『壹』 你好,我的毕设题目也是工业锅炉电气控制系统,用PLC控制的,可以给我点资料吗
可编程序控制器(Programmable Logic controller)是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型通用工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、编程方便、可靠性高、耐恶劣环境能力强等优点,已广泛应用于工业自动化生产的各个领域,成为工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,与机器人技术、CAD/CAM并列称为工业生产自动化的三大支柱。国际电工委员会(IEC)对PLC定义如下:PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形成一体、易于扩展其功能的原则设计。
1.可编程序控制器的基本结构
从广义上讲,PLC是一种计算机系统,只不过它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的输入输出接口,具有更适用于控制的编程语言,具有更适应工业环境的抗干扰性能。其结构和计算机控制系统十分相似,一般由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)接口、电源等部分组成。由于PLC的中央处理器都是由微处理器、单片机组成,存储器和1/0部件也形式多样,按照结构形式的不同,PLC还可以分为整体式结构和组合式结构。区别在于整体式的结构将CPU、RAM、ROM、I/O单元等组装成一个主体,构成主机,其结构示意图如图4.1所示。组合式的结构是将PLC的各个部分分别做成相应的电路板或模块,模块之间通过底板上的总线相互连接。无论是哪种结构类型的PLC,外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入变量,它们经PLC外部输入端子输入到内部寄存器中,经PLC内部逻辑运算或其他各种运算、处理后送到输出端子,它们是PLC的输出变量。PLC的系统程序和用户程序都存放在存储器中,现场输入信号经过I/O单元传送至CPU,CPU按照用户程序存储器里的指令,执行逻辑或算术运算,并发
出相应的控制指令,该指令通过I/O单元传送至现场,驱动相应的执行机构动作,从而完成相应的控制任务。
2.PLC的基本工作原理和主要技术指标
PLC的工作方式与微型计算机的中断处理方式相比,有很大的不同。微机一般采用等待命令的工作方式,PLC则采用循环扫描的工作方式。在PLC中,用户程序按先后顺序存放,CPU从第一条指令开始执行程序,直至遇到结束符后又返回第一条,如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程如图4.2 所示。这个过程分为数据输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段三个阶段。整个过程进行一次所需的时间成为扫描周期。在数据输入采样阶段,PLC以扫描方式读入所有输入端的通/断状态并存入输入映像存储区中,接着转入用户程序执行阶段。在非输入采样阶段,无论输入状态如何变化,输入映像存储区的内容都保持不变,直到进入下一个扫描周期的输入采样阶段,PLC才会将输入端的状态读入输入映像存储区中。在程序执行阶段,根据梯形图程序先左后右、先上后下的扫描原则,顺序执行用户程序指令。程序执行结果并不直接输出,而是将其写入输出映像存储区。输出映像存储区中的每一位会随着程序执行的进程而变化。输出数据及处理阶段,在户程序执行完,集中把输出映像存储区中的继电器通/断状态传送至输出状态锁存器,再经输出驱动电路,进行隔离和功率放大去驱动外部负载。
上述PLC的扫描工作过程,扫描周期是PLC一个很重要的指标,小型PLC的扫描周期一般为十几毫秒到几十毫秒。从PLC输入端有一个输入信号发生变化到输出端对该变化做出反应,需要一段时间,这段时间就称为PLC的响应时间或滞后时间。影响I/O滞后的主要原因有:输入滤波的时间常数,输出继电器的机械滞后,程序执行的时间,程序设计不当的附加影响等。毫秒级的扫描时间对于一般工业设备通常是可以接受的,PLC的响应滞后是允许的,但是对某些I/O快速响应的设备,则应采取相应的处理措施。如选用高速CPU,提高扫描速度,采用快速响应模块、高速计数模块以及不同的中断处理等措施减少滞后时间。对用户来说,选择了一个PLC,合理的编制程序是缩短响应时间的关键。
『贰』 初二物理电路图!高手进!!
流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。
(二)看电路图连元件作图
方法:先看图识电路:混联不让考,只有串,并联两种,串联容易识别重点是并联。若是并联电路,在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。(首先弄清楚干路中有无开并和电流表)连实物图,先连好电池组,找出电源正极,从正极出发,连干路元件,找到分点后,分支路连线,千万不能乱画,顺序作图。直到合点,然后再画另一条支路[注意导线不得交叉,导线必须画到接线柱上(开关,电流表,电压表等)接电流表,电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器,必须一上,一下作图,检查电路无误后,最后将电压表接在被测电路两端。
(三)设计电路方法如下:
首先读题、审题、明电路,(混联不要求)一般只有两种电路,串联和并联,串联比较容易,关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路,支路中的电流表和开关只管本支路的用电器,明确后分支路作图,最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路,电路作图必须用铅笔,横平竖直,转弯处不得画元件,作图应规范。
(四)识别错误电路一般错误发生有下列几种情况:
1、是否产生电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;
2、是否产生局部短接,被局部短路的用电器不能工作;
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小了);
4、滑动变阻器错接了(全上或全下了)。
『叁』 控制两台电机,第一台启动5s后第二台启动,再经5s后,第一台停止,第二台反转(要电路图)
第一台电动机启动后,启动两个通电延时的时间继电器KT1(延时5s)和KT2(延时10s),KT1的常开点作为第二台电机正转的启动信号,KT2的常闭点作为第一台电机和第二台电机正转的停止信号,KT2的常开点作为第二台电机反转的启动信号,和自锁触点并联。电机正反转接触器之间要有互锁
『肆』 自动控制原理中,7个典型环节都有哪些典型电路,请详细介绍,最好附带电路图和分析
这个复网制址的第三页
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『伍』 题 目:PWM整流技术综述
1 PWM控制的基本原理
理论基础:
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.冲量指窄脉冲的面积.效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同.低频段非常接近,仅在高频段略有差异.
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
面积等效原理:
分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示.其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示.从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同.脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小.如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的.用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同.
