低壓電工安全培訓(xùn)

1、低壓電工安全培訓(xùn)l我國相關(guān)法律、法規(guī)及行業(yè)規(guī)范要求電工必須持證上崗。這里的持證應(yīng)包含“三證”，即：安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局核發(fā)的特種作業(yè)操作證書、勞動(dòng)和社會(huì)保障局核發(fā)的職業(yè)資格證。 維修電工執(zhí)業(yè)要求維修電工執(zhí)業(yè)要求2第二頁，共315頁。 1特種作業(yè)操作證 （1）所有從事電工等特種作業(yè)的操作人員必須持證上崗，違者將規(guī)追究法律責(zé)任。 （2）學(xué)員經(jīng)指定衛(wèi)生醫(yī)療機(jī)構(gòu)體檢合格后，方可參加電工作業(yè)初訓(xùn)。電工作業(yè)初訓(xùn)的主要內(nèi)容包括電工基礎(chǔ)知識(shí)、人體觸電、觸電預(yù)防、觸電急救、高（低）壓變配電設(shè)備、電氣安全管理（包括組織措施和技術(shù)措施）等六個(gè)方面。初訓(xùn)后由省、市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門組織考核，合格才發(fā)證。電工作業(yè)操作證

2、每兩年須復(fù)審。3第三頁，共315頁。l2電工職業(yè)資格證l國家職業(yè)資格證書制度要求按照國家制定的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過政府認(rèn)定的考核鑒定機(jī)構(gòu)，對(duì)從業(yè)者的技能水平或職業(yè)資格進(jìn)行客觀、公正、科學(xué)規(guī)范的評(píng)價(jià)和鑒定，并對(duì)合格者授予相應(yīng)的國家職業(yè)資格證書。l維修電工國家職業(yè)資格證共分為5個(gè)級(jí)別 ，即：初級(jí)（五級(jí)）、中級(jí)（四級(jí)）、高級(jí)（三級(jí)）、技師（二級(jí)）和高級(jí)技師（一級(jí)）。4第四頁，共315頁。第一章 電工與電子基礎(chǔ)l一、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體（超導(dǎo)體）知識(shí)一、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體（超導(dǎo)體）知識(shí)l二、電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用二、電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用l三、電路分析方法三、電路分析方法l四、二極管、可控

3、硅整流原理四、二極管、可控硅整流原理5第五頁，共315頁。第一節(jié)第一節(jié)導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體、超導(dǎo)體知識(shí)導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體、超導(dǎo)體知識(shí) 導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體器件是構(gòu)成導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體器件是構(gòu)成各種電氣設(shè)備、電工電子器件的基礎(chǔ)各種電氣設(shè)備、電工電子器件的基礎(chǔ)，在電力生產(chǎn)上，更是普遍存在，作，在電力生產(chǎn)上，更是普遍存在，作為一名電力生產(chǎn)人員，應(yīng)熟悉掌握導(dǎo)為一名電力生產(chǎn)人員，應(yīng)熟悉掌握導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的定義和性質(zhì)以體、半導(dǎo)體、絕緣體的定義和性質(zhì)以及應(yīng)用。及應(yīng)用。 6第六頁，共315頁。一、導(dǎo)體一、導(dǎo)體 定義：具定義：具有良好導(dǎo)電性能的材料就稱為導(dǎo)有良好導(dǎo)電性能的材料就稱為導(dǎo)體。大家知道，金屬

4、、石墨和電解液具有良體。大家知道，金屬、石墨和電解液具有良好的導(dǎo)電性能，他們都是導(dǎo)體。好的導(dǎo)電性能，他們都是導(dǎo)體。 7第七頁，共315頁。二、絕緣體二、絕緣體 定義：不導(dǎo)電的物質(zhì)，稱為絕緣體定義：不導(dǎo)電的物質(zhì)，稱為絕緣體。如包在電線外面的橡膠、塑料。常。如包在電線外面的橡膠、塑料。常用的絕緣體材料還有陶瓷、云母、膠用的絕緣體材料還有陶瓷、云母、膠木、硅膠、絕緣紙和絕緣油（變壓器木、硅膠、絕緣紙和絕緣油（變壓器油）等，空氣也是良好的絕緣物質(zhì)。油）等，空氣也是良好的絕緣物質(zhì)。 l導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別決定于物體內(nèi)部是否存導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別決定于物體內(nèi)部是否存在大量自由電子，導(dǎo)體和絕緣體的界限也不在大量

5、自由電子，導(dǎo)體和絕緣體的界限也不是絕對(duì)的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。是絕對(duì)的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。 8第八頁，共315頁。三、半導(dǎo)體三、半導(dǎo)體 有一些物質(zhì)，如硅、鍺、硒等，其原有一些物質(zhì)，如硅、鍺、硒等，其原子的最外層電子既不象金屬那樣容易掙脫子的最外層電子既不象金屬那樣容易掙脫原子核的束縛而成為自由電子，也不象絕原子核的束縛而成為自由電子，也不象絕緣體那樣受到原子核的緊緊束縛，這類物緣體那樣受到原子核的緊緊束縛，這類物質(zhì)的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，并質(zhì)的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，并且隨著外界條件及摻入微量雜質(zhì)而顯著改且隨著外界條件及摻入微量雜質(zhì)而顯著改變，這類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。變

6、，這類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。9第九頁，共315頁。1.半導(dǎo)體有以下獨(dú)特性能：半導(dǎo)體有以下獨(dú)特性能：l通過摻入雜質(zhì)可明顯地改變半導(dǎo)體的通過摻入雜質(zhì)可明顯地改變半導(dǎo)體的 電導(dǎo)率。電導(dǎo)率。l溫度可明顯地改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。即熱敏效溫度可明顯地改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。即熱敏效應(yīng)應(yīng)l光照不僅可改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，還可以產(chǎn)生光照不僅可改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，還可以產(chǎn)生電動(dòng)勢，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。電動(dòng)勢，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。 與金屬和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到與金屬和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，當(dāng)材料的提純技術(shù)改進(jìn)以后，半導(dǎo)體的年代，當(dāng)材料的提純技術(shù)改進(jìn)

