汽车电工与电子技术 课件全套 吴涛 项目1-8 直流电路- 数字电路基础

项目一直流电路1.1电路的基本概念与基本元件1.2电路的基本分析方法1.3技能训练本章小结主要内容能正确描述电路的基本概念以及电流、电压、电位和电功率等基本物理量。掌握电阻、电感、电容三个基本元件的特性及其在汽车电路中的应用。会用万用表测量直流电路中的电阻、电压及电流。能正确应用基尔霍夫定律分析电路。熟悉支路电流法、电源等效变换以及叠加定理，会分析计算较复杂的电路。学习目标电路：电流通过的路径。图1.1汽车照明电路简图1.1电路的基本概念与基本元件1.1.1电路的组成及作用电路组成电源负载中间环节图1.2倒车信号系统的工作电路电路作用：·输送和转换电能·传递和处理信息图1.3电路原理图（简称电路图）1.1.2电路的基本物理量1．电流及其参考方向（1）电流形成：电荷的定向移动。设在极短的时间dt内通过导体某截面的电荷量为dq,则电流强度为：在直流电路中：习惯上把正电荷的方向规定为电流的实际方向。分类直流电流（DC）：方向不变的电流。交流电流（AC）：方向变化的电流。特恒定电流：方向大小都不变的电流。特周期交流电流：周期性变化的电流。正弦交流电流：按正弦规律变化。直流电流（DC）：方向不变的电流。交流电流（AC）：方向变化的电流。特恒定电流：方向大小都不变的电流。选择：原则上可以任意选，但若已知实际方向，则选择参考方向尽量与实际方向一致。参考方向与实际方向的关系：同正异负。当电流的参考方向与实际方向一致时，电流为正值；当电流的参考方向与实际方向相反时，电流为负值。（2）电流参考方向图1.4电流方向的判断2．电压及其参考方向（1）电压大小：单位正电荷q移动过程中能量的变化量。实际方向：规定为电场力的方向。选择：原则上可以任意选，实际上尽量与实际方向一致，或者与电流参考方向一致。参考方向与实际方向的关系：同正异负。当电压的参考方向与实际方向一致时，电压为正值；当电压的参考方向与实际方向相反时，电压为负值。（2）电压参考方向3．电动势大小：非电场力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源正极所做的功。实际方向：由电源负极指向电源正极。4．电功和电功率电功率：P=UI电功（电能）：W=UIt5．电位电位：电路中某一点的电位就是该点到参考点的电压。参考点（零电位点）：分析电位前，被选作为参考的点。表示：图形符号为⊥。选择：连线多的点或接地、接机壳的点。结论：电位具有相对性，电压具有绝对性。电压的实际方向是由高电位指向低电位。

任意两点间的电压等于这两点电位的差。1.1.3

电路的工作状态有载状态开路状态1.1.3

电路的工作状态短路状态1.1.3

电路的工作状态汽车电路发生断路故障时，通常用试灯或万用表（直流电压挡）去寻找电路的断路点。

在汽车电路故障诊断维修工作中，为了快速寻找故障点，经常采用短路的方法，将某两接线柱短路。为了和事故性短路相区别，常把这种短路称为短接。1.1.4

基本元件1．电阻元件（1）电阻的相关概念大小：分类正温度系数电阻和负温度系数电阻线性电阻和非线性电阻（2）电阻串并联电路的应用2．电感元件（1）电感的相关概念大小：在直流稳态电路中，电感线圈相当于短路。

（2）电感元件在汽车电路的应用图1.14笛簧开关电流传感器3．电容元件（1）电容的相关概念大小：在直流稳态电路中，电容相当于开路。

（2）电容器的充电和放电图1.17电容器的充电图1.18电容器的放电（2）电容器的充电和放电电容器充放电过程的快慢由电阻R和电容C的乘积决定，RC越小，则充放电过程越快。经过5RC的时间，就可认为充放电过程结束。改变RC，就可改变充放电所需的时间。（3）电容元件在汽车电路中的应用电容器能吸收电路中的尖峰电压。电容器能迅速停止电路断开时的自感电流。电容器储存高压电荷后可根据需要释放。1.2电路的基本分析方法1．基本概念

支路：电路中流过同一电流的分支称为支路，流过支路的电流叫做支路电流。1.2.1基尔霍夫定律及其应用

节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。

回路：电路中任一闭合路径都称为回路。

网孔：不含交叉支路的回路称为网孔。2．基尔霍夫电流定律（KCL）

内容：在任何时刻，通过电路中任一节点的电流的代数和等于零。

表达式：

推广：包围几个节点的闭合面。图1.21广义节点的应用2．基尔霍夫电流定律（KCL）3．基尔霍夫电压定律（KVL）

内容：在任一回路中，从任一点以顺时针或逆时针方向沿回路绕行一周，则所有支路或元件上电压的代数和等于零。

表达式：

另一种表述：沿任一回路绕行一周，电位升之和必等于电位降之和。

推广：回路的部分电路（广义回路），用于求回路的开路电压。图1.23广义回路的应用3．基尔霍夫电压定律（KVL）4．支路电流法支路电流法是以复杂电路中各支路电流作为未知量，根据基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律分别对节点和回路列出所需的方程组，从而求出各未知的支路电流。