图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化.
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形.
图6-3 用PWM波代替正弦半波
要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可.
等幅PWM波和不等幅PWM波:
由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波,如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路,6.4节的PWM整流电路.输入电源是交流,得到不等幅PWM波,如4.1节讲述的斩控式交流调压电路,4.4节的矩阵式变频电路.基于面积等效原理,本质是相同的.
PWM电流波:
电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就是PWM电流波.
PWM波形可等效的各种波形:
直流斩波电路:等效直流波形
SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理.
2 PWM逆变电路及其控制方法
目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术.逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合.本节内容构成了本章的主体
PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种,目前实用的几乎都是电压型.
(1)计算法和调制法
1,计算法
根据正弦波频率,幅值和半周期脉冲数,准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔,据此控制逆变电路开关器件的通断,就可得到所需PWM波形.
缺点:繁琐,当输出正弦波的频率,幅值或相位变化时,结果都要变化
2,调制法
输出波形作调制信号,进行调制得到期望的PWM波;通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波;等腰三角波应用最多,其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称;与任一平缓变化的调制信号波相交,在交点控制器件通断,就得宽度正比于信号波幅值的脉冲,符合PWM的要求.
调制信号波为正弦波时,得到的就是SPWM波;调制信号不是正弦波,而是其他所需波形时,也能得到等效的PWM波.
结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明:设负载为阻感负载,工作时V1和V2通断互补,V3和V4通断也互补.
控制规律:
uo正半周,V1通,V2断,V3和V4交替通断,负载电流比电压滞后,在电压正半周,电流有一段为正,一段为负,负载电流为正区间,V1和V4导通时,uo等于Ud,V4关断时,负载电流通过V1和VD3续流,uo=0,负载电流为负区间,io为负,实际上从VD1和VD4流过,仍有uo=Ud,V4断,V3通后,io从V3和VD1续流,uo=0,uo总可得到Ud和零两种电平.
uo负半周,让V2保持通,V1保持断,V3和V4交替通断,uo可得-Ud和零两种电平.
图6-4 单相桥式PWM逆变电路
单极性PWM控制方式(单相桥逆变):
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断.ur正半周,V1保持通,V2保持断,当ur>uc时使V4通,V3断,uo=Ud,当ur图6-5 单极性PWM控制方式波形
双极性PWM控制方式(单相桥逆变):
在ur半个周期内,三角波载波有正有负,所得PWM波也有正有负.在ur一周期内,
输出PWM波只有±Ud两种电平,仍在调制信号ur和载波信号uc的交点控制器件通断.ur正负半周,对各开关器件的控制规律相同,当ur >uc时,给V1和V4导通信号,给V2和V3关断信号,如io>0,V1和V4通,如io<0,VD1和VD4通, uo=Ud,当ur单相桥式电路既可采取单极性调制,也可采用双极性调制.
图6-6 双极性PWM控制方式波形
双极性PWM控制方式(三相桥逆变):见图6-7.
三相PWM控制公用uc,三相的调制信号urU,urV和urW依次相差120°.
U相的控制规律:
当urU>uc时,给V1导通信号,给V4关断信号,uUN =Ud/2,当urUuVN 和uWN 的PWM波形只有±Ud/2两种电平,uUV波形可由uUN -uVN 得出,当1和6通时,uUV=Ud,当3和4通时,uUV=-Ud,当1和3或4和6通时,uUV=0.波形见图6-8.
输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成,负载相电压PWM波由(±2/3)Ud,(±1/3)Ud和0共5种电平组成.
图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形
防直通死区时间:
同一相上下两臂的驱动信号互补,为防止上下臂直通造成短路,留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间.死区时间的长短主要由器件关断时间决定.死区时间会给输出PWM波带来影响,使其稍稍偏离正弦波.
特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM):
计算法中一种较有代表性的方法,图6-9.输出电压半周期内,器件通,断各3次(不包括0和π),共6个开关时刻可控.为减少谐波并简化控制,要尽量使波形对称.
首先,为消除偶次谐波,使波形正负两半周期镜对称,即:
(6-1)
图6-9 特定谐波消去法的输出PWM波形
其次,为消除谐波中余弦项,使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称.
(6-2)
四分之一周期对称波形,用傅里叶级数表示为:
(6-3)
式中,an为
图6-9,能独立控制a1,a2和a3共3个时刻.该波形的an为
(6-4)
式中n=1,3,5,…
确定a1的值,再令两个不同的an=0,就可建三个方程,求得a1,a2和a3.
消去两种特定频率的谐波:
在三相对称电路的线电压中,相电压所含的3次谐波相互抵消,可考虑消去5次和7次谐波,得如下联立方程:
(6-5)
给定a1,解方程可得a1,a2和a3.a1变,a1,a2和a3也相应改变.
一般,在输出电压半周期内器件通,断各k次,考虑PWM波四分之一周期对称,k个开关时刻可控,除用一个控制基波幅值,可消去k-1个频率的特定谐波,k越大,开关时刻的计算越复杂.
除计算法和调制法外,还有跟踪控制方法,在6.3节介绍
(2)异步调制和同步调制
载波比——载波频率fc与调制信号频率fr之比,N= fc / fr.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM调制方式分为异步调制和同步调制:
1,异步调制
异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式.
通常保持fc固定不变,当fr变化时,载波比N是变化的.在信号波的半周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称.当fr较低时,N较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称的不利影响都较小,当fr增高时,N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不对称的影响就变大.因此,在采用异步调制方式时,希望采用较高的载波频率,以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比.
2,同步调制
同步调制——N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步.
基本同步调制方式,fr变化时N不变,信号波一周期内输出脉冲数固定.三相,公用一个三角波载波,且取N为3的整数倍,使三相输出对称.为使一相的PWM波正负半周镜对称,N应取奇数.当N=9时的同步调制三相PWM波形如图6-10所示.
fr很低时,fc也很低,由调制带来的谐波不易滤除,fr很高时,fc会过高,使开关器件难以承受.为了克服上述缺点,可以采用分段同步调制的方法.
