电路分析篇1
关键词:放大电路;叠加定理;基尔霍夫定律;戴维南定理;分析
1 引言
晶体管放大电路的分析一般分为静态分析和动态分析两部分。在进行放大电路的分析时,恰当地运用电路定理,可以使放大电路的分析迎刃而解。
2 用叠加定理分析放大电路
晶体管放大电路在工作时,三极管各极电流和电压的瞬时值既有直流分量,又有交流分量,即电路处于交直流共存的状态。如果把交直流同时进行分析,很不方便,所以,一般把晶体管放大电路的静态和动态分开来进行分析。放大电路没有信号输入时的工作状态称为静态,放大电路有信号输入时的工作状态称为动态。静态分析的主要任务是确定放大电路的静态值(直流值)IB、IC、UCE。放大电路的质量与静态值关系很大。动态分析的主要任务是确定放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro,[1]只考虑其中的交流分量。晶体管工作在放大区时,可以看成是一个线性元件,放大电路就可以看成是一个具有两个***源,即交流电源和直流电源的有源线性网络。根据叠加原理,电路中的电流和电压等于直流分量和交流分量的叠加。
3 用基尔霍夫定律分析放大电路
在固定偏置电路中,根据基尔霍夫定律可分析电路的静态工作点。分析三极管放大电路的静态工作点,需要画出直流通路。静态时,电路中没有交流信号,由于电容“隔直”的作用,直流电流能通过的电路部分就形成放大器的直流通路。固定偏置电路直流通路如***1所示。
根据基尔霍夫电压定律(KVL),可列回路电压方程IBQRB+VBEQ-VCC=0,变形即得IBQ=(VCC-VBEQ)/RB,同理可得ICQRC+VCEQ-VCC=0,变形即得VCEQ=VCC-ICQRC。可见,应用基尔霍夫电压定律可以很方便地求出三极管放大电路的静态值IBQ、VCEQ。[2]
4 用戴维南定理分析放大电路
进行动态分析时,首先要作出放大器的交流通路。电路在交流信号下,由于电容“通交”的作用,当耦合电容c1、c2容量足够大时,容抗近似为零,对交流信号来说可看作短路;直流电压源的内阻很小,交流电流通过直流电源时,两端无交流电压产生,所以画交流通路时,直流电源可看成短路,即直流电源的正负极连接通地。交流通路如***2所示。对于小信号微变量,由交流通路可得放大电路的微变等效电路,如***3所示。
利用基本放大电路的微变等效电路,根据戴维南定理可计算放大电路的输入电阻和输出电阻。
从信号源往放大电路里边看,放大电路的输入回路就是一个无源二端网络,根据戴维南定理,该无源二端网络的等效电阻等于放大电路的输入电阻。即
通常RB>>rbe,因此Ri≈rbe。
放大电路对负载而言,相当于一个信号源。从负载端往放大电路里边看,放大电路的输出回路就是一个有源二端网络,放大电路的输出电阻就等于该有源二端网络的等效电阻。根据戴维南定理,电流源βib等于零时,即电流源βib所在支路开路时,该有源二端网络的等效电阻等于放大电路的输出电阻。即
ro=RC
根据戴维南定理也可以很方便的求出分压式偏置电路的输入电阻和输出电阻。分压式偏置电路的交流通路和微变等效电路如***4所示。
利用分压式偏置电路的微变等效电路,根据戴维南定理,分压式偏置电路的输入电阻为
ri=RB1//RB2//rbe
同理,输出电阻为 ro=RC
掌握放大电路的分析方法,恰当地运用电路定理,不仅可以分析放大电路的工作情况和性能指标,而且也可以根据预期性能指标设计放大电路。
参考文献
[1]袁明文,谢广坤.电子技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2013:31.
电路分析篇2
电子电路是无线电工程等专业重要的基础课程之一,是一门实践性很强的课程。本文结合教学经验,分析了该课程的教学背景与现状,并从高校的教学设施、教师自身素质及教学内容等方面详细阐述了该课程相关的教学策略。
【关键词】:
电子电路教学
一、课程教学背景分析
《电子电路》这门课程对于与信息工程、无线电工程专业以及其他电类专业都是非常重要的专业基础课。它涉及许多理论知识、电路中常用的基本功能部件以及实际电路,是一门实践性很强的课程。
课程教学现状
目前,国内很多高校都开设有工程专业,而电子电路作为该专业的基础课程之一,其教学虽然取得了一定成绩,但在某些程度上,仍然存在一定的问题。
学校教学实验设施
计算机机房
大部分高校的计算机机房仍是很多年前的设备,计算机配置相对落后,运行速度较慢,上机操作形同虚设。
电工实验室
电工实验仍然使用十几年前的仪器设备,与现代工业的发展及电路设计的要求脱节,实验质量在一定程度上受到很大影响。
教师教学方法
目前,很多高校使用的教材仍然是十多年前的旧版教材,虽然很多专业知识在理论上并无太大变化,但随着科技的进步,很多新型电子元器件与仪器产品已经应用到各个行业,如果仍以陈旧的教学课程来培养学生,显然达不到社会对人才的需求标准。
另外,本课程的实践环节也非常重要,但是由于我国高校大部分教师是应试模式教育中培养出来的,本身即缺乏一定的实践经验,所以在教学过程中,有意无意的避开实验教学环节,不能达到培养学生实践能力的目标,更不用说培养学生的思维能力、创新能力。
学生学习理念
由于课程本身比较抽象,而学校的教学设施相对落后,教师授课枯燥乏味,就会极大的影响学生的学习兴趣,尤其是遇到某些困难和问题时,就会出现厌学现象,仅仅在考前突击复习,应付考试,对很多理论概念掌握不够深刻,实际动手应用能力也很难达到要求。
综上所述,各种原因综合导致了很多学生毕业参加工作后,很难适应企业的对人才要求的标准,不能胜任工作需求,需要再次参加培训。所以对于高校教学人员来说,如何能够培养出思维灵活、动手能力强且有创新意识的新一代专业人才,是一项艰巨的任务。
教学策略分析
(一)改善教学设施
高校要合理增加对教学实验设施的投入,建设符合现代要求的实验室,增加教学实验环节,把理论培养与实践创新放到同等重要的地位。
(二)提高教师自身素质
教师要充分了解学科技术的前沿,将当前更多的新工艺(现代新产品设计流程)、新电子元件(目前广泛使用的新器件)、新仪器产品(现代电子仪器的使用)等内容融入课堂教学,提高学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,激发创新思维、提高动手能力。
(三)课程教学内容
1.要突出对学生能力培养。
能熟练使用焊接工具和常用仪器仪表;
能对典型电子电路进行分析,并进行简单电子产品功能分析、设计;
能进行电子电路原理***的绘制;
了解产品的成本核算方法,会进行电子产品成本估算;
熟练掌握基本的、规范的操作技能,能进行小型电子电路的制作;
能进行电子电路调试并熟练检查、排除故障;
能进行信息查询和资料整理;
能进行中间调试过程的记录并编写最终技术文档;
能以团队合作形式完成电子产品的开发;
会使用各种信息媒体对制作成果进行演示。
