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文本内容:
电工电子基础知识总结
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
1.欧姆定律欧姆定律只适用于纯线性电阻电路欧姆定律有两种即部分电路欧姆定律(也称作外电路欧姆定律)和全电路欧姆定律外电路欧姆定律表述为在同一电路中,流过电阻的电流跟其两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比串联电限分属公式:并联电阻分流公式全电路欧姆定律全电路是指电源以外的电路(外电路)和电源(内电路)之总和电源产生电动势,它有内电阻流过电路的电流,与电源的电动势成正比,与外电路的电阻与内电路的电阻之和成反比这就是全电路欧姆定律在实际电路中,由于内阻的存在晏讷杯一定的功率,产生一定的电压片(Ir)o因此,外电路端电压U=8-Ir当外电路开o路时,1=0,U=8;当外电路方负荻时,缙电压地餐我戏(I)的增大而降低
2.基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律不论元件是线性的还是非线性的,电流、电压是直流的还是交流的,基尔霍夫定律总成立■基尔霍夫电流定律对电路中任一结点,在任一时刻,流出结点的电流之为一定升于流入结点电流之和,即流出通漉入该结点的所贡支路电流的代数和为尊KCL也可以推广利电路中任一1R设的母间而,即在任一时刻,通过该封闭国的所有文路电流的代数柏等于等-基尔霍夫电压定律对任一电路中的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的的所有支路电压的代数和恒等于零,简称为KCLKCL确定了连接在同一回路中各支路电压之间的关系体现的是电荷在电场中从一点移到另一点时,它所臬方施量的改变・•只与这两点的位置有关,而与移动路径无关的性质在分析■路列回路KCL方租时,应先规定回路统行方向,各支路电压,考方向与回路绕行方向一改时(从i°+|土极性向j°-i土极性)取正,,及之取负号第四部分二极管、可控硅整流原理电力电子器件是电力电子变流技术的核心,通常包括非可控器件(如整流二极管)和可控器件(如晶闸管,也叫可控硅)两大类电力电子变流技术和控制技术的发展,使变流技术主要能实现以下几个功能整流器、逆变器、暂波器、交流调压器、周波变流器等,以上的几个功能都可以通过晶闸管来实现下面,我们主要介绍整流电路原理
一、二极管及其整流原理
1.二极管结构原理一个PN结加上相应的电极引线弁用菅壳封装起来,就构成了半导体二极值,简称二极管二极管按箕结构不同可分为点接触型和面接触触点接触型二极菅PN结面积很小,因而结电容小,通流艰力小,主要应用于小电流的莓流和高频时的检波、建颊及脉冲数字电路中的开关元件等;面接触鲤二极管PN结面积大,因而能通过较大的电漉,但共结电容也小,只适用于校低颇率下的整流电路中,一般的电源整流电路均采用面接触裂
2.二极管的伏安特性二极百由PN结组成,因此,其*PN结的单向导电的性,它及于非线性电阻元件正向特性(右半部分)当正向电压大于死区电压后,正向电流随着正向电压增大迅速上升反向特性(左半部分)当二极管外加反向电压时,PN结处于截止状态,反向电流很小;如果所加反向电压继续增大,大于击穿电压时,反向电流急剧增加,而电压几乎保持不变(稳压二极管就是利用这一反向击穿区特性工作的,控制反向电流数值,使其不致过热而烧坏)普通二极有被击穿后,由于反向电流很大,一般郁会逡成i0级击穿[土,使二极餐永久性损坏,不■•具有单向导电性二极餐的涮置一般用万用表的电阻档(RxlK)潴置,其正向电阻(黑表恁接阳极,红表第按阴极)较小(几百一1KC左右),及向电限恨大(一般为接近8),而根据正反向测量结果,他可以刿断出其极性■二极管在电工电子电路中应用很广,常用于整流、稳压、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中用作开关元件等等如整流二极管、发光二极管、稳压二极管、光电二极管(可以与光敏三极管做成光耦器件,用于信号的电路隔离传输,如微机保护等输入输出口常采用光耦传输,起电路隔离,避免因某一输入输出口问题影响整个系统)等