3,分段同步调制
把fr范围划分成若干个频段,每个频段内保持N恒定,不同频段N不同.在fr高的频段采用较低的N,使载波频率不致过高,在fr低的频段采用较高的N,使载波频率不致过低.
图6-11,分段同步调制一例.为防止fc在切换点附近来回跳动,采用滞后切换的方法.同步调制比异步调制复杂,但用微机控制时容易实现.可在低频输出时采用异步调制方式,高频输出时切换到同步调制方式,这样把两者的优点结合起来,和分段同步方式效果接近.
图6-10 同步调制三相PWM波形
图6-11 分段同步调制方式举例
(3) 规则采样法
按SPWM基本原理,自然采样法中要求解复杂的超越方程,难以在实时控制中在线计算,工程应用不多.
规则采样法特点:
工程实用方法,效果接近自然采样法,计算量小得多.
规则采样法原理:
图6-12,三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc.自然采样法中,脉冲中点不和三角波一周期中点(即负峰点)重合.规则采样法使两者重合,每个脉冲中点为相应三角波中点,计算大为简化.三角波负峰时刻tD对信号波采样得D点,过D作水平线和三角波交于A,B点,在A点时刻tA和B点时刻tB控制器件的通断,脉冲宽度δ 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近.
图6-12 规则采样法
规则采样法计算公式推导:
正弦调制信号波公式中,a称为调制度,0≤a<1;ωr为信号波角频率.从图6-12因此可得: (6-6)
三角波一周期内,脉冲两边间隙宽度 (6-7)
三相桥逆变电路的情况:
通常三相的三角波载波公用,三相调制波相位依次差120 ,同一三角波周期内三相的脉宽分别为δU,δV和δW,脉冲两边的间隙宽度分别为δ u,δ v和δ w,同一时刻三相正弦调制波电压之和为零,由式(6-6)得
(6-8)
由式(6-7)得: (6-9)
故由式(6-8)可得: (6-10)
故由式(6-9)可得: (6-11)
利用以上两式可简化三相SPWM波的计算
(4)PWM逆变电路的谐波分析
使用载波对正弦信号波调制,产生了和载波有关的谐波分量.谐波频率和幅值是衡量PWM逆变电路性能的重要指标之一.
分析双极性SPWM波形:
同步调制可看成异步调制的特殊情况,只分析异步调制方式.
分析方法:
不同信号波周期的PWM波不同,无法直接以信号波周期为基准分析,以载波周期为基础,再利用贝塞尔函数推导出PWM波的傅里叶级数表达式,分析过程相当复杂,结论却简单而直观.
1,单相的分析结果:
不同调制度a时的单相桥式PWM逆变电路在双极性调制方式下输出电压的频谱图如图6-13所示.其中所包含的谐波角频率为
式中,n=1,3,5,…时,k=0,2,4,…;n=2,4,6,…时,k=1,3,5,….
可以看出,PWM波中不含低次谐波,只含有角频率为ωc,及其附近的谐波,以及2ωc,3ωc等及其附近的谐波.在上述谐波中,幅值最高影响最大的是角频率为ωc的谐波分量.
图6-13 单相PWM桥式逆变电路输出电压频谱图
2,三相的分析结果:
三相桥式PWM逆变电路采用公用载波信号时不同调制度a时的三相桥式PWM逆变电路输出线电压的频谱图如图6-14所示.在输出线电压中,所包含的谐波角频率为
式中,n=1,3,5,…时,k=3(2m-1)±1,m=1,2,…;
6m +1,m =0,1,…;
n =2,4,6,…时,k = 6m -1,m =1,2,….
和单相比较,共同点是都不含低次谐波,一个较显著的区别是载波角频率ωc整数倍的谐波被消去了,谐波中幅值较高的是ωc±2ωr和2ωc±ωr.
图6-14 三相桥式PWM逆变电路输出线电压频谱图
SPWM波中谐波主要是角频率为ωc,2ωc及其附近的谐波,很容易滤除.当调制信号波不是正弦波时,谐波由两部分组成:一部分是对信号波本身进行谐波分析所得的结果,另一部分是由于信号波对载波的调制而产生的谐波.后者的谐波分布情况和SPWM波的谐波分析一致.
(5) 提高直流电压利用率和减少开关次数
直流电压利用率——逆变电路输出交流电压基波最大幅值U1m和直流电压Ud之比.
提高直流电压利用率可提高逆变器的输出能力;减少器件的开关次数可以降低开关损耗;正弦波调制的三相PWM逆变电路,调制度a为1时,输出相电压的基波幅值为Ud/2,输出线电压的基波幅值为,即直流电压利用率仅为0.866.这个值是比较低的,其原因是正弦调制信号的幅值不能超过三角波幅值,实际电路工作时,考虑到功率器件的开通和关断都需要时间,如不采取其他措施,调制度不可能达到1.采用这种调制方法实际能得到的直流电压利用率比0.866还要低.
1,梯形波调制方法的思路
采用梯形波作为调制信号,可有效提高直流电压利用率.当梯形波幅值和三角波幅值相等时,梯形波所含的基波分量幅值更大.
梯形波调制方法的原理及波形,见图6-15.梯形波的形状用三角化率s =Ut/Uto描述,Ut为以横轴为底时梯形波的高,Uto为以横轴为底边把梯形两腰延长后相交所形成的三角形的高.s =0时梯形波变为矩形波,s =1时梯形波变为三角波.梯形波含低次谐波,PWM波含同样的低次谐波,低次谐波(不包括由载波引起的谐波)产生的波形畸变率为δ.
图6-16,δ 和U1m /Ud随s 变化的情况.
