【正文】 ★ 對于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測出的正向漏電阻大于反向漏電組。（可依此判別極性） ★ 其實，萬用表測量的過程就是反映電容充放電的過程。 28 ： ? 分布電容、雜散電容影響： ? 旁路、消干擾： ? 儲能作用： ? 耦合電容、阻波器： ? 無功補償電容器： ? 少油斷路器斷口均壓電容： ? 電容式電壓互感器： 29 30 31 三、電感 ： 用導(dǎo)線繞制成線圈就構(gòu)成一個電感器，它是一種能夠儲存磁場能量的元件。 電感的單位是亨利（ H），常用單位為毫亨（ mH）、微亨（ μ H）和納亨（ nH），其換算關(guān)系為： 電感量的大小表示產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的能力。 、作用： 形象說法：電感器就是“通直流，阻交流”。也就是說，只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓，而且其電動勢的方向是阻止電流變化的方向，大小與電感量和電流變化率成正比。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但ｕ＝０，相當于短路。其電壓與電流的關(guān)系： nHHmHH 963 1010101 ＝μ??dtdiLu ?32 ? 同一電感對不同頻率的交流電呈現(xiàn)不同的阻抗，即感抗： XL＝ ωL ＝ 2πfL 。電感 L越大，電源頻率f越高，感抗就越大。對直流， f＝ 0，相當于短路。 ? 電感線圈是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示： 可見，線圈電感量越大，流過電 流越大，儲存的電能也就越多。 其儲能和釋放過程：當電流的絕對值增加時，電感元件吸收能量并全部轉(zhuǎn)換成磁場能量；當電流的絕對值減小時，電感元件釋放磁場能量。 可見，電感元件與電容元件一樣，并不是把吸收的能量消耗掉，而是以磁場或電場的形式儲存，用以交換，釋放與吸收的能量一樣。 221 LiWL ?33 ? 對于正弦交流電路，其電壓、電流波形圖和相量圖如下： 由以上波形圖和相量圖可以看出，電感在正弦交流電路中電流滯后電壓 90176。 ，即 : 我們通常所說的，感性負載電 流滯后電壓 90176。 就是這個道理。 π /2 O ω t i u 、 i u ??? IjXU L34 、測量： 測量： 用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。若測量電阻為 ∞，則說明電感器已經(jīng)開路損壞。 參數(shù)： 主要有電感量、額定電流等。 ： 電抗器： 實質(zhì)上是一個無導(dǎo)磁材料的空心線圈。在電力系統(tǒng)中起增大短路阻抗，限制短路電流作用。常串于出線斷路器處，起到維持母線電壓水平的作用，使母線電壓波動較小，保證非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。 消弧線圈： 在中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，減少通過接地點的電容電流，有效防止鐵磁諧振過電壓的產(chǎn)生。 消弧線圈補償方式有三種：全補償、欠補償、過補償 35 第三節(jié) 電路分析方法 一、電路的基本概念： 為了某種需要、功能而由電源、導(dǎo)線、開關(guān)和負載等元件按一定方式組合起來的電流的通路稱為電路。 ? 電路的主要功能：一是進行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實現(xiàn)信號的傳遞、存儲和處理。 ? 電路分析的主要任務(wù)就在于解得電路物理量，其中最基本的電路物理量就是電流、電壓和功率。 36 二、電路的基本物理量： ： 導(dǎo)體中電荷的定向移動形成電流。 定義為單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量，即 、電位和電動勢： 電位： 電路中某點的電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。 要有一個參考零電位點 。 電壓： 電路中 a、 b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由 a點移至 b點電場力所做的功。 或者說，兩點之間的電位差即為電壓： 電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。 電源電動勢： 是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。 