第5章 直流直流变流电路及应用

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥 在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外， 还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻 两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的 特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量 转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交 流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻 抗的变化进行测量。 惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101 ~106 Q ）O 对于太小 的电阻 （10"6 ~101 Q 量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大 电阻（107Q 级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表， 而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理 图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线 连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源， 称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源，学生 实验用双路直流稳压电源，电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流 作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检 流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的 在于保护检流计和改变电桥灵敏度。 电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时， 桥路中的电流I g -0，检流计的指针发生偏转；当 C 、D 两点之间的电位相等时，桥路 中的电流I g =0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥 处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻， 因此，电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。 （1） R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂，R x 为待测臂，R 为比较臂，R 。作为比较的标准，实 A 表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2

直流电压变换电路复习过程

直流电压变换电路

第七章直流电压变换电路 目的要求 1．掌握直流电压变换电路的基本原理和三种控制变换方式。 2．了解晶闸管直流电压变换电路的工作原理及晶闸管换流原理。 3．掌握降压和升压直流变换电路的工作原理及库克（Cuk）电路的工作原理。 4. 了解复合直流电压变换电路的组成及应用。 主要内容及重点难点 1. 直流电压变换电路的基本原理 2. 直流电压变换电路的三种控制变换方式 3. 晶闸管直流电压变换电路的工作原理 4. 晶闸管换流原理 5. 降压及升压直流变换电路的工作原理 6. 库克（Cuk）电路的工作原理 7. 复合直流电压变换电路的组成以及应用 第一节直流电压变换电路的工作原理及分类 直流电压变换电路也称为直流斩波器，它是将直流电压变换为另一固定电压或大小可调的直流电压的电路。具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点，广泛地应用于可控直流开关稳压电源、直流电动机调速控制和焊接电源等。 一、直流电压变换电路的工作原理

1．电路构成：如图7-1所示为直流电压变换电路原理图及工作波形图， R 为负载；S 为控制开关，是电路中的关键功率器件，它可用普通型晶闸管、可关断晶闸管GTO 或者其它自关断器件来实现。 2．电路输出波形： a) b) 图7-1 直流电压变换电路原理图及工作波形 a) 电路原理图 b) 工作波形 3．工作原理分析： 当开关S 闭合时，负载电压u o =U d ，并持续时间t on ，当开关S 断开时，负载上电压u o =0V ，并持续时间t off 。则T =t on +t off 为直流变换电路的工作周期，电路的输出电压波形如图7-1b 所示。若定义占空比为T t k on = ，则由波形图上可得输出电压得平均值为 d d on d off on on o kU U T t U t t t U ==+= （7-1） 只要调节k ，即可调节负载的平均电压。 二、直流电压变换电路的三种控制方式 直流电压变换电路主要由以下三种控制方式。 1) 脉冲宽度调制(PWM )：脉冲宽度调制也称定频调宽式，保持电路频率f ＝ l ／T 不变，即工作周期T 恒定，只改变开关S 的导通时间t on 。

直流单臂电桥的工作原理

直流单臂电桥的工作原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd 上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。 在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。 则：Uac=Uad, Ucb=Udb 即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3 将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3 当电桥平衡时，Ig=0 ∴I1=I2，I3=I4 代入上式得： R1R3=R2R4 上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。 设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。 图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。 单臂电桥的使用方法 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。 2、把被测电阻接在?的位置上。 要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指?，则需增加比较臂电阻，针指向?，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。 ）从而可以测量R3/R4×（R1=R2数值，当电桥平衡时有：R4、R3、R2通过电桥调节．

高中物理竞赛辅导讲义-12.5惠斯通电桥和补偿电路

12. 5惠斯通电桥和补偿电路 一、测量电阻的方法： 1、欧姆表直接测量 缺点：精度不高 2、伏安法测出电流电压进而算出电阻 缺点：真实电表的内阻会引起系统误差（内接法、外接法） 二、惠斯通电桥 1、惠斯通电桥电路图： 其中R 1、R 2为定值电阻，R 3为可变电阻，R x 为待测电阻，G 为灵敏电流计。 2、测量方法： (1)调节可变电阻R 3 ，使得电 桥上的灵敏电流计示数为0 (2)由电桥平衡可得： 3、惠斯通电桥测电阻的优点： (1)精度高。精度主要取决于电阻阻值的精度和灵敏电流计的精度。 (2)灵敏电流计所在的电桥上没有电流，因此避免了电表内阻的影响。 (3)电源电动势和内阻对测量也没有影响。 例1、如图所示的电桥电路中，电池组电动势ε1=20V ，R 1=240 Ω，R 2=20Ω，R 4=20Ω，电池ε2=2V ，问可变电阻R 3应调到多 大时电流表中电流为0？ 例2、将200个电阻连成如图所示的电路，图中各P 点是各支路中连接两个电阻的导线上的点．所有导线 的电阻都可忽略．现将一个电动势为E 、内阻为r 0的 电源接到任意两个P 点处．然后将一个没接电源的P 点处切断，发现流过电源的电流与没切断前一样，则 这200个电阻R 1、R 2…R 100，r 1、r 2…r 100应有怎样的关 系?此时AB 和CD 导线之间的电压为多少? 231x R R R R

