大學(xué)物理課件晶體閘流管

大學(xué)物理課件晶體閘流管雙向晶閘管螺栓式雙向晶閘管雙向晶閘管二、晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)如表8-2所示。表8-2 晶閘管的主要參數(shù)2晶閘管是一種開關(guān)器件，是“以小控大〞的功率〔電流〕型器件，被廣泛應(yīng)用在電子電工的各個(gè)領(lǐng)域。三、晶閘管的典型應(yīng)用

圖8-1開關(guān)電源過壓保護(hù)電路1．晶閘管在電子技術(shù)中的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例：開關(guān)電源過電壓保護(hù)電路。彩電開關(guān)電源都設(shè)有保護(hù)電路，其保護(hù)方式一般是使電路停振，有過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)和欠壓保護(hù)〔短路保護(hù)〕等。某種開關(guān)電源的過電壓保護(hù)電路，如圖8-1所示，電壓的采樣點(diǎn)取自主負(fù)載供電電壓，通過一個(gè)齊納二極管〔穩(wěn)壓二極管〕來進(jìn)行采樣判別。一旦過電壓，齊納二極管被擊穿，晶閘管導(dǎo)通，通過線圈將主電源短路，起到保護(hù)作用。2．晶閘管在電力中的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例：雙向晶閘管調(diào)速電路。實(shí)際應(yīng)用的電風(fēng)扇調(diào)速電路實(shí)物圖及應(yīng)用電路，如圖8-2所示。圖8-2〔b〕中虛線框內(nèi)的電路為晶閘管調(diào)速電路，M為電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際應(yīng)用中也可將電動(dòng)機(jī)換成電燈或電熱元件進(jìn)行調(diào)光或調(diào)溫。圖8-2電風(fēng)扇調(diào)速電路實(shí)物及應(yīng)用電路圖單向晶閘管的導(dǎo)電特點(diǎn)單向晶閘管的工作原理圖如圖8-3所示。先閉合開關(guān)S，然后再斷開，觀察燈泡的變化，說明此現(xiàn)象，解釋晶閘管的“觸發(fā)導(dǎo)通〞特性。圖8-3單向晶閘管工作原理圖GeniusNSP支持多達(dá)2000多種器件。3．燒寫單片機(jī)芯片的過程將燒寫軟件下載到用戶的計(jì)算機(jī)后，經(jīng)過ZIP軟件解壓縮后直接雙擊其中的NSPSETUP.EXE文件自動(dòng)進(jìn)行安裝，安裝結(jié)束后，雙擊桌面快捷方式圖標(biāo)，燒寫軟件開始運(yùn)行。4．對(duì)單片機(jī)編程的方法假設(shè)要對(duì)AT89C51單片機(jī)進(jìn)行文件燒寫，首先要選擇并裝載要燒寫的文件，單擊左上角“加載〞正方形的按鈕，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)路徑提示框。例如，寫入的文件是D:\001.HEX，選中后翻開即可，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)文件格式確認(rèn)界面，如圖13-2所示。核對(duì)文件格式正確后，單擊【確定】按鈕后文件就會(huì)被加載成功，軟件界面的地址空間就會(huì)立即填充相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后可以先選擇“MPU〞類型，再選擇生產(chǎn)廠家“ATMEL〞公司，在雙擊列表中的AT89C51，這時(shí)會(huì)彈出選項(xiàng)界面如圖13-3所示。這時(shí)既可以選擇手動(dòng)操作，例如：擦除→查空→編程→比較，也可以直接單擊順序操作中的“確定〞按鈕就能全部完成燒寫。是否加密可以根據(jù)需要選擇，如圖13-4所示。三、正弦交流電的表示方法1．波形圖表示法如圖6-5所示，橫坐標(biāo)表示角度t〔或時(shí)間t〕，縱坐標(biāo)表示隨時(shí)間變化的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的瞬時(shí)值，這就是正弦交流電的波形圖表示法。波形圖的優(yōu)點(diǎn)是它不僅可以反映出交流電的最大值、初相及角頻率，還可以看出交流電隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，以及同頻率的不同正弦量間的超前和滯后關(guān)系。2．解析式表示法解析式表示法即函數(shù)表示法，如圖6-5所示正弦電動(dòng)勢(shì)的解析式為eEmsin〔ωtφ〕如果知道了交流電的有效值〔或最大值〕、頻率〔或周期〕和初相，就可以確定它的解析式。