起保护作用,可以互为后备,提高了保护接地的可靠性。
3.简漏继电器的作用是什么?
答:1)可以不间断地检测电网绝缘状态
2)一旦发生漏电或人身触电事故能及时切断电源,进行漏电保护
3)具有漏电试验功能,通过试验检测漏电保护装置是否可以可靠动作
4)可以补偿流过人体电容电流,减小人身触电电流,保证人身安全
4.真空型电磁启动器的电动机综保有哪些保护?
答:有启动控制、停止控制、漏电闭锁、短路、三相不平衡、欠压等多种保护
5.井下保护接地网是怎样组成的?
答:用导线将电气设备的金属外壳与煤矿井下指定地点敷设的主接地极、局部接地极连接,然后用铠装电缆的金属铠装层或者橡套电缆的接地芯线将放置在煤矿井下各处的电气设备的金属外壳或构架连接起来,从而使埋在井下各处的接地极并联起来。
6.解释下列型号含义MYPJ—3.6/6—3×35—1×16—3×2.5 答:M—矿用;Y—移动设备使用;P—屏蔽电缆;J—监视;3.6/6—额定电压为3.6kV/6kV;3×35—三相动力芯线、每芯截面为35mm2;1×16—一相接地芯线、芯线截面为16mm2;3×2.5三芯监视线、每芯截面为2.5mm2 7.电缆敷设路径的选择原则是什么?哪些地方不能敷设? 答:1.路径应尽可能短,以降低电缆的投资和线路上的电压损失及功率损失
2.电缆的敷设要确保供电线路安全,在总回风巷和专用回风巷中,由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆;在溜放煤、矸石、材料的溜到中严禁敷设电缆;在机械提升的进风斜井和使用木支架的立井井筒中,毒蛇电缆时为防提升机械掉道扎伤电缆和电缆引燃木支架,必须由可靠的安全措施;电话线下井要从不同井筒下井,且为两条以上
二、论述题
1.论述“三专两闭锁“内容、作用及使用范围
2.论述煤矿电力负荷如何分类?煤矿企业哪些用户为一类负荷?如何保证其供电可靠性? 答:1)根据停电造成的影响不同,也就是电力用户对供电可靠性的要求不同分类
2)煤矿主通风机、井下主排水泵、副井升降人员提升机为一类负荷
3)一类负荷应有两个独立的电源供电,以保证供电的可靠性
推荐第8篇:电工学考试题
1、绘制、识读电气控制线路原理图的原则是什么?
答:(1)原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路绘制。
(2).原理图中,各电器触头位置都按电路未通电未受外力作用时的常态位置画出,分析原理时,应从触头的常态位置出发。
(3).原理图中,各电器元件不画实际的外形图,而采用国家规定的统一国标符号画出。
(4).原理图中,各电器元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其线路中所起作用分画在不同电路中,但它们的动作却是相互关联的,必须标以相同的文字符号。
(5)原理图中,对有直接电联系的交叉导线连接点,要用小黑点表示,无直接电联系的交叉导线连接点则不画小黑圆点。
2、母线的相序排列及涂漆颜色是怎样规定的?
答:母线的相序排列(观察者从设备正面所见)原则如下:
(1)从左到右排列时,左侧为A相,中间为B相,右侧为C相。
(2)从上到下排列时,上侧为A相,中间为B相,下侧为C相。
(3)从远至近排列时,远为A相,中间为B相,近为C相。
(4)涂色:A-黄色,B-绿色,C-红色,中性线不接地紫色,正极-褚色,负极-兰色,接地线-黑色。
3.建筑电气照明需要考虑的因数有哪些?
(1)对照明的基本要求是:照度合理、照度稳定、照度均匀、限制眩光,其中照度必须符合国家推荐的照度标准值。
(2)照明方式主要有工作照明、事故照明、和气氛照明。事故照明电源应有一定的独立性,危险场所的照明电源应采用低于36伏的安全电压。
(3)电光源分热辐射光源和气体放电光源。各种电光源具有不同的结构、工作原理和技术特性,使用时要注意其特点和使用场合。
(4)灯具的主要作用是分配光线、固定光源。保护光源和限制眩光, (5)电气照明计算测常用方法是功率密度值法 (6)照明线路由进户线、配电箱、干线和支线组成。
( 7)电气照明识别图,应首先熟悉国家规定的各种图形符号、文字符号、标注方式等,还应进一部熟悉电气施工的有关规定和规范等。
4.电缆穿入电缆管时有哪些规定?
答:敷设电缆时,若需将电缆穿入电缆管时应符合下列规定:①、铠装电缆与铅包电缆不得穿入同一管内;②、一根电缆管只允许穿入一根电力电缆;③、电力电缆与控制电缆不得穿入同一管内;④、裸铅包电缆穿管时,应将电缆穿入段用麻或其它柔软材料保护,穿送外不得用力过猛。
5直流电动机的励磁方式有几种,都是什么?各自特点是什么?
1) 串励:启动和过载能力较大,转速随负载变化明显,空载转速过高,俗称“飞车”。
2) 并励:转速基本恒定,一般用于转速变化较小的负载。
3) 复励:以并励为主的复励电机具有较大转矩,转速变化不大。多用于机床等。以串励为主的复励电机具有接近串励电机特性,但无“飞车”危险。 4) 他励:励磁回路单独供电的电机,用于需要款调速的系统。
6、对变电所主结线的基本要求是什么?
主要从可靠、灵活、经济等方面考虑。 1) 满足与负荷类别相适应的供电可靠性的要求。 2) 接线简单、清晰、操作维护方便。
3) 接线应具有一定灵活性,能适应各种工作情况并便于分期过渡。 4) 技术先进、经济合理,即基建投资和年运费要少。
1、绘制、识读电气控制线路原理图的原则是什么?
答:(1)原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路绘制。
(2).原理图中,各电器触头位置都按电路未通电未受外力作用时的常态位置画出,分析原理时,应从触头的常态位置出发。
(3).原理图中,各电器元件不画实际的外形图,而采用国家规定的统一国标符号画出。
(4).原理图中,各电器元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其线路中所起作用分画在不同电路中,但它们的动作却是相互关联的,必须标以相同的文字符号。
(5)原理图中,对有直接电联系的交叉导线连接点,要用小黑点表示,无直接电联系的交叉导线连接点则不画小黑圆点。
2、母线的相序排列及涂漆颜色是怎样规定的?
答:母线的相序排列(观察者从设备正面所见)原则如下:
(1)从左到右排列时,左侧为A相,中间为B相,右侧为C相。
(2)从上到下排列时,上侧为A相,中间为B相,下侧为C相。
(3)从远至近排列时,远为A相,中间为B相,近为C相。
(4)涂色:A-黄色,B-绿色,C-红色,中性线不接地紫色,正极-褚色,负极-兰色,接地线-黑色。
3.建筑电气照明需要考虑的因数有哪些?
(1)对照明的基本要求是:照度合理、照度稳定、照度均匀、限制眩光,其中照度必须符合国家推荐的照度标准值。
(2)照明方式主要有工作照明、事故照明、和气氛照明。事故照明电源应有一定的独立性,危险场所的照明电源应采用低于36伏的安全电压。
(3)电光源分热辐射光源和气体放电光源。各种电光源具有不同的结构、工作原理和技术特性,使用时要注意其特点和使用场合。
(4)灯具的主要作用是分配光线、固定光源。保护光源和限制眩光, (5)电气照明计算测常用方法是功率密度值法 (6)照明线路由进户线、配电箱、干线和支线组成。
( 7)电气照明识别图,应首先熟悉国家规定的各种图形符号、文字符号、标注方式等,还应进一部熟悉电气施工的有关规定和规范等。
4.电缆穿入电缆管时有哪些规定?
答:敷设电缆时,若需将电缆穿入电缆管时应符合下列规定:①、铠装电缆与铅包电缆不得穿入同一管内;②、一根电缆管只允许穿入一根电力电缆;③、电力电缆与控制电缆不得穿入同一管内;④、裸铅包电缆穿管时,应将电缆穿入段用麻或其它柔软材料保护,穿送外不得用力过猛。
5直流电动机的励磁方式有几种,都是什么?各自特点是什么?
5) 串励:启动和过载能力较大,转速随负载变化明显,空载转速过高,俗称“飞车”。
6) 并励:转速基本恒定,一般用于转速变化较小的负载。
7) 复励:以并励为主的复励电机具有较大转矩,转速变化不大。多用于机床等。以串励为主的复励电机具有接近串励电机特性,但无“飞车”危险。 8) 他励:励磁回路单独供电的电机,用于需要款调速的系统。
6、对变电所主结线的基本要求是什么?
主要从可靠、灵活、经济等方面考虑。 5) 满足与负荷类别相适应的供电可靠性的要求。 6) 接线简单、清晰、操作维护方便。
7) 接线应具有一定灵活性,能适应各种工作情况并便于分期过渡。 8) 技术先进、经济合理,即基建投资和年运费要少。
推荐第9篇:带徒工作总结
带徒工作总结
当前,柳钢正处在激烈的市场竞争浪潮中,柳钢的青年技术个人肩负着“做大做强柳钢”的重任,这就需要我们柳钢的青年技术工人增强危机感、紧迫感、和使命感,以不断学习,提高技艺,努力工作,迎接挑战,为提高班组整体的综合技术能力,在公司举办的“师带徒”活动中,我与本班钻工陈燕结为师徒,在这期间我们互学互助,亦师亦友,我们团结协作,共同提高,使相互间在技术上都有了更大的进步,取得了较好的工作效果。
一、立足岗位,多学、多问,不断求知进取
首先,我热爱自己的岗位,珍惜自己的岗位,对于我们所负责的工作有强烈的主人翁意识和责任感。在日常的工作中脚踏实地地,从小事做起,以严谨的工作作风和工作态度,对待自己所需完成的每一项工作,将自己积累的丰富实践经验和操作技巧毫无保留地传授给自己的徒弟。我首先高手她,在金属切削加工中,车削加工就是在车床上利用刀具和工件的相对运动来改变毛坯的尺寸、形状、把它按照图纸的要求加工成所需的零件的一种方法,车削能加工带有旋转表面的各种不同形状的零件。如圆柱体、圆柱孔、圆锥、特形面、和各种螺纹等。一般来说,机器中带有旋转表面的零件所占的比例是很大的,因此在机械制造业中车削加工的应用非常普遍,也十分重要。
做为一名车工要适应柳钢的发展就要能够多快好省地完成生产任务。首先,应学好理论基础知识;其次,掌握好机床的基本操作技术;再次,要努力提高自己的技术水平,最终达到提高劳动生产率。在带徒过程中我力求徒弟达到以下要求:
1.掌握好所操作的车床的类型的性能、规格、结构、传动系统、调整和维护保养工作;2.能合理地选用常用刀具,学会合理刃磨刀具;
3.懂得车工常用的量具结构和用途,掌握使用和维护量具的方法;4.懂得金属切削原理并能合理地选择切削用量;
5.能合理选择定位基准和选择工件的安装方法,掌握常用车床夹具的结构原理知识;6.能熟练地解决实际操作中的计算问题;
7.能独立制定零件的车削步骤,并根据零件图纸实际情况采用先进加工工艺;8.要掌握好工件产生废品的原因及预防方法; 9.掌握公差配合及形位公差的有关知识; 10.会查阅有关车工的各种技术手册;
11.懂得合理布置工作场地,搞好文明生产。最重要的是在工作时随时保持清醒的头脑,做到安全第一。每天在开机前都应先检查机床各部分机构是否完好,各传动手柄是否放在安全位置,车床启动后,先使主轴低速空转1~2分钟,使润滑油散布到各处等车床运转正常后才能工作。在工作中需要变速时,必须先停车,变换走刀箱手柄位置时要在低速时进行;车刀磨损后,要及时刃磨,不能用钝刃车刀继续切削否则会增加车床负荷,甚至损坏车床。每天工作完毕后,要将大拖板摇至床尾一端,各传动手柄放在空挡位置,并关闭电源。
在这次活动中,我针对初级和中级的应会知识,重点教了,三角形螺纹的车削方法。车削三角形螺纹的方法有低速和高速两种方法,我希望徒弟能掌握的是低速螺纹的车削方法。低速螺纹的车削方法可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度。车削螺纹主要有以下三种进刀方法。 (1)直进法
车螺纹过程中,在每次往复行程后,只利用中拖板横向进刀,在几次行程后,把螺纹车到所要求的精度和表面粗糙度,此方法只宜用于较小螺距的三角螺纹的车削。 (2)左右车削法
车螺纹过程中,在每次往复行程后,除了用中拖板作横向进到外,同时使用小拖板把车刀向左右作微量进给既借刀,这样重复切削几次行程,直至螺纹牙形全部车好,这种方法不容易扎刀,可获得较小的粗糙度,是很正常的方法。 (3)斜进法