3.二极管整流原理二极管差流电路实际就是利用其*向导电将性,有半波整流、全波整流和桥式整流三种形式,常用桥式整流■半波整流当输入电压处于交流电压正半周时,二极管导通,输出电压Vo=Vi(忽略管压降);当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管截止,输出电压Vo=0半波整流电路的交流利用率只有50%,且输出电压脉动很大,对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑(漉波)处理电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电■全波整流当输入电压处于交流电压正半周时,D1导通,Vo=Vi(忽略管压降);当输入电压处于负半周时,D2导通,Vo=Vio其输出波形是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍同样,全波整流输出的直流脉动电压不能满足电子电路对直流电源的要求,必须经过平滑(滤波)处理也是在全波整流的输出端接一个电容电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电,使输出电压得到相应的平滑全波整流电路的交流利用率为100%,正负半周均利用,其输出电压脉动较半波整流小,比较平滑全波整流电路必须采用具有中心抽头的变压器,而且每个线圈只有一半时间通过电流,所以变压器的利用率不高■桥式整流当输入电压处于交流电压正半周时,二极管D
1、负载电阻RL、D3构成一个回路(图中虚线所示),输出电压Vo=Vi(忽略管压降);当输入电压处于交流电压负半周时,二极管D
2、负载电阻RL、D4构成一个回路,输出电压Vo=Vi可见,桥式莓流电路的输出波形脉动情况、脉动频率交流利用率与全波整流一样不洞的是桥式整漉电路无需采用具有中心抽头的变压»整流二极曾承受的反向电压也不离9
二、可控硅及其整流原理二极管整流电路通常称为不可控整流电路,当输入的交流电压不变时,其输出的直流电压也是固定的,不能任意控制和改变在实际工作中,有时希望整流器的输出直流电压能够根据需要进行调节,在这种情况下,需要采用可控整流电路,而晶闸管正是可以实现这一要求的可控整流元件
1.晶闸管结构原理内部由四层半导体(PNPN)构成,形成三个PN结(JI、J
2、J3),最下层的P1引出为阳极(A),最上层的N2引出为阴极(K),中间的P2引出为控制极(G)o工作原理如果只在晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压而控制极不加电压,则PN结J2为反向偏置,晶闸管不导通,称为阻断;如果A、K之间加反向电压而控制极不加电压,JI、J3反偏,晶闸管还是阻断也就是说,在G极没有加控制电压情况下,晶闸管始终处于阻断状态当在阳极和阴极之间加正向电压的同时,在控制极与阴极之间也加一个正向电压,则晶闸管将由阻断变为导通,而且其压降很小(IV左右),相当于开关处于闭合状态晶闸管导通后,可以通过几十甚至上千安的电流,只要A、K之间一直加有正向电压,它就一直维持导通状态,控制极一般就不再起控制作用所以,控制极也叫触发极,加在其上的电压一般为触发脉冲电压晶闸管的导通原理可以由其等效电路来分析根据晶闸管的结构,可以把它看成由一个NPN型三极管和一个PNP型三极管组合而成■晶闸管导通后,控制机就失去控制作用那么,如何使品闲曾由导通变为阻断状态呢?只能通过降低电源电压,成增大负数电阻,或改交电源电压极性(加及向电压)等方法,使阳极电流IA减少,到某一他定数值以下(即小于维持电流),才处使品闸管直析阻断■若不加控制极正向电压,而提高阳极电压,则当达到某一限度时,由于正向源电流的增大,也会导致品州百导通■当A、K加及向电压时,两个三极菅集电极电压极性接反,都不施放大,只有校小的反向源电流,晶阳菅处于阻断状代
2.晶闸管的主要参数■