解析式的優(yōu)點(diǎn)是：可以方便地算出交流電任何瞬間的值。圖6-5交流電的波形圖3．正弦交流電的旋轉(zhuǎn)向量表示法如圖6-6所示，以坐標(biāo)原點(diǎn)O為端點(diǎn)作一條有向線段，線段的長(zhǎng)度為正弦量的最大值Em，旋轉(zhuǎn)向量的起始位置與x軸正方向的夾角為正弦量的初相0，它以正弦量的角頻率為角速度，繞原點(diǎn)O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，那么在任一瞬間，旋轉(zhuǎn)向量在縱軸上的投影就等于該時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。旋轉(zhuǎn)向量既可以反映正弦量的三要素，又可以通過它在縱軸上的投影求出正弦量的瞬時(shí)值。旋轉(zhuǎn)向量可以完整地表示正弦量。如果有向線段的長(zhǎng)為正弦量的有效值，就稱為有效值向量，用、、表示。在同一坐標(biāo)系中，畫出幾個(gè)同頻率的正弦量的旋轉(zhuǎn)向量，它們以相同的角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)向量間的夾角〔相位差〕不變，相對(duì)位置不變，各個(gè)旋轉(zhuǎn)向量是相對(duì)靜止的。因此，將它們作為靜止情況處理，并不影響分析和計(jì)算結(jié)果，正弦量用旋轉(zhuǎn)向量來表示就可以簡(jiǎn)化為用向量來表示。圖6-6正弦量的旋轉(zhuǎn)向量表示法在同一坐標(biāo)系中，畫出幾個(gè)同頻率的正弦量的旋轉(zhuǎn)向量，它們以相同的角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)向量間的夾角〔相位差〕不變，相對(duì)位置不變，各個(gè)旋轉(zhuǎn)向量是相對(duì)靜止的。因此，將它們作為靜止情況處理，并不影響分析和計(jì)算結(jié)果，正弦量用旋轉(zhuǎn)向量來表示就可以簡(jiǎn)化為用向量來表示。同頻率的幾個(gè)正弦量的向量可以畫在同一圖上，這樣的圖叫向量圖。有效值向量用符號(hào)、、表示，最大值向量用、、表示?！纠?-2】作出以下電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的向量圖?！睼〕〔V〕〔V〕解：〔1〕作基準(zhǔn)線x軸，如圖6-7所示?！?〕確定比例單位?！?〕從O作三條射線，與基準(zhǔn)線的夾角分別是、和?！?〕在三條線段上截取線段，使線段的長(zhǎng)度符合e、u、i的有效值與比例單位的比例，并在線段末加上箭頭。3．正弦交流電的旋轉(zhuǎn)向量表示法要進(jìn)行同頻率正弦量加、減運(yùn)算，先作出與正弦量相對(duì)應(yīng)的向量，再用平行四邊形法那么求和，向量和的長(zhǎng)度表示正弦量和的最大值〔如果用有效值向量表示，那么為有效值〕，向量和與x軸正方向的夾角為正弦量的初相，角頻率不變。3．正弦交流電的旋轉(zhuǎn)向量表示法【例6-3】：〔A〕，求i1、i2的和。解：〔1〕如圖6-8所示作出與i1、i2相對(duì)應(yīng)的向量、，并作平行四邊形，畫出對(duì)角線。〔2〕由平行四邊形法那么知〔3〕由于I1=I2=10A，并且和與x軸正方向的夾角均為，從圖中可以看出X軸上下各為一個(gè)等邊三角形,即〔A〕〔A〕〔4〕與水平軸正方向一致，即初相角為0，所以〔A〕假設(shè)求兩矢量的差時(shí)，如，可改為求()，即將畫為反方向向量，再與相加。注意：只有同頻率正弦量才能畫在同一向量圖中，也只有同頻率正弦量才能借助平行四邊形法那么進(jìn)行加減運(yùn)算?！睞〕，一、單相插座的認(rèn)知與交流電壓的測(cè)量1．插座插座一般不用開關(guān)控制，始終帶電。插座插孔的分類和極性如圖6-9所示。雙孔插座水平安裝時(shí)左零右火；豎直排列時(shí)下零上火；三孔插座左零右火上地；三相四孔插座，下面三個(gè)較小的孔分別接三相電源的相線，上面較大的孔接保護(hù)地線。2．交流電壓測(cè)量將結(jié)果填入表6-1中。表6-1萬用表測(cè)量教室單相交流電壓值二、低頻信號(hào)發(fā)生器的使用下面以AT8602B函數(shù)信號(hào)發(fā)生器〔以后簡(jiǎn)稱信號(hào)發(fā)生器〕為例，介紹低頻信號(hào)發(fā)生器的使用。信號(hào)發(fā)生器能產(chǎn)生頻率為0.2Hz～2MHz的正弦波、矩形波和三角波的信號(hào)電壓。它的頻率比較穩(wěn)定，輸出幅度可調(diào)。1．信號(hào)發(fā)生器面板結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)AT8602B函數(shù)信號(hào)發(fā)生器面板如下圖。2．