期末复习提纲.docx
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期末复习提纲
“电工技术”期末复习
第一章电路的基本概念和分析方法
1.1电路中的物理量及其正方向
1.1.1物理量的实际正方向
1.1.2电路中的假设正方向
1.1.3电路中的功率
1.2电路元件
1.2.1无源元件
1.2.2有源元件
1.3电路的基本定律
1.3.1欧姆定律
1.3.2基尔霍夫定律
1.4电路的两种基本分析方法
1.4.1支路电流法
以支路电流为未知数，根据基尔霍夫定律立方程，支路的个数=（节点数-1）+网孔数
1.4.2节点电位法
节点电位方程的基本形式
方程左边：
未知节点的电位乘上聚集在该节点上所有支路电导的总和（称自电导）减去相邻节点的电位乘以与未知节点共有支路上的电导（称互电导）。
方程右边：
与该节点相联系的各有源支路中的电动势与本支路电导乘积的代数和：
当电动势方向朝向该节点时，符号为正，否则为负。
两个节点时的情况
对于含恒流源支路的电路，列节点电位方程时应按以下规则：
方程左边：
按原方法编写，但不考虑恒流源支路的电阻。
方程右边：
写上恒流源的电流。
其符号为：
电流朝向未知节点时取正号，反之取负号。
电压源支路的写法不变。
1.5线性电路中的两个重要定理
1.5.1叠加定理
不考虑的电源置零，受控源保留
1.5.2等效电源定理
开路电压（短路电流），
内阻：
开路短路法、负载电阻法、加压求流法
1.6受控源电路及分析
1.6.1受控源的概念
1.6.2受控源的类型及符号
1.6.3受控源电路的分析
（各种分析方法都适用，加上控制方程）
在用迭加原理求解受控源电路时，只应分别考虑独立源的作用；而受控源仅作一般电路参数处理。
可以用两种电源互换、等效电源定理等方法，简化受控源电路。
但简化时注意不能把控制量化简掉。
否则会留下一个没有控制量的受控源电路，使电路无法求解。
如果二端网络内除了受控源外没有其他独立源，则此二端网络的开端电压必为0。
求输出电阻时，只能将网络中的独立源去除，受控源应保留。
含受控源电路的输出电阻可以用“加压求流法”或“开路、短路法”求解
用节点电位法分析如下电路，假设流过稳压源的电流是I
第二章电路仿真程序Spice入门（SPICE的整体要求）
2.1Spice简介
2.2SPICE电路文件
2.2.1在Spice中怎样描述电路
2.2.2元件值的写法
2.2.3电路文件的编辑与运行
2.3元件语句
2.3.1电阻、电容和电感
2.3.2电源（独立电源，受控源：
E、F、G、H）
直流信号源
正弦信号源
VN1N2SIN（U0Umftd）VN1N2SIN（U0Umf）
IN1N2SIN（I0Imftd）
脉冲电源（PulseSource）
VN1N2Pulse（V1V2TdTrTfPwPer）
IN1N2Pulse（V1V2TdTrTfPwPer）
分段线性化电源（Piece-WiseLinearSource）
VN1N2PWL（T1V1T2V2T3V3...）
IN1N2PWL（T1I1T2I2T3I3...）
受控源
压控电压源
EN1N2NC1NC2Value
压控电流源
GN1N2NC1NC2Value
流控电压源
HN1N2VcontrolValue
流控电流源
FN1N2VcontrolValue
2.4分析语句（.op、.dc、.tf、.tran、.ac、.fourier）
.op（输出各节点的电位，以及独立电压源中的电流，因此要输出电流，支路中一定要有独立的电压源）
.dcSRCnameSTARTSTOPSTEP
.tfOUTVARINSRC
.transtepstopstart
.ac分析
.acLinNPfstartfstop
.acDecNdfstartfstop
.acOctNofstartfstop
.fourierFreqOV1
2.5输出语句
.plot.print
2.6子电路的定义和调用
2.7.model语句与二极管、开关在SPICE中的表示法
2.7.1.model语句
2.7.2开关模型
2.7.3二极管模型
第三章正弦交流电路
3.1概述
3.2正弦量的数学描述
3.2.1正弦量的三要素
3.2.2同频率正弦量的作加减运算的特点
3.2.3正弦量的相量表示法
3.3单一参数的正弦交流电路
3.3.1纯电阻电路
3.3.2纯电感电路
3.3.3纯电容电路
3.3.4电感、电容在SPICE中的表示方法
3.4R-L-C串联电路
3.4.1R-L-C串联电路中电压和电流的关系及阻抗
3.4.2R-L-C串联电路中的功率