2.以典型电子产品为载体实施教学,增强学生的学习兴趣。如选择竞赛抢答器、LED数字显示器、运动小车、信号灯、数字钟、电子秤、电子锁、报警器、稳压电源等常见的、学生易于接受的电子产品作为设计分析的对象,使学生更容易进入电路分析的氛围中,同时有利于学生形成个性化的设计方案。
3.学习情境重点突出,能力培养有所侧重。学习情境的设置依托了数字电路和模拟电路各关键知识点,教学任务的安排不仅考虑到了本课程在专业课程体系中的位置,同时以电路分析、设计能力,电路接线、制板能力,技术指标分析编制能力为能力培养的主线,从浅入深、由易至难,循序渐进地培养学生全面技能。
4.在工作任务实施过程中,促进学生的自主创新意识,在工作任务确定的知识领域中引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计、制作、调试。在引导学生自主创意设计的过程中,把握学生设计思路的难易程度、理论范围,充分体现学生的创新思想,丰富学生制作的多样性,提升学生设计制作的兴趣和积极性。同时,在多个工作任务的实施过程中,通过创新思考、理论分析与设计、电路制作调试、功能实现报告展示的学做练一体的教学模式,加强了学生的创新能力、制作技能、团队配合和个体表达能力;同时反复而不断提升的设计、制作、验证、报告过程,让学生的电子电路设计制作的基本技能得到了巩固。评价采用分阶段分重点评价的模式,重点评价学生的职业能力,兼顾重要的理论知识点。
5.在实验教学和实验室科学化管理中加强计算机的应用。引入包括多媒体演示、电子教案、计算机仿真技术、局域网教学在内的多种教学手段,将直接影响实验教学质量。
电路分析篇3
关键词 电路分析 实验 改革
0 引言
电路分析基础是电子电气类各专业重要的专业基础课程,内容包括非时变集总参数电路的基本理论知识、基本定理、基本分析方法。电路分析实验是配合课程开设的实验,目的是增进学生对课程内容的理解,使学生获得电路实验技术基础知识,得到电工电子实验操作基本技能训练,帮助学生加深理解同时开设的电路分析课程的理论知识,为学生后续课程的学习打下坚实的理论与实践基础。
1 电路分析实验改革必要性
随着教学改革的不断深入,教学计划的不断调整,电路分析实验学时减少到原有的50%,但电路分析基础课程仍然是电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程等专业学生需较早学习的一门专业基础课。 如何在有限的学时中让学生熟练掌握常用仪器仪表的使用方法,掌握常用电子元器件等参数的测量方法,掌握分立元件电路的组成、调整与基本参数的测试方法,成为电路分析实验的重要任务。
针对以上原因,电路分析平台课建设小组对电路分析实验改革进行探索,提出下面的改革方案。
2 电路分析实验改革方案
2.1 实验内容设置
根据电路分析基础课程教学大纲,结合电路分析基础课程需重点讲授的基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理、一阶电路分析等,共安排设置8项电路分析实验项目,具体内容如下:
项目一:电路仿真工具的基本应用。
实验目的:① 学会电路仿真工具Multisim的基本操作;② 掌握电路***编辑法,用Multisim对电路进行仿真。
实验内容与要求:① 学会电路仿真工具Multisim的基本操作;② 掌握电路***编辑法,用Multisim对电路进行仿真。
项目二:伏安特性的测量。
实验目的:① 理解线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的意义;② 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试方法;③ 识别电阻的色环、数值、标称值、额定功率、精度。
实验内容与要求:① 利用色环识读电阻值;② 测量线性电阻的伏安特性和绘制伏安特性曲线;③ 测量二极管伏安特性和绘制伏安特性曲线。
项目三:基尔霍夫定律的验证。
实验目的:① 验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解;② 进一步掌握直流电流表的使用以及学会用电流表测量各支路电流的方法;③ 进一步掌握直流电压表的使用以及学会用电压表测量各支路电压的方法;④ 提高检查、分析电路及排除简单故障的能力。
实验内容与要求:① 验证基尔霍夫电流定律;② 验证基尔霍夫电压定律;③ 掌握电路中各支路电压的测量方法;④ 掌握电路中各支路电流的测量方法。
项目四:叠加原理的验证。
实验目的:① 验证叠加定理的正确性,加深对定理的理解;② 掌握验证叠加定理的实验方法;③ 提高检查、分析电路及排除简单故障的能力。
实验内容与要求:① 通过实验验证叠加原理的正确性;② 正确选择万用表档位和测量电压与电流;③ 加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
项目五:戴维南定理和诺顿定理的验证。
实验目的: ① 掌握验证戴维南定理和诺顿定理的实验方法;② 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,加深对定理的理解;③ 掌握含源二端网络的开路电压、短路电流和等效电阻的测定方法;④ 验证最大功率传递定理。
实验内容与要求:① 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的UOC 和ISC;② 测量含源二端网络的外部伏安特性;③ 验证戴维南定理;④ 验证诺顿定理。
项目六:RC一阶电路的响应测试。
实验目的:① 研究一阶网络的零输入响应和零状态响应的基本规律及其特点。理解电路参数变化对响应的影响;② 理解一阶RC电路的基本用途和微分电路、积分电路的基本特征;③ 掌握用示波器观察和分析一阶电路的暂态过程和时间常数的基本方法;④ 掌握用面包板搭接电路并测量参数、观察波形的技能。
实验内容与要求:① 测量一阶RC电路的零输入响应和零状态响应,理解电路参数变化对响应的影响;② 测量一阶微分电路,改变时间常数对微分电路的影响;③ 测量一阶积分电路,改变时间常数对积分电路的影响;④ 测量一阶电路时间常数。
项目七:R、L、C元件阻抗特性的测定。
实验目的:① 掌握R、L、C元件在正弦交流电路中的基本特征;② 掌握R、L、C元件端电压与电流间的相位关系;③ 研究R、L、C并联电路中总电流和分电流、总阻抗和分阻抗之间的关系。
实验内容与要求:① 测量R、L、C元件的阻抗频率特性;② 用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗角的变化情况;③ 测量R、L、C元件串联的阻抗角频率特性。
项目八:综合测试。
实验目的:① 考核学生实验能力水平;② 促进学生自觉***完成实验。
实验内容与要求:① 根据要求熟练搭建电路;② 熟练使用直流电源或信号发生器产生激励信号;③ 熟练使用万用表或示波器测量响应;④ 准确读写数据。
