電工電子基礎概念篇

1.電感L：隔交通直，通低頻，阻高頻。

2.電容C：隔直通交，通高頻，阻低頻。

3.電流定義：單位時間內通過導體橫截面的電荷量。

4.電壓表示電場力做功的能力。

5.電勢：電場中的一點相對于參考點的電壓。

6.直流：大小、方向不變；  交流：大小、方向改變。

7.當電流的方向與電壓的方向選取一致時，稱為關聯參考方向。

8.電感：將電源提供的電能轉換成磁場能量并存儲此磁場能量的電路元器件稱為電感元器件。

9.電容：能夠存儲電荷或者說存儲電場能量的部件。

10.電流源和電壓源在作等效變換時應該注意以下幾點：電壓源和電流源的參考方向在變換前后應保持對外電路等效；電源的等效變換只是對外電路成立，而對電源內部并不成立；理想電壓源與理想電流源之間不能互換。值得注意一點的是：兩個數值不同的理想電流源不能串聯，兩個數值不同的理想電壓源不能并聯。

11.節(jié)點：電路中三條或三條以上的電路的連接點稱為節(jié)點。

12.支路：連接在兩個節(jié)點之間的電路。

13.網孔：不含交叉支路的回路稱為網孔。

14.基爾霍夫電壓定律（KVL）：也稱為回路電壓定律。 在電路中任何時刻，沿任一閉合回路的所有支路電壓的代數和恒等于零。

15.串聯分壓，并聯分流。并聯總電阻等于各分電阻之積比上各分電阻之和。

16.疊加定理：在線性電路中，如果存在多個電源同時作用在某一段電路，那么這段電路上的電壓（電流）等于每個電源單獨作用時結果的代數和。 除源：電壓源作短路處理，電流源作開路處理。

17.任何在有源二端網絡，對于外電路而言，等效于一個理想電壓源和一個電阻串聯的形式。

18.正弦量三要素：振幅、角頻率、初相位。

19.在電感元器件電路中，電壓相位超前電流90度。

20.在電容元器件電路中，電流相位超前電壓90度。

21.三相四線制：由三條相線、一條中性線組成的統(tǒng)一供電系統(tǒng)稱為三相4線制供電系統(tǒng)。

22.根據幾何關系，可以得到3個線電壓分別超前相電壓30度。每一相的線電壓的有效值是相電壓有效值的根號3倍。

23.相電壓即為任意一條相線與中性線之間的電壓，線電壓即為任意兩條相線之間的電壓。

24.通常功率較小的的負載均為單相負載。為了使三相電源供電均衡，這種負載大致平均分配到三相電源的三相上。這類負載的每相阻抗一般不相等，屬于不對稱三相負載；負載必須接到在三相電源上才能工作，通常功率較大的負載均為三相負載。這類負載的特點是三相的負載阻抗相等，稱為對稱三相負載。

25.線電流：流過每根相線上的電流叫線電流； 相電流：流過每相負載的電流叫相電流； 中線電流：流過中性線的電流叫中線電流。

26.三相對稱電路：當三相電路中的負載完全對稱時，在任意一個瞬間，3個相電流中，總有一相電流與其余兩相電流之和大小相等，方向相反，正好互相抵消。所以流過中性線的電流等于零。因此，在三相對稱電路中，當負載采用星形聯接時，由于流過中性線的電流為零，故三相四線制就可以變成三相三線制供電。如三相異步電動機及三相電爐等負載，當采用星形聯接時，電源對該類負載就不需接中性線。通常在高壓輸電時，由于三相負載都是對稱的三相變壓器，所以都采用三相三線制供電。  如果三相負載不相等的情況下，即負載不對稱，則中性電流不等于零，中性線不能斷開。如果斷開以后，將會導致各相負載的相電壓分配不均，有時會出現很大的差異，會造成用電設備不能正常工作。故在三相四線制供電當中，中性線十分重要，不允許斷開，嚴禁在中性線上安裝開關，熔絲等。