在粗车螺纹时,为了操作方便,在每次反复行程后,除中拖板进给外,小拖板只向一个方向进给,这方法最好要使用弹性刀杆,这样不容易扎刀。 操作过程中特别交代车螺纹的是安全知识:车螺纹前,应对车床的倒顺车操纵机构和开合螺母等进行仔细的检查,以防操纵失灵而产生事故;在吃刀时,必须注意中拖板不要多摇进一圈,否则会发生车刀撞坏、工件顶弯或工件飞出设备和人身事故;不能用手去摸螺纹表面,更不能用纱头或抹布去擦正在回转的螺纹,特别是内螺纹。
在这“师带徒”期间,我们师徒一起利用工作之余去书店、去图书馆查看各种相关资料和专业书籍,通过理论联系实际,我们共同一起把自己学到的知识得到巩固。
二、言传身教,多动手、多练习、坚信熟能生巧 随着柳钢的快速发展,公司不断引进新的先进的生产工艺和先进的生产设备,我们炼铁的冶炼设备已经融入现代高、新、尖技术,要想使我们的先进设备能够发挥最大的经济效益,需要我们这些技术工人不断地学习,掌握新的先进的操作技能,保证产品的生产质量,提高设备的工作效率,降低生产的消耗和改善生产的环境等生产现场实际问题,生产技术装备的大型化,自动化水平越来越高,对于我们的操作技术要求也越来越高,我们只有不断加强学习,通过学习,不断提高自身的文化素质、思想素质、专业技术、操作技能、管理业务等才能把自己的理想追求与柳钢的发展目标统一起来,服务柳钢、奉献柳钢,通过自己的努力和奋斗,在柳钢的发展壮大的进程中,充分展示自己的个人价值。
在日常的工作中,我充分发挥自己是师傅的能动作用,有什么生产中的急件,我们一起共同商量共同努力完成,有什么难件我们也共同想办法解决,并把自己实践中得到的好的操作技术在班组推广,在原来的加工工艺上,不断探索,不断创新,不断改进,寻求新的更好的加工方法,使平淡乏味的、不断重复的工作变得充满活力和充满乐趣。在教会徒弟的同时,也使自己的技艺得到不断提高,很多的生产实际问题都是我们没有遇到过的,但是都是我们在生产过程中所不能逃避的,要靠自己的生产实践经验去解决的,只有在平时多做、多练、多学、晚上利用工余时间多看专业书籍,不断充实自己的知识。
在班组的经验丰富的老师傅以及工程技术人员在对某些技术问题进行商讨的时候,我都会有意识地留意着,仔细去听个明白,从中获得许多在书本上找不到的、看不到的宝贵知识和许多的现场的实际工作经验。在日常的工作中我这样做,也要求徒弟和我一样,虚心向有经验的老师傅学习,向有一技之长的年轻师傅学习,在日常工作中积累知识、积累经验、使自己的技艺快速提高。因此在这期间不管厂里有什么新的大的技术项目,属于我们的加工范围我们都能以正确的方法和较快的速度将我们的项目做完。
三、再接再厉、传承优良的工作作风,战胜自己、超越自己 为了使自己能适应当今激烈的竞争环境,能够接受企业的不断变革,厂里要求我们在工作中做到“精
一、会
二、学三”。企业的根本任务是发展生产力,而人是生产力最有决定作用的因素,我们作为企业的技术工人,要具有较高的科学文化知识,掌握较高的劳动技能,具有丰富的生产经验,才能在推动柳钢发展中发挥自己更大的作用。
在这期间我们参加车间及机动科的一些革新和新4#、8#高炉的一些改造工作,对于技术员设计的图纸,我们按质按量加工,平时高炉检修,我们无条件的加班加点,哪怕就是双休在家,只要有工作需要,调度一个电话,我们就马上会赶进厂里加班,在这“师带徒”期间我们师徒一直都能本着急生产所急,不计个人得失。充分用自己所掌握的知识和技能,为炼铁的生铁做出了我们应有的贡献,在操作中精益求精,在工作中享受生活的乐趣,使自己的工作以保证产品质量为前提,重视经济效益,工作中做到优质、高效、低消耗,使自己的工作形成服务好的良性循环。
又是一年春草绿,过去的一年又成为了历史,我只有不断地学习,不断树立最新的观念,不断掌握新的技能,不断地战胜自己,不断超越自己,在实践中创新,在探索中前进,才能为柳钢的发展、为炼铁的新高炉做出自己的新贡献。
推荐第10篇:电工学原理感想
电工学原理综合实验感想
在这个泛着一丝凉意的秋末,带着无限好奇的我们走进了的电工学实验室,开始了期盼已久的电工学综合实验。实验对于一直学理论的我们有着很大的吸引力。
电工学原理综合实验是电工学原理实验的一次综合检验,虽然在之前的三次电工学原理实验中我们在老师的指导之下复现了课堂上老师所讲的理论知识的原理,然后再跟着老师的实验步骤一步步连线啊、排线啊、“在老师检查之后合上电源开关进行试验”啊,但这些过程并不能让我们亲身感受到真正实验的快乐。在电工学原理实验中,如果没有正确连线,特别是在连接的实际电路中发生短路的时候将是非常危险的一件事儿,其中这种情况很重要的一个原因是我们在实验过程中连接电线没有理清思路,而且我发现很多的同学没有一个良好的习惯,而是将实验台上面的电线胡乱的摆在那里,所以我们有的同学在实验过程中往往遇到一根电线“电线”然后又记不得自己的是将这根电线连在了哪里,所以他只能重新连线了。钱3次的实验都是用的老师们精心设计的实验方案我们只要细心基本上都能够较好的完成实验,在整个过程中使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,锻炼并考验了我们的实际动手能力,但是这一次的实验是综合性的实验,我们将不会再得到老师们的知道而是在小组内部查阅相关的资料然后讨论制定实验方案,老师也明确说了“这一次是要锻炼我们分析解决问题的综合能力,加深了
电工学原理综合实验感想
我们对有关PLC相关知识的理解,要让我们学到很多东西。”哎,苦逼的电工学原理综合实验。
这一次,我们这组的实验题目是“控制电机往返运转”。 为了能够在第二天的练习试验中一句成功,我在前一天的下午便来到实验室“熟悉环境”,看看,他们在实验过程中所发生的问题,当然我本想在当天下午就完成实验就是最好的了,可惜,我从中午等到晚上都没有等到一台电脑—我在实验室整整待了一个下午,什么也没有做!其实说什么没做也太夸张了,在下午的时间里我仔细分析并最终想到了我们所做的实验的思路!
可是事实证明事情并不是我想象的那样简单,第二天,我一早来到了实验室,并成功“占领”了一台实验用的电脑与其他相关实验设备。虽然有前一天“探路”做基础,我很快在电脑上面画出了我们实验用的PLC电路图,但是我们却不知道怎样接PLC装置!情急之下,我向我们尊敬的老师招了招手,小声说:老师,这一点我没有弄明白….呵呵呵,你懂得,我们的实验就这样圆满完成。呢么来我们是希望能够有机会去参加老师们的检验,顺便多加5分,但是运气总是这样悄悄溜走,我们没有在抽签环节中抽中。
电工学原理实验锻炼我们的动手能力,让我们找到学习的快乐。
电工学原理综合实验感想
第11篇:电工学实习报告
引言
收音机的安装、焊接及调试,让我们了解电子产品的装配过程;掌握电子元器件的识别及质量检验;学习整机的装配工艺;培养动手能力及严谨的工作作风。有时侯我们自以为简单的事情,当做起来时才知道并不是我们想象的那么简单。任何一件事要做好都要掌握一定的技术,还必须具备一定的素质才能完成。要了解一项工种,掌握焊接和电子工艺的操作技术,光靠看书本和讲解是不行的。所谓实习就是要我们自己实际的去练习,去操作。要真正的把从书本的理论知识转到实际操作、实践中去。还有就是不能由着自己的性子来操作,一定要在老师的指导、讲解下进行操作,严格遵守操作规程,不可自己耍小聪明。
一、实习时间:2010.5.10——2010.5.13
二、实习地点:XX大学基础实验楼
三、指导老师:杨老师
四、实习目的:
1.熟悉手工焊锡常用工具的使用。
2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围。
五、实习内容
1.收音机的焊接组装 测试与验收。
2实习结束,写实习报告。
六、收音机的基本工作原理:
天线收到电磁波信号,经过调谐器选频后,选出要接收的电台信号。同时,在收音机中,有一个本地振荡器,产生一个跟接收频率差不多的本振信号,它跟接收信号混频,产生差频,这个差频就是中频信号。中频信号再经过中频选频放大,然后再检波,就得到了原来的音频信号。音频信号通过功率放大之后,就可送至扬声器发声了。天线接收到的高频信号通过输入电路与收音机的本机振荡频率(其频率较外来高频信号高一个固定中频,我国中频标准规定为465KHZ)一
起送入变频管内混合——变频,在变频级的负载回路(选频)产生一个新频率即通过差频产生的中频,中频只改变了载波的频率,原来的音频包络线并没有改变,中频信号可以更好地得到放大,中频信号经检波并滤除高频信号。再经低放,功率放大后,推动扬声器发出声音。
七、安装前的准备工作:
所需的基本工具:电烙铁(焊枪、焊锡)、烙铁架、松香、万用表、镊子、尖嘴钳、螺丝刀。
焊接工艺要求:
1、在焊接之前要仔细的查看个元件的个数,以及用万能表测试个元件性能是否为良好的。
2、要清楚的识别元件种类和作用。
3、在焊接时要注意电烙铁的角度,要使电烙铁、焊锡丝与电路板三位一体,要注意焊锡丝的用量,如果多了可能会影响其它元件的焊接也不美观,少了也许会焊不牢固。
4、在撤离电烙铁的同时要保证电路板不要晃动以免产生虚焊,在之后的调试过程中不容易找出错误的所在。
5、在焊接三极管的时候要注意分清它的集电极、基础极和发射极。
6、在总体的焊接中要服从后级向前级安装,先小后大的原则。
八、收音机的安装与调试过程:
安装:
1.首先对照元件明细表认清元件,核对数量。
2.先把3个电阻装到线路板中,再装集成块,陶瓷电容以及中频变压器。
3.按照安装次序先把这四类元件焊接完毕,之后把其他元件依次焊接到电路板中。
4.板焊好后,在电位器和双联上安上拨轮,用四条电线连上喇叭、正极片与弹簧。并将正极片、弹簧分别插入机壳。要求:四条电线的长度要合适,尤其是每条电线两头露出的铜丝不要太长(露出3mm为宜),以防与其它地方短路。 调试:
装上电池,把音量开到最大,接收讯号。
九、心得体会
为期5天的电工实习结束了,在这几天的实习中,从听觉,视觉,嗅觉,触觉几个方面都让自己感触不少,学会了很多知识,同时也体会到了很多的感悟。电工实习是一门教我们电子线路设计与制作的基本技能的课程,在平时的课程中,不仅要学会老师所讲的内容,不仅学会,学懂课本知识,还渐渐培养我们的动手能力,让我们意识到了学会一门社会技能的重要性。
此次实习,我们的主要内容是组装一个中夏牌ZX-05型调频,调幅收音机,当时一听说这内容,心里还真有点不知所措,因为平时虽然用过很多的电器,看见过很多的电路图,电路板,但是还没真正了解过里面的工作原理,没有组装过任何电器呢。当看见一对零件摆在自己面前时,眼睛都傻了,这都是些什么玩意儿啊,只知道这些零零碎碎的小器件上都标着很多自己看不懂的文字,让我不仅羞愧啊,惭愧自己平时没有多努力读书,没有加强科学文化知识的培养,同时也羞愧自己的视野范围,羞愧自己的动手能力,即使平时再怎么学会高深的理论,但是当面临实际问题时却无从下手。
还好,老师也看出了我们的不知所措,依依给我们进行了讲解,首先教会了我们如何识别每一个器件,熟悉每一个器件的工作原理,接着让我们清点清单,确认所有的东西全部齐全了。准备工作做好之后,最重要的就是教我们如何组装起来了,先教我们认清电路图,及器件的焊接方式和焊接顺序,教我们怎样以最好的方式去操作。学会了一些基本操作,我们就开始动工了,首先按着焊接顺序见配件焊接到电路板上。说起电烙铁,焊接技术还真的是一门学问呢,原来自己以为不就是随便焊接上去就行了嘛,哪知道当自己真正动手起来时,并没有像自己原先想象的那么容易,不是焊锡放多了,蔓延到旁边的小孔中,就是焊锡少了,零件没能接触良好。最难操作的就是焊接集成块了,那小小的器件上要焊接十几下,这不仅要求具有良好的技术,而且还要具有一定的耐心,认真对待每一次焊接,才能很好的将其焊接好。而且在焊接过程中还要注意安全,防止焊锡溅到旁边的人,防止安全事故的发生。我们组的焊接过程开始还算顺利,一天下来我们基本上全部焊接好了全部的配件,而且收音效果还不错,然而当我们将盖子合上时,发现盖子盖不上。原来是我们的电容焊接得太高了,致使其挡住了盖子。还有在我们团队精神的协作下,我们重新翻工,很快就完成了所有的任务,我们的第一台收音机诞生了!