图6-17,s 变化时各次谐波分量幅值Unm和基波幅值U1m之比.
s = 0.4时,谐波含量也较少,δ 约为3.6%,直流电压利用率为1.03,综合效果较好.
图6-15 梯形波为调制信号的PWM控制
梯形波调制的缺点:输出波形中含5次,7次等低次谐波.
实际使用时,可以考虑当输出电压较低时用正弦波作为调制信号,使输出电压不含低次谐波;当正弦波调制不能满足输出电压的要求时,改用梯形波调制,以提高直流电压利用率.
图6-16 s 变化时的d 和直流电压利用率 图6-17 s 变化时的各次谐波含量
2,线电压控制方式(叠加3次谐波)
对两个线电压进行控制,适当地利用多余的一个自由度来改善控制性能.
目标——使输出线电压不含低次谐波的同时尽可能提高直流电压利用率,并尽量减少器件开关次数.
直接控制手段仍是对相电压进行控制,但控制目标却是线电压.
相对线电压控制方式,控制目标为相电压时称为相电压控制方式.
在相电压调制信号中叠加3次谐波,使之成为鞍形波,输出相电压中也含3次谐波,且三相的三次谐波相位相同.合成线电压时,3次谐波相互抵消,线电压为正弦波.如图6-18所示.鞍形波的基波分量幅值大.
除叠加3次谐波外,还可叠加其他3倍频的信号,也可叠加直流分量,都不会影响线电压.
图6-18 叠加3次谐波的调制信号
3,线电压控制方式(叠加3倍次谐波和直流分量):
叠加up,既包含3倍次谐波,也包含直流分量,up大小随正弦信号的大小而变化.设三角波载波幅值为1,三相调制信号的正弦分别为urU1,urV1和urW1,并令:
(6-12)
则三相的调制信号分别为
(6-13)
图6-19 线电压控制方式举例
不论urU1,urV1和urW1幅值的大小,urU,urV,urW总有1/3周期的值和三角波负峰值相等.在这1/3周期中,不对调制信号值为-1的相进行控制,只对其他两相进行控制,因此,这种控制方式也称为两相控制方式.
优点:
(1)在1/3周期内器件不动作,开关损耗减少1/3
(2)最大输出线电压基波幅值为Ud,直流电压利用率提高
(3)输出线电压不含低次谐波,优于梯形波调制方式
(6) PWM逆变电路的多重化
和一般逆变电路一样,大容量PWM逆变电路也可采用多重化技术.采用SPWM技术理论上可以不产生低次谐波,因此,在构成PWM多重化逆变电路时,一般不再以减少低次谐波为目的,而是为了提高等效开关频率,减少开关损耗,减少和载波有关的谐波分量.
PWM逆变电路多重化联结方式有变压器方式和电抗器方式,利用电抗器联接实现二重PWM逆变电路的例子如图6-20所示.电路的输出从电抗器中心抽头处引出,图中两个逆变电路单元的载波信号相互错开180°,所得到的输出电压波形如图6-21所示.图中,输出端相对于直流电源中点的电压,已变为单极性PWM波了.输出线电压共有0,±(1/2)Ud,±Ud五个电平,比非多重化时谐波有所减少.
一般多重化逆变电路中电抗器所加电压频率为输出频率,因而需要的电抗器较大.而在多重PWM型逆变电路中,电抗器上所加电压的频率为载波频率,比输出频率高得多,因此只要很小的电抗器就可以了.
二重化后,输出电压中所含谐波的角频率仍可表示为,但其中当n奇数时的谐波已全部被除去,谐波的最低频率在附近,相当于电路的等效载波频率提高了一倍.
图6-20 二重PWM型逆变电路
图6-21 二重PWM型逆变电路输出波形
电抗器上所加电压频率为载波频率,比输出频率高得多,很小.输出电压所含谐波角频率仍可表示为nwc+kwr,但其中n为奇数时的谐波已全被除去,谐波最低频率在2wc附近,相当于电路的等效载波频率提高一倍.
3 PWM跟踪控制技术
PWM波形生成的第三种方法——跟踪控制方法.
把希望输出的波形作为指令信号,把实际波形作为反馈信号,通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各器件的通断,使实际的输出跟踪指令信号变化,常用的有滞环比较方式和三角波比较方式.
(1)滞环比较方式
1,电流跟踪控制
基本原理:
把指令电流i*和实际输出电流i的偏差i*-i作为滞环比较器的输入,比较器输出控制器件V1和V2的通断.V1(或VD1)通时,i增大,V2(或VD2)通时,i减小.通过环宽为2DI的滞环比较器的控制,i就在i*+DI和i*-DI的范围内,呈锯齿状地跟踪指令电流i*.
滞环环宽对跟踪性能的影响:环宽过宽时,开关频率低,跟踪误差大;环宽过窄时,跟踪误差小,但开关频率过高.
电抗器L的作用:L大时,i的变化率小,跟踪慢.L小时,i的变化率大,开关频率过高.
图6-22 滞环比较方式电流跟踪控制举例
图6-23 滞环比较方式的指令电流和输出电流
三相的情况:
图6-24 三相电流跟踪型PWM逆变电路
图6-25 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形
采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM变流电路有如下特点
(1)硬件电路简单
(2)实时控制,电流响应快
(3)不用载波,输出电压波形中不含特定频率的谐波
(4)和计算法及调制法相比,相同开关频率时输出电流中高次谐波含量多
(5)闭环控制,是各种跟踪型PWM变流电路的共同特点
2,电压跟踪控制
采用滞环比较方式实现电压跟踪控制.如图6-26所示.把指令电压u*和输出电压u进行比较,滤除偏差信号中的谐波,滤波器的输出送入滞环比较器,由比较器输出控制开关通断,从而实现电压跟踪控制.和电流跟踪控制电路相比,只是把指令和反馈从电流变为电压.输出电压PWM波形中含大量高次谐波,必须用适当的滤波器滤除.