7、以后，半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使電子技術(shù)取得飛速發(fā)展，電子技術(shù)取得飛速發(fā)展， 10第十頁，共315頁。2.本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體、PN結(jié)結(jié)（1）本征半導(dǎo)體：天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是）本征半導(dǎo)體：天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是一個(gè)半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。一個(gè)半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體中的載流子濃度很小，導(dǎo)電能力較弱，且受溫本征半導(dǎo)體中的載流子濃度很小，導(dǎo)電能力較弱，且受溫度影響很大，不穩(wěn)定，用途有限。度影響很大，不穩(wěn)定，用途有限。（2）雜質(zhì)半導(dǎo)體、）雜質(zhì)半導(dǎo)體、PN結(jié)：如果在

8、本征半導(dǎo)體中摻入微量結(jié)：如果在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)（摻雜），其導(dǎo)電性能將發(fā)生顯著變化，如在純硅雜質(zhì)（摻雜），其導(dǎo)電性能將發(fā)生顯著變化，如在純硅中摻入少許的砷或磷（最外層有五個(gè)電子），就形成中摻入少許的砷或磷（最外層有五個(gè)電子），就形成N型半導(dǎo)體；摻入少許的硼（最外層有三個(gè)電子）型半導(dǎo)體；摻入少許的硼（最外層有三個(gè)電子），就形成，就形成P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。 P P型和型和N N型半導(dǎo)體并不能直接用來制造半導(dǎo)體器件。通常是在型半導(dǎo)體并不能直接用來制造半導(dǎo)體器件。通常是在半導(dǎo)體的局部分別摻入濃度較大的三價(jià)或五價(jià)雜質(zhì)，使其變?yōu)榘雽?dǎo)體的局部分別摻入濃度較大的三價(jià)或五價(jià)雜質(zhì)，使其變?yōu)镻 P型型或或N

9、 N型半導(dǎo)體，在型半導(dǎo)體，在P P型和型和N N型半導(dǎo)體的交界面就會(huì)形成型半導(dǎo)體的交界面就會(huì)形成PNPN結(jié)，而結(jié)，而PNPN結(jié)就是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，最簡單的一個(gè)結(jié)就是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，最簡單的一個(gè)PNPN結(jié)就是結(jié)就是二極管。二極管。 11第十一頁，共315頁。四、超導(dǎo)體四、超導(dǎo)體l定義：某些金屬在攝氏零下定義：某些金屬在攝氏零下273度的絕對(duì)溫度的絕對(duì)溫度下，電阻會(huì)突然消失，這種金屬電阻完全度下，電阻會(huì)突然消失，這種金屬電阻完全消失的特殊現(xiàn)象，稱超導(dǎo)電性，具有超導(dǎo)電消失的特殊現(xiàn)象，稱超導(dǎo)電性，具有超導(dǎo)電性的金屬稱超導(dǎo)體。性的金屬稱超導(dǎo)體。 超導(dǎo)現(xiàn)象是超導(dǎo)現(xiàn)象是19111911年

10、荷蘭物理學(xué)家昂尼斯在研究導(dǎo)年荷蘭物理學(xué)家昂尼斯在研究導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)中，首次發(fā)現(xiàn)水銀在體的電阻隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)中，首次發(fā)現(xiàn)水銀在4.2K4.2K的低溫時(shí)，電阻突然消失，即的低溫時(shí)，電阻突然消失，即R=0R=0；19331933年，年，又發(fā)現(xiàn)處于超導(dǎo)狀態(tài)的物質(zhì)，外部磁場不能深入超又發(fā)現(xiàn)處于超導(dǎo)狀態(tài)的物質(zhì)，外部磁場不能深入超導(dǎo)體內(nèi)，有抗磁性，即導(dǎo)體內(nèi)，有抗磁性，即B=0B=0，以上是超導(dǎo)體的兩大特，以上是超導(dǎo)體的兩大特性。性。 12第十二頁，共315頁。第二節(jié)電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用 電阻、電容、電感是構(gòu)成各種電路的基本電阻、電容、電感是構(gòu)成各種電路的

11、基本元件。這一部分主要是了解一下它們性質(zhì)、元件。這一部分主要是了解一下它們性質(zhì)、用途，以及實(shí)際應(yīng)用舉例。用途，以及實(shí)際應(yīng)用舉例。13第十三頁，共315頁。一、電阻一、電阻1.1.定義：定義：衡量物體導(dǎo)電性能的物理量稱為電阻。衡量物體導(dǎo)電性能的物理量稱為電阻。 在一定的溫度下，其電阻與長度成正比，與截面積成反比在一定的溫度下，其電阻與長度成正比，與截面積成反比。這就是導(dǎo)體的電阻定律。這就是導(dǎo)體的電阻定律。 2.2.電阻的常用單位：歐姆（電阻的常用單位：歐姆（）、）、KK、MMl11的含義：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為的含義：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為1V1V，通過的電流為，通過的電流為1A1A，這段導(dǎo)體的電阻為這段導(dǎo)

12、體的電阻為11。l換算：換算：1 M1 M10103 3 K K10106 6l阻值標(biāo)示：一般用色環(huán)法和數(shù)字法。阻值標(biāo)示：一般用色環(huán)法和數(shù)字法。 slR.14第十四頁，共315頁。3.3.電阻的性質(zhì)電阻的性質(zhì)l電阻是一個(gè)耗能元件，即消耗電能變?yōu)闊崮堋ｋ娮枋且粋€(gè)耗能元件，即消耗電能變?yōu)闊崮堋電阻是線性元件，它符合歐姆定律：電阻是線性元件，它符合歐姆定律：=U/R=U/R。 l電阻在電路中主要用于限流、分流、降壓、分壓。電阻在電路中主要用于限流、分流、降壓、分壓。 l主要參數(shù)：阻值及誤差、額定電壓、額定功率等。主要參數(shù)：阻值及誤差、額定電壓、額定功率等。l電阻的串并聯(lián)及計(jì)算：電阻的串并聯(lián)及計(jì)算：

13、 串聯(lián)：串聯(lián)：RRR1+ R2+ R3+R1+ R2+ R3+ 分壓作用分壓作用 并聯(lián)：并聯(lián)： 分流作用分流作用l常用計(jì)算公式：常用計(jì)算公式： 串聯(lián)各電阻的電壓與電阻成正比。也就是說，大電阻分到高電壓，小電阻串聯(lián)各電阻的電壓與電阻成正比。也就是說，大電阻分到高電壓，小電阻分到小電壓。分到小電壓。 兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，總電流為兩分支電流之和。電流的分配與電阻大小成反比。兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，總電流為兩分支電流之和。電流的分配與電阻大小成反比。 3121111RRRRRURP.2PUR215第十五頁，共315頁。4.4.電阻的測量：電阻的測量：一般用萬用表、兆歐表、平衡電橋等一般用萬用表、兆歐表、平衡電橋等

