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(a)有载 (b)开路 (c)短路
三.电路中的电位
在电子技术中,常常将电路中的某一点选作参考点,并将参考点的电位规定为零。
四.电路中的常用元件
1.电阻元件
电阻元件是反映物体把电能转换成热能的理想化模型
2.电感元件
电感元件是用来反映物体存储磁场能量的理想电路元件
3.电容元件
电容元件是用来反映物体存储电荷能力的理想电路元件
(a)理想电压源 (b)理想电流源 (c)电阻元件 (d)电容元件 (e)电感元件
五.正弦交流电的基本概念
1.正弦交流电路中的电压、电流及电动势的大小和方向均随时间改变,变化的规律可用正弦函数来描述,其数学表达式为
e=Emsin(ωt+ψe)
u=Umsin(ωt+ψu)
i=Imsin(ωt+ψi)
上式是正弦交流量的瞬时值表达式,其中Em、Um、Im称为正弦量的最大值或幅值;
ω称为角频率;
ψe、ψu、ψi称为初相位。
每个正弦2.交流量都包含三个基本要素,即有关数值大小的量、有关变化快慢的量和确定初始值的量。
3.目前我国电力系统的供电频率为50Hz,这种频率称为工频。
对于工频为50Hz的交流电,其周期为0.02s,角频率为314rad/s。
因此,周期、频率、角频率都是描述正弦交流量变化快慢的物理量。
六. 三相交流电源
三相电源的星形联结
三根相线和一根中性线都引出的供电方式称为三相四线制供电方式,我国的低压配电系统大都采用三相四线制。
相电压为220V时,线电压为380V;
线电压为220V时,相电压为127V,这是常用的两种电压模式。
七.安全用电常识
1.安全电流与安全电压
通过人体的电流一般不能超过7~10mA,有的人对5mA的电流就有感觉。
当通过人体的电流在30mA以上时,就有生命危险。
36V以下的电压一般不会在人体中产生超过30mA的电流,故把36V以下的电压称为安全电压。
当然,触电的后果还与触电持续时间及触电部位有关,触电时间愈长,愈危险。
2.触电方式
常见的触电方式如图所示。
图(a)为双线触电,人体将直接承受电源线电压,是最危险的触电方式。
图(b)为典型的单相触电,人体承受电源的相电压,这也是很危险的。
即使电源的中性点不接地,因为导线与大地之间存在分布电容,也会有电流经人体与另外两相构成通路,如图(c)所示。
在高压输电线路中,其足以危及人身安全,是很危险的。
常见的触电方式
(a)双线触电 (b)单相触电① (c)单相触电②
3.触电的预防措施与相关的安全技术
1.接地保护
对中性点不接地的供电系统,将电气设备的外壳用足够粗的导线与接地体可靠连接,称为接地保护,如图所示。
当电动机的某相绕组因绝缘损坏而与外壳相碰时,由于其外壳与大地有良好接触,所以人体触及带电的外壳时,仅仅相当于一条电阻很大的(大于1kΩ)与接地体并联的支路,而接地体电阻R(规定不大于4Ω)很小,人体中几乎无电流流过,避免了单相触电事故的发生。
接地保护
2.接零保护
对中性点接地的供电系统,还需将电气设备的外壳与电源的零线连接起来,这样的连接称为接零保护,如图所示。
接零保护
八.半导体晶体管
1.二极管的结构和类型
二极管的应用:
二极管的应用很广,利用二极管的单向导电性及导通时正向压降很小的特点,可组成整流、检波、限幅、开关等电路。
利用二极管的其他特性,可使其应用在稳压、变容、温度补偿等方面。
2.三极管的结构及类型
2.1半导体三极管(也称晶体管)是一种最重要的半导体器件,它是由两个PN结、三个电极组成的,这两个PN结靠得很近,工作时相互联系、相互影响,表现出与两个单独的PN结完全不同的特性。
它的放大作用和开关作用是电子技术的重要基础。
两类三极管的结构示意图及符号
(a)NPN型 (b)PNP型
2.2三极管的电流分配和放大作用
NPN共发射极放大实验电路
三极管的输出特性曲线
2.3.三极管的三个工作区域
(1)截止区:
犹如一个断开的开关.
(2)饱和区:
犹如一个闭合的开关.
(3)放大区:
可看作受基极电流控制的受控理想电流源.
九.整流电路
1.二极管整流电路
利用二极管的单向导电作用将交流电压变成脉动的直流电压,并且输出电压平均值与输入交流电压的有效值的比值固定不变。
2.滤波电路
电容滤波是通过电容器的充电、放电来滤掉交流分量的
3.稳压管稳压电路
当交流电源电压增加而使整流输出电压UI随着增加时,负载电压UO也要增加。
UO即为稳压管两端的反向电压。
当负载电压UO稍有增加时,稳压管的电流IZ就显著增加,因此,电阻R上的压降增加,以抵偿UI的增加,从而使负载电压UO保持近似不变。
相反,如果交流电源电压降低而使UI降低时,负载电压UO也要降低,因而稳压管的电流IZ
就显著减小,电阻R上的压降也减小,仍然保持负载电压UO近似不变。
同理,当电源电压保持不变而是负载电流变化引起负载电压UO改变时,上述稳压电路仍能起到稳压的作用。
十.万用表使用
1.机械式万用表
指针式万用表具有指示直观,测量速度快等优点,但它的输入电阻小,误差较大,所以一般用于测量可变的电压,电流值,通过观察表头指针的摆动来看电压,电量流的变化范围。
注意事项
⑴表笔的极性:
检查插接正确否。
测量电压、电流时红表笔为正,黑表笔为负;
电阻档时,黑表笔为正,红表笔为负。
⑵电阻档时,每次换档需表笔短路调零。
⑶测量直流和交流电时,需确定是否为相应档位和量程。
⑷在测电流、电压时,不能带电换量程
⑸选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程
⑹测电阻时,不能带电测量。
因为测量电阻时,万用表由内部电池供电,如果带电测量则相当于接入一个额外的电源,可能损坏表头。
⑺用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
2.数字万用表
十一.自动站常用电子器件
1.干簧管
干簧管是一种磁敏的特殊开关,有常开型、常闭型、混合型等。
它的两个触点由特殊材料制成,被封装在真空的玻璃管里。
只要用磁铁接近它,干簧管两个节点就会吸合在一起,使电路导通。
因此可以作为传感器用,用于计数,限位等等。
2.电阻温度传感器
通常用铂和铜作导体的电阻值随温度变化而改变,通过测量其阻值变化推算出被测物体的温度,自动气象站温度传感器直流电阻通常为120?
欧姆左右。
2.蓄电池
注意事项:
1极性不可接反
2不能使用交流充电
3正负极不能短路
4空载电压合格不能说明带负载能力,需带负载测量其工作电压。
3.太阳能电池板
1定义:
由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件,其主要材料是“硅”。
2原理:
太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
3发电方式:
利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国外同类产品效率约18至23%。
在太阳光谱中,普通太阳能电池板的阳光吸收率仅为70%左右。
4测量:
目前使用的太阳能电池板开路电压约为9.1-10.0V左右,负载下的太阳能电池板电压略高于蓄电池电压约2-3V
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