实习结束了,并不意味着我们对这课程的学习就结束了,其实这只是在给我们一个提醒,给我们一个警惕,要求我们具备有动手能力的意识,在以后的学习中能更加的努力学习,更积极的去锻炼自己的操作能力。总之,学无止境,加油吧!
第12篇:《电工学》课程教学大纲
电工学 课程教学大纲 Electrotechnics
学 时 数: 40 学 分 数: 2.5
适用专业:非电类工科(本科) 执 笔 人: 方重秋
编写日期: 2014年10月
一、课程的性质和目的
本门课程属于采矿工程、环境工程、矿物加工工程、材料成型及控制工程、材料科学与工程、土木工程、软件工程、车辆工程、金属材料工程、交通设备与控制工程专业的学科基础课程。通过本门课程的学习,使学生掌握电工学的基本理论、基本知识和基本技能,使学生了解电工学发展的概论和发展方向,为后续课程及从事本专业的工程技术和科学研究工作打下坚实的基础。
二、课程教学环节的基本要求 课堂讲授:
采用启发式教学,鼓励学生自学,培养学生的自学能力,以“少而精”为原则,精选教学内容,精讲多练,适当增加讨论课,调动学生学习的主观能动性。 作业方面:
习题是本课程的重要教学环节。通过习题,深化和扩展对课程内容的理解。培养分析和解决问题的能力。 考试环节:
课程考核方式可采取多种形式,如闭卷、开卷等;考试题型多样,比如填空题、选择题、改错题、计算题、设计题及综合分析题等。
三、课程的教学内容和学时分配 理论教学部分(32学时) 第一章 电路的基本概念与定律(6学时) 教学内容:
电路与电路模型;电路变量及参考方向;理想电路元件R、L、C在一般激励和直流激励下的伏安关系;电压源和电流源;基尔霍夫定律(KCL、KVL)。 教学要求:
了解电路变量的参考方向的含义,并会用参考方向判定功率的传输方向;掌握理想电路元件及其伏安关系,基尔霍夫定律。
重点:基尔霍夫定律的运用;电路变量的参考方向及电功率的计算。 难点:电路变量的参考方向及电功率的计算。
第二章 电路分析方法(6学时) 教学内容:
电源等效变换法;支路电流法;叠加原理;戴维宁定理和诺顿定理。 教学要求:
了解诺顿定理;理解电源等效变换法、叠加原理等电路分析方法;掌握支路电流法和戴维宁定理等电路分析方法。
重点:支路电流法;叠加定理和戴维宁定理。 难点:叠加定理和戴维宁定理。
第三章 正弦交流电路(6学时) 教学内容:
正弦量的三要素;同频正弦量间的相位关系;正弦量的相量表示法;正弦量的瞬时值三角函数式、波形图、相量图、复代数式、复指数式和复极坐标间的相互转换;线性元件R、L、C在正弦激励下的伏安关系;正弦稳态电路分析的相量图法与相量模型法;正弦交流电路的瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率;功率因数的概念及功率因数的提高。 教学要求:
了解串联谐振的条件及特征;理解正弦量的三要素和正弦量的相量表示法,功率因数的概念与功率因数的提高;掌握线性R、L、C在正弦激励下的伏安关系及正弦稳态电路分析的相量图法与相量模型法。
重点:初相位、相位差、相位的概念;相量表示电感元件交流电路;分析计算简单交流电路;正弦电路的稳态分析及功率计算的方法。
难点:正弦量的相量表示法及正弦电路稳态分析方法和功率的计算方法。
第四章 三相电路(4学时) 教学内容:
三相电势的产生与三相电源的连接;三相负载的Y连接和△连接供电系统。三相电路的稳态计算,瞬时功率、平均功率、无功功率和视在功率。 教学要求:
了解三相电动势的产生及三相电源的联结;理解三相负载的两种联结及三相电路的功率;掌握对称三相交流电路电压、电流和功率计算的计算方法。 重点:对称三相交流电路电压、电流和功率计算的计算方法。 难点:三相电路的计算。
第五章 磁路与铁心线圈电路(4学时) 教学内容:
磁场各基本物理量的概念,磁性材料的磁性能,磁路及其基本定律;交流铁芯线圈电路的计算;变压器变压流,阻抗变换的原理;电磁铁的工作原理。变压器的结构、工作原理;掌握电压变换、电流变换和阻抗变换;额定值(铭牌)、外特性,变压器绕组的极性 教学要求:
了解变压器的工作原理、结构、额定值、外特性;理解交流铁芯线圈电路的计算;掌握变压器的电压、电流和阻抗变换原理。 重点:变压器工作原理,额定值、外特性。 难点:变压器工作原理。
第六章 三相异步电动机(4学时) 教学内容:
三相异步电动机的结构、工作原理及旋转磁场、转动原理、转矩、转速与转差率;三相异步电动机的机械特性;三相异步电动机的起动、反转、调速、制动方法和技术数据的计算;单相异步电动机的结构、工作原理; 教学要求:
了解调速、制动方法,三相异步电动机结构特点;理解三相异步电动机的工作原理,机械特性、经济运行及额定值;掌握三相异步电动机的起动、反转、调速、制动方法和技术数据的计算。
重点:三相异步电动机工作原理、机械特性,三相异步电动机起动方法。 难点:三相异步电动机的起动、反转、调速、制动方法和技术数据的计算。
第七章 安全用电(2学时) 教学内容:
安全用电常识。 教学要求:
了解安全用电常识。 重点:安全用电常识。 难点:安全用电常识。
实践教学部分(8学时)(任选8学时)
实验一:常用几种仪器设备的使用(2学时)
实验二:测定电源和电阻元件的伏安特性(2学时) 实验三:叠加原理和戴维南定理(2学时)
实验四:日光灯电路和功率因数的提高(2学时) 实验五:小功率变压器实验(2学时) 实验六:异步电动机实验(2学时)
四、本课程和其它课程的联系与分工
本课程是电工实习等课程的先行课,为后续课程奠定必要的理论和应用基础,它以高等数学、大学物理为基础,是培养学生实践能力和综合素质能力的重要一环。
五、建议教材及教学参考书
[1]秦曾煌.《电工学上册电工技术》(第七版).高等教育出版社.2009 [2]唐介.《电工学(少学时)》(第二版).高等教育出版社.2005 [3]王卫.《电工学Ⅰ电工技术》.机械工业出版社.2003 [4]张晓辉.《电工技术(非电类)》.机械工业出版社.2003 [5]史仪凯.《电工技术:电工学Ⅰ》.科学出版社.2005 [6]秦曾煌.《电工学(第六版)学习辅导与习题选解》.高等教育出版社.2004 [7]韩朝.《电工学(第六版)电工技术全程辅导》.北京理工大学出版社.2005 [8]唐介.《电工学(少学时)(第二版)学习辅导与习题全解》.高等教育出版社.2005 [9]高有华.《电工技术试题题型精选汇编》.机械工业出版社.2002
第13篇:电工学实验心得
电工学综合实验
姓名:韩美 班级:09物理 学院:理学院 指导老师:陈瑶 完成时间:2011.7.4~7.8
成绩
电工学实验心得
在这个炎热的盛夏,带着无限好奇的我们走进了凉快的电工学实验室,开始了期盼已久的电工学实验。实验对于一直学理论的我们有着巨大的吸引力。
物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解,会让我们学到很多东西。
在做实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要课前认真地预习,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便的记录在一张纸上,结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误,尤其是数据比较多的时候,比如在做叠加定理实验前未提前设计好表格,数据记录得很随便,很乱,处理时很困难。后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格,在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全,比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多,首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块,否则容易造成测量数据的分散性,影响实验质量,并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。还有读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验。实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。这点是老师反复强调,也是我们必须注意的问题。
写实验报告和进行问题讨论等也是我们物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
培养学自己正确的科学实验习惯,提高动手能力、观察分析能力和创新能力,是大学物理实验的目的。亲自对实验进行操作,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心、耐心,而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。物理实验的操作,使我受益匪浅。但我也还有很多不足的地方需要改正,比如做实验速度很慢,对一些理论不会应用,我在以后的课程学习中一定要注意慢慢改进。实验的操作使我对物理有了更深厚的兴趣。
第14篇:电工学第一张填空
一、填空,(34分)
1、每个电流表都有自己的测量范围,称为电流表的
2、电阻率小、容易导电的物体称为
3、电流所作的功,简称 即用字母 表示,公式为
单位是,另一个单位是即通常所说的
4、电流在单位时间内所作的功称为用字母表示,单位是
计算公式P==对于纯电阻电路功率的计算公式还可以写为P=I2R或P=U/R
根据共式P=I2R可知,当流过用电器的电流一定时,电功率与阻值成当加在用电器两端的电压一定时 电功率与阻值成
5、电流通过导体使导体发热的现象称为电流的
6、电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压、和最大功率分别称为
7、称为部分电路,部分电路欧姆定律的内容是:
,公式为
8、是全电路,全电路欧姆定律的内容是:
公式为又可以表述为公式为
9、负载获得最大功率的条件是
10、把多个元件逐个顺次连接起来就组成了 。
11、串联电路流过每个电阻的相等,公式,总电阻等于之和,
公式总电压等于之和,公式
12、电阻串联电路的应用
13、电阻并联电路中,各电阻两端的 相等,且等于 。总电阻的倒数等于倒数之和。
14、既有串联又有并联的电路称为
15、不能用电阻串并联化简求解的电路称为
16、含有电源得支路称为不含有电源得支路称为
17、电路中任意闭合路径都称为 。
18、基尔霍夫第一定律又称为内容是:
公式
19、基尔霍夫第二定律又称为 内容是:公式
30、将阻值R1R2的电阻串接在总电压为U的电路中,则两个电阻两端的电压分别是UR1
UR2
31、电源电动势是2V,内阻是0、1欧姆,当外电路断开时,电路中的电流是端电压是
32、已知UAB=-20V,UB=40V则UA已知UA=-30V,UB=20,则 UAB
33、电阻的 可以获得阻值较小的电阻,还可以扩大得量程,工作电压相同的负载几乎都
是使用。
34、电路断开,电路中无电流通过,称为也称为
35、电源未经过负载而直接由导体构成的闭合回路称为
36、由直流电源供电的电路称为由交流电源供电的电路称为
选择题(5分)
1、一段导体的电阻为R,若将其从中间对折并合成一条新的导线,其阻值为
1、1/2R
2、1/4R
3、1/8R
2、在全电路中,当负载短路时,电源内部的压降
1、为零
2、等于电源电动势
3、等于端电压
3、在全电路中,负载电阻增大,端电压将
1、降低
2、升高
3、不变
4、某电路计算结构是I3=-3A,它表明
1、I3的实际方向与参考方向相同。
2、I3的实际方向与参考方向相反。
5、两导体并联时,电阻值为
2、5欧姆,串联时的电阻值为10欧姆,则两导体的电阻值
1、可能都是5欧姆
2、一定都是5欧姆
3、可能都是10欧姆
判断题(10分)
1、电阻并联后的总电阻值总是小于任一电阻的阻值。()
2、在电阻分压电路中,电阻值越大,其两端分的电压就越高。()
3、“220伏,60瓦”灯泡,接在110伏电源上使用,他的实际功率是30瓦()
4、电阻两端的电压为12伏电阻值为12欧姆,当电压升至24伏时,电阻值不变。()
5、电路中任意网孔都是回路。()
6、功率越小的电器,电流做的功越多。()
7、通过电阻上的电流增大到原来的2倍时,他所消耗的功率增大到原来的4倍()
8、把“25瓦 220伏”的灯泡接在“1000瓦,220伏”的发电机上,灯泡正常发光。()
9、度是电工的一种单位。()
10、电路中任一网孔都是回路。()
计算(20分)
1、“12伏 6瓦”的灯泡,接入6伏电路中,通过灯丝的实际电流是多少?
2、将一个“220伏,60瓦”的灯泡接在110伏的电压上,他的实际功率是多少?能正常发光吗?
3、某导体的电阻是 1欧姆,通过的电流是1安,那么2分钟内通过导体横截面积的电量是多少?电流做的功是多少?产的热量是多少?消耗的功率是多少?
问答题
1、用万用表测量电阻时应注意那几点?