14、 電阻測量一般不能帶電測量。在測量半導(dǎo)體（二極管、三電阻測量一般不能帶電測量。在測量半導(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，所以極管）、電容等有極性的器件時(shí)，因有正向、反向之分，所以萬用表在電阻檔時(shí)：萬用表在電阻檔時(shí)：“黑黑”表筆為正極，表筆為正極，“紅紅”表筆為負(fù)極。表筆為負(fù)極。兆歐表一般用于測量阻值較大的絕緣電阻。阻值較小電阻的精兆歐表一般用于測量阻值較大的絕緣電阻。阻值較小電阻的精確測量也有很多種方法，平衡電橋測量是較常用的一種（高試確測量也有很多種方法，平衡電橋測量是較常用的一種（高試常用常用），），有直流電橋和交流電橋。有直流電橋和交流電橋。 5.5.電阻

15、的分類及應(yīng)用：電阻的分類及應(yīng)用：l按阻值特性：固定電阻、可調(diào)電阻按阻值特性：固定電阻、可調(diào)電阻 l按制造材料：碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻、水按制造材料：碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻、水泥電阻、陶瓷電阻、半導(dǎo)體電阻等。泥電阻、陶瓷電阻、半導(dǎo)體電阻等。 l按安裝方式：插件電阻、貼片電阻。按安裝方式：插件電阻、貼片電阻。 16第十六頁，共315頁。5.5.特種電阻特種電阻( (敏感電阻敏感電阻) )常識(shí)：常識(shí)：l熱敏電阻：熱敏電阻：是一種對(duì)溫度極為敏感的電阻器，分為正是一種對(duì)溫度極為敏感的電阻器，分為正溫度系數(shù)（阻值隨溫度升高而增大）和負(fù)溫度系數(shù)（溫度系數(shù)（阻值隨溫度升高而增大）和負(fù)溫度系數(shù)（

16、阻值隨溫度升高而降低）電阻器。應(yīng)用舉例：阻值隨溫度升高而降低）電阻器。應(yīng)用舉例： 如電視機(jī)消磁電路、電飯鍋電路如電視機(jī)消磁電路、電飯鍋電路 17第十七頁，共315頁。l光敏電阻：光敏電阻：阻值隨著光線的強(qiáng)弱而發(fā)生變化的電阻阻值隨著光線的強(qiáng)弱而發(fā)生變化的電阻器，稱為光敏電阻器。分為可見光光敏電阻、紅器，稱為光敏電阻器。分為可見光光敏電阻、紅外光光敏電阻、紫外光光敏電阻。選用時(shí)先確定外光光敏電阻、紫外光光敏電阻。選用時(shí)先確定電路的光譜特性。實(shí)際應(yīng)用如光控路燈，根據(jù)光電路的光譜特性。實(shí)際應(yīng)用如光控路燈，根據(jù)光線的強(qiáng)度自動(dòng)控制路燈的開關(guān)。線的強(qiáng)度自動(dòng)控制路燈的開關(guān)。l壓敏電阻：壓敏電阻：是對(duì)電壓變化很

17、敏感的非線性電阻器，是對(duì)電壓變化很敏感的非線性電阻器，具有非線性伏安特性并有抑制瞬態(tài)過電壓作用的固具有非線性伏安特性并有抑制瞬態(tài)過電壓作用的固態(tài)電壓敏感元件。當(dāng)電阻器上的電壓在標(biāo)稱值內(nèi)時(shí)態(tài)電壓敏感元件。當(dāng)電阻器上的電壓在標(biāo)稱值內(nèi)時(shí), ,電阻器上的阻值呈無窮大狀態(tài)電阻器上的阻值呈無窮大狀態(tài), ,當(dāng)電壓略高于標(biāo)稱電當(dāng)電壓略高于標(biāo)稱電壓時(shí)壓時(shí), ,其阻值很快下降其阻值很快下降, ,使電阻器處于導(dǎo)通狀態(tài)使電阻器處于導(dǎo)通狀態(tài), ,當(dāng)電當(dāng)電壓減小到標(biāo)稱電壓以下時(shí)壓減小到標(biāo)稱電壓以下時(shí), ,其阻值又開始增加（可以其阻值又開始增加（可以自恢復(fù)）。實(shí)際應(yīng)用如電話機(jī)過壓保護(hù)、避雷器閥自恢復(fù)）。實(shí)際應(yīng)用如電話機(jī)過壓

18、保護(hù)、避雷器閥片等。片等。 18第十八頁，共315頁。l濕敏電阻：濕敏電阻：是對(duì)濕度變化非常敏感的電阻器是對(duì)濕度變化非常敏感的電阻器, ,能在能在各種濕度環(huán)境中使用，它是將濕度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換各種濕度環(huán)境中使用，它是將濕度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能器件。主要用作濕度傳感器，如嬰兒的尿濕報(bào)警器能器件。主要用作濕度傳感器，如嬰兒的尿濕報(bào)警器等。等。 l熔斷器、分流器：熔斷器、分流器：也可以看作是一種電阻器件，熔也可以看作是一種電阻器件，熔斷器是一種阻值很小，功率較小的電阻，當(dāng)通過斷器是一種阻值很小，功率較小的電阻，當(dāng)通過的電流超過一定值時(shí)，其發(fā)熱熔斷起到保護(hù)作用的電流超過一定值時(shí)，其發(fā)熱熔斷起到保護(hù)作用；

19、分流器實(shí)際上就是一個(gè)阻值很小的電阻，串在；分流器實(shí)際上就是一個(gè)阻值很小的電阻，串在回路中，當(dāng)有直流電流通過時(shí)，產(chǎn)生壓降且隨電回路中，當(dāng)有直流電流通過時(shí)，產(chǎn)生壓降且隨電流大小變化，供直流電流表顯示，或接到變送器流大小變化，供直流電流表顯示，或接到變送器（如勵(lì)磁回路），實(shí)際上相當(dāng)于取樣、測量的作（如勵(lì)磁回路），實(shí)際上相當(dāng)于取樣、測量的作用。用。 19第十九頁，共315頁。二、電容二、電容1.1.電容器結(jié)構(gòu)原理：電容器結(jié)構(gòu)原理： 在電子電路中，電容器是必不可少的電子器件；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。簡單地在電力生產(chǎn)中，電力電容器也是廣泛應(yīng)用。簡單地

