直流电路与交流电路
一、选择题每题6分
图4－1－10
1．(2013·长春调研)如图4－1－10所示，R 1和R 2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R 1的尺寸比R 2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图4－1－10所示，则下列说法正确的是( )
A ．R 1中的电流大于R 2中的电流
B ．R 1中的电流等于R 2中的电流
C ．R 1中自由电荷定向移动的速度大于R 2中自由电荷定向移动的速率
D ．R 1中自由电荷定向移动的速率小于R 2中自由电荷定向移动的速率
解析：本题考查电阻定律、欧姆定律及电流的微观表达式，意在考查学生的理解运用能力．设
正方形的边长为L 、导体厚度为d ，则I ＝U R ，R ＝ρL S ＝ρL L·d ＝ρd ，则I ＝Ud ρ
，故R 1、R 2中的电流相等，A 错误，B 正确．由I ＝nqSv ＝nqLdv 得，L 大则v 就小，C 错误，D 正确．
答案：BD
图4－1－11
如图4－1－11，电源电动势为E 、内阻为r.R 1是滑动变阻器，R 2是定值电阻，C 是平行板电容器，MN 是电路中导线上的两个点．将单刀双掷开关S 掷到a 且电路稳定后，下列判断正确的是( )
A ．将R 1的滑动触头向右移动，电容器上的电荷量将变大
B ．将R 1的滑动触头向右移动，电容器上的电荷量将变小
C ．若将S 由a 掷到b 的瞬间，导线MN 中有从M 向N 的电流通过
D ．若将S 由a 掷到b 的瞬间，导线MN 中没有电流通过
解析：S 掷到a ，相当于电容器并在R 1两端，滑动触头向右移动，R 1阻值变大，分得的电压增大，则电容器两端电压增大，由Q ＝CU 知，电容器上的电荷量将变大，A 正确，B 错误；S 接a 时，电容器上极板带正电，下极板带负电，当S 接b 的瞬间，正电荷流向N 板，则电流方向从M 向N ，C 正确，D 错误．
答案：AC
图4－1－12
3．(2013·西城期末)如图4－1－12所示，电路中R T 为热敏电阻，R 1和R 2为定值电阻．当温度升高时，R T 的阻值变小．开关S 闭合后，R T 的温度升高，则下列物理量变小的是( )
A ．通过R T 的电流
B ．通过R 1的电流
C ．通过R 2的电流
D ．电容器两极板间的电场强度
解析：本题考查电路的动态变化问题，意在考查学生对欧姆定律、匀强电场场强公式等知识点的理解．由题意可知，温度升高，R T 的阻值变小，电路的总电阻变小，总电流变大，即通过电阻R 1的电流变大，故B 错误；显然R 1两端即电容器两极板间的电压变大，故两极板间的电场强度变大，D 错误；R T 和R 2的并联电压U ＝E －I(r ＋R 1)变小，因此通过R 2的电流I 2变小，C 正确；由I T ＝I 总－I 2可知，通过R T 的电流变大，故A 错误．
答案：C
4．图4－1－13甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )
甲 乙
图4－1－13
A ．电压表的示数等于5 V
B ．电压表的示数等于5
2 V
C ．实现点火的条件是n 2n 1
＞1 000 D ．实现点火的条件是n 2n 1
＜1 000 解析：电压表示数为电压有效值，由图乙可得U ＝U m 2＝5
2 V ，选项A 错误、B 正确；副线圈电
压峰值为5 000 V 时，n 2n 1＝U m2U m1＝1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ，故n 2n 1
＞1 000，选项C 正确、D 错误．
答案：BC
图4－1－14
5．(2013·天津卷)普通的交流电流表不能直接接在高压电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图4－1－14中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( )
A ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab
B ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab >I cd
C ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab
D ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab >I cd
解析：电流互感器ab 一侧线圈匝数比cd 一侧线圈匝数少，根据变流比公式I 1n 1＝I 2n 2可知，I ab >I cd ，电流表应接在电流较小一侧，B 项正确．
答案：B
图4－1－15
6．(2013·开封模拟)如图4－1－15所示，R 1为滑动变阻器，R 1、R 3为定值电阻，r 为电源内阻，R 3>r ，闭合开关S 后，在滑动触头P 由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是( )
A ．路端电压变小
B ．电流表的示数变大
C ．电源的输出功率变大
D ．电源内部消耗的电功率变小
解析：本题考查闭合电路欧姆定律，意在考查学生对闭合电路欧姆定律的掌握及利用其分析电路的能力．在滑动触头P 由a 端滑向b 端的过程中，电路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，R 3两端的电压变大，R 2两端的电压减小，因此通过电流表的电流变小，可知A 正确、B 错误；由于R 3>r ，随着滑动变阻器连入电路的电阻减小，电源的输出功率变大，电源内部消耗的电功率变大，因此C 正确、D 错误．
答案：AC
图4－1－16
7．在如图4－1－16所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，图中电表为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑片P 自a 端向b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )
A ．a 点的电势降低
B ．电容器
