電工電子學(xué)2-講課用重慶大學(xué)

2024-01-31電工電子學(xué)2——講課用重慶大學(xué)目錄課程概述與目標(biāo)基礎(chǔ)電路分析復(fù)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電機(jī)與拖動系統(tǒng)簡介現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展動態(tài)01課程概述與目標(biāo)電工電子學(xué)是工程技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科，對于培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和理論素養(yǎng)具有重要意義?；A(chǔ)學(xué)科電工電子學(xué)在能源、通信、交通、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)代社會發(fā)展不可或缺的技術(shù)支撐。廣泛應(yīng)用通過學(xué)習(xí)電工電子學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，為未來的科研和工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。創(chuàng)新能力培養(yǎng)電工電子學(xué)重要性本課程將涵蓋電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等方面的知識，包括電路分析、電子器件、集成電路應(yīng)用等。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握電工電子學(xué)的基本理論和基本技能，能夠分析和設(shè)計(jì)簡單的電路和電子系統(tǒng)，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程主要內(nèi)容及目標(biāo)目標(biāo)主要內(nèi)容123在學(xué)習(xí)電工電子學(xué)的過程中，應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)踐來加深對理論知識的理解。理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合在學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)多思考、多提問，積極與同學(xué)和老師交流討論，拓展自己的思路和視野。多思考、多提問除了課堂學(xué)習(xí)外，還應(yīng)注重自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，利用課外時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)相結(jié)合學(xué)習(xí)方法與建議考核方式本課程的考核方式包括平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期中考試和期末考試等，旨在全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果?？己藰?biāo)準(zhǔn)考核標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量、考試成績等綜合評定，注重評價(jià)學(xué)生的知識掌握程度和應(yīng)用能力。同時(shí)，還將考慮學(xué)生的課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度等因素，以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。課程考核方式與標(biāo)準(zhǔn)02基礎(chǔ)電路分析復(fù)習(xí)

直流電路基本概念與定律電流、電壓及其參考方向理解電流、電壓的物理意義，掌握其參考方向的規(guī)定。歐姆定律理解線性電阻元件的伏安關(guān)系，掌握歐姆定律的應(yīng)用?；鶢柣舴蚨衫斫怆娐分械墓?jié)點(diǎn)、支路、回路等概念，掌握基爾霍夫電流定律和電壓定律的內(nèi)容及應(yīng)用。03RLC串聯(lián)交流電路理解RLC串聯(lián)交流電路的特點(diǎn)，掌握阻抗、功率因數(shù)等概念的計(jì)算。01正弦交流電的基本概念理解正弦交流電的產(chǎn)生、表示方法及其三要素。02單一元件的交流電路理解電阻、電感、電容元件在交流電路中的伏安關(guān)系及功率特性。交流電路基本概念與性質(zhì)復(fù)數(shù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)掌握復(fù)數(shù)阻抗的串聯(lián)和并聯(lián)計(jì)算方法，理解其等效變換原理。復(fù)雜交流電路的分析與計(jì)算綜合運(yùn)用所學(xué)知識，對復(fù)雜交流電路進(jìn)行分析與計(jì)算。相量法理解相量的概念及其在交流電路分析中的應(yīng)用。復(fù)雜交流電路分析方法暫態(tài)過程及穩(wěn)態(tài)分析換路定律及初始值的確定理解換路定律的內(nèi)容，掌握電路初始值的計(jì)算方法。一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)理解一階電路的各種響應(yīng)的概念，掌握其分析方法。一階電路的三要素法理解三要素法的原理，掌握其應(yīng)用步驟。穩(wěn)態(tài)分析在暫態(tài)過程結(jié)束后，對電路進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，理解穩(wěn)態(tài)時(shí)電路的工作狀態(tài)。03數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字信號的基本特征離散性、二進(jìn)制表示數(shù)字電路的基本概念邏輯門、觸發(fā)器、寄存器等數(shù)字電路的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)、通信、控制等數(shù)字信號與數(shù)字電路概述邏輯門電路的實(shí)現(xiàn)二極管、三極管、MOS管等邏輯門電路的性能參數(shù)傳輸延遲時(shí)間、功耗等邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算與、或、非等邏輯代數(shù)基礎(chǔ)及邏輯門電路輸入與輸出的關(guān)系組合邏輯電路的基本概念卡諾圖化簡、布爾代數(shù)化簡等組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法SSI、MSI、LSI等集成電路組合邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方式加法器、比較器、編碼器等組合邏輯電路的應(yīng)用舉例組合邏輯設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)序邏輯電路的基本概念時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方式時(shí)序邏輯電路的應(yīng)用舉例狀態(tài)圖、狀態(tài)表等觸發(fā)器、寄存器等計(jì)數(shù)器、分頻器、序列信號發(fā)生器等時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法04模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料及其特性PN結(jié)及其工作原理半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體器件工作原理及特性介紹半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)，包括硅、鍺等元素的半導(dǎo)體特性。