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新申报厂控职称培训 自动化 计算机 仪表 4 15 2020 1 主要内容 电路基础知识电动机的基本原理和结构接触器控制系统PLC原理及应用电子技术基础 4 15 2020 2 认识电学常用名词 物理量及单位 第一章电路基础知识 1 电路 由电源 导线 控制器 负载组成的闭合回路 实际电路 电路模型 4 15 2020 3 2 电源 其它形式的能量转换为电能的装置称为电源 如电池就是把化学能转换为电能 3 电源力或电场力 电源是电路中的能量来源 电源都有推动电荷做定向移动的能力 把这种力叫电源力或电场力 4 15 2020 4 4 电流 电荷的定向移动形成电流 规定正电荷的移动方向为电流的正方向 电流的大小在单位时间内通过导体横截面的电量 称为电流强度 也就是电流的大小电流的符号表示是 I如 1S内通过导体横截面的电量 Q 是1C 库仑 则表示电流强度为1A 安培 简称 安 电流的单位有 A mA A I Q t 公式 4 15 2020 6 在实际应用中感到这些基本单位太大或太小时 可以加上表1 4中的国际单位制的词头 可以扩 缩单位 例如 5 电位 电压 电动势 电源有正 负极 电场力把电荷从正极 高电位 搬运到负极 低电位 所做的功 称为电源的电动势 单位是伏 V 符号是E 高电位 低电位 电路中 电场力把电荷从某点搬运到参考点 一般是负极 也称零电位点 所做的功 称为该点的电位 单位是伏 V 符号是U加下标 如Ua Ua Ub 零电位 R1 R2 a b两点间的电位差 就称为这两点间的电压 单位也是V 符号是U U Ua Ub 5 电阻 电阻是电荷在物体中运动所受到的阻力 是物质本身具有的导特性 一般可分为绝缘体 导体 半导体三类 单位是欧姆 符号是R 公式 R L S 一般情况下 金金属导体的电阻随温度的升高而增大 表示电阻率L表示导体长度S表示导体横截面积 6 欧姆定律 表达了电流 电压 电阻三者之间的关系 公式 I U R 上式是部分电路欧姆定律的表达式 还有一种是全电路欧姆定律的表达式 公式 I E R r0 用于分析包含电源的全电路 其中 r0表示电源内阻 用于分析不包含电源的部分电路 7 电路的联结 串联电路 把两个以上的电阻首尾相连接成一串 中间没有分支 称为电阻的串联电路 特点 I I1 I2R R1 R2U U1 U2 I I1 I2 并联电路 把两个以上的电阻头接头尾接尾并列相连 称为电阻的并联电路 特点 I I1 I2U U1 U2 4 15 2020 14 混联电路 包含了串联和并联两种联接方式的电路 R1 R2 R3 计算 u 10VR1 R2 R3 R4 R5 8欧求流过R4的电流 R1 R2 R3 R4 R5 U 1 电池可以串联或并联使用吗 2 你能说上一两样串联电路或并联电路吗 8 电路的三种状态 通路 断路 短路 9 电功 电功率 电功 电流在某段电路上所做的功 等于这段电路两端的电压 通过电流与通过的时间的乘积 电功用字母W表示 W 电功 公式 W UIt U 电压 t 时间 功的国际单位是J 焦耳 另外还有 瓦 秒 千瓦 时 kw h 1千瓦时 3 6 1000000焦耳 注 1千瓦时就是我们所说的1度 电功率 单位时间内电流所做的功叫电功率 用字母P表示 公式 P W t UIt t UI 功率的单位有焦耳 秒 瓦特 千瓦 马力 注 1马力 HP 736瓦 通常电器的容量就是指电器的额定功率 如220V 100W的灯泡 三相正弦交流电 电磁感应 正弦交流电 交流电是指电流或电压的大小和方向随时间作周期性变化 我们平时用的交流电随时间按正弦规律变化的 所以叫正弦交流电 正弦交流电的电流一般表达式 i 电流瞬时值Im 最大值 角频率t 时间 初相角 频率和周期 正弦量变化一次所需要的时间 秒 称为周期 T 每秒内变化的次数称为频率 单位是赫兹 Hz 瞬时值 幅值 有效值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值 用小写字母表示 如i u e等 瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值 用带下标m的大写字母表示 如Im Um Em等 在工程应用中常用有效值表示交流电的幅度 一般所讲的正弦交流电的大小 如交流电压380V或220V 指的都是有效值 有效值是用电流的热效应来规定的 设一交流电流和一直流电流I流过相同的电阻R 