20、說，電容器就是一種儲(chǔ)存電荷的容器，他不消耗能說，電容器就是一種儲(chǔ)存電荷的容器，他不消耗能量。電容器通常簡稱為電容，用字母量。電容器通常簡稱為電容，用字母“C”C”表示。其表示。其基本結(jié)構(gòu)是由兩片靠得較近的金屬片，中間隔以絕緣物基本結(jié)構(gòu)是由兩片靠得較近的金屬片，中間隔以絕緣物質(zhì)而組成，兩金屬片為電容得極板，中間的絕緣物質(zhì)為質(zhì)而組成，兩金屬片為電容得極板，中間的絕緣物質(zhì)為介質(zhì)，介質(zhì)， 電容器的電容等于電容器的帶電荷電容器的電容等于電容器的帶電荷量，平板電容器的電容與極板面積成正量，平板電容器的電容與極板面積成正比，與極間距離成反比。比，與極間距離成反比。uqC 20第二十頁，共315頁。 一般規(guī)定

21、把電容器外加一般規(guī)定把電容器外加1V1V直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉（F F），還有微法（），還有微法（FF）、納法（）、納法（nFnF）、皮法（）、皮法（pFpF），），因法拉單位較大，實(shí)際不常用，實(shí)際常用的是微法、因法拉單位較大，實(shí)際不常用，實(shí)際常用的是微法、皮法。其換算關(guān)系：皮法。其換算關(guān)系：1 1法拉（法拉（F F）= = 微法（微法（FF） 1 1微法（微法（FF）= = 納法（納法（nFnF）= = 皮法（皮法（pFpF）2.2.電容器的基本性質(zhì)、作用：電容器的基本性質(zhì)、作用：

22、基本性質(zhì)：基本性質(zhì)：簡單地說就是隔直流通交流，即對(duì)直流簡單地說就是隔直流通交流，即對(duì)直流呈現(xiàn)電阻無窮大，相當(dāng)于開路；對(duì)交流呈現(xiàn)的電阻呈現(xiàn)電阻無窮大，相當(dāng)于開路；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的交流電呈 現(xiàn)不同的容抗現(xiàn)不同的容抗: : 610310610fCCXc21121第二十一頁，共315頁。電容器在電路中主要作用有：電容器在電路中主要作用有：整流電路平滑濾波、電整流電路平滑濾波、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

23、路、延時(shí)電路等等直）、與電阻電感構(gòu)成振蕩、諧振回路、延時(shí)電路等等。電子電路中需要用到各種各樣的電容器，它們在電路。電子電路中需要用到各種各樣的電容器，它們在電路中分別起著不同的作用。電力電容器的主要應(yīng)用有：無中分別起著不同的作用。電力電容器的主要應(yīng)用有：無功補(bǔ)償、電容式電壓互感器、阻波器、載波耦合電容器功補(bǔ)償、電容式電壓互感器、阻波器、載波耦合電容器、油開關(guān)觸頭保護(hù)電容器等等。、油開關(guān)觸頭保護(hù)電容器等等。 小容量的電容，通常在高頻電路中使用；大容量的電容小容量的電容，通常在高頻電路中使用；大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。電解電容為有極性電容，分往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。電解電容為有極性電

24、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、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。意極性不能接反，否則會(huì)因漏電流大引起爆炸損壞。 22第二十二頁，共315頁。電容的充放電：電容的充放電：把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過一會(huì)兒把電源斷開，兩個(gè)引腳間仍然正、負(fù)極上，過一會(huì)兒把電源斷開，兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓，這是因?yàn)殡娙萜鲀?chǔ)存了電荷，電容器會(huì)有殘留電壓，這是因?yàn)殡娙萜鲀?chǔ)存了電荷，電

25、容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過程稱為電容極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過程稱為電容器的充電。而電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過程，器的充電。而電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過程，稱為電容器的放電。稱為電容器的放電。 l電容器的充電和放電就形成電容電流，電電容器的充電和放電就形成電容電流，電 容電流與電容和端電壓的變化率成正比。容電流與電容和端電壓的變化率成正比。 l只有加在電容兩端的電壓發(fā)生變化時(shí)，電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。容才有電流通過。l電容器儲(chǔ)藏的電場能量與端電壓的平方成電容器儲(chǔ)藏的電場能量與端電壓的平方成 正比：正比：dtduCi 221CuW

26、23第二十三頁，共315頁。充電過程分析：充電過程分析：開關(guān)合閘瞬間，過渡過程，開關(guān)合閘瞬間，過渡過程，呈指數(shù)規(guī)律。呈指數(shù)規(guī)律。R +C uC +Us iCSuCiCtOuC，iCUsRUs)1 (CRCtseUuRCtsCeRUdtduCiC24第二十四頁，共315頁。放電過程分析：放電過程分析：其中其中 稱為電路充放電時(shí)間常數(shù)，它是反稱為電路充放電時(shí)間常數(shù)，它是反映充放電快慢的一個(gè)參數(shù)。映充放電快慢的一個(gè)參數(shù)。 以上是電容在直流電路瞬態(tài)過渡充放電過程的簡單分析，從波以上是電容在直流電路瞬態(tài)過渡充放電過程的簡單分析，從波形圖可以看出，其充電電流超前電壓。形圖可以看出，其充電電流超前電壓。R

27、+C uC +Us iCS12uCiCtOuC， iCUoRUoRCteUuoCRCtCeRUdtduCioCRC25第二十五頁，共315頁。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90，這就是我們通常所說的容性負(fù)載電流超前電壓90的原因。電容的串并聯(lián)性質(zhì)：并聯(lián)：總電容為各電容之和。串聯(lián)：總電容的倒數(shù)為各電容倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)時(shí)，各電容電壓與電容量成反比,每個(gè)電容分配到的電壓計(jì)算式在形式上與并聯(lián)電阻的分流計(jì)算公式相似。 /2 O t i u、i u UXjC121CCC21111CCC26第二十六頁，共315頁。3.3.電容的參數(shù)：電容的參數(shù)：主要