27.當三相對稱負載采用三角形聯接時線電流等于相電流的根號3倍。從相量圖中還可以看到線電流和相電流不同相，線電流滯后相應的相電流30度。因此三相對稱負載三角形聯接的電流、電壓關系為：線電壓Ul與相電壓Up相等；線電流Il是相電流Ip的根號3倍。

28.在三相三線制電路中，根據KCL定律，把整個三相負載看成一個節(jié)點，則不論負載的接法如何，以及負載是否對稱，三相電路中的3個線電流的瞬時值之和或3個線電流的矢量和總是等于零。

29.三相交流電路中，三相負載消耗的總電功率為各相負載消耗功率之和。當三相電路對稱時，三相交流電路的功率等于3倍的單相功率。 在一般情況下，相電流和相電壓不容易測量。因此，通常用線電壓和線電流 來計算功率，即：P=根號3*Ul*Il*CosT（必須注意，T仍是相電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流間的相位差。）同樣的道理，對稱三相負載的無功功率和視在功率分別為：Q=根號3*Ul*Il*SinT  S=根號3*Ul*Il=根號（P平方+Q平方）  若三相負載不對稱，則應分別計算各相功率，三相總功率等于3個單相功率之和。

30.自感：當一個線圈中的電流發(fā)生變化時，其所激發(fā)的磁場穿過線圈自身的磁通量發(fā)生變化，而在線圈本身產生感應電動勢，這種現象稱為自感現象。自感現象中產生的感應電動勢叫自感電動勢。當線圈通電瞬間和斷電瞬間，自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能立即增大到最大值或立即減小為零，有維護原狀態(tài)的能力，這種特性稱為電磁慣性，線圈的自感系數越大，電磁慣性越大。

31.互感：當線圈1中的電流變化時，所激發(fā)的磁場會在鄰近的令一個線圈2中產生感應電動勢，這種現象稱為互感現象。由互感現象產生的感應電動勢叫做互感電動勢。 互感現象不僅發(fā)生于繞在同一鐵心上的兩個線圈之間，而且可以發(fā)生于任何相互靠近的電路之間。 互感系數，與線圈形狀、大小、匝數、相對位置以及周圍介質的磁導率有關。

32.傳統(tǒng)點火系統(tǒng)由電源、點火開關、分電器（包括斷電器、配電器、電容和點火提前調節(jié)裝置）、火化塞、點火線圈等組成。

33.電動機與我們的生活密不可分。電動機是一種旋轉式機器，它將電能轉變?yōu)闄C械能，它主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子，其導線中有電流通過并受磁場的作用而轉動。這些機器中有些可將機械能轉變?yōu)殡娔?，即也可作發(fā)電機用。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，其中交流電動機中常用的是三相異步電動機和單相異步電動機。

34.定子：異步電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座3部分構成。定子鐵心的作用是作為電動機磁路的一部分和嵌放定子繞組。

35.轉子：異步電動機的 轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸構成。轉子鐵心是電動機磁路的一部分，轉軸起支撐轉子鐵心和輸出機械轉矩的作用，轉子繞組的作用是感應電動勢、流過電流和產生電磁轉矩。其結構型式有兩種：籠型和繞線式。

36.氣隙：異步電動機定、轉子之間氣隙很小，對于中小型異步電動機，氣隙一般為0.2-1.5mm。氣隙大小對異步電動機的性能影響很大。為了降低電動機的空載電流和提高電動機的功率，氣隙應盡可能小，但氣隙太小又可能造成定轉子在運行中發(fā)生摩擦，因此異步電動機氣隙長度應為定、轉子在運行中不發(fā)生機械摩擦所允許的最小值。

37.當旋轉磁場按順時針方向旋轉時，其轉子導體將切割磁力線（此時轉子由于慣性不能馬上隨旋轉磁場一起旋轉），轉子導體中就產生電動勢，電動勢的方向由右手定則確定，在電動勢的作用，閉合的轉子導體就有電流，這個電流又受旋轉磁場作用而產生電磁力F，電磁力的方向可由左手定則確定。由電磁力產生電磁轉矩而使轉子轉動起來。當旋轉磁場反轉時，電動機也反轉。

