1. 电路是为实现和完成人们的某种需求，由电源、导线、开关、负载或元器件组合起来，能使电流流通的整体。
2. 电路的作用：实现电能的传输、分配和转换，其次能实现信号的传递和处理
3. 实际电路的三部分：提供电能的设备、传输设备、使用电能的设备
4. 在电场力的作用下，电荷有规律的定向移动形成了电流
5. 正电荷的运动方向为电流的实际方向
6. 大小和方向不随时间变化的电流称为恒定电流，简称直流
7. 一般用电压来反映电场力做功的本领
8. 把电路中任一点与参考点之间的电压，称为改点的点位
9. 电动势：非电场力把单位正电荷在电源内部由低电位端（负极）移动到高电位端（正极）所作的功，与电压方向相反，用E表示
10. 流的参考方向：实际方向用虚线表示，参考方向用实线
11. 点能量对时间的变化率，称为功率
12. 元件两端电压和流过的电流在关联参考方向下时：P=UI>0，元件吸收功率；P=UI<0，元件发出功率，（非关联参考方向时相反）
13. 基尔霍夫电流定律（KCL）：在电路中，任一结点所有支路电流代数和示零
14. 应用电流求解电路的步骤：a 假定各支路电流的参考方向 b 根据基尔霍夫电流定律，对独立结点列电流方程 c 根据基尔霍夫电压定律，对对立回路列电压方程 d 解出支路电流
15. 对称的三相电源是由三个角频率相同、振幅相同、初相依次相差120°的正弦电源，按一定方式联结组成的供电系统
16. 用来产生磁通的电流称为励磁电流,流过励磁电流的线圈称为励磁线圈
17. 主磁通磁路有纯铁心磁路，也有包含有气隙的磁路，也有不分支和分支磁路
18. 磁感应强度：表示磁场内某点的磁场强度和方向的物理量。磁感应强度大小相等，方向相同的磁场称为均匀磁场
19. 在电力系统中，传输电能的变压器称为电力变压器
20. 变压器的基本工作原理：
21. 变压器运行时有两种损耗：铁损耗和铜损耗，铁损耗称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗
22. 电力变压器的发展趋势：a 向特大型、超高压方向发展，其电压等级已发展至750~1000KV，它一般都用在大型电站或电力输送上 b 向节能化、小型化、低噪声、高阻抗及防爆型发展。它广泛选用优质低耗导磁物质及冷轧超薄优质硅钢片，一般以中小型产品为主
23. 特殊变压器：自藕变压器和电流互感器
24. 磁路是磁通集中通过的路径，由于磁性物质具有高导磁性，所以很多电气设备均用磁通材料构成磁路。磁路与电路有对偶性。磁通---电流、磁通势---电动势、磁阻---电阻一一对应，甚至磁路欧姆定律和电路欧姆定律也相对应
25. 变压器是根据电磁感应原理制成的静止电器，它主要由用硅钢片叠成的铁心和套装在铁心柱上的线圈（绕组）构成，只要一次、二次线圈匝数不相等，它就具有变电压、变电流和变阻抗的功能
26. 变压器带阻性和感性负载时，其外特性U2=f（I2）是一条稍微向下倾斜的曲线，当负载增大、功率因数减小时，端电压就会下降，变化情况由电压变化率来表示
27. 由对称三相电源、对称三相负载、端线阻抗相等等组成的三相电路称为对称的三相电路
28. 由于在日常生活中经常遇到三相负载不对称的情况，为了保证负载能正常工作，在低压配电系统中，通常采用三相四线制，三根相线，一根中性线，共四根输电线。为了保证每根负载能正常工作，中性线不能断开，所以中性线是不允许接入开关或熔断器的
29. 异步电动机主要由定子和转子两部分组成；定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成；转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成
30. 异步电动机是把交流电能转变为机械能的一种动力机构
31. 异步电动机又称感应电动机，它的转动原理是：a、电生磁：给三相定子绕组通入三相交流电流产生旋转磁场； b、（动）磁生电：旋转磁场切割转子绕组在转子绕组感应电动势（电流）；c、电磁力（矩）：转子感应电流（有功分量）在旋转磁场作用下产生电磁力并形成转矩，驱动电动机旋转
32. 转子转速n恒小于旋转磁场转速n1，即转差的存在是异步电动机旋转的必要条件
33. 转子转向由三相电流相序决定，这就是异步电动机改变转向的原理。如改变三相电流相序（将连接三相电源的三根导线中的任意两根对换一下），则旋转磁场的旋转方向就随之改变，三相异步电动机的反转就是利用这个原理
34. 熔体额定电流的选择：a、照明和电热负载的熔体：为确保照明和电热负载的正常工作而不被破坏，应使熔体额定电流≥被保护设备的额定电流；b、单台电动机的熔体：因电动机的起动电流是额定电流的5~7倍，为使电动机能正常起动，必须按照电动机起动电流来确定熔体的电流；c、多台电动机合用的熔体：考虑多台电动机未必能同时起动，以及对按发热条件选择导线截面的要求，其额定电流=（1.5~2.5）最大容量电动机的额定电流+其余电动机额定电流
35. 交流接触器是一种依靠电磁力的吸合和反向弹簧力作用使触点闭合和断开来接通和切断带有负载的主电路或大容量控制电路的自动切换装置，它与按钮配合使用，可对电动机进行远距离自动控制，但它本身不能切断短路电流，因此通常需与熔断器配合使用
36. 交流接触器主要由触点、电磁操作机构和灭弧装置组成