例3、有七个外形完全一样的电阻，已知其中六个的阻值相同，另一个的阻值不同。请按照下面提供的器材和操作限制，将那个阻值不同的电阻找出，并指出它的阻值是偏大还是偏小，同时要求画出所用电路图，并对每步判断的根据予以论证。 提供的器材有：①电池。②一个仅能用来判断电流方向的电流表（量程足够），它的零刻度在刻度盘的中央，而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的。③导线若干。 操作限制：全部过程中电流表的使用不得超过三次。

直流直流(DCC)变换

直流直流(DCC)变换

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第四章直流—直流（DC-DC）变换 将大小固定的直流电压变换成大小可调的直流电压的变换称为DC-DC变换，或称直流斩波。直流斩波技术可以用来降压、升压和变阻，已被广泛应用于直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等方面，特别是在电力牵引上，如地铁、城市轻轨、电气机车、无轨电车、电瓶车、电铲车等。这类电动车辆一般均采用恒定直流电源（如蓄电池、不控整流电源）供电，以往采用变阻器来实现电动车的起动、调速和制动，耗电多、效率低、有级调速、运行平稳性差等。采用直流斩波器后，可方便地实现了无级调速、平稳运行，更重要的是比变阻器方式节电（20～30）%，节能效果巨大。此外在AC-DC变换中，还可采用不控整流加直流斩波调压方式替代晶闸管相控整流，以提高变流装置的输入功率因数，减少网侧电流谐波和提高系统动态响应速度。 DC-DC变换器主要有以下几种形式：（1）Buck（降压型）变换器；（2）Boost（升压型）变换器；（3）Boost-Buck（升-降压型）变换器；（4）Cúk变换器；（5）桥式可逆斩波器等。其中Buck和Boost为基本类型变换器，Boost-Buck和Cúk为组合变换器，而桥式可逆斩波器则是Buck变换器的拓展。此外还有复合斩波和多相、多重斩波电路，它们更是基本DC-DC 变换器的组合。 4.1 DC-DC变换的基本控制方式 DC-DC变换是采用一个或多个开关（功率开关器件）将一种直流电压变换为另一种直流电压。当输入直流电压大小恒定时，则可控制开关的通断时间来改变输出直流电压的大小， 这种开关型DC-DC变换器原理及工作波形如图4-1所示。如果开关K导通时间为，关 断时间为，则在输入电压E恒定条件下，控制开关的通、断时间、的相对长短，便可控制输出平均电压U0的大小，实现了无损耗直流调压。从工作波形来看，相当于是一个将恒定直流进行“斩切”输出的过程，故称斩波器。 斩波器有两种基本控制方式：时间比控制和瞬时值控制。 图4-1 DC-DC变换器原理电路及工作波形 (a)原理电路；(b)工作波形 4.1.1 时间比控制 这是DC-DC变换中采用最多的控制方式，它是通过改变斩波器的通、断时间而连续控

直流电路电流、电压和电位的实验研究

实验报告 实验名称|直流电路电流、电压和电位的实验研究姓名：何** 李** 学号：110****/110**** 院系：计算机科学与技术学院 精选

直流电路电流、电压和电位的实验研究 1.实验目的 1）加深对基尔霍夫电流、电压定律的理解。 2）掌握电流、电压参考方向的意义和电位参考点的概念。 3）熟悉直流电源和直流仪表的使用方法。 4）学习直接测量中仪表的误差分析方法。 2.实验仪器 直流稳压电源，指针式、数字式直流电流表，指针式、数字式直流电压表，可调节电位器，导线若干，定值电阻若干等。 3.实验原理 1.基尔霍夫定律： 1）基尔霍夫电流定律：在任意时刻，任意结点上电流的代数和恒等于零。 基尔霍夫电流定律的表达式（KCL方程）：∑I =0。 2）基尔霍夫电压定律：在任意时刻，沿任意回路所有支路电压的代数和恒等于零。 基尔霍夫电压定律的表达式（KVL方程）：∑u =0。 2. 电位 电位常指某点到参考点的电压降。 电位有个很重要的特性就是零电位点。所谓零电位点，是指电路中电位相同的点。 零电位点的特点：零电位点之间电压差等于0。若用导线或电阻将等电位点连接起来其中没有电流通过，不影响电路原来工作状态。 4.实验步骤 1.KCL定律的研究 （1）按图1所示搭建电路。 （2）对a ,b两个结点研究KCL定律。 分别用指针式、数字式直流电流表测量a ,b两个结点的相关电流，将相关数据填入表一，验证该节点电流的代数和是否等于零（∑I =0），并计算测量误差。 图1 KCL的实验电路

