【正文】 VT1和 VT4也隨之關(guān)斷。 dtdiLe ?0?dU62 63 （ 1）單相橋式全控整流電路： 把單相橋式整流電路中的四個(gè)二極管換成晶閘管，就組成了單相橋式全控整流電路。此時(shí)，輸出不再出現(xiàn)負(fù)電壓，在續(xù)流期間，晶閘管承受電源反向電壓而關(guān)斷。 ? 為解決大電感負(fù)載時(shí)的上述矛盾，可在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)整流二極管，稱(chēng)為續(xù)流二極管 VD。 didi2u2u61 根據(jù) ，當(dāng) R為一定值時(shí)， L越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大，進(jìn)入負(fù)半周后維持晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就越長(zhǎng)，輸出電壓波形負(fù)值部分越大，輸出電壓越低。這個(gè)過(guò)程一直維持到 L中的電流降為零，即 L中的磁場(chǎng)能量釋放完畢，晶閘管關(guān)斷 (即t2時(shí)刻 )，并且立即承受電源負(fù)半周的反向電壓。當(dāng) α ＝ 0時(shí)，晶閘管全導(dǎo)通，相當(dāng)于二極管整流，輸出最大；當(dāng) α ＝ π 時(shí)， ＝ 0。 從 VT開(kāi)始承受正向電壓起到加上觸發(fā)脈沖這一電角度稱(chēng)為控制角 α ， VT導(dǎo)通的電角度稱(chēng)為導(dǎo)通角 θ， θ ＝ πα ，輸出平均電壓： 它是 α 的函數(shù)，也就是說(shuō)改變 α 就可以控制改變 。 DRMURRMUTMU)( AVTIHILIGTIGTUjwT57 （ 1）單相半波可控整流電路： ? 電阻性負(fù)載的情況： 58 其整流輸出電壓是極性不變的脈動(dòng)直流電壓，它的波形只在電源電壓的正半 周內(nèi)出現(xiàn)。 ? 當(dāng) A、 K加反向電壓時(shí)，兩個(gè)三極管集電極電壓極性接反，都不能放大，只有較小的反向漏電流，晶閘管處于阻斷狀態(tài)。那么，如何使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)呢？只能通過(guò)降低電源電壓，或增大負(fù)載電阻，或改變電源電壓極性（加反向電壓）等方法，使陽(yáng)極電流 IA減少，到某一特定數(shù)值以下（即小于維持電流），才能使晶閘管重新阻斷。 晶閘管的導(dǎo)通原理可以由其等效電路來(lái)分析：根據(jù)晶閘管的結(jié)構(gòu)，可以把它看成由一個(gè) NPN型三極管和一個(gè) PNP型三極管組合而成。晶閘管導(dǎo)通后，可以通過(guò)幾十甚至上千安的電流，只要 A、 K之間一直加有正向電壓，它就一直維持導(dǎo)通狀態(tài)，控制極一般就不再起控制作用。也就是說(shuō)，在 G極沒(méi)有加控制電壓情況下，晶閘管始終處于阻斷狀態(tài)。 52 內(nèi)部由四層半導(dǎo)體（ PNPN）構(gòu)成，形成三個(gè) PN結(jié)（ J J J3），最下層的 P1引出為陽(yáng)極（ A），最上層的 N2引出為陰極（ K），中間的 P2引出為控制極（ G）。 二、可控硅及其整流原理 二極管整流電路通常稱(chēng)為不可控整流電路，當(dāng)輸入的交流電壓不變時(shí)，其輸出的直流電壓也是固定的，不能任意控制和改變。交流利用率與全波整流一樣。 50 ? 橋式整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管 D負(fù)載電阻RL、 D3構(gòu)成一個(gè)回路（圖中虛線(xiàn)所示），輸出電壓 Vo＝ Vi（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓負(fù)半周時(shí)，二極管D負(fù)載電阻 RL、 D4構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓 Vo＝ Vi。 全波整流電路的交流利用率為 100％，正負(fù)半周均利用，其輸出電壓脈動(dòng)較 半波整流小， 比較平滑。也是在全波整流的輸出端接一個(gè)電容。其輸出波形是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓，但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。 電壓正半周時(shí)， 交流電源在通 過(guò)二極管向負(fù) 載提供電源的 同時(shí)對(duì)電容充 電，在交流電 壓負(fù)半周時(shí)， 電容通過(guò)負(fù)載 電阻放電。 半波整流電路的交流利用率只有 50％，且輸出電壓脈動(dòng)很大，對(duì)于使用直流電源的電動(dòng)機(jī)等功率型的電氣設(shè)備，半波整流輸出的脈動(dòng)電壓就足夠了 。 他們?cè)? 46 二極管整流電路實(shí)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。 ? 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(hù)以及在數(shù)字電路中用作開(kāi)關(guān)元件等等。 普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會(huì)造成“ 熱擊穿 ” ，使二極管永久性損壞，不再具有單向?qū)щ娦浴? 正向特性（右半部分）： 當(dāng)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。