C 所带电荷量增多
C ．电流表示数变小
D ．电压表示数变小
解析：滑片P 自a 点向b 点滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电流变大，内阻和R 1消耗的电压变大，并联电路的电压减小，故a 点的电势降低，A 正确；电容器两端的电压等于并联电路的电压，由Q ＝CU 可知，电容器的电量减小，B 错误；并联电路的电压减小，通过R 2的电流减小，总电流变大，故电流表的示数变大，C 错误；电压表测的是R 1两端的电压，总电流增大，电压表的示数增加，D 错误．
答案：A
8．在如图4－1－17甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为3个用特殊材料制成的同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S 闭合稳定后
( )
甲 乙
图4－1－17
A ．通过L 1电流的大小为通过L 2电流的2倍
B ．L 1消耗的电功率为0.75 W
C ．L 2消耗的电功率约为0.3 W
D ．L 2的电阻为6 Ω
解析：开关S 闭合后，小灯泡L 1两端电压为3.0 V ，由图乙可知通过小灯泡L 1的电流为0.25 A ，小灯泡L 1消耗的功率为3.0×0.25 W＝0.75 W ，选项B 正确．小灯泡L 2、L 3共同分得电压3.0 V ，每个小灯泡均分得1.5 V ，由图乙可知通过小灯泡L 2、L 3的电流为0.20 A ，选项A 错误．小灯泡L 2消
耗的功率为1.5×0.20 W＝0.3 W ，选项C 正确，而R 2＝1.5 Ω0.2
＝7.5 Ω，选项D 错误． 答案：BC
9．(2013·山东卷)图4－1－18甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，?为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交流电流随时间变化的图象如图4－1－18乙所示．以下判断正确
的是( )
甲 乙
图4－1－18
A ．电流表的示数为10 A
B ．线圈转动的角速度为50π rad/s
C ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行
D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左 解析：电流表的示数为交变电流的有效值10 A ，A 项正确；由ω＝2πT
可得，线圈转动的角速度为ω＝100π rad/s ，B 项错；0.01 s 时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，C 项正确；根据楞次定律可得，0.02 s 时电阻R 中电流的方向自左向右，D 项错．
答案：AC
10．如图4－1－19所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为11∶1，原线圈接有u ＝311sin100πt(V)的交变电压，副线圈上接有定值电阻R 、线圈L 、灯泡L 1及理想电压表
，以下
说法正确的是( )
图4－1－19
A ．副线圈中电流的变化频率为50 Hz
B ．灯泡L 1两端电压为20 V
C ．若交变电压u 的有效值不变，频率增大，则灯泡L 1的亮度将变强
D ．若交变电压u 的有效值不变，频率增大，则电压表的示数将减小
解析：根据交变电流的表达式可得2πf ＝100π，解得f ＝50 Hz ，A 正确；原线圈电压的有效值U 1＝3112
V ＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，可得副线圈的输出电压为20 V ，灯泡两端电压小于20 V ，B 错误；若交变电压u 的有效值不变，频率增大，线圈的感抗变大，灯泡变暗，R 两端的电压变小，电压表的示数变大，CD 错误．
答案：A
11．(2013·江苏卷)如图4－1－20所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P 处于图示位置时，灯泡L 能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有( )
图4－1－20
A．向下滑动P
B．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率
D．减小电容器C的电容
解析：向下滑动P时，副线圈的匝数变少，由变压比公式可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，A项错误；增大交流电源的电压，由变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，B 项正确；电压不变，增大交流电源的频率，可减小电容器的容抗，电路中的电流变大，灯泡变亮，C 项正确；减小电容器的电容，电容器的容抗增大，电路中电流减小，灯泡变暗，D项错误．答案：BC
12．在如图4－1－21所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )
图4－1－21
A．灯泡L变亮
B．电流表读数变小，电压表读数变大
C．电源的输出功率变小
D．电容器C上电荷量减少
图4－1－22
滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，整个闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律
可知干路电流I＝E
R＋r＋R L
减小，电流表读数变小，灯泡L变暗，选项A错误；电压表读数U＝E－Ir增大，选项B正确；因灯泡L的电阻大于电源的内阻r，由电源输出功
率与外电路电阻的关系图象可知，当滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后电源的输出功率减小，选项C正确；电容器C上电荷量Q＝C[E－I(r＋R L)]增大，选项D错误．
答案：BC
二、非选择题每题10分
13．如图4－1－23甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.