2.2 增加Multism仿真实验
传统的电路分析实验一般在实验室进行硬件实验,学生通过搭接电路,使用万用表、信号发生器、示波器等仪器设备测量相关电路参数。然而,随着教学计划的调整,电路分析实验也随之有所调整,学生如想动手完成一些课外实验项目,虽可在实验室开放时在实验室完成,但因实验条件所限,未必能面面俱到。
因此,在电路分析实验的首个实验项目设置为“电路仿真工具的基本应用”,学生通过学习操作Multisim电路仿真软件,掌握用Multisim仿真软件绘制电路***的方法,并用Multisim对电路进行仿真,借助计算机方便快捷地完成相关实验。
学生掌握了Multisim电路仿真软件的使用方法,不仅可以在每次实验前对即将进行的实验先进行计算机仿真,同时还可利用Multisim电路仿真软件完成其他相关课外实验,辅助学习电路分析基础课程中的基本定律、基本原理等。
2.3 加强常用仪器设备的使用掌握
电路分析基础课程大都为电子电气类学生学习的首门专业基础课,在此之前大都还未系统学习和使用实验室常用仪器仪表,初次进入实验室完成专业基础课程实验,并为以后相关实践课程的学习打下坚实的基础是电路分析实验的重要任务之一。所以,在此实验课程中必须加强学生对常用仪器仪表的使用方法的训练。
实验室常用电路分析的仪器仪表有万用表、低频信号发生器、示波器等。在电路分析实验中,“伏安特性的测量”、“基尔霍夫定律的验证”、“叠加原理的验证”、“戴维南定理和诺顿定理的验证”四个实验中重点指导学生熟练掌握万用表的使用方法,包括用万用表测量电压、电路等电路参数的方法,以及测量电阻阻值的方法等。“RC一阶电路的响应测试”和“R、L、C元件阻抗特性的测定”两个实验中重点指导学生熟练掌握低频信号发生器和示波器的使用方法,包括用低频信号发生器产生任一频率、任一幅度的正弦波或方波等,用示波器正确观测和读取直流或交流信号波形和相关参数值等。通过实验,不仅让学生熟练掌握实验室中现有型号万用表、低频信号发生器和示波器的使用方法,同时也使得学生掌握这些仪器设备的基本使用方法,遇到其他型号的此类设备也可以使用得当。
2.4 实验考核方法
电路分析实验考核实行“一票否决”制,即缺做一次及以上实验的学生不能参加实验的综合测试,视为本课程成绩不及格;且若实验的综合测试不及格则视为实验成绩不及格。
电路分析实验整个过程要求学生***、迅速的完成全部实验,且通过实验增强学生动手实践能力更为重要,单单仅靠实验课上的时间便显得远远不够。因此,在实验课中增设综合测试环节,一方面考查学生实验动手能力水平,另一方面督促学生课下利用实验室开放时间到实验室多次反复操作实验,以达到提高动手能力的目的。
3 结束语
电路分析实验作为电子电气类专业重要专业基础课,不仅帮助学生掌握电路分析相关基本理论、基本定律,同时培养和提高学生实践动手能力,为后续专业基础课程和专业课程的实践环节打下基础。学院电路分析平台课建设小组对电路分析实验课程的改革探索不仅充分利用实验课上的时间,也使得学生在课余时间也积极开展实践训练,将实验由“要我做”,变为“我要做”,实验课效率和效果大大提高。
参考文献
[1] 张文婷,王紫婷.电路分析实验课程教学改革的研究与探索[J].实验室研究与探索,2010.29(5).
[2] 王静,邢冰冰,罗文,钮金真,耿照新.电路分析实验教学改革的实施[J].实验技术与管理,2009.26(9).
[3] 李岩,刘陵顺,卢常伟.计算机辅助电路分析实验教学的改革与实践[J].实验技术与管理,2008.25(9).
[4] 刘广伟,孟庆斌.“电路分析”实验教学的改革与实践[J].实验室科学,2009(6).
电路分析篇4
关键词:铁路信号 电码化 故障 改进
中***分类号:U284 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0133-02
随着铁路建设的高速发展,铁路信号正线电码化电路设备也得到了一定程度的发展,主要表现在设备组成部件及器材产品中的科技含量逐年增加,表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多、测试技术指标精确的特点[1~2]。铁路经过6次大提速之后,对铁路信号电路设备的维修和施工质量要求越来越严格,对电路设备更新、改造和大修及新旧设备更替时间的要求也越来越短。随着铁路建设的发展与铁路运输要求逐渐提高,铁路信号正线电码化电路的障碍将影响铁路的运行效率和运行安全。要建立安全准确运行的铁路运输必须建立科学合理的铁路信号电路。下面将以如***1所示的车站信号平面布置***为例,进行详细的分析。
1 铁路信号正线电码化电路存在的问题
铁路信号的正线电码化电路的设计结构为正线接车进路和发车进路共用电码化发送的设备,而通过满足FMJ的控制条件,实现了对接车进路、发车进路等电码化信息的发送控制。当FMJ时,电码化信号发送设备将发送接车进路的电码化信息,而当FMJ时,设备将发送发车进路的电码化信息。原FMJ电路如***2所示,该电路主要会带来如下两个方面的故障。
1.1 机车信号升级显示
当X1LQG、X2LQG、X3LQG、X4LQG均空闲,如***2所示下行的列车进路通行时,X、X1信号灯显示为绿灯。列车进入I车道后,若IBG发生信号的红光带,那么出发的信号将被关闭,X1将显示红灯。此时IBGJF,XFMJ仍通过KZ、X1LQJF1、XFMJ的1、4线圈、XFMJ、IBGJF、KF等线路进入自闭吸起状态。
如***3所示的下行的正线电码化编码电路中,相应的编码条件通过XFMJ―X2LQJF1―X3LQJF1―X4LQJF1等线路实现信息的沟通,通过向I股道编发电码化信息,机车接收信号后显示绿灯,而这时的X1地面信号显示的是红灯,且I道信号显示的是绿灯,这样机车信号显示和地面控制信号显示不同,也就是机车信号的升级显示。
1.2 发车进路的第一道岔区段预发码难以实现
如***2所示,KZ-X1LQJF1―XFMJ1-4线圈―X1LXJF―2/4DBJF2―GJF―X2LQJF1―X3LQJF1―X4LQJF1―KF为XFMJ的励磁电路。而该电路通过对X1LQG、X2LQG、X3LQG、X4LQG等信号机地状态检查证实其为空闲状态,并同步证实X1LXJF、2/4DBJF2等设备的吸起条件和IG的占用状态。当IG发车时,若X2LQG、X3LQG、X4LQG任意一个区段占用或出现故障时,XFMJ不能被励磁吸起,从而发车通道不能接通。发车进路到第一个道岔区段10DG时预发码就已不能实现,从而相应的列车运行至10DG区段时机车信号掉码现象容易发生。只有当发车经过IG发出,并压入10DG时10DGJ,X1LXJF依靠X1LXJ缓放的时刻使之保持在吸起状态的条件下,从而吸起XFMJ,并且在吸起后接通发车编码发及经由发车进路的发码通道,才能实现相应发车进路的逐段预叠加发码,从而实现向10DG的发码。