如果在交流电的一个周期内交流电和直流电产生的热量相等 则交流电流的有效值就等于这个直流电的电流I 正弦电流的有效值 正弦电压和电动势的有效值 有效值都用大写字母表示 初相位 相位 表示正弦量的变化进程 也称相位角 初相位t 0时的相位 相位差 两个同频率的正弦量的相位之差或初相位之差称为相位差 正弦交流电路中电压和电流的频率是相同的 但初相不一定相同 设电路中电压和电流为 0 e 60o 三相正弦交流电 三相正弦交流电相位上彼此相差 1200 有功功率 无功功率 视在功率 在三相负载对称的条件下 三相功率 功率三角 S2 Q2 P2 功率因数 在交流电路中 相电压与相电流相位差的余弦 叫功率因数用cos 表示 功率因数在数值上是有功率与视在功率的比值 功率因数的值在0 1之间 功率因数低则表示电力的利用率低 例如 一台电力变压器容量是1000KW 当功率因数是1时 可以送出1000KW的有功功率 当功率因数是0 7时 只能送出700KW的有功功率 一般是由于用电系统中感性负载的存在所造成的 提高功率因数的方法是在供电系统中并联电容组 cos P S 4 15 2020 30 感性负载 含有电感分量的负载 感性负载的电流相位滞后于电压相位容性制裁 含有电容分量的负 容性负载的电流相相位超前于电压相位 4 15 2020 31 电磁感应 1 磁场 1 磁极 磁体上有两个磁性最强的端部 称为磁极 N 北极 S 南极 2 磁力线 为了形象描述磁场的强弱和方向 科学家虚构出一组曲线 叫磁力线 3 磁力线的方向 在磁体外面 从N极指向S极 在磁体内部从S极指向N极 4 电流产生磁场电流越大 磁场越强 电流和磁场的方向用右手螺旋定则来确定 右手螺旋定则 右手握拳 拇指伸直 四指表示弯曲量的方向 而拇指表示直线量的方向 4 15 2020 32 2 电磁力 一根通电导体放在磁场中 会受到力的作用而移动 这种力叫电磁力 电磁力的方向可以用左手定则来确定 左手定则 左手伸开 四指并拢 拇指与四指垂直 并在同一平面 掌心迎向磁力线 四指指向电流方向 则拇指表示电磁力方向 3 电磁感应 1 一根导体在磁场中 切割磁力线 导体中会产生感生电动势 电动势的正方向 可以用右手定则来确定 右手定则 右手伸开 四指并拢 拇指与四指垂直 燕在同一平面 掌心迎向磁力线 拇指指向导体运动方向 四指表示感生电动势方向 指端为 极 4 15 2020 33 2 自感现象通电线圈 当线圈中的电流变化时 线圈本身就产生了感应电动势 这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化 这种由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象 简称自感 在自感现象中产生的感应电动势 叫自感电动势 自感的应用与危害 应用 日光灯的镇流器 危害 切断电闸产生的电弧 4 15 2020 34 3 互感现象两个靠近的线圈 一个线圈通电 它产生的磁场成为另一个线圈中的磁场 如通电线圈中的磁场发生变化 不通电的线圈中的磁场随之变化 这时 不通电线圈中也会产生感生电动势 这个现象叫做互感 互感现象应用 电力变压器 电流互感器 电压互感器 中周变压器电源变压器 4 15 2020 35 变压器的一次侧与二次侧电压与电流的关系 小常识 电流互感器 电压互感器 第二章电动机构造及原理 4 15 2020 37 1 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理 交流电动机 本章要求 2 理解三相交流异步电动机的机械特性 掌握起动和反转的基本方法 了解调速和制动的方法 3 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义 1 定子 三相异步电动机的构造 4 15 2020 39 转子 在旋转磁场作用下 产生感应电动势或电流 2 转子 笼型转子 铁心 由外周有槽的硅钢片叠成 2 绕线型转子 同定子绕组一样 也分为三相 并且接成星形 4 15 2020 40 4 15 2020 41 旋转磁场 定子三相绕组通入三相交流电 星形联接 1 旋转磁场的产生 4 15 2020 42 规定 电流出 电流入 4 15 2020 43 三相电流合成磁场的分布情况 合成磁场方向向下 合成磁场旋转60 合成磁场旋转90 动画 o 4 15 2020 44 旋转磁场转速n0与极对数p的关系 4 15 2020 45 