37. 交流接触器触点分主触点和辅助触点两种。主触点接触面积大，适用于通断负载电流较大的主电路，辅助触点接触面积小，适用于通断电流较小（小于5A）的控制电路
38. 选用交流接触器时，必须根据电动机容量、主电路工作电压、吸引线圈工作电压及辅助触点的种类和数量来确定。应使主触点电压大于或等于所控制回路电压，主触点电流大于额定电流
39. 热继电器是利用感温元件受热而动作的一种继电器，它主要用来保护电动机或其他负载免于过载。
40. 电动机的过载情况：三相缺相运行、欠压运行、长时间过负荷运行、间歇运行、操作过于频繁、经常受到起动电流的冲击、反接制动等
41. 自动空气开关又称 自动空气断路器，简称自动开关，是一种常见的低压保护电器，当电路发生短路、严重过载、及电压过低故障时会自动切断电路
42. 自动空气开关的组成部分：触点系统、灭弧装置、机械传动机构及保护装置
43. 电路的三种保护：短路保护、过热（载）保护、欠压保护
44. 用继电器、接触器及按钮等有触点的控制电路来实现自动控制，称为继电—接触器控制。它工作可靠，维护简单，并能对电动机实现起动、调速、制动等自动控制，所以应用极广。接触器是用来接通或切断负载的主电路，并易于实现远距离控制的自动切换电器，而继电器及其他一些控制设备是用来对主电路进行控制、监测及保护的电器
45. 发电厂是用来发电的，是电能产生的主要场所，在电力系统中处核心地位
46. 电力系统的产生：电能的产生、传输与分配是通过电力系统来实现的。发电厂的发电机发出的电能，经过升压变电器后，再经过输电线路传输，送到降压变电所，经降压变电器降压后，在经配电线路送到用户端，用户再利用用户变压器降压至所需电压等级进行供电，从而完成一个发电、输电、配电和用电的全过程 。连接发电厂和用户之间的环节称为电力网
47. 工厂配电系统的基本接线方式：放射式、树干式和环式
48. 安全用电的措施：a、建立健全各种安全操作规程和安全管理制度，宣传和普及用电的基本知识；b、电器设备采用保护接地和保护接零；c、安装漏电保护装置；d、对于一些特殊电器设备以及在潮湿场所、矿井等危险环境，必须采用安全电压(36V、24V、12V)供电
49. 电工测量仪表的型式：磁电式仪表、电磁式仪表、电动式仪表
50. 常用电工仪表选择：仪表类型的选择、仪表准确度的选择、仪表内阻的选择
51. 三相功率的测量方法：一表法、二表法、三表法和直接三相功率表法
52. 万用表又称万能表，是一种多功能携带式电工仪表，它有模拟式和数字式
53. 电子电路中常用的半导体器件有二极管、晶体管、运算放大器
54. 现代电子产品用得最多的半导体材料是硅和锗，它们都是四价元素，即原子最外层轨道上的电子都是四个
55. 晶体内部有两种内型的电流：电子电流和空穴电流
56. 在N型半导体中掺入的是五价元素，在P型半导体中掺入的是三价元素
57. 二极管是由PN结加上相应的电极引线和管壳做成的
58. 二极管按结构可分：点接触型二极管和面结合型二极管。点接触型二极管的特点是PN结的面积非常小，因此不能通过较大电流，但高频性能好；面结合型二极管的特点是PN结的面积大，故可通过较大的电流，但工作频率较低，一般用作整流
59. 晶体管结构的主要特点：E区的掺杂浓度高，B区掺杂浓度低且很薄，C区面积大
60. PN结具有单向导电性，加正向电压，PN结导通，可以通过很大的正向电流；加反向电压，PN结截止，仅有很小的反向电流通过
61. 晶体管有三种工作状态，工作在放大状态时，集电结反偏，发射结正偏，集电极电流随基极电流成比例变化。工作在截止状态时，集电结和发射结均反偏，集电极和发射极之间基本上无电流通过。工作在饱和状态时，集电结和发射结均正偏，集电极和发射极之间通过较大的电流，两极之间仅有很小的电压降。后两种情况，集电极电流均与基极电流不成比例关系
62. 射极输出器的特点及主要用途：a、电压放大倍数小于1，但近似等于1，所以无电压放大作用，但仍具有电流放大作用。b、与共发射极电路相比具有很高的输入阻抗。c、与共发射极电路相比具有很低的输出阻抗。d、主要用于输入级和输出级
63. 常用的级间耦合方式：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合
64. 集成运算放大器是一种集成化的半导体器件，它实质上是一个具有很高放大倍数的、直接耦合的多级放大电路，也可以简称为集成运放组件
65. 集成运算放大器的总体结构都由：输入级、中间放大级、功率输出级和偏置电路四部分组成。输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大电路，其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入阻抗。中间放大级的主要作用是电压放大，使整个集成运算放大器有足够高的电压放大倍数
66. 负反馈的基本类型有四种：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈
67. 判断放大电路中反馈的类型，可根据以下步骤进行：a、找出反馈元件（即反馈电路），即确定在放大电路输出和输入回路间起联系作用的元件，有这样的元件存在，电路中才有反馈存在。b、判断电路中的反馈是电压反馈还是电流反馈。c、判断是串联反馈还是并联反馈。d、判断正反馈和负反馈