标出各支路的电流方向和回路绕行方向。

用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程式。

用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程式。4．支路电流法解题步骤

代入已知数，解联立方程式求出各支路的电流，并根椐其正负确定各支路电流的实际方向。图1.24图1.241．电压源1.2.2电压源、电流源及其等效变换实际电源可以用E和Ro串联的电源模型来代替，即电压源来代替。理想电压源：内阻为零的电压源。是一种理想的情况，实际电源不可能如此。1．电压源2．电流源实际电源也可以用IS和Ro并联的电源模型来代替，即电流源来代替。理想电流源：内阻为无穷大的电流源。是一种理想的情况，实际电源不可能如此。2．电流源3．电压源与电流源的等效变换RLR0UR0UISI+–电流源IRLR0+–EU+–电压源等效变换条件:E=ISR0①电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，对电源内部则是不等效的。

注意事项：②等效变换时，电流源的恒流的参考方向与电压源的电动势参考方向一致。③理想电压源与理想电流源之间无等效关系。④任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路，都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路。例：当RL=时，电压源的内阻R0

中不损耗功率，而电流源的内阻R0

中则损耗功率。1.2.3叠加定理

内容：在线性电路中，如果有多个电源同时作用，那么任何一条支路的电流或电压，等于电路中各个电源单独作用时对该支路所产生的电流或电压的代数和。当某电源单独作用时，其他电源除去，称为“除源”，即对电压源来说，看成“短路”；对电流源来说，看成“开路”。①叠加定理只能叠加电路中的电流或电压，不能对能量和功率进行叠加。

注意事项：②不作用的电压源短接，不作用的电流源断开，电阻不动。③应用叠加定理时，要注意各电源单独作用时所得电路各处电流、电压的参考方向与原电路各电源共同作用时各处所对应的电流、电压的参考方向之间的关系，以便正确求出叠加结果（代数和）。1.3技能训练1.3.1直流电压和电位的测量1.3.2汽车温度传感器热敏电阻的检测1.3.3电容器的简易检测1.3.4基尔霍夫定律的验证1.3.5叠加定理的验证TheEnd!项目二

正弦交流电路理解正弦交流电三要素的概念，掌握正弦量的相量表示方法。掌握单一参数正弦交流电路电压与电流的关系及功率计算，了解电阻、电感和电容元件在交流电路和直流电路中的不同特性。掌握串联交流电路性质的判断方法，并会用相量图分析串联交流电路。了解感性负载提高功率因数的方法。了解三相电源的工作原理，掌握三相电源星形联接的特点。学习目标会用万用表的交流电压挡测量线电压、相电压的数值，能解决三相对称负载的星形、三角形联接问题，并会分析计算简单的三相电路。2.1单相交流电路2.1.1正弦交流电的基本概念1．正弦交流电的产生图2.2交流发电机的结构示意图电动势e随时间按正弦规律变化。2．正弦交流电的参考方向正弦交流电的方向只有正半周方向和负半周方向两种，习惯上把正半周的方向作为其参考方向。3．正弦交流电的三要素最大值、角频率和初相位为正弦量的三要素。

平常所说的交流电流、电压和电动势的大小，交流测量仪表的读数以及各种交流电气设备的铭牌所标注的额定值，均是指有效值。

（1）瞬时值、最大值和有效值（2）周期、频率和角频率周期：正弦量变化一周所用的时间。频率：每秒钟内变化的周期数。角频率：正弦量在每秒钟内变化的电角度。车速越高，输出轴转速也越高，感应电压频率也越高，电控单元根据该电压的频率就可以计算出汽车行驶的速度。（3）相位、初相和相位差相位：正弦交流电随时间变化的电角度。初相位：t=0时的相位。（3）相位、初相和相位差相位差：同频率正弦量之间的相位差等于它们的初相之差。4．正弦量的相量表示法正弦量的表示方法波形图三角函数表达式相量法4．正弦量的相量表示法令相量长度等于正弦量的最大值，相量初始位置与横轴正向的夹角等于初相角，同时令相量的旋转速度等于正弦量的角频率。

旋转相量法只适用于同频率的正弦交流电的加减。合成正弦量的最大值应等于各正弦量最大值的相量和。只需画出起始时各相量的位置就可以进行计算。旋转相量的加减运算相量的长度表示正弦交流电的有效值。相量与水平方向的夹角仍表示正弦交流电的初相，沿逆时针转动的角度为正，反之为负。在仅仅为了表示几个正弦交流电的相位关系时，既可以选横轴的正方向为参考方向，也可任意选一个相量作参考相量，并取消直角坐标轴。有效值相量的加减运算根据有效值相量图，求得合成相量的大小和初相位后，就可以写出对应的正弦交流电的瞬时值表达式。2.1.2

单一参数的正弦交流电路1．纯电阻电路（1）电压与电流的关系电压和电流的频率相同。电压和电流的的初相位相同，相位差为0。电流与电压的数值之间符合欧姆定律。（a）纯电阻电路（b）R上的电压、电流相量图（c）R上u、i、p的变化曲线纯电阻电路图2.12纯电阻电路电压、电流和功率1．纯电阻电路（2）电阻的功率电阻是耗能元件。有功功率：交流电的功率规定为一个周期内瞬时功率的平均值。一般交流电器上所标的功率，通常指的是有功功率。2．纯电感电路（1）电压与电流的关系电压与电流同频率。电压与电流的数值关系为：电压超前电流90°。电感具有“通直阻交”的作用。

（a）纯电感电路（b）L上的电压、电流相量图（c）L上u、i、p的变化曲线纯电感电路图2.13纯电感电路电压、电流和功率2．纯电感电路（2）电感的功率电感是储能元件。无功功率：交换功率的最大值。有功功率为零。3．纯电容电路（1）电压与电流的关系电流超前电压90°。电容具有“隔直通交”的作用。

电压与电流同频率。电压与电流的数值关系为：（a）纯电容电路（b）C上的电压、电流相量图（c）C上u、i、p的变化曲线纯电容电路图2.15纯电容电路电压、电流和功率3．纯电容电路（2）电容的功率电容是储能元件。无功功率：交换功率的最大值。有功功率为零。2.1.3RLC串联交流电路1．电压与电流的关系（1）频率关系电流与电压的频率相同。（2）相位关系