2 铁路正线电码化电路的改进措施
2.1 对铁路正线电码化电路的改进
通过对铁路正线电码化电路结构的深入分析,可以总结出采用一套电码化进行发车进路和接车进路地电码化编码进行信息的发送和管理,虽然能在一定程度上节省相应的设备和器材的使用,也降低了铁路信号电路的运行成本。但这样的电路在实际上存在两个缺陷,如上面所言,一套电码化电路设备的使用将造成机车信号和地面信号的不一致现象;还可能导致机车信号的升级显示。致使列车冒进信号事故的发生,从而对列车的安全运行造成威胁。
具体的修改和通过对XFMJ电路XFMJ的修改,实现对XFMJ励磁电路的X2LQJF1、X3LQJF1、X4LQJF1的吸起接点条件的改变,从而在XFMJ励磁吸起过程中,不对X2LQG、X3LQG、X4LQG等设备的占用情况进行检测。因此,当IG有车占用时,正方向发车进路,也就是AFJF、BFJFX1出站信号机开放后,通过XFMJ连通了发车进路的发码通道,而X1出站信号机在第一道岔区段10DG便建立了预发码,从而实际解决了铁路信号电路在发车进路过程中的道岔第一区段不能预发码的问题。修改后的电路如***4所示。
2.2 修改电码化发送盘低频编码电路
因铁路电信电路增加了一套电码化的发送装备,由此需要对原有的编码电路拆分选择,建立列车的接车进路和发车进路电码化的***编码和发送的编码系统。在相应的铁路信号电路的分析改进后,如果X1出站信号机处于开放状态,而在实际上前方的发车进路由于轨道电路故障导致相关的信号发送设备关闭。但由于IG的发码电路接在了接车电码化的电路中。这时,X1LXJF,发送盘编出的电码直接送到了IG上,实现了机车信号和地面信号的统一。能有效解决原电路机车信号升级等现象,建立了有效的铁路信号正线电码化电路的改进体系。修改后的线路***如***5所示。
参考文献
电路分析篇5
一、“串反并同”规律的定义
所谓“串反”就是与变化电阻直接或间接串联的电表和用电器的电流、电压及电功率各物理量与变化电阻变化相反,也就是变化电阻阻值变大时,电流、电压、电功率均变小;反之变化电阻阻值变小时,各量均变大。
所谓“并同”,就是与变化电阻直接或间接并联的电表和用电器的电流、电压及电功率各物理量与变化电阻变化相同,也就是变化电阻阻值变大时,电流、电压、电功率各量均变大;反之变化电阻阻值变小时,各量均变小。
二、“串反并同”规律的适用范围和条件
1.如果电源没有内阻或不计内阻,则和电源并联的电压表示数将不变化,显然不能用“串反并同”。除此之外的其他电表和用电器的电流、电压、电功率等物理量的变化还可以应用“串反并同”的规律解题。
2.如果电路中有两个或两个以上的电阻阻值同时变化,就不能用“串反并同”规律了。
3.电路必须是闭合的。若在直流电路中有电容器,而此时电容器所在电路相当于断路,在电路里不会有恒定的电流,这时就不能用“串反并同”规律。
三、“串反并同”规律的应用
对于涉及电阻变化的问题,运用上述“串反并同”规律都能够迅速而准确地进行解答。下面以几道习题为例,说明“串反并同”规律的应用。
例1 (2002年上海高考题) 在如***1所示电路中,当变阻器R2的滑动头P向b端移动时,( )。
A.电压表示数变大,电流表示数变小;
B.电压表示数变小,电流表示数变大;
C.电压表示数变大,电流表示数变大;
D.电压表示数变小,电流表示数变小。
解析:可变电阻R2、电源、R1与电流表A构成串联电路,可变电阻R2、R3与电压表V构成并联电路。当滑片向b点移动时,电阻R2减小。根据电流随电阻变化的“串反并同”规律可知,电流表的示数变大,电压表的示数变小。故选项B正确。
例2(2007年宁夏理综)在如***所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( )。
A.I1增大,I2不变,U增大;
B.I1减小,I2增大,U减小;
C.I1增大,I2减小,U增大;
D.I1减小,I2不变,U减小。
解析:R2的滑动触点向b端移动,R2接入电路的电阻减少,总电阻减少;A2与R2串联,其示数的变化规律与R2的变化规律相反,示数增大。A1、V与R2间接并联,其示数的变化规律与R2的变化规律相同,示数减少。故选项B正确。
电路分析篇6
关键词:叠加原理;教学思路;EWB仿真
作者简介:赵冬梅(1987-),女,河北廊坊人,海***大连舰艇学院基础部,助教;周国***(1966-),男,辽宁铁岭人,海***大连舰艇学院基础部,副教授。(辽宁 大连 116018)
基金项目:本文系海***大连舰艇学院教育科研课题“构建电类课程一体化教学体系研究”的研究成果。
中***分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0090-02
叠加原理是“电路分析基础”课程的重要内容之一,它是分析复杂线性电路中的电流或电压的一种重要方法,掌握了它有利于帮助学生简洁快速地求解出某一支路的电流或电压。它在电阻电路、动态电路和非正弦稳态电路中有着广泛的应用,是一条贯穿电路分析的重要线索。[1]从教材内容上看,对叠加原理的讲授,几乎都采用传统的讲法:给出原理――证明原理――应用原理。[2,3]这样的编排尽管条理清晰,但在教学过程中,把原理直接强加给学生,使其被动地接受教学内容,不易激发学习的积极性。针对叠加原理教学内容的特点,笔者提出一种新的教学思路,旨在以学生为主导,让学生主动发现叠加原理的规律,从而深刻地理解和应用叠加原理。
一、叠加原理的教学思路
叠加原理的内容属于原理性教学,目的是让学生认可、接受并且会用。笔者在教学中,首先以一个引例作为进入教学的切入点,先用已学方法分析电路,发现求解过程复杂,于是提出问题:如何简化电路的计算呢?接着分析问题,从求解的结果出发,引导、启发学生探求结果数据和电路之间的对应关系;然后用EWB仿真对其他两种不同电路进行分析,在分析的过程中,不断渗透分解和叠加的思想,在解决了问题的基础上,顺理成章地归纳出叠加原理的内容。之后结合具体电路由浅入深地对原理内容作进一步解析。教学思路如***1所示。教学过程以引导发现法和讲解法为主体方法,辅以练习法。既可以使学生掌握知识与技能,又能不断渗透叠加的思想。
二、温故知新,激发兴趣
叠加原理的传统教学思路会使学生学习起来感觉比较枯燥,笔者在教学中采取以下做法。
以一个引例作为进入教学的切入点,电路如***2所示,已知电压源US,电流源IS和四个电阻的阻值,求流过R4的电流I4。
先让学生用上节课学过的支路电流法分析,这个电路共有5条未知支路,所以需要设5个未知量,除了I4,设其他四条未知支路的电流分别为I,I1,I2和I3,列出方程并求解。
解得。
通过上述分析计算,学生发现用支路电流法求解这个电路需要先列多个方程,然后解方程组,这是一个五元一次线性方程组,求解过程很复杂,计算量大;而且对于较复杂的电路,方程数会随着支路数的增加而增加,更造成求解的困难。于是抛出问题:如何避免列写方程组而使求解过程简化呢?