28、有標(biāo)稱容量、額定電壓、絕緣主要有標(biāo)稱容量、額定電壓、絕緣電阻（漏電阻）、溫度范圍等電阻（漏電阻）、溫度范圍等4.4.電容器的測量、極性判別：電容器的測量、極性判別：對(duì)于通常的電容器，一般用萬對(duì)于通常的電容器，一般用萬用表電阻檔測量。用表電阻檔測量。每次測試前，需將電容器放電（兩極短接一下放電），然后將紅每次測試前，需將電容器放電（兩極短接一下放電），然后將紅、黑表筆分別接電容器的兩極，由表針的偏擺來判斷電容器質(zhì)量、黑表筆分別接電容器的兩極，由表針的偏擺來判斷電容器質(zhì)量。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)）。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

29、回原位（靠近，然后慢慢向左退回原位（靠近，所指示的阻值就是漏電阻），所指示的阻值就是漏電阻）。如果表針擺起后不再回轉(zhuǎn)，說明電容器已擊穿。如果表針如果表針擺起后不再回轉(zhuǎn)，說明電容器已擊穿。如果表針擺起后逐漸退回到某一位置停住，則說明電容器已漏電。擺起后逐漸退回到某一位置停住，則說明電容器已漏電。如果表針擺不起來，說明電容器電解質(zhì)已干涸失去容量。如果表針擺不起來，說明電容器電解質(zhì)已干涸失去容量。對(duì)于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測出對(duì)于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測出的正向漏電阻大于反向漏電組。（可依此判別極性）的正向漏電阻大于反向漏電組。（可依此判別極性）其實(shí)，

30、萬用表測量的過程就是反映電容充放電的過程。其實(shí)，萬用表測量的過程就是反映電容充放電的過程。 27第二十七頁，共315頁。5.5.電容器應(yīng)用舉例：電容器應(yīng)用舉例：l分布電容、雜散電容影響：分布電容、雜散電容影響： l旁路、消干擾：旁路、消干擾：l儲(chǔ)能作用：儲(chǔ)能作用： l耦合電容、阻波器：耦合電容、阻波器： l無功補(bǔ)償電容器：無功補(bǔ)償電容器：l少油斷路器斷口均壓電容：少油斷路器斷口均壓電容： l電容式電壓互感器：電容式電壓互感器： 28第二十八頁，共315頁。29第二十九頁，共315頁。30第三十頁，共315頁。三、電感三、電感1.1.電感的結(jié)構(gòu)原理：電感的結(jié)構(gòu)原理：用導(dǎo)線繞制成線圈就構(gòu)成一個(gè)電感

31、器，用導(dǎo)線繞制成線圈就構(gòu)成一個(gè)電感器，它是一種能夠儲(chǔ)存磁場能量的元件。它是一種能夠儲(chǔ)存磁場能量的元件。 電感的單位是亨利（電感的單位是亨利（H H），常用單位為毫亨（），常用單位為毫亨（mHmH）、微亨（）、微亨（HH）和納亨（）和納亨（nHnH），其換算關(guān)系為：），其換算關(guān)系為： 電感量的大小表示產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的能力。電感量的大小表示產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的能力。2.電感的性質(zhì)、作用：電感的性質(zhì)、作用： 形象說法：電感器就是形象說法：電感器就是“通直流，阻交通直流，阻交流流”。也就是說，只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電。也就是說，只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓，而且其電動(dòng)勢的方向是阻

32、止電流變化的方向，大小與電感壓，而且其電動(dòng)勢的方向是阻止電流變化的方向，大小與電感量和電流變化率成正比。在直流電路中，電感上即使有電流通量和電流變化率成正比。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但，相當(dāng)于短路。其電壓與電流的關(guān)系：過，但，相當(dāng)于短路。其電壓與電流的關(guān)系： nHHmHH9631010101dtdiLu31第三十一頁，共315頁。l同一電感對(duì)不同頻率的交流電呈現(xiàn)不同的阻抗，即同一電感對(duì)不同頻率的交流電呈現(xiàn)不同的阻抗，即感抗：感抗：XLXLLL2fL2fL。電感。電感L L越大，電源頻率越大，電源頻率f f越高越高，感抗就越大。對(duì)直流，感抗就越大。對(duì)直流，f f0 0，相當(dāng)于短路。，

33、相當(dāng)于短路。l電感線圈是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它以磁的形式儲(chǔ)存電能電感線圈是一個(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：，儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示： 可見，線圈電感量越大，流過電可見，線圈電感量越大，流過電 流越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。流越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。 其儲(chǔ)能和釋放過程：當(dāng)電流的絕對(duì)值增加時(shí)，其儲(chǔ)能和釋放過程：當(dāng)電流的絕對(duì)值增加時(shí)，電感元件吸收能量并全部轉(zhuǎn)換成磁場能量；當(dāng)電電感元件吸收能量并全部轉(zhuǎn)換成磁場能量；當(dāng)電流的絕對(duì)值減小時(shí)，電感元件釋放磁場能量。流的絕對(duì)值減小時(shí)，電感元件釋放磁場能量。 可見，電感元件與電容元件一樣，并不是把吸收的可見，電感元件與電容元件一樣，

34、并不是把吸收的能量消耗掉，而是以磁場或電場的形式儲(chǔ)存，用以交換能量消耗掉，而是以磁場或電場的形式儲(chǔ)存，用以交換，釋放與吸收的能量一樣。，釋放與吸收的能量一樣。221LiWL32第三十二頁，共315頁。l對(duì)于正弦交流電路，其電壓、電流波形圖和相量圖如下：對(duì)于正弦交流電路，其電壓、電流波形圖和相量圖如下： 由以上波形圖和相量圖可以看出，電感在正弦交流電由以上波形圖和相量圖可以看出，電感在正弦交流電路中電流滯后電壓路中電流滯后電壓9090，即，即: : 我們通常所說的，感性負(fù)載電我們通常所說的，感性負(fù)載電 流滯后電壓流滯后電壓9090就是這個(gè)道理。就是這個(gè)道理。 /2 O t i u、i u IjX

35、UL33第三十三頁，共315頁。3.3.電感的參數(shù)、測量：電感的參數(shù)、測量：測量：測量：用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。若測量電阻為理想的電感電阻很小，近乎為零。若測量電阻為，則說明，則說明電感器已經(jīng)開路損壞。電感器已經(jīng)開路損壞。參數(shù)：參數(shù)：主要有電感量、額定電流等。主要有電感量、額定電流等。4.4.電感的應(yīng)用舉例：電感的應(yīng)用舉例： 電抗器：電抗器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無導(dǎo)磁材料的空心線圈。在電力系統(tǒng)中實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無導(dǎo)磁材料的空心線圈。在電力系統(tǒng)中起增大短路阻抗，限制短路電流作用。常串于出線斷路器處，起增大短路阻