38.三相異步電動機極對數越多，電動機的旋轉磁場轉速越慢；電動機極對數越多，所用線圈及鐵心都要加大，電動機的體積和尺寸也要加大，因此極對數P有一定的限制。  當電動機定子繞組接入三相電源后，電動機內產生旋轉磁場，轉子繞組又是閉合的，電動機的轉子就會轉動起來，帶著機械設備工作，將電能轉變?yōu)闄C械能。電動機轉動的速度要比旋轉磁場的速度慢一些。因為若兩者轉速一樣，轉子與旋轉磁場間就沒有相對運動，轉子 繞組就不切割磁力線，因而也就沒有感應電動勢，沒有電流，不會產生電磁轉矩使轉子轉動，這時轉子的速度一定會慢下來。異步電動機工作時，轉子的轉速一定比旋轉磁場的轉速慢，稱之為轉子與旋轉磁場不同步，因此這種電動機被稱為異步電動機。

39.除罩極電動機具有凸出的磁極外，單相異步電動機的鐵心均與普通三相異步電動機相類似；轉子都是普通的籠型轉子；定子上裝有單相繞組，稱為工作繞組。小型單相異步電動機的定子內徑較小，嵌線比較困難，故大多采用單層繞組。為了削弱定子磁動勢中幅值的3次諧波，也有采用雙層繞組和正弦繞組的。以改善起動性能。  

40.直流電動機由定子、轉子兩大部分組成，只是它的容量與體積較小。按勵磁方式的不同，傳統(tǒng)型直流伺服電動機可以再分為永磁系和電磁系兩種。永磁系直流伺服電動機的定子磁極由永久磁鋼組成。電磁系直流伺服電動機的定子磁極通常由硅鋼片鐵心和勵磁繞組組成。這兩種電動機的轉子鐵心均由硅鋼片沖制疊壓而成，在轉子沖片的外圓周上開有均勻布置的齒槽，在轉子槽中放置電樞繞組，并通過換向器和電刷與外電路連接。

41.一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，這種原理在電機理論中稱為可逆原理。當原動機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感應出電動勢，經電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載（或電網），對外供電，此時電機作直流發(fā)電機運行。如用外部直流電源，經電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N、S產生的磁場互相作用，產生轉矩，驅動轉子與連接于其上的機械負載工作，此時電動機作直流電動機運行。

42.磁場是電動機實現電能量轉換的媒介。直流電動機中產生磁場的方式有兩種，一種是永久磁鐵磁場，只在一些比較特殊的微電動機中采用；另一種是電磁鐵磁場，是由套在主極鐵心上的勵磁繞組通入電流產生的，稱為勵磁磁場，一般電動機都采用這種勵磁形式。  勵磁方式是指勵磁繞組的供電方式。直流電機按供電方式可分為4類：他勵、串勵、并勵、復勵。

43.復勵直流電動機：勵磁繞組分為兩部分，一部分與電樞繞組串聯，另一部分與電樞繞組并聯。復勵直流電動機還可以進一步細分，如按實線連接為短復勵，虛線連接為長復勵；兩部分組產生的磁場相消為差復勵，相長則為積復勵。

44.步進電動機是一種數字電動機它受脈沖信號控制，并將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的控制電動機。它由專用電源供給電脈沖，每輸入一個電脈沖，步進電動機就移進一步，所以稱為步進電動機。又因其繞組上所加的電源是脈沖電壓，有時也稱為脈沖電動機。

45.步進電動機種類繁多，按其運動形式有旋轉式步進電動機和直線步進電動機兩大類。按其工作原理又可分為反應系、永磁系和永磁感應子系（又稱混合式）3類。

46.反應式步進電動機不像傳統(tǒng)交直流電動機那樣依靠定、轉子繞組電流所產生的磁場間的相互作用形成轉矩和轉速，它遵循磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合的原理，產生的磁拉力形成轉矩，即磁阻性質的轉矩。所以反應式步進電動機也稱為磁阻式步進電動機。