若XL>XC

,则

>0,表示电压u超前电流i一个

角，此时电感的作用大于电容的作用。感性电路

若XL<XC,则

>0,表示电压u

滞后电流i一个

角，此时电容的作用大于电感的作用。

若XL=XC,则

=0,表示电压u与电流i同相位,为串联谐振。容性电路阻性电路（3）大小关系2．RLC串联电路的功率（1）视在功率（2）有功功率（3）无功功率2．RLC串联电路的功率（4）功率因数当电源提供的视在功率一定时，功率因数越大，说明用电器的有功功率越大，电源的功率利用率就越高。2.1.4

功率因数的提高提高功率因数的方法很多，通常采用在电感性负载两端并联电容器的方法。减小输电线路的功率损失。能充分利用电源设备的容量。提高功率因素的意义：2.2三相交流电路2.2.1三相交流电的产生结构

定子转子三相

U相V相W相2.2.1三相交流电的产生2.2.2三相对称电动势的表示三相对称电动势：三个电动势的最大值相等、频率相同，而初相依次互差120°。1．三角函数式2.2.2三相对称电动势的表示2．波形图和相量图三相电动势最大值出现的次序称为相序。2.2.3

三相绕组的联接三相绕组通常采用星形接法。中性线或零线相线或端线或火线1．电源相电压各相绕组的首端与末端之间的电压，叫做电源相电压。3个相电压在数值上与各相绕组的电动势相等，各相电压之间在相位上也互差120°电角度，因此3个相电压也是对称的。2．电源线电压相线与相线之间的电压，叫做电源线电压。线电压总是超前与之相对应的相电压30°。3个线电压也是对称的。2.2.4

三相负载的联接1．三相负载的星形联接分类

三相对称负载三相不对称负载线电流中线电流相电流各相负载所承受的电压为电源相电压。线电流等于负载的相电流。中线电流有效值相量为三个相电流有效值相量之和。

特点：在三相不对称负载作星形联接时，在中线上不允许接熔断器和开关，以确保中线不断，构成三相四线制。相电流是对称的。中线电流等于0，可省去中线。各相负载所承受的电压仍为电源相电压。

三相三线制特点：2．三相负载的三角形联接各相负载所承受的电压为电源线电压。线电流对称。

三相对称负载三角形联接特点：相电流对称。负载采用何种连接方式取决于负载额定电压与电源线电压的关系。线电流总是滞后与之对应的相电流30°。线电流与相电流的关系：2.2.5

三相交流电路的功率对于三相对称负载：2.3技能训练2.3.1R、L、C

元件频率特性的测定2.3.2日光灯电路及功率因数的提高2.3.3三相交流电路电压、电流的测量TheEnd!项目3磁路及电磁元件3.1变压器和继电器3.1.1磁路和铁磁性材料磁路：约束在铁芯及其气隙所限定的范围内的磁通路径。图3.1磁路示意图3.1.1磁路和铁磁性材料1．磁场的基本物理量（1）磁感应强度磁感应强度B:

表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度B的方向:

与电流的方向之间符合右手螺旋定则。（1）磁感应强度磁感应强度B的大小:磁感应强度B的单位:

特斯拉(T)。均匀磁场:

各点磁感应强度大小相等，方向相同的

磁场，也称匀强磁场。（2）磁通磁通

：穿过垂直于磁感应强度B方向的面积S中的磁力线总数。

说明:

如果不是均匀磁场，则取B的平均值。在均匀磁场中

=BS或

B=/S磁通

的单位:韦[伯](Wb)。（3）磁导率真空的磁导率为常数，用

0表示，有：磁导率

：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。相对磁导率

r：

任一种物质的磁导率

和真空的磁导率

0的比值。磁导率

的单位：亨/米（H/m）非铁磁物质铁磁物质（4）磁场强度磁场强度H

：介质中某点的磁感应强度B与介质

磁导率

之比。磁场强度H的单位：安培/米（A/m)

磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流的

分布有关，而与磁介质的磁导率无关。2．磁路的基本定律（1）安培环路定律内容：磁场强度矢量在磁场中沿任何闭合回路的线积分，等于穿过该闭合回路所包围面积内电流的代数和。特殊形式：磁动势：（2）磁路的欧姆定律内容：应用磁路欧姆定律进行实际计算比较困难，一般只作定性分析。（3）电磁感应定律内容：在汽车上的应用：3．铁磁材料的磁性能（1）高导磁性铁磁材料是制造电磁铁、变压器、电机等的主要材料。（2）磁饱和性内容：磁感应强度B不会随磁场强度H的增强而无限增强，当磁场强度H增大到一定值时，磁感应强度B不能继续增强。（2）磁饱和性磁化曲线：（3）磁滞性磁滞回线：（3）磁滞性内容：磁感应强度B滞后于磁场强度H的变化的性质。磁滞损耗：磁性材料在反复磁化过程中产生的损耗。软磁材料：常用来制造变压器、电动机的铁芯。硬磁材料：宜制作永久磁铁。矩磁材料：常用来制造计算机记忆元件、开关元件及逻辑元件等。4．交流铁芯线圈电路（1）电压、电流和磁通的关系当N和f一定时，主磁通的幅值由加在励磁线圈上的电压有效值确定，与铁心的材料和尺寸无关。（2）功率损耗铜损：铁损：主要包括磁滞损耗和涡流损耗。3.1.2变压器变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止的电气设备，具有变换电压、电流、阻抗的功能。1．单相变压器的工作原理变压器的结构绕组一次绕组二次绕组由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm~0.55mm铁芯1．单相变压器的工作原理（1）单相变压器的空载运行（2）单相变压器的负载运行（3）阻抗变换2．变压器的损耗与额定值（1）变压器的损耗和效率铜损：铁损：主要包括磁滞损耗和涡流损耗。损耗效率：（2）变压器的额定值（2）变压器的额定值3.1.3电磁铁和继电器1．电磁铁（1）电磁铁的结构与工作原理结构：由励磁线圈、铁芯和衔铁等部分组成。（1）电磁铁的结构与工作原理工作原理：利用通电的铁芯线圈产生的电磁力或力矩吸引衔铁或保持某种工件于固定位置，通过将电磁能转化为机械能来实现各种控制的一种电器。（2）电磁铁在汽车上的应用图3.11汽车电喇叭的结构2．继电器（1）电磁式继电器结构：由铁芯线圈（电磁铁）和可与电磁铁联动的触点组成。继电器是自动控制电路中常用的一种元件，是用较小的电流来控制较大电流的一种自动开关。电磁式继电器成本较低，便于控制执行部件，因此在汽车电路中被广泛采用。（1）电磁式继电器图形符号：（2）继电器在汽车上的应用汽车上常用的继电器很多，如起动继电器、喇叭继电器、闪光（转向）继电器、刮水继电器等。图3.15电磁啮合式起动机的控制电路3.3技能训练3.3.1汽车点火线圈的检测3.3.2汽车起动继电器的检测TheEnd!项目四汽车发电机与电动机一、交流发电机的基本结构及类型1、交流发电机的结构何为交流发电机？交流发电机是用二极管整流，输出为直流的发电机。功用：当发动机在怠速以上转速运转时，除向起动机以外的用电系统供电，同时还向蓄电池充电。组成：主要由转子总成、定子总成、整流装置、电刷、前/后端盖、风扇、皮带轮等组成。交流发电机的结构分以下几部分:转子定子端盖整流器电刷组件带轮风扇（1）转子总成①功能：产生旋转变化的磁场。②组成：铁芯、励磁绕组、转子轴、爪极、滑环。③爪极的形状（鸟嘴形）：使磁场按正弦规律分布。④滑环：滑环与轴之间保持绝缘。转子——产生旋转变化的磁场（2）定子总成①功能：产生三相交流电。②组成：铁芯、三相对称绕组（大多采用星形接法）。为使三相绕组产生大小相等、相伴相差1200的电动势，三相绕组的绕法需遵循以下原则：每相绕组的线圈个数、每个线圈的节距和匝数,必须完全相等；三相绕组的起端A、B、C在定子槽内的排列必须间隙1200角度。定子三相绕组有两种接法

1）星形接法2）三角形接法（3）整流装置①功能：将定子绕组产生的三相交流电变换为直流电。②组成：六只硅二极管（或8只、11只）、两个元件板。③特点：a、三只正二极管（红色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的输出极（正极），即发电机的火线接线柱，标以“B”、“＋”或“A”。b、三只负二极管（黑色）安装在元件板上，其元件板构成发电机的负极，即发电机的搭铁接线柱，标以“－”或“E”。将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板，两块板绝缘地安置在一起，它与后端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开且固定在后端盖上。（4）前/后端盖、电刷组件、风扇及皮带轮前、后端盖上均有轴承座孔，用于安装转子轴承以支撑转子。两端盖分别有挂脚，利用挂脚和调整臂将发电机安装固定在发动机上，改变调整臂的固定位置可以调整传动皮带的松紧程度。前后端盖用铝合金材料制成，铝合金是非导磁材料，它既可以防止漏磁，又具有良好的导热性能，有利于散热。电刷材料为石墨，电刷与电刷架的结构有内装式和外装式：风扇及皮带轮：依靠风扇散热，皮带轮驱动

外装式内装式2、交流发电机的分类（1）按磁场绕组搭铁方式分类

①内搭铁型交流发电机：磁场绕组的一端（负极）直接搭（和壳体相联）②外搭铁型交流发电机：磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。（2）按结构分类①普通交流发电机

(外装电压调节器的发电机)②整体式交流发电机

(发电机和调节器制成一个整体的发电机)③带泵交流发电机

(和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机)④无刷交流发电机

(不需要电刷的发电机)⑤永磁交流发电机(转子磁极采用永磁材料制成的发电机)①②③④（3）按整流器结构分类①6管交流发电机

②8管交流发电机③9管交流发电机④11管交流发电机

根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机型号组成如下：3、交流发电机的型号例：奥迪100轿车JFZ1913Z型代表？第一部分为产品代号。JF-普通交流发电机、JFZ-整体式交流发电机、JFB-带泵交流发电机、JFW-无刷交流发电机。第二部分为分类代号，即电压等级代号，用一位阿拉伯数字表示，1—12V；2—24V；6—6V。

第三部分为电流等级代号，用一位阿拉伯数字表示，见表3—1。第四部分为设计序号，按产品设计先后顺序，用阿拉伯数字表示。第五部分为变型代号，交流发电机以调整臂的位置作为变形代号。从驱动端看，Y-右边，Z-左边，无字母表示在中间位置。桑塔纳、奥迪100型轿车用JFZ1913Z型交流发电机是电压等级为12V，输出电流等级为≧90A，第13次设计，调整臂在左边的整体交流发电机。二、交流发电机的工作原理及特性1、交流发电机的工作原理发电原理★交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原理：◆发动机带动发电机转子旋转；电刷给转子通电（有刷通过电刷,无刷直接通电）产生旋转变化的磁场。◆定子绕组与磁力线有相对的切割运动，定子绕组发生电磁感应产生交流电。◆因为定子三相绕组对称绕制，从而产生频率相同、幅值相等、相位相差120度的对称三相电动势。三相交流电表达式式中Em－每相电动势的最大值