68. 负反馈对放大电路性能的影响：降低放大倍数、提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、对放大电路输入电阻和输出电阻的影响
69. 工作在线性区域的理想集成运算放大器有两个重要结论：a、集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（虚短）。b、集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（虚断）
70. 反相比例运算电路的特点是：a、输出和输入信号相位相反，b、输出信号可能大于输入信号也可能小于输入信号，c、输入信号较小，d输出阻抗较小，e、同相输入端和反相输入端之间为虚短，f、输入端存在虚地现象，g、不存在共模输入信号
71. 变压器：将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需的正弦工频交流电压 ； 整流电路：利用具有单向性能的整流元件（二极管、晶闸管），将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉冲直流电压 ； 滤波电路：尽可能的将单向脉冲直流电压中的脉冲部分（交流分量）减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压 ； 稳压电路：采用某些措施，使输出的直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定
72. 整流电路输出侧并联滤波电容器之后，具有以下特点：a、二极管的导通角减小，但负载所需的能量和对电容器充电所需的能量，均要在二极管导通时提供，所以二极管中通过的是很大的冲击电流 b、对半波整流电路，二极管承受的最大反相电压增高 c、输出电压易受负载变动的影响，外特性不好
73. 三端集成稳压器的分类：三端固定输出正稳压器、三端固定输出负稳压器、三端可调输出正稳压器、三端可调输出负稳压器
74. 真值表：对于某一逻辑函数，将逻辑函数输入变量所有可能的取值组合和逻辑输出变量的对应结果用表格的形式列出来，这种表格叫真值表
75. 数制：在数字电路中，表示数字中每一位的构成与进位规则，称进位计数制
76. 逻辑函数有三种表达方法：逻辑表达式、逻辑状态表、逻辑图
77. 组合逻辑电路分析的目的：就是找出给定逻辑电路输出与输入之间的关系，并用最简洁的逻辑函数表达式给予表示
78. 组合逻辑电路的分析：已知逻辑图→根据逻辑图写逻辑函数表达式→运用布尔（逻辑）代数化简或变换→列逻辑状态表→分析逻辑功能
79. 时序电路具有记忆功能，它的输出状态不仅与输入状态有关而且还与触发脉冲到来前电路的状态有关
三相异步电动机的七种调速方式
一、变极对数调速方法
这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目
的，特点如下：
1、具有较硬的机械特性，稳定性良好；
2、无转差损耗，效率高；
3、接线简单、控制方便、价格低；
4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；
5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法
变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点：
1、效率高，调速过程中没有附加损耗；
2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；
3、调速范围大，特性硬，精度高；
4、技术复杂，造价高，维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
三、串级调速方法
串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：
1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；
2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；
3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；
4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
四、绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下
运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。
五、定子调压调速方法
当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：
1、调压调速线路简单，易实现自动控制；
2、调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。
3、调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。