點(diǎn)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(shí)的檢波、混頻及脈沖數(shù)字電路中的開(kāi)關(guān)元件等；面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，因而能通過(guò)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。 43 一、二極管及其整流原理 ： 一個(gè) PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線(xiàn)并用管殼封裝起來(lái)，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)二極管。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(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)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(gè)功能都可以通過(guò)晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在分析電路列回路 KCL方程時(shí)，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(shí)（從 “ +” 極性向 “ ” 極性）取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。 KCL確定了連接 在同一回路中各支路 電壓之間的關(guān)系。 KCL也可以推廣到電路中任 一假設(shè)的封閉面，即在任一時(shí)刻， 通過(guò)該封閉面的所有支路電流的 代數(shù)和等于零。不論元件是線(xiàn)性的還是非線(xiàn)性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立。當(dāng)外電路開(kāi) 路時(shí)， I＝ 0， U=ε ； 當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)， 端電壓隨著負(fù)載（ I） 的增大而降低。 在實(shí)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）。流過(guò)電路的電流，與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與外電路的電阻與內(nèi)電路的電阻之和成反比。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。 外電路歐姆定律：表述為在同一電路中 ,流過(guò)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。 ： 歐姆定律只適用于純線(xiàn)性電阻電路。換算關(guān)系： （直流時(shí)）或 UIPuidtdWp ???)( 0ttPW ??MJJsWk W h 63 ?????38 二、電路的基本物理量： 電路的分析計(jì)算有兩大基本定律：一是歐姆定律；一是基爾霍夫定律。 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。單位為：瓦（ W），常用的有 KW（千瓦）、 MW（兆瓦）、 mW（毫瓦）。 dtdqi ?baab uuu ??37 ： 電場(chǎng)力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱(chēng)為 電功率，簡(jiǎn)稱(chēng)功率 。外力克服電場(chǎng)力把單位正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，稱(chēng)為電源的電動(dòng)勢(shì)。 或者說(shuō)，兩點(diǎn)之間的電位差即為電壓： 電壓的實(shí)際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。 要有一個(gè)參考零電位點(diǎn) 。 36 二、電路的基本物理量： ： 導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。 ? 電路的主要功能：一是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。 消弧線(xiàn)圈： 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，減少通過(guò)接地點(diǎn)的電容電流，有效防止鐵磁諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。在電力系統(tǒng)中起增大短路阻抗，限制短路電流作用。 參數(shù)： 主要有電感量、額定電流等。 π /2 O ω t i u 、 i u ??? IjXU L34 、測(cè)量： 測(cè)量： 用電感測(cè)量?jī)x測(cè)量其電感量；用萬(wàn)用表測(cè)量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。 ，即 : 我們通常所說(shuō)的，感性負(fù)載電 流滯后電壓 90176。 可見(jiàn)，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(chǎng)或電場(chǎng)的形式儲(chǔ)存，用以交換，釋放與吸收的能量一樣。 ? 