Eф－每相电动势的有效值

w－电角速度（w＝2πf）2、交流发电机的工作原理整流原理★整流装置——利用硅二极管的单向导电性，将交流电转换成直流电的装置。正二极管导通原则：某一瞬间正极电位最高者优先导通负二极管导通原则：某一瞬间负极电位最低者优先导通整流过程分析◆8管交流发电机的工作原理所加两管在发电机高速时，可提高发电机的输出功率15％左右。发电机中性点接线柱“N”，其中性点电压

UN≈1/2U

（U为发电机输出电压）◆9管交流发电机的工作原理加装的三个二极管专门用来在自励时供给励磁绕组电流，这三个二极管还可以控制充电指示灯（省去充电指示灯继电器）。

a、作用：既指示发电机及调节器的工作情况，又可以在停车后提醒驾驶员及时关闭点火开关，避免浪费蓄电池电能。

b、状态：励磁绕组他励，充电指示灯亮；励磁绕组自励，充电指示灯灭。◆11管交流发电机的工作原理3、交流发电机的工作原理励磁方式★励磁方式：

（1）先他励：迅速建立磁场，便于低速充电。（2）后自励

机械式内搭铁外搭铁整体式本次结束1

直流电机的构造

直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。直流电机的优点：(1)调速性能好,调速范围广,易于平滑调节。(2)起动、制动转矩大,易于快速起动、停车。(3)易于控制。应用:1)轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。2)用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。NS···S极掌极心励磁绕组机座转子直流电动机的磁极和磁路

直流电机由定子(磁极)、转子(电枢)和机座等部分构成。2.转子(电枢)

由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。1.磁极永磁式:

由永久磁铁做成。励磁式:

磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，

形成电磁铁。励磁:

磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称

为励磁。电枢铁芯：由硅钢片叠装而成。电枢绕组：单个绕组元件组成。用来在电机中产生磁场。2

直流电机的基本工作原理IU–+SbNacd

直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定连接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里,N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。U–+U–+电刷换向片U–+IFFTn换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流电，以保持转矩方向不变。EEU–+TnSbNdFFacII换向片电刷

线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反KE:

与电机结构有关的常数n:

电动机转速

：磁通1.电枢感应电动势

E=EK

nU–+EETnSbNdFFacII换向片电刷

由图可知，电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称反电势。

式中：U—外加电压Ra

—绕组电阻2.电枢回路电压平衡式–RaIaE+–+UMKT:与电机结构有关的常数

:

线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流3.电磁转矩单位:

(韦伯)，Ia

(安)，T(牛顿•米)

直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通

相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为4.转矩平衡关系

电动机的电磁转矩T为驱动转矩,它使电枢转动。在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，即T=KT

Ia

当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。转矩平衡过程T2:机械负载转矩T0:空载转矩

例：设外加电枢电压

U一定，T=T2

(平衡)，此时，若T2突然增加，则调整过程为达到新的平衡点(Ia

、

P入

)

。T2

n

Ia

T

E

1.他励电动机

励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。3直流电机的分类

直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机2.并励电动机

励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。UUfIaM+_+_If他励IaUM+_If+_IE并励4.复励电动机

励磁线圈与转子电枢的连接有串有并，接在同一电源上。3.串励电动机

励磁线圈与转子电枢串连接到同一电源上。串励UIa+_IfM复励U+_IMIa4直流电动机的机械特性特点:

励磁绕组与电枢并联由图可求得由上分析可知：

当电源电压U和励磁回路的电阻Rf一定时,励磁电流If和磁通

不变，即

=常数。则IaUM+_If+_IE令：T=KT

Ia=KT

Ia

即：并励电动机的磁通

=常数，转矩与电枢电流成正比。

由以下公式求得IaUM+_If+_IE式中：n=f(T)

特性曲线n0nNTN

并励电动机在负载变化时，转速n的变化不大—硬机械特性（自然特性）。改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线动画n0T

n

例:有一并励电动机，其额定数据如下：P２=22kW,

UN=110V,nN=1000r/min,

=0.84,并已知

Rf=26.5

，Ra=0.04

,试求:(1)额定电流I,额定电枢电流Ia及额定励磁电流If

;(2)损耗功率

PaCu,及

PO

;(3)额定转矩T;(4)反电动势E。解：(1)P2是输出功率，额定输入功率为额定电流额定励磁电流额定电枢电流（2）电枢电路铜损励磁电路铜损总损失功率空载损耗功率（3）额定转矩（4）反电动势本次结束项目5常用半导体器件5.1二极管整流电路功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压。5.1.1半导体基础知识半导体的导电特性(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强

完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。

Si

Si

Si

Si价电子1．本征半导体

Si

Si

Si

Si价电子

价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴

温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子

在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。本征半导体的导电机理

当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流：自由电子作定向运动

电子电流；价电子递补空穴空穴电流。注意：

本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；

温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和空穴都称为载流子。

2．杂质半导体

掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素

Si

Si

Si

Sip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子

在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素

Si

Si

Si

Si

在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。3．PN结（1）半导体内部载流子的运动载流子的两种运动——扩散运动和漂移运动扩散运动：电中性的半导体中，载流子从浓度高的区域向浓度较低区域的运动。漂移运动：在电场作用下，载流子有规则的定向运动。

（2）PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体

内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。

扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区也称PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区（3）PN结特性

PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄

P接正、N接负外电场I

内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。

PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–PN结变宽PN结加反向电压（反向偏置）外电场

内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。I

P接负、N接正温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。–+

PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－

PN结正向导通，反向截止，只允许一个方向的电流通过，这就是PN结的单向导电性。（3）PN结特性5.1.2二极管1．二极管的基本结构2．二极管的伏安特性硅管0.5V锗管0.2V反向击穿电压UBR导通压降外加电压大于死区电压二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性硅管0.6~0.7V锗管0.2~0.3VUI死区电压PN+–PN–+反向电流在一定电压范围内保持常数。3．二极管的主要参数最大整流电流：指二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压：指允许加在二极管两端的最高反向电压。反向电流：在室温下，二极管加反向电压未击穿时的反向电流值。最高工作频率：指保证二极管具有单向导电作用的最高工作频率。4．特殊半导体二极管（1）稳压管稳压管正常工作时加反向电压稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。使用时要加限流电阻稳压管的主要参数

稳定电压UZ

动态电阻

稳定电流IZ、最大稳定电流IZmaxrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。（2）发光二极管半导体发光二极管是一种由磷砷化镓等半导体材料制成的将电能直接转换成光能的固体器件，简称LED。发光二极管的工作电压在2V以下，其工作电流在几毫安至十几毫安。4.1.3整流电路（1）电路工作原理u2正半周，Va>Vb，二极管D导通；u2负半周，Va<Vb，二极管D截止。1．单相半波整流电路图4.11(a)单相半波整流电路（2）单相半波整流电路的性能指标①输出电压平均值②整流管平均整流电流③整流管承受的最大反向电压（1）电路工作原理2．单相桥式整流电路u2正半周，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。u2负半周，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。

单相桥式整流电路的工作波形图（2）单相桥式整流电路的性能指标①输出电压平均值②整流管平均整流电流③整流管承受的最大反向电压3．三相桥式整流电路图4.15三相桥式整流电路及电压波形在同一瞬间，只有与电位最低的一相绕组相连的负极管导通，同样，只有与电位最高的一相绕组相连的正极管导通，同时导通的两个管子将发电机的电压加在负载两端。5.1.4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）。1．电容滤波电路

输出电压的脉动程度与放电时间常数有关。近似估算取：

Uo

=1.2U（

桥式）

Uo

=1.0U（半波）

电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。2．电感滤波电路

Uo

=0.9U（

桥式）

Uo

=0.45U（半波）

电感滤波适用于负载较小、输出电流较大的场合。3．LC滤波电器4．π型滤波电器4.1.5硅稳压管稳压电路RL(IO)IR

UO

基本不变IR

(IRR)基本不变

UO

(UZ

)

IZ

设UI一定，负载RL变化5.1.5硅稳压管稳压电路设负载RL一定，UI变化UI

UZ

UO

基本不变IRR

IZ

IR

5.3技能训练5.3.1二极管特性测试5.3.2直流稳压电源实验TheEnd!放大电路了解晶体管的结构和主要参数的意义及晶体管的伏安特性。掌握晶体管的检测方法。能正确描述晶体管的基本放大电路的组成、工作原理和性能指标的意义。掌握晶体管组成的开关电路的工作原理。了解集成运算放大器基本概念。学习目标能正确描述集成运算放大器的线性和非线性电路。熟悉晶体管和集成运算放大器在汽车中的应用。5.1晶体管5.1.1晶体管1．晶体管简介发射极箭头方向就是发射极正向电流的方向。

基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大2．电流分配与放大原理IC要比IB大得多。IB的小变化引起IC的大变化。基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。

三极管放大的外部条件发射结正偏、集电结反偏

PNP发射结正偏VB<VE集电结反偏VC<VB从电位的角度看：

NPN

发射结正偏VB>VE集电结反偏VC>VB

3．晶体管的特性曲线（1）输入特性曲线正常工作时发射结电压：NPN型硅管UBE0.6~0.7VPNP型锗管UBE0.2~0.3V（2）输出特性曲线放大区当发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置时，晶体管工作于放大状态。

IC只受

IB

的控制。截止区IB<0以下区域为截止区，有IC0

。当发射结处于反向偏置、集电结处于反向偏置时，晶体管工作于截止状态。当UCE

UBE时，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。

深度饱和时，硅管UCES0.3V，

锗管UCES0.1V。饱和区4．晶体管的主要参数直流电流放大系数交流电流放大系数通常中小功率晶体管的

在20～200之间，大功率晶体管的

在10～50之间。（1）电流放大系数，

（2）集电结反向饱和电流ICBO

A+–ECICBO越小越好。ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。温度

ICBO

（3）集电极-发射极反向电流ICEO

AICEOIB=0+–ICEO受温度的影响大。温度

ICEO，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。（4）集电极最大允许电流ICM（6）集-射极反向击穿电压U(BR)CEO（5）集电极最大允许耗散功耗PCMICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区ICUCEO5.1.2复合管5.1.2复合管5.2晶体管基本应用5.2.1放大器的概述输出信号的功率大于输入信号的功率。输出信号的波形与输入信号的波形相同。1．对放大器的要求2．对输入信号的要求3．对输出信号的要求（1）要有足够的放大倍数。（2）要具有一定宽度的通频带。（3）非线性失真要小。（4）工作要稳定。基本放大电路的分类：三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理射极输出器5.2.2晶体管基本放大电路组成晶体管V--放大元件,iC=iB。直流电源VCC

--为电路提供能量。并保证发射结正偏、集电结反偏。集电极电阻Rc--将变化的电流转变为变化的电压。5.2.2晶体管基本放大电路组成基极电阻Rb--提供大小适当的基极电流，使放大电路能够不失真地放大。耦合电容C1、C2--隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法当ui=0时，由于电源的存在，IB

