篇一：电子电工论文
电工与电子技术的应用与发展
院（系）： 化学与生物工程学院
专业班级：应化1101
学号：
姓名： 黄 荣
2012/11/21
电工与电子技术的应用与发展
摘要 ：随着电子技术的发展，我国电力设施的不断完善，电工电子专业逐渐成为一种实用性很强的专业。电工电子技术是研究电气工程领域中的电磁现象、规律及其应用的基础学科。它既是电气工程及其相关学科的基础学科，又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。本文结合我国电力工业实际和发展需要，从电工电子的基本理论、电气化设备的应用和现状对电工电子技术作了简单的介绍。
关键词 ：电工与电子技术；研究现状；应用与发展
0 前言
电工与电子技术基础理论是高等学校工科非电类专业的一门技术基础课程，它研究电工技术和电子技术的理论和应用的技术基础课程。电工技术和电子技术的发展十分迅速，应用非常广泛，现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。因此，电工电子技术是高等学校工科非电类专业的一门重要课程。作为技术基础课程，它应具有基础性、应用性和先进性。基础性是指电工电子技术研究的是电工电子的基本理论、基本知识和基本技能。
1、 电工电子技术研究现状
电工电子专业在国内具有很高的学术地位和广泛的影响。就目前现状而言，电器设备或元器件的结构尺寸已从半根火柴大小发展到高达数层楼高的巨型没备。对合理地组织生产与使用电器，科学合理地划分电压与电流等级，尽可能地减少系列产品的规格与型号有实际意义。尽量发展“组合式”，“积木式”，“标准单元”以及零部件通用化、互换性高的电器或元器件是十分重要的。特别是在目前经济改革过程中，加强宏观领导和积极开展学科的科学技术学术交流活动是非常重要的。这样，可以调动各学科互相配合，取长补短。
2、电工电子技术基本理论
2.1 电路的组成。
电路就是电流通过的途径。简单的电路由电源、负载、导线、开关组成。其中电源是将其它形式的能量转换成电能的设备，用电器是消耗电能的设备。基本物理量包括电流、电压、电动势、电阻。
2.2 电路的连接。
家庭电路中的用电器之间是并联的，用电器与控制它的开关之间是串联的。还有一些电路比较复杂，既有串联又有并联。并联电路中用电器互不影响，串连电路中用电器相互影响。
2.3 电流的磁效应。
载流导体周围存在着磁场，即电流产生磁场（电能生磁）称电流的磁效应磁效应的作用：能够容易的控制磁场的产生和消失，电动机和测量磁电式仪表的工作原理就是磁效应的作用。
2.4 电流的热效应。
电流通过导体时，由于自由电子的碰撞，电能不断的转变热能。这种电流通过导体时会发生热的现象，称为电流的热效应。
3、 电气设备现状分析
我国已在电气化铁道线上采用了22kV 级以上的直流供电系统，在上海、西安等地已有电压为500kV 的试验性路。总体上说，在国内已从试验型走向运行型的阶段。目前许多科学工作者在理论与技术上不断有新的进展。国外已经有1000kV 级左右的超高直流输电网路在运行。这一系统对超距离输电的经济价值比较大。
现在在民用建筑上开始采用新型的自动开关代替传统的刀开关———熔断器配合使用的方案，特别是在经常发生过载或短路故障的建筑物上使用时经济效益比较大。虽然一次投资稍高些，但既可提高供电质量，又可以大量节省熔丝，同时，故障后恢复可靠。因此低压电器的开发研制及推广应用是非常重要的。电工材料主要包括绝缘材料，导电材料，磁性材料、及半导体材料等几个主要方面。绝缘材料在耐高温，耐压，红外辐射，超低温等新型材料的合成体已经陆续被研制出来。因而，耐高温达到200益的漆包线已经广泛使用，而耐高温250益的漆包线也已经研制出来。以铝代铜的研究工作在某些电工设备中得到了应用。
4、 电子设备现状与发展
“十二五”期间，随着我国继续加快发展战略新兴产业，加大了对“极大规模集成电路装备制造技术及成套工艺”、“新一代宽带无线移动通信网”等重大科技专项的支持。新能源、新材料等新兴产业的发展以及量大面广的电子元器件的需求，将为电子专用设备仪器企业的进一步发展创造良好的发展机遇。同时，产业也面临着制造企业对于采购本地设备仪器的积极性不高，在采购本土设备时需要面对工艺与设备的融合，新工艺开发缺乏技术支持等一系
列问题。为本地开发的专用设备仪器提供良好的市场销售环境和政策支持，进一步降低国产设备仪器的使用成本，提升本土产品的配套率，提升本土产品的竞争优势，提升用户对国产设备仪器的信心，是“十二五”期间需重点关注和解决的问题。
5、 电子新技术
