电工电子基础知识课件.ppt

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1、电工电子基础知识一、导体、绝缘体和半导体（超导体）知识二、电阻、电容、电感相关知识及应用三、电路分析方法四、二极管、可控硅整流原理第一部分导体、绝缘体和半导体、超导体知识导体、半导体、绝缘体器件是构成各种电气设备、电工电子器件的基础，在电力生产上，更是普遍存在，作为一名电力生产人员，应熟悉掌握导体、半导体、绝缘体的定义和性质以及应用。一、导体定义：具有良好导电性能的材料就称为导体。大家知道，金属、石墨和电解液具有良好的导电性能，他们都是导体。集肤效应：又叫趋肤效应。直流通过导线时电流密度均匀分布于导线截面，不存在集肤效应。而当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象

2、叫集肤效应。二、绝缘体定义：不导电的物质，称为绝缘体。如包在电线外面的橡胶、塑料。常用的绝缘体材料还有陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸和绝缘油（变压器油）等，空气也是良好的绝缘物质。导体和绝缘体的区别决定于物体内部是否存在大量自由电子，导体和绝缘体的界限也不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。三、半导体有一些物质，如硅、锗、硒等，其原子的最外层电子既不象金属那样容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，也不象绝缘体那样受到原子核的紧紧束缚，这类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，并且随着外界条件及掺入微量杂质而显著改变，这类物质称为半导体。1.半导体有以下独特性能：通过掺入杂质可明显地改

3、变半导体的电导率。温度可明显地改变半导体的电导率。即热敏效应光照不仅可改变半导体的电导率，还可以产生电动势，这就是半导体的光电效应。与金属和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。半导体技术的发现应用，使电子技术取得飞速发展，2.本征半导体与杂质半导体、PN结（1）本征半导体：天然的硅和锗提纯后形成单晶体就是一个半导体，称为本征半导体。本征半导体中的载流子浓度很小，导电能力较弱，且受温度影响很大，不稳定，用途有限。（2）杂质半导体、PN结：如果在本征半导体中掺入微量杂质（掺杂），其导电性能将发生显著变化

4、，如在纯硅中掺入少许的砷或磷（最外层有五个电子），就形成N型半导体；掺入少许的硼（最外层有三个电子），就形成P型半导体。P型和N型半导体并不能直接用来制造半导体器件。通常是在半导体的局部分别掺入浓度较大的三价或五价杂质，使其变为P型或N型半导体，在P型和N型半导体的交界面就会形成PN结，而PN结就是构成各种半导体器件的基础，最简单的一个PN结就是二极管。四、超导体定义：某些金属在摄氏零下273度的绝对温度下，电阻会突然消失，这种金属电阻完全消失的特殊现象，称超导电性，具有超导电性的金属称超导体。超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯在研究导体的电阻随温度变化的实验中，首次发现水银

5、在4.2K的低温时，电阻突然消失，即R=0；1933年，又发现处于超导状态的物质，外部磁场不能深入超导体内，有抗磁性，即B=0，以上是超导体的两大特性。第二部分电阻、电容、电感相关知识及应用电阻、电容、电感是构成各种电路的基本元件。这一部分主要是了解一下它们性质、用途，以及实际应用举例。一、电阻1.定义：衡量物体导电性能的物理量称为电阻。在一定的温度下，其电阻与长度成正比，与截面积成反比。这就是导体的电阻定律。2.电阻的常用单位：欧姆（Ω）、KΩ、MΩ1Ω的含义：当导体两端电压为1V，通过的电流为1A，这段导体的电阻为1Ω。换算：1MΩ＝103KΩ＝106Ω阻值标示：一般用色环法

6、和数字法。3.电阻的性质电阻是一个耗能元件，即消耗电能变为热能。电阻是线性元件，它符合欧姆定律：Ι=U/R。电阻在电路中主要用于限流、分流、降压、分压。主要参数：阻值及误差、额定电压、额定功率等。电阻的串并联及计算：串联：R∑＝R1+R2+R3+…分压作用并联：分流作用常用计算公式：串联各电阻的电压与电阻成正比。也就是说，大电阻分到高电压，小电阻分到小电压。两个电阻并联时，总电流为两分支电流之和。电流的分配与电阻大小成反比。例：（05年《运规》试题）如图，R1＜R2＜R3，则哪个电阻消耗功率大。（）A、R1；B、R2；C、R3；D、一样大。例：计算白帜灯灯泡电阻：220V，10

7、0W4.电阻的测量：一般用万用表、兆欧表、平衡电桥等电阻测量一般不能带电测量。在测量半导体（二极管、三极管）、电容等有极性的器件时，因有正向、反向之分，所以万用表在电阻档时：“黑”表笔为正极，“红”表笔为负极。兆欧表一般用于测量阻值较大的绝缘电阻。阻值较小电阻的精确测量也有很多种方法，平衡电桥测量是较常用的一种（高试常用），有直流电桥和交流电桥。5.电阻的分类及应用：按阻值特性：固定电阻、可调电阻按制造材料：碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、水泥电阻、陶瓷电阻、半导体电阻等。按安装