电动机的转动原理 1 转动原理 U1 U2 V2 W1 V1 W2 定子三相绕组通入三相交流电 感应电动势E20 电磁力F 4 15 2020 46 转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率 由前面分析可知 电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致 但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等 即 如果 因此 转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别 4 15 2020 47 异步电动机运行中 转子转速亦可由转差率求得 转差率s 例1 一台三相异步电动机 其额定转速n 975r min 电源频率f1 50Hz 试求电动机的极对数和额定负载下的转差率 解 根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知 n0 1000r min 即 p 3 额定转差率为 4 15 2020 48 三相异步电动机转矩与机械特性 转矩公式 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下 受到电磁力所形成的转矩之总和 常数 与电机结构有关 旋转磁场每极磁通 转子电流 转子电路的功率因数 4 15 2020 49 机械特性曲线 根据转矩公式 得特性曲线 4 15 2020 50 电动机在额定负载时的转矩 1 额定转矩TN 三个重要转矩 额定转矩 N m 如某普通机床的主轴电机 Y132M 4型 的额定功率为7 5kw 额定转速为1440r min 则额定转矩为 4 15 2020 51 4 电动机的运行分析 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整 这种能力称为自适应负载能力 自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点 如 柴油机当负载增加时 必须由操作者加大油门 才能带动新的负载 此过程中 n s E2 I2 I1 电源提供的功率自动增加 T2 s T2 T T T2 n T 达到新的平衡 4 15 2020 52 三相异步电动机的起动 起动性能 起动问题 起动电流大 起动转矩小 一般中小型笼型电机起动电流为额定电流的5 7倍 电动机的起动转矩为额定转矩的 1 0 2 2 倍 后果 原因 起动 n 0 s 1 接通电源 4 15 2020 53 起动方法 1 直接起动二 三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动 适用于笼型电动机 3 转子串电阻起动 适用于绕线型电动机 以下介绍降压起动和转子串电阻起动 4 15 2020 54 设 电机每相阻抗为 1 降压起动 1 Y 换接起动 降压起动时的电流为直接起动时的 4 15 2020 55 方法 任意调换电源的两根进线 电动机反转 电动机正转 电动机反转 三相异步电动机的正 反转 4 15 2020 56 例1 1 解 一台Y225M 4型的三相异步电动机 定子绕组 型联结 其额定数据为 P2N 45kW nN 1480r min UN 380V N 92 3 cos N 0 88 Ist IN 7 0 Tst TN 1 9 Tmax TN 2 2 求 1 额定电流IN 2 额定转差率sN 3 额定转矩TN 最大转矩Tmax 和起动转矩TN 4 15 2020 57 2 由nN 1480r min 可知p 2 四极电动机 3 4 15 2020 58 7 6 1变频调速 无级调速 频率调节范围 0 5 几百赫兹 三相异步电动机的调速 4 15 2020 59 三相异步电动机的制动 7 7 1能耗制动 制动方法 能耗制动反接制动发电反馈制动 在断开三相电源的同时 给电动机其中两相绕组通入直流电流 直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用 产生了与转子旋转方向相反的转距 制动转距 使转子迅速停止转动 4 15 2020 60 7 7 2反接制动 停车时 将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调 