众所周知，现代科学技术的发展异常迅速，并在不断改变着人类的生活和生存方式。专家预言，以下一些面向未来的电子新技术将影响着人们的未来世界和生活。淤万亿字节存储技术。于无线漫游的技术。盂软件无线电技术。该技术走的是从军用到民用的老路。无线通信中CDMA （码分多址）本来是军用卫星通信技术，后来用到民用移动通信，并因此出现了高通这样的企业。所以，就是在今天，军用领域的需求仍然是推动技术发展的动力。新事物的产生总会需要一定的耐心和时间，我们希望电子新技术能够在最短的时间内诞生，进而为人类的生活带来更多的改变。
6、总结
任何一门新技术的发展都离不开人类孜孜不倦的探索，尤其是像电工电子技术，已经在人类史上经历了一百多年。在这一百多年期间，电工电子技术为人类的进步做出突出贡献，人类生产力的进步在极大程度上依赖于电工技术的进步，今天，人类的生活、生产活动离不开它。
篇二：电工与电子技术论文
本科课程论文
电工与电子技术学习心得
刘一非
学 号：20084980
专 业：生物技术
班 级：08级生物技术二班
论文提交日期 2010年1月10日
电工与电子技术学习心得
经过一个学期的学习，电工与电子技术这门课程顺利结课了。作为一个学习生命科学的学生，也正像开课时老师告诉我们的那样，仅仅一个学期的课程并不能让我们精通电工与电子技术，也不能让我们把损坏的仪器修好。但是我想这门课却足以让我们每个同学开始对电工与电子技术感兴趣，也足以启蒙我们走向电工与电子技术更深入更辉煌的殿堂。 仅仅三十几个课时的课程里我们学习了很多知识，下面我对模拟电路中的半导体二极管这一部分做一个简单的总结。
处理模拟信号的电子电路称之为模拟电路。模拟信号就是时间和幅度都连续的信号（连续的含义是在某以取值范围那可以取无穷多个数值）。二极管又称晶体二极管,简称二极管;它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
在总结二极管之前先来总结一下PN结。
1.PN结（PN Junction）的形成
P区和N区交界面处形成的区域称为PN结。形成原因主要有以下三个：(1)载流子的浓度差引起多子的扩散 ；(2)复合使交界面形成空间电荷区 ；(3)扩散和漂移达到动态平衡
2.PN结的单向导电性
加在PN结上的电压称为偏置电压。若P区接高电位，N区接低电位，称PN结外接正向电压或PN结正向偏置，简称正偏；反之，称PN结外接反向电压或PN结反向偏置，简称反偏。
PN结正偏:外电场使多子向PN结移动，中和部分离子使空间电荷区变窄。扩散运动加强形成正向电流IF。IF=I多子-I少子≈I多子
PN结反偏：外电场使少子背离PN结移动，空间电荷区变宽。漂移运动加强形成反向电流IR。IR=I少子≈0
3.PN结的击穿特性
当加于PN结两端的反向电压增大到一定值时，二极管的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称为反向击穿。反向击穿后，只要反向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功率，PN结一般不会损坏。若反向电压下降到击穿电压以下后，其性能可恢复到原有情况，即这种击穿是可逆的，称为电击穿；若反向击穿电流过大，则会导致PN结结温过高而烧坏，这种击穿是不可逆的，称为热击穿。
PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种机理。当反向电压足够大时，PN结的内电场加强，使少子漂移速度加快，动能增大，通过空间电荷区与原子相撞，产生很多的新电子-空穴对，这些新产生的电子又会去撞击更多的原子，这种作用如同雪崩一样，使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，因为这种PN结的阻挡层宽，因碰撞而电离的机会就多。由高浓度掺杂材料制成的PN结中耗尽区宽度很窄，即使反向电压不高也容易在很窄的耗尽区中形成很强的电场，将价电子直接从共价键中拉出来产生电子-空穴对，致使反向电流急剧增加，这种击穿称为齐纳击穿。
下面来总结二极管
一．二极管的特性及主要参数
(一)半导体二极管的结构和类型
1.构成：PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管(Diode)
2.符号：阳极（正极）
阴极（负极）
3.分类：a根据材料分：硅二极管、锗二极管b根据结构分：点接触型、面接触型、平面型
（a）结构示意图（b）电路符号（c）点接触型（d）面接触型（e）平面型