2、测量电压时注意的事项:
第15篇:电工学第一章教案
第一章
电能的产生
在这一章内将介绍电能是如何产生的,并具体了解各种电源。电源是把其它形式的能量转换成电能的装置,按电源的工作性质可分为直流电源和交流电源。
1.1
1.1.1 电能及电路的基本物理量
一、电能
直流电源
1.电能是带电粒子在电场中所具有的能量,电能和其它形式的能量是可以相互转换的,而带电粒子的运动则是电能转换所必须的。
2.电能的产生就是将其他形式的能量通过一定的装置或设备转换成电能的过程。 3.电能的应用就是将电能通过一定的电路设备转换为其他形式的能量。
4.电能的传输更加容易、成本较低,而且电能的使用方便,因此人们常常将其他形式的能量先转化为电能,再输送到远方,然后再加以利用。
二、电路
1.电路,从其名称上讲,就是电流的通路,是将电气设备或电子元件通过导线连接起来,从而实现某些特定功能的电流的通路。
2.电路的作用
其一是以传输、分配、转换电能为目的的供配电系统,因其功率、电流、电压的值较大,故也称为强电系统;
其二是以传送、处理、储存信号为目的的电子电路,因其功率、电流、电压的值较小,故也称为弱电系统。
3.表征电路的基本物理量 1) 电流及其参考方向
iq
(1.1.1) t这个事先选定的假设方向就称为电流的参考方向或电流的正方向。以此为参考,若分析结果电流为正值则实际方向与参考方向一致,若为负值则实际方向与参考方向相反。
2) 电动势
1 在电源中,外力对单位电荷量所作的功也就是单位电荷所获得的能量称为电动势,所以电动势是描述外力对电荷作功大小的物理量。
e电动势只存在于作为电源的导体中 3) 电压及其参考方向
W
q电压是描述电场力对电荷做功大小的物理量。
电压的实际方向为从电源正极指向负极,也就是使正负电荷复合的方向,其大小为
uW 标注:
qW
quAB根据假设的电流方向来确定导体中各点之间的电压指向,称为电压的参考方向,即是从假想的高电位点(带正电)指向低电位点(带负电),也可以确定电源中电动势的指向,称为电动势的参考方向,这个参考方向不必用箭头表示,只要在图中用+、-号标出各段导体二端相对的电位高低就可以了。
4) 电功率
电功率是单位时间内元件(或电路)转换的电能量,即
pui
吸收的功率和发出功率
1.1.2 直流电源的特征
直流发电机、各种电池都是直流电源,它们共同的特点是电压和电流的大小和方向不随时间而变,所以称为直流。外部特性,即接上用电负载以后,就能向负载提供电流,而且接上负载后的电源端电压要低于不接负载(即电源两端是悬空的)时的电源端电压。
电压源和电流源就是二种表征理想电源特性的理想电路元件。
一、电压源
1.电压源的两个基本性质
(1)它的端电压是定值U ,而与输出电流无关。
2 (2)其输出电流的大小和方向,是由与它连接的外电路负载所决定的。 2.电压源符号
(a)实际电源符号
(b)电压源的一般符号
图1.1.2电压源的电路符号
3.实际电源,在一般情况下,可以用一个电动势为E的电压源和内阻R0相串联的电压源模型来表示
UEIR0
(1.1.5)
二、电流源
1.电流源的两个基本性质
(1)它发出的电流是定值Is,而与其输出的端电压无关,即使是端电压为零时,它发出的电流仍为定值Is。
(2)其输出端电压的大小和方向是由与它连接的外电路负载所决定的。 2.电流源的符号
Is
图1.1.6电流源的符号
3.实际电源,可以用一个电流源Is和电阻R0相并联的电流源模型来模拟。
IaUb
ISR0 3 图1.1.8 实际电源的电流源模型
IIsUR0
(1.1.6) 3.电压源模型与电流源模型之间的等效变换
一个实际电源既可以用电压源模型来表示,也可以用电流源模型来表示,那么这两种模型之间一定存在相互等效变换的关系。所谓等效是对外电路而言的,即当两种电源模型分别连接相同的外电路,它们对外电路产生的效果完全一样,但这两种电源模型内部结构并不一致,所以内部不能等效。
图1.1.10 电压源模型与电流源模型的等效变换
一个电动势为E的电压源和某个电阻R0串连的电路,都可用式(1.1.8)变换为一个电流为Is的电流源和这个电阻R0并联的电路,反过来,一个电流源与电阻并联的电路也可以变换为一个电压源和电阻串联的电路,两者是等效的。值得注意的是,电压源和电流源本身之间没有等效关系。因为电压源的内阻R0=0,而电流源的内阻R0∞,所以两者之间不存在等效变换的条件。
1.1.3 一次性电池
一、化学电源是把化学能直接转换成电能的装置。按可否充电分为一次电池(不可再充电)和二次电池(可再充电)两类。
二、一次性电池又称干电池(电解质不流动),
1.干电池主要有六个系列:普通锌锰(中性锌锰)、碱性锌锰、锌汞、锌空气、镁锰和锌银。其中锌汞电池因汞造成污染,锌银电池又消耗大量的白银,因而使其发展受到一定 4 的限制,锌空气电池随技术的发展有一定的市场,镁锰电池主要用于军事项目,普通锌锰电池已发展为纸板式干电池,碱性锌锰电池已有很大的发展,比普通锌锰电池更适用于高负载,目前被普遍采用。
2.干电池组成
负极----向外电路释放电子,在电化学反应中自身或反应物被氧化,一般由锌片等构成。
正极----从外电路接受电子,在电化学反应中自身或反应物被还原,一般由碳棒(二氧化锰和石墨)构成。
电解质----离子导体,离子在电池正、负极之间移动。典型电解质是液态的,某些电池采用在运行温度下呈离子导体的固体电解质。 3.电池的等效电路。
一般干电池的单体电动势E约为1.4~1.6V,特殊干电池各不相同,内电阻R0约为0.1~0.5Ω,随着使用时间的增长逐渐增大。
4.干电池使用 可串联或并联使用
根据不同的要求,选择适合型号的电池。 电池在长时间不使用时,应将它退出电器设备 电池应保存在阴凉、干燥之处
用完后的电池应投入专门的回收箱内,不要随便丢弃,防止发生环境毒性污染。 无论是民用还是军用微型电子装置中都迫切需要电动势高、重量轻、体积小、性能好的电源系统。五十年代发展起来的锂电池具有容量大、自放电少、温度特性好等优点,其电动势为3V左右,在航空技术、监控装置、心脏起搏器、高级石英手表以及存储器等电子装置中被广泛使用。
1.1.4 可充电电池(此小节前两部分与原书P14至P15的1.1.3节一样)
可充电电池是一种可反复充电的还原性二次电池。充电时将电能转变成化学能并储存起来,使用时,再将化学能转换成电能并向负载释放。这种电能----化学能的转换是可逆的。
一、铅酸蓄电池 1.特点
电动势较高、结构简单、适用温度范围大、容量大、原料丰富、价格低廉。但也存在比 5 较笨重、防震性差、自放电较强、有氢气放出、易爆等缺点。它主要用于车辆的起动电源和实验室中。
2.基本部件
正极板、负极板、电解液、隔板、蓄电池槽。正极板是由二氧化铅(PbO2)构成的生极板,负极板是由海绵状的金属铅(活性物质)构成的熟极板,电解液为稀硫酸(H2SO4)溶液,隔板是由玻璃丝等聚合物材料构成。
3.工作原理
充电后的蓄电池两极之间的电压约为2.1V。当两极板间的电压U降低到1.8V时,电解液中硫酸(H2SO4)成份逐渐减少,两极板均变成硫酸铅(Pb SO4),蓄电池放电结束。
蓄电池充电时,将两季节在电源的正负极上如图1-12(c)所示,组成充电电路。反方向的充电电流使电解液中硫酸(H2SO4)浓度逐渐增大,H不断移向负极,在负极上生成海绵状的铅,并放出氢气,SO4不断移向正极,是正极还原成PbO2,并有氧气放出,所以充电过程必须加水以补充水的流失。当极间电压达到2.5~2.7V时,充电结束。
已经生产出免维护的密封式铅蓄电池,能方便的使用于汽车及电动车上,运用中基本上对环境没有污染。
二、镍镉电池
1.性能:容量高、内阻小、能大电流充放电、寿命长、自放电小、低温性能好、维护简单。尤其密封式电池可以以任何放置方式加以使用,无需维护。其缺点是价格较贵、有污染、单体电压低(1.25V),而应用不及铅蓄电池广。不过它的重复使用可达上千次。
2.结构
镍镉电池的负极为氢氧化镉(Cd(OH)2)和氢氧化铁(Fe(OH)3),正极为氢氧化镍(Ni(OH)2),电解液溶液为氢氧化钾(KOH),壳体使用二次防爆装置封装,外壳为负极,盖板为正极,盖上有排气孔。为了适应特殊需要,它的型式和结构是多种多样的,可大致分为开口式和密闭式两种。按其结构又可分为平面式、圆筒式和钮扣式等。
镍镉电池在正常的放电时间内,电压基本保持不变,但一旦超过正常放电时间,电压将骤然下降。使用中若过度放电或充电不当,将会影响其使用寿命。
镍镉电池在电气设备、通信器材、卫星火箭等方面得到广泛的应用,由于存在着严重的镉污染,使镍镉电池的应用和开发受到限制。目前开发的以新型储氢材料----钛镍或镧镍合金作为负极材料做成的氢镍电池。其容量是镍镉电池的1.5倍, 而开路电压及售价基本相同,同时它充电时间比镍镉电池短,并能低温快速充电,所以应用日益广泛。
2-+
三、二次锂电池(锂离子电池)
自阿曼德(Armand)于1980年提出了“摇椅电池”(RCB)概念后,日本索尼和三洋公司分别于1985年和1988年开始了锂离子电池的实用化研究。1991年6月,由索尼公司开发成功。世界上第一部采用锂离子电池的移动电话上市后,激发了世界各国对锂离子电池研制开发的热潮,锂离子电池被人们称之为“最有前途的化学电源”,甚至称为“极限电池”或“最后一代电池”。在这之后,松下、东芝、三洋及SAFT和MOLI公司等先后研究和开发出了类似产品,锂离子电池已经成为世界各国研究开发的重点。
1.主要构造部分有负极、正极、能传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔离膜。锂离子电池负极是碳素材料,如石墨等;正极则是含锂的过渡金属氧化物,如LiCoO
2、LiMn2O4等;电解质是含锂盐的有机溶液。
2.它的工作原理比较简单,之所以被称之为锂离子电池是因为这种电池无论在正负极中还是在电池隔膜中,锂都是以离子形式存在的。锂离子电池在充放电过程中,锂离子在正负极之间及电解质、隔膜中定向运动。充电时在电场驱动下锂离子从正极材料中脱出,穿过电解质及隔膜向负极方向迁移,在负极上捕获一个电子被还原为锂,并存贮在具有层状结构的石墨中;放电时,过程正好相反,在负极中的锂会失去一个电子而成为锂离子,并穿过电解质及隔膜向正极方向迁移,并存贮在正极材料中,电子则通过了用电设备,并为之供电。由于在充放电时锂离子是在正负极之间来回迁移,所以锂离子电池通常又称摇椅电池(Rocking chair battery)。
3.特点
锂离子电池是目前二次电池中比能量最高的一种新产品,堪称电池之王。
比能量高、工作温度范围宽、工作电压平稳、贮存寿命长(相对于其他二次电池)、工作电压高(一般在2.5V~3.6V之间,有的产品达到4.2V)等,比一次锂电池的平均工作电压(2.0V~3.0V)还要高出0.5V左右。从安全性来讲,锂离子电池要比以金属锂为负极的一次锂电池安全得多,电池通过过充、短路、穿刺、冲击等滥用试验,均无危险发生。锂离子电池与镍镉电池一样可以快速充电,且无记忆效应,远比镍镉电池优越。而且,世界环境保护组织早已把用作电池原材料的镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)等三种元素列为有害物质,镍镉电池的生产和应用受到限制。因而,锂离子电池被称之为“绿色”电池。
锂离子电池在军事装备及航天事业中的应用前景广泛,军事装备中的电源包括动力车起动电池、无线通讯电台电源、特种兵器使用的电池,如水中兵器电源(包括鱼雷、水雷和声纳干扰器等)、微型无人驾驶侦察飞机动力电源(包括摄录像装置电源)、带引信装置的预埋
7 式各种地雷电源等。
目前,对锂离子电池的负极材料、正极材料、电解质材料研究不断取得新的进展。凝胶聚合物锂电池已率先商品化,其产品以具有超薄、轻便、高能量密度等特点很受用户的欢迎。固体聚合物电解质的研究也取得了许多进展,室温离子导电率以及机械加工性能有了很大的改进。固体锂离子电池具有很好的使用安全性能,在未来的电动汽车上有很好的应用前景。
*1.1.5 燃料电池
一、燃料电池是利用在电池内发生的所谓燃烧反应,将化学能直接转换为电能的装置。
二、特点
1.从理论上讲,其能量转换率要比火力发电高很多,只要不断地供给它燃料,就像往炉膛里添加煤和油一样,就可连续不断的输出电能。
2.实际上,由于部件老化和故障等原因,它也有一定的寿命。
3.燃料电池却是一个开放的电化学体系,与环境既有能量的交换,又有物质的交换。由于需要不断地提供燃料,带走反应生成的水和热量,因此需要一个比较复杂的辅助系统。
4.能量转换效率高。 燃料电池的最高效率可达90%,且与规模无关。它还可在半额定功率下运行。它可以设在用户附近,大大减少了电能传输费用及损耗。在其发电的同时,还可产生热水及蒸汽。
5.可靠性高。 由于燃料电池的转动部件很少,因而系统更加安全可靠,不会发生像燃气涡轮机或内燃机因转动部件失灵而发生的恶性事故。
6.良好的环境效益。 环境污染大多来源于各种燃烧,普通火力发电厂排放的废物有颗粒物(粉尘)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)以及废水、废渣等。燃料电池排放的气体仅为最严格的环境标准的十分之一,温室气体的排放量也远小于火力发电厂。它的电化学副产物是水,其量极少,且清洁得多,无需设置废气处理系统。另外,它在运转过程中噪声很小,对环境影响小。
7.燃料电池由于技术不够普及,无完善的燃料供应系统,市场价格昂贵,高温时寿命及稳定性不理想,还未进入大规模的商业化应用。
三、氢氧燃料电池工作原理及结构示意图。
1.其结构主要包括氢电极(负极)、氧电极(正极)和电解液。
8 2.工作原理
氢在负极扩散,与电解液发生化学反应,并放出电子,这些电子经过负载到达正极。在正极上氧原子接受电子后生成氧离子,与电解液中的水发生反应产生氢氧离子,再与失去电子的氢离子结合生成水,并放出热量。为提高反应速率,电极一般采用多孔材料,以增加气体与电解液的接触面积,并采用催化剂及提高电池工作温度。而其它燃料如天然气、煤气等,须经催化裂化或改质以得到氢,在燃料电池中氢电极亦称为燃料极。燃料电池的输出电压约为1V.*1.1.6 太阳能电池
太阳能是一种可再生的、取之不尽的有效能源。每年太阳照射到地球上的总热量有1.5×10kW·h,相当于世界总需求能量的数万倍。利用太阳能不会改变地球的热能平衡,不会产生生态污染和温室效应。但它的能量密度很低,只有1kW/m,且昼夜及季节间的差别很大,所以在使用上需要解决设备工作效率低和成本高的问题。太阳能电池是利用半导体的光电效应,使光能直接转换成电能的装置。
太阳能电池可分为:晶体硅和非晶体硅(包括砷化镓、硫化镉、化合物半导体及金属氧化物电池)二种,晶体硅太阳能电池又可分为单晶硅和多晶硅太阳能电池,这类电池可靠性高、转换效率高达10%~25%、资源丰富、无毒性,目前正向薄片化及大面积化方向发展,是市场上的主导产品。非晶体硅太阳能电池是近