介紹二極管的結(jié)構(gòu)、符號、伏安特性及主要參數(shù)，包括整流、檢波、穩(wěn)壓等應(yīng)用。詳細(xì)闡述PN結(jié)的形成、工作原理以及伏安特性等。詳細(xì)講解三極管的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線及主要參數(shù)，包括放大、開關(guān)等應(yīng)用。基本放大電路多級放大電路功率放大電路放大電路的應(yīng)用放大電路類型、原理及應(yīng)用01020304介紹共射、共集、共基三種基本放大電路的原理、特點(diǎn)及分析方法。分析多級放大電路的耦合方式、頻率響應(yīng)及性能指標(biāo)等。講解功率放大電路的基本原理、分類及特點(diǎn)，包括甲乙類、乙類、丙類等功率放大電路。介紹放大電路在信號處理、儀器儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用。闡述反饋的定義、分類及判斷方法，包括正反饋和負(fù)反饋等。反饋的基本概念及分類分析負(fù)反饋對放大電路性能的影響，包括增益穩(wěn)定性、非線性失真、通頻帶展寬等。負(fù)反饋對放大電路性能的影響講解深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)及分析方法。深度負(fù)反饋放大電路的分析介紹放大電路的穩(wěn)定性分析方法及判斷依據(jù)。放大電路的穩(wěn)定性分析反饋類型、判斷方法及穩(wěn)定性分析振蕩器的基本原理及分類闡述振蕩器的基本原理、分類及特點(diǎn)，包括RC振蕩器、LC振蕩器等。濾波器的基本原理及分類介紹濾波器的基本原理、分類及特點(diǎn)，包括低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。模擬運(yùn)算電路講解模擬運(yùn)算電路的基本原理及應(yīng)用，包括加法器、減法器、積分器、微分器等。模擬電路的應(yīng)用介紹模擬電路在通信、控制、測量等領(lǐng)域的應(yīng)用。振蕩器、濾波器等其他模擬電路05電機(jī)與拖動系統(tǒng)簡介電機(jī)結(jié)構(gòu)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、端蓋等部分組成，不同類型的電機(jī)結(jié)構(gòu)略有差異。電機(jī)類型包括直流電機(jī)、交流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等，每種電機(jī)都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點(diǎn)。工作原理電機(jī)的工作原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律，通過電流在磁場中的作用實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換。電機(jī)類型、結(jié)構(gòu)及工作原理拖動系統(tǒng)主要由電機(jī)、傳動裝置、控制器等部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對機(jī)械負(fù)載的精確控制。拖動系統(tǒng)組成拖動系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、效率、精度等，評價(jià)方法包括實(shí)驗(yàn)測試、仿真分析等。性能指標(biāo)評價(jià)方法拖動系統(tǒng)組成、性能指標(biāo)評價(jià)方法直流拖動系統(tǒng)調(diào)速方法改變電樞電壓調(diào)速通過改變電樞電壓來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。改變勵(lì)磁電流調(diào)速通過改變勵(lì)磁電流來改變電機(jī)的磁場強(qiáng)度，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電樞回路串電阻調(diào)速在電樞回路中串聯(lián)可變電阻，通過改變電阻值來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過改變交流電源的頻率來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的調(diào)速，具有調(diào)速范圍廣、精度高等優(yōu)點(diǎn)。變頻調(diào)速改變極對數(shù)調(diào)速轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速通過改變電機(jī)的極對數(shù)來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，適用于多速電機(jī)。利用轉(zhuǎn)差離合器的滑差來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的調(diào)速，適用于小功率、高精度控制系統(tǒng)。030201交流拖動系統(tǒng)調(diào)速方法06現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展動態(tài)研究利用半導(dǎo)體器件進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換和控制的學(xué)科領(lǐng)域。電力電子技術(shù)定義從整流管、晶體管到功率集成電路和智能功率模塊。發(fā)展歷程高頻化、高效化、智能化、模塊化。發(fā)展趨勢電力電子技術(shù)概述及發(fā)展趨勢二極管、晶閘管、晶體管等。功率半導(dǎo)體器件分類寬禁帶半導(dǎo)體材料（如碳化硅、氮化鎵）器件。新型功率半導(dǎo)體器件耐高溫、耐高壓、低損耗等特點(diǎn)。器件性能提升功率半導(dǎo)體器件發(fā)展動態(tài)傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點(diǎn)，新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如多電平變換器、矩陣變換器等。變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PWM控制、SVPWM控制、直接功率控制等?？刂撇呗阅：刂?、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等人工智能技術(shù)在電力電子變換器中的應(yīng)用。智能化控制新