三、分析问题,探求关系
接下来从结果出发,分析上述问题。对求解出来的I4进行整理,写成两项相加的形式,引导学生思考I4的每一项和电路结构的关系。
首先,第一项与IS无关,仅与US和电阻有关,于是可以看成令IS=0得到的结果,通过电路知识可知,IS=0也就是电流源不作用,即开路。将***2电路的电流源开路后的电路结构非常简单,就是电压源和电阻的简单串并联关系,可以直接用欧姆定律求解流过R4的电流。显然,此时流过R4的电流,恰好等于第一项。
再来看第二项,它与US无关,仅与IS和电阻有关,于是可以看成令US=0得到的结果,通过电路知识可知,US=0也就是电压源不作用,即短路。将***2电路的电压源短路后的电路也非常简单,根据分流公式,此时流过R4的电流,恰好等于第二项。
对于***2电路,含有两个***源,并且***源夹在各电阻之间,所以计算复杂,而将它分解成两个电路后,由于每个电路都只有一个***源作用,电阻是简单的串并联关系,电路结构简单,电路分析自然简单,所以容易求出电流,最后将两个分电路的电流相加就得到两个***源共同作用时的电流。在这个分析过程中,没有列方程组,电路分析也很简单,所以前面提出的问题也就迎刃而解了。
四、归纳总结,引出原理
将前面分析问题的思路归纳一下:***2电路由两个***源US和IS共同作用,分析R4支路的电流I4。先利用分解的思想将电路分解成两个***源分别单独作用,当电压源US单独作用时,流过R4支路的电流为;当电流源IS单独作用时,流过R4支路的电流为;然后利用叠加的思想将二者求和就得到共同作用时的电流I4,即。
***2是两个***源作用的电路,在此对学生提出问题,引导学生思考如果是三个、四个甚至更多个***源存在的电路,前面的结论还成立吗?接下来在***2电路R4支路上添加一个电压源构成一个三***源作用的电路,用EWB仿真来分析此三***源作用的电路,用电流表观测R4支路上的电流。
仿照前面的思路,分别测出三个***源单独作用时各电路以及共同作用时电路中R4支路上的电流。通过仿真发现,三个***源共同作用时的电流等于分别单独作用时的电流之和。所以三个***源作用的电路也可以先分解再叠加求解。同时,引导学生观察每个***源单独作用时的电路都很简单,利用分流或分压公式就可以很快地求出各个电流,所以这种方法确实能简化电路的计算。
讲到这里,学生发现前面的电路都能利用先分解后叠加的方法分析,于是提出问题:这种方法对所有电路都适用吗?
同样借助EWB,在刚才三个***源作用的电路基础上将R4电阻换成一个二极管,观察此时三个***源共同作用时R4支路上的电流与三个***源分别单独作用时R4支路上电流的关系。
仿真结果显示,三个***源各自作用时的电流之和不等于共同作用时的电流。此时引导学生探讨原因就在于电路新引入的元件―― 二极管,二极管和电阻最大的区别在于它的伏安特性是一条曲线,不满足线性关系,它是一种典型的非线性元件,而含有非线性元件的电路是非线性电路。所以通过这个仿真,学生可以总结出这种先分解再叠加的方法并不是对所有电路都适用的,它仅适用于线性电路。
至此,通过前面的引例和EWB仿真分析,学生可以顺理成章地归纳出叠加原理的内容:***性电路中,当有两个或两个以上***源作用时,任意支路的电流或电压,都是各个***源单独作用而其他***源不作用时,在该支路产生的各电流或电压分量的代数和。
五、深入发掘,解析原理
原理的内容简单明了,但在实际应用中还有一些注意事项,笔者通过提问题并结合例题让学生讨论的形式对原理内容做进一步剖析,加深学生对原理内容的理解。
第一,叠加原理可以求解任意支路的电流或电压,那么它对求解功率适用吗?第二,如果电路中存在较多个***源,比如5个、10个该如何处理呢?第三,“代数和”是什么含义?第四,原理内容中强调***源分别单独作用,然后叠加;而受控源也能单独作用吗?如果不能,对于含有受控源的电路该如何分析呢?第五,若***源参数发生变化,对结果会产生什么影响呢?