六、电磁调速电动机调速方法
电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组
成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。
电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分，由电动机带动；磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点：
·装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便；
1、调速平滑、无级调速；
2、对电网无谐影响；
3、速度失大、效率低。
本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。
七、液力耦合器调速方法
液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为：
1、功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要；
2、结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低；
3、尺寸小，能容大；
4、控制调节方便，容易实现自动控制。
80. 本方法适用于风机、水泵的调速。
三相异步电动机原理
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
81. 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
第六章 磁路与变压器习题全解
6—1 有一线圈匝数为1500匝，套在铸刚制成的闭合铁心上，铁心的截面积为10CM2，长度为75CM。求：
（1） 如果要在铁心中产生0.001Wb的磁通，线圈中应通入多大的直流电流？
（2） 若线圈中通入电流2.5A，则铁心中的磁通多大？
解：（1）B=Ф/S=0.001÷0.001 =1T，查铸刚磁化曲线得：H=0.7×103 A /m
∵安培环路定则：H= IN/L
∴I=HL/ N=0.7×103×0.75÷1500=0.35A
（2）H=IN/L=2.5×1500÷0.75=5×103 A /m，查铸刚磁化曲线得：B=1.6T
Ф=B×S= 1.6×0.001=0.0016Wb
6—2 有一交流铁心线圈接在220V、50HZ的正弦交流电源上，线圈的匝数为733匝，铁心截面积为13 CM2。求：
（1） 铁心中的磁通最大值和磁感应强度最大值是多少？
（2） 若在此铁心上再套一个匝数为60的线圈，则此线圈的开路电压是多少？
解：（1）∵U≈E=4.44fNФm
∴Фm≈U/4.44fN=220÷（4.44×50×733）=0.00135 Wb
Bm=Фm/S=0.00135÷0.0013=1.04T
（2）U1/ U2= N1/ N2
U2= U1 N2/ N1=220×60÷733=18V
6—3 已知某单相变压器的一次绕组电压为3000V，二次绕组电压为220V，负载是一台220V、25KW的电阻炉，试求一、二次绕组的电流各为多少？
解：二次绕组的电流：I2= P2/ U2=25000÷220=114A
I1/ I2= U2/ U1
一次绕组的电流：I1= I2 U2/U1=113.6×220÷3000=8.36A
6—4 在图6—1中，已知信号源的电压US=12V，内阻RO=1KΩ，负载电阻RL=8Ω，变压器的变比K=10，求负载上的电压U2。
图6—1 题6—4的电路
解：变压器原边电压：
U1= K2RLUS/（RO+ K2RL）= 102×8×12÷（1000+102×8）=5.3V
U1/ U2= K
U2= U1/ K=5.3÷10=0.53V
6—5 已知信号源的交流电动势E=2.4V，内阻RO=600Ω，通过变压器使信号源与负载完全匹配，若这时负载电阻的电流IL=4mA，则负载电阻应为多少？
解：信号源与负载完全匹配：RO= K2RL=600Ω
I1=E/（RO+ K2RL）=2.4÷（600+600）=0.002A=2 mA
K= IL/ I1=4÷2=2
K2RL=600Ω
RL=600/ K2=600÷22=150Ω
6—6 单相变压器一次绕组N1=1000匝，二次绕组N2=500匝，现一次侧加电压U1=220V，二次侧接电阻性负载，测得二次侧电流I2=4A，忽略变压器的内阻抗及损耗，试求：
（1）一次侧等效阻抗|Z1′|；
（2）负载消耗功率P2。
解：（1）I1= I2N2/ N1=4×500÷1000=2 A
|Z1′|= U1 / I1=220÷2=110Ω
（2）U2= U1 N2/ N1=220×500÷1000=110V
P2= I2U2 =4×110=440W
6—7 某机修车间的单相行灯变压器，一次侧的额定电压为220V，额定电流为4.55A，二次侧的额定电压为36V，试求二次侧可接36V、60W的白炽灯多少盏？
解：I2= I1U1/ U2 =4.55×220÷36=27.8 A
白炽灯额定电流：I= P/ U=60÷36=1.67A
I2/ I=27.8÷1.67=16.7