使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场 从而获得所需的制动转矩 使转子迅速停止转动 4 15 2020 61 7 7 3发电反馈制动 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时 旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化 由驱动转距变为制动转距 电动机进入制动状态 4 15 2020 62 同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网 n n0 4 15 2020 63 三相异步电动机铭牌数据 1 型号 例如 Y132M 4 用以表明电动机的系列 几何尺寸和极数 教材表8 8 1中列出了各种电动机的系列代号 4 15 2020 64 异步电动机产品名称代号 4 15 2020 65 2 接法 定子三相绕组的联接方法 通常 Y联结 联结 接线盒 4 15 2020 66 4 电流 例如 Y 6 73 11 64A表示星形联结下电机的线电流为6 73A 三角形联结下线电流为11 64A 两种接法下相电流均为6 73A 5 功率与效率 电动机在额定运行时定子绕组的线电流值 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2 它不等于从电源吸取的电功率P1 4 15 2020 67 注意 实用中应选择容量合适的电机 防止出现 大马拉小车 的现象 6 功率因数 三相异步电动机的功率因数较低 在额定负载时约为0 7 0 9 空载时功率因数很低 只有0 2 0 3 额定负载时 功率因数最高 7 额定转速 电机在额定电压 额定负载下运行时的转速 4 15 2020 68 如 nN 1440转 分sN 0 04 8 绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级 分为A E B F H五级 A级最低 105 C H级最高 180 C 4 15 2020 69 系统组成 主电路 由电动机 接通 断开 控制电动机的 接触器主触点等电器元件组成 电流大 控制电路 由接触器线圈 继电器等电器元件组成 电流小 任务 根据给定的指令 依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制 第三章继电控制电路 4 15 2020 70 4 15 2020 71 动作过程 线圈通电 交流接触器 动画 4 15 2020 72 交流接触器 构成 主要由电磁铁和触点两部分组成 触点又可分为主触点和辅助触点 符号 4 15 2020 73 继电器只能通过小电流 所以继电器一般用于控制电路中 继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别在于 接触器的主触点可以通过大电流 继电器类型 4 15 2020 74 1 中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路 符号 外形 4 15 2020 75 2 热继电器 用于电动机的过载保护 a 外形 b 结构 4 15 2020 76 电机起动 停车 点动 连续运行 多地点控制 顺序控制等 常见的控制电路 电机正反转控制 行程控制 时间控制 4 15 2020 77 一 点动控制 动作过程 按钮松开 按下按钮 SB 控制电路 主电路 电动机直接起动的控制线路 4 15 2020 78 二 电动机连续运行 自锁 自锁的作用 按下按钮 SB2 线圈 KM 通电 电机起动 同时 辅助触头 KM 闭合 即使按钮松开 线圈保持通电状态电机连续运转 4 15 2020 79 三 异步机的直接起动 过载保护 热继电器触头 短路保护 过载保护 电动机工作时 若因负载过重而使电流增大 但又比短路电流小 此时熔断器起不了保护作用 将其常闭触点串接在控制电路中 原因 将任意两相热元件串接在电动机任意两相中 操作 4 15 2020 80 以下控制电路能否实现即能点动 又能连续运行 思考 4 15 2020 81 方法一 用复合按钮 四 点动 连续运行 SB3 点动SB2 连续运行 4 15 2020 82 方法 起动按钮并联 停止按钮串联 乙地 甲地 五 两地控制一台电动机 例如 甲 乙两地同时控制一台电机 4 15 2020 83 按SB1 再按SB2 控制顺序要求 M1起动后M2才能起动 