关 键 词：

汽车 电工 电子技术 刘皓宇 电子 课件

资源描述：

汽车电工电子技术(第2版_刘皓宇)电子课件,汽车,电工,电子技术,刘皓宇,电子,课件

内容简介：

1 2电源有载工作 开路与短路 开关闭合 接通电源与负载 负载端电压 U IR 特征 1 2 1电源有载工作 电流的大小由负载决定 在电源有内阻时 I U 或U E IR0 当R0 R时 则U E 表明当负载变化时 电源的端电压变化不大 即带负载能力强 开关闭合 接通电源与负载 负载端电压 U IR 特征 1 2 1电源有载工作 电流的大小由负载决定 在电源有内阻时 I U 或U E IRo UI EI I Ro P PE P 负载取用功率 电源产生功率 内阻消耗功率 电源输出的功率由负载决定 负载大小的概念 负载增加指负载取用的电流和功率增加 电压一定 电源与负载的判别 U I参考方向不同 P UI 0 电源 P UI 0 负载 U I参考方向相同 P UI 0 负载 P UI 0 电源 1 根据U I的实际方向判别 2 根据U I的参考方向判别 电源 U I实际方向相反 即电流从 端流出 发出功率 负载 U I实际方向相同 即电流从 端流出 吸收功率 电气设备的额定值 额定值 电气设备在正常运行时的规定使用值 电气设备的三种运行状态 欠载 轻载 I IN P PN 不经济 过载 超载 I IN P PN 设备易损坏 额定工作状态 I IN P PN 经济合理安全可靠 特征 开关断开 1 2 2电源开路 1 开路处的电流等于零 I 02 开路处的电压U视电路情况而定 电路中某处断开时的特征 电源外部端子被短接 1 2 3电源短路 1 短路处的电压等于零 U 02 短路处的电流I视电路情况而定 电路中某处短路时的特征 测量一节蓄电池的电路如图所示 当开关S位于位置1时 电压表读数为12 0V 开关S位于位置2时 电流表读数为11 6A 已知电阻 试求蓄电池的电动势E与内阻 例题 解 当开关S位于位置1时 电压表内阻相当大 因此 故当开关S位于位置2时 由于电流表内阻 故由此可解得 讨论在图中所示的电路中 1 试求开关S闭合前后电路中的电流I1I2 I及电源的端电压U 当S闭合时 I1是否被分去一些 2 如果电源的内阻R0不能忽略不计 则闭合S时 60W电灯中的电流是否有所变动 3 计算60W和100W电灯在220V电压下工作时的电阻 哪个电阻大 4 100W的电灯每秒钟消耗多少电能 5 设电源的额定功率为125KW 端电压为220V 当只接上一个220V60W的电灯时 电灯会不会被烧毁 6 电流流过电灯后 会不会减少一点 7 如果由于接线不慎 100W电灯的两线碰触 短路 当闭合开关S时 后果如何 100W的电灯的灯丝是否会被烧断 课题1 3电阻的串联与并联 二端元件 有两个端钮与外部相连的元件 二端电阻元件的u i关系可由u i平面的一条曲线 伏安特性曲线 确定 主要用于控制和调节电路中的电压与电流 或用作消耗能量的负载 电阻的单位为欧 姆 分类 时不变电阻 时变电阻 或 线性电阻 过原点的直线 非线性电阻 一 电阻的分类与标记 1 电阻的基本定义 非线性时不变电阻 t1 t2 电阻的分类 非线性时变电阻 线性时不变电阻 t1 t2 线性时变电阻 1 线性电阻 关联参考方向 或 0 u i G 电导 单位 西门子 S 非关联参考方向 伏安特性 电阻值的标识 电阻的标称值 将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上 无误差标示为允许误差 20 直标法 3 3 表示电阻值为3 3 允许误差为 5 1K8表示电阻值为1 8k 许误差为 20 5M1 表示电阻值为5 1M 允许误差为 10 文字符号法 3M3K3M3表示3 3M K表示允许偏差为 10 电位器的阻值变化规律有三种不同形式 X 直线型Z 指数型D 对数型 二 电阻的串并联等效变换法 1 串联电路 n个电阻串联 串联电路的分压 2 并联电路 n个电阻并联 两并联电阻的分流 I1 I2 I 3 串并联电路 例求ab两端口的等效电阻 2 accbcd acbd 1 4 2 4 4 4 电路中的等电位点 指不改变电路连接关系 两个或两个以上节点相对于任一参考点具有相同电位的情况 可依据电路的对称特点判断 由于等电位点之间电位差为0 电流为0 将它们断开或短接均不影响电路计算 c和d为等电位点 断开c d 短路c d Rab不变 例 三 电阻电桥 接通电源后调节电阻R2 R3 R4 使检流计的电流为零 则表明此时电桥的cd两点电位相等 称为电桥处于平衡状态 如果敏感元件RX受外界信号影响电阻值改变 电桥平衡被打破 这时cd两点电位不相等 检流计中将有电流Ig流过 四 特殊电阻在汽车上的应用 1 热敏电阻 热敏电阻式冷却水温度传感器 热敏电阻温度传感器的检测 2 