白炽灯盏数：n=16盏
6—8 一单相变压器，额定容量为50KVA，额定电压为10000V/230V，当该变压器向R=0.83Ω，XL=0.618Ω的负载供电时，正好满载，试求变压器一、二次绕组的额定电流和电压变化率？
解：二次绕组的额定电流：I2= SN/ U2 =50000÷230=217A
一次绕组的额定电流：I1= I2U2/ U1 =217×230÷10000=5A
二次绕组满载电压：I2|Z2|= =224.5V
电压变化率：ΔU％=（U20 —U2）/ U20=（230—224.5）÷230=2.4％
6—9 有一台容量为50KVA的单相自耦变压器，已知U1=220V，N1=500匝，如果要得到U2=200V，二次绕组应在多少匝处抽出线头？
解：U1/ U2= N1/ N2
N2= N1 U2 / U1 =500×200÷220=455匝
6—10 图6—2所示是一电源变压器，一次绕组匝数为550匝，接电源220V，它有两个二次绕组，一个电压为36V，负载功率为36W，另一个电压为12V，负载功率为24W，不计空载电流，求：
（1）二次侧两个绕组的匝数；
（2）一次绕组的电流；
（3）变压器的容量至少应为多少？
图6—2 题6—10的图
解：（1）N21= N1 U21 / U1 =550×36÷220=90匝
N22= N1 U22 / U1 =550×12÷220=30匝
（2）I21= P21 / U21=36÷36=1A
I22= P22 / U22=24÷12=2A
I1= I21U21/ U1+I22U22/ U1 = 1×36÷220+2×12÷220=0.27 A
（3）电阻性负载且不计空载电流：SN= I1 U1= 0.27×220=60VA
6—11 已知图6—3中变压器一次绕组1—2接220V电源，二次绕组3—4、5—6的匝数都为一次绕组匝数的一半，额定电流都为1A。
（1）在图上标出一、二次绕组的同名端的符号。
（2）该变压器的二次侧能输出几种电压值？各如何接线？
（3）有一负载，额定电压为110V，额定电流为1.5A，能否接在该变压器二次侧工作？如果能的话，应如何接线？
图6—3 题6—11的图
解：（1）
（2）输出110V、220V两种电压值。
输出110V电压：绕组3—4单独输出；绕组5—6单独输出；
绕组3—4、5—6的同名端3与6、4与5分别并联输出。
输出220V电压：绕组3—4、5—6的异名端3与5（或4与6）相串联，4与6（或3与5）之间输出。
（3）绕组3—4、5—6的同名端3与6、4与5分别并联输出。
6—12 某三相电力变压器一次绕组每相匝数N1=268，二次绕组每相匝数N2=17，一次侧线电压UL1=6000V，求采用Y，yn和Y，d两种接法时二次侧的线电压和相电压。
解：Y，yn接法时，UL1/ UL2= UP1/ UP2 =N1/ N2
二次侧的线电压UL2= UL1 N2/ N1=6000×17÷268=380V
相电压UP2= UL2 / =220V
Y，d两种接法时，UL1/ UL2= UP1/ UP2 = N1/ N2
二次侧的线电压UL2= UL1 N2/ N1=6000×17÷ ÷268=220V
相电压UP2= UL2=220V
6—13 有额定值为220V、100W的电灯300盏，接成星形的三相对称负载，从线电压为10KV的供电网上取用电能，需用一台三相变压器。设此变压器采用Y，yn接法，求所需变压器的最小额定容量以及额定电压和额定电流。
解：U2N= UP2 = ×220=380V
I2N= IP2=100×P/U=100×100÷220=45. 5A
最小额定容量SN= U2N I2N= ×380×45. 5=30KVA
额定电压U1N/ U2N=10000/380V
I1N/ I2N= U2N/ U1N
I1N = I2NU2N/ U1N=45. 5×380÷10000=1.73A
额定电流I1N/ I2N=1.73/45.5A
编辑本段双级型管的单级放大电路
单级放大电路一般是指由一个三极管或一个场效应管组成的放大电路。
共发射极放大电路
1. 放大电路的核心元件晶体管工作在放大状态，即要求其发射结正偏、集电结反偏。
2. 输入回路的设置应当使输入信号耦合到晶体管的输入电极，并形成变化的基极电流Ib，进而产生晶体管的电流控制关系，变成集电极电流Ic的变化。
3. 输出回路的设置应当保证晶体管放大后的电流信号能够转换成负载需要的电压形式。
4. 信号通过放大电路时不允许出现失真。
共发射极放大电路
共发射极放大电路各器件作用
1. 晶体管（VT）
晶体管是放大电路的核心元件。利用其基极小电流控制集电极较大电流的作用，使输入的微弱电信号通过直流电源Ucc提供能量，获得一个能量较强的输出电信号。
2. 集电极电源（Ucc）
实用中通常采用单电源供电方式，在这个电路中，直流电源常用Ucc表示。Ucc的作用有两个：一是为放大电路提供能量，二是保证晶体管的发射结正偏，集电结反偏。交流信号下的Ucc呈交流接地状态，Ucc的数值一般为几伏至几十伏。
3. 集电极电阻（Rc）
Rc的阻值一般为几千欧至几十千欧。其作用是将集电极的电流变化转换成晶体管集、射极间的电压变化，以实现由放大电路负载上获得电压放大的目的。
4. 固定偏置电阻（Rb）