二极管常见外型图
(二)二极管的伏安特性
二极管由一个PN结构成，具有单向导电性。 当外加正向电压小于Uth时，外电场不足以克服PN结的内电场对多子扩散运动造成的阻力，正向电流几乎为零，二极管呈现为一个大电阻，好像有一个门坎，因此将电压Uth称为门槛电压(又称死区电压)。在室温下硅管Uth≈0.5V，锗管Uth≈0.1V。当外加正向电压大于Uth后，PN结的内电场大为削弱，二极管的电流随外加电压增加而显著增大，电流与外加电压呈指数关系，实际电路中二极管导通时的正向压降硅管约为0.6～0.8V，锗管约为0.1～0.3V，因此工程上定义这一电压为导通电压，用UD(ｏn)表示，认为uD＞ＵD(ｏn)时，二极管导通，iD有明显的数值，而uD＜UD(ｏn)时，iD很小，二极管截止，工程上，一般取硅管UD(ｏn)=0.7V，锗管UD(ｏn)=0.2V。
二极管电流iD随外加于二极管两端的电压uD的作用而变化的规律，称为二极管的伏安特性曲线。
二极管两端加上反向电压时，反向饱和电流IS很小（室温下，小功率硅管的反向饱和电流IS小于0.1μA，锗管为几十微安。）.当加于二极管两端的反向电压增大到U(BR) 时，二极管的PN结被击穿，此时反向电流随反向电压的增大而急剧增大，U(BR) 称为反向击穿电压。
反向击穿类型：
（1）电击穿 — PN 结未损坏，断电即恢复。
（2）热击穿 — PN 结烧毁。
反向击穿原因：
齐纳击穿(Zener)：向电场太强，将电子强行拉出共价键。(击穿电压 < 6 V，负温度系数)； 雪崩击穿：反向电场使电子加速，动能增大，撞击使自由电子数突增。 (击穿电压 > 6 V， 正温度系数)击穿电压在 6 V 左右时，温度系数趋近零。
(三)二极管的主要参数
IF — 最大整流电流(最大正向平均电流) ；URM — 最高反向工作电压，为 U(BR) / 2；IR — 反向电流(越小单向导电性越好)；fM — 最高工作频率(超过时单向导电性变差) ； 影响工作频率的原因 —PN 结的电容效应
二．二极管电路的分析方法
(一)理想二极管及二极管特性的折线近似
1.理想二极管
理想二极管：正向偏置时导通，电压降为零；反向偏置时截止，电流为零；反向击穿电压为无穷大。将二极管的伏安特性曲线用两段直线来逼近，称为二极管特性曲线折线近似。
2.二极管的恒压降模型：忽略二极管的导通电阻rD的二极管特性曲线和等效电路,称为二极管恒压降模型.如下图所示.
3.二极管的折线近似模型：外加电压远大于二极管的导通电压UD(on)时,忽略UD(on)的影响,将二极管的特性曲线用从当坐标原点出发的两段折线逼近,称为二极管的折线模型.
篇三：电工电子学论文
变压器在实际中的用途
摘要：变压器是应用法拉第电磁感应定律而升高或降低电压的装置。 变压器通常包含两组或以上的线圈。主要用途是升降交流电的电压、改变阻抗及分隔电路。 一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流 (如交流电或脉冲式的直流电)通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。圈数较多的一方电压较高但电流较小，反之亦然。 如果撇除泄漏等因素，变压器两方的电压比例相等于两方的线圈圈数比例，亦即电压与圈数成正比。以算式表示如下：因此可以减小或者增加原线圈和副线圈的匝数比，从而升高或者降低电压，变压器的这个性质使它成为转换电压的重要设备。
关键词：变压器 用途
Abstract:A transformer is an electrical device that transfers energy by inductive coupling between two or more of its windings. A varying current in the primary winding creates a varying magnetic flux in
the transformer's core and thus a varying magnetic flux through the secondary winding. This varying magnetic flux induces a varying
electromotive force , or "voltage", in the secondary winding. This effect is called inductive coupling.