压敏电阻 压敏电阻式进气压力传感器 电阻应变计式碰撞传感器 3 光敏电阻 光电式光量传感器 电阻的色环标识 棕红橙黄绿蓝紫灰白黑 1234567890 第一位数 第二位数 倍乘数 允许误差 1 0 102 1000 1k 误差 金色 5 银色 10 无色 20 棕色 1 误差小于2 的电阻为精密电阻 五环 10 倍乘数 允许误差 1 0 0 102 10k 1 练习 棕红橙黄绿蓝紫灰白黑 1234567890 33k 2 2k 47 910k 560 1M 2 74k 1k 560 电阻器的测量 电阻器的测量方法 欧姆表测量万用表欧姆挡测量电阻电桥法根据欧姆定理计算 R U I 万用表欧姆挡测量 第一步 将波段开关置于 档适当量程 第二步 将表笔短接后调零 第三步 测量 正确的测量方法 不正确的测量方法 因为造成了人体电阻与被测电阻并联 电位器的检测 标称阻值的检测 置万用表欧姆档于适当量程 先测量电位器两个定片之间的阻值是否与标称值相符 再测动片与任一定片间电阻 慢慢转动转轴从一个极端向另一个极端 若万用表的指示从0 或标称值 至标称值 或0 连续变化 且电位器内部无 沙沙 声 则质量完好 若转动中表针有跳动 说明该电位器存在接触不良故障 带开关电位器的检测 除进行标称值检测外应检测开关 旋转电位器轴柄 接通或断开开关时应能听到清脆的 喀哒 声 置万用表于R 1 档 两表笔分别接触开关的外接焊片 接通时电阻值应为0 断开时应为无穷大 否则开关损坏 检测外壳与引脚间的绝缘性能 置万用表于R 10k 档 一只表笔接触电位器外壳 另一只表笔分别接触电位器的各引脚 测得阻值都应为无穷大 否则存在短路或绝缘不好 固定电阻器 碳膜电阻 金属膜电阻 金属氧化膜电阻 实芯碳质电阻 线绕电阻 敏感电阻器 热敏电阻 光敏电阻 压敏电阻 排电阻 数码电阻 A型电阻排 B型电阻排 电阻器的分类 金属玻璃釉电阻 碳膜电阻器 RT型 结构 以小瓷棒或瓷管作骨架 通过真空和高温 热分解出的结晶碳沉积生成碳膜 导电膜 瓷管两端装上金属帽盖和引线 外涂保护漆 改变碳膜的厚度和长度 获得不同阻值 优点 稳定性好 噪声低 价格低 阻值范围宽 几 几M 金属膜电阻器 RJ型 结构 以小瓷棒或瓷管作骨架 由合金粉蒸发而成的金属膜形成导电膜 瓷管两端装上金属帽盖和引线 外涂保护漆 优点 各项指标均优于碳膜电阻 稳定性好 噪声低 价格低 阻值范围宽 10 10M 金属氧化膜电阻 RY型 结构 用锑或锡等金属盐溶液喷雾到炽热的陶瓷骨架表面 沉积形成导电膜 瓷管两端装上金属帽盖和引线 外涂保护漆 优点 性能可靠 过载能力强 额定功率大 最大达15kW 缺点 阻值范围小 1 200k 实例 固定电阻器 各种膜式电阻实物照片 实芯碳质电阻器无机实芯电阻器 RS型 有机实芯电阻器 RN型 结构 用碳质颗粒导电物质 碳黑 石墨 作导电材料 用云母粉 石英粉玻璃粉 二氧化钛作填料 另加黏合剂经加热压制而成 按照黏合剂的不同 分为有机实芯和无机实芯电阻器 优点 无机实芯电阻器温度系数较大 可靠性较高 有机实芯电阻器过负荷能力强 缺点 无机实芯电阻器阻值范围小 有机实芯电阻器噪声大 稳定性较差 分布电容和分布电感大 金属玻璃釉电阻器 RI型 结构 金属氧化物 如钌 银 钯 锡 锑等 和玻璃釉黏合剂混合后 涂覆在陶瓷骨架上 经高温烧结而成 属厚膜电阻 优点 耐高温 耐潮湿 温度系数小 负荷稳定性好 噪声小 阻值范围大 4 7 200M 固定电阻器 线绕电阻器 RX型 结构 用金属电阻丝绕制在陶瓷或其它绝缘材料的骨架上 表面涂以保护漆或玻璃釉 优点 阻值精确 5 56k 功率范围大 工作稳定可靠 噪声小 耐热性能好 主要用于精密和大功率场合 缺点 体积较大 自身电感大 使高频性能差 时间常数大 只适用于频率在50kHz以下的电路 固定电阻器 单列直插式 A 双列直插式 B 排电阻 内部电路 内部电路 热敏电阻器RT 优点 对温度灵敏 热惰性小 寿命长 体积小 结构简单 用途 测温 控温 报警 气象探测 微波和激光功率测量等 特性 电阻值随温度显著变化 分类 按温度特性分 正温度系数热敏电阻PTC T R 负温度系数热敏电阻NTC T R 按温度变化的灵敏度分 缓变型 突变型 按电阻受热方式分 直热式 旁热式 按结构和形状分 棒状 圆片 方片 珠状 线管状 薄膜及厚膜等 主要参数 额定功率 标称阻值 允许偏差 测量功率 材料常数 电阻温度系数 最高工作温度 开关温度 标称电压 工作电流 最大电压 绝缘电阻 敏感电阻器 光敏电阻器RLorRG 优点 对光敏感 无光照时呈高阻 光照时阻值随光强度变小 用途 照明控制 报警 相机自动曝光控制及测量仪器等 特性 电阻值随外界光照强度大小而变化 分类 按光谱特性分 可见光光敏电阻紫外光光敏电阻红外光光敏电阻 按制作材料分 多晶光敏电阻 单晶光敏电阻或硫化铬Cds 硒化铬CdSe 