二、三十年才发展起来的一种新型薄膜太阳能电池,它耗材少,生产工艺简单,便于大面积连续生产,成本较低,在电子产品、通信、中小型并网发电等方面广泛应用。
1.1.8 直流发电机
218
一、直流发电机
1. 用途,把机械能转换成直流电能的旋转机械。
2. 应用,用于蓄电池充电、同步电机励磁、电解和电镀、直流电动机及汽车、船舶的用电等方面,
3. 发展,由于直流发电机构造复杂、能耗大、维护要求高、噪声大,随着电力电子技术的迅速发展,它逐渐被半导体整流电源所取代。 二结构
1.磁极是用来在电机中产生磁场的,它分成极心和极掌两部分。极心上放置励磁绕组,极掌的作用是使电机空气隙中磁感应强度的分布最为合适,并用来挡住励磁绕组。磁极
9 是用钢片叠成的,固定在机座(即发电机外壳)上。 2.机座也是磁路的一部分,它通常使用铸钢制成。
3.电枢是发电机中产生感应电动势部分,它是旋转的。电枢铁心呈圆柱状,由沿圆周冲槽的硅钢片叠成,槽中嵌放电枢绕组。
4.换向器装在转轴上,它是由楔形铜片组成,铜片间用云母垫片绝缘。电枢绕组的导线按一定规则与换向片相连接。换向器与电刷是直流电机的构造特征,用以将电枢绕组内的交流电流转换为对外电路输出的直流电流。
三、直流发电机的工作原理
直流发电机在运行时,电枢由原动机驱动而在磁场中以恒定的转速旋转,在电枢线圈的两根有效边(切割磁力线的部分导体)中便感应出电动势。尽管在每一有效边中感应出的电动势是交变的,但在紧压在换向器上的电刷之间出现的电动势或电压的极性是不变的,这样输出电流的方向就一定。
四、直流发电机通常按励磁方法分为:他励、并励、串励和复励发电机。
他励发电机的励磁绕组是由外电源供电的,励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。其余三种发电机的励磁电流即为电枢电流或电枢电流的一部分,所以它们也称为自励发电机。
1.2 交流电源
交流电的优点:
变压方便,做到远距离、低损耗地传输电能。
正弦量无论做加法运算、减法运算、积分或微分运算,其结果依然是同频率的正弦量,因此在正弦交流电路中各个正弦交流电量频率相同,分析计算方便。 正弦交流电量变化平滑,在正常情况下不会引起过电压而破坏电器设备的绝缘。 电动机等交流电器设备采用正弦交流可以使其性能最优。 1.2.1 正弦交流电压的产生
一、概念
随时间按正弦规律变化的电压、电流、电动势称为正弦交流电,它是由交流发电机或正弦信号发生器产生的。
二、正方向
即代表正半周时的方向。在负半周时,由于所标的方向与实际方向相反,则其值为负。 1.2.2 正弦交流电量的频率、大小、相位、有效值
一、频率与周期
1. 周期:正弦交流电量变化一个循环所需的时间(秒)称为周期T。 2. 频率:每秒内变化的循环次数称为频率f, f3. 角频率:1。 T22f,单位是弧度每秒(rad/s)。 T
二、幅值与有效值
1.瞬时值:用小写字母来表示,如i、u及e分别表示电流、电压及电动势的瞬时值。 2.幅值或最大值:瞬时值中最大的值,用下标m的大写字母来表示,如Im、Um及Em分别表示电流、电压及电动势的幅值。
12idt3.有效值:正弦电流的条件下可得I=T0T=
TIm122Isintdt=,mT20同理正弦电压或正弦电动势的有效值为U
三、初相位
Um
2、EEm2。
1.初相位:正弦电流为iImsin(t),(ωt+Ψ)成为正弦量的相位角或相位,它反映出正弦交流电量变化的进程。t=0时的相位称为初相位角或初相位,一般用Ψ表示。
2.相位差:两个相同频率的正弦量的相位角之差或相位之差,称为相位角差或相位差,用φ表示。则:
(t1)(t2)12 (1-5)
u较i先到达正的幅值,这称为在相位上u比i超前φ角,或者说i比u滞后φ角。若u和i具有相同的初相位,即相位差φ=0,称为同相(相位相同);而u和i具有相反的初相位,即相位差φ=180°,称为反相(相位相反)。
1.2.3 三相交流电
一、三相同步发电机
1.主要组成部分是电枢和磁极。
2.电动势的产生
二、电动势表示: 1.如以A为参考,则有
eBEmsin(t120) eCEmsin(t240)Emsin(t120)eAEmsint 并有eA +eB +eC=0
2.相序:三相交流电出现正幅值(或相应零值)的顺序称为相序。在此相序是A→B→C。
三、星形联结
1.星形联结:发电机三相绕组的联接通常将三个末端联结在一起,这一联结点称为中点或零点,用N表示。从中点引出的导线称为中性线,俗称零线。从始端A、B、C引出的三根导线称为相线或端线,俗称火线。
2.相电压:每相始端与末端间的电压,即火线与地线间的电压,称为相电压,其有效值用UA、UB、UC或一般地用Up表示,其正方向为自始端指向末端。
当绕组中没有电流时就有uAeA、uBeB、uCeC及UmEm成立,即有
uAUmsintuBUmsin(t120)
uCUmsin(t120)3.线电压:任意两始端间的电压,即两火线间的电压,称为线电压,其有效值用UAB、UBC、UCA或一般地用Ul表示 ,其正方向由其下标确定,例如UAB是A端指向B端。
12 uABuAuBUm[sintsin(t120)]3Umsin(t30)同理 uBCuBuC3Umsin(t90) (1-9)
uCAuCuA3Umsin(t150)它们和电源电动势一样都是对称的同频率的正弦量,相电压的大小等于绕组电动势,线电压的大小是相电压的3倍,即 Ul3Up (1-10) 1.2.4 水力发电站
一、水利发电原理
水力发电站是利用高位水和低位水之间因落差所具有的水位能,通过水轮机转换成机械能,再通过发电机转换成电能。
水力发电的开发包括一般水力发电站例如三峡水电站和大规模的抽水蓄能发电站例如浙江天荒坪抽水蓄能电站,近年来抽水蓄能发电站在水力发电中占有的比例日益增大。
二、水力发电站按构造及落差方式的分类
1.引水式水力发电站 在河流的上游建立一个引水口,利用斜坡较缓的水渠,将水引到一定落差的地点,利用水的冲击力发电。
2.堤坝式水力发电站 在山间河道狭窄的地方,建立起切断水流的大坝,将河水堵住,使水位提升,利用坝前后水的落差发电。
3.混合式水力发电站 把引水式和堤坝式组合在一起的混合方式,用水坝将水位提高,再建水道将水引到下游去发电。
三、水力发电站按水的运行方式的分类
1.抽水蓄能发电站 在夜晚轻负荷时,大容量的核电站和火力发电厂的设备利用率下降,产生剩余电能。利用这些多余的电能,用泵将下游水库的水,抽到上游的水库中储存,在重负荷时,再利用上游水库的能量发电。
13 按照安装泵的方法分,有既作水轮发电机又作抽水泵的可逆式抽水蓄能发电站及发电机、抽水泵分别安装的独立式抽水蓄能发电站。
2.径流式发电站 它不调节河水的流量,是利用自然河水的发电方式,这种发电站的建设成本较低。但是,当河水流量大时,要放弃一部分水,在枯水期,发电量必须减少。
3.调节式发电站 建一个取水坝,在水路途中建一调节水库,当自然流量少发电站用水不足,或负荷增大时,使用调节水库的水发电。
4.水库式发电站 这种发电站的水库比调节水库大,可以贮存溶化的冰雪、梅雨、台风水等,可以调节河流流量的季节变化。
1.2.5 火力发电站
一、火力发电原理
火力发电就是将石油、煤、液化天然气等矿物燃料所具有的热能通过水蒸气转换成机械能,再推动发电机转动,产生电能。
二、火力发电厂的构成
1.锅炉是将燃料的能量高效地转化为热能的装置。它燃烧煤炭、重油、液化天然气等燃料产生蒸汽,其辅助设备有燃烧器、空气预热器和通风设备等。
2.汽轮机是将蒸汽所具有的热能转换成机械能,而后推动发电机的装置。按蒸汽的作用方式可分为:冲动式汽轮机、反动式汽轮机和冷凝式汽轮机等。
3.冷凝、给水设备是将汽轮机排出的蒸汽冷凝为冷凝水,而后经冷凝水泵将该冷凝水作为给水送到锅炉去的装置。它包括冷凝处理、加热和锅炉给水全套设备。
4.汽轮发电机是将汽轮机机械能转换成电能的装置。汽轮机的转子带动发电机转子转动发电,再经过变压器升压,送到电网中。大型发电机的端电压为15~30kV(线电压),中、小型发电机的端电压一般为3.3~11kV。每台发电机接一台主变压器,变压器的容量可达230~1100MVA,高压侧的线电压为66~500kV。
5.火力发电厂的运行控制是由中央调度所大型计算机实施的。
6.建设地点:为了确保燃料供应和冷却水等条件,火力发电厂大多建立在江河沿岸、沿海地带或煤炭、石油、天然气产地附近。但在工业区和城镇附近,也建有中小型热电厂,以便就近供电及供蒸汽。
14 *1.2.6 核能发电站
一、核能发电原理
核电站是利用铀燃料原子核裂变过程中释放的核能来发电的。铀燃料的原子核受到外部热中子轰击时,会产生原子核裂变,分裂为两个原子核,并释放出大量的热量。该热量将水变为水蒸气,然后把它送到汽轮机发电,其原理同火力发电一样。
二、核燃料
1.核电站中使用的是将铀235的比例浓缩成2%~4%的核燃料棒,在长时间内渐渐地将能量放出发电。
2.铀235的原子核,每次裂变会产生能量,并放出2~3个高速的中子。在轻水反应堆中,减速为核裂变物质容易吸收的热中子,再轰击稳定的原子核,引起核裂变连锁反应。在反应堆中通过控制棒吸收热中子来调节核裂变的连锁反应。
3.占97%不能燃烧的铀238,会吸收在核裂变时放出的中子,其中0.6%变为钚239,钚239也会产生原子核裂变,在裂变的同时释放出能量。将核燃料放入反应堆之后,钚随着燃料的燃烧而增加,核电站三年累计发电量的30%是由钚发电的。
4.乏燃料,核燃料燃烧后被消耗而减少,最终就不会进行连锁反应,成为乏燃料。要用钢铁和铅做成的屏蔽容器贮藏冷却许多年后,运回工厂再进行化学处理,分离回收铀,以便经浓缩后重新使用,这称之为核燃料循环。然后将分离后剩下的核生成物硝酸溶液(废液),再和水泥材料混合,固化在不锈钢容器中,放在地下数百米深的地下层中长期储存。
三、核电站的系统、设备和工作原理
压水堆核电站主要由核反应堆、一回路系统、二回路系统及其他辅助系统所组成。 1.核反应堆是核电站动力装置的重要设备。它是用低浓缩铀作核燃料,实现可控制链式裂变反应的装置,堆内用轻水作慢化剂和冷却剂。
2.一回路系统
高压的冷却水由主循环泵压送流经反应堆,吸收核燃料裂变放出的热能后,流进蒸汽发生器,通过蒸汽发生器再将热量传递给在管外流动的二回路给水,使它变成蒸汽;此后,再由主循环泵将冷却水重新送至反应堆内。如此循环往复,构成一个密闭的循环回路。一回路系统的压力由稳压器来控制。
3.二回路系统是将蒸汽的热能转化为电能的装置。二回路给水吸收了一回路的热量后成为蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。做功后的乏气排入冷凝器内,凝结成水,然后由凝结水泵送入加热器,加热后重新返回蒸汽发生器,构成二回路的密闭循环。
15 *1.2.7 风力发电
风能(约210W)比可开发利用的水利资源总量还要大10倍。
风力发电机是将风能转换成机械能,再把机械能转换成电能的机电设备。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机构将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度,便可以开始发电。风力发电机通常由风轮、对风装置、调速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。
风轮的作用是吸收风能,并将风能转变成机械能,再由风轮轴将能量送给传动装置。 机头座用来支撑塔架上方的所有装置及附属部件,它牢固与否将直接关系到风力机的安危与寿命。
回转体(转盘)是塔架与机头座的连接部件,机头座安装在回转体的内圈上,并通过固定在塔架上的外套之间的轴承和对风装置相连,在风向变化时,机头便能水平地回转,使风轮迎风工作。
调速装置,在风速大于额定风速时起限速作用,当风速增至停机风速时,调速装置能使风轮停机。
风力发电机也可由手刹车机构控制其停机。
发电机是将由风轮轴传来的机械能转变成电能的设备。风力发电常用的发电机有4种。 (1)直流发电机
常用在微小型风力发电机上,直流电压为
12、
24、36V等。中型风力发电机上也有采用直流发电机的。 (2)永磁发电机
常用在小型风力发电机上,中、大型风力发电机上一般不用。其电压为1
15、127V等,有交流也有直流。最近我国发明了交流电压440V/240V的高效永磁交流发电机,可以制成多极低转速,比较适合风力发电机用。 (3)同步交流发电机
它的电枢与主磁场同步旋转,其工作原理参见1.2.3节。 (4)异步交流发电机
异步交流发电机的电枢与主磁场不同步旋转,其转速略比同步转速低,当并网时它的转速应高于或等于主磁场转速。
16 16 *1.2.8 其它发电方式
电能除了用上述几种方式提供外,目前正在开发利用的还有磁流体发电、地热发电、海洋发电等。
一、磁流体发电
1.磁流体发电是利用高温导电流体高速通过磁场,在电磁感应的作用下,将热能转换成电能。
2.磁流体发电具有以下特点: (1)效率高 总效率可达52%。
(2)起动快
可以在几秒钟内达到额定负荷。因此磁流体发电机可作为特殊试验用的脉冲电源或尖峰负荷电源,这是其它发电方式无法比拟的。
(3)环境污染少
磁流体-蒸汽联合电站的热效率高,热污染大大减少。采用了多种措施减少排烟废气中的二氧化硫,氧化氮等污染物的排放。 (4)结构简单,制造方便
二、地热发电 1.地热资源
(1)水热资源 其温度从室温到360C不等,约占已探明地热资源的10%。 (2)地压资源 温度处于150~260C之间,储量大约是已探明地热资源的20%。 (3)干热岩 它是地层深处具有150~650C的固体热岩层,其储藏的热能占已探明地热资源的30%。
(4)熔岩,它是650~1200C处于熔化状态的熔岩,其埋藏部位最深,约占已探明地热资源的40%。
2.地底深处储留层的地热流体温度在200C以上,当储留层的温度高时,利用地热流体使部分热水汽化,这种发电称为闪蒸方式。
3.在储留层的温度低时,可采用另外的发电方式。即将热水抽上来,通过热交换器,加热二次媒体(沸点低的媒体)将它变成气体,驱动热介质汽轮机旋转。
三、海洋发电
1.潮汐发电
潮汐发电和水力发电的原理差不多。它是在海湾或有潮汐的河口上建筑一座栏水堤坝,形成水库,并在坝中或坝旁放置水轮发电机组,然后利用潮汐涨落时海洋水位的升降,使海水通过水轮机时转动水轮发电机组发电。
2.波浪能发电
海洋波浪具有很大的能量,每平方公里海面上,波浪的功率可达
0
0
0
0
010~20万kW。目前波浪能发电装置就原理来说大致分为三种:① 利用海面波浪的上下运动产生空气流或水流而使轮机转动;② 利用波浪装置前后摆动或转动产生空气流或水流而使轮机转动;③ 把低压大波浪变成小体积高压水,然后把水引入某一高位水池积蓄起来,使其产生一个水头,从而冲动水轮机。波浪发电装置可以浮在海上,也可建在海岸,成为固定式发电装置。同时也可以把许多几千瓦的小功率波浪发电装置串接起来,产生较大的功率。