2.KVL定律的研究 （1）按图2所示搭建电路。 （2）对整个闭合回路研究KCL定律。 根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证闭合回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（∑u =0），并计算测量误差。 （3）对假想回路研究KCL定律。 在图2所示的电路中选取假想回路cdefgc，回路电流控制在10～20mA。根据电压的参考方向，分别用指针式、数字式直流电流表测量各个电阻上的电压，将相关数据填入表二，验证假想回路中的所有支路电压的代数和是否等于零（∑u =0），并计算测量误差。 图2 KVL的实验电路 5.注意事项 1）根据实验电路给定的原件参数，先计算出实验要求测量的各个参数的理论值，并根据理论值，选择电阻（额定功率和最大电流）、仪表的量程及极性。 2）由于实验提供的所有电源都只能输出功率（不能吸收功率），故设计电路时电源（电压源、电流源）电流只能流出而不能流入。 3）注意电源的正、负极性。熟悉直流稳压、稳流电源的使用。使用时，稳压电源不得短路！稳流电源不得开路！ 4）熟悉直流仪表的使用，注意其量程和极性的选择，学会读取直流数字式仪表和指针式仪表的读数及极性。 精选

直流稳压电源电路仿真

直流稳压电源电路仿真 一、实验的目的 1掌握电源电路的仿真设计与分析方法。 2掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。 3 掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法 二、实验的原理 本设计的电源电路是各种电子设备必不可少的组成部分。直流稳压电源通常是由交流电压转变而成的。将交流电压转变成稳定的直流电压，需要经过变压、整流、滤波、稳压四个过程。如图3.8-1 所示。 图3.8-1直流稳压电源原理框图 电源变压器：将同频率的交流电压变换为需要的电压。 整流电路：利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换为单向脉动直流电压。 滤波电路：利用电容或电感的储能特性，减小整流电压的脉动程度。 稳压电路：在电源电压波动或负载变化时，保持直流输出电压稳定。 图3.8-2为串联型直流稳压电源电路。它除了变压、整流、滤波外，稳压器部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压Vo变化时，取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿V o的变化，从而维持输出电压基本不变。 3.8-2串联型直流稳压电源电路 三、虚拟实验仪器及器材 双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管2N2222A、晶体二极四、实验内容与步骤 1．整流滤波电路测试 如下所示，输入电路。连接实验电路。取可调工频电源电压为15.7V，作为整流电路输入电压u2。 图3.8-3 整流滤波测试电路 u，并用示波器观察（1）取R L＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压U L及纹波电压 L u2和u L波形，记入表3.7-1。u2＝15.7V （2）取RL＝240Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。 （3）取RL＝120Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。 表3.7-1

第5章直流-直流变换电路习题

一、问答题 5-1、试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析它们各有什么特点？ 答：直流斩波电路主要有降压斩波电路（Buck ），升压斩波电路（Boost ），升-降压斩波电路（Buck-Boost ）和库克（Cuk ）斩波电路。 降压斩波电路是输出电压的平均值低于输入电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。 升压斩波电路是输出电压的平均值高于输入电压的变换电路。它可用于直流稳压电源和直流电机的再生制动。 升-降压变换电路是输出电压的平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。 库克电路也属升-降压型直流变换电路，但输入端电流波纹小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。 5-2、简述图3-1基本降压斩波电路的工作原理。 输出电压电流波形。 答：0=t 时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压E u =0，负载电流0i 按指数曲线上升。1t t =时控制V 关断，二极管VD 续流，负载电压0u 近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L 使负载电流连续且脉动小。 5-3、根据下图简述升压斩波电路的基本工作原理。（图中设：电感L 、与电容C 足够大） 输出电流波形 答：当V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，设充电电流为i 1，L 值很大，i 1基本恒定，同时电容C 向负载供电，C 很大，使电容器电压u 0基本不变，设V 处于通态的时间为t on ，在t on 时间内，电感L 上积蓄的能量为EI 1t on ； 图3-2 基本升压斩波 图3-1基本降压斩波电路