硫化铬Cds 硫化铅Pbs 硒化铅PbSe 锑化铟InSb 主要参数 亮电阻RL 暗电阻RD 最高工作电压VM 亮电流IL 暗电流ID 时间常数 温度系数灵敏度 敏感电阻器 压敏电阻器 VSR RV 特性 电阻值随电压非线性变化 当两端电压低于标称额定值时 电阻值接近无穷大 当两端电压略高于标称额定值时 压敏电阻被击穿导通 由高阻态变低阻态 用途 过压保护 防雷 抑制浪涌电流 吸收尖峰脉冲 限幅 高压灭弧 消噪和保护半导体元器件等 分类 按特性分 对称型压敏电阻 无极性 非对称型压敏电阻 有极性 按材料分 氧化锌 碳化硅 金属氧化物 锗 硅 钛酸钡等压敏电阻按结构和形状分 结型 体型 单颗粒层 薄膜等压敏电阻 主要参数 标称电压 电压比 最大限制电压 残压比 通流容量 漏电流 电压温度系数 电流温度系数 电压非线性系数 绝缘电阻 静态电容 敏感电阻器 电位器分类 1 小型碳膜电位器 WTX 合成膜电位器 WTH 有机实芯电位器 WS 精密合成膜电位器 WHJ 多圈合成膜电位器 WHD 按电阻体材料分 膜式电位器 线绕电位器 按结构分 单圈电位器 多圈电位器 单联电位器 双联电位器 多联电位器 按调节机构分 普通电位器 精密电位器 功率电位器 微调电位器 专用电位器 按用途分 旋转式直滑式 按有无开关分 不带开关 旋转式推拉式 按输出函数分 X式 直线式 D式 对数式 Z式 指数式 2 按键式 电位器分类 2 接触式电位器 非接触式电位器 线绕电位器 非线绕电位器 实芯电位器 膜式电位器 有机合成实芯电位器 无机合成实芯电位器 导电塑料电位器 合成碳膜电位器 金属膜电位器 金属玻璃釉电位器 通用线绕电位器 精密线绕电位器 功率型线绕电位器 微调线绕电位器 光电电位器 磁敏电位器 数字电位器 块金属电位器 1 实芯电位器 有机合成实芯电位器 结构 用有机黏合剂将碳质导电物 填料均匀混合构成电阻体材料 连同引出端和绝缘的塑料粉压制后加热聚合而成 优点 阻值连续可调 分辨力高 大大优于线绕电阻 阻值范围宽 100 4 7M 体积小 耐磨 耐热性能好 缺点 温度稳定性较差类型 直线式 对数式 指数式 无机合成实芯电位器 结构 含无机黏合剂 如玻璃釉 的碳质合成物和填料混合冷压在基体上而成 优点 体积小 防潮性能好 耐热性能好 类型 直线式 导电塑料电位器 结构 电阻体由碳黑 石墨和超细金属粉 邻苯二甲酸二丙脂树脂 DAP树脂 和交联剂 DAP单体 塑压而成 优点 电阻率比一般电阻体大3 4个数量级 特别耐磨 寿命可达500万次 制作工艺简单 分辨力高 平滑性良好 接触可靠 阻值范围宽 10 1M 工作温度范围 55 125 c类型 直线式 膜式电位器 碳膜 合成膜 电位器 结构 是用配置好的悬浮液涂抹在胶脂板或玻璃纤维板上制成的电阻体 能制成片状的半可调电位器 结构较复杂的带开关电位器和精密电位器 优点 阻值连续可调 分辨力高 阻值范围宽 几百 几兆 易于制作成符合需要的电阻规律 价格便宜 品种齐全 缺点 功率不能太高 一般做到2W 否则体积太大 黏合剂是有机物 耐温和耐湿性能较差 类型 直线式 对数式 指数式 金属膜电位器 结构 电阻体由特种合金或金属或金属氧化物等材料通过真空溅射 沉积在瓷基体上制造而成 优点 分辨力高 耐温性能好 分布电感小 可在100MHz的高频电路工作 缺点 耐磨性能较差 阻值范围窄 10 100k 类型 直线式 对数式 指数式 金属玻璃釉电位器 结构 用丝网印刷的方法 将玻璃釉浆料印在陶瓷基体上 在700 800 C温度下烧制而成 优点 分辨力高 阻值范围宽 几十 几十M 耐温耐湿耐磨 分布电容和电感小 适用于射频范围工作 缺点 接触电阻变化大 电流噪声大 类型 通用 精密型 微调型 实例 内部 碳膜电位器实例 线绕电位器 结构 将电阻丝缠绕在涂有绝缘物的金属或非金属的条板上 再用专用工具将其弯成环型 装入基座内 配上带滑动触点的转动系统 则构成线绕电位器 优点 接触电阻低 精度高 温度系数小 缺点 分辨力较差 阻值呈阶梯变化 可靠性差 不适于高频电路 阻值 100 品种 微调型 多圈型 功率型 线绕电位器 内部 C 旋转式 直滑式 微调式 推拉式开关 部分电位器实物照片 对于简单电路 通过串 并联关系即可求解 如 对于复杂电路 如下图 仅通过串 并联无法求解 必须经过一定的解题方法 才能算出结果 如 课题1 4支路电流法 支路电流法是以支路电流为未知量 直接应用基尔霍夫电流定律 KCL 和基尔霍夫电压定律 KVL 分别对节点和回路列出所需要的方程组 从而解出各未知支路电流 对于b条支路 n个节点的电路 支路电流法是以b条支路的支路电流为求解的变量 需要列写的方程数为b个 以支路电流为未知量列写KCL方程和KVL方程 一 用KCL列 n 1 个电流方程 I1 I3 I4 0 I1 I2 I5 0 I6 I2 I3 0 二 