(1)电压定额断态重复峰值电压()反向重复峰值电压()通态(峰值)电压()■
(2)电流定额通态平均电流维持电流擎住电流■
(3)门极定额门极触发电流、门极触发电压■
(4)额定结温器件在正常工作时所允许的最高结温,在此温度下,晶闸管有关的额定值和特性都能得到保证
3.单相可控整流电路
(1)单相半波可控整流电路■电阻性负载的情况其整流输出电压是极性不变的脉动直流电压,它的波形只在电源电压的正半周内出现VT承受的电压,在导通时忽略管压降为零,其余不导通时承受全部电源电压从VT开始承受正向电压起到加上触发脉冲这一电角度称为控制角a,VT导通的电角度称为导通角,e=n-a,输出平均电压它是a的函数,也就是说改变a就可以控制改变a愈小,愈大当a=0时,晶闸管全导通,相当于二极管整流,输出最大;当a=八时,=0o■电感性负载的情况当在电源电压正半周的tl时刻触发晶州管,在负载侧就立即出现立流电压,晟性负俄通过电源,当在增加的过程中,L的自感电动势极性为上正下负,它力因阻止电流增加;当过年变负时,电流处于逐步减小的过程中,在L两端产生-1*上负下正的电初势,力图阻止电流减小,此时感应电动势比值大,使品闸管仍煎豕受正向电压,继续维妗导通(此时可以理解为齐放出先附储藤的施,便品州管保捞导通维持负载电流)这个过程一直维持到L中的电流降为粤,即L中的o磁场能闲管关研(即t2时刻),并且立即承受电源负半周的及由于电感的存在,熊置科放完毕,向电延迟了晶州菅的关断时刻,使输出波导致输出直流电压的平均值下降压可见,形上出现当R为一定值时,L越大,感应电动势就大,进入负半周后维持晶负值,根据,闸管导通的时间就越长,输出电压波形负值部分越大,输出电压越低当3LR输出波形中正负波形面积接近,,输出电流平均值就很小时,■为解决大电感负载时的上述矛盾,可在整流电路的负载两端并联一个整流二极管,称为续流二极管VD当电源■压过尊支负后,电*应电动势可经焕第二极菅值负俄电流继续QB,也就I丑说电感储WI的施登通过续沈二极营与负般形成回路冷■放此时,W出不再出现负电压,在掠沈期间,品州百承受电源及向■压而关断从波形可以4r出,加了焕流二极餐后,榜出电压的波形与电阻性血载时一样,但输出电渡波形就大不相同,Qt负戏的电渡不但连续而且基本上维护不支,电感愈大,电流波形愈按近一条水平线,此电流由n州百VT加二极百VD分扭,n州・务通期,从*闲餐流过,品闲餐关析期,从康流二极餐流过
(1)单相桥式全控整流电路把单相桥式整流电路中的四个二极管换成晶闸管,就组成了单相桥式全控整流电路■电阻性负载的情况VT1*»VT4组成一对桥5T,VT2和VT3组成另一对桥*当电源正平网,在tl时刻给VT1和VT4以触发脉冲,VT1和VT4导通,负俄流过电流;而此时VT2和VT3均豕受反向电压而低止;当电源电压过年时,VT1和VT4也应之关斩当电源变为负半冏时,VT2不》VT3承受电源正向电压,在控蒯*为a处触发品闲餐VT2*VT3,则VT
2、VT30通,负载流过电流;此时VT1粕VT4承免反向电压;当电压再次过年时,VT2刖VT3曰之关所;以后又是VT1和VT4导通,如此,■环下去可以才出,两组就发脉冲在相位上应相拉480°■桥式可控整流属于全波整流,负载在电源正负半周均有电流流过,一个周期内整流输出电压脉动两次,输出电压的平均值为它的输出电压是半波整流的两倍当a=0时,相当于二极管桥式整流,输出电压最大,当a=180时,输出电压为零,故可控移相范围为180°由于晶闸管VT
1、VT4和VT
2、VT3在电路中是轮流导通的,所以流过每个晶闸管的平均电流只有负载上平均电流的一半■电感性负载的愦况当电源为正平网,在tl时刻(即控制向为a)给船用首VT1加VT4加上触发脉冲,两菅导遢,Ud=U2由于电感中的■流不施突支,起平波作用,所以通过负轨o的电漉接坛于立统当电源电压过等变负时,因电感上尸生上负下正的电动物使VT1柏VT4仍承受正向电压而继续导通,波形中出现负值部分此时VT2而VT3虽冰受电源负*JS的正向电压,由于未加触发豚冲而不求导理当在3t=%+a时刻,VT
2、VT3加上触发豚冲导逋,VT1和VT4立即承受反向电压而关斫,负载电流由VT
1、VT4转移到VT