36、抗，限制短路電流作用。常串于出線斷路器處，起到維持母線電壓水平的作用，使母線電壓波動(dòng)較小，保證非起到維持母線電壓水平的作用，使母線電壓波動(dòng)較小，保證非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。 消弧線圈：消弧線圈：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，減少通過在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，減少通過接地點(diǎn)的電容電流，有效防止鐵磁諧振過電壓的產(chǎn)生。接地點(diǎn)的電容電流，有效防止鐵磁諧振過電壓的產(chǎn)生。 消弧線圈補(bǔ)償方式有三種：全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償消弧線圈補(bǔ)償方式有三種：全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償34第三十四頁，共315頁。第三節(jié)第三節(jié)電路分析方法電路分析方法一、電路的基本

37、概念：一、電路的基本概念： 為了某種需要、功能而由電源、導(dǎo)線、開關(guān)和為了某種需要、功能而由電源、導(dǎo)線、開關(guān)和負(fù)載等元件按一定方式組合起來的電流的通路稱負(fù)載等元件按一定方式組合起來的電流的通路稱為電路。為電路。l電路的主要功能：一是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分電路的主要功能：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。配；二是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。l電路分析的主要任務(wù)就在于解得電路物理量，其電路分析的主要任務(wù)就在于解得電路物理量，其中最基本的電路物理量就是電流、電壓和功率。中最基本的電路物理量就是電流、電壓和功率。35第三十五頁，共315頁。二、電路的基本物理量：二、電路的

38、基本物理量： 1.1.電流：電流：導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。定義為單位時(shí)定義為單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量，即間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量，即 2.2.電壓、電位和電動(dòng)勢：電壓、電位和電動(dòng)勢： 電位：電位：電路中某點(diǎn)的電位定義為單位正電荷由該點(diǎn)移至參考點(diǎn)電電路中某點(diǎn)的電位定義為單位正電荷由該點(diǎn)移至參考點(diǎn)電場力所做的功。場力所做的功。要有一個(gè)參考零電位點(diǎn)要有一個(gè)參考零電位點(diǎn) 。 電壓：電壓：電路中電路中a a、b b點(diǎn)兩點(diǎn)間的電壓定義為單位正電荷由點(diǎn)兩點(diǎn)間的電壓定義為單位正電荷由a a點(diǎn)點(diǎn)移至移至b b點(diǎn)電場力所做的功。點(diǎn)電場力所做的功。或者說，兩點(diǎn)之間的電位差即

39、為電或者說，兩點(diǎn)之間的電位差即為電壓：壓： 電壓的實(shí)際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。電壓的實(shí)際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。 電源電動(dòng)勢：電源電動(dòng)勢：是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的力克服電場力把單位正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，稱為電源的電動(dòng)勢。功，稱為電源的電動(dòng)勢。 電動(dòng)勢的實(shí)際方向與電壓實(shí)際方向相反，規(guī)定為由電源電動(dòng)勢的實(shí)際方向與電壓實(shí)際方向相反，規(guī)定為由電源負(fù)極指向正極。負(fù)極指向正極。 dtdqibaabuuu36第三十六頁，共315頁。3.3.電功率和電能：電功率和電能：電

40、場力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電場力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，簡稱電功率，簡稱功率功率。它表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，被電路吸收（消耗）。它表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，被電路吸收（消耗）的速率。單位為：瓦（的速率。單位為：瓦（W W），常用的有），常用的有KWKW（千瓦）、（千瓦）、MWMW（兆瓦）（兆瓦）、mWmW（毫瓦）。（毫瓦）。 在一定時(shí)間內(nèi)，電路（負(fù)載）吸收（消耗）的電功率（電在一定時(shí)間內(nèi)，電路（負(fù)載）吸收（消耗）的電功率（電量）稱為量）稱為電能電能，即，即電量（電度）電量（電度）。 電能的單位是焦（耳）（電能的單位是焦（耳）（J J），它），它 等于功率等于功率1W1W的用

41、電設(shè)備在的用電設(shè)備在1s1s內(nèi)消耗的電能，量值較小。在實(shí)用內(nèi)消耗的電能，量值較小。在實(shí)用上采用上采用kWh(kWh(千瓦小時(shí)千瓦小時(shí)) )作為電能的單位，它等于功率作為電能的單位，它等于功率1kW1kW的用電的用電設(shè)備在設(shè)備在1h1h（3600s3600s）內(nèi)消耗的電能，簡稱為）內(nèi)消耗的電能，簡稱為1 1度電。換算關(guān)系度電。換算關(guān)系：（直流時(shí)）或UIPuidtdWp)(0ttPWMJJsWkWh6 . 3106 . 336001016337第三十七頁，共315頁。二、電路的基本物理量：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；一是基電路的分析計(jì)算有兩大基本定律：一是歐

42、姆定律；一是基爾霍夫定律。歐姆定律反映的是電路中元件上的電流和電壓的爾霍夫定律。歐姆定律反映的是電路中元件上的電流和電壓的約束關(guān)系，而基爾霍夫定律反映的是電路中各支路電流之間的約束關(guān)系，而基爾霍夫定律反映的是電路中各支路電流之間的約束關(guān)系或各回路電壓之間的約束的關(guān)系。約束關(guān)系或各回路電壓之間的約束的關(guān)系。1.1.歐姆定律：歐姆定律： 歐姆定律只適用于純線性電阻電路。歐姆定律有兩種：歐姆定律只適用于純線性電阻電路。歐姆定律有兩種：即部分電路歐姆定律（也稱作外電路歐姆定律）和全電路即部分電路歐姆定律（也稱作外電路歐姆定律）和全電路歐姆定律。歐姆定律。 外電路歐姆定律：表述為在同一電路中外電路歐姆定