用KVL列b n 1 个回路方程 I1R1 I5R5 I4R4 Us1 0 I5R5 I6R6 Us2 I2R2 0 I6R6 Us3 I3R3 I4R4 0 三 联立求解得各支路电流 如右图 支路电流法的解题步骤 1 设定各支路电流的参考方向 2 指定参考节点 对其余 n 1 个独立节点列写 n 1 个KCL方程 3 通常选网孔为独立回路 设定独立回路绕行方向 进而列出b n 1 个由支路电流表示的KVL方程 4 联立求解2 3两步得到的b个方程 求得b条支路的支路电流 5 由支路电流和各支路的VCR关系求出b条支路的支路电压 I1 I2 I3 一 假定各支路电流的参考方向 二 应用KCL对结点列方程 结点 对于有n个结点的电路 只能列出 n 1 个独立的KCL方程式 三 应用KVL列写b n 1 个方程 一般选网孔 四 联立求解得各支路电流 例1 6 1 例题 如图电路 用支路电流法求各支路电流 解 I1 I2 I3 0 2I1 8I3 14 3I2 8I3 2 I1 3A 解得 I2 2A I3 1A 想一想 如何校对计算结果 例题 两个电源并联的电路 例题 在图示的电路中 设E1 140V E2 90V R1 20 R2 5 R3 6 试求各支路电流 解 应用KCL KVL列出式 并将已知数据代入 即 解得 支路电流法解题步骤 1 对每一支路假设一未知电流 I1 I6 小结 结点a 列电流方程 结点c 结点b 结点d b a c d 取其中三个方程 列电压方程 b a c d 支路电流法小结 解题步骤 结论与引申 1 2 对每一支路假设一未知电流 1 假设未知数时 正方向可任意选择 对每个结点有 1 未知数 B 4 解联立方程组 对每个回路有 根据未知数的正负决定电流的实际方向 3 列电流方程 列电压方程 2 原则上 有B个支路就设B个未知数 N 1 2 独立回路的选择 已有 N 1 个结点方程 需补足B N 1 个方程 一般按网孔选择 支路电流法的优缺点 优点 支路电流法是电路分析中最基本的方法之一 只要根据K氏定律 欧姆定律列方程 就能得出结果 缺点 电路中支路数多时 所需方程的个数较多 求解不方便 支路数B 4须列4个方程式 第七章直流稳压电源 2稳压电路 3开关稳压电源 1整流和滤波电路 直流稳压电源 小功率直流稳压电源的组成 功能 把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压 第一节整流和滤波电路 整流电路的作用 将交流电压转变为脉动的直流电压 常见的整流电路 半波 全波 桥式和倍压整流 单相和三相整流等 分析时可把二极管当作理想元件处理 二极管的正向导通电阻为零 反向电阻为无穷大 整流原理 利用二极管的单向导电性 一单相半波整流电路 2 工作原理 u正半周 Va Vb 二极管D导通 3 工作波形 u负半周 Va Vb 二极管D截止 1 电路结构 动画 4 参数计算 1 整流电压平均值Uo 2 整流电流平均值Io 3 流过每管电流平均值ID 4 每管承受的最高反向电压UDRM 5 变压器副边电流有效值I 二单相桥式整流电路 2 工作原理 u正半周 Va Vb 二极管D1 D3导通 D2 D4截止 3 工作波形 uD2uD4 1 电路结构 动画 输入正半周 工作原理 输入负半周 uo 4 参数计算 1 整流电压平均值Uo 2 整流电流平均值Io 3 流过每管电流平均值ID 4 每管承受的最高反向电压UDRM 5 变压器副边电流有效值I d sin 2 1 t t U w w 三 三相桥式整流电路 2 工作原理 在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通 共阳极组中阴极电位最低的二极管导通 1 电路 三相变压器原绕组接成三角形 副绕组接成星形 在t1 t2期间共阴极组中a点电位最高 D1导通 共阳极组中b点电位最低 D4导通 负载两端的电压为线电压uab 负载电压 2 工作原理 变压器副边电压 动画 在t2 t3期间共阴极组中a点电位最高 D1导通 共阳极组中c点电位最低 D6导通 负载两端的电压为线电压uaC 负载电压 2 工作原理 变压器副边电压 在t3 t4期间共阴极组中b点电位最高 D3导通 共阳极组中c点电位最低 D6导通 负载两端的电压为线电压ubC 负载电压 2 工作原理 变压器副边电压 在t4 t5期间共阴极组中b点电位最高 D3导通 共阳极组中a点电位最低 D2导通 负载两端的电压为线电压uba 负载电压 2 工作原理 变压器副边电压 2 工作原理 结论 在一个周期中 每个二极管只有三分之一的时间导通 导通角为120 变压器副边电压 负载电压 负载两端的电压为线电压 3 参数计算 1 整流电压平均值Uo 2 整流电流平均值Io 3 流过每管电流平均值ID 4 每管承受的最高反向电压UDRM 