甲 乙
图4－1－23
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；
(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；
(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de
. 解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s
电压瞬时值u ab ＝400sin200πt(V)
(2)电压有效值U 1＝2002V
理想变压器P 1＝P 2
原线圈中的电流I 1＝P 1U 1
解得I 1≈0.28 A(或25
A) (3)设ab 间匝数为n 1
U 1n 1＝U ce n ce 同理U 1n 1＝U de n de
由题意知U 2ce R ce ＝U 2de R de 解得n ce n de ＝R ce R de
代入数据得n ce n de ＝43
. 答案：(1)u ab ＝400sin200πt(V) (2)0.28 A(或
25 A) (3)43
第9讲 直流电路与交流电路的分析 知识要点 1.恒定电流 (1)闭合电路中的电压、电流关系：E ＝U 外＋U 内，I ＝E R ＋r ，U ＝E －Ir 。 (2)闭合电路中的功率关系：P 总＝EI ，P 内＝I 2r ，P 出＝IU ＝I 2R ＝P 总－P 内。 (3)直流电路中的能量关系：电功W ＝qU ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 。 纯电阻电路中W ＝Q ，非纯电阻电路中W >Q 。 2.交变电流 (1)交变电流的“四值” ①最大值：E m ＝NBSω。 ②瞬时值：反映交变电流各瞬间的值，如e ＝E m sin ωt 。 ③有效值：正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E ＝E m 2、U ＝U m 2、I ＝I m 2 ； 非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解。计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。 ④平均值：反映交变电流的某物理量在t 时间内的平均大小，如平均电动势E ＝n ΔΦ Δt 。 (2)理想变压器的基本关系式 ①功率关系：P 入＝P 出； ②电压关系：U 1U 2＝n 1 n 2； ③电流关系：I 1I 2＝n 2 n 1 。 (3)远距离输电常用关系式(如图所示) ①功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋P 3。 ②输电导线上损耗的电功率：P 损＝I 线U 损＝I 2 线R 线＝? ?? ??P 2U 22 R 线。 考点1 直流电路的计算及动态分析 1. (2016·全国卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。Q 1与Q 2的比值为( ) A.25 B.1 2 C.35 D.23 2.(2017·河南平顶山模拟)某同学用如图所示电路研究电流与电压关系，其中电表均为理想电表，定值电阻R ＝20 Ω，通过滑动变阻器连接到电动势E ＝5 V 、内阻r ＝1 Ω的电源上。滑片移动到某位置时，电压表示数为2.5 V ，电流表示数为0.1 A 。则滑动变阻器的总电阻和滑片P 的位置在( ) A.10 Ω，正中间 B.10 Ω，距b 端的距离为滑动变阻器总长度的1 3 C.15 Ω，正中间 D.15 Ω，距a 端的距离为滑动变阻器总长度的1 3 3.(多选)(2017·南京市盐城市高三二联)如图所示的火警报警装置，R 1为热敏电阻，若温度升高，则R 1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是( ) A.要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势 B.要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势 C.要使报警的临界温度升高，可以把R 2的滑片P 适当向下移 D.要使报警的临界温度降低，可以把R 2的滑片P 适当向下移 4.(高考改编)如图所示，电源的内阻不计，电动势为12 V ，R 1＝8 Ω，R 2＝4 Ω，电容C ＝40 μF ，则下列说法正确的是( ) A.开关断开时，电容器不带电 B.将开关闭合，电容器充电 C.将开关闭合后，稳定时电容器的电荷量为4.8×10－14 C D.若开关处于闭合状态将开关S 断开到再次稳定后通过R 1的总电荷量为3.2×10－4 C 考点2 交变电流的产生和描述 5.(多选)(2017·天津理综，6)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 Ω，则( ) A.t ＝0时，线圈平面平行于磁感线 B. t ＝ 1 s 时，线圈中的电流改变方向
交流电变为直流方案 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单 的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2 ，D 再把交流电 变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。 变压器砍级电压e2 ，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～K时间内，e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2 通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π 时间内，e2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D 承受反向
电压，不导通，Rfz，上无电压。在π～2π 时间内，重复0～π 时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π 时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc 。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、D1、Rfz与e2b 、D2 、Rfz ，两个通电回路。 全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。在0～π 间内，e2a 对Dl为正向电压，D1 导通，在Rfz 上得到上正下负的电压；e2b 对D2 为反向电压，D2 不导通（见图5-4（b）。在π-2π时间内，e2b 对D2 为正向电压，D2 导通，在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2a 对D1 为反向电压，D1 不导通（见图5-4（C）。