Rb的阻值一般为几十千欧至几百千欧。主要作用是保证发射结正向偏置，并提供一定的基极电流Ib，使放大电路获得一个合适的静态工作点。
5. 耦合电容（C1和C2）
C1和C2在电路中的作用是“隔离直流通过交流”。电容器的容抗Xc与频率f为反比关系，因此在直流情况下，电容相当于开路，使放大电路与信号源之间可靠隔离；在电容量足够大的情况下，耦合电容对规定频率范围内的交流输入信号呈现的容抗极小，可近似视为短路，从而让交流信号无衰减地通过。
共集电极放大电路
把输入信号由晶体管的基极输入，而把负载电阻接在发射极上。特点：电压增益（放大倍数）
共集电极放大电路
小于1但近似等于1，输出电压与输入电压同相位，输入电阻高、输出电阻低。虽然共集电极放大电路的电压增益小于1，但是它的输入电阻高，当信号源（或前极）提供给放大电路同样大小的信号电压时，由于具有较高的输入电阻，使所需提供的电流减小，从而减轻了信号源的负载。
共基极放大电路
特点：共基极放大电路的输入电阻很低，一般只有几欧到几十欧，但其输出电阻却很高。另外，共基放大电路允许的工作频率较高，高频特性比较好，所以它多用于高频和宽频带电路或恒流源电路中。
共基极放大电路
三种组态的放大电路性能比较
|
电路形式 |
共发射极放大电路 |
共集电极放大电路 |
共基极放大电路 |
|
电路放大系数 |
较大，例如200 |
较大，例如200 |
=<1 |
|
电压放大系数 |
较大，例如200 |
=<1 |
较大，例如100 |
|
功率放大倍数 |
很大，例如20000 |
较大，例如300 |
较大，例如200 |
|
输入电阻 |
中等，例如5K |
较大例如50K |
较小，例如50 |
|
输出电阻 |
较大，例如10K |
较小，例如100 |
较大，例如5K |
|
输出与输入电压相位 |
相反 |
相同 |
相同 |
编辑本段单极型管的单极放大电路
用场效应管作为放大器件组成的放大电路，称为场效应管放大电路。场效应管和双极型晶体管一样是电路的核心器件，在电路中起以小控大的作用。在场效应管的放大电路中，为实现电路对信号的放大作用，必须要建立偏置电路以提供合适的偏置电压，使场效应管工作在特性的恒流区。
自给偏压电路
N沟道耗尽型MOS管组成的共源极放大电路
自给偏压电路
场效应管的栅极通过电阻Rg接地，源极通过电阻Rs接地。这种偏置方法靠漏极电流Id在源极电阻Rs上产生的电压为栅源极提供一个偏置电压Ugs，故称为自偏压电路。
场效应管微变等效电路
场效应管也是非线性器件，在输入信号电压很小的条件下，也可将其用小信号模型等效。
场效应管微变等效电路
与建立双极型三极管小信号模型相似，将场效应管也看成一个两端口网络，以结型场效应管为例，栅极与源极之间为输入端口，漏极与源极之间为输出端口。无论是哪种类型的场效应管，均可以认为栅极电流为零，输入端口视为开路，栅源极间只有电压存在。
共源极放大电路
共源极场效应管放大电路与双极型管共射放大电路相比较，
共源极放大电路
共源极放大电路具有以下特点：输入电阻极高，相当于开路；输出电阻由于并联一个电阻Rds，因此输出电阻较小。共源极场效应管放大电路的微变等效电路相当于一个电压控制的电流源。
共漏极放大电路
共漏极放大电路又称为源极输出器或源极跟随器，同样具有与共集电极放大电路相同的特性：输入电阻高、输出电阻低和电压放大倍数小于1并接近于1。
共源极放大电路
编辑本段功率放大电路
实际电子技术应用中，当线路中负载为扬声器、记录仪表、继电器或伺服电动机等设备时
三种类别放大电路实物图(3张)
，就要求它能为负载提供足够大的交流功率，使之能够带动负载。通常把这种电子线路的输出级称为功率放大电路，简称“功放”。功放电路中的晶体管称为功率放大管，简称“功放管”。功放广泛用于各种电子设备、音响设备、通信及自控系统中。
按工作状态分类
甲类放大器
甲类放大电路
这种功放的工作原理是输出器件晶体管始终工作在传输特性曲线的线性部分，在输入信号的整个周期内输出器件始终有电流连续流动，这种功放失真小，但效率低，约为50%，功率损耗大，一般应用在家庭的高档机中。
乙类放大器
两只晶体管交替工作，每只晶体管在信号的半个周期内导通，另外半个周期内截止。该机效率高，约为78%，但缺点是容易产生交越失真（两只晶体管分别导通时发生的失真）。
甲乙类放大器
乙类放大电路
甲乙类放大器
甲乙类放大电路
兼有甲类放大器音质好和乙类放大器效率高的优点，被广泛应用于家庭、专业、汽车音响系统中。
按功能分类
前级功放
其主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级放大器。
后级功放
其对前级放大器送出的信号进行不失真放大，以强劲的功率驱动扬声器系统。除放大电路外，还设计有各种保护电路，如短路保护、过压保护、过热保护、过流保护等。前级功放和后级功放一般只在高档机或专业的场合采用。
合并式放大器
将前级放大器和后级放大器合并为一台功放，兼有前二者的功能，通常所说的放大器都是合并式的，应用范围较广。
编辑本段功率放大器的特点及主要技术要求
功率放大器的特点
功放电路和前面介绍的基本放大电路都是能量转换电路，从能量控制的角度来看，
功率放大器电路实物图(12张)