3.海洋温差发电
它是利用海洋的表层温水和1000米深处以下的冷水之间有20C左右的温差进行发电。其工作过程为:由温水泵吸取海洋表层温水,在蒸发器中使氨气气化膨胀为蒸汽,做功推动汽轮机转动发电。来自汽轮机的蒸汽用冷凝器中流过的深海冷水冷却成氨水,再泵入蒸发器完成循环。
0
图1-30
海洋温差发电原理
海洋温差发电装置设置在海洋中,发电站的结构型式有浮体式、半潜水式和潜水式三种。它发出的电力有以下几种利用方法:① 发电站在离陆地150km以内的地方时,可用海底电缆向陆上的变电站送电。② 离陆地较远的发电站,可利用产生的电力,蒸发海水制造淡水;或将水电解得到氢和氨,用船运往陆地,作为汽车和火电厂的燃料。③ 利用电站的电力从浓缩海水中提取铀和重水,运往陆地供核电站用。 ④ 利用电站的电力从海水中提取稀有金属,如锂。⑤ 向海上采油、采矿工程供电。海洋温差发电不消耗能源,又无污染,同时可能做到大规模连续发电,是很有发展前途的。
第16篇:电工学教案第二章
教案
(七)
一、教学内容
§2-1 磁场
二、教学目的和要求
1.了解直线电流、环形电流所产生的磁场。 2.会用安培定则判断磁场的方向。
三、教学重点和难点
重点:安培定则判断直线电流和环形电流所产生的磁场方向。 难点:磁场和磁感线。
四、教学过程
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-1 磁场
一、磁体及其性质
磁性——某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质。 磁体——具有磁性的物体。
磁极——磁体两端磁性最强的部分。指北的磁极称北极(N),指南的磁极称南极(S)。 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
二、磁场与磁感线 1.磁场
磁场——在磁体周围的空间中存在的一种特殊物质。磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的。
2.磁感线
磁感线——磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是放在该点的磁针N极所指的方向。
磁感线的方向:在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极。
均匀磁场——在磁场的某一区域里,磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线。
三、电流的磁场
电流的磁效应——电流产生磁场的现象。
1.直线电流产生的磁场
右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
2.环形电流产生的磁场
右手握住通电螺线管,让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致,则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,也就是通电螺线管的磁场北极的方向。
作业:练习册P12-13
课后小结:
教案
(八)
一、教学内容
§2-2 磁场的主要物理量
二、教学目的和要求
1.理解磁感应强度的概念。 2.理解磁通和磁导率的概念。
三、教学重点和难点
重点:磁感应强度 难点:磁通和磁导率
四、教学过程
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-2 磁场的主要物理量
一、磁感应强度
磁感应强度——在磁场中,垂直于磁场方向的通电导线,所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值,用B表示,单位为特斯拉,简称特(T)。
磁感应强度是个矢量,它的方向就是该点的磁场的方向。
磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小。在同一个磁场的磁感线分布图上,磁感线越密的地方,磁感应强度越大,磁场越强。
二、磁通
磁通——设在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积定义为穿过这个面积的磁通量,简称磁通,用Φ表示。
Φ = BS
磁通的单位是韦伯(Wb),简称韦。
这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通,所以磁感应强度又称磁通密度,并且用Wb/m2作单位。
三、磁导率
磁导率——用来表示媒介质导磁性能的物理量,用μ表示,其单位为H/m(亨/米)。
相对磁导率——任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值,用μr表示,即
ΦBSr0铁磁物质的磁化:
磁化——使原来没有磁性的物质具有磁性的过程。
作业:练习册P13
课后小结:
教案
(九)
一、教学内容
§2-3 磁场对电流的作用
二、教学目的和要求
1.掌握电流在磁场中受电磁力作用的知识。 2.会用左手定则判断电磁力的方向。
三、教学重点和难点
重点:磁场对通电直导体的作用。 难点:通电平行直导体间的作用。
四、教学过程
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-3 磁场对电流的作用
电磁力——通电导体在磁场中受到的力,也称安培力。
一、磁场对通电直导体的作用 1.方向的判别——左手定则
平伸左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿入掌心,并使四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。
2.大小的计算
α=90°时,电磁力最大。 α=0 °时,电磁力最小。
当电流方向与磁场方向斜交时,电磁力介于最大值和最小值之间。
二、通电平行直导线之间的作用
三、磁场对通电线圈的作用
作业:练习册P14-15
课后小结:
教案
(十)
一、教学内容
§2-4 电磁感应
二、教学目的和要求
1.理解电磁感应的概念。
2.掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律。
三、教学重点和难点
重点:直导线切割磁感线产生感应电动势。 难点:楞次定律。
四、教学过程
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-4 电磁感应
一、电磁感应现象
将一条形磁铁放置在线圈中,当条形磁铁静止时,检流计的指针不偏转,但将条形磁铁迅速地插入或拔出时,检流计的指针都会发生偏转,说明线圈中有电流。
利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,产生的电流称为感应电流。条形磁铁插入和拔出线圈时产生感应电流,产生感应电流的电动势称为感应电动势。
二、楞次定律
楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系,即:感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。
三、法拉第电磁感应定律
线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。 单匝线圈产生的感应电动势的大小:
ΦetΦeNtN匝线圈产生感应电动势的大小:
四、直导线切割磁感线产生感应电动势
1.感应电动势的方向
右手定则——平伸右手,大拇指与其余四指垂直,让磁感线穿入掌心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。
2.感应电动势的大小
【例2-1】 在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一长度为l的直导体AB,可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度v向左匀速运动时,试确定导体中感应电动势的方向和大小。
解:
(1)导体向左运动时,导电回路中磁通将增加,根据楞次定律判断,导体中感应电动势的方向是B端为正,A端为负。用右手定则判断,结果相同。
(2)设导体在△t时间内左移距离为d,则导电回路中磁通的变化量为
BSBldBlvt
所以感应电动势 eBlvtBlv tt
作业:练习册P15-17
课后小结:
教案
(十一)
一、教学内容
§2-5 自感
二、教学目的和要求
1.理解自感系数的概念。 2.了解自感现象的应用。
三、教学重点和难点
重点:自感现象。
难点:自感系数和自感电动势。
四、教学过程
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-5 自感
一、自感现象
当线圈中的电流发生变化时,就会产生感应电动势,这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。
自感——这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象,简称自感。
自感电动势——自感现象中产生的感应电动势,用eL表示,自感电流用iL表示。
二、自感系数
自感磁通——自感电流产生的磁通。
自感系数(简称电感)——衡量不同线圈产生自感磁通的能力,用L表示,单位为亨利(H)。
三、自感电动势
自感现象是电磁感应现象的一种特殊情况,遵从法拉第电磁感应定律。
NΦLIIeLLt
四、线圈L所储存能量
12WLLI2线圈的电感反映了它所储存磁场能量的能力。
作业:练习册P17-18
课后小结:
教案
(十二)
一、教学内容
§2-6 互感
二、教学目的和要求
1.理解互感系数的概念。 2.了解互感现象的应用。
3.会判断和测定互感线圈的同名端。
三、教学重点和难点
重点:互感现象。
难点:互感线圈同名端的判断。
四、教学过程:
1.直观法 2.讲授法 3.讨论法
§2-6 互感
一、互感现象和互感电动势
在开关SA闭合或断开瞬间以及改变RP的阻值,检流计的指针都会发生偏转。这是因为,当线圈 A中的电流发生变化时,通过线圈的磁通也发生变化,该磁通的变化必然又影响线圈B,使线圈B中产生感应电动势和感应电流。
互感——由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象。
互感电动势——由互感产生的感应电动势,用eM表示。
线圈B中互感电动势的大小不仅与线圈A中电流变化率的大小有关,而且还与两个线圈的结构以及它们之间的相对位置有关。当两个线圈相互垂直时,互感电动势最小。当两个线圈互相平行,且第一个线圈的磁通变化全部影响到第二个线圈,这时也称全耦合,互感电动势最大。
二、互感线圈的同名端
eM2I1MtSA闭合瞬间,A线圈有电流I从1端流进,根据楞次定律,在A线圈两端产生自感电动势,极性为左正右负。利用同名端可确定B线圈的4端和C线圈的5端皆为自感电动势的正端。
作业:练习册P19
课后小结:
第17篇:电工学实验心得
电工学实验心得
这个寒冬,送走了电工学实验,我们也终于开始了期盼已久的电子技术实验。实验对于一直学习理论知识的我们有着巨大的吸引力。最大的不同在于,能够亲眼看到自己学到的知识和现象在实验的过程中付诸实践,有着巨大的吸引力。因为在课堂上,我们从来都不知道所学到得知识用在哪里,怎么用,会不会发生,而电子技术实验是证明这些的唯一途径。 电子技术实验是电子技术课程学习的基础,虽然在很多实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与这个专业的专家研究电路的构成,数字电路和模拟电路的实现方式等在本质上是一致的。在实验中,影响实验现象的因素很多,产生的实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现出我们需要了解的电子电路的知识,使我们通过努力能够顺利地解决实验中出现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关电子技术知识的理解,使我们受益匪浅。尤其每次做完实验后,再对应实验复习课本中所学过的知识,有一种温故知新的感觉。
这学期我们一共做了五次实验,分别研究了单管放大电路,基本运放,直流稳压电源,门电路和组合逻辑电路以及数字电路设计。五周的电子技术实验也让我们充分利用了课余的时间来学习很多关于实践的知识和能力。在做实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,那么课前认真地预习是很必要的,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、
正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验电路及设备,课前预习,实验内容及操作步骤,数据表,注意事项以及预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们并不了解实验的难度和操作的复杂,不注意预习报告里的实验步骤和电路,结果发现在实验过程中,根据原理电路图有时候很难把实际电路连接起来,导线的数目和连接的复杂程度也出乎我们意料之外。而且不注意计算出实验中的理论值,这导致做出实验数据后并不知道所得是对是错,整理数据时出现很多混乱,尤其是数据比较多的时候,比如做门电路和组合逻辑电路的研究的时候,我就因为没有做好预习工作,搞错了两个表格的数据,老师帮忙找出错误后我才知道是因为自己没有好好预习,连接电路时又马马虎虎,把两个管脚的灯接反的结果。汲取教训以后,在实验前我们总能及时计算出实验理论值,预习实验电路,了解实验原理,这样在实验过程中才有事半功倍的效果。电子技术实验不仅教会了我们课程中学不到的实践性知识,而且教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。在预习思考题方面,我觉得都是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将电路实验箱放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便
于操纵的位置上,比如万用表。实验过程中要严格遵守实验室的规定,不能在老师允许之前乱碰实验仪器,这样不仅威胁到自身的安全,并且容易造成实验仪器的损坏。在实验的过程中,首先要检查好每一根导线是否都通电,因为由于长久使用,有些导线内部是断掉的,这会让实验无法进行。然后还要养成检查实验芯片是否正常的习惯,以保证不是因为仪器原因导致实验失败。熟悉使用模拟示波器和数字示波器是非常必要的。对于经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,