47.定子控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍。步進電動機按其通電方式可分為單拍運行方式，雙拍運行方式，單雙拍運行方式。每一拍轉過的機械角度我們稱它為步距角。

48.自然界中物質存在有固體、液體、氣體等多種形式。根據其導電能力，可分為導體、半導體和絕緣體。

49.常用的半導體材料有：元素半導體，如硅（Si）、鍺（Ge）等；化合物半導體， 如 砷化鎵（GaAs）等；以摻雜或制成其他化合物半導體材料，如硼（B）、磷（P）、錮（In）和銻（Sb）等。其中硅和鍺是最常用的半導體材料。

50.半導體有以下特點：半導體的導電能力介于導體與半導體之間； 半導體受外界光和熱的刺激時，其導電能力將會有顯著變化。根據這個特性，可做成溫度敏感元件（如熱敏電阻）和各種光敏元件（ 如光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管等）；在純凈半導體中，加入微量的雜質，其導電能力會急劇增強。根據這個特性，可做成各種不同用途的半導體器件，如二極管、晶體管和晶閘管等。

51.在一定條件下（如在半導體兩端加上合適的外電壓），半導體晶體內部會出現兩種類型的電流：一是自由電子作定向運動所形成的電子電流；一是價電子遞補空穴運動所形成的空穴電流。也就是說，在半導體中，不僅有電子載流子，還有空穴載流子。外界溫度越高、光照越強，載流子數量越多，半導體導電能力越強。

52.雜質半導體根據摻入雜質的不同，分為N型半導體和P型半導體。  N型半導體中摻入的雜質為微量的五價元素，如磷（P），這種半導體主要靠電子導電，又稱為電子導電型半導體，簡稱N型半導體；P型半導體中摻入的雜質為微量的三價元素，如硼（B），這種半導體主要靠空穴導電，又稱為空穴導電型半導體，簡稱P型半導體。

53.無論是P型或N型半導體都是中性的，對外不顯電性。

54.在同一塊半導體基體上摻入不同的雜質，可在兩邊分別形成P型和N型半導體，在它們的交界區(qū)域會形成空間電荷區(qū)，這個空間電荷區(qū)就稱為PN結。 

55.當PN結加正向電壓時，呈現低電阻，具有較大的正向電流，此時PN結導通；當PN結加反向電壓時，呈現高電阻，具有很小的反向電流，此時PN結截止。這就是PN結的單向導電性。

56.在單個PN結兩端加上引出線并封裝，就成為一個二極管。P區(qū)的引出線稱為正極或陽極，N區(qū)的引出線稱為負極或陰極。半導體二極管按其結構的不同可分為點接觸型和面接觸型兩類。 點接觸型應用于數字電路中；面接觸型應用 于整流電路中，將交流電轉變成直流電。

57.穩(wěn)壓二極管的作用原理在于，對于反向擊穿區(qū)域，電流有很大變化時，只引起很小的電壓變化，即電壓基本不變。反向擊穿曲線愈陡，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能愈好。為防止穩(wěn)壓二極管因為電流過大生熱，發(fā)生熱擊穿而損壞，在工作時必須串聯一個合適的限流電阻。

58.光敏二極管是利用PN結在施加反向電壓時，在光線照射下反向電流隨光照強度增加而上升的原理來工作的。

59.發(fā)光二極管是由鎵與砷、磷的化合物制成的。這些材料制成的PN結，加上正偏電壓時，將電能轉變?yōu)楣饽芏l(fā)光。光的顏色取決于制造PN結所用的材料，砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光等。