信號(hào)發(fā)生器面板旋鈕及按鍵功能〔如表6-2所示〕3．技術(shù)性能〔1〕輸出頻率：0.2Hz～2MHz，按每擋十倍頻程覆蓋率分類，共分7擋，具體如下。1擋0.2～2Hz；2擋2～20Hz；3擋20～200Hz；4擋200Hz～2kHz；5擋2～20kHz；6擋20～200kHz；7擋200kHz～2MHz。〔2〕輸出信號(hào)阻抗：50。〔3〕輸出信號(hào)波形：正弦波、三角波、方波。〔4〕輸出信號(hào)幅度〔1M負(fù)載〕：正弦波：不衰減〔1～18Vp-p〕4%～10%連續(xù)可調(diào)。方波：不衰減〔1～20Vp-p〕4%～10%連續(xù)可調(diào)。三角波：不衰減〔1～16Vp-p〕10%連續(xù)可調(diào)。說明：對(duì)于50負(fù)載，數(shù)值應(yīng)為上述值的二分之一?！?〕函數(shù)輸出占空比調(diào)節(jié)20%～80%，5%連續(xù)可調(diào)?！?〕信號(hào)頻率穩(wěn)定度：0.1%/min。以上〔4〕～〔6〕項(xiàng)測(cè)試條件是：10kHz頻率輸出，整機(jī)預(yù)熱20min?！?〕電源適應(yīng)性及整機(jī)功耗：電壓110V/220V10%，50Hz/60Hz5%，功耗小于等于20W?！?〕工作環(huán)境溫度0～40℃。4．信號(hào)發(fā)生器的使用〔1〕開機(jī)：插入220V交流電源線后，按下開關(guān)，整機(jī)開始通電。〔2〕按頻率擋位〔RAGE〕選擇適合頻率擋位，在按此鈕時(shí)，頻率顯示窗口5位LED碼的最后一位循環(huán)顯示的是擋位號(hào)1～7?！?〕按波形選擇按鈕(WAVE)，LED窗口出現(xiàn)循環(huán)顯示：顯示1表示正弦波，顯示2表示方波，顯示3表示三角波?！?〕按“確認(rèn)〞鍵，儀器開始輸出波形，LED窗口顯示頻率，并同時(shí)在另一窗口顯示幅度?！?〕調(diào)節(jié)“調(diào)頻〞〔FADJ〕和“調(diào)幅〞〔AADJ〕及衰減旋鈕〔ATT〕并根據(jù)顯示調(diào)整到自己所需要的頻率和幅度?！?〕“OUT〞輸出所需要的函數(shù)波形。5．本卷須知函數(shù)信號(hào)發(fā)生器上所有開關(guān)及旋鈕都有一定的調(diào)節(jié)限度，調(diào)節(jié)時(shí)用力要適當(dāng)。三、雙蹤示波器的使用及本卷須知1．GOS-620CH雙蹤示波器面板控制及功能說明GOS-620CH雙蹤示波器的最大靈敏度為5mV/div，最大掃描速度為，并可擴(kuò)展10倍使掃描速度到達(dá)20ns/div。該示波器采用6英寸并帶有刻度的矩形CRT，操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。其面板如圖6-11所示。2．示波器的使用〔1〕尋找掃描光跡。接通電源開關(guān)，假設(shè)顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)或掃描線，可按表6-3進(jìn)行操作。2．示波器的使用〔2〕出現(xiàn)掃描線后，從CH1或CH2參加電信號(hào)，假設(shè)波形不出現(xiàn)請(qǐng)按表6-4操作。2．示波器的使用〔3〕波形不穩(wěn)定，請(qǐng)按表6-5操作。2．示波器的使用〔4〕觀察信號(hào)波形。①將調(diào)好的電信號(hào)〔信號(hào)發(fā)生器〕接到示波器Y軸輸入端〔CH1或CH2〕上。②按表6-3～表6-5調(diào)節(jié)示波器各旋鈕開關(guān)，觀察穩(wěn)定的波形。〔5〕測(cè)量正弦波電壓。在示波器上調(diào)節(jié)出大小適中、穩(wěn)定的正弦波形，如圖6-12所示。選擇其中一個(gè)完整的波形，先測(cè)算出正弦波電壓峰-峰值Up-p，即Up-p=〔峰-峰值在垂直方向占的格數(shù)〕×〔衰減開關(guān)V/div〕×〔探頭衰減率〕然后求出正弦波電壓有效值U為U=

2．示波器的使用〔6〕測(cè)量正弦波周期和頻率。在示波器上調(diào)節(jié)出大小適中、穩(wěn)定的正弦波形，選擇其中一個(gè)完整的波形，先測(cè)算出正弦波的周期T，即T

=〔一個(gè)周期在水平方向占的格數(shù)〕×〔擋位Time/div〕然后求出正弦波的頻率f=〔7〕測(cè)量正弦波的相位差。兩個(gè)信號(hào)之間相位差的測(cè)量可以利用儀器的雙蹤顯示功能進(jìn)行。如圖6-13給出了兩個(gè)具有相同頻率的超前和滯后的正弦波信號(hào)用雙蹤示波器顯示的例子。此時(shí)，“內(nèi)觸發(fā)源〞開關(guān)必須置于超前信號(hào)相連接的通道，同時(shí)調(diào)節(jié)掃描時(shí)間因數(shù)開關(guān)“Time/DIV〞，使顯示的正弦