交流变换为直流的稳定电 源设计方案 1.1.设计目的及意义 本次设计的直流稳压电源和直流稳流电源具有较高的实用价值。通过本次设计让我充分理解了直流稳压电源和直流稳流电源的工作原理，了解其工作特点以及目前市面上一些直流稳定电源存在的一些缺陷。通过设计尽量去完善直流稳定电源系统。使得这个电源在使用的时候尽量便捷，尽量直观。在一系列的设计过后能够使自己初步形成工程设计的基本思想和一般设计方法。此外通过本次设计让我学到了一些东西：较熟练的掌握了电子线路仿真软件（Multisim2001）的使用。 1.2.设计的任务及要求 要求完成的主要任务: 设计并制作交流变换为直流的稳定电源。 基本要求： （1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调围为+9V～+12V b．最大输出电流为1.5A c．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载） e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载） f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载） g．具有过流及短路保护功能 （2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下： a．输出电流：4～20mA可调
b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率） 2.设计方案 2.1.直流稳压电源电路设计 2.1.1.晶体管串联式直流稳压电路 该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。 单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。 2.1.2.采用三端集成稳压器电路 该电路采用输出电压可调且部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 2.1. 3.用单片机制作的可调直流稳压电源 该电路采用可控硅作为第一级调压元件，用稳压电源芯片LM317，LM337作为第二级调压元件，通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值，从而改变调压元件的外围参数，并加上软启动电路，获得0～24 V，0.1 V步长，驱动能力可达1 A，同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。
0～12V可调直流稳压电源电路图 适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。 0～12V可调直流稳压电源电路 电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。如此起到了稳定输出电压的作用。 晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。 当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K 不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。 元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。运算放大器选用LM324单源四运算放大器。稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。电阻R7选用5V/0.6Ω的水泥电阻。其他元器件按图所示选用即可。
思考题 8.1 桥式整流电路为何能将交流电变为直流电？这种直流电能否直接用来作为晶体管放大器的整流电源？ 8.2 桥式整流电路接入电容滤波后，输出直流电压为什么会升高？ 8.3 什么叫滤波器？我们所介绍的几种滤波器，它们如何起滤波作用？ 8.4 倍压整流电路工作原理如何？它们为什么能提高电压？ 8.5 为什么未经稳压的电源在实际中应用得较少？ 8.6 稳压管稳压电路中限流电阻应根据什么来选择？ 8.7 集成稳压器有什么优点？ 8.8 开关式稳压电源是怎样实现稳压的？ 练习题 8.1 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入空格内。 （1）整流电路可将正弦电压变为脉动的直流电压。（） （2）电容滤波电路适用于小负载电流，而电感滤波电路适用于大负载电流。（）（3）在单相桥式整流电容滤波电路中，若有一只整流管断开，输出电压平均值变为原来的一半。（） 8.2 判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入空格内。 （1）对于理想的稳压电路，△U O/△U I＝0，R o＝0。（） （2）线性直流电源中的调整管工作在放大状态，开关型直流电源中的调整管工作在开关状态。（） （3）因为串联型稳压电路中引入了深度负反馈，因此也可能产生自激振荡。（）（4）在稳压管稳压电路中，稳压管的最大稳定电流必须大于最大负载电流；（）而且，其最大稳定电流与最小稳定电流之差应大于负载电流的变化范围。（） 8.3 选择合适答案填入空格内。 （1）整流的目的是。 A．将交流变为直流B．将高频变为低频 C．将正弦波变为方波 （2）在单相桥式整流电路中，若有一只整流管接反，则。 A．输出电压约为2U V D B．变为半波整流 C．整流管将因电流过大而烧坏 （3）直流稳压电源中滤波电路的作用是。 A．将交流变为直流B．将高频变为低频 C．将交、直流混合量中的交流成分滤掉 8.4 选择合适答案填入空格内。 （1）若要组成输出电压可调、最大输出电流为3A的直流稳压电源，则应采用。 A．电容滤波稳压管稳压电路B．电感滤波稳压管稳压电路 C．电容滤波串联型稳压电路D．电感滤波串联型稳压电路
专题04 直流电路与交流电路 考点1 直流电路的动态分析 知识储备： 1．明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律：I ＝E R ＋r . (2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . (3)路端电压与负载的关系 U ＝IR ＝R R ＋r E ＝1 1＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小． 2．明确引起电路动态变化的原因 (1)滑动变阻器、热敏电阻或光敏电阻的阻值变化． (2)某支路开关闭合或断开． 【典例1】（2020·广西南宁·期中）如图所示，是将滑动变阻器作分压器使用的电路，A 、B 为分压器的输出端，若把变阻器的滑动片放在变阻器中央，下列判断正确的是（ ）
A ．空载时输出电压为2 CD AB U U = B ．当接上负载R 时输出电压2 CD AB U U < C ．负载R 越大，AB U 越接近CD U D ．负载R 越小，AB U 越接近CD U 考点2 交变电流的产生及描述 1．线圈通过中性面时的特点 (1)穿过线圈的磁通量最大． (2)线圈中的感应电动势为零． (3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次． 2．正弦式交流电的“四值”的应用(以电动势为例) 注意：(1)只有正弦交流电最大值与有效值间才有2倍关系． (2)计算电热时只能用有效值，不可用平均值． (3)计算电荷量时应该用平均值． 【典例2】（2020·广西高三月考）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈与一可变电阻和理想电流表串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为0R ，负载电阻的 阻值011R R =， 是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为05R R =，调节滑动变阻器保持理想电流