首先应认真思考并检查线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。对于现象和波形的观察,则需要粗中有细,既不能把很多时间浪费在记录波形上,也不能光看一眼就继续下边的实验。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验,或者请老师来帮忙。做完实验后一定要记得不要随便拆线,如果这需要老师检查,私自拆线就有可能导致功亏一篑。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载电子技术实验全部操作过程的基础性资料。实验完成后,应把所有的导线认真缠好恢复到原位,并认真整理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是我们验证实验原理,了解实验规律的第一手资料。写实验报告和进行问题讨论等也是实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,最后完成对实验思考题进行的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的电子技术实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
培养学自己正确的科学实验习惯,提高动手能力、观察分析能力和创新能力,是所有实验的目的。对于我们机械工程自动化专业的学生来说,这一点尤为重要,因为对数字电路的理解和掌握决定着我们对专业知识的运用能力。亲自对实验进行操作,是对个人能力的一种锻炼,它不但锻炼了我们的细心、耐
心,而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。我知道我也还有很多不足的地方需要改正,比如做实验速度很慢,对一些理论不会在实践中应用,有时并没有及时预习实验,在以后的课程学习中一定要注意慢慢改进。实验的操作使我对电工及电子技术产生了更加深厚的兴趣。
第18篇:《电工学实验》教学大纲
《电工学实验》教学大纲
课程名称:电工学实验
课程编号:
课程类别:专业基础课/必修课
学时/学分:24 /0.75 开设学期:第三学期
开设单位:物理与机电工程学院
说明
一、课程性质
专业基础课/必修课
二、教学目标
电工学实验课是《电工学》课程的实践性教学环节。通过本实验课,培养学生能够正确使用电子仪表仪器,掌握电路的测试方法,验证电路定理,分析和综合实验结果,并对电路基本理论产生感性认识,加深对电路基本概念和基本定理的理解,理论联系实际,更好掌握、理解和应用电路定理及定律,独立完成实验,培养和训练科学态度和严谨工作作风,为后续课程的实验及工程实践打下基础。
通过本实验课,学生应掌握以下基本实验技能:
1.正确使用电流表、电压表、功率表等常用电工实验设备,初步会用示波器、信号源等电子仪器。
2.正确按图连接实验线路和合理布线,能初步分析并排除故障,培养良好的实验习惯和实事求是的科学作风。
3.认真地观察实验现象,正确地读取数据并加以检查和判断,正确地书写实验报告和分析实验结果。
4.正确地运用实验手段来验证一些定理和结论。
5.初步学会自拟实验方案,正确选择实验仪表、实验器材并绘制实验电路。
6.能初步进行探索性、设计性实验。
7.自学电路仿真软件,初步会用软件进行电路仿真实验。
三、学时分配表 序号 实验项目 实验时数 实验 类型
内容与要求 小计 实验1 常用电工仪表的使用 3 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验2 基尔霍夫定律的验证 3 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验3 叠加定理的验证 3 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验4 戴维宁定理的验证 5 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验5 正弦稳态交流电路的研究
3 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验6 三相交流电路电压、电流的测量 3 验证性
详见实验的基本内容和要求
实验7 异步电动机和低压电器的使用 4 综合性
详见实验的基本内容和要求
总计
24
四、实验方法与要求建议
实验课教学分为教师讲解和学生操作两部分。上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
五、考核方式及要求
1.考核方式:考试(√ )
2.成绩评定:计分制:百分制(√);五级分制( );两级分制( )
成绩构成:总成绩=实验预习(10%)+实验态度、卫生、安全(10%)+实验操作(25%)+实验报告(25%)+实验考试(30%)。
本文
实验一 常用电工仪表的使用
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:验证性
计划学时:3学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.学会识别常用电路元件的方法;
2.熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法;
3.掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法;
4.熟悉电工仪表测量误差的计算方法。
三、实验的基本内容和要求
1.根据“分流法”原理测定指针式万用表(MF-47型或其他型号)直流电流0.5mA和5mA档量限的内阻。
2.根据“分压法”原理测定指针式万用表直流电压2.5V和10V档量限的内阻。
3.用指针式万用表直流电压10V 档量程测量电路中R1上的电压 之值,并计算测量的绝对误差与相对误差。
四、实验仪器设备及材料
可调直流稳压电源;指针式万用表;可调电阻箱;电阻器。
五、实验操作要点
1.正确使用直流电工仪表和设备。
2.熟练掌握分压法和分流法原理。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验二 基尔霍夫定律的验证
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:验证性
计划学时:3学时
实验分组:3组
二、实验目的
1.验证基尔霍夫定律的正确性;
2.加深对基尔霍夫定律的理解和掌握。
三、实验的基本内容和要求
1.验证基尔霍夫电流定律的正确性,并加深对基尔霍夫电流定律的认识和理解。
2.验证基尔霍夫电压定律的正确性,并加深对基尔霍夫电压定律的认识和理解。
四、实验仪器设备及材料
DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律”电路板;直流电流表;直流数字电压表;
直流可调稳压电源。
五、实验操作要点
1.正确使用“基尔霍夫定律”电路板。
2.熟练掌握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验三 叠加定理的验证
一、实验性质
实验类别:专业基础必修
实验类型:验证性
计划学时:3学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.验证线性电路叠加原理的正确性;
2.加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
三、实验的基本内容和要求
1.将电源分别单独作用于电路,分别测量电路中的电压和电流。
2.将电源共同作用于电路,测量电路中的电压和电流。
四、实验仪器设备及材料
DGJ-03挂箱的“叠加原理”电路板;直流电流表;直流数字电压表;
直流可调稳压电源。
五、实验操作要点
1.正确使用“叠加原理”电路板及各电工仪表。
2.熟练掌握叠加定理。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验四 戴维宁定理的验证
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:验证性
计划学时:5学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.通过对含源二端网络外特性及戴维宁等效电路外特性的测定比较,验证戴维南定理的正确性,加深对戴维南定理的理解;
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法;
3.掌握负载获得最大传输功率的条件。
三、实验的基本内容和要求
1.用开路电压法测定戴维南等效电路的Uoc、R0 ,并验证戴维宁定理。
2.用短路电流法测定诺顿等效电路的ISC、R0 ,并验证诺顿定理。
3.掌握有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的直接测量法。
4.验证负载获得最大功率的条件。
四、实验仪器设备及材料
可调直流稳压电源;直流数字电压表;直流数字毫安表;可调电阻箱;电位器;戴维南定理实验电路板。
五、实验操作要点
1.正确使用“戴维南定理”实验电路板及各电工仪表。
2.熟练掌握戴维南定理和诺顿定理,掌握负载获得最大传输功率的条件。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验五 正弦稳态交流电路的研究
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:验证性
计划学时:3学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系;
2.掌握日光灯线路的接线;
3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
三、实验的基本内容和要求
1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系,测量 U、UR、UC值,并验证电压三角形关系。
2.日光灯线路接线与测量。
3.并联电容验证功率因素提高。
四、实验仪器设备及材料
交流电压表;交流电流表;功率表;自耦调压器;镇流器、启辉器;日光灯灯管;电容器;白炽灯及灯座。
五、实验操作要点
1.正确识别和使用各仪器仪表。
2.深刻理解正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验六 三相交流电路电压、电流的测量
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:验证性
计划学时:3学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.掌握三相负载星形联接方式;
2.掌握三相负载三角形联接方式;
3.验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系;
4.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。
三、实验的基本内容和要求
1.三相负载星形联接及电压、电流的测量。
2.三相负载三角形联接及电压、电流的测量。
四、实验仪器设备及材料
交流电压表;交流电流表;三相自耦调压器;三相灯组负载。
五、实验操作要点
1.正确识别和使用各仪器仪表。
2.掌握三相负载星形联接和三角形联接方式及电压、电流的测量方法。
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
实验七 异步电动机及低压电器的使用
一、实验性质
实验类别:专业基础课/必修
实验类型:综合性
计划学时:4学时
实验分组:15-20人/组
二、实验目的
1.掌握异步电动机的使用
2.了解低压电器的使用方法
三、实验的基本内容和要求
1.掌握异步电动机的连接方法及其使用
2.了解低压电器的使用方法
四、实验仪器设备及材料
异步电动机、交流接触器等
五、实验操作要点
1.异步电动机的运行
2.低压电器的控制运行
六、实验教学建议
上课时,教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解,然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外,对于学生较难理解和比较复杂以及有一定危险性的操作,教师还应在实验之前做演示操作。
指导书与参考资料
[1]李瀚荪.电路分析基础(第四版).北京:高等教育出版社,2006 [2]邱关源.电路(第五版).北京:高等教育出版社,2006 [3]胡翔峻.电路分析基础(第二版).北京:高等教育出版社,2001 [4]韦宏利.电路分析实验(第二版).西安:西北工业大学出版社,2008 [5]金波.电路分析实验教程(第一版.西安:西安电子科技大学出版社,2008
第19篇:电工学期末考试试卷
一、单项选择题:将下列各题中唯一正确的答案代码填入括号内(每小题2分)
1、( C )已 知 图 1所示 电 路 中 的 US =10 V, IS = 13 A。电 阻 R1 和 R2 消 耗 的 功 率 由 ( )供 给 。 (a) 电 压 源 (b) 电 流 源
(c) 电 压 源 和 电 流 源
+UUS.IS.SS图1
2、( C )在图2中,N0是一线性无源网络。当U1=1V,I2 = 1A时,U3= 0V;当U1=10V,I2= 0A时,U3=1V。则当U1= 0V,I2=10A时,U3 = ( )V A、0 B、1 C、-1 D、3
..R11R21
3、( D )在电感性负载两端并联一定值的电容,以提高功率因素,下列说法正确的是( )。
(A)减少负载的工作电流 (B) 减少负载的有功功率 (C)减少负载的无功功率 (D) 减少线路的功率损耗
4、( D )当三相交流发电机的三个绕组连接成星形时,若线电压
uBC3802sin(t180)V,则相电压uC ( )。
(a)2202sin(t30)V (b) 3802sin(t30)V (c) 3802sin(t120)V (d)2202sin(t30)
5、( B )图3所示 正 弦 电 路 中,RXL10,UABUBC, 且 U 与 I 同 相, 则 复 阻 抗 Z 为 ( )。
(a) (5j5) (b) (5j5)