43、律：表述為在同一電路中, ,流過電阻的電流跟流過電阻的電流跟其兩端的電壓成正比其兩端的電壓成正比, ,跟導(dǎo)體的電阻成反比。跟導(dǎo)體的電阻成反比。串聯(lián)電阻分壓公式：串聯(lián)電阻分壓公式： 并聯(lián)電阻分流公式： IURRIURUI;2121RRUU1221RRII38第三十八頁，共315頁。 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。電源產(chǎn)生電動(dòng)勢，它有內(nèi)電阻。流過電路的電流（內(nèi)電路）之總和。電源產(chǎn)生電動(dòng)勢，它有內(nèi)電阻。流過電路的電流，與電源的電動(dòng)勢成正比，與外電路的電阻與內(nèi)電路的電阻之和成反，與電源的電動(dòng)勢成正比，與

44、外電路的電阻與內(nèi)電路的電阻之和成反比。這就是全電路歐姆定律。比。這就是全電路歐姆定律。 在實(shí)際電路中，由在實(shí)際電路中，由于內(nèi)阻的存在要消耗于內(nèi)阻的存在要消耗一定的功率，產(chǎn)生一一定的功率，產(chǎn)生一定的電壓降（定的電壓降（IrIr）。）。因此，外電路端電壓因此，外電路端電壓U=-IrU=-Ir。當(dāng)外電路開。當(dāng)外電路開路時(shí)，路時(shí)，I I0 0，U=U=；當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)，當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)，端電壓隨著負(fù)載（端電壓隨著負(fù)載（I I）的增大而降低。的增大而降低。 IrIRrRI或39第三十九頁，共315頁。 2.2.基爾霍夫定律：基爾霍夫定律： 基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還基爾霍夫

45、定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立。成立。l基爾霍夫電流定律：基爾霍夫電流定律：對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出結(jié)點(diǎn)的電流之和一定等于流入結(jié)點(diǎn)電流之和，即流出或流入該結(jié)點(diǎn)的電流之和一定等于流入結(jié)點(diǎn)電流之和，即流出或流入該結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。 KCLKCL也可以推廣到電路中任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，一假設(shè)的封閉面，即在任一時(shí)刻，通過該封閉面的所有支路電流的通過該封閉

46、面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。代數(shù)和等于零。 43152IIIII0i0321III40第四十頁，共315頁。l基爾霍夫電壓定律：基爾霍夫電壓定律：對(duì)任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著對(duì)任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零該回路的的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零, ,簡稱為簡稱為KCLKCL。 KCLKCL確定了連接確定了連接在同一回路中各支路在同一回路中各支路電壓之間的關(guān)系。體電壓之間的關(guān)系。體現(xiàn)的是電荷在電場中現(xiàn)的是電荷在電場中從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，它所具有能量的改變它所具有能量的改變量只與這兩點(diǎn)的位置量只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而

47、與移動(dòng)路徑有關(guān)，而與移動(dòng)路徑無關(guān)的性質(zhì)。無關(guān)的性質(zhì)。 在分析電路列回路在分析電路列回路KCLKCL方程時(shí)，應(yīng)先規(guī)定回路繞行方向，各方程時(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“+”+”極性向極性向“- -”極性）取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。極性）取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。41第四十一頁，共315頁。第四節(jié)第四節(jié)二極管、可控硅整流原理二極管、可控硅整流原理 電力電子器件是電力電子變流技術(shù)的核心，通常包括非可控器件（如整流二極管）和可控器件（如晶閘管，也叫可控硅）兩大類。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

48、、逆變器、暫波器、交流調(diào)壓器、周波變流器等，以上的幾個(gè)功能都可以通過晶閘管來實(shí)現(xiàn)。 下面，我們主要介紹整流電路原理。42第四十二頁，共315頁。一、二極管及其整流原理一、二極管及其整流原理 1.1.二極管結(jié)構(gòu)原理：二極管結(jié)構(gòu)原理：一個(gè)一個(gè)PNPN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。管。 二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型。點(diǎn)接觸型二極管觸型。點(diǎn)接觸型二極管PNPN結(jié)面積很小，因而結(jié)電容結(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

49、高頻時(shí)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)字電路中的開關(guān)元件等；面接的檢波、混頻及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件等；面接觸型二極管觸型二極管PNPN結(jié)面積大，因而能通過較大的電流，但結(jié)面積大，因而能通過較大的電流，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。般的電源整流電路均采用面接觸型。43第四十三頁，共315頁。2.2.二極管的伏安特性二極管的伏安特性 二極管由二極管由PNPN結(jié)組成，結(jié)組成，因此，具有因此，具有PNPN結(jié)的單向結(jié)的單向?qū)щ娞匦?，它屬于非線導(dǎo)電特性，它屬于非線性電阻

50、元件。性電阻元件。 正向特性（右半部分）：正向特性（右半部分）： 當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。電壓增大迅速上升。 反向特性反向特性 （左半部分）：（左半部分）： 當(dāng)二極管外加反向電壓時(shí)，當(dāng)二極管外加反向電壓時(shí)，PNPN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流很結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流很小；如果所加反向電壓繼續(xù)增大，大于擊穿電壓時(shí)，反向電??；如果所加反向電壓繼續(xù)增大，大于擊穿電壓時(shí)，反向電流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩(wěn)壓二極管就是利用這流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩(wěn)壓二極管就是利用這一反向擊穿區(qū)特性工作的，一反向擊穿區(qū)特性工作的，

51、控制反向電流數(shù)值，使其不致過熱而控制反向電流數(shù)值，使其不致過熱而燒壞）。燒壞）。 普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會(huì)造成普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會(huì)造成“熱擊穿熱擊穿”，使二極管永久性損壞，不再具有單向?qū)щ娦浴?，使二極管永久性損壞，不再具有單向?qū)щ娦浴?-60 -40 -20 0.4 0.8 U /V 40 30 20 10 I /mA 0 正向特性 反向特性 死區(qū)電壓 44第四十四頁，共315頁。 二極管的測量一般用萬用表的電阻檔（二極管的測量一般用萬用表的電阻檔（R R1K1K）測量，其正向）測量，其正向電阻（黑表筆接陽極，紅表筆接陰極）較?。◣装匐娮瑁ê诒砉P

52、接陽極，紅表筆接陰極）較小（幾百1K1K左右）左右），反向電阻很大（一般為接近，反向電阻很大（一般為接近），而根據(jù)正反向測量結(jié)果，也可），而根據(jù)正反向測量結(jié)果，也可以判斷出其極性。以判斷出其極性。l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、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)字電路中用作開關(guān)元件等等。如整流二限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中用作開關(guān)元件等等。如整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極管做成管做成 光耦器件，用于信號(hào)光耦器件，用于信號(hào) 的電路隔離傳輸