电工与电子技术课程设计直流稳压电源设计 专业 班级 姓名 指导教师 日期_ __
前言 主要内容: 课题名称与技术要求： 设计课题：串联型晶体管稳压电源 <1>输出直流电压Uo=12V,且连续可调，调节范围±2V <2>最大输出电流Ilm≤200mA <3>稳压系数Sr<10% <4>具有过流保护功能 资料收集与工作过程简介: 在这次课程设计的过程中，我仔细看了课程设计的要求，去逸夫图书馆借了相关的资料，查阅了设计论文的格式样本，比较了各种设计方案的优劣，最终把自己觉得最好的方案的相关参数计算出来。自从上个学期开始，我们就开始学电工，这学期的模电在实际生活中十分有用，在设计过程中我也发现了许多问题，正如参加飞思卡尔设计电路焊板子一样，我还有很多不足之处。通过了对该电路的设计，调试，我学会了用整流变压器，整流二极管，滤波电容以及集成稳压器等元件设计直流稳压电源。 这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
目录 摘要---------------------------------------------------------------------4 设计要求---------------------------------------------------------------6 主要器件选择---------------------------------------------------------9 单元电路设计原理，参数计算------------------------------------12 结论与心得体会-----------------------------------------------------17 参考文献--------------------------------------------------------------18 元器件明细表--------------------------------------------------------19
通信直流变换电源模块 RT4820S 用 户 手 册
目录 通信直流变换模块介绍 (2) 1.1 结构及接口 (2) 1.1.1模块外观 (2) 1.1.2前面板 (2) 1.1.3后面板 (4) 1.2模块工作原理 (5) 1.3模块主要功能 (5) 1.3.1保护功能 (5) 1.3.2 其它功能 (6) 1.4模块性能参数 (7) 1.4.1环境要求 (7) 1.4.2输入特性 (8) 1.4.3输出特性 (8) 1.4.4其他特性 (8) 1.5模块安装尺寸 (9) 1.6包装维护 (10) 1.6.1运输包装 (10) 1.6.2维护 (10) 1.7使用注意事项及处理 (10) 1.7.1模块均流 (10) 1.7.2输出电压设定 (11) 1.7.3分组号设定 (11) 1.7.4地址设定 (11) 1.7.5模块告警现象及处理 (11) 注意事项 (12)
通信直流变换模块介绍 RT4820S 型模块额定输入AC220V/DC220V 或DC110V 电源，输出为DC48/20A ；可用于一体化电源系统用作通信电源使用，下面将做系统的介绍： 1．1 结构及接口 1．1．1 模块外观 模块的外观如下图： 图2-1 充电模块外观 1．1．2 前面板 模块前面板如下图所求： 图2-2 充电模块前面板 指示灯 LED 上键(长按5秒取消设置) 下键(长按5秒取消设置) 紧固螺钉
1）LED显示面板 可显示模块电压、电流、告警、地址、分组号、运行方式等信息。若按键无操作超过一分钟，将自动显示模块电压和电流，此时如果存在告警，则显示告警信息。电压显示精度为±0.5V，电流显示精度为±0.2A。 2）指示灯 模块面板上有3个指示灯，分别为电源指示灯（绿色）、保护指示灯（黄色）和故障指示灯（红色），见下表。 表2-1 面板指示灯说明 3）手动操作按键 模块面板上有两个按键，上键和下键。 通过按键，可查看模块信息。例如模块输出电压48V、输出电流10.0A、地址2、运行在自动方式、分组号1，按上键或下键将依次显示如图2-3。 输出电压48V 输出电流10A 地址2 分组号1 运行在自动模式 图2-3 模块信息显示顺序
２２０v交流电转５v直流电的电源设计（电路图+详解） 一．电路实现功能 该电路输入家用220v交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。 二．特点 方便实用，输出电压稳定，最大输出电流为1A，电路能带动一定的负载 三．电路工作原理 从图上看,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路 发生短路，保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。 变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个330uF/25V的电解电容。 变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波，在电容C1两端大约会有11V 多一点的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。 三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内
的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。 因为我们要输出5V的电压，所以选用7805，7805前面的字母可能会因生产厂家不同而不同。LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2脚）短路并不会使7805烧坏，当然如果时间很长就不好说了，这跟散热条件有很大的关系。 三端稳压器后面接一个105的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。 最后在C2两端接一个输出电源的插针，可用于与其它用电器连接,比如MP3等。 虽然7805最大电流是一安培，但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很大，容易烧坏。一般负载电有200mA以上时需要散热片。 四．设计过程 平时对于5v 的直流电源需求的情况比较多，在单片机，以及一些电路中应用的较多，因此，为了更方便快捷的由220v 的交流电得到这样的电源，故设计了一个电路。 首先，翻阅了参考书，复习了整流稳压的一些电路知识，然后设计出一个实现电路，使用了portel99绘制出电路图，对电路进行简单的仿真和校验。