四 滤波电路 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流 其中既有直流成份又有交流成份 滤波原理 滤波电路利用储能元件电容两端的电压 或通过电感中的电流 不能突变的特性 滤掉整流电路输出电压中的交流成份 保留其直流成份 达到平滑输出电压波形的目的 方法 将电容与负载RL并联 或将电感与负载RL串联 电容滤波器1 电路结构 2 工作原理 u uC时 二极管导通 电源在给负载RL供电的同时也给电容充电 uC增加 uo uC u uC时 二极管截止 电容通过负载RL放电 uC按指数规律下降 uo uC uC 3 工作波形 二极管承受的最高反向电压为 动画 电路和工作原理 电容充电 电容放电 RL V1 V4 V3 V2 io uo uc u 电感电容滤波器 1 电路结构 2 滤波原理 对直流分量 XL 0 L相当于短路 电压大部分降在RL上 对谐波分量 f越高 XL越大 电压大部分降在L上 因此 在负载上得到比较平滑的直流电压 当流过电感的电流发生变化时 线圈中产生自感电势阻碍电流的变化 使负载电流和电压的脉动减小 LC滤波适合于电流较大 要求输出电压脉动较小的场合 用于高频时更为合适 12 3直流稳压电源 稳压电路 稳压器 是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备 稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压 负载及环境温度的变化无关 理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源 实际上 它是内阻很小的电压源 其内阻越小 稳压性能越好 稳压电路是整个电子系统的一个组成部分 也可以是一个独立的电子部件 一稳压管稳压电路 2 工作原理 UO UZIR IO IZ RL IO IR 设UI一定 负载RL变化 UO UZ IZ 1 电路 限流调压 稳压电路 一稳压管稳压电路 2 工作原理 UO UZIR IO IZ UI UZ 设负载RL一定 UI变化 IZ IR 1 电路 二集成稳压电源 单片集成稳压电源 具有体积小 可靠性高 使用灵活 价格低廉等优点 最简单的集成稳压电源只有输入 输出和公共引出端 故称之为三端集成稳压器 1 分类 XX两位数字为输出电压值 1 25 37V连续可调 2 外形及引脚功能 W7800系列稳压器外形 W7900系列稳压器外形 塑料封装 第二节稳压电路 稳压电路 稳压器 是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备 稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压 负载及环境温度的变化无关 理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源 实际上 它是内阻很小的电压源 其内阻越小 稳压性能越好 稳压电路是整个电子系统的一个组成部分 也可以是一个独立的电子部件 一稳压管稳压电路 2 工作原理 UO UZIR IO IZ RL IO IR 设UI一定 负载RL变化 UO UZ IZ 1 电路 限流调压 稳压电路 一稳压管稳压电路 2 工作原理 UO UZIR IO IZ UI UZ 设负载RL一定 UI变化 IZ IR 1 电路 二 串联型稳压电路 1 电路结构 串联型稳压电路由基准电压 比较放大 取样电路和调整元件四部分组成 调整元件 比较放大 基准电压 取样电路 当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO升高时 有如下稳压过程 2 稳压过程 由电路图可知 UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串联电压负反馈 故称串联型稳压电路 3 输出电压及调节范围 输出电压 三 三端集成稳压器 单片集成稳压电源 具有体积小 可靠性高 使用灵活 价格低廉等优点 最简单的集成稳压电源只有输入 输出和公共引出端 故称之为三端集成稳压器 1 分类 XX两位数字为输出电压值 1 25 37V连续可调 2 外形及引脚功能 W7800系列稳压器外形 W7900系列稳压器外形 塑料封装 3 性能特点 7800 7900系列 输出电流超过1 5A 加散热器 不需要外接元件内部有过热保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为4 输出电压额定值有 5V 6V 9V 12V 15V 18V 24V等 4 主要参数 1 电压调整率SU 稳压系数 反映当负载电流和环境温度不变时 电网电压波动对稳压电路的影响 2 