2、VT3上,这个过程叫换相到第二个网期又重复上述过程,始坏下去■由波形可知,当a=0时,最大;a=90°时,(正负半周面积相等),其移相范围为90°o晶闸管承受的最大正反向电压都是当负载回路的电感量不够大时,电感储藏的能量不足以维持电流导通到(无+a)时,负载的电流将不连续■基相桥式全控整流电路卷点与半波可控整流比较,一个周期内整流电压脉动二次,脉动程度比半波小;变压器二次绕组中,两个半周期的电流方向相反且波形对称,因此不存在直流磁化问题;变压器绕组的利用率也比半波提高了一倍■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、楮、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半导体有以下独特性能L■通过掺入杂质可明显地改变半导体的电导率■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,.本征半导体与杂质半导体、结2PN
(1)本征半导体天然的硅和错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,如在纯硅中掺入少许的碑或磷(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、超导体■定义某些金属在摄氏零下度的绝对温度下,电阻会突273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年荷拦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Q、KQ、MC■1Q的含义当导体两端电压为IV,通过的电流为1A,这段导体的电阻为1■换算1MQ=103KQ=160■阻值标示一般用色环法和数字法
3.电阻的性质■电阻是一T机艇元件,即谪姓电施变为热册■电阻是线性元件,它符合欧姆定倬I=U/RO电限在电路中主要用于限流、分流、降压、分压■主要参数限值及误证、额直电压、颊定功率等■■电阻的*弁联及计算串联RE=R1+R2+R3+...分压作用并联:分流作用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■常用计算公式两个电阻并联时,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,R1R2R3,则哪个电阻消耗功率大()A、RI;B、R2;C、R3;D、一样大例计算白帜灯灯泡电阻220V,100W
4.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i°黑i土表笔为正极,i°红i土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■按安装方式插件电阻、贴片电阻
5.特种电阻(敏感电阻)常识-热敏电阻是一种对温度极为敏感的电阻器,分为正温度系数(阻值随温度升高而增大)和负温度系数(阻值随温度升高而降低)电阻器应用举例如电视机消磁电路、电饭锅电路-光敏电阻阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器,称为光敏电阻器分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻选用时先确定电路的光谱特性实际应用如光控路灯,根据光线的强度自动控制路灯的开关-压敏电阻是对电压变化很敏感的非线性电阻器,具有非线性伏安特性并有抑制瞬态过电压作用的固杰电压敏感元件当电阻器上的电压在标称值内时,电阻器上的阻值呈无穷大状态,当电压略高于标称电压时,其阻值很快下降,使电阻器处于导通状态,当电压减小到标称电压以下时,其阻值又开始增加(可以自恢复)实际应用如电话机过压保护、避雷器阀片等-湿敏电阻是对湿度变化非常敏感的电阻器,能在各种湿度环境中使用,它是将湿度转换成电信号的换能器件主要用作湿度传感器,如婴儿的尿湿报警器等■熔断器、分流器也可以看作是一种电阻器件,熔断器是一种限值很小,功率较小的电阻,当通过的电流超过一定值时,其发热熔断起到保护作用;分流器实际上就是一个阻值很小的电阻,串在回路中,当有直流电流通过时,产生压降且随电流大小变化,供直流电流表显示,或接到变送器(如励磁回路),实际上相当于取样、测量的作用
