直流与交流电路(解析版)
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，
单元电路的级联设计注意及方法
14.1.3 单元电路之间的级联设计 各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题，如：电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合，以及相互干扰等问题。 1. 电气性能相互匹配问题 关于单元电路之间电气性能相互匹配的问题主要有：阻抗匹配、线性范围匹配、负载能力匹配、高低电平匹配等。前两个问题是模拟单元电路之间的匹配问题，最后一个问题是数字单元电路之间的匹配问题。而第三个问题(负载能力匹配)是两种电路都必须考虑的问题。从提高放大倍数和带负载能力考虑，希望后一级的输入电阻要大,前一级的输出电阻要小,但从 改善频率响应角度考虑，则要求后一级的输入电阻要小。 对于线性范围匹配问题，这涉及到前后级单元电路中信号的动态范围。显然，为保证信号不失真地放大则要求后一级单元电路的动态范围大于前级。 负载能力的匹配实际上是前一级单元电路能否正常驱动后一级的问题。这在各级之间均有，但特别突出的是在后一级单元电路中，因为末级电路往往需要驱动执行机构。如果驱动能力不够，则应增加一级功率驱动单元。在模拟电路里，如对驱动能力要求不高，可采用运放构成的电压跟随器，否则需采用功率集成电路，或互补对称输出电路。在数字电路里，则采用达林顿驱动器、单管射极跟随器或单管反向器。电平匹配问题在数字电路中经常遇到。若高低电平不匹配，则不能保证正常的逻辑功能，为此，必须增加电平转换电路。尤其是CMOS集成电路与TTL集成电路之间的连接，当两者的工作电源不同时(如CMOS为+15V,TTL为+5V）,此时两者之间必须加电平转换电路。 2.信号耦合方式 常见的单元电路之间的信号耦合方式有四种：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 (1)直接耦合方式 直接耦合是上一级单元电路的输出直接（或通过电阻）与下一级单元电路的输入相连接。这种耦合方式最简单，它可把上一级输出的任何波形的信号（正弦信号和非正弦信号）送到下一级单元电路。但是，这种耦合方式在静态情况下，存在两个单元电路的相互影响。在电路分析与计算时，必须加以考虑。 (2)阻容耦合方式（如图14.1.2所示） 14.1.2 阻容耦合传递脉冲信号 (3)变压器耦合方式 (4)光电耦合方式 光电耦合方式是一种常用的方式，其主要是通过光电信号的转换变成信号的传输，以达到前后级隔离的目的。 3.时序配合 单元电路之间信号作用的时序在数字系统中是非常重要的。哪个信号作用在前，哪个信号作用在后，以及作用时间长短等，都是根据系统正常工作的要求而决定的。换句话说，一个数字系统有一个固定的时序。时序配合错乱，将导致系统工作失常。 时序配合是一个十分复杂的问题，为确定每个系统所需的时序，必须对该系统中各个单元电路的信号关系进行仔细的分析，画出各信号的波形关系图——时序图，确定出保证系统正常工作下的信号时序，然后提出实现该时序的措施。
第9讲直流电路与交流电路的分析
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
第1章直流电路试题与答案分解
第一章直流电路试题 一、填空题： 1、电路是由、、和三部分组成，以形成电流的闭合通路。 2、中间环节的作用是把和连接起来，形成闭合回路，并对整个电路实行、和。 3、电源的功能是将能转换成能。 4、负载的作用是将能转换成的能。 5、电路的种类繁多，一般可分为电路和电路两大类。 6、在一个完整的电路中，的电路称为内电路；的电路称为外电路。 7、的定向移动形成电流。电流的方向规定为的运动方向，与电子移动的方向。 8、如图所示的某段电路，测得电流为1A，若选择电流参考方向由a b则I= A。 9、如图所示的某段电路，测得电压为2V，若选择电流参考方向由a b，I=-1A，则U ab= V，该元件的作用是电能。 10、电源电动势的方向规定为从极指向极，它是力克服
力移动电荷做功的结果。 11、电压的方向规定为由端指向端，是力移动电荷做功，通过 负载把电能转换成其它形式的能。 12、如图所示电路所标的参考方向，则电阻R两端的实际电位是端高于端。 13、如图所示电路所标的参考方向，则灯泡EL的电流实际方向是从端流 向端。 14、如图所示电路，电压表的读数为5V，则E= V，A点电位V A= V，O点 电位V0= V。 15、如图所示电路中，未知电阻值或电流值应各为：R1= Ω，I2= A；R3= Ω。 16、如图所示电路，直流电动机M正在运转，测得其端电压为24V。则安培表 的读数为I= ，电动机的功率P= 。