電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規(guī)定為由電源負極指向正極。 dtdqi ?baab uuu ??37 ： 電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為 電功率，簡稱功率 。它表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，被電路吸收（消耗）的速率。單位為：瓦（ W），常用的有 KW（千瓦）、 MW（兆瓦）、 mW（毫瓦）。 在一定時間內(nèi)，電路（負載）吸收（消耗）的電功率（電量）稱為 電能 ，即 電量（電度） 。 電能的單位是焦（耳）（ J），它 等于功率 1W的用電設(shè)備在 1s內(nèi)消耗的電能，量值較小。在實用上采用 kWh(千瓦小時 )作為電能的單位，它等于功率1kW的用電設(shè)備在 1h（ 3600s）內(nèi)消耗的電能，簡稱為 1度電。換算關(guān)系： （直流時）或 UIPuidtdWp ???)( 0ttPW ??MJJsWk W h 63 ?????38 二、電路的基本物理量： 電路的分析計算有兩大基本定律：一是歐姆定律；一是基爾霍夫定律。歐姆定律反映的是電路中元件上的電流和電壓的約束關(guān)系，而基爾霍夫定律反映的是電路中各支路電流之間的約束關(guān)系或各回路電壓之間的約束的關(guān)系。 ： 歐姆定律只適用于純線性電阻電路。歐姆定律有兩種：即部分電路歐姆定律（也稱作外電路歐姆定律）和全電路歐姆定律。 外電路歐姆定律：表述為在同一電路中 ,流過電阻的電流跟其兩端的電壓成正比 ,跟導(dǎo)體的電阻成反比。 串聯(lián)電阻分壓公式： 并聯(lián)電阻分流公式： IURRIURUI ??? 。2121RRUU ?1221RRII ?39 全電路歐姆定律：全電路是指電源以外的電路（外電路）和電源（內(nèi)電路）之總和。電源產(chǎn)生電動勢，它有內(nèi)電阻。流過電路的電流，與電源的電動勢成正比，與外電路的電阻與內(nèi)電路的電阻之和成反比。這就是全電路歐姆定律。 在實際電路中，由 于內(nèi)阻的存在要消耗 一定的功率，產(chǎn)生一 定的電壓降（ Ir）。 因此，外電路端電壓 U=ε Ir。當外電路開 路時， I＝ 0， U=ε ； 當外電路有負載時， 端電壓隨著負載（ I） 的增大而降低。 IrIRrRI ??? ＝或 ??40 ： 基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立。 ? 基爾霍夫電流定律： 對電路中任一結(jié)點，在任一時刻，流出結(jié)點的電流之和一定等于流入結(jié)點電流之和，即流出或流入該結(jié)點的所有支路電流的代數(shù)和為零。 KCL也可以推廣到電路中任 一假設(shè)的封閉面，即在任一時刻， 通過該封閉面的所有支路電流的 代數(shù)和等于零。 43152 IIIII ???? 0?? i0321 ??? III41 ? 基爾霍夫電壓定律： 對任一電路中的任一回路，在任一時刻，沿著該回路的的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零 ,簡稱為KCL。 KCL確定了連接 在同一回路中各支路 電壓之間的關(guān)系。體 現(xiàn)的是電荷在電場中 從一點移到另一點時， 它所具有能量的改變 量只與這兩點的位置 有關(guān)，而與移動路徑 無關(guān)的性質(zhì)。 在分析電路列回路 KCL方程時，應(yīng)先規(guī)定回路繞行方向，各 支路電壓參考方向與回路繞行方向一致時（從 “ +” 極性向 “ ” 極性）取正號，反之取負號。 42 第四節(jié) 二極管、可控硅整流原理 電力電子器件是電力電子變流技術(shù)的核心，通常包括非可控器件（如整流二極管）和可控器件（如晶閘管，也叫可控硅）兩大類。電力電子變流技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，使變流技術(shù)主要能實現(xiàn)以下幾個功能：整流器、逆變器、暫波器、交流調(diào)壓器、周波變流器等，以上的幾個功能都可以通過晶閘管來實現(xiàn)。 下面，我們主要介紹整流電路原理。 43 一、二極管及其整流原理 ： 一個 PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。 二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點接觸型和面接觸型。