二、电容
1.电容器结构原理在电子电路中,电容器是必不可少的电子部件;在电力生产中,电力电容客也是广泛应用简单地说,电容器就是一种储存电街的容»他不汕耗能置电容部通常简称为电容,用字母“C”9表示其基本结构丑由西件靠得较近的佥原斤,中间隔以绝缘物质而组成,两金原冲为电容僵极极,中间的绝缘物质为介质,电容器的电容等于电容器的>电荷平板电容器的电容与极板画积成正比,与极间距离成反比一般规定把电容器外加IV直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量电容的基本单位为法拉(F),还有微法(UF)、纳法(nF)、皮法(pF),因法拉单位较大,实际不常用,实际常用的是微法、皮法其换算关系1法拉(F)=微法(nF)1微法(UF)二纳法(nF)=皮法(pF)
2.电容器的基本性质、作用基本性质简单地说就是隔直流通交流,即对直流呈现电阻无穷大,相当于开路;对交流呈现的电阻力受交流电频率影响,即相同一电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗电容器在电路中主要作用有基流电路平滑凌波、电源电路的应松凌波、交流信号旁路、交流信号料合(厢比)、与电阻电感构成摆荡、谐接回路、延时电路等等电子电路中娜要用到各种各样的电容雅,它们在电路中分别起着不同的作用电力电容翳的主要应用有无功补偿、电容式电压互感驾、阻波器、俄波耦合电容M、油开关触头保护电容器等等小容量的电容,通常在高频电路中使用;大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用电解电容为有极性电容,分正、负极,一般电源电路的低频滤波均采用电解电容,其正向漏电流较小,而反向漏电流较大,所以在电路中要注意极性不能接反,否则会因漏电流大引起爆炸损坏电容的充放电把电容器的两个电极分别按在电源的正、负极上,过一会儿把电源断开,两个用脚间仍然会有残留电压,这是因为电容存了电荷,电容整极板间茂文起电压,积蓄起电施,这个过程称为电容部的充电而电容部储存的电荷向电路珏放的过程,称为电容部的放电■电容器的充电和放电就形成电容电流,电容电流与电容和端电压的变化率成正比■只有加在电容两端的电压发生变化时,电容才有电流通过■电容器储藏的电场能量与端电压的平方成正比充电过程分析开关合闸瞬间,过渡过程,呈指数规律放电过程分析其中称为电路充放电时间常数,它是反映充放电快慢的一个参数以上是电容在直流电路瞬态过渡充放电过程的简单分析,从波形图可以看出,其充电电流超前电压正弦交流电路中,电压电流的波形、相量关系由其波形和相量图可以看出即电流超前电压90°,这就是我们通常所说的容性负载电流超前电压90°的原因电容的串并联性质并联总电容为各电容之和串联总电容的倒数为各电容倒数之和电容器串联时,各电容电压与电容量成反比,每个电容分配到的电压计算式在形式上与并联电阻的分流计算公式相似
3.电容的参数主要有标称容置、额定电压、绝缘电阻(源电阻)、温度范国等
4.电容器的测量、极性判别对于通偌的电容器,一瓶用万用双电限档测置★每次测试前,辩将电容M放电(两极短接一下放电),然后将红、累在范分别接电容普的两极,由表针的体摞来刿断电容到质置好的电容普,双针迅速向右摞M(摞的湖皮与容・•大小才关),然后慢慢向左退回原位(靠近8,所指水的里值就是遍电阻)o★如果双针摆―后不再同转,说明电容游已击穿如果皋针摞■后逐渐退回到某一位,停住,则说明电容德已漏电如果表针摞不起来,说明电容科电解及已干涸失去容置★对于极性■客(电解电容),一般风向漏■比正向大,其测出的正向次电限大于反向5»■组(可依此判别极性)★箕实,万用表测^■•的M程:ttJUl映电容充放电的过程
5.电容器应用举例■分布电容、杂散电容影响■旁路、消干扰■储能作用■耦合电容、阻波器■无功补偿电容器■少油断路器断口均压电容■电容式电压互感器