3.5交流电路的分析方法
3.5.1阻抗的串并联
3.5.2一般交流电路的分析方法
RLC分别用复阻抗表示，相量模型图，用电路分析的一般方法进行分析
3.5.3功率因数的提高
感性负载并电容
3.6谐振现象与交流频率特性
3.6.1串联谐振和并联谐振
谐振条件、特点、谐振频率
3.6.2电路的频率特性
传递函数的推导，频率特性，波特图，一阶低通、高通滤波电路
3.7SPICE在正弦交流电路分析中的应用
3.7.1SPICE中正弦交流电源的表示方法
3.7.2电阻、电感、电容在SPICE中的表示方法
3.7.3SPICE中的瞬态分析语句.tran
3.7.4交流分析语句.ac
第四章三相交流电路
4.1三相交流电源
4.1.1三相电动势的产生
4.1.2三相交流电源的联接
4.2三相负载及三相电路的分析
4.2.1负载星形联接及分析
Y形连接时线电压与相电压的关系：
线电流=相电流
有中线
无中线
4.2.2负载三角形联接及分析
三角形连接时线电流与相电流的关系
相电压=线电压
4.3三相电路的功率
4.3.1三相电路功率的计算
4.3.2三相电路功率的测量
4.4三相电路的相序
4.5用SPICE分析三相交流电路
第五章非正弦周期交流电路
5.1概述
5.2非正弦交流信号的分解
5.3非正弦周期交流电路的计算
叠加的方法
5.4非正弦周期交流信号的有效值和平均功率的计算
平均值
有效值
平均功率
5.5脉冲信号源在SPICE中的表示法与傅立叶分析（.fourier）指令
5.5.1脉冲信号源在SPICE中的表示法
5.5.2SPICE中的非线性受控源
5.5.3SPICE的傅立叶分析（.Fourier）指令
第六章电路的过渡过程
6.1概述
6.2换路定理及起始值的确定
6.2.1换路定理
6.2.2起始值的确定
6.3一阶电路过渡过程的分析方法
6.3.1经典法
6.3.2三要素法
如何求初始值、稳态值、时间常数，画图。
（1）对于只含一个R和C的简单电路。
（2）对于较复杂的一阶RC电路，将C以外的电路，视为有源二端网络，然后求其等效内阻R'。
（3）对于只含一个L的电路，将L以外的电路,视为有源二端网络,然后求其等效内阻R'。
（4）可以将电路中所有的独立电源置零，余下的电路化简成RC网络。
（受控源不能直接置零）
例：
t<0时电路已处于稳态。
t=0时开关转向2，求Vo（t）（t>0）。
6.4脉冲激励下的RC电路
6.4.1微分电路
6.4.2积分电路
6.4.3序列脉冲作用下的RC电路
6.5含有多个储能元件的一阶电路
6.5.1多个储能元件可串并联的一阶电路
6.5.2起始值不独立的一阶电路
换路定理不适用时，如何确定初始值
6.5.3实用电路举例——脉冲分压器电路
6.6二阶电路过渡过程简介
6.6.1RLC电路二阶过渡过程求解的简要说明
6.6.2二阶过渡过程的特点
第八章电动机及控制
概述
8.1三相异步电动机
8.1.1三相异步电动机的结构及转动原理
8.1.2三相异步电动机的等效电路
8.1.3三相异步电动机的电磁转矩和机械特性
8.1.4三相异步电动机的铭牌数据及应用
8.2单相异步电动机
8.2.1单相异步电动机的结构和工作原理
8.2.2单相异步电动机的起动
8.2.3三相异步电动机的单相运行
第九章继电器接触器控制
9.1常用低压电器
9.1.1手动电器
9.1.2自动控制电器
9.2基本控制环节
9.2.1直接起动停车控制
9.2.2电机正反转控制
9.2.3行程开关和行程控制
9.2.4时间继电器和延时控制
（作业与实验内容）
第十章可编程控制器
10.1概述
10.1.1可编程控制器的产生及发展
10.1.2可编程控制器的组成与工作原理
10.2S7-200PLC程序设计基础
10.2.1可编程序控制器的编程语言与程序结构
10.2.2S7-200PLC存储器的数据类型与寻址方式
10.3S7-200PLC的基本指令（SIMATIC指令）
10.3.1位逻辑指令（红色是要求掌握的指令）
装载
LD
装载常开触点
装载非
LDN
装载常闭触点
与
A
串联常开触点
与非
AN
串联常闭触点
或
O
并联常开触点
或非
ON
串联常闭触点
组串联
ALD
装载电路组串联连接
组并联
OLD
装载电路组并联连接
输出
=
驱动线圈
置位
S
清零
R
取反
NOT
将左边的结果取反
正跳变
EU
检测到正沿接通一个扫描周期
副跳变
ED
检测到负沿接通一个扫描周期
空操作
NOPN
10.3.2定时器指令
TON
10.3.3计数器指令
10.4数字量小型PLC控制系统程序设计举例