电阻应变片直流电桥测量电路攻略

在复杂的机械系统中，研究其功耗和性能，设计它们的结构以及研究各模块组间的润滑状态，测量各器件间的摩擦力等重要参数，多年来，一直被人们所重视。由于机械内部运动复杂，环境恶劣，摩擦力相对很小，给测量带来了很大困难，如何精确地测量出这些数据就显得格外重要。 采用立创无线收发方式，利用传感器信号通过无线收发电路进行信号传输，可以先存储数据再把存储卡里面的数据读入到计算机进行分析，为复杂及数据要求精确的系统的数据采集提供了新的方法。另外，在采集频率较高时，数据量比较大，这对采集系统中处理器处理速度、射频无线传输速度、接口传输速度、A/D 转换速度以及功耗等都有很高的要求，加上机械系统内部尺寸的限制，困难较大。这样一来，数据采集电路板的设计成为该数据采集系统的关键，我们需要设计专门的数据采集和无线收发装置。 测量系统原理 系统由传感器、电源、信号调理电路、信号处理电路和PC 机组成在实际测量时，传感器安装在运动件上，由于采用引线装置传递信号会限制机械部件的运动，因此可采用无线收发电路传输数据，也可采用存储方式进行数据采集，即先把数据保存到存储卡，数据采集完之后再拿出存储卡读入到计算机，测量系统原理如图1 所示。 气压传感器和应变片经过信号调理电路输出0～2.5V 的电压，可通过信号处理电路把模拟信号转化为数字信号再存入存储卡，热电偶经过信号调理电路输出12 位SPI 格式的数字信号，可由单片机直接把信号存入存储卡。存储卡的容量应能保证采集信号的时间要求（在采集频率为3000Hz 时，选择512M以上的存储卡可保证采集时间不少于25 分钟）。而该测量系统中电阻应变片直流电桥测量电路的设计是一个关键，下面我们将对这一部分进行详细的分析和设计。 电阻应变片直流电桥测量电路

直流电桥的原理和应用

实验四直流电桥的原理和应用 【背景知识】 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）；非平衡电桥则是通过测量电桥输出（电压、电流、功率等）并进行运算处理，得到待测电阻值。直流电桥还可用于测量引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量。 【实验目的】 本实验采用FQJ 型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容： (1)直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； (2)非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； (3)根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法。 【实验原理】 1.平衡电桥 单臂直流电桥是平衡电桥，又称惠斯通电桥，其电路见图4.4.1。其中1R 、2R 、3R 、4R 构成一电桥，A 、 C 两端加一恒定桥压S U ，B 、 D 之间有一检流计PA ， 当电桥平衡时，B 、D 两点为等电位，PA 中无电流流 过，此时有AB AD U U ，41I I ，32I I ，于是有3421R R R R （4.4.1） 图4.4.1惠斯通电桥

如果R 4为待测电阻R X ，R 3为标准比较电阻，则有 1332X R R R K R R & &（4.4.2） 其中21/R R K ，称其为比率（一般惠斯登电桥的K 有001.0、01.0、1.0、1、10、100、1000等。本电桥的比率K 可以任选）。根据待测电阻大小，选择K 后，只要调节3R ，使电桥平衡，检流计为0，就可以根据（4.4.2）式得到待测电阻X R 之值。 2.非平衡电桥 非平衡电桥原理如图4.4.2所示：B 、D 之间为一 负载电阻g R ，只要测量电桥输出g U 、g I ， 就可得到x R 值。根据电桥各臂电阻关系可将非平衡电桥分为三类： （1）等臂电桥：4321R R R R ； （2）输出对称电桥（卧式电桥）：R R R 41， R R R 32，且R R ；（3）电源对称电桥（立式电桥）：R R R 21，R R R 43，且R R 。 当负载电阻! g R ，即电桥输出处于开路状态时，0 g I ，仅有电压输出，在此用0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过1R 、4R 两臂及2R 、3R 两臂的电流为： 14231423,S S U U I I I I R R R R ##，（4.4.3） 则输出电压0U 为 ?%?%324134014231423()BC DC S S S R R R R R R U U U U U U R R R R R R R R &?& ? &?& &###&#（4.4.4） 当满足条件1324R R R R & &（4.4.5） 时，电桥输出00 U ，即电桥处于平衡状态。（4.4.5）式称为电桥的平衡条件。为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平衡。这样可使输出只与某一臂 电阻变化有关。 图4.4.2非平衡电桥