M2既不能单独起动 也不能单独停车 六 电机的顺序控制 动画 4 15 2020 84 七 电动机的正反转控制 缺点 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转 操作过程 SBF和SBR不能同时按下 否则会造成短路 4 15 2020 85 加互锁的正反转控制 正转时 SBR不起作用 反转时 SBF不起作用 从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路 互锁作用 4 15 2020 86 双重互锁的正反转控制 电器互锁 缺点 正转过程中要求反转 必须先按停止按钮 然后才能按反转按钮 解决措施 在控制电路中加入机械连锁 4 15 2020 87 时间继电器 时间控制 一 时间继电器 时间继电器有通电延时和断电延时两种 时间控制 采用时间继电器进行延时控制 符号 4 15 2020 88 时间继电器触点类型 断电式 常闭断电后延时闭合 常开断电后延时断开 通电式 瞬时动作 延时动作 常闭触点 常开触点 常开通电后延时闭合 常闭通电后延时断开 常闭触点 常开触点 4 15 2020 89 KM FU QS FR A x B y C z 主电路 二 时间控制 电动机Y 起动控制 运行时KM KM 工作 电动机接成 形 4 15 2020 90 Y 转换完成 4 15 2020 91 第四章PLC原理及应用 一 PLC的产生 1968年美国通用汽车公司 GE 为了适应汽车型号的不断更新 生产工艺不断变化的需要 实现小批量 多品种生产 希望能有一种新型工业控制器 它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线 以降低成本 缩短周期 1969年由美国数字设备公司 DEC 根据美国通用汽车公司 GE 的要求研制成功 二 PLC的特点 吸取继电器和计算机两者的优点 继电器控制系统体积大 可靠性低 接线复杂 不易更改 查找和排除故障困难 对生产工艺变化的适应性差 但简单易懂 价格便宜 计算机功能强大 灵活 可编程 通用性好 但编程困难 采用面向控制过程 面向问题的 自然语言 进行编程 使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用 梯形图 PLC称为可编程逻辑控制器 ProgrammableLogicController 三 PLC的定义及主要品牌 德国的西门子 SIEMENS 美国A B Allen Bradly GE GeneralElectric 日本三菱电机 MitsubishiElectric 欧姆龙 OMRON 日本主要发展中小型PLC 在世界小型PLC市场上 日本产品约占有70 的份额 在中国 OMRON产品的销量居首位 各大品牌 西门子PLC外形图 S7 200系列PLC S7 300系列PLC S7 400系列PLC 三菱PLC外形图 Q系列PLC FX2N系列PLC FX1N系列PLC FX1S系列PLC 欧姆龙PLC外形图 C200H系列PLC CPM1A CPM2A系列PLC 四 PLC常用功能介绍 1逻辑控制功能2定时控制功能3计数控制功能4步进控制功能5数据处理功能6回路控制功能7通讯联网功能8监控功能9停电记忆功能10故障诊断功能 逻辑控制功能 M 接触器 定时控制功能 定时控制功能是PLC的最基本功能之一 PLC中有许多可供用户使用的定时器 功能类似于继电器线路中的时间继电器 定时器的设定值 定时时间 可以在编程时设定 也可以在运动过程中根据需要进行修改 使用方便灵活 同时PLC还提供了高精度的时钟脉冲 用于准确实时控制 计数控制功能是PLC的最基本功能之一 PLC为用户提供许多计数器 计数器计数到某一数值时 产生一个状态信号 计数值到 利用该状态信号实现对某个操作的计数控制 计数器的设定值可以在编程时设定 也可以在运行过程中根据需要进行修改 计数控制功能 PLC设置了较强的监控功能 利用编程器或监视器 操作人员可以对PLC有关部分的运行状态进行监视 利用编程器 可以调整定时器 计数器的设定值和当前值 并可以根据需要改变PLC内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容 为调整和维护提供了极大的方便 监控功能 PLC内部硬件框图及各部分作用 PLC基本组成及应用 PLC由四部分组成 中央处理单元 CPU板 输入输出 I O 部件和电源部件 