53、，如的電路隔離傳輸，如 微機(jī)保護(hù)等輸入輸出微機(jī)保護(hù)等輸入輸出 口常采用光耦傳輸，口常采用光耦傳輸， 起電路隔離，避免因起電路隔離，避免因 某一輸入輸出口問題某一輸入輸出口問題 影響整個(gè)系統(tǒng)）等。影響整個(gè)系統(tǒng)）等。 他們在 45第四十五頁，共315頁。3.3.二極管整流原理二極管整流原理 二極管整流電路實(shí)際就是利用其單向?qū)щ娞匦?，二極管整流電路實(shí)際就是利用其單向?qū)щ娞匦裕邪氩ㄕ?、全波整流和橋式整流三種形式，常用有半波整流、全波整流和橋式整流三種形式，常用橋式整流。橋式整流。l半波整流：半波整流： 46第四十六頁，共315頁。 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓當(dāng)輸入電壓處于

54、交流電壓正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓VoVoVi(Vi(忽略管壓降忽略管壓降) ) ；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截止，輸出電壓止，輸出電壓VoVo0 0。 半波整流電路的交流利用率只有半波整流電路的交流利用率只有5050，且輸出電壓脈動(dòng)很大，對(duì)于，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)電壓就足夠了壓就足夠了。對(duì)于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器對(duì)于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源，還必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。

55、件的電源，還必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。 電壓正半周電壓正半周時(shí)，時(shí)，交流電源在通交流電源在通過二極管向負(fù)過二極管向負(fù)載提供電源的載提供電源的同時(shí)對(duì)電容充同時(shí)對(duì)電容充電，在交流電電，在交流電壓負(fù)半周時(shí)，壓負(fù)半周時(shí)，電容通過負(fù)載電容通過負(fù)載電阻放電。電阻放電。 47第四十七頁，共315頁。l全波整流：全波整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，D1D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VoVoViVi（忽略（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周時(shí)，管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周時(shí)，D2D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，VoVoViVi。其輸出。其輸出波形是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓，但脈動(dòng)頻率是半波整流的波形是

56、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。一倍。48第四十八頁，共315頁。 同樣，全波整流輸出的直流脈動(dòng)電壓不能滿足電子電路對(duì)直流電源同樣，全波整流輸出的直流脈動(dòng)電壓不能滿足電子電路對(duì)直流電源的要求，必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。也是在全波整流的輸出端接一的要求，必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。也是在全波整流的輸出端接一個(gè)電容。電容在脈動(dòng)電壓的兩個(gè)峰值之間向負(fù)載放電，使輸出電壓得個(gè)電容。電容在脈動(dòng)電壓的兩個(gè)峰值之間向負(fù)載放電，使輸出電壓得到相應(yīng)的平滑。到相應(yīng)的平滑。 全波整流電路的交流利用率為全波整流電路的交流利用率為100100，正負(fù)半周均利用，其輸出，正負(fù)半周均利用，其輸出電壓脈動(dòng)較電壓

57、脈動(dòng)較半波整流小，半波整流小，比較平滑。全比較平滑。全波整流電路必波整流電路必須采用具有中須采用具有中心抽頭的變壓心抽頭的變壓器，而且每個(gè)器，而且每個(gè)線圈只有一半線圈只有一半時(shí)間通過電流，時(shí)間通過電流，所以變壓器的所以變壓器的利用率不高。利用率不高。 49第四十九頁，共315頁。l橋式整流：橋式整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管D1D1、負(fù)載電阻、負(fù)載電阻RLRL、D3D3構(gòu)成一個(gè)回路（圖中虛線所示），輸出電壓構(gòu)成一個(gè)回路（圖中虛線所示），輸出電壓VoVoViVi（忽略管壓降（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）；當(dāng)輸入電壓處

58、于交流電壓負(fù)半周時(shí)，二極管D2D2、負(fù)載電阻、負(fù)載電阻RLRL、D4D4構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓VoVoViVi。50第五十頁，共315頁。 可見，橋式整流電路的輸出波形脈動(dòng)情況、脈動(dòng)頻率可見，橋式整流電路的輸出波形脈動(dòng)情況、脈動(dòng)頻率。交流利用率與全波整流一樣。不同的是橋式整流電路。交流利用率與全波整流一樣。不同的是橋式整流電路無需采用具有中心抽頭的變壓器，整流二極管承受的反無需采用具有中心抽頭的變壓器，整流二極管承受的反向電壓也不高。向電壓也不高。 二、可控硅及其整流原理二、可控硅及其整流原理 二極管整流電路通常稱為不可控整流電路，當(dāng)輸入的二極管整流電路通常稱為不可控整流

59、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。在實(shí)際工作中，有時(shí)希望整流器的輸任意控制和改變。在實(shí)際工作中，有時(shí)希望整流器的輸出直流電壓能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這種情況下，需出直流電壓能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這種情況下，需要采用可控整流電路，而晶閘管正是可以實(shí)現(xiàn)這一要求要采用可控整流電路，而晶閘管正是可以實(shí)現(xiàn)這一要求的可控整流元件。的可控整流元件。51第五十一頁，共315頁。1.1.晶閘管結(jié)構(gòu)原理晶閘管結(jié)構(gòu)原理 內(nèi)部由四層半導(dǎo)體（內(nèi)部由四層半導(dǎo)體（PNPNPNPN）構(gòu)成，形成三個(gè)）構(gòu)成，形成三個(gè)PNPN結(jié)（結(jié)（J1

60、J1、J2J2、J3J3），最下層的），最下層的P1P1引出為陽極（引出為陽極（A A），最上層），最上層的的N2N2引出為陰極（引出為陰極（K K），中間的），中間的P2P2引出為控制極（引出為控制極（G G）。 52第五十二頁，共315頁。工作原理：工作原理：如果只在晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓而如果只在晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓而控制極不加電壓，則控制極不加電壓，則PNPN結(jié)結(jié)J2J2為反向偏置，晶閘管不導(dǎo)通，稱為阻為反向偏置，晶閘管不導(dǎo)通，稱為阻斷；如果斷；如果A A、K K之間加反向電壓而控制極不加電壓，之間加反向電壓而控制極不加電壓，J1J1、J3J3反偏，反偏，晶閘管還