图6-26 电压跟踪控制电路举例
u*=0时,输出u为频率较高的矩形波,相当于一个自励振荡电路.
u*为直流时,u产生直流偏移,变为正负脉冲宽度不等,正宽负窄或正窄负宽的矩形波.
u*为交流信号时,只要其频率远低于上述自励振荡频率,从u中滤除由器件通断产生的高次谐波后,所得的波形就几乎和u* 相同,从而实现电压跟踪控制.
(2)三角波比较方式
基本原理:
不是把指令信号和三角波直接进行比较,而是闭环控制.把指令电流i*U,i*V和i*W和实际输出电流iU,iV,iW进行比较,求出偏差,放大器A放大后,再和三角波进行比较,产生PWM波形.
放大器A通常具有比例积分特性或比例特性,其系数直接影响电流跟踪特性.
图6-27 三角波比较方式电流跟踪型逆变电路
特点:
开关频率固定,等于载波频率,高频滤波器设计方便;为改善输出电压波形,三角波载波常用三相;和滞环比较控制方式相比,这种控制方式输出电流谐波少.
定时比较方式:
不用滞环比较器,而是设置一个固定的时钟.以固定采样周期对指令信号和被控量采样,按偏差的极性来控制开关器件通断.在时钟信号到来时刻,如i i*,令V1断,V2通,使i减小.每个采样时刻的控制作用都使实际电流与指令电流的误差减小.
采用定时比较方式时,器件最高开关频率为时钟频率的1/2,和滞环比较方式相比,电
流误差没有一定的环宽,控制的精度低一些.
4 PWM整流电路及其控制方法
实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流.
晶闸管相控整流电路:输入电流滞后于电压,且谐波分量大,因此功率因数很低.
二极管整流电路:虽位移因数接近1,但输入电流谐波很大,所以功率因数也很低.
把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就形成了PWM整流电路.
可使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,功率因数近似为1,也称单位功率因数变流器,或高功率因数整流器.
(1)PWM整流电路的工作原理
PWM整流电路也可分为电压型和电流型两大类,目前电压型的较多
1,单相PWM整流电路
图6-28a和b分别为单相半桥和全桥PWM整流电路.半桥电路直流侧电容必须由两个电容串联,其中点和交流电源连接.全桥电路直流侧电容只要一个就可以.交流侧电感Ls包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感,是电路正常工作所必须的.
图6-28 单相PWM整流电路
a) 单相半桥电路 b) 单相全桥电路
单相全桥PWM整流电路的工作原理:
正弦信号波和三角波相比较的方法对V1~V4进行SPWM控制,就可在交流输入端AB产生SPWM波uAB.uAB中含有和信号波同频率且幅值成比例的基波,和载波有关的高频谐波,不含低次谐波.由于Ls的滤波作用,谐波电压只使is产生很小的脉动.当信号波频率和电源频率相同时,is也为与电源频率相同的正弦波.us一定时,is幅值和相位仅由uAB中基波uABf的幅值及其与us的相位差决定.改变uABf的幅值和相位,可使is和us同相或反相,is比us超前90°,或is与us相位差为所需角度.
相量图(图6-29)
a:滞后相角δ,Is和Us同相,整流状态,功率因数为1,PWM整流电路最基本的工作状态
b:超前相角δ,Is和Us反相,逆变状态,说明PWM整流电路可实现能量正反两方向流动,这一特点对于需再生制动的交流电动机调速系统很重要.
c:滞后相角δ,Is超前Us90°,电路向交流电源送出无功功率,这时称为静止无功功率发送器(Static Var Generator—SVG)
d:通过对幅值和相位的控制,可以使Is比Us超前或滞后任一角度φ.
图6-29 PWM整流电路的运行方式相量图
a)整流运行 b)逆变运行 c)无功补偿运行 d) 超前角为φ
对单相全桥PWM整流电路工作原理的进一步说明
整流状态下,us > 0时,(V2,VD4,VD1,Ls)和(V3,VD1,VD4,Ls)分别组成两个升压斩波电路,以(V2,VD4,VD1,Ls)为例.V2通时,us通过V2,VD4向Ls储能.V2关断时,Ls中的储能通过VD1,VD4向C充电.us < 0时,(V1,VD3,VD2,Ls)和(V4,VD2,VD3,Ls)分别组成两个升压斩波电路.由于是按升压斩波电路工作,如控制不当,直流侧电容电压可能比交流电压峰值高出许多倍,对器件形成威胁.
另一方面,如直流侧电压过低,例如低于us的峰值,则uAB中就得不到图6-29a中所需的足够高的基波电压幅值,或uAB中含有较大的低次谐波,这样就不能按需要控制is,is波形会畸变.
可见,电压型PWM整流电路是升压型整流电路,其输出直流电压可从交流电源电压峰值附近向高调节,如要向低调节就会使性能恶化,以至不能工作.
2,三相PWM整流电路
图6-30,三相桥式PWM整流电路
最基本的PWM整流电路之一,应用最广.工作原理和前述的单相全桥电路相似,只是从单相扩展到三相进行SPWM控制,在交流输入端A,B和C可得SPWM电压,按图6-29a的相量图控制,可使ia,ib,ic为正弦波且和电压同相且功率因数近似为1.和单相相同,该电路也可工作在逆变运行状态及图c或d的状态.
(2)PWM整流电路的控制方法
有多种控制方法,根据有没有引入电流反馈可分为两种:没有引入交流电流反馈的——间接电流控制;引入交流电流反馈的——直接电流控制.
1,间接电流控制
间接电流控制也称为相位和幅值控制.按图6-29a(逆变时为图6-29b)的相量关系来控制整流桥交流输入端电压,使得输入电流和电压同相位,从而得到功率因数为1的控制效果.
图6-31,间接电流控制的系统结构图.
图中的PWM整流电路为图6-30的三相桥式电路.控制系统的闭环是整流器直流侧电压控制环.