17、为了防止因短路而引起的事故，在实际电路中一般都串联接入。电路一旦发生短路或，它将断开电源，达到保护的目的。 18、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用，则其阻值为，实际电流是，实际消耗的功率为。 19、将标有“10V、0.25W”和”“10V、1W”的两个灯泡串联起来，接在10V 的电源上工作，它们实际消耗的功率：“10V、0.25W”灯泡P1= W，“10V、1W”灯泡P2= W。 20、有三个阻值均为6Ω的电阻，现将它们作不同形式的联接，可以得到的四种等效电阻值分别为、、、。 21、照明电路中火线对地线的电压U=220V。电路检修时，穿上绝缘胶鞋，可操作自如不会触电。设人体电阻R1=1KΩ，胶鞋电阻R2=210KΩ，则加在人体上的电压U1= V。 22、图所示为采用串联电阻分压器的收音机或录音机音量控制电路。设输入电压U=1V；R1为可调电阻，其阻值为0-4.7KΩ；R2=0 .3KΩ。则输出电压U0最大值是 V，最小值是 mv。 23、一段粗细均匀的导线，其电阻值是R，若将其从中间对折合成一根导线，
交流变换为直流的稳定电源设计方案
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。
如何看懂电路图(电源电路单元)
电源电路单元 一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性， 不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的 积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领， 看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三 种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但 电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从220伏市电变换成直流电，应该先把 220伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直 流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还 需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路 其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图2 （a ）。在交流电正半周时VD导通，负半周时VD 截止，负载R上得到的是脉动的直流电
第1章直流电路复习练习题
第1章复习练习题 一、填空题： 1、电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。 2、20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻为 16 Ω。 3．电感元件不消耗能量，它是储存磁场能量的元件。 4．电容元件不消耗能量，它是储存电场能量的元件。 5．通常所说负载的增加是指负载的功率增加。 6．电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。 7．如果电流的大小和方向均不随时间变化，就称为直流。 8．负载就是所有用电设备，即是把电能转换成其它形式能量的设备。 9．电路就是电流流过的闭合路径。 10．把单位时间内通过某一导体横截面的电荷量定义为电流强度 ．．．．（简称电流），用I来表示。 11．某点的电位就是该点到参考点的电压。 12．任意意两点间的电压就是这两点的电位差。 13．为防止电源出现短路故障，通常在电路中安装熔断器。 14．电源开路时，电源两端的电压就等于电源的电动势。 二、选择题 (注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) 1. 在如图所示的电路中，当电阻Ｒ2增加时，电流Ｉ将______。 A A. 增加 B. 减小 C. 不变 2. 二只白炽灯的额定电压为220V,额定功率分别为100W和25W，下面结论正确的是__________。A A. 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 B. 100Ｗ白炽灯的灯丝电阻较大 C. 25Ｗ白炽灯的灯丝电阻较小 3.常用电容器的两项主要数据是电容量和耐压值。电容器的这个耐压值是根据加在它上面的电压 _________来规定的？A A. 最大值； B.平均值； C. 有效值； D.瞬时值。 4.在图所示的电路中，A、B端电压ＵAB＝______。A A. -2V B. 2V C. -1V D. 3V 6.如图所示电路, 电流源两端电压Ｕ=_ _V。A A. 15V B. 10V C. 20V D. -15V
第十五单元《电流和电路》(解析版)