功率放大器和电压放大器并没有本质上的区别。但是，从完成任务的角度和对电路的要求来看，它们之间有着很大的差别。低频电压是在小信号状态下工作，动态工作点摆动范围小，非线性失真小，因此可用微变等效电路法分析、计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等性能指标，一般不考虑输出功率。而功率放大电路是在大信号情况下工作，具有动态工作范围大的特点，通常只能采用图解法分析，而分析的主要性能指标是输出功率和效率。
功率放大器的主要技术要求
功率放大器主要考虑获得最大的交流输出功率，而功率是电压与电流的乘积，因此功放电路不但要有足够大的输出电压，而且还应有足够大的输出电流。因此，对功放电路具有以下几点要求。
效率尽可能高
功放是以输出功率为主要任务的放大电路。由于输出功率较大，造成直流电源消耗的功率也大，效率的问题突显。在允许的失真范围内，期望功放管除了能够满足所要求的输出功率外，应尽量减小其损耗，首先应考虑尽量提高管子的工作效率。
具有足够大的输出功率
为了获得尽可能大的功率输出，要求功放管工作在接近“极限运用”的状态。选管子时应考虑管子的三个极限参数Icm、Pcm和Ubr CEO。
非线性失真尽可能小
功放工作在大信号状态下，不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管的失真情况会随着输出功率的增大而越发严重。技术上常常对电声设备要求其非线性失真尽量小，最好不发生失真。而在控制电动机和继电器等方面，则要求以输出较大功率为主，对非线性失真的要求不是太高。由于功率管处于大信号工况，所以输出电压、电流的非线性失真不可避免。但应考虑将失真限制在允许范围内，亦即失真也要尽可能地小。
另外，由于功率管工作在“极限运用”状态，因此有相当大的功率消耗在功放管的集电结上，从而造成功放管结温和管壳的温度升高。所以管子的散热问题及过载保护问题也应充分予以重视，并采取适当措施，使功放管能有效地散热。
编辑本段放大电路中的失真
饱和失真
静态工作点过大，在信号正半周进入了输出特性曲线的饱和区。方法是提高工作电压、适当调小静态工作点，输入信号幅度。
截止失真
静态工作点过低，信号负半周进入了输出特性曲线的截止区。方法是提高静态工作点、适当减小输入信号幅度。
交越失真
又称小信号失真，在输入信号幅度很小时，进入了输入特性的弯曲段，是乙类推挽功放电路中静态电流过小所致。方法是适当提高静态电流。小功率放大器静态电流在2-4mA(如收音机功放)，大功率功放可选十多mA。
乙类互补对称功率放大电路的交越失真
理想情况下，乙类互补对称电路的输出没有失真。
乙类互补对称电路的交越失真
实际的乙类互补对称电路（图），由于没有直流偏置，只有当当输入信号vi大于管子的门坎电压（NPN硅管约为0.6V，PNP锗管约为0.2V）时，管子才能导通。当输入信号vi低于这个数值时，T1和T2都截止，ic1和ic2基本为零，负载RL上无电流通过，出现一段死区，如图1所示。这种现象称为交越失真。
编辑本段多级放大电路
多级放大电路的组成
组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级；一级和一级之间的连接称为级间耦合。多级放大电路的耦合方式通常有直接耦合、阻容耦合和变压器耦合等。
多级放大电路的级间耦合方式
直接耦合
直接耦合
如图所示，两个放大器之间不采用任何其它的器件连接，这种耦合方式称为“直接耦合”。
直接耦合的多级放大电路，各级间的静态工作点将互不影响。如图中VT1管的Uce1受到Ube2的限制，仅有0.7V左右。因此，第一级输出电压的幅值将很小。为了保证第一级有合适的静态工作点，必须提高VT2管的发射极电位，为此，常在VT2的发射极接入电阻、二极管或稳压管等。
优点：直接耦合放大电路既可以放大交流信号，也可放大直流信号和变化非常缓慢的信号，且信号传输效率高，具有结构简单、便于集成化等优点，集成电路中多采用这种耦合方式。
集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高（可达60~180dB），输入电阻大（几十千欧至百万兆欧），输出电阻低（几十欧），共模抑制比高（60~170dB），失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。 模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成，这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。 运算放大器除具有十、一输人端和输出端外，还有十、一电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便。
编辑本段集成运算放大器的分类
按照集成运算放大器的参数分类
1）、通用型运算放大器
通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指
标能适合于一般性使用。例mA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入
级的LF356 都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2）、高阻型运算放大器