三、电感
1.电感的结构原理用导线绕制成线圈就构成一个电感器,它是一种能够储存磁场能量的元件电感的单位是亨利(H),常用单位为毫亨(mH)、微亨(UH)和纳亨(nH),其换算关系为电感量的大小表示产生感应电动势的能力
2.电感的性质、作用形象说法电感器就是i°通直流,阻交流i士也就是说,只有电感上的电流变化时,电感两端才有电压,而且其电动势的方向是阻止电流变化的方向,大小与电感量和电流变化率成正比在直流电路中,电感上即使有电流通过,但u=0,相当于短路其电压与电流的关系■同一电感对不同婀率的交流电呈现不同的阻抗,即感抗XL=coL=2rfLo电感LM大,电源频率f越高,感抗坡越大对立流,f=0,相当于短路■电感线图是一个储能元件,它以磁的形式储存电胞,储存的电能大小可用下式表示可见,线圈电感置趣大,流过电流越大,储存的电能也就趣多其储能和释放过程当电流的绝对值增加时,电感元件吸收能■弁全部转换成磁场址置;当电流的绝对值技小时,电感元件群放磁场可见,电感元件与电容元件一样,弁不是把吸收的能量消耗掉,而是以磁场城电场的形式储存,用以交换,释放与吸收的施量一样■对于正蔻交流电路,其电压、电流波形困和相量四如下由以上波形图和相量图可以看出,■悬在正弦交流电路中电流滞后电压90°,即我们通常所说的,感性负俄电流滞后电压90°就如这个埴理
3.电感的参数、测量测量用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零若测量电阻为8,则说明电感器已经开路损坏参数主要有电感量、额定电流等
4.电感的应用举例电抗器实质上是一个无导磁材料的空心线圈在电力系统中起增大短路阻抗,限制短路电流作用常串于出线断路器处,起到维持母线电压水平的作用,使母线电压波动较小,保证非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性消弧线圈在中性点不接地系统发生单相接地时,减少通过接地点的电容电流,有效防止铁磁谐振过电压的产生消孤线图补偿方式有三种全补偿、欠补偿、过补偿第三部分电路分析方法
一、电路的基本概念为了某种需要、功能而由电源、导线、开关和负载等元件按一定方式组合起来的电流的通路称为电路-电路的主要功能一是进行能量的转换、传输和分配;二是实现信号的传递、存储和处理-电路分析的主要任务就在于解得电路物理量,其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率
二、电路的基本物理量
1.电流导体中电荷的定向移动形成电流定义为单位时间内通过导体截面的电荷量,即
2.电压、电位和电动势电位电路中某点的电质定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功要有一个参考零电位点电压电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功或者说,两点之间的电位差即为电压电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处电源电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功,称为电源的电动势电动势的实际方向与电压实际方向相反,规定为由电源负极指向正极
3.电功率和电能电场力在单位时间内所做的功称为电功率,简称功率它表示电能转化为其他形式的能量,被电路吸收(消耗)的速率单位为瓦(W),常用的有KW(千瓦)、MW(兆瓦)、mW(毫瓦)在一定时间内,电路(负载)吸收(消耗)的电功率(电量)称为电能,即电量(电度)电能的单位是焦(耳)(J),它等于功率1W的用电设备在1s内消耗的电能,量值较小在实用上采用kWh(千瓦小时)作为电能的单位,它等于功率IkW的用电设备在lh(3600s)内消耗的电能,简称为1度电换算关系
二、电路的基本物理量电路的分析计算有两大基本定律一是欧姆定律;一是基尔霍夫定律欧姆定律反映的是电路中元件上的电流和电压的约束关系,而基尔霍夫定律反映的是电路中各支路电流之间的约束关系或各回路电压之间的约束的关系。