《2020—2021学年九年级物理全册同步单元达标检测（人教版）》第十五单元《电流和电路》达标检测卷（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每小题4分，共24分） 1．如图所示，用绝缘线绳将甲、乙两个轻质小球悬挂起来，已知甲球与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥，则由观察到的现象可知乙球（） A．一定不带电B．可能不带电 C．一定带负电D．一定带正电 【答案】D 【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，甲球与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥，同种电荷相互排斥，所以甲球带正电，由图可知，甲乙两小球互相排斥，乙球带正电，故选D。 2．如图所示，在探究并联电路中的电流关系时，小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为I A=0.4A，I B=0.26A，则I C的大小为（） A．0.4A B．0.26A C．0.2A D．0.14A 【答案】D 【解析】分析电路图，两灯并联，I A为干路电流，I B为通过其中一个灯的电流，根据并联电路的电流特点求解． 解：如图，两灯并联， ∵I A=I B+I C， ∴I C=I A﹣I B=0.4A﹣0.26A=0.14A．
3．如图所示，在探究并联电路中的电流关系时，小明同学用电流表测出A 、B 、C 三处的电流分别为0.4A A I =、0.2A B I =、0.2A C I =，在表格中记录数据后，下一步应该做的是 A ．整理器材，结束实验 B ．分析数据，得出结论 C ．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 D ．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值 【答案】C 【解析】仅仅测量一次就下结论，具有偶然性，是不符合规律的得出的，故： A ．整理器材，结束实验，不符合题意，故A 项错误； B ．分析数据，得出结论，不符合题意，故B 项错误； C ．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值，这样符合实验的要求，能够使最终的结论更具普遍性，符合题意，故C 项正确； D ．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值，会使误差增大，不符合题意，故D 项错误。 4．如图甲所示电路，闭合开关两灯都发光，此时两表指针刚好指在同一位置，如图乙所示，下列说法中正确的是（ ） A ．通过灯泡L 1的电流是0.14A B ．通过灯泡L 2的电流是0.7A C ．通过开关的电流是0.7A D ．若灯泡L 1灯丝烧断，将导致灯泡L 2中无电流通过
第一章 直流电路及其分析方法
《电工与电子技术基础》自测题 第1章直流电路及其分析方法 判断题 1.1 电路的基本概念 1．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 2．电路中各物理量的正方向不能任意选取。 [ ] 答案:X 3．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。 答案:X 4．某电路图中，已知电流I=-3A，则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。 答案:V 5．电路中各物理量的正方向都可以任意选取。 [ ] 答案:V 6．某电路图中，已知电压U=-30V，则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。 答案:V 7．组成电路的最基本部件是：电源、负载和中间环节 [ ] 答案:V 8．电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。 [ ] 答案:V 9．如果电流的大小和方向均不随时间变化，就称为直流。 [ ] 答案:V 10．电场力是使正电荷从高电位移向低电位。 [ ] 答案:V 11．电场力是使正电荷从低电位移向高电位。 [ ] 答案:X 1.2 电路基础知识 1．所求电路中的电流（或电压）为＋。说明元件的电流（或电压）的实际方向与参考方向一致；若为－，则实际方向与参考方向相反。[ ] 答案:V 2．阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率小。[ ] 答案:X
答案:X 4．电路就是电流通过的路径。 [ ] 答案:V 5．电路中选取各物理量的正方向，应尽量选择它的实际方向。 [ ] 答案:V 6．电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。 [ ] 答案:X 7．电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。[ ] 答案:V 8．导体的电阻不仅与其材料有关，还与其尺寸有关。 [ ] 答案:V 9．导体的电阻只与其材料有关，而与其尺寸无关。 [ ] 答案:X 10．导体的电阻与其材料无关，而只与其尺寸有关。 [ ] 答案:X 11．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比，与其电阻值成反比。[ ] 答案:V 12．电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比，与其电阻值成正比。[ ] 答案:X 13．