电流调整率SI反映当输入电压和环境温度不变时 输出电流变化时输出电压保持稳定的能力 即稳压电路的带负载能力 0 005 0 02 0 1 1 0 3 输出电压UO 6 最大输入电压UiM 7 最大功耗PM 4 最大输出电流IOM 5 最小输入 输出电压差 Ui UO min 5 三端可调输出集成稳压器的应用 流过调整端电流 100 A 在要求不高的场合它在R2上的压降可以忽略 2 1两端电压为1 25V 基准电压 2 典型应用电路 1 固定输出电路 上图为固定电压输出电路 输出电压为三端稳压电源输出电压 C1的作用是消除自激振荡 C2起滤波作用 W79端口不一样 输出为负电压 2 提高输出电压的电路 输出电压Uo U UZ 3 可变输出电压电路 可变输出一般由取样电路 电压跟随器 集成运放 或串加一个可变电阻组成 U01是三端集成稳压器的固定输出电压U02是跟随电压 U02 U U0 U01 U02U02随可变电阻RP的滑动而改变 U0隨同改变 当RP的滑动到最上端时当RP的滑动到最下端时可变输出电压范围选U01 12V R1 R2 RP 200 电压输出范围为18 36V 4 能同时输出正 负电压的电路 RL 5 扩大输出电流的电路 当负载较重 IO大于1 5A以上时 可采用接功率管的办法 I01为稳压器输出电流 IR为电阻R上的电流 3 2变压器 一 变压器的结构组成和工作原理 1 变压器的结构 变压器 静止电器 把交流电压转换为同频率的另一数值交流电压 作用 1 输送功率相同 电压越高 电流越小 输电线线径越小 节省材料 2 同时减少线路上的功率损耗 输配电系统示意图 在电子线路中 变压器可以使负载获得适当电压等级的电源 还可用来传递信号和实现阻抗匹配 变压器的种类很多 按交流电的相数不同 分为单相变压器和三相变压器 按用途分为输配电用的电力变压器 调节电压用的自耦变压器 测量电路用的仪用互感器以及电子设备中常用的电源变压器 耦合变压器 脉冲变压器等 变压器由铁心和绕组两个基本部分组成 另外还有油箱等辅助设备 1 铁心铁心构成变压器的磁路部分 变压器的铁心大多用0 35 0 5mm厚的硅钢片交错叠装而成 叠装之前 硅钢片上还需涂一层绝缘漆 交错叠装即将每层硅钢片的接缝错开 这样可以减小铁心中的磁滞和涡流损耗 变压器的铁心 a 口型 b EI型 c F型 d C型 2 绕组绕组构成变压器的电路部分 绕组通常用绝缘的铜线或铝线绕制 其中与电源相连的绕组称为原绕组 又称原边或初级 与负载相连的绕组称为副绕组 又称副边或次级 一般小容量变压器的绕组用高强度漆包线绕制而成 大容量变压器可用绝缘扁铜线或铝线绕制 绕组的形状有筒型和盘型两种 如图所示 筒型绕组又称同心式绕组 原 副绕组套在一起 一般低压绕组在里面 高压绕组在外面 这样排列可降低绕组对铁心的绝缘要求 盘型绕组又称交叠式绕组 原 副绕组分层交叠在一起 变压器的绕组 a 筒型 b 盘型 按铁心和绕组的组合结构 通常又把变压器分为心式和壳式两种 心式变压器的绕组套在铁心柱上 结构较简单 绕组的装配和绝缘都比较方便 且用铁量少 因此多用于容量较大的变压器 如电力变压器 壳式变压器的铁心把绕组包围在中间 故不要专门的变压器外壳 但它的制造工艺复杂 用铁量较多 常用于小容量的变压器中 如电子线路中的变压器多采用壳式结构 变压器的结构形式 a 心式 b 壳式 心式壳式 空载运行 原边接入电源 副边开路 接上交流电源 方向符合右手定则 2 变压器的工作原理 结论 改变匝数比 就能改变输出电压 K为变比 原 副边电压关系 根据交流磁路的分析可得 时 电压变换 例3 1 某单相变压器接到电压U1 380V的电源上 已知副边空载电压U20 19V 副绕组匝数N2 100匝 求变压器变比K及N1 解 例3 2 有一台10000V 230V的单相变压器 其铁心截面积S 120cm2 磁感应强度的最大值Bm 1T 当高压绕组接到f 50Hz的交流电源上时 求原 副绕组的匝数N1 N2各为多少 解 铁心中磁通的最大值 m BmS 1 120 10 4 0 012Wb原绕组的匝数应为 副绕组的匝数应为 负载运行 副边带负载后对磁路的影响 在副边感应电压的作用下 副边线圈中有了电流i2 此电流在磁路中也会产生磁通 从而影响原边电流i1 但当外加电压 频率不变时 铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 带负载后磁动势的平衡关系为 结论 原 副边电流与匝数成反比 由于变压器铁芯材料的导磁率高 空载励磁电流很小 可忽略 即 原 副边电流关系 电流变换 例3 3 已知一单相变压器原 副绕组匝数N1 1000 N2 200 原边电流I1 2A 副边电压U2 50V 负载为纯电阻 若忽略变压器的漏磁和损耗 求变压器的原边电压U1 副边电流I2和输入功率 输出功率 故原边电压为U1 