构建知识网络： 考情分析： 本专题包含直流电路的动态分析、电路故障的分析和判断、直流电路中能量转化、交变电流的产生与描述、变压器的规律及远距离输电等知识点，是高考命题的热点，特别是交变电流有效值的计算、变压器的动态分析、电路知识与电磁感应的综合应用等年年是高考的座上宾。从高考的考查重点不难看出，掌握电路的基本结构和基本规律是获得高分的关键。 重点知识梳理： 一、闭合电路的欧姆定律 1．公式：I ＝E R ＋r 2．路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . 3．路端电压与负载的关系：U ＝IR ＝R R ＋r E ＝1 1＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减 小而减小． 二、纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率 1.纯电阻电路：电功全部转化为电热，有 2.非纯电阻电路：电功大于电热，计算电功、电功率用
二、交流电的“四值” 最大值 ?计算电容器的耐压值 瞬时值 ?计算闪光电器的闪光 时间等 正弦交流电的有效值?E ＝E m 2 ?电表的读数及计算 电热、电功及保险丝的熔断电流 平均值?E ＝n ΔΦΔt ?计算通过导体的 电荷量 三、变压器和远距离输电 1．理想变压器的基本关系 2.为减小远距离输电的功率损失和电压损失，远距离输电采用高压输电. 【名师提醒】 1.明确1个定律、2个关系 (1)闭合电路的欧姆定律：I ＝E R ＋r . (2)路端电压与电流的关系：U ＝E －Ir . (3)路端电压与负载的关系 U ＝IR ＝R R ＋r E ＝1 1＋r R E ，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小. 2.直流电路动态分析的3种常用方法 方法1：程序法 R 局——→增大 减小I 总＝E R ＋r ——→减小 增大U 内＝I 总r ——→减小 增大U 外＝E －U 内——→增大 减小 确定U 支、I 支
模拟电子技术课程设计报告 题目名称：直流稳压电源电路设计姓名： 学号： 班级： 指导教师： 成绩：
目录 1课程设计任务和要求 2 2方案设计 2 3单元电路设计与参数计算 4 4总原理图及元器件清单9 5安装与调试 11 6性能测试与分析12 7结论与心得14 8参考文献 14
课程设计题目： 直流稳压电源电路设计 一、课程设计任务和要求: 1）用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）。 2）输出可调直流电压，范围：1.5∽15V； 3）输出电流:IOm≥1500mA；（要有电流扩展功能） 4）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计： 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1稳压电源的组成框图 图二整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为：S= =≈1.57，直流成分小，= ≈0.45，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形图 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压=0.9，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。
交流电和直流电的区别 交流电即交变电流，大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 直流电则相反。电网公司一般使用交流电方式送电，但有高压直流电用于远距离大功率输电、海底电缆输电、非同步的交流系统之间的联络等高压直流输电方式与高压交流输电方式相比，有明显的优越性．历史上仅仅由于技术的原因，才使得交流输电代替了直流输电．下面先就交流电和直流电的主要优缺点作出比较，从而说明它们各自在应用中的价值． 交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．这是交流电与直流电相比所具有的独特优势． 直流电的优点主要在输电方面： ①输送相同功率时，直流输电所用线材仅为交流输电的2／3～l／2 直流输电采用两线制，以大地或海水作回线，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下，即使不考虑趋肤效应，也可以输送相同的电功率，而输电线和绝缘材料可节约1／3．如果考虑到趋肤效应和各种损耗（绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流
损耗、架空线的电晕损耗等），输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍．因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半．同时，直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单，线路走廊占地面积也少． ②在电缆输电线路中，直流输电没有电容电流产生，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗． 在一些特殊场合，必须用电缆输电．例如高压输电线经过大城市时，采用地下电缆；输电线经过海峡时，要用海底电缆．由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输线路中，空载电容电流极为可观．一条200kV的电缆，每千米的电容约为0.2μF，每千米需供给充电功率约3×103kw，在每千米输电线路上，每年就要耗电2.6×107kw·h．而在直流输电中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上． ③直流输电时，其两侧交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行．交流远距离输电时，电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差；并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ，但实际上常产生波动．这两种因素引起交流系统不能同步运行，需要用复杂庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的循环电流损坏设备，或造成不同步运行的停电事故．在技术不发达的国家里，交流输电距离一般不超过300km而直流输电线路互连时，它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行，不需进行同步调整．
可调直流稳压电源的工 作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