點接觸型二極管 PN結(jié)面積很小，因而結(jié)電容小，通流能力小，主要應(yīng)用于小電流的整流和高頻時的檢波、混頻及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件等；面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，因而能通過較大的電流，但其結(jié)電容也小，只適用于較低頻率下的整流電路中，一般的電源整流電路均采用面接觸型。 44 二極管由 PN結(jié)組成， 因此，具有 PN結(jié)的單向 導(dǎo)電特性，它屬于非線 性電阻元件。 正向特性（右半部分）： 當正向電壓大于死區(qū)電 壓后，正向電流隨著正向 電壓增大迅速上升。 反向特性 （左半部分）： 當二極管外加反向電壓時， PN結(jié)處于截止狀態(tài)，反向電流很?。蝗绻臃聪螂妷豪^續(xù)增大，大于擊穿電壓時，反向電流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩(wěn)壓二極管就是利用這一反向擊穿區(qū)特性工作的， 控制反向電流數(shù)值，使其不致過熱而燒壞）。 普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會造成“ 熱擊穿 ” ，使二極管永久性損壞，不再具有單向?qū)щ娦浴? 60 40 20 0 . 4 0 . 8 U /V 40 30 20 10 I / m A 0 正向特性 反向特性 死區(qū)電壓 45 二極管的測量一般用萬用表的電阻檔（ R 1K）測量，其正向電阻（黑表筆接陽極，紅表筆接陰極）較小（幾百～1KΩ 左右），反向電阻很大（一般為接近 ∞ ），而根據(jù)正反向測量結(jié)果，也可以判斷出其極性。 ? 二極管在電工電子電路中應(yīng)用很廣，常用于整流、穩(wěn)壓、檢波、限幅、元件保護以及在數(shù)字電路中用作開關(guān)元件等等。如整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極管做成 光耦器件，用于信號 的電路隔離傳輸，如 微機保護等輸入輸出 口常采用光耦傳輸， 起電路隔離，避免因 某一輸入輸出口問題 影響整個系統(tǒng)）等。 他們在 46 二極管整流電路實際就是利用其單向?qū)щ娞匦?，有半波整流、全波整流和橋式整流三種形式，常用橋式整流。 ? 半波整流： 47 當輸入電壓處于交流電壓正半周時，二極管導(dǎo)通，輸出電壓 Vo＝ Vi(忽略管壓降 ) ；當輸入電壓處于交流電壓的負半周時，二極管截止，輸出電壓 Vo＝ 0。 半波整流電路的交流利用率只有 50％，且輸出電壓脈動很大，對于使用直流電源的電動機等功率型的電氣設(shè)備，半波整流輸出的脈動電壓就足夠了 。 對于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源，還必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。 電壓正半周時， 交流電源在通 過二極管向負 載提供電源的 同時對電容充 電，在交流電 壓負半周時， 電容通過負載 電阻放電。 48 ? 全波整流： 當輸入電壓處于交流電壓正半周時， D1導(dǎo)通， Vo＝ Vi（忽略管壓降）；當輸入電壓處于負半周時， D2導(dǎo)通， Vo＝ Vi。其輸出波形是一個方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。 49 同樣，全波整流輸出的直流脈動電壓不能滿足電子電路對直流電源的要求，必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。也是在全波整流的輸出端接一個電容。電容在脈動電壓的兩個峰值之間向負載放電，使輸出電壓得到相應(yīng)的平滑。 全波整流電路的交流利用率為 100％，正負半周均利用，其輸出電壓脈動較 半波整流小， 比較平滑。全 波整流電路必 須采用具有中 心抽頭的變壓 器，而且每個 線圈只有一半 時間通過電流， 所以變壓器的 利用率不高。 50 ? 橋式整流： 當輸入電壓處于交流電壓正半周時，二極管 D負載電阻RL、 D3構(gòu)成一個回路（圖中虛線所示），輸出電壓 Vo＝ Vi（忽略管壓降）；當輸入電壓處于交流電壓負半周時，二極管D負載電阻 RL、 D4構(gòu)成一個回路，輸出電壓 Vo＝ Vi。 51 可見，橋式整流電路的輸出波形脈動情況、脈動頻率。交流利用率與全波整流一樣。不同的是橋式整流電路無需采用具有中心抽頭的變壓器，整流二極管承受的反向電壓也不高。 二、可控硅及其整流原理 二極管整流電路通常稱為不可控整流電路，當輸入的交流電壓不變時，其輸出的直流電壓也是固定的，不能任意控制和改變。在實際工作中，有時