K U2 5 50 250V 解 副边电流为I2 K I1 5 2 10A输入功率为P1 U1I1 250 2 500W输出功率为P2 U2I2 50 10 500W 由此可见 当变压器的功率损耗忽略不计时 它的输入功率与输出功率相等 符合能量守恒定律 阻抗变换 原 副边阻抗关系 从原边等效 结论 变压器原边的等效负载 为副边所带负载乘以变比的平方 例3 4 某交流信号源的电动势E 100V 内阻R0 500 负载电阻RL 5 试求 1 若负载直接接在信号源上 如图所示 信号源输出的功率为多少 2 若负载接入输出变压器 电路如图 b 所示 要使折算到原边的等效电阻RL R0 500 求变压器的变比应选多少 阻抗变换后信号源输出功率是多少 解 1 若负载直接接到信号源上 信号源的输出功率为 2 当RL R0 500 时 输出变压器的变比为 这时信号源的输出功率为 是制造厂根据国家技术标准 对变压器长期正常可靠运行所制订的限制参数 额定值通常标注在变压器的铭牌上 故又称铭牌值 为了正确选择和使用变压器 必须了解和掌握其额定值 变压器的额定值主要包括额定电压 额定电流 额定容量 阻抗电压和额定频率 变压器的额定值 变压器原绕组的额定电压是其绝缘强度和允许发热所规定的一次侧应加的正常工作电压有效值 用符号U1N表示 电力系统中 副绕组的额定电压U2N是指在变压器空载以原绕组加额定电压U1N时 副绕组两端端电压的有效值 在仪器仪表中 U2N通常指在变压器原边施加额定电压 副边接额定负载时的输出电压有效值 额定电压U1N U2N 额定容量是指变压器副绕组输出的额定视在功率 用符号SN表示并有 额定电流I1N I2N 额定电流是指变压器连续运行时原 副绕组允许通过的最大电流有效值 用I1N和I2N表示 额定容量SN 额定容量实际上是变压器长期运行时允许输出的最大有功功率 它反映了变压器所能传送电功率的能力 但变压器实际使用时的输出功率则取决于负载的大小和性质 即使副边正好是额定电压和额定电流 也只有在功率因数为1时输出功率等于额定容量 一般情况下 变压器的实际输出有功功率小于额定容量 阻抗电压又称短路电压 是指将变压器副绕组短路 在原绕组通入额定电流时加到原绕组上的电压值 常用该绕组额定电压的百分数表示阻抗电压Ud 电力变压器的阻抗电压一般为5 左右 Ud 越小 变压器输出电压U2随负载变化的波动就越小 阻抗电压Ud 额定频率fN是指变压器应接入的电源频率 我国电力系统的标准频率为50Hz 额定频率fN 例3 5 某照明变压器的额定容量SN 600VA 额定电压为220V 36V 试求 1 原 副边的额定电流I1N I2N 2 在副边最多可接36V50W灯泡几盏 解 1 原边额定电流为 副边额定电流为 2 每只灯泡的额定电流为 设最多可接n盏灯 因负载功率因数为1 则nP SN 故 二 变压器的命名方法和类型 1 变压器的命名方法 使用时 改变滑动端的位置 便可得到不同的输出电压 实验室中用的调压器就是根据此原理制作的 注意 原 副边千万不能对调使用 以防变压器损坏 因为N变小时 磁通增大 电流会迅速增加 2 变压器的类型 自耦变压器 调压器的外形和电路 用低量程的电压表测高电压 被测电压 电压表读数 N1 N2 电压表 电压互感器 用低量程的电流表测大电流 被测电流 电流表读数 N2 N1 1 副边不能开路 以防产生高电压 2 铁心 低压绕组的一端接地 以防在绝缘损坏时 在副边出现过压 使用注意事项 电流表 电流互感器 测流钳 变压器的极性 正确错误表示方法 三 汽车上使用的变压器 可变电感式进气压力传感器 1 膜盒2 通进气管3 一次线圈4 铁心5 二次线圈 3 3电磁铁 一 电磁铁的概念 结构 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件 工件于固定位置的一种电器 电磁铁应用实例 二 电磁铁的类型 直流电磁铁中既有电路 又有磁路 当电源电压和线圈内阻一定时 励磁电流就恒定不变 磁动势也就不变 当衔铁刚吸合时 衔铁和铁心之间的空气隙最大 此时磁路中磁阻最大 由于磁动势一定 磁通和磁感应强度最小 吸力也最小 当衔铁吸合后 空气隙最小 磁路中磁阻最小 则磁通和磁感应强度最大 所以吸力也最大 1 直流电磁铁 当交流电磁铁的铁心线圈通入正弦交流电时 铁心中便产生交变磁通 当电源频率和线圈匝数一定时 铁心中磁通的最大值与电源电压的有效值成正比 当电压有效值不变时 铁心中磁通的最大值亦保持恒定不变 与磁路的情况 如铁心材料的磁导率 气隙大小等 无关 交流电磁铁是用交流电励磁的 气隙中的磁感应强度随时间而变化 所以交流电磁铁的吸力也要随时间而变化 一般计算时 只考虑其平均值 平均吸力是最大吸力的一半 2 交流电磁铁 交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动 