0，则IC

0。这时各直流量叫做静态工作点。(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)IBQICQUBEQUCEQui=0IC

0IB

0RB+UCCRCC1C2VT++实现放大的条件1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。5.2.3晶体管基本放大电路的分析1．静态分析估算法或图5.15静态工作点选择不合适引起的失真波形Q过高：饱和失真Q过低：截止失真解：2．动态分析图5.16动态分析各点波形uCuiuoC2iC（mA）iB（A）RB+UCCRCC1VTRL++微变等效电路法

微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。（1）晶体管的微变等效电路晶体管的输入回路（b、e之间）可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和ib之间的关系。（1）晶体管的微变等效电路晶体管的输出回路（c、e之间）可用一受控电流源

ic=ib等效代替，即由

来确定ic和ib之间的关系。（1）晶体管的微变等效电路ibicicbceib

ibube+-uce+-ube+-uce+-rbebec（2）放大电路的微变等效电路对交流而言，直流电源、电容C可看作短路。（2）放大电路的微变等效电路（3）性能指标分析电压放大倍数（带负载）（未带负载）（3）性能指标分析输入电阻ri一般情况下，希望输入电阻愈大愈好。（3）性能指标分析输出电阻ro一般情况下，希望输出电阻愈小愈好。A、三极管的微变等效电路。当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。iBuBE

uBE

iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。微变等效电路法NubeibPN体电阻rbb阻(100~300)结电阻CEBrbeibubebe考察输出回路所以：iCuCE近似平行输出端相当于一个受ib控制的电流源。输出端还要并联一个大电阻rce。c

ibe

iC

uCErce的含义c

iberce

ibcrbebeib三极管的微变等效电路

ieib

icbceVTB、放大电路的微变等效电路uiRB+UCCRCC1C2RLuoVT

ibcrbebibeRBRCRLuiuoC、电压放大倍数的计算：

ibcrbebibeRBRCRLuiuobeLurRA¢b-=D、输入电阻的计算：

ibcrbebibeRBRCRLuiuoiiri5.2.4射极输出器1．射极输出器简介特点：电压放大倍数近似等于1；输入电阻大；输出电阻小。

（1）用作输入级

（2）用作输出级

（3）用作中间隔离级2．射极输出器的应用5.2.5功率放大器1．功率放大器简介

（1）输出功率大

（2）效率高

（3）失真小2．互补对称功率放大器（OCL电路）图5.22OCL电路及工作原理5.2.6多级放大电路1．多级放大电路简介2．耦合方式（1）直接耦合2．耦合方式（2）阻容耦合2．耦合方式（3）变压器耦合2．耦合方式（4）光电耦合5.2.7晶体管开关特性1．开关作用原理（1）截止状态

截止状态：发射结加0V输入电压时的工作状态，相当于开关断开。（2）饱和状态

饱和状态：发射结和集电结均处于正向偏置。饱和的晶体管c、e极间近似地等效为一只闭合的开关.当Ui=0时，三极管处于截止状态。随着Ui增大，当IB>IBS时，三极管处于饱和状态。2．晶体管开关作用的特点5.2.8晶体管在汽车中的应用1．汽油机用电子转速表电路2．电子点火控制电路3．汽车电气线路接地探测器5.3集成运算放大器及其应用5.3.1集成运算放大器简介集成运算放大器是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路。集成运放的符号5.3.2集成运放的电压传输特性1．理想集成运放的特点（1）Ao视为无穷大。（2）ri视为无穷大，则认为流入放大器的输入电流为零。（3）ro视为０，具有恒压输出特性。

2．集成运放的传输特性（1）传输特性（2）工作在线性区的集成运放特点（3）工作在非线性区的集成运放特点5.3.3基本运算电路1．比例运算电路（1）反相比例运算电路（2）同相比例运算电路（3）电压跟随器电压放大倍数为1

2．加减法运算电路（1）加法运算电路（1）加法运算电路（2）减法运算电路5.3.4电压比较器1．单值电压比较器2．过零比较器2．过零比较器5.3.5集成运放在汽车中的应用1．压敏电阻式进气压力传感器2．蓄电池电压过低报警电路5.4技能训练5.4.1晶体管的检测5.4.2晶体管共射极放大电路测试5.4.3汽车室内灯光延时电路制作5.4.4集成运算放大器应用TheEnd!项目7

晶闸管及其应用(8-3)晶闸管（Thyristor）[别名：可控硅（SCR)]

它是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。

体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）、使用维护简单。

特点种类

有普通型、双向型、可关断型和快速型等。应用领域逆变

可控整流（交流直流）斩波（直流交流）变频（交流交流）（直流直流）此外还可作无触点开关等(8-4)晶闸管的基础知识1.

结构A（阳极）P1P2N1PN结N2K（阴极）G（控制极）晶闸管外形内部结构图形符号a)塑封式小容量b)、c）型螺旋式中等容量d）平板式大容量AKGJ1J2J3(8-5)KAA工作原理分析示意图AIGßIGßßIGKAP1GT1T2GG两种工作状态:导通与截止（阻断）J1J3J2P2PPPN1NNNN2SBUG+-+-UARAIAT1T2GSBUG+--+UARAA导通截止T1T2+-+-UARAKAGSBUG阻断工作过程UAK

>0

、UGK>0时T1导通T2导通形成正反馈一步导通，晶闸管迅速饱和导通；IB1=

IGIC2=

IB2=IB1IC1=ßIB1=bIG=IB2UAK

<0

、UGK≥0时,晶闸管截止。KK正反馈T1进迅速饱和导通(8-6)（1）晶闸管开始工作时，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）；（2）晶闸管正向导通后，令其截止，必须减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管中电流的正反馈效应不能维持。晶闸管导通后，去掉UGK，依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态；晶闸管截止的条件：

晶闸管具有单向导电性正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号；晶闸管一旦导通，控制极失去作用。若使其关断，必须降低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。结论(8-7)3.