控制原理:
和实际直流电压ud比较后送入PI调节器,PI调节器的输出为一直流电流信号id,id的大小和交流输入电流幅值成正比.稳态时,ud= ,PI调节器输入为零,PI调节器的输出id和负载电流大小对应,也和交流输入电流幅值对应.负载电流增大时,C放电而使ud下降,PI的输入端正偏差,使其输出id增大,进而使交流输入电流增大,也使ud回升.达到新的稳态时,ud和 相等,id为新的较大的值,与较大的负载电流和较大的交流输入电流对应.负载电流减小时,调节过程和上述过程相反.
从整流运行向逆变运行转换
首先负载电流反向而向C充电,ud抬高,PI调节器负偏差,id减小后变为负值,使交流输入电流相位和电压相位反相,实现逆变运行.稳态时,ud和 仍然相等,PI调节器输入恢复到零,id为负值,并与逆变电流的大小对应.
控制系统中其余部分的工作原理
上面的乘法器是id分别乘以和a,b,c三相相电压同相位的正弦信号,再乘以电阻R,得到各相电流在Rs上的压降uRa,uRb和uRc
下面的乘法器是id分别乘以比a,b,c三相相电压相位超前π/2的余弦信号,再乘以电感L的感抗,得到各相电流在电感Ls上的压降uLa,uLb和uLc.各相电源相电压ua,ub,uc分别减去前面求得的输入电流在电阻R和电感L上的压降,就可得到所需要的交流输入端各相的相电压uA,uB和uC的信号,用该信号对三角波载波进行调制,得到PWM开关信号去控制整流桥,就可以得到需要的控制效果.
存在的问题:
在信号运算过程中用到电路参数Ls和Rs,当Ls和Rs的运算值和实际值有误差时,会影响到控制效果;基于系统的静态模型设计,动态特性较差;应用较少.
2,直接电流控制
通过运算求出交流输入电流指令值,再引入交流电流反馈,通过对交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值,因此称为直接电流控制.
有不同的电流跟踪控制方法,图6-32,一种最常用的采用电流滞环比较方式的控制系统结构图.
控制系统组成
双闭环控制系统,外环是直流电压控制环,内环是交流电流控制环
外环的结构,工作原理和图6-31间接电流控制系统相同.外环PI的输出为id,id分别乘以和a,b,c三相相电压同相位的正弦信号,得到三相交流电流的正弦指令信号 , 和 , 和
分别和各自的电源电压同相位,其幅值和反映负载电流大小的直流信号id成正比,指令信号和实际交流电流信号比较后,通过滞环对器件进行控制,便可使实际交流输入电流跟踪指令值.
『陆』 分析下图电路的作用,写出详细工作过程
这个图是直接启动-能耗制动电路。
其中由变压器T与整流桥组成能耗制动电路。
启动时,倒顺开关接通(即三个黑点接通),变压器断开(即三角形处断开),电机正常运行。
停机时,倒顺开关断开(即三个黑点断开),变压器接通(即三角形处接通),整流桥向电子定子输入直流电,从而在电机定子产生直流磁场,该磁场会使因惯性还在旋转的转子感生出直流电流,该电流与磁场的受力方向与转子旋转方向相反,起到制动作用,加快转子停止。
『柒』 分析开环增益K对系统稳定性有什么影响
低频时,K影响系统的稳态性能,K越高越好。高频时,K影响系统的抗干扰性能,K越低越好。
分析开环增益K和时间常数T对系统稳定性及稳态误差的影响。
(1)取T=0.1,令K=1,2,3,4,5,绘制相应的阶跃响应曲线,分析时间常数T的变化对系统阶跃响应和稳定性的影响。
(2)在K=1(系统稳定)和K=2(系统临界稳定)两种情况下,分别绘制T=0.1和T=0.01时系统的阶跃响应,分析时间常数T的变化对系统阶跃响应和稳定性的影响。
『捌』 试说明直流变换器主要有哪几种电路结构试分析他们个有什么特点
单管反激,单管正激,半桥,全桥,还有电容变换。
电源变压器:将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。
整流电路:利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。
滤波电路:利用储能元件(电感或电容)把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。
稳压电路:利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。
(8)惯性环节电路图扩展阅读:
直直变换器按照电路拓扑可以分为基本的不带隔离变压器的直直变换器和带隔离变压器的直直变化期两大类,基本的直直变换器通过控制开关管,再经电容、电感等储能滤波元件将输入的直流电压变换为符合负载要求的直流电压或电流。这种变换器适用于输入输出电压等级相差不大,且不要求电器隔离的应用场合。
『玖』 初中物理(惯性和电路结合的一道题)
电学主要知识点及配套习题
一、电路
1、电路组成:
由电源、用电器、开关和导线等组成。
2、电路图:
用统一规定的符号表示电路连接情况的图。
3、电路的几种状态:
4、串联电路:
把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路。
特点:
电流只有一条通道,通过第一个元件的电流一定大小不变地通过第二个元件,只要电路中有一处断开,整个电路都断开。
5、并联电路:
把元件并列地连接在电路两点间组成的电路叫并联电路。
特点:
电流有两条或多条通道,各元件可独立工作。干路开关控制整个电路;支路开关只控制本支路上用电器。
二、电流、电压、电阻
1、电流: 单位时间内(1s)通过导体横截面的电荷量叫电流,用符号I表示,单位是安培(A)计算公式:
2、测电流大小的仪表是电流表、电路图符号:
3、电流表的使用:
(1)根据情况选择量程合适的电流表,而后观察它的量程,单位及最小分度值;
(2)电流表要串联在电路中;
(3)“+”“-”接线柱接法要正确。即让电流从“+”接线柱流入电流表,从“-”接线柱流出电流表;
(4)被测电流不能超过 量程、选择量程时用试触法;
(5)绝对不允许不经过用电器,而把 直接接到两源两极上;
4、电压:
是使导体中的自由电荷发生定向移动,形成电流的原因,电源是提供电压的装置,不同的电源提供的电压不同。如一节干电池电压为1.5V,一节蓄电池电压为2V。
5、电压的单位:
伏特(V),常用单位有千伏(kv),毫伏(mv),微伏(uv)
6、电压表:
测量电路两端电压的仪表叫电压表,符号是 ,常用的 有2个量程:0~3V和0~15V,三个接线柱。
7、电压表的使用:
(1)电压表要并联在待测电路中;
(2)“+”“-”接线柱接法要正确,即让电流从“+”接线柱流入,从“-”流出电压表;
(3)被测电压不能超过电压表量程。选择量程用试触法;