可调直流稳压电源设计 摘要 可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节，同时扩大了目前直流电源供应器的应用。直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件，功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件，可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点，同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件，此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全，过压、过流点可连续设置并可预视，输出电压可通过触控开关控制。 关键词：开关稳压电源；开关变压器；高频直流电源 目录
1可调直流稳压电源 可调直流稳压电源的工作原理 参数稳压器在输入交流电压150V-260V时，输出稳压在220V效果效于和高于这个范围，其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制，使310V以下和90V以上的输入电压，调整控制在190V—250V范围，再用参数稳压器进行稳压效果很好。 由市电输入的交流电压变化波动很大，经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后，送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。 直流开关稳压电源的功率小，但能把60-320V的交流电压娈换成+5V，+12V，-12V 的直流电压。+5V电压供给单片微机使用，±12V电压供给控制电路的大功率开关模块使用。 单片微机把取样电路采集到的输入电压数据，分析判断并发出控制信号送到触发电路，控制调节输出电压。 控制执行电路由SSR过零开关大功率模块和带抽头的自耦变压器组成。SSR之间采用RC吸收电路吸收过电压和过电流，使SSR在开关时不会损坏。控制执行电路把 90-310V的输入电压控制在190V-240V范围，再送到参数稳压器进行精确稳压。 参数稳压器由电感和电容组成LC振荡器，振荡频率50HZ。无论市电怎么变化，其振荡频率不会改变，因此输出电压不会变化，稳压精度高。即使输入电压波形失真很大，经参数稳压器振荡输出后却是标准的正弦波，因此稳压电源有强的抗干扰能力和净化能力。
直流电路和交流电路 一、知识盘点： 1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较 (1)纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，且电功全部转化为电热，有W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R. (2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率大于电热功率，即W>Q，故求电功、电功率只能 用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝I2Rt、P热＝I2R. 2．电源的功率和效率 (1)电源的几个功率 ①电源的总功率：P总＝EI ②电源内部消耗的功率：P内＝I2r ③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内 (2)电源的效率η＝×100%＝×100% 3．交流电的“四值” (1)最大值E m＝NBSω (2)瞬时值e＝NBSωsin_ωt. (3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值． (4)平均值：＝n，常用来计算通过电路的电荷量． 4．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. 二、方法与规律： 1．直流电路动态分析方法 (1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值的变化入手，由
串、并联规律判定R总的变化情况，再由欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况． (2)结论法——“并同串反”： “并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)． “串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)． 2.线圈通过中性面时的特点 (1)穿过线圈的磁通量最大； (2)线圈中的感应电动势为零； (3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次． 3．交流电“四值”的应用 (1)最大值：分析电容器的耐压值； (2)瞬时值：计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况； (3)有效值：电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流； (4)平均值：计算通过电路截面的电荷量． 4．理想变压器动态分析的两种情况 （1）负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况． （2）匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况． 不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系．对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入． 三、针对训练： 1．某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计．他先通过实验描绘
班级：11自动化2班姓名：王帅学号：201110320222 电力电子技术论文 交流变直流变换电路综述 基本概念 交直流转换有热电变换、电动系、静电系、电子系等方法。迄今，热电变换仍是一种误差小、灵敏度高、有较好稳定性的交直流转换方法。交流/直流(AC/DC)变换器AC-DC transfer 热电变换器由加热丝和热电偶组成，其间有云母绝缘，热电变换器原理示意图1.加热丝;2.云母片;3.热偶洪.隔离云母片; 5.冷端散热片;6.加热丝引线刃.热偶引线电流通过加热丝所产生的热量使热电偶产生热电势，大小决定于通过加热丝的电流。有效值相等的交流和直流电流在加热丝上产生的电功率相等，翰出的热电势也相等，由此可实现交直流电流的比较。热电变换器的交直流转换误差中包含有在热电转换过程中通过直流和交流电流时，由于一些物理效应(汤姆孙效应和帕尔蒂效应)的影响不同所引起的直流误差，这是因为，这些效应所引起的附加发热在通过直流时不能像通过交流时可以抵消。此外，还有高频下容性泄漏和趋肤效应所引起的高频误差，以及低频下温度波动所引起的低频误差。单元热电变换器的转换误差小于1 x 10一5，使用频率可到10MHZ;多元热电变换器的转换误差则小于1 x 10，但其频率特性较单元热点变换器的差，一般只使用在100khz以下。中国研制的具有保护热电偶的多元热电变换器在4OHZ- 15kHZ范围内交直流转换误差小于1 x 10一‘。还有一种称为薄膜型的热电变换器，是利用集成电路制造技术将加热丝和热偶都集中在一块小基片上而成的，目前有的已做到2(X)多个结。