直流电流和交流电路 教案(1)

教案设计 学科汽车电工电子技术基础授课 班级 (不填） 教学性质常规教学 地点 (不填） 授课 教师 （不填） 课题直流电流和交流电路课时说明共 4 课时 教学目的1、了解直流电路和交流电路的区别 2、了解电路和电路图的概念 3、理解电路中电流、电压、电功率等基本物理量 4、了解电路中通路、断路和短路三种状态 5、了解交流电路中几种纯电路形式及特点 教学重点1、直流电路和交流电路的区别 2、电路和电路图的概念 3、电路中通路、断路和短路三种状态 教学难点1、直流电路和交流电路的区别 2、电路和电路图的概念 教学过程(一) 一、导入新课 案例分析： 张华在学完基本元器件后，能辨认电路板中的元器件了，这让他很是开心。这天，他在李师傅那找了一个12V汽车收音机，准备自己做一个12V电源,买来了一个220V转12V 的交流变压器、插头、电源线等配件，一切准备好后，接上220V市电后，收音机不但不能正常工作，还闻到了刺鼻的烧焦的味道，这下把张华给吓懵了。第二天找到李师傅，经过李师傅详细解释，张华才恍然大悟。 二、学习新课 一、直流电路 直流电路就是电流的方向不变的电路，直流电路的电流大小是可以改变的。电流的大小方向都不变的称为恒定电流。直流电流只会在电路闭合时流通，而在电路断开时完全停止流动。 三、探讨与研究

最简单的电路，电源是干电池，负载是白炽灯，中间环节由导线和开关构成。对电源来讲，负载和中间环节称为外电路，电源内部的电路称为内电路。 1、电路和电路图 电路是电流流过的路径。复杂电路呈网状，所以电路又称为网络。 电路是由电源、负载和中间环节三部分构成的。电源是给电路提供电能或信号的器件；负载是电路中吸收电能或输出信号的器件；中间环节则根据电路作用、需要而不同，通常由起引导和控制或测量作用的器件构成. 2、电路的作用 电路的作用可分为两种，一种是实现电能的传输和转换，各类电力系统都属于这一类；另一种是实现信号的传递处理，如电子技术中的放大器、整流电路等。 注意：在电路分析时，根据电路的作用可以分为直流通路分析与信号通路分析个两方面。 3、电路图 实际电气设备的安装和维修都是依据电原理图进行的，很少使用实物接线图。电原理图也简称为电路图，是指将实际电路中的各器件用规定的图形符号表示之后所画出的图。 4、常见工具符号

非平衡直流电桥的原理和应用

非平衡直流电桥的原理和应用 【背景知识】 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为 平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）；非平 衡电桥则是通过测量电桥输出（电压、电流、功率等）并进行运算处理，得到待测电阻值。 直流电桥还可用于测量引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等，在检测技术、传感器技术中的应用非常广泛。平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量。 【实验目的】 本实验采用FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容： （1）直流单臂电桥（惠斯通电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； （2）非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； ⑶ 根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法。 【实验原理】 1. 平衡电桥 单臂直流电桥是平衡电桥，又称惠斯通电桥，其电 路见图441。其中R、R2、R3、R4构成一电桥，A、 C两端加一恒定桥压U s，B、D之间有一检流计PA, 当电桥 平衡时，B、D两点为等电位，PA中无电流流过，此时有U AB ~ U AD，I ~ I 4，I ~ I 3，于是有 R i R4 R2 R 如果R4为待测电阻R X，R3为标准比较电阻，则有图441惠斯通电桥 （4.4.1）

(442) 其中K=R I /R 2，称其为比率（一般惠斯登电桥的 K 有0.001、0.01 . 0.1、1、10、100、 1000等。本电桥的比率 K 可以任选）。根据待测电阻大小，选择 K 后，只要调节R 3，使电 则输出电压U 0为 当满足条件 R 1 R 3 - R 2 R 4 时，电桥输出U 。=0，即电桥处于平衡状态。（4.4.5）式称为电桥的平衡条件。 为了测量的 准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平衡 。这样可使输出只与某一臂 电阻变化有关。 R 「R2 & 桥平衡，检流计为 0 ,就可以根据（442）式得到待测电阻 R X 之值。 2■非平衡电桥 非平衡电桥原理如图 442所示：B 、D 之间为一 负载电阻&，只要测量电桥输出U g 、l g ,就可得到R x 值。根据电桥各臂电阻关系可将非平衡电桥分为三类： （1）等臂电桥：R = R 2 二 R 3 二 R 4 ； （2）输出对称电桥（卧式电桥） R 2 = R 3 = R ，且 R - R ； 图442非平衡电桥 （3）电源对称电桥（立式电桥）：R ,二R 2二R ，，R 3二R 4二R ，且RpR ，。 当负载电阻Rg —；心，即电桥输出处于开路状态时， lg =0，仅有电压输出，在此用 U 0表示，根据分压原理， ABC 半桥的电压降为U S ，通过R 、R 4两臂及R 2、R J 两臂的 电流 为： U S U S R 4 R 2 R 3 (443) U 0 - U BC _ U DC R 4 R R 4 U S R U S (“一尺只3 )U S R 2 R J R R 4 R 2 R 3 (444) (445) A

《电工基础》练习及答案(2.简单直流电路)

《电工技术基础与技能》期末复习题 2．简单直流电路 一、选择题： 1．在闭合电路中，负载电阻增大，则端电压将（ ） A ．减小 B ．增大 C ．不变 D ．不能确定 2．在右图所示的电路中，E=10V ，R 0 =1Ω，要使R P 获得最大功率，R P 应为（ ） A ．0.5Ω B ．1Ω C ．1.5Ω D ．0 3．将321R R R >>的三只电阻串联，然后接在电压为U 的电源上，获得功率最大的电阻是（ ） A ．1R B ．2R C ．3R D ．不能确定 4．若将上题三只电阻并联后接在电压为U 的电源上，获得功率最大的电阻是（ ） A ．1R B ．2R C ．3R D ．不能确定 5．一个额定值为220V 、40W 的白炽灯与一个额定值为220V 、60W 的白炽灯串联接在220V 的电源上，则（ ） A ．40W 的灯较亮 B ．60W 的灯较亮 C ．两灯亮度相同 D ．不能确定 6．两个电阻21R R 和并联，等效电阻值为（ ） A ．2 11 1R R + B ．21R R - C ． 2121R R R R + D ．2121R R R R + 7．两个阻值均为555Ω的电阻，作串联时的等效电阻与作并联时的等效电阻之比为（ ） A ．2：1 B ．1：2 C ．4：1 D ．1：4 8．R 1和R 2为两个串联电阻，已知R 1=4R 2，若R 1上消耗的功率为1W ，则R 2上消耗的功率为（ ）。 A ．5W B ．20W C ．0.25W D ．400W 9．R 1和R 2为两个并联电阻，已知R 1=2R 2，若R 2上消耗的功率为1W ，则R 1上消耗的功率为（ ）。 A ．2W B ．1W C ．4W D ．0.5W 10．如右图所示，已知R 1=R 2=R 3=12Ω，则A 、B 间的总电阻为（ ）。 A ．18Ω B ．4Ω C ．0 D ．36Ω 11．用电压表测得电路端电压为0，这说明（ ）。 A ．外电路断路 B ．外电路短路 C ．外电路上电流比较小 D ．电源内阻为0 12．阻值为R 的两个电阻串联接在电压为U 的电路中，每个电阻消耗的功率为P ；若将两个电阻改为并联，仍接在电压为U 的电路中，则每个电阻消耗的功率为（ ）。 A ．P B ．2P C ．4P D ．P/2 13．电源电动势是2V ，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时，电路中的电流和端电压分别是（ ） A ．0 、2V B ．20A 、2V C ．20A 、0 D ．0、0 14．在上题中，当外电路短路时，电路中的电流和端电压分别是（ ） A ．0 、2V B ．20A 、2V C ．20A 、0 D ．0、0 15．如下图所示，已知可变电阻器滑动触点C 在AB 的中点，则电路中电阻R 两端的电压是（ ）。 A ．AB U 21 B ．大于AB U 21 C ．小于AB U 2 1 D ．AB U 第15题 第16题 16．如上图所示，三只白炽灯A 、B 、C 完全相同。当开关S 闭合时，白炽灯A 、B 的亮度变化是（ ）。 A ．A 变亮， B 变暗 B ．A 变暗，B 变亮 C ．A 、B 都变亮 D ．A 、B 都变暗 二、填空题： 1．在右下图所示的电路中，当开关S 板向2时，电压表的读数为6.3V ；当开关S 板向1时，电流表的读数为3A ，R=2Ω，则电源电动势为 V ，电源内阻为 Ω。 2．两个并联电阻，其中R 1=200Ω，通过R 1的电流为I 1=0.2A ，通过整个并联电路的电流为I=0.8A ， 则R 2= 欧，I 2= 安。 3．用伏安法测电阻，如果待测电阻比电流表内阻大得多时（大电阻），应采用 。这时测量出的电阻值比实际电阻 （填“大”或“小”）。 4．用伏安法测电阻，如果待测电阻比电压表内阻小得多时（小电阻），应采用 。这时测量出的电阻值比实际电阻 （填“大”或“小”）。 第2题

电桥电路

目前，最广泛应用于电阻应变计的测量电路为应变电桥，因其灵敏度高、精度高、测量范围宽、电路结构简单、易于实现温度补偿等的特点而能很好地满足应变测量的要求。 典型的应变电桥如图3-2所示：四个臂1R 、2R 、3R 、4R 按顺时针向为序，AC 为电源端，BD 为输出端。当桥臂接入的是应变计时，即为应变电桥。当一个臂、两个臂乃至四个臂接入应变计时，就相应谓之单臂工作、双臂工作和全臂工作电桥。测量电桥按如下方法分类。 （1）按电源分，有直流电桥和交流电桥 直流电桥桥臂只能接入电阻。它主要用于应变电桥输出可直接显示（如接励电式指示器或光线示波器振子）而无需中间放大场合，如半导体应变计。 交流电桥桥臂可以是R 、L 、C 。主要用于输出需放大的场合，如金属应变计等。 （2）按工作方式分，有平衡桥式电路（零位测量法）和不平衡桥式电路（偏差测量法）。 平衡桥式电路带有手调或者自调整桥臂平衡的伺服反馈机构。仪表指示测量值时，电桥处于平衡状态。常用于高精度、长时间静态应变测量，如双桥式静态应变仪。 不平衡桥式电路的输出，是与桥臂应变量成一定函数关系的不平衡电量，然后放大、显示。仪表指示测量值时，电桥处于不平衡状态，它响应快，便于处理：常用于动态应变测量。 （3）按桥臂关系分，有：①对输出端对称（第一种对称）电桥（21Z Z =，43Z Z =）；②对电源端对称（第二种对称）电桥（41Z Z =，32Z Z =）；③半等臂（21Z Z =，43Z Z =）和全等臂电桥（4321Z Z Z Z ===）。 近年来，由于低漂移集成运算放大器的发展，直流电桥得到了广泛应用。在此，先分析直流电桥，其结果可推广到交流电桥。 直流电桥的桥臂为纯电阻。如图（3-2）所示。 图中0U 为供桥电源电压，当初始有 4231R R R R =，则电桥输出电压或电流为零，这 时电桥处于平衡状态。因此，电桥电路的平衡条件为： 4231R R R R = 或 3 42 1R R R R = 按负载的不同要求：输出电压或者电流，应变电桥还可分电压输出桥和功率输出桥。 图3-2 电桥电路

直流稳压电源电路

直流稳压电源电路 1 引言 模拟电子技术是计算机基础理论的一个重要组成部分，是计算机科学与技术系的重要学科基础课。模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。 直流稳压电源是指能为负载提供稳定直流电源的电子装置。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 2 设计内容和设计要求 设计一个完整的直流稳压电源电路，其主要技术指标要求：①输出电压可 调：U o =+3V～+15V②最大输出电流：I omax =800mA③输出电压变化量：ΔU o ≤15mV ④稳压系数：S V ≤。 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。

3 设计原理 （1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电 （3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 （4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 4 直流稳压电源电路 *注：设计过程中的仿真图均由调试完后的结果而来。 变压电源设计 变压器原理：变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。如图4-1-1中是一个10TO1的变压器，他的作用是使变压后的电压为原来的1/10。 图4-1 变压电源电路图 仿真后的波形图4-1-2

#简易直流电流源 2011

合肥学院电子信息和电气工程系 认知实习 南京恒力化纤织造有限公司认知实习报告 系别电子信息和电气工程系 专业电气信息类 班级09级电气信息类（1）班 姓名徐宗涛 学号 0905071037 指导老师徐泽忠 成绩 2011 年 8 月 25 日 简易数控直流电流源 摘要：本系统设计以STC89C52为核心，通过D/A转换、二级运算放大电路、实现了电压输出范围在0～9.9V范围内的数控直流电源。此外本电源还具有菜单选择功能、电压可预置、多种波形供选择、并可以以0.1V步进，同时显示给定值等功能。

关键词：单片机DA转换数字控制功率放大 一、引言 1.1系统设计目的 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。满足下列要求： （1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示； （4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减； （5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。 设计概念图如下所示： 图一：设计概念图 另外还可以实现如下要求： （1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 1.2 系统设计思想 本系统以STC89C51为系统控制单元、DA转换器为数字控制输出单元、运放组合电路为功率放大单元、4*4键盘为预置控制输入单元，数码管为显示单元。通过键盘控制实现预置初始化，由单片机给DA转换器相应的数据，通过功率放大电路运放，最后经射极输出器完成输出。 二、方案比较及确定

直流电桥的原理及使用方法

直流电桥的原理及使用方法 一、教学目的：让员工了解直流电桥的工作原理及 QJ84A数字直流电桥的正确使用方法。 二、教学方法：理论教学与现场实际操作相结合 三、教学时间：90分钟 四、教学内容: 1?直流电桥的作用： 主要是针对发电机定子、转子绕组，变压器各侧各相绕组，以及电动机绕组等而进行的一种电气试验。通过该试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量，绕组所用导线的规格是否符合设计要求，内部绕组有无断裂等。 2直流电桥的原理: 直流电阻的测量现在一般采用电桥法，电桥法又分为单臂电桥法和双臂电桥法。 单臂电桥原理如图：电桥由三个精密电阻及一个待测电阻组成四个桥臂。对角A、C两端接电源，B D之间连接一个检流计作"桥"，直接比较两端的电位。 当达到平衡时桥两端电位相等，l g=O。此时理R R R R X CR 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电 双臂电桥的基本原理如下图，在单臂电桥的基础上改变接线，再增加一对高电阻, 由电路方程解得 &&R rR'（显显） R, R' r R R, C 单臂电桥原理图

3、QJ48A数字电桥的使用方法： 1、准备: a、电桥首次使用前，将五节J-D8000型镍氢电池按极性装入电池盒，用外附充电器充电8-14小时，是充电指示灯全亮。 b、按下“ POWE”电源开关，预热5分钟，等待测量。 2、校准： a、电桥只有20m Q量程需要对零点和准确度进行校准，由于校准时 电池消耗电流较大，故校准时间尽量短。其它量程的零点和准确度由电路设计保证，毋需校准。 b、准确度校准： 1 、零位校准：将“ RANGE量程开关置于“ 20m Q”，并按下“ ZERO 调零键，在按下“ METE”测量键同时调节调零电位器，使显示器示值为0.调零完毕，应将“ ZERO 和“ METE”二键复位。 2 、准确度校准：将“RANG”量程开关置于“20mQ”位置，并按下“ 19.900m Q” 校准键，在按下“”测量键同时调节“”校准电位器，是显示器示值为19.900m Q . 校准完毕，应立即将“”和“”二键复位。值得注意的是，为避免满量程校准时显示器处于溢出临界状态，故校准值用 19.900m Q,而不是19.999m Q. 3、测量 测量导线的连接 a、电桥采用四线制测量法，面板上有 C1、P1、P2和C2四个接线柱，其中C1、 C2为电流端，P1、P2为电位端。电桥由C1、C2给被测试电阻提供测试电流，被测电阻的压降由P1、P2端引入电桥。 b、测量导线的连接方法如图所示，a为四引出端电阻器连接方法，如标准电阻器，分流器等，b为二引出端电阻器连接方法，如线绕电阻器，金属膜电阻器和电线电缆等。 测量量程的选择 根据被测电阻值大小选择适合的量程，显示器同时显示小数点和单位标志。当无法估计被测电阻值时，可从最高量程起依次移向低量程，直到测量值最高位落在显示器千位或万位上，使度数值有足够位数，以确保应有的测量精度。 测量步骤

第1讲 直流电路与交流电路的分析

第1讲直流电路与交流电路的分析 “物理观念”构建 一、理清直流电路知识体系 二、正弦交变电流“四值”的理解与应用 三、理想变压器和远距离输电 1.明确变压器各物理量间的制约关系 2.明辨远距离输电过程的3个问题 (1)输电线上的电流：I＝P出 U出 ＝ P出 U2。 (2)电压损耗：输电线路上I2＝I R＝I3，总电阻R导致的电压损耗U R＝U2－U3＝I R R。

输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。 (3)输电线上损失的功率：P 损＝I 2 R 线＝? ????P 出U 出2R 线＝U 2损R 线＝U 损I 。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U 和输电 导线上损失的电压ΔU 相混淆，不能用公式P ＝U 2 R 计算输电线上损失的功率。 “科学思维”展示 一、两种物理思想 1.等效思想：等效电路、等效电源； 2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。 二、直流电路动态分析的常用方法 基本思路为“部分→整体→部分”。 直流电路的分析与计算 考向一 直流电路的动态分析 【典例1】 (2019·湖南湘东六校联考)如图1所示，电源电动势为E ，内阻为r 。电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( ) 图1 A.在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流 B.只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动的过程中，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流 C.只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运动