(4)电压表可以直接接到电源两极间。这样是测电源电压。
8、电阻:
用来表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,用符号R表示。
电阻大小:
由导体的材料、长度、横截面积决定,而与电路两端电压和电流开关它常受温度的影响。
9、变阻器:
通过改变连入电路中电阻线的长度的方法来改变电阻的符号是可分为滑动变阻器、电阻箱两种,滑动变阻器虽不能直接读出连入电路的阻值大小,但却能逐渐改变连入电路中的电阻大小。电阻箱能表示出连入电路中的电阻值,但不能连续地改变电阻大小。
三、电流与电压和电阻的关系:
1、通过实验得出:
导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这个规律叫欧姆定律,表达式为:
2、欧姆定律得出:
,即测出导体两端电压、导体中的电流,可计算电阻大小,这种实验方法叫“伏安法测电阻”。
四、电功、电功率:
1、电功:
电流所做的功叫电功,用符号W表示,单位是焦耳(J)。
2、电功的大小:
电流通过导体所做的功等于这段电路两端电压、电路中电流和通电时间三者的乘积。表达式为W=UIt。
3、电功的测量:
①用电能表可直接测出;
②根据W=UIt,可选用 、 和秒表间接测出。
4、电功率(P):
电流在1秒钟内所做的功叫做电功率,它是表示电流做功快慢的物理量。
表达式:
电功率的单位:
瓦特(w),常用单位:千瓦(kw)、兆瓦(Mw);
电功率的测量:
①根据 ,可选用电能表和秒表测量。
②根据P=UI,可选用电压表及电流表进行测量。
五、额定电压额定功率,实际功率
1、额定电压:
用电器正常工作时的电压,也就是用电器上标着的电压值。
2、额定功率:
用电器在额定电压下工作时,就是用电器上标着的功率值。
3、实际功率:
用电器在各种电压下工作时,实际消耗的功率都叫实际功率。
六、焦耳定律:
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,写成公式:Q=I2Rt
电热器:
利用电来加热的设备。是利用电流热效应来工作的。
主要组成部件:
发热体、发热体是由电阻率大熔点高的合金丝绕在绝缘体上制成的。
电功与电热的关系:
七、生活用电
1、电路组成:
低压进户线,电能表,总开关、保险丝,及各支路开关控制的用电器。
2、家庭电路的电压是220v,两根进户线:
一根叫火线,一根叫零线,火线与地间有200v电压。
3、辨别火线、零线用测电笔。
使用时笔尖与电线接触。手接触笔尾金属体,如果氖管发光,表明接触的是火线。
4、家庭电路电流过大的原因:
5、安全用电原则:
6、正确选择保险丝:
使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流。
电学公式
1、 推出 Q=It
2、 得出 U=IR
3、W=UIt 结合欧姆定律及电流的定义式得出
4、 得出 W=Pt
5、P=UI 结合欧姆定律可得出 P=I2R
6、Q=I2Rt
7、Q=W=Pt(适用电热器或纯电阻电路)
电路规律
串联电路 并联电路
电 流 I=I1=I2=I3 I=I1+I2+I3
电 压 U=U1+U2+U3 U=U1=U2=U3
电 阻 R=R1+R2+R3
电 功 W=W1+W2+W3 W=W1+W2+W3
电功率 P=P1+P2+P3 P=P1+P2+P3
电 热 Q=Q1+Q2+Q3 Q=Q1+Q2+Q3
比值关系
电学测试题(一)
一、选择
1、下列各组材料中,都属于绝缘体的一组( )
A、塑料、碳棒
B、瓷、空气
C、稀硫酸、棉花
D、玻璃、钨丝
2、用毛皮摩擦橡胶棒、橡胶棒带了负电,这是由于( )
A、毛皮束缚电子的能力比较弱
B、橡胶棒的正电荷转移到毛皮上
C、摩擦过程中创造了负电荷
D、橡胶棒上有了多余的电了
3、某家用电器正常工作时,测得通过它的电流为4A,则此电器可能是下列中的( )
A、家用空调机
B、电视机
C、家用洗衣机
D、电风扇
4、已知R1:R2=2:1则( )
A、串联时,它们的电流之比为2:1
B、串联时,它们的功率之比为1:1
C、并联时,它们的电流之比为2:1
D、并联时,它们的电压之比为1:1
5、在如图所示的电路中,要使R1和R2为并联关系,那么甲、乙、丙三只电表依次应当是( )
A、电压表、电流表、电压表
B、电流表、电压表、电流表
C、电流表、电流表、电压表
D、电压表、电流表、电流表
6、在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A、改变电路中的电流
B、改变被测电阻两端的电压
C、改变被测电阻的阻值
D、改变被测电阻两端的电压
7、在如图所示的电路中,闭合开关后,要使滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,则M、N应与滑动变阻器上的哪两个接线柱连接( )
A、M接C,N接D
B、M接A,N接B
C、M接C,N接B
D、M接A,N接D
8、把一根粗细均匀的电阻丝弯成等边三角形ABC,如图所示,图中D为AB边的中点,如果CD两端的电阻值为9 ,则AB两端的电阻值为( )
A、36 B、12 C、8 D、4
9、关于公式 ,下列说法中正确的是( )
A、导体的电阻与导体两端的电压成正比
B、导体的电阻与导体的电流成反比
C、导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
D、导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流都无关
10、在图中所示的电路中,电源电压为3V,当开关S1、S2都闭合时,则( )
A、电压表的示数为3V
B、电流表将被烧坏
C、灯L1不亮,灯L
2亮
D、两盏灯都将被烧坏
11、如图所示的电路、电源电压保持不变,当闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )
A、电流表示数变大,电压表示数不变
B、两表示数均变小
C、电流表示数变小,电压表示数不变
D、两表示数均变大
12、如图所示,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光,过了一会儿,两盏电灯突然都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零,此时电路发生的故障可能是( )
A、电灯L1灯丝断了
B、电灯L2灯丝断了
C、电灯L1短路
D、电灯L2短路
13、如图所示的电路中,闭合开关后,小灯泡L1、L2都正常发光,电表完好,如果将电压表与电流表互换,那么将出现的情况是( )