60.變容二極管通?？商娲勺冸娙萜?，在現代通信設備、數字電路及家用電器中作調諧、頻率自動微調使用。

61.晶體管具有三個電極，有三條引腳，是由兩個PN結構成的。每個晶體管有3個區(qū)，共用一個區(qū)稱基區(qū)，另外兩個分別是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。從基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)引出的電極分別稱為基極（B）、集電極（C）、和發(fā)射極（E）。    晶體管有兩個PN結，基區(qū)和集電區(qū)之間的PN結稱為集電結，基區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的稱為發(fā)射結。由于不同的組合方式，形成了兩種形式的晶體管：NPN型和PNP型。

62.晶體管最基本的作用是電流放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信。晶體管有一個重要參數就是電流放大系數β。當晶體管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個基極電流β倍的電流，即集電極電流。

63.晶體管要實現放大作用必須滿足的外部條件：發(fā)射結加正向電壓，集電結加反向電壓，即發(fā)射結正偏，集電結反偏。這個外部條件也可以用電壓關系來表示：對于NPN型：UC>UB>UE;對于PNP型：UE>UB>UC.

64.晶體管的特性曲線：①.輸入特性曲線：指當集電極－發(fā)射極之間的電壓Uce為常數時，基極電流Ib與基極－發(fā)射極電壓之間的關系曲線。  ②.輸出特性曲線：指當基極電流一定時，集電極電流Ic與集電極－發(fā)射極電壓Uce之間的關系曲線。   ③.輸出特性大致可以分為三段：截止區(qū)（工作條件：發(fā)射結和集電結均要反偏。對于NPN型晶體管而言，即Ube≤0），放大區(qū)(工作條件 ：發(fā)射結正偏且大于導通電壓，集電結反偏。對于NPN型晶體管而言，即Ube＞0,Ubc＜0)，飽和區(qū)（發(fā)射結和集電結均正偏。對于NPN型晶體管而言， 即Ube＞0,Ubc＞0）

65.晶閘管是一種“以小控大（電流）”的功率型半導體器件，也是一種最基礎的電力電子器件。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。晶閘管不僅可用來對電路輸出的直流電壓根據需要進行調壓，還可以用作無觸點開關以快速接通或切斷電路，并可用作逆變、變頻等。

66.普通晶閘管是由四層半導體材料組成的，分為P1、N1、P2、N2，晶閘管有三個PN結，分別為J1、J2、J3，晶閘管對外有三個電極，第一層P型半導體引出的電極叫陽極A；第三層P型半導體引出的電極叫控制極G，也稱門極；第四層N型半導體引出的電極叫陰極K。

67.晶閘管要導通有兩個必要條件：①.在它的陽極A與陰極K之間加正向電壓；②.在它的控制極G與陰極K之間加正向觸發(fā)電壓。     即就是說，在如下兩種情況時，晶閘管會處于斷開狀態(tài)：①.在它的陽極A與陰極K之間加反向電壓，門極不論加何種電壓；②.在它的陽極A與陰極K之間加正向電壓，在它的控制極G與陰極K之間加反向觸發(fā)電壓。   

68.集成運算放大電路通常由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四部分組成。集成運算的開環(huán)電壓放大倍數非常高，輸入電阻非常大，輸出電阻非常小。

69.CAN數據總線由一個控制器，一個收發(fā)器，兩個數據傳輸終端以及兩條數據傳輸線組成 。除了數據總線，其他元器件都置于控制單元內部。總線網絡可分為高速網和低速網，在高速網和低速網之間有一個網關控制器用于協調高低速網絡之間的數據通信。

70.LIN是一種低成本的串行通信網絡，用于實現汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN的目標是為現有汽車網絡提供輔助功能。因此，LIN總線是一種輔助的串行通信總線網絡。典型的LIN總線主要應用在汽車中的聯合裝配單元，如：門、方向盤、座椅、空調、照明燈、溫度傳感器、交流發(fā)電機等。

71.由于車載多媒體設備，如DVD、CD播放器，數字電視等都要求具有比控制網絡更大的同步帶寬，并滿足移動通信的需要，因而需要開發(fā)面向多媒體的專用網絡協議。MOST屬于其中之一，主要用于車載多媒體、個人計算機、導航系統(tǒng)等的連接。