(1)晶闸管伏安特性IG1=0AIG2IG3正向反向URRMIAIHITUDSMUDRMUAKURSM0IG3>IG2>IG1

正向特性：控制极开路时，随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当U=UDSM时，晶闸管自动导通。UAK

—

阳极、阴极间的电压I

—

阳极电流

反向特性：随反向电压增加，反向漏电流稍有增加，当U=URSM

时，反向击穿。UDRM：断态重复峰值电压，一般

UDRM=80%UDSM,普通约为100V~3000V

。URRM：反向重复峰值电压。一般URRM=80%URSM。普通约为100V~3000V。IT：额定正向平均电流。当环境温度为40℃时,在电阻性负载，导电角不小于170o的电路中，晶闸管允许的最大平均电流。普通晶闸管IT1A~1000A。(2)①②

IH：维持电流。在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后，维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。③

UDSM：断态不重复峰值电压—正向转折电压。正常工作时,UAK应小于UDSM

。URSM：反向不重复峰值电压。正常工作时，反向电压必须小于URSM。⑧

④⑤⑥UT

：正向管压降平均电压。在规定的条件下，晶闸管导通电流为IT时，阳、阴两极间的电压平均值。一般约为1V。⑦UG、IG：控制极触发电压和电流。在室温下，UAK为直流6V时，使晶闸管完全导通的最小控制极直流电压、电流。一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。(8-8)IT含义说明t

2

IT0iT晶闸管型号通态平均电压（UT）额定电压级别（UDRM）P—普通晶闸管K—快速晶闸管S—双向晶闸管晶闸管晶闸管类型K额定通态平均电流（IT）(8-9)晶闸管电压、电流级别额定通态电流（IT）通用系列为1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。额定电压（UDRM）通用系列为：1000V以下的每100V为一级，1000V到3000V的每200V为一级。通态平均电压（UT）等级一般用A~I字母表示，由0.4~1.2V每0.1V为一级。(8-10)可控整流电路1.单相半波可控整流电路电阻性负载电路及工作原理

u2>0时，加上触发电压uG

，晶闸管导通。且uL

的大小随uG

加入的时刻而变化；u2<0时，晶闸管不通，uL=0。故称可控整流。u2uTuLAGKRL（1）u2uGuLuT

u1工作波形

：控制角

：导通角输出电压及电流的平均值tttt0000(8-11)（2）电感性负载电路及工作原理DuLu2uTu2正半周时晶闸管导通，u2过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸管在一定时间内仍维持导通，失去单向导电作用。D称为续流二极管,加入D的目的就是消除反电动势的影响。Au1工作波形（不加续流二极管）

u2ttttuGuLuT加续流二极管后工作波形t

tILAVuLuT（3）电压与电流的计算（加入续流二极管后的情况）负载中的电压及电流ULAV=

ILAV当

L>>R时，ILAV在整个周期中可近似看做直流。RLGK(8-12)晶闸管电压选择步骤

根据电源电压的峰值（U2M）,计算正、反向重复峰值电压。一般取：UDRM

=URRM=（1.5~2）U2M

根据UDRM

、URRM选取晶闸管电压的额定值晶闸管电流选择ITM=（3~3.5）IT(8-13)ITAV=晶闸管的中电流IT=平均值:有效值:晶闸管的选择晶闸管电压>

（1.5~2）U2M晶闸管电流>

（1.5）×(8-14)单相全波可控整流电路电阻性负载桥式可控整流电路（1）电路及工作原理u2>0的导通路径：u2+T1

RLD2

u2-T1T2D1D2RLuLu2+-T1T2D1D2RLuLu2-+u2<0的导通路径：u2+T2

RLD1

u2-（2）工作波形tttt

u2uGuLuT1（3）输出电压及电流的平均值ULAV=ILAV=(8-15)电感性负载桥式可控整流电路u2T1T2D1D2DuLRL

该电路加续流二极管后电路工作情况以及负载上的电流、电压和电阻性负载类似，请自行分析。两种常用可控整流电路的特点电路特点u2TD2D1D4uLRLD3该电路只用一只晶闸管，且其上无反向电压。晶闸管和负载上的电流相同。（1）电路组成晶闸管起调压作用。（2）电路组成T1T2D1D2u2uLRL

该电路接入电感性负载时，D1、D2

便起续流二极管作用。由于T1的阳极和T2的阴极相连，两管控制极必须加独立的触发信号。T1T2D1D2RuLu2E+-带反电动势负载的可控整流电路该电路的工作过程。画出uL、iL的工作波形。触发电路1.单结晶体管工作原理（发射极）B2B1PNEB2B1RB2RB1(1)结构等效电路（2）工作原理B2RB1RB2B1AUBBuE<UA+UF=UP

时，PN结反偏，iE很小；uE

UP时，PN结正向导通,iE迅速增加。

PN结管内基极体电阻

--分压比(0.35~0.75)UP--峰点电压UF--PN结正向导通压降(第二基极)（第一基极）（3）特性和参数

UEUVIV负阻区：UE>UP后，大量空穴注入基区，致使IE增加、UE反而下降，出现负阻。IE0UV、IV

—谷点电压、电流（维持单结管导通的最小电压、电流。）UP—

峰点电压（单结管由截止变导通所需发射极电压。）E单结管符号EB2B1单结管重要特点UAUE<UV时单结管截止