A、电压表示数不变,灯泡L1,L2不亮
B、电压表示数变小,灯泡L1,L2变亮
C、电流表示数变大,灯泡L1,L2变亮
D、电流表,电源烧坏,灯泡L1,L2不亮
14、如图所示电路,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A、电压表示数变大
B、电流表A1的示数变小
C、灯泡变暗
D、电流表A2示数变小
15、如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是( )
A、电阻R一定断路
B、电阻R一定短路
C、灯L的亮度可能不变
D、灯L的亮度可能变亮
16、如图所示的电路中,当开关断开,甲、乙两表为电流表时,示数之比为I甲:I乙=2:3,当开关闭合,甲、乙两表为电压表时,则两表的示数之比U甲:U乙为( )
A、2:1 B、3:1 C、1:3 D、3:2
17、两个定值电阻R1和R2,阻值分别为10 ,30 ,允许通过的最大电流分别为1A,0.5A,若将它们串联在电路中,下列说法中正确的是( )
A、加在它们两端电压的最大值为25v
B、它们的总电阻为40
C、通过电路的电流不允许大于0.5A
D、它们消耗总功率的最大值为10W
二、填空
18、如图所示的电路中,电源电压不变,开关断开时灯L正常发光,当开关闭合时,电灯L_______正常发光(填“能”或“不能”),图中电流表的示数将___________电压表的示数将________。(两空均选填“增大,减小”或“不变”)
19、如图是R1和R2两电阻中的电流随它们两端电压变化的I~U图像,从图像可知,电阻R1_____R2(选填“<、>”或“=”)
20、将一个20 的定值电阻R1与另一个定值电阻R2并联后,得到12 的等效电阻,则R2的阻值是____ ,若再增加一个50 的电阻R3与R1和R2串联,则串联后的总电阻为____ 。
21、在图中所示的电路中,电源电压保持不变,当开关由断开到闭合时,电流表的示数将_____,电压表与电流表示数的比值将 。(均选填变大、变小或不变)
22、如图所示电路,闭合开关后,两灯都正常发光,两电表的指针都有偏转,示数稳定,已知电源电压为8v,灯L1的电阻为16 ,灯L2的电阻为12 ,则甲电表的示数为_____;乙电表的示数为______。
23、如图所示,AB两端电压恒为U,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为12 ,一位同学误将一只电流表并联在了电阻R3的两端,结果发现电流表的示数为0.5A,据此可以推知AB两端电压U=____V。
三、作图与实验
24、画出伏安法测电阻的电路图,并写出主要的实验步骤及需要测量的物理量。写出Rx的表达式。
四、计算
25、在图中所示的电路中,电阻R1的阻值为10 ,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A,电流表的A的示数为0.5A,求:
(1) 通过电阻R2的电流
(2) 电源电压
(3) 电阻R2的阻值
26、如图所示电阻R1的阻值为5 ,(1)当开关S
1闭合,S2断开,滑片P滑至最左端时,电压表示数为6v,电流表示数为0.3A,滑动变阻器的最大阻值是多少?(2)若R2的阻值为20 ,当开关S1,S2均闭合,滑片滑至最右端时,电流表的示数是多少?
答 案
1.B 2.AD 3.A 4.D 5.B 6.C 7.D 8.C 9.D 10.B
11.C 12.A 13.A 14.D 15.D 16.B 17.BCD
18.能 增大 不变
19.<
20.30 100
21.变大 不变
22.0.5A 8V
23.12V
24.
1.按电路图按一定顺序连接电路,连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片置于阻值最大位置;
2.注意用试触法选择量程;
3.经检查无误后闭合开关,并移动滑片P测出几组Rx两端的电压U,电流值I;
4.应用公式计算 。
25.解:
①S闭合时,R1与R2并联
I=I1+I2
∴R2中电流I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
②电源电压U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
③根据
26.解:
①当开关S1闭合,S2断开时,变阻器与R1串联, 测总电压, 测总电流
②当开关S1、S2均闭合时,滑片在最右端时,R1与R2并联
⒈力F:力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。
力的单位:牛顿(N)。测量力的仪器:测力器;实验室使用弹簧秤。
力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度。
⒊重力G:由于地球吸引而使物体受到的力。方向:竖直向下。
重力和质量关系:G=mg m=G/g
g=9.8牛/千克。读法:9.8牛每千克,表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛。
重心:重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。
⒋二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等,方向相反;作用在一直线上。
物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动。
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。
⒌同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同。
⒍相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关。
7.牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
速度:v=s/t
密度:ρ=m/v
重力:G=mg
压强:p=F/s(液体压强公式不直接考)
浮力:F浮=G排=ρ液gV排
漂浮悬浮时:F浮=G物
杠杆平衡条件:F1×L1=F2×L2
功:W=FS
功率:P=W/t=Fv
机械效率:η=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn(n为滑轮组的股数