電感線(xiàn)圈是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它以磁的形式儲(chǔ)存電能，儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示： 可見(jiàn)，線(xiàn)圈電感量越大，流過(guò)電 流越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。電感 L越大，電源頻率f越高，感抗就越大。在直流電路中，電感上即使有電流通過(guò)，但ｕ＝０，相當(dāng)于短路。 、作用： 形象說(shuō)法：電感器就是“通直流，阻交流”。 28 ： ? 分布電容、雜散電容影響： ? 旁路、消干擾： ? 儲(chǔ)能作用： ? 耦合電容、阻波器： ? 無(wú)功補(bǔ)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(xiàn)繞制成線(xiàn)圈就構(gòu)成一個(gè)電感器，它是一種能夠儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。 ★ 對(duì)于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測(cè)出的正向漏電阻大于反向漏電組。如果表針擺起后逐漸退回到某一位置停住，則說(shuō)明電容器已漏電。好的電容器，表針迅速向右擺起（擺的角度與容量大小有關(guān)），然后慢慢向左退回原位（靠近 ∞ ，所指示的阻值就是漏電阻）。 π /2 O ω t i u 、 i u ???? UXjC1???? 21 CCC????21111CCC27 ： 主要有標(biāo)稱(chēng)容量、額定電壓、絕緣電阻（漏電阻）、溫度范圍等 、極性判別： 對(duì)于通常的電容器，一般用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量。 串聯(lián)：總電容的倒數(shù)為各電容倒數(shù)之和。 的原因。 RCteUu?? oCRCtC eRUdtduCi ???? oCRC??26 正弦交流電路中，電壓電流的波形、相量關(guān)系： 由其波形和相量圖 可以看出： 即電流超前電壓 90176。 )1(C RCts eUu???RCtsC eRUdtduCi???C25 放電過(guò)程分析： 其中 稱(chēng)為電路充放電時(shí)間常數(shù)，它是反映充放電快慢的一個(gè)參數(shù)。 ? 只有加在電容兩端的電壓發(fā)生變化時(shí)，電 容才有電流通過(guò)。而電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程，稱(chēng)為電容器的放電。電解電容為有極性電容，分正、負(fù)極，一般電源電路的低頻濾波均采用電解電容，其正向漏電流較小，而反向漏電流較大，所以在電路中要注意極性不能接反，否則會(huì)因漏電流大引起爆炸損壞。電力電容器的主要應(yīng)用有：無(wú)功補(bǔ)償、電容式電壓互感器、阻波器、載波耦合電容器、油開(kāi)關(guān)觸頭保護(hù)電容器等等。其換算關(guān)系： 1法拉（ F） = 微法（ μF ） 1微法（ μF ） = 納法（ nF） = 皮法（ pF） 、作用： 基本性質(zhì)： 簡(jiǎn)單地說(shuō)就是隔直流通交流，即對(duì)直流呈現(xiàn)電阻無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路；對(duì)交流呈現(xiàn)的電阻力受交流電頻率影響，即相同一電容器對(duì)不同頻率的交流電呈 現(xiàn)不同的容抗 : 610310 610fCCXcπω＝211 ?22 電容器在電路中主要作用有： 整流電路平滑濾波、電源電路的退耦濾波、交流信號(hào)旁路、交流信號(hào)耦合（隔直）、與電阻電感構(gòu)成振蕩、諧振回路、延時(shí)電路等等。 uqC ?21 一般規(guī)定把電容器外加 1V直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱(chēng)為該電容器的電容量。電容器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為電容，用字母 “ C”表示。 20 二、電容 ： 在電子電路中，電容器是必不可少的電子器件；在電力生產(chǎn)中，電力電容器也是廣泛應(yīng)用。主要用作濕度傳感器，如嬰兒的尿濕報(bào)警器等。實(shí)際應(yīng)用如電話(huà)機(jī)過(guò)壓保護(hù)、避雷器閥片等。 ? 壓敏電阻： 是對(duì)電壓變化很敏感的非線(xiàn)性電阻器，具有非線(xiàn)性伏安特性并有抑制瞬態(tài)過(guò)電壓作用的固態(tài)電壓敏感元件。選用時(shí)先確定電路的光譜特性。應(yīng)用舉例： 如電視機(jī)消磁電路、電飯鍋電路 18 ? 光敏電阻： 阻值隨著光線(xiàn)的強(qiáng)弱而發(fā)生變化的電阻器，稱(chēng)為光敏電阻器。 ? 按安裝方式：插件電阻、貼片電阻。阻值較小電阻的精確測(cè)量也有很多種方法，平衡電橋測(cè)量是較常用的一種（高試常用 ）， 有直流電橋和交流電橋。在測(cè)量半導(dǎo)體（二極管、三極管）、電容等有極性的器件時(shí)，因有正向、反向之分，所以萬(wàn)用表在電阻檔時(shí)： “ 黑 ” 表筆為正極， “ 紅 ” 表筆為負(fù)極。電流的分配與電阻大小成反比。也就是說(shuō)，大電阻分到高電壓，小電阻分到小電壓。 ? 主要參數(shù)：阻值及誤差、額定電壓、額定功率等。 ? 電阻是線(xiàn)性元件，它符合歐姆定律： Ι=U/R 。 ? 換算： 1 MΩ ＝ 103 KΩ ＝ 106Ω ? 阻值標(biāo)示：一般用色環(huán)法和數(shù)字法。這就是導(dǎo)體的電阻定律。 14 一、電阻 ： 衡量物體導(dǎo)電性能的物理量稱(chēng)為電阻。 13 第