以例题为依托,引导学生就上述五个问题对叠加原理的内容进行深入发掘。
第一,叠加原理应用的基础是线性特征,而功率与电压或电流的平方成比例,所以叠加原理只适用于求解电流或电压,不能求功率。
第二,叠加原理的思想是将多个***源共同作用分解成每个***源单独作用,然后再叠加。而当电路中***源的数目较多时,逐个分析每个***源单独作用不仅不会简化电路的计算,反而使分析变得更繁琐。对于这种情况,如果将这些***源适当地进行分组,比如电压源为一组,电流源为一组,分别求解各组的电量再叠加可能会简化电路分析。于是学生得出结论:分析电路时,不要盲目地使用叠加原理,要结合电路的实际情况灵活应用。
第三,“代数和”强调的是电量的参考方向问题,分电路中电压或电流的参考方向可以取为与原电路中的相同。取代数和时,应注意各分量前的“+”、“-”号。
第四,对于含有受控源的电路,如果受控源单独作用只能求出与控制量有关的未知量,不能计算出具体值,具体值需要通过应用叠加原理才能计算出来,这是不符合叠加原理概念的,所以受控源在计算时不单独作用,应予以保留。但是受控源单独作用作为一种计算方法还是可以的。[4]
第五,若线性电路中所有***源都同时增大或缩小K倍,那么电路中的电压或电流也将同时增大或缩小K倍,这不难从叠加原理推得。显然,当电路中只有一个***源时,电路中的电压或电流必与该***源成正比。这就是叠加原理的齐次性。
六、结语
笔者在叠加原理的教学中,引导学生分析并解决电路中遇到的问题,结合EWB仿真归纳出原理的内容,最后针对五个问题对内容进行深入探讨。实践证明,这种教学思路提高了学生学习的主动性,有助于提高教学效果。
参考文献:
[1]魏英,李春云.叠加定理在电路分析中的应用[J].科技创新导报,2009,(32):46-47.
[2]吴建华.电路原理[M].北京:机械工业出版社,2009.
电路分析篇7
【关键词】电气设备;电路;故障诊断;分析维护
电路由电源,负载,连接导线和辅助设备四大部分组成。电路也称电子回路,是由电气设备和元器件,按规定联接起来,为电荷流通提供路径的总体,也叫电子线路或电气回路,简称网络或回路。如电阻、电容、电感、二极管、三极管和开关等构成的网络。电路的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成电路,大到高低压输电网。根据所处理信号的不同,电子电路可以分为模拟电路和数字电路等。
一、电路故障诊断与分析
1、电路常见故障及断路判断
总的来说,电路故障无非就是短路、断路及测量仪器的使用错误等,如:电源发热、串联电路中某部分电器不能工作等。
断路最显著的特征是电路中无电流(电流表无读数),且所有用电器不工作,电压表读数接近电源电压。如果发现这种情况,则电路的故障是发生了断路。可采用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联进行判断分析。
小灯泡检测法。将小灯泡分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如果小灯泡发光或其它部分能开始工作,则此时与小灯泡并联的部分断路。
电压表检测法。把电压表分别和逐段两接线柱之间的部分并联,若有示数且比较大(常表述为等于电源电压),则和电压表并联的部分断路(电源除外)。电压表有较大读数,说明电压表的正负接线柱已经和相连的通向电源的部分与电源形成了通路,断路的部分只能是和电压表并联的部分。
电流表检测法。把电流表分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如果电流表有读数,其它部分开始工作,则此时与电流表并联的部分断路。注意,电流表要用试触法选择合适的量程,以免烧坏电流表。
导线检测法。将导线分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如其它部分能开始工作,则此时与电流表并联的部分断路。
2、电路故障中短路的判断
并联电路中,各用电器是并联的,如果一个用电器短路或电源发生短路,则整个电路就短路了,后果是引起火灾、损坏电源,因而是绝对禁止的。串联短路也可能发生整个电路的短路,那就是将导线直接接在了电源两端,其后果同样是引起火灾、损坏电源,也是绝对禁止的。较常见的是其中一个用电器发生局部短路,一个用电器两端电压突然变大,或两个电灯中突然一个熄灭,另一个同时变亮,或电路中的电流变大等。
短路的具体表现,一是整个电路短路。电路中电表没有读数,用电器不工作,电源发热,导线有糊味等。二是串联电路的局部短路。如某用电器(发生短路)两端无电压,电路中有电流(电流表有读数)且较原来变大,另一用电器两端电压变大,一盏电灯更亮等。短路情况下,应考虑是“导线”成了和用电器并联的电流的捷径,电流表、导线并联到电路中的检测方法已不能使用,因为它们的电阻都很小,并联在短路部分对电路无影响,并联到其它部分则可引起更多部位的短路,甚至引起整个电路的短路,烧坏电流表或电源。所以,只能用电压表检测法或小灯泡检测法。
二、电路故障排除方法及原则
短路的电压表检测法。把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。小灯泡检测法。把小灯泡分别和各部分并联,接到导线部分时小灯泡不亮(被短路)表示导线正常。如接在某一用电器两端小灯泡不亮,则此用电器短路。分析时可逐个判断故障原因,把较复杂的电路分成几个简单的电路来看,最重要的就是用假设法,假设这个地方有了故障,会发生什么情况,工作中要不断总结规律,在实践中寻找方法,要通过看、闻、听等手段,掌握检查、判定故障的方法。要向操作者和故障在场人员询问情况,包括故障外部表现、大致部位、发生故障时的环境情况。要根据调查情况,看有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动,绝缘有无烧焦,螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出,电器有无进水、油垢,开关位置是否正确等。通过初步检查,确认不会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后,可进一步试车检查,试车中要注重有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象,一经发现应立即停车,切断电源。注重检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理***的要求,从而发现故障部位正确排除。
排查故障类似于医生诊病,也像警察探案,不仅需要扎实的理论基础和良好的设备,还需要有大量的经验积累,实验中要多观察、多思考、多记忆。这样,不仅可以使排查故障的经验增多,还可以锻炼观察力和逻辑思维能力。
电路故障排除应掌握电器设备维修原则。排除时要先动口再动手。对于有故障的电气设备,不应急于动手,应先询问产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备,还应先熟悉电路原理和结构特点,遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与四周其他器件的关系,在没有组装***的情况下,应一边拆卸,一边画草***,并记上标记。