这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid＞（109~1012）W,IIB 为
几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大
器的差分输入级。用FET 作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,
但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140
等。
3）、低温漂型运算放大器
在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变
化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508
及由MOSFET 组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650 等。
4）、高速型运算放大器
在快速A/D 和D/A 转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率SR 一定要高,单位增益带宽BWG
一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的
转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG＞20MHz。
5）、低功耗型运算放大器
由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用
低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C 等,其工作电
压为±2V~±18V,消耗电流为50~250mA。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600 的供电电源为1.5V,
功耗为10mW,可采用单节电池供电。
6）、高压大功率型运算放大器
运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,
输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V，uA791集成运放的输出电流可达1A。
按外型的封装样式分类
扁平式（即SSOP）
封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，
扁平式
一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式，其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起来。采用S MD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。
PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是长方形。
单列直插式（即SIP）
单列直插式
最适合焊接，DIY友的最爱，因为这种封装的管脚很长，很适合DIY焊接，且比较坚固，不易损坏。
双列直插式（即DIP）
应用最广泛、最多的封装形式。
绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
双列直插式
DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。
使用DIP外型的以下好处：
1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。
编辑本段集成运算放大器的使用要点
1．集成运放的电源供给方式
集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。
（1）对称双电源供电方式
运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端（地）的正电源（+E）与负电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
（2）单电源供电方式
单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1所示。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图3.2.1交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。
图3.2.1 运算放大器单电源供电电路
2．集成运放的调零问题
82. 由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。常用的调零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外部调零方法。下面以mA741为例,图3.2.2给出了常用调零电路。图3.2.2(a)所示的是内部调零电路;图（b）是外部调零电路。