If a load is connected to the secondary winding, current will flow in this winding, and electrical energy will be transferred from the primary circuit through the transformer to the load. Transformers may be used for AC-to-AC conversion of a single power frequency, or for conversion of signal power over a wide range of frequencies, such as audio or radio frequencies.
In an ideal transformer, the induced voltage in the secondary winding is in proportion to the primary voltage and is given by the ratio of the number of turns in the secondary to the number
of turns in the primary as follows:
By appropriate selection of the ratio of turns, a transformer thus enables an alternating currentvoltage to be "stepped up" by making Ns greater than Np, or "stepped down" by making Ns less than Np. The windings are coils wound around aferromagnetic core, air-core transformers being a notable exception.
Key words:transformer application
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多, 应用十分广泛。 比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。 变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。
干式电力变压器承受热冲击能力强，过负载能力大、难燃、防火性能高、低损耗、局部放电量小、
噪声低、不产生有害气体、不污染环境、对湿度、灰尘不敏感、体积小、不开裂、维护简便。因此，最适宜用于防火要求高，负荷波动大以及污秽潮湿的恶劣环境中。如：机场、发电厂、冶金作业、医院、高层建筑、购物中心、居民密集区以及石油化工、核电站、核潜艇等特殊环境中。
绕组是变压器的电路部分。高、低压线圈按额定容量大小分别采用干式变压器高、低压线圈采用德国MKM公司进口的优质铜箔E－Cu58绕制。绕组优化设计，使得电流和温度沿绕组均匀分布，并使绕组在雷电冲击全波试验时得到最佳的电位分布。变压器的高压端连接6kV/10kV电缆，低压绕组端子连接低压动力中心的主母线。低压绕组中性点端子根据不同的接地方式引接至高阻箱或通过绝缘铜绞线连接到外壳的接地母线。
圆铜线，扁铜线，铜箔绕制，采用瑞士汽巴嘉基带填料环氧树脂系统，玻璃丝纤维增强，在真空状态下实现无气泡浇注。 铜带从德国进口，两边缘呈圆弧形，消除了由于边缘毛刺破坏线圈匝间绝缘的危险，使得线圈匝间绝缘更可靠。蜂窝式冷却气道设置均匀密集合理，散热好，过载能力强。
铁芯是变压器的磁路部分。铁芯采用优质高导磁低损耗冷轧晶粒取
高、低压线圈与铁芯组装时，均有弹性支承。整体具有减振功能和很好的抗短路冲击性能。
在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。
常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。主要原因有：
连接螺丝松动；带负荷调整装置不良和调整不当；分接头绝缘板绝缘不良； 接头焊锡不满，接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足；油的酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。
变压器在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大的短路电流，在断路器来不及断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于变压器的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩和使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于铁芯和夹件。
过电压可分为大气过电压和操作过电压两种：
(1)大气过电压：输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;
(2)操作过电压：当变压器或线路上的开关进行合闸或拉闸操作时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。
变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。操作过电压一般为额定电压的3.0一4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8一12 倍，并且绕组中电压分布极不均匀，进线端头部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。
励磁变压器
励磁变压器是一种专门为发电机励磁系统提供三相交流励磁电源的装置，励磁系统通过可控硅将三相电源转化为发电机转子直流电源，形成发电机励磁磁场，通过励磁系统调节可控硅触发角，达到调节电机端电压和无功的目的。通常接于发电机出口端，因发电机出口电压较高，而励磁系统额定电压较低，故需一个降压变压器。
主要由三部分组成：
1、串联变压器，他的一次线圈与发电机定子线圈的中性端串在一起。其主要作用是在发电机有短路状态或不对称状态下起到稳定的作用，并担任主要励磁作用。
2、并联变压器，他的一次线圈与发电机定子线圈的出口端并在一起。其主要作用是从发电机的输出端口取得合适的电压，与串联变压器一起给整流器供电。
3、整流器。其作用是给发电机的转子提供一个直流电流，以便个发电机励磁。
发电机用励磁变压器的安全、稳定运行，是自并励机组安全、稳定运行的前提，是发电机组稳定发电、满负荷发电的先决条件，是励磁系统可靠运行的关键。
参考文献：《电路》 邱关源
《变压器原理与使用》 张植保
《换流变压器替换运行技术》 刘红太
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