PLC系统软件 程序的表达方式基本有四种 梯形图 指令表 逻辑功能图和高级语言 梯形图是当前使用最广泛的一种编程方法 PLC编程语言 用户程序可以在PLC系统软件上完成 并下载到PLC中应用 每种PLC都有不同的系统编程软件 如OMROM的编程软件有CX7 0 西门子有step7 这些软件可以运行在个人计算机上 1 梯形图编程语言 两种梯形图的继电器符号图对照 梯形图 Ladderdiagram 编程语言是一种图形语言 类似于继电器控制线路图的一种编程语言 它面向控制过程 直观易懂 是PLC编程语言中应用最多的一种语言 PC的继电器不是物理的电器 它是PC内部的寄存器位 因为它具有与物理继电器相似的功能 常称之为 软继电器 PLC每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位 该位为 1 态时 相当于继电器接通 为 0 态时 则相当于继电器断开 两种控制的梯形图比 线圈 线圈 输出设备 一个简单的实际电路 案例2 PLC控制三相异步电动机Y 降压电路接线图 4 15 2020 元件布置图 接线图 4 15 2020 Y 降压控制电路梯形图 4 15 2020 第五章电子技术基础 常用元器件几个基本电子电路分析 4 15 2020 112 1 1电阻定义电路中对电流通过有阻碍作用且消耗能量的部分叫电阻 它是导体的一种基本性质 电阻用字母R表示 其常见单位为欧姆 千欧 K 兆欧 M 等 换算关系是 1兆欧 103千欧 106欧 容抗 电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 用XC表示 单位为欧 感抗 电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗 用XL表示 单位为欧 电抗 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗 用X表示 单位为欧 阻抗 电阻 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用称为阻抗 用Z表示 单位为欧 113 4 15 2020 1 2主要特性1 电阻器是一个耗能元器件2 对电流存在阻碍作用 无正负极之分 3 电阻器对直流电 交流电 不同频率 波形之信号 呈现相同的阻值4 普通电阻器为线形 符合欧姆定律 V I R 114 4 15 2020 115 电阻是构成电路的基本元件之一 电阻在电路中的主要作用为分流 限流 分压 偏置等 电阻的种类有很多 通常分为三大类 固定电阻 可变电阻 特殊电阻 在电子产品中 以固定电阻应用最多 而固定电阻按其制造材料又可分为好多类 但常用 常见的有碳膜电阻 金属膜电阻 线绕电阻 还有近年来开始广泛应用的贴片电阻 1 4分类 1 3作用 4 15 2020 1 常见的电阻 116 金属膜电阻碳膜电阻水泥线绕电阻 贴片电阻 4 15 2020 1 5电阻的主要性能指标1 额定功率 指在规定的大气压和特定的环境温度下 电阻所允许承受的最大功率 2 标称阻值 指产品上标示的阻值 3 允许误差 实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围 它表示了产品的精度 117 4 15 2020 118 电容 119 电子制作中也需要用到各种各样的电容器 它们在电路中分别起着不同的作用 与电阻器相似 通常简称其为电容 用字母C表示 顾名思义 电容器就是 储存电荷的容器 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小 电容的基本单位为法拉 F 但实际上 法拉是一个很不常用的单位 因为电容器的容量往往比1法拉小得多 常用微法 F 毫法 mF 纳法 nF 皮法 pF 等表示 换算关系为 1法拉 F 103毫法 mF 106微法 F 109纳法 nF 1012皮法 pF 每一个电容都有它的耐压值 用V表示 2 1定义 2 2单位 1 电容具有隔直流 通交流的特性 因此在电子设备中充当整流器的平滑滤波 电源的退耦 交流信号的旁路 交直流电路的交流耦合等 120 2 3主要特性 2 电容两端的电压不能突变的特性 电容两端的电压由下试决定V Q c式中Q为电容器内部的电荷量 C为电容器的容量 3 容抗特性 电容器的容抗大小XC由下列公式决定XC 式中f为交流信号的频率 C为电容器的容量 4 储能特性 理论上 电容器不消耗电能 