10.4.1PLC控制系统设计的一般步骤
10.4.2梯形图的经验设计方法
10.4.3PLC的顺序功能图的设计方法简介
利用顺序功能图的编程方法，
LSCR
SCRT
SCRE
特殊寄存器位：
SM0.0、SM0.1
PLC练习：
在如图顺序功能图中，S0.0是初始化状态。
在初始化状态中使Q0.0=1,Q0.4=0,Q03.1=0；在状态S0.1中使Q0.4=1,Q0.0=0,Q3.1=0；在状态S0.2中使Q0.0=0,Q0.4=0,Q03.1=1。
另，I0.0接停止按钮，按动停止按钮后系统自动进入初始化状态。
按照如图顺序功能图设计PLC程序。
（梯形图和语句表均可）
语句表程序：
LDSM0.1
OI0.0
SS0.0,1
LSCRS0.0
LDSM0.0
SQ0.0,1
RQ0.4,1
RQ3.1,1
RS0.1,2
LDI0.1
SCRTS0.1
SCRE
LSCRS0.1
LDSM0.0
SQ0.4,1
RQ0.0,1
RQ3.1,1
LDI0.2
SCRTS0.2
SCRE
LSCRS0.2
LDSM0.0
SQ3.1,1
RQ0.0,1
RQ0.4,1
LDI0.3
SCRTS0.1
SCRE
在下页的图中，指出了每“步”与梯形图的对应关系。
其他例题：
1．含受控源的电路如图所示，除输入电压Ui外，其它所有的电路参数已经给出。
（1）用节点电位法求此电路中的电压增益：
。
（2）电路中已经标出了各节点的名称，试用标准SPICE分析求出此电路的电压增益：
，试写出标准的SPICE文件。
2.在如图所示电路，电容C未充电，t=0时将开关K闭合。
（1）求开关K闭合后的uC（t）。
（2）各节点名称已经标在电路上，用SPICE分析此电路uC（t）在时间段t=0~5秒的过渡过程，写出标准的SPICE文件。
3.在图示稳态交流电路中，电压uS的有效值是
V，R1=100Ω，R2=200Ω,L1=L2=1H，C=100μF。
求当L2与C发生并联谐振时，谐振角频率ω是多大？
各为多少？
4.三相负载如图，其中XL=XC，R大小可调。
证明：
当将此三相不对称负载接在对称三相电源上时，R上的电流相量不随R的变化而变化。
5如图电路中，已知ui=20sin（1000t+90°）V，求电压uo。
1
（1）利用节点电位法分析，选节点0为参考点，列出节点2和节点4的电位V2和V4方程如下：
解出：
（2）使用SPICE计算此电路的电压增益，必须使用传递函数分析语句（.TF），按照图中标出的节点名称，写出标准SPICE电路文件如下：
test-1-
（2）
V010dc1
R1200.5
R2121
R3240.25
R4340.25
E03202
R5400.25
.tfV（4）V0
.end
右图是分析结果，供参考：
2
（1）开关K闭合前，电容C未充电，根据环路定理，开关闭合的瞬间，电容电压不能突变。
所以：
电容电压初始值：
uC（0+）=0V
当开关闭合后电路达到稳态时，电容视为开路。
等效电路如图所示：
这是一个含有受控源的两个节点的直流电路，选择节点0为参考点，利用节点电位法求解：
解出：
V2=1V。
G中的电流2V2=2A，电容上的电压为：
V2-2R3=-3V
电容电压的稳态值为：
uC（∞）=-3V
求此电路的时间常数，将电容断开，得到一个有源二端网络。
将此有源二端网络中的独立电压源置零，用加压求流法求其内阻：
所以此有源二端网络的内阻为
。
电路的时间常数为：
τ=R0C=0.8s
按照三要素法，得到电容上电压：
的波形图如下：
（2）在SPICE中，将开关与电源用分段线性化电源代替，使用弛豫分析语句.tran进行分析，求电容上电压的过渡过程的SPICE文件如下：
test-5-
（2）
V10pwl（000.000001m101010）
R1124
R2204
R3232
G30202
C301
.tran0.001m5
.plottranV（3）
.end
下图是分析结果，供参考。
3
当L3与C谐振时，其阻抗为无穷。
所以：
。
谐振角频率为：
R1上电流与L1上电流相等：
L1上电压为：
L2与C支路电压等于L1上电压，于是：
注意事项
1考试地点:
请上网找自己班的教室。
时间：
1月7日上午。
两个小时。
2闭卷考试，带上计算器。
拿到答题纸和卷子时先写班级、学号、姓名。
3实验缺两次（含）以上，不给分数。
作业缺三次以上，需补作业。
4考前答疑：
1月5日、6日全天，在西主楼1-216。
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