其频率特性介于单结和多结变换器之间，可使用到1 MHz以上，在100翻Hz以下不确定度也可达10一6数t级。近年来发展起来的模数转换器和采样及数据处理技术，也可看作为一种交直流转换方法，尽管准确度目前还比不上热电转换，但已经取得了很多实际应用。当模数转换器对交流信号采样测量时，得到的是交流信号的瞬时值，再按照交流量的定义，通过计算获得如有效值、平均值等特征量模数转换器一般是以直流参考电压(齐纳管)为转换标准的，因此实际上这也是一种交直流转换。为了提高转换精度，人们在提高数模转换器的性能(速率和位数)、改进采样策略和数据处理。由于方法等方面进行了有意义的工作 工作原理 单相AC-DC变换电路设计以Boost升压斩波电路为主电路，MSP430F1611单片机作为微处理器。通过检测电路，单片机控制电路，驱动电路完成对Boost 升压斩波电路实现闭环反馈控制。硬件电路包括Boost升压斩波电路拓扑、场效应管驱动电路、电压采样电路、电流采样电路、矩阵键盘、5110液晶显示模块、辅助电源供电模块、和MSP430F1611单片机最小系统控制电路。 设计以Boost升压斩波拓扑电路作为电源主电路，控制部分以MSP430F1611单片机为控制微处理器。交流20V-30V输入电压条件下Boost升压斩波电路可满
题目 直流稳压电源电路设计 一、设计任务与要求 1．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V ）； 2．输出可调直流电压，范围1.5∽15V ； 3．输出电流I O m ≥1500mA ；（要有电流扩展功能） 4. 稳压系数Sr ≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计与论证 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1 稳压电源的组成框图 图2 整流与稳压过程波形图 电网电压U1 电源 变压器U2 整流电路U3 滤波电路Ui 稳压电路Uo 负载RL
电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波 形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为2 2 / 2 1.57 2 2 / U S U π π ==≈；直流成 分小； o U=2 2U π ≈0.45 2 U，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路图4 单相半波整流电路电压输出波形
方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将2 u 的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。 我的选择：综合三种方案的优缺点决定用方案三 三、单元电路设计与参数计算 整流电路采用单相桥式整流电路，电路如图5所示， 图5 单相桥式整流电路
交流电是大小和方向都随时间变化的一种电。 交流电是用交流发电机发出的,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆 周上,使得发电过程中,各个线圈就切割磁力线,由于具有多对磁极，每对磁极产生的磁力线被切割产生的电压、电流都是按弦规律变化的，,所以能够不断的产生稳定的电流。交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率.如电子线路中有方波的、三角形的等，但这些波形的交流电不是导体切割磁力线产生的，而是电容充放电、开关晶体管工作时产生的。 直流电的方向则不随时间而变化。通常又分为肪动直流电和稳恒电流。脉动直流电中有交流成分，如彩电中的电源电路中大约300伏左右的电压就是脉动直流电成分可通过电容去除。稳恒电流则是比较理想的，大小和方向都有不变。 最本质的区别是: 交流电是按正弦曲线变化的.由于交流发电机,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀 分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个磁极切割磁力线的时候,具有互补性,所以能够不断的产生稳定的电流;交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率. 直流电则不是按正弦曲线变化的.没有频率的变化. 交流电与直流电最直观的区别是方向变不变；直流电的电流方向是不随时问变化的，但大小可能变化；最特殊的直流电是大小方向都不变的稳恒电流。所谓交流，就是电流交替流动，其方向是交替变化的，最常见的是民用电，它是正（余）弦式交流电，电微电子电路中常见的有方波电流 电人就是所谓的触电，是指电流经过人体形成了回路而且达到了一定的强度所造成的。关键的问题是要形成回路，并且电压在一定的范围之内。要想身体感觉到被电了，电流要有一定的强度，一般人体通过的电流不大于30mA就不会出现生命危险。 直流电一般正负极均不接地，这时你手握其中一极，和另一极是绝缘的，形不成回路，就不会触电。因为人体和电极间有一个电容效应，如果电压过高，照样会触电。 一般的交流电，是指的220/380V的系统，采用的是中性点（变压器）接地系统，也就是零线接地。这时如果人体触碰到了相线(火线)就会通过大地和零线形成回路，流经人体的电流会远远大于30mA，就形成了触电。 另外说明的是：不管什么电，只要流经人体电流不大，都不会触电。
电子技术课程设计 简要说明： 该电路将微小的输入交流信号u i 的有效值精确地转换成为直流电压输出U o ，以便于用直流电表进行测量。 思考题： 1．直接用二极管整流电路能否实现上述电路功能？为什么？ 2．该电路能够测量的信号的频率范围是多少？ 参考文献： 施良驹 《集成电路应用集锦》电子工业出版社，1988，6 何希才，白广存 《最新集成电路应用300例》科学技术文献出版社，1995 庄效恒，李燕民 《模拟电子技术》机械工业出版社，1998，2 R 3 u i 10μF U o C
一、课题名称：交流电压/直流电压转换电路 二、课题摘要：该电路将微小的输入交流信号ui的有效值精确地转换成为直流电压输出Uo，以便于用直流电表进行测量。 三、电路原理图： R 3 u i U o C 四、工作原理分析： （一）、电路原理分析 本电路依次运用微分运算放大电路、半波整流电路和积分电路将微小的交流 信号 i u的有效值精确的转换为直流电压输出 o U。 第一部分：同向比例运算电路。 ·· 此电路为同向比例运算电路。由[1]P129，根据虚断路原则，0 i i=，1R上的 压降为0。 i u u + =。 电阻 2 R上的电压
223 f o R u u u R R θ -== + 由虚断路原则u u +-≈， 有 223 o R u u R R += + 代入i u u +=，得 32 (1)o i R u u R =+ 放大倍数 32 1511 2.510 uf R A R =+ =+ = （2） 当2i u 在正半周期时1D 导通，2D 截止。 由虚断路原则，流入运放输入端的净输入电流0d i =，0u +=。 由虚短路原则0u u +-≈=，所以反向输入端为虚地， 故有： 214 i u i R = ， 55 o o f u u u i R R --= =-；