所以电容器充到的电荷会储存在电容器中 只要外电路不存在让电容器放电的条件 电荷就一直在电容器中 4 15 2020 121 常用电容的种类有电解电容 瓷片电容 贴片电容 独石电容 钽电容和涤纶电容等 不同电路应该选用不同种类的电容 谐振回路可以选用云母 高频陶瓷电容 隔直流可以选用纸介 涤纶 云母 电解 陶瓷等电容 滤波可以选用电解电容 旁路可以选用涤纶 纸介 陶瓷 电解等电容 2 4分类 瓷片电容 电解电容 2 5常见电容外形 4 15 2020 贴片电容 122 钽电容 云母电容 4 15 2020 123 3 电感 124 1 感抗特性电感器和电容器一样 也是一种储能元件 它能把电能转变为磁场能 对流过它的交流电有阻碍作用 称之为感抗 其公式为 XL 3 1定义电感是用来表示自感应特性的一个量 自感电动势要阻碍线圈中电流的变化 这种阻碍作用称之为感抗 电感一般有直标法和色标法 色标法与电阻类似 电感器用符号L表示 它的基本单位是亨利 H 常用毫亨 mH 为单位 电感定义公式为L 单位为 H 为自感磁通量 单位V S I为流过电感器的电流 3 2特性 2 通直阻交特性电感器的特性恰恰与电容的特性相反 它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性 4 15 2020 125 3 电励磁特性 当电流流过电感器时要在电感器四周产生磁场 无论是直流电还是交流均产生磁场 其磁场的大小和方向与电流的特性有关 能够将电能转换为磁能 用右手定则判定 4 磁励电特性 当通过线圈的磁通量改变时 即线圈在一个有效的交变磁场中时 产生感生电动势 其大小和方向在不断地改变 在恒定磁场中不产生感生电动势 因为在线圈中无磁通量的变化 5 线圈中的电流不能发生突变 理解阻碍 当流过线圈的电流大小发生改变时 线圈要产生一个感生电动势来维持原电流的大小不变 线圈中的电流变化率愈大 其反向电动势就愈大 4 15 2020 126 四 晶体二极管 127 1 单向导电性PN结 二极管 的主要特性是单向导电性 也就是在正向电压的作用下 导通电阻很小 而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大 注意 只有在外加正向电压时这一特性才显示出来 4 1主要特性 2 管压降特性 在二极管导通后 正向压降基本不变 管子的正向电流发生很大变化时 正向压降才有微小的变化 换言之 当正向电压有一个微小变化时 将引起正向电流的很大变化 硅二极管的正向压降为0 6V左右 锗二极管的正向压降为0 2V左右 3 正向电阻小 反向电阻大正向电阻是指二极管正向导通后管子正负极间的电阻 是PN结的正向电阻 这一电阻很小 正向电阻小 反向电阻是指二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻 是PN结的反向电阻 这一电阻很大 反向电阻很大 128 4 二极管的V A特性 2 反向特性二极管两端加上反向电压时 反向电流很小 当反向电压逐渐增加时 反向电流基本保持不变 这时的电流称为反向饱和电流 见曲线II段 不同材料的二极管 反向电流大小不同 硅管约为1微安到几十微安 锗管则可高达数百微安 另外 反向电流受温度变化的影响很大 锗管的稳定性比硅管差 1 正向特性加在二极管两端的正向电压 P为正 N为负 很小时 锗管小于0 1伏 硅管小于0 5伏 管子不导通处于 死区 状态 当正向电压起过一定数值后 管子才导通 电压再稍微增大 电流急剧暗加 见曲线I段 不同材料的二极管 起始电压不同 硅管为0 5 0 7伏左右 锗管为0 1 0 3左右 4 15 2020 129 3 反向击穿特性当反向电压增加到某一数值时 反向电流急剧增大 这种现象称为反向击穿 见曲线III 这时的反向电压称为反向击穿电压 不同结构 工艺和材料制成的管子 其反向击穿电压值差异很大 可由1伏到几百伏 甚至高达数千伏 电击穿 雪崩击穿和齐纳击穿 可逆 热击穿不可逆 4 2二极管的分类 除普通二极管外 还有若干特殊二极管 用于稳压的稳压二极管 齐纳二极管 用于调谐的变容二极管 以及光电子器件 光电二极管等 发光二极管 激光二极管 等 二极管符号 稳压二极管符号 4 15 2020 130 变容二极管符号 光电二极管符号 发光二极管符号 4 15 2020 131 2 半导体二极管的图片 2020年4月15日星期三 132 4 4二极管的作用 二极管的整流大多数电器设备无法直接使用交流电 必须把交流电