要先外部后内部。应先检查设备有无明显裂痕、缺损,了解其维修史、使用年限等,然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素,确定为机内故障后才可拆卸,否则,盲目拆卸,可能将设备越修越坏。
要先机械后电气。只有在确定机械零件无故障后,再进行电气方面的检查。检查电路故障时,应利用检测仪器寻找故障部位,确认无接触不良故障后,再有针对性地查看线路与机械的运作关系,以免误判。
要先静态后动态。在设备未通电时,判定电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好坏,从而判定故障的所在。通电试验,听其声、测参数、判定故障,最后进行维修。如在电动机缺相时,若测量三相电压值无法判别时应听其声,单独测每相对地电压,方可判定哪一相缺损。
要先清洁后维修。对污染较重的电气设备,先对其按钮、接线点、接触点进行清洁,检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的,一经清洁故障往往会排除。
要先电源后设备。电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高,所以先检修电源往往可以事半功倍。
要先普遍后非凡。因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障,一般占常见故障的50左右。电气设备的非凡故障多为软故障,要靠经验和仪表来测量和维修。
要先直流后交流。检修时,必须先检查直流回路静态工作点,再交流回路动态工作点。
电路分析篇8
辩证唯物主义认为矛盾是事物发展的动力和源泉。内因是事物发展的根本原因,外因是事物发展的必要条件。内因是事物内部的对立统一关系,即事物内部的矛盾性。外因是指事物之间的对立统一关系,即事物外部的矛盾性。事物内部对立双方,又统一又斗争,由此推动了事物的运动、变化和发展,成为事物发展的根本动因。而事物之间的相互影响和相互作用,又统一又斗争,则是事物存在和发展的必要条件。外因通过内因而起作用。矛盾是事物发展的动力,内因和外因作为同时存在的内部和外部的联系,都对事物发展发生作用。为了使具三极管有电流放大作用,PN结内部结构的特殊性是:①,发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度,且发射结的面积较小,便于发射结发射电子。②发射区和集电区为同一性质的掺杂半导体,但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度,且集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子。③联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄,且掺杂溶度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。三极管具有电流放大作用的外部条件外因:要使三极管具有电流的放大作用,除了三极管的内因外,三极管的放大作用还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置,集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外因。
2晶体三极管本来构造及其电路等效主要矛盾和次要矛盾
唯物辩证法认为,在复杂事物之中,存在着许多矛盾,主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位,起决定作用。主要矛盾和次要矛盾是相互影响、相互作用,并在一定条件下相互转化的。主要矛盾规定和影响着次要矛盾的存在和发展,对事物的发展起决定作用,主要矛盾解决得好,次要矛盾就可以比较顺利地得到解决;次要矛盾解决得如何,反过来又影响主要矛盾的解决。在不同外因条件(工作频率)下,晶体管表现出各个内部结构参数作用的不同结果,因而出现了不同的等效模型。***1是晶体三极管的本构参数,***2是三极管的电路等效。其中,rc和re分别是集电极和发射极的体电阻。为集电结电容,为发射极电容。rb´c为集电结电阻,rbb´为基区体电阻,rb´e´为发射结电阻。分析问题抓主要矛盾,rc和re是由集电区和发射区参杂浓度界定的,通常数值比较小,常忽略不计,从而有三极管的等效电路如***2。
2.1晶体管高频混合模型考虑到集电结电阻rb´c相对大的特点,与并联时对等效阻抗影响很小的实际而被忽略,得到混合模型等效,如***3,将单向化处理后得***4。忽略了影响模型的次要因素()得到简化的高频等效电路,如***5晶体管简化的高频等效模型的获得一直通过在分析主要矛盾或矛盾的主要方面,而忽略次要矛盾或矛盾的次要方面使晶体管功能描述从本构复杂体逐步演变为便于理论分析的简化等效模型。
电路分析篇9
【关键词】10kV配电线路;设计
随着经济建设的快速发展, 人民生活水平的不断提高,电力客户对电能质量的要求也越来越高。由于电力的生产、供应和销售是同步进行的,这就要求提高配电线路的质量,保证整个电力系统的安全可靠运行,同时保障供电企业的经济效益得到实现。
1 10kV线路设计流程
配电线路的设计受到很多因素的影响,在进行设计的过程中每一个步骤都必须要确切地落实到位
(1)在接受任务之后,对线路起点、终点和导面截面进行明确。
(2)掌握沿途地形,在地形***上初步选定路径方案,并进行现场的勘测计算,绘制出路径***。
(3)根据实际情况,气象、导线截面、转角、档距和现场地质地形等,选择杆塔的型式。
(4)根据设计列出所需设备材料的清单,套用现行的定额、计费程序编制工程预算。
(5)对各个方案进行技术经济的对比,确定最佳的方案。并对其进行整理完善,形成全套设计资料。
2 10kV配电线路的设计
10kV配电线路设计通常包括四个部分,即整体编制说明、机电、杆塔以及基础等。
2.1 线路整体编制说明
线路整体编制说明主要包括三个部分,即设计依据、线路走径以及工程概况。其中线路设计依据是整个设计工作的基本原则,要与施工当地的具体环境相符,线路的设计要严格执行相关文件以及标准规程。具体而言,设计依据包括工程设计任务书、批准文号、电力系统设计文件(要经过审核批准)、上级或者设计单位的相关文件、设计合同等文件资料。
线路走径在选择线路转角与线路曲折系数时,为了体现出路径方案的优势,要充分考虑各种交通条件、地质条件、特殊气象区、森林资源与矿产资源等。路径选择是配电线路设计中非常重要的工作环节,其直接影响着工程投资以及后续施工通道的协调等,并且设计方案的确定也要以所选择的路径为基础。在选择路径时要注意以下几点:
第一、路径要与当地建设规划相符,如果有必要还要经过规划部门的审核、批准,以免与当地建设工程相冲突造成线路被迫改迁。
第二、路径选择以短捷、顺直为准,尽可能减少线路转角的现象。
第三、设计人员不能纸上谈兵,要了解一些施工工艺,选择便于施工的路径,要保证设计方案的可操作性,不能对施工产生影响。
第四、在选择杆塔位置时要尽量减少占用耕地,乡镇街道则要避开住户与店铺门口。
第五、路径的选择要考虑到后续工程的维护与检修,如果有必要还要考虑地质以及水文勘测等因素。