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较差的外特性。 [ ]答案:X 14．如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少，则说明电源具有较好的外特性。 [ ]答案:V 15．欧姆定律是分析计算简单电路的基本定律。 [ ] 答案:V 16．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:V 17．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:V 18．平时我们常说负载增大，其含义是指电路取用的功率减小。 [ ] 答案:X 19．平时我们常说负载减小，其含义是指电路取用的功率增大。 [ ] 答案:X 20．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越大。 [ ] 答案:V 21．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越大。 [ ] 答案:X 22．在串联电路中，电阻越大，分得的电压越小。 [ ] 答案:X 23．在串联电路中，电阻越小，分得的电压越小。 [ ] 答案:V 24．在并联电路中，电阻越小，通过的电流越大。 [ ] 答案:V 25．在并联电路中，电阻越大，通过的电流越大。 [ ]
专题14 直流电路与交流电路(原卷版)(电磁学部分)
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
220v交流电转5v直流电的电源设计
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。
第十一章 简单电路单元测试题
第十一章 简单电路单元测试题 一、选择题 1．在通常情况下，下列物体中，属于导体的是（ ） A ．玻璃 B ．食用油 C ．铅笔芯 D ．纯净水 2．下列电路或电路中的元件属于串联的是（ ） A. 教室里同时亮同时灭的小灯 B. 高大建筑物上的彩灯 C. 房间里的电扇和灯 D. 节能灯和控制节能灯的开关 3．如图11-1所示电路，要使电灯L 1，L 2串联，应当 （ ） A. 只闭合S 2 B. 只闭合S 2，S 3 C. 只闭合S 1，S 3 D. 同时闭合S 1，S 2，S 3 4．下述说法中正确的是 ( ) A ．只要导体中有自由电荷存在，就形成电流 B ．只要电路中有电源就能形成电流 C ．只要是闭合电路且有电源，就能形成持续电流 D ．以上说法都正确 5．10只小灯泡串联在一起，已知某处电路的电流是200 mA ，则通过每只小灯泡的电流是 ( ) A ．0.2 mA B ．20 mA C ．0.2A D ．2 000 mA 6. 通过家用电饭锅的电流约为（ ） A. 2 μA B. 2 mA C. 4 A D. 200 A 7. 某同学用电流表测电流时接法正确，先选用0~0.6 A 的量程，指针未达到满偏，若选用0~3 A 的量程，则（ ） A. 指针偏转变大 B. 指针偏转变小 C. 会损坏电表 D. 不能读数 8．用电流表测如图11-2所示电路中的电流，下列说法错误的是（ ） A. 将电流表接在a 处时，可测量流过两只灯泡的总 图11-1 图11-2 a
电流 B. 将电流表接在c 处时，只能测出流过灯泡L 2的电流 C. 将电流表接在d 处时，只能测出流过灯泡L 1的电流 D. 不管电流表接在何处，都能测出流过电流表本身的电流 9. 要用一只电流表测量通过灯泡L 1的电流，一位同学设计了如图11-3四个电路图，你认为正确的是（ ） 10. 关于电压的作用，下列说法正确的是（ ） A. 电压使电荷定向移动形成电流 B. 电压使自由电荷定向移动形成电流 C. 电压只能使自由电子定向移动形成电流 D. 电压使导体中产生大量自由电荷形成电流 11. 用电压表测灯泡正常发光时的电压时，误将电压表与灯泡串联，这样引起的后果是（ ） A. 灯泡可能烧坏 B. 电压表烧坏 C. 灯泡不亮 D. 电压表无读数 12. 对于图11-4所示的电路，如果两只灯泡有一只发生了故障，闭合开关S ，以下描述正确的是（ ） A. 若L 1断路，则电压表有示数，电流表无示数 B. 若L 1短路，则电压表无示数，电流表有示数 C. 若L 2断路，则电压表和电流表均无示数 D. 若L 2短路，则电压表无示数，电流表有示数 13. 有两根相同材料制成的电阻丝，长度一样，粗细不同，其电阻（ ） A. 两根电阻丝电阻一样大 B. 粗的那根电阻丝的电阻较大 D A B C 图11-3 图11-4
直流与交流电路(解析版)
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
电路基本单元块组成
整流电路 定义组成：“整流电路”（rectifying circuit）是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。 经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。 分类：半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种；半波整流电路中只用一只二极管，全波整流电路中要用两只二极管，而桥式整流电路中则要用四只二极管。 滤波电路 定义组成：滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。 分类：常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。 滤波器类型：识别滤波器的方法是：若信号频率趋于零时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零，则为低通滤波器；反之，若信号频率趋于无穷大时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零，则为高通滤波器；若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零，则为带通滤波器；反之，若信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具有相同的确定值，且在某一频率范围内电压放大倍数趋于零，则为带阻滤波器。 放大电路 定义组成：放大电路（amplification circuit）能够将一个微弱的交流小信号（叠加在直流工作点上），通过一个装置（核心为三极管、场效应管），得到一个波形相似（不失真），但幅值却大很多的交流大信号的输出。实际的放大电路通常是由信号源、晶体三极管构成的放大器及负载组成。 分类：根据放大电路的作用可以将其分为：电压放大电路、电流放大电路和功率放大电路。根据放大电路的组成元件可以分为晶体管放大电路和场效应管放大电路。晶体管放大电路的基本形式有三种：共射放大电路，共基放大电路和共集放大电路；场效应管放大电路基本形式有两种：共源放大电路，共漏放大电路。 振荡电路 定义：振荡电流是一种大小和方向都随周期发生变化的电流，能产生振荡电流的电路就叫做 振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。 分类：振荡器的种类很多，按信号的波形来分，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。在正弦波振荡器中，主要有LC振荡电路、石英晶体振荡电路和RC振荡电路等几种。这几种电路，以石英晶体振荡器的频率最稳定，LC电路次之，RC电路最差。RC振荡器的工作频率较低，频率稳定度不高，但电路简单，频率变化范围大，常在低频段中应用。
交流电与直流电区别
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．
检测单元电路
检测单元电路 1. 红外线发射与接收单元电路 (a) 红外线发射与接收电路 (b) 单片机红外线发射与接收接口电路 图2-1 红外线发射与接收单元电路 2. 光电耦合器的单元电路 ⑴开关电路 图2-2（a）电路中，当输入信号Ui为低电平时，晶体管V1处于截止状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”；当ui为高电平时，V1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小，相当于开关“接通”。该电路因Ui为低电平时，开关不通，故为高电平导通状态。同理，图2-2（b）电路中，因无信号(Ui为低电平)时，开关导通，故为低电平导通状态。 （a）（b） 图2-2 光电耦合器的单元电路 ⑵隔离耦合电路 电路如图2-3所示，这是一个交流耦合放大电路。适当选取发光回路限流电阻Rl，使B4的电流传输比为一常数，即可保证该电路的线性放大作用。
图2-3 交流耦合隔离放大电路 3. 硅光电池构成照度检测单元电路 由硅光电池的光照特性，硅光电池的短路电流Isc 与光照度成线性关系；光电池用于测量时，利用这一线性关系，电路应满足短路条件。外接载电阻R L 相 对于光电池内电阻Rd 很小。如图2-4所示，零伏偏置电路就是工作在短路状态，放大器的输入电阻为零伏偏置电路 r i ≈01A R f + （2-1） 当A 0≈104,R f ＝10K Ω时，r i ≈1Ω＜＜Rd 。C f 对高频噪声进行100％负反馈，降低噪声输出。放大器的输出电压为 U 0＝－Isc R f （2-2） A0组成硅光电池的零负载电路，因运算放大器开环 增益∞=OC A ，运算放大器输入端虚短，A0组成硅光电池 的零负载电路。φI R U f O -=即运算放大器输出电压与光照 度成线性关系。调整f R 即可调整光照度测量范围。 3. 光敏电阻构成照度检测单元电路 A2组成光敏电阻反相放大和求和电路。RW 为2CW12型稳压二极管，其稳定电压值为6V 。三极管的电流放大倍率不小于80，电源电压12V 。 光敏电阻的偏置电路为稳压二极管恒压偏置电路，光敏电阻偏置电压E U 恒为6-0.7=5.3V ， 图2-4零伏偏置电路
直流电路和交流电路
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
交流变直流变换电路综述
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