因而衔铁以两倍电源频率在颤动 引起噪音 同时触点容易损坏 为了消除这种现象 可在磁极的部分端面上套一个分磁环 于是在分磁环 或称短路环 中便产生感应电流 以阻碍磁通的变化 使在磁极两部分中的磁通 l与 2之间产生相位差 因而磁极各部分的吸力也就不会同时降为零 这就消除了衔铁的颤动 除去了噪音 三 电磁铁在汽车上的应用 1 触点式电压调节器 三相交流发电机电压与转速和磁场强度有关 2 电喇叭 电喇叭结构示意图1 接蓄电池正极2 磁场线圈3 部分外壳4 内装电阻5 触点6 衔铁7 膜片 2 3工业企业供电及安全用电 2 3 1电力系统 2 3 2工业企业配电 2 3 3安全用电 要求 1 了解工业企业供配电的基本知识 2 了解安全用电的基本常识 发电机组发出的电压一般为6 10KV 2 3 1电力系统 2 3 1 1电力系统概述 电力是现代工业的主要动力 在各行各业中都得到了广泛的应用 电力系统是发电厂 输电线 变电所及用电设备的总称 1 发电 发电是将水力 火力 风力 核能和沼气等非电能转换成电能的过程 我国以水利和火力发电为主 近几年也在发展核能发电 电力系统由发电 输电和配电系统组成 2 输电 输电就是将电能输送到用电地区或直接输送到大型用电户 输电网是由35KV及以上的输电线路与其相连接的变电所组成 它是电力系统的主要网络 输电是联系发电厂和用户的中间环节 输电过程中 一般将发电机组发出的6 10KV电压经升压变压器变为35 500KV高压 通过输电线可远距离将电能传送到各用户 再利用降压变压器将35KV高压变为6 10KV高压 3 配电 配电是由10KV级以下的配电线路和配电 降压 变压器所组成 它的作用是将电能降为380 220V低压再分配到各个用户的用电设备 电力网的电压等级 高压 1KV及以上的电压称为高压 有1 3 6 10 35 110 330 550KV等 低压 1KV及以下的电压称为低压 有220 380V 安全电压 36V以下的电压称为低压 我国规定的安全电压等级有 12V 24V 36V等 我国国家标准规定的电力网额定电压有3 6 10 35 60 110 220 330 500kV 架空线路 电力线路 电缆线路 目前我国主要有 华东 华南 华中 华北 东北 西南 西北七大电力网 电力系统的示意图 升压变电所 220kV 地区枢纽所 10kV 至用户 配电所 10kV 10kV 升压变电所 220kV 220kV 220kV 输电线路 220kV 10kV 为保证供电的可靠性和安全连续性 电力系统将各地区 各种类型的发电机变压器 输电线 配电和用电设备等连成一个环形整体 2 3 2工业企业配电 2 3 2 1低压配电线路的结构 低压配电线路是由配电室 配电箱 低压线路 用电线路组成 通常一个低压配电线路的容量在几十千伏安到几百千伏安的范围 负责几十个用户的供电 为了合理地分配电能 有效的管理线路 提高线路的可靠性 一般都采用分级供电的方式 即按照用户地域或空间的分布 将用户划分成供电区和片 通过干线 支线向片 区供电 整个供电线路形成一个分级的网状结构 2 3 2工业企业配电 2 3 2 1低压配电线路的结构 低压配电线路是由配电室 配电箱 低压线路 用电线路组成 低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种 某校实验楼树形供电线路示意图 去教学楼 去宿舍食堂 2层配电箱 11层配电箱 1层配电箱 去报告厅 实验楼 配电变压器 配电柜 2 3 3安全用电 2 3 3 1触电事故 1 电气事故的原因 1 违章操作 1 违反 停电检修安全工作制度 因误合闸造成维修人员触电 2 违反 带电检修安全操作规程 使操作人员触及电器的带电部分 3 带电移动电器设备 4 用水冲洗或用湿布擦拭电气设备 6 对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导致触电 5 违章救护他人触电 造成救护者一起触电 2 施工不规范 1 误将电源保护接地与零线相接 且插座火线 零线位置接反使机壳带电 2 插头接线不合理 造成电源线外露 导致触电 3 照明电路的中线接触不良或安装保险 造成中线断开 导致家电损坏 5 随意加大保险丝的规格 失去短路保护作用 导致电器损坏 4 照明线路敷射不合规范造成搭接物带电 6 施工中未对电气设备进行接地保护处理 3 产品质量不合格 1 电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下损坏和触电 2 带电作业时 使用不合理的工具或绝缘设施造成维修人员触电 3 产品使用劣质材料 使绝缘等级 抗老化能力很低 容易造成触电 4 生产工艺粗制滥造 5 电热器具使用塑料电源线 4 偶然条件 电力线突然断裂使行人触电 狂风吹断