I.ZBRCjXCLc(c) 1045
A+.U-图3
6、( C )图4所示电路当开关S闭合前已达稳定状态,在t=0时刻将开关S闭合,则t>0后电感元件中的电流iL( )。
(a) 与 图 示 方 向 相 同 且 逐 渐 增 大
(b) 与 图 示 方 向 相 反 且 逐 渐 减 少 (c) 与 图 示 方 向 相 同 且 逐 渐 减 少
RiLISG0SL 图4
7、( D )对欧姆定律、基尔霍夫定律,下列说法不正确的是( )。 (A) 对线性、稳态电路,欧姆定律、基尔霍夫定律均成立
(B) 对线性电路过渡过程,欧姆定律、基尔霍夫定律均成立 (C) 对非线性电路,欧姆定律不成立;但基尔霍夫定律仍然成立 (D) 对非线性电路,基尔霍夫定律不成立、但欧姆定律仍然成立
8、( D )图5所示电路的时间常数( )
RCA.2 21B.RC C.RC
D.RC
图5
9、( D )有一闭合铁心线圈,在下面几种分析中,错误的是( )
A、在交流励磁中,铁心截面积加倍,线圈中的电阻和匝数以及电源电压保持不变的情况下,铁心中的磁感应强度的大小减半;线圈电流和铜损也相应降低;
B、在直流励磁中,线圈匝数加倍,线圈的电阻及电源电压保持不变的情况下,线圈电流和铜损不变磁场强度加倍;
C、在交流励磁中,线圈匝数加倍,线圈的电阻及电源电压保持不变的情况下,铁心中的磁感应强度的大小减半;线圈电流和铜损减小;
D、在交流励磁中,电流频率减半,电源电压的大小保持不变的情况下,铁心中的磁感应强度的大小加倍(在铁心不饱和的前提下),线圈电流和铜损将并不随着磁感应强度的增加而增加;
10、( B )在电动机的继电器接触器控制电路,热继电器的正确连接方法应当是( )。
(a) 热继电器的发热元件串联接在主电路内,而把它的动合触点与接触器的线圈串联接在控制电路内。 (b) 热继电器的发热元件串联接在主电路内,而把它的动断触点与接触器的线圈串联接在控制电路内。 (c) 热继电器的发热元件并联接在主电路内,而把它的动断触点与接触器的线圈并联接在控制电路内。
11、( B )一负载电阻为RL,经变压器接到内阻R0=800Ω的电源上,变压器原、副绕组的额定电流为2A/20A,若使从变压器原绕组看进去的等效负载电阻RL′=R0时,则RL等于(
) (a) 0.8Ω (b) 8Ω (c) 80Ω (d) 800Ω
12、( B )在继电接触器控制系统中,常用来实现接通和断开电动机或其他设备的主电路器件是()
A 组合开关 B 交流接触器 C 中间继电器 D热继电器
13、( D )关于电位下列说法不正确的是( )。
A、参考点的电位为零,VX某点电位为正,说明该点电位比参考点高; B、参考点的电位为零,VX某点电位为负,说明该点电位比参考点低。 C 、选取不同的参考点,电路中各点的电位也将随之改变;
D、电路中两点间的电压值是固定的,与零电位参考点的选取有关。
14、( C )如图6,若感抗XL5的电感元件上的电压为向量图所示的U,则通过该元件的电流相量I=( )。
(a) 560A (b) 50120A (c) 260A
图6
15、( B )在R、L、C串联正弦电路中,若电阻上电压为9V,电感上电压为30V,电容上电压为18V,则电路的总电压U为( ) (a) 57V (b) 15V (c) 21V (d) 3V
000
二、应用等效变换法求图7所示电路中的I。(8分) 解:等效电路如下:
6分
242.5444415 则 2分 图7 441AI
三、如图8所示电路在换路前已达稳态。当t0时开关接通,求t0的uc(t)和i(t)。(10分) 解:uc(0)uC(0)126V 1分
uc()0V 1分
RC10010661030.6S 2分
依据三要素法得: 图8 t53uC(t)126e126eV 2分
5tdu(t)则:ic(t)Cc2.1102e3A 2分
dt据KCL知:
i(t)42ic(t)4221e5t3mA 2分
四、一台三相异步电动机,铭牌数据如下:△形接法,PN=10kW,NN=1450r/min,UN=380V, ηN=85%,IN=21.5A。试求电动机的输入功率,额定负载时的功率因数,磁极数,额定转差率SN,额定转矩TN.(8分) 解:P1P2/101000/0.8511.76KW 1分
又因为PUNINcosN338021.5cosN 1分 13cosN0.8
3 1分
nN1450r/min 故n01500r/min
1分
即P=2
1分 据SNn0nN15001450100%3.3%
1分 n01500PN10955065.86(NM)
2分 nN1450 TN9550
五、在图9中,已知E1=20V,E2 =10V,IS =1A,R1=5Ω,R2= 6Ω,R3=10 Ω,R 4=5 Ω,RS=1 Ω ,R5=8,R 6=12 Ω ,求流经R5的电流I。(12分)
解:本题采用戴维南定理: 图9 电路等效如下: 依据叠加定理知:
IISR6E2R5R6R5R610121.1A20
6分
6分
六、在线电压为380V的星形连接三相电源上,接两组电阻性对称负载,如图10所示。已知R138,R222,试求电路的线电流I。(10分) 2200V
解:设UA38030V
2分 则:UAB对于星形负载:
其线电流等于相电流:
2200/22100A
3分 I1对于三角形负载,线电流计算如下:
33800/381030A
3分 I2依据KCL定理得:
II100103027.32A
I12 2分
七、如下图11所示电路,已知2400V,R25,R10,X20,X30U12LC,求①电路总阻抗②电路总电流。(10分) 解:Z1(10j30)20j/(1030j20j)2040j
4分 则:ZZ1254540j6041.63
3分
U2400441.63A
3分 即:IZ6041.63
图11
图11
八、分析图12示控制电路的工作过程;为使该电路具有较完善的保护功能,指出主电路、控制电路中应增加那些元件,并在该图中适当位置画出。(12分)
图12
解:工作过程:
启动:按下,KM1圈通电并且自锁,R串入,电机启动;同时时间继电器线圈KT有一个脉冲通电之后断开,其延时触电延时,延时时间到则闭合,从而KM2自锁通电。R被短接,电机正常运行。 4分
停车:按下SB1电机停车。 2 该电路实现的功能:电机串阻启动。 2分
为完善保护功能,应增加如下元件:
FU:过热保护
FR:过载保护。同时KM具有失压保护功能。 2分
第20篇:电工学习题答案..
1 1.5.9在图中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。 今通过实验测量得知
I1 = -4A I2 = 6A I3 = 10A U1 = 140V U2 = -90V U3 = 60V U4 = -80V U5 = 30V 1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。 2 判断哪些元件是电源?哪些是负载? 3 计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?
解:
2、元件1,2为电源;3,4,5为负载。
3、P1 = U1I1 = 140 * (-4)W = -560W P2 = U2I2 = (-90) * 6W = -540W P3 = U3I3 = 60 *10W = 600W P4 = U4I1 = (-80)* (-4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 * 6W = 180W 电源发出功率PE =P1 + P2=1100W 负载取用功率P = P3 + P4 + P5 = 1100W 两者平衡 1.5.10在图中,已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。
解:首先根据基尔霍夫电流定律列出 -I1 + I2I3 = 0 可求得I3 = -2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得
3-3U3 = (30 + 10 * 10 * 3 * 10)V = 60V 其次确定电源还是负载:1 从电压和电流的实际方向判定: 电路元件3
电流I3从+端流出,故为电源; 80V元件 电流I2从+端流出,故为电源; 30V元件 电流I1从+端流入,故为负载。 2 从电压和电流的参考方向判别:
-3-3电路元件3 U3和I3的参考方向相同P = U3I3 = 60 * (-2) * 10W =-120 * 10W(负值),故为电源;
-3-380V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 * 1 * 10W =80 * 10W(正值),故为电源;
-3-330V元件U1和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 * 3 * 10W = 90 *10W(正值),故为负载。
两者结果一致。
最后校验功率平衡:电阻消耗功率.PR1 = R1I12 = 10 * 32mW = 90mW PR2 = R2I22 = 20 * 12mW = 20mW 电源发出功率.PE = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率.P = U1I1 + R1 I12 + R2 I22 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW 两者平衡
2 1.5.15图中所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片,粘附 在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx的阻值随之而改变,这反映在输出信号Uo上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100Ω,R1 = R2 =200Ω,R3 = 100Ω,这时满足Rx/R3=R1/R2的电桥平衡条件,Uo = 0。在进行测量时,如果测出.(1) Uo = +1mV ;(2) Uo = -1mV ;试计算两种情况下的△Rx。Uo极性的改变反映了什么?设电源电压U是直流3V 。 [解] (1) Uo = +1mV
应用基尔霍夫电压定律可列出.Uab + Ubd + Uda = 0 Uab + Uo- Uad = 0 或U Rx /(Rx + R3) + Uo –U/2= 0 3Rx/(Rx + 100)+ 0.001 – 1.5 = 0 解之得
Rx = 99.867Ω 因零件缩短而使Rx阻值减小,即 △Rx = (99.867100)- = +0.133-
Uo极性的变化反映了零件的伸长和缩短。
1.7.6在图中,求A点电位VA。解:I1I3 = 0
(1) I1 =(50 – VA)/10
(2) I2 =[VA(-6)]/(1 + 10 + 1)x 10 = 1x 10A = 1mA 当滑动触头移在a点
U = [(10 + 1)x 10x 1x 106)V = -5V
2.3.5在图中,求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。[解].设流过电阻R1的电流为I3 I3 = I21)A = 1A (1) 理想电流源1 U1 = R1I3 = 20×1V = 20V P1 = U1I1 = 20×1W = 20W (取用) 因为电流“+\"端流入,故为负载。 (2) 理想电流源2 U2 = R1I3 + R2I2 = (20 × 1 + 10 × 2)V = 40V P2 = U2I2 = 40 × 2W = 80W (发出) 因为电流从“+\"端流出,故为电源。 (3) 电阻R1
PR1 = R1I3 = 20 × 1W = 20W (4) 电阻R2
PR2 = R2I2 = 10 × 2W = 40W 校验功率平衡:80W = 20W + 20W + 40W
2.3.7计算图中的电流I3。[解]:计算本题应用电压源与电流源等效变换最为方便,变换后的电路如图所示。由此得I =(2 + 1)/(1 + 0.5 + 1)A =3/2.5A = 1.2A I3 =1.2/2A = 0.6A
2
22
23-3
3-3
3-3
4
2.3.8计算图中的电压U5。[解]R1,2,3 = R1 +R2R3/(R2 + R3) = 0.6 +6 × 4/(6+4)= 3Ω
将U1和R1,2,3与U4和R4都化为电流源, 如图所示。
IS = IS1 + IS2 = (5 + 10)A = 15A
R0 = R1,2,3 ×R4/(R1;2;3 + R4)=3 × 0.2/(3 + 0.2 ) =3/16Ω
I5 =[R0/(R0 + R5)]IS =45/19A U5 = R5I5 = 1 ×45/19 = 2.37V
2.4.1下图是两台发电机并联运行的电路。已知E1 = 230V ,R01 = 0.5Ω, E2=226V , R02 = 0.3Ω,负载电阻RL = 5.5Ω,试分别用支路电流法和结点电压法求各支路电流。 解:
2.5.2 试用结点电压法求下图所示电路中的各支路电流。
2.6.5应用叠加原理计算下图所示电路中各支路的电流和各元件(电源和电阻) 两端的电压,并说明功率平衡关系。
2.7.4 应用戴维宁定理计算下图中2Ω电阻中的电流I。
9 2.7.5 2.7.8 3.2.5、图1所示各电路在换路前都处于稳态,试求换路后其中电流i 的初始值i(0+)和稳态值
解:
3.3.6电路如图所示,在开关S闭合前电路已处于稳态,求开关闭合后的电压uc。
解:
11 3.4.5电路如图所示,换路前已处于稳态,试求换路后(t ¸ 0)的uc。
解:
12 3.6.6电路如图所示,试用三要素法求t ¸ 0时的i1,i2及iL。换路前电路已处于稳态。 解:
13 3.6.9电路如图所示,在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置扳到2的位置后,试求i和iL。
解:
4.2.5 4.4.8
15 4.4.10
解:
4.5.4在图中,试求电流表A0和电压表V0的读数。
解:
4.5.8
解:
4.5.11 4.5.14在图所示的电路中,已知
解:
18 5.4.1如图所示的是三相四线制电路,电源线电压Ul = 380V 。三个电阻性负载联成星形,其电阻为R1 = 11Ω,R2 = R3 = 22Ω.(2)如无中性线,求负载相电压及中性点电压;(3)如无中性线,当L1相短路时,求各相电压和电流,并做出它们的相量图.
解:
5.2.8
解:
则
5.4.1
21
解: