電路理論在實踐中的應(yīng)用

程若凡

四川省成都市新都一中2017級15班

電路理論在實踐中的應(yīng)用

程若凡

四川省成都市新都一中2017級15班

本文圍繞電路理論在整流濾波電路中的應(yīng)用、電路理論在冰箱保護(hù)器延時電路中的應(yīng)用、電路理論在互感器中的應(yīng)用三個方面展開討論（分析），對電路理論的實踐應(yīng)用方式進(jìn)行了列舉和分析，并提出了一些作者自己的見解，希望能夠?qū)窈蟮碾娐防碚撜n程提供一些典型應(yīng)用案例與理論分析方法。

電路理論 時間 電源

筆者根據(jù)自己對所學(xué)知識的掌握，總結(jié)出動態(tài)電路、非正弦電路、諧振電路和三相電路等一系列電路理論，并對這些理論在整流濾波、冰箱保護(hù)器延時電路中的實際應(yīng)用進(jìn)行了研究，為今后電路理論學(xué)習(xí)提供了一些實際案例。

1 整流電路理論在整流濾波電路中的應(yīng)用

整流電路所輸出電壓波形中具有龐大的脈動成分。為了從中獲取較為滿意的直流電壓，必須使用具備能量儲備功能的電容器及電子感應(yīng)原件組成的濾波電路來過濾由整流電路中輸出的脈動成分，并通過這種方式來獲取直流電壓。在本文中，筆者將單相橋式整流電容濾波電路作為案例，對下述兩種情況進(jìn)行分析（圖1）。

圖1 相橋式整流電容濾波電路

1.1 負(fù)載RL未接入狀態(tài)(開關(guān)S斷開)

假設(shè)電容器兩邊最初的電壓值為零，在接通交流電源之后，當(dāng)“U2”處于正半周時，“U2”在VD1、VD4的作用下向電容器C提供電量；當(dāng)U2處于負(fù)半周時，“U2”則在VD2、VD3的作用下為電容器C提供電量，充電時間常數(shù)為rl=ReqC。在上述公式中，rl=ReqC是變壓器副繞組的直流電阻和整流二極管的正向電阻的總和。一般情況下，ReqC的值較小，電容器很快就可以向交流電壓“U2”進(jìn)行充電，,最大值為。由于電容器中不包含放電回路，因此從中輸出的電壓(即電容器C兩端的電壓UL)是一個恒定不變的直流電流值。

1.2 負(fù)載RL接入狀態(tài)(開關(guān)S閉合) S)

由于電容器在負(fù)載沒有接入之前已經(jīng)進(jìn)行充電，所以在負(fù)載RL剛接入的時候，電容器C會向RL產(chǎn)生放電作用。在U2處于正半周且U2大于U1時，U2首先會在VD1和VD2的作用下為電容器C進(jìn)行充電，與此同時又會向負(fù)載RL進(jìn)行放電。當(dāng)U2處于負(fù)半周時，U2在VD3與VD2的作用下再一次為電容器C充電，同時也為負(fù)載RL進(jìn)行放電。電容器C電壓處于一個循環(huán)充電放電過程，因此負(fù)載上得到的直流電源呈現(xiàn)鋸齒形狀。放電波形中部的上升動脈是在負(fù)半周狀態(tài)下U2充電所形成的。τ2在一般情況下較大，而充電時間常數(shù)相對較小，導(dǎo)致電容器中的電壓衰減速度較慢，上升水平較快，因此負(fù)載上形成的鋸齒形直流電壓具有較小的脈動。由此可見，電容濾波整流電路在空載狀態(tài)下的。

2 電源電路理論在冰箱保護(hù)器延時電路中的應(yīng)用

家用式冰箱在斷點5分鐘之內(nèi)再次進(jìn)行通電時，會導(dǎo)致壓縮機因系統(tǒng)壓力過大而產(chǎn)生發(fā)動困難的現(xiàn)象，使電冰箱的使用年限降低。電冰箱延時保護(hù)器的誕生有效地解決了這一難題，它可以在斷電后自動延長斷電時間5至8分鐘，隨后再進(jìn)行電源接入，對壓縮機起到充分的保護(hù)作用，保護(hù)電路工作圖件圖2。

圖2 冰箱保護(hù)器延時電路

電源電路是由電源變壓器、整流橋及濾波電容器C1共同組成的。負(fù)責(zé)延時控制的電路是由電位器V1、電位器V2、二極管VD5及繼電器K組成的。當(dāng)電源被接通后，交流電壓在變壓、整理及濾波等一系列活動的作用下形成直流電壓US，在R1的作用下為C2進(jìn)行充電。自動延時5至8分鐘，當(dāng)C2的電壓達(dá)到穩(wěn)壓管VS中的穩(wěn)壓值后進(jìn)行自動導(dǎo)通。此時V1和V2都處于飽和導(dǎo)通裝下，電流通向繼電器線圈K，且常開觸頭S3也同時被接通，電冰箱進(jìn)入通電狀態(tài)下正常工作。

3 三相電路理論在互感器電路中的應(yīng)用

互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱。能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于量測或保護(hù)系統(tǒng)。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或1A，均指額定值），以便實現(xiàn)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。一般情況下，當(dāng)互感器在三相電路中使用時，除了最常用的Y形接法之外，還可以根據(jù)不同情況使用其他的接法，例如V形接法和開口接法，這兩種接法的使用原理都可以通過三相對稱電路的概念進(jìn)行解釋。

3.1 互感器V形接法

如圖3所示的中性點非直接與地面連接的高壓三相電路當(dāng)中，通常需要通過使用兩臺非接地型單相電壓互感器連接成為V/V接線進(jìn)行電壓測量，并能夠獲取配電室儀表、保護(hù)裝置及操作所需電壓。這種類型的接線方式并不能夠有效測量每相對地電壓，因此在絕緣監(jiān)視中不能被應(yīng)用。在這種接線方式下，在電壓互感器每相繞組上增加的電壓是線電壓，電壓互感器之間的額定比值為U1N/U1，這里的U1N代表而定一次線電壓，U1代表二次電壓。

3.2 互感新開口接法

如圖4所示的三套繞組的三項式互感器中，一次和二次側(cè)都是使用Y型接法進(jìn)行連接的，而輔助繞組則是使用開口接法進(jìn)行連接的。這種接法最常見的使用場合為35KV及以下的三相電路，主要是為電壓、電能提供繼電保護(hù)作用。二次側(cè)繞組所提供的電壓為100V，輔助繞組同樣提供100V電壓，為了起到繼電保護(hù)作用。當(dāng)互感器處于正常工作狀態(tài)時，輔助繞組三相電壓相互堆成。

圖3 互感新V型接法圖

圖4 互感新開口型接法

4 結(jié)語

筆者分別對電路理論在整流濾波電路、冰箱保護(hù)器延時電路、三相電路中的實際應(yīng)用原理及方式進(jìn)行了列舉及分析，這些應(yīng)用僅僅是電路理論應(yīng)用的一小部分內(nèi)容。有些問題所涉及的知識較為廣泛，有可能會超出電路理論知識之外，也有可能要在后續(xù)的課程中才會進(jìn)行講解，但這些原因并不會阻礙我們對于電路理論實際應(yīng)用的學(xué)習(xí)和理解。對電路理論的發(fā)展史進(jìn)行回顧可以發(fā)現(xiàn)，電路理論學(xué)習(xí)的開展并不能單純地停留在理論學(xué)習(xí)階段，我們應(yīng)充分意識到所有電路理論都是從實踐中得出的，再反過來用于進(jìn)一步指導(dǎo)實踐操作，起到相互作用的效果。我們在電路理論學(xué)習(xí)過程中結(jié)合上述內(nèi)容，通過具體的應(yīng)用實例來幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握并理解電路理論的原理，不僅可以幫助我們對所學(xué)知識的深刻理解，還可以讓我們意識到電路理論與實踐之間的密切關(guān)系。

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[3]張亞麗．用諧振法對橡塑絕緣電纜做交流耐壓試驗．許昌：農(nóng)村電工，2006(8)：27