第六、路径尽量不与地面其它障碍物、建筑物、经济作物、交叉跨越物互相影响,还要注意地下敷设的光缆与管线,避免埋下安全隐患,或者发生高额赔偿事件。
确定好路径方案后,再从技术性、安全性、经济性以及施工与障碍物的处理等方面,对各种路径方案进行综合比较,最后确定出最佳的方案。而工程概况涉及到的主要内容主要有设计线路电压等级的确定;线路的起始点;路径总长;线路沿途的地形;导线型号与避雷线型号的选择;导线与避雷线悬垂及耐张串的绝缘子型号与片数;杆塔与基础的形式、数量等等,参考工程概况就可以了解到工程的大概情况。
2.2 线路的机电部分
线路机电部分的设计包括以下几个方面的内容:
第一,选择气象条件:假如10kV线路处于一个气象区比较复杂的环境,或者线路较长,则气象区可以分段选取。通常设计过程中气象区的设计参数取值包括最大风速、电线覆冰、年平均气温、最低与最高气温以及雷电日数等几项基本资料,然后再将这些气象条件综合起来进行数值的计算。
第二,导线技术要求如下:选择导线截面时要根据工程设计的相关要求以及电力系统的设计规范来确定,要通过相关计算对导线的型式与规格做出验证,验证结果要将导线的主要机械性能与电气特性体现出来;架设线路导线的最大使用应力、安全系统等参数要包括在设计说明中;按照导线力学特性将其特性曲线***绘制出来;不同温度下导线的架设弧垂值也有所不同,要将这些值计算出来后再以表格的形式呈现出来。
第三,线路的组装形式。实际10kV线路的杆塔结构、绝缘子的形式以及导线的型号各不相同,相应的绝缘子串的组装形式也存在差异。普通情况下要满足导线的断线张力与最大综合荷重仅采用单串绝缘子串即可,一些特殊的大档距、大导线、大沟或者重冰区、交通要道等环境,如果单串绝缘子串达不到设计要求,则要采用双串的形式。
第四,导线防振设计。在实际工程中,风速、档距、线路的架设高度、风向、地形以及导线自身的应力都可能导致导线出现振动而影响到线路的正常运行,因此要采取必要的防振措施。导线的防振设计要综合参考导线的安全系数、最大使用应力、平均运行应力等,还要将线路途经的地形、地貌以及线路的使用档距等因素考虑进来。
2.3 线路的杆塔设计
通常10kV线路的杆塔形式包括四种,即直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔以及终端杆塔。直线杆可以说是杆塔中最简单也是受力最轻的,正常时只承受导线的重力,不承受水平力,导线通过直线杆塔时只需用悬式绝缘子、支柱、针式、棒式在垂直方向给予支撑即可。直线段上经一定的距离必须设置耐张杆,耐张杆(塔)的作用主要是承受导线的水平拉力,以确保直线段上一定的弧垂,由于导线的水平拉力非常大,导线通过耐张杆时一般需要两个方向分别用两串悬式绝缘子以导线的轴向拉紧到横担上,两串绝缘子之间就需要用一段跳线将杆塔两边的导线连接起来,这就是跳线的一种,跳线除了自身的重力以外是不承受水平拉力的。终端杆、大转角杆上都会用到跳线。
在进行线路设计时尽可能选择典型的设计,或者经过实际工程验证的相对成熟的形式。选择杆塔时,要在设计方案中体现出杆塔的特点、适用环境、混凝土量等技术经济指标体现出来,针对杆塔基础建设、线路占用走廊等因素,要加以综合考虑,最后确定最适用的杆塔形式。选择塔型和杆塔高度,要遵循安全、经济、运行维护方便的原则,耐张塔尽可能使用较低的杆塔,受力好。除了跨越外,悬挂点高度适中为宜,保持排杆的定位导线、地线平滑,受力均匀合理。
3 设计方案的经济性
线路设计方案要在保证线路安全的前提下将工程造价成本控制在最低。项目方案的最终确定工程造价是主要影响因素之一,投资计划的制订与控制均要以工程成本为依据。在10kV线路设计过程中,可以通过以下几点措施控制工程造价:
第一,采用定额设计,对总成本做出限定。
第二,提高路径选择的科学性与合理性,将协调、赔偿的成本控制在最低。
第三,尽量采用国家电网公司通用的设计方案。
第四,设计多个方案加以比较,比如导线的选择,有些配电网在改造过程中采用绝缘导线,甚至用绝缘导线代替裸导线,这种改造方案就会加大工程的投资成本。为了降低工程成本,在选择绝缘导线时要注意,市(县)区公用的线路通常有较大负荷,所以采用裸导线提高其散热性,降低线损率,城区边缘或者近郊,由于线路穿越的区域杂物比较多,比如废品区、垃圾站,或者大棚等,采用绝缘导线可以减少杂物造成的相间短路,再者,一些偏远、空旷、雷害较多的地区要采用裸导线,多回线路同杆并架的区段要使用绝缘线等;第五,选择先进、节能的电力设备。
4 结语
总之,10kV 配电线路设计,是工程建设中普通又重要的一项工作,其规范性和技术性都很强,许多方面涉及到国家强制性条文。要做好10kV 供配电设计既要执行国家现行的有关规范和规程,又要满足当地供电部门的具体要求。
参考文献:
[1]黄小兵.10kV配电线路设计技术要点分析[J].黑龙江科技信息,2011(4).
电路分析篇10
电控单元是GMEIF调频发射机电源控制的核心部件,熟练掌握电控单元的原理和各功能部件对快速排查发射机的电力故障起到事半功倍的效果。电控单元用于电源、风机和面板按键的管理,它向主控单元发送电源和风机的工作状态以及各个功放电源电流数据。
电控单元的控制原理如下:J8-1与零线相连,J8-2,J8-3,J8-4分别与三相火线相连,DZ1,DZ2,DZ3用于显示三相380V供电线路的连通状态,J8-5与单相相连,J8-9是整机供电系统控制点,J8-10是风机通断控制点,开关锁KGS用于手动开关,当监控系统出现故障,无法正常开关机时,可用开关锁手动开关机。
开关锁工作流程如下:KGS-3,KGS-6与J8-5连接,KGS-5与J8-9相连,KGS-2与J8-10相连,开关锁手动开机时,J8-9,J8-10与J8-5连通,控制点连通整机上电,风机启动。
电源板
电源板在主控单元为单片机主机板提供DC18V电源,单片机主机板具有高度集成化,故障率极低。根据以往的维修经验,单片机主机板不工作,原因基本都是电源板出现故障,所以详细分析一下电源板电路原理。
C1为滤波电容(电解电容),电容量比较大,有正负极之分,电容滤波电路利用电容起到放电作用。当经过整流桥产生的单向脉动直流电压处于高峰值时电容就充电,而当处于低峰值电压时就放电,这样把高峰值电压存储起来到低峰值电压处再释放。把高低不平的单向脉动性直流电压转换成比较平滑的直流电压。C2用于抵消输入线较长时的电感效应,以防止电路产生自激震荡,该容量较小。C4用于消除输出电压中的高频噪音,采用微法级的电容,以便输出较大的脉冲电流。
9V的直流供电来至于发射机的开关电源。在一次雷击中,发射机因供电保护空气开关跳闸,停止工作。再次启动发射机时,发现发射机的主控单元不工作,拆开主控单元,有股焦糊味。经检查发现,电源板的全波整流桥黝黑,通过电表笔测量,有两个二极管发生不可逆击穿。更换已经损坏的整流桥,重新上电,主控单元故障消失。
过激励保护电路
设置过激励保护电路的目的是为了避免输入功率增大对功率管造成损坏。一般在正常的输入功率的125%左右。该电路为可逆转电路,当过激励保护电路启动时,只要降低功率就可以取消过激励保护。
根据多年维修的经验,我认为造成过激励器保护的原因主要有两点:
一、由于个别元器件的损坏或者脱焊,使得输入阻抗或者输出阻抗变化,检波电压升高,导致过激励保护。这种故障一般只需要更换故障元器件,再调节一下P2变阻器,故障就能消除。