直流电路
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直流电路范文第1篇
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.196
首先我们要了解什么是复杂直流电路。复杂直流电路并不是指电路元件很多，线路很复杂，而是指不能用串、并联分析方法化简为无分支的单回路的电路，即无法用闭合电路欧姆定律解题的电路，而能够运用这些方法计算的就是简单电路了。复杂直流电路的计算方法有很多，考试大纲中所要求掌握的有四种：支路电流法，叠加定理，戴维南定理，电压源与电流源等效变换。复杂直流电路计算方法其实就是把复杂直流电路转换成简单直流电路来分析的方法，掌握了这些分析方法，就可以运用简单电路的方法进行计算了。所以，要学好复杂直流电路的计算，必须先熟练掌握简单直流电路的计算方法。以下我们逐一介绍各种复杂直流电路计算方法。
1 叠加定理
叠加原理是线性电路的重要基本原理，它说明了线性电路中各个电源对电路的影响是独立的。我们只需要将各个电源单独作用的电路图分别画出来，并明确该电源对待求元件作用的电压或者电流的方向，之后就是运用串、并联电路特点和欧姆定律进行计算了，最后根据方向确定几个单独作用的电压或电流叠加是相加还是相减。需要注意的是，叠加定理只适用于线性电路，只能用来计算电压和电流，而不能计算功率。可以启发学生根据功率公式P=I2R或P=U2/RM行分析。
在实际运用中，学生出现问题的地方主要有以下这些：把电源置零的状态记反了；将各个电源单独作用时电压或者电流的方向标错了；不会计算并联电路的分电流等。可以针对这些问题对学生进行强化练习。
2 基尔霍夫定律
学习基尔霍夫定律首先要了解清楚支路，节点，回路，网孔这四个概念。支路电流法的解题步骤为：（1）任意设好各支路的参考电流方向和网孔的绕行方向；（2）列节点电流方程，方程数为节点数减一；（3）列回路电压方程，方程数为支路数减节点电流方程数；（4）运用消元法解方程组，解得的值为负，则表示之前所设的参考方向与电流的实际方向相反。支路电流法列式很容易，但若支路太多，解方程组时比较繁琐。学生主要出问题的地方就是方程组解不出，其次是在列回路电压方程时电位的升降有时判断不清。近些年湖南省对口升学高考没有出支路电流法的解答题，但在选择填空题中多次出现。
3 戴维南定理
戴维南定理可以说是对口高考考得最多的一种方法，其常规题型可以分成以下三个步骤：（1）断开待求支路或元件，根据开路电压等于电源电动势的原理，将开路电压等效为一个等效电压源，可运用电位或KVL进行计算；（2）将电源置零（同叠加定理），得无源二端网络，求其等效电阻；（3）将有源二端网络等效成一个实际电压源，再把之前断开的待求支路或元件接回去，利用闭合电路欧姆定律计算。三个部分实际上就是三个知识点，电位计算，电阻混联计算和闭合电路欧姆定律，掌握这三点，做戴维南定理的常规题并不难。需要注意的事，有时我们发现，断开待求支路或元件后，剩下的有源二端网络依然是个复杂电路，则需要将其再次运用复杂直流电路计算方法计算。
除了常规计算题，戴维南定理也有很多技巧题，大部分都是利用了闭合电路欧姆定律的特点。如湖南省对口高考2009到2012连续考的负载获得最大功率的问题，此时负载电阻等于二端网络等效电阻；如保持有源二端网络不变，改变外电路状态，解二元一次方程组等，都是把有源二端网络直接看作实际电压源来分析，在选择填空题中多次出现。
学生主要出现的问题的地方就是等效电压源的计算，可通过电位计算的题型进行训练，电位计算也是对口高考的常考题型。
4 电压源与电流源等效变换
对于特定的一些题目，运用电压源与电流源等效变换的方法进行计算非常快捷方便。首先要明确两点：（1）只有实际电压源和实际电流源才能够相互转换；（2）待求元件不参与转换，这也是很多学生容易出错的地方，可以像戴维南定理那样先把待求元件断开，转换到只剩一个电源时再把待求元件接回去。具体方法是：（1）几个实际电源串联时，全部转换成电压源利用串联分压的原理合并；并联时，全部转换成电流源利用并联分流的原理合并；（2）实际电源与电阻或理想电源串、并联时，同样根据串并联特点讲实际电源转换后再与电阻或理想电源合并；（3）特别的，与理想电压源并联的元件和与理想电流源串联的元件可以全部去掉（不含待求元件）。熟练掌握电源等效变换对快速解选择填空题和验证计算题答案非常有帮助。
学生常犯的错误除了前面所说的将待求元件进行转换外，还有电源转换的方向分不清，这可以按电源上电流方向为电动势从低到高的方向来记忆；分不清电阻的串、并联等。
5 其他应用
直流电路范文第2篇
1.学习直流稳压电源、滑线变阻器的使用方法。
2.学习直流电压表、电流表、数字电压表、数字万用表等测量仪表的使用方法。
3.学习测量有源二端网络的开路电压和等效电阻的几种方法。
4.通过实验加深对叠加原理和戴维南定理的理解。
二、实验原理
1.滑线变阻器的使用 滑线变阻器是一种常用的电工设备，如图2-1所示。它可作为可变电阻，用以调节电路中的电流，使负载得到大小合适的电流；它也可作为电位器使用，改变电路的端电压，使负载得到所需要的电压，如图2-2所示。在实验室它也常被作为一个可变的负载电阻使用。它的额定值有最大电阻R 和额定电流I 。在各种使用场合，不论滑动触头处于任何位置，流过它的电流均不允许超过额定电流IN，否则将会烧坏滑线变阻器。
2.叠加原理叠加原理是分析线性电路时非常有用的网络定理，它反映了线性电路的一个重要规律。实验时要深入理解其意义、适用范围，要能灵活应用叠加原理分析复杂电路，而对于定理的证明则不必过分注意。我们可通过实验方法来验证该定理并加深对它的理解。
叠加原理的内容是：在含有多个独立电源的线性电路中，任意支路的电流或电压等于各个独立电源分别单独激励时在该支路所产生的电流或电压的代数和。例如图2-3所示的线性电路中，流过ab支路的电流I 即是当开关S 合向左侧，开关S 断开，电源U 单独激励时，在ab支路产生的电流I 和当开关S 合向右侧；开关S 合向右侧，电源I 单独激励时，在ab支路产生的电流I 的代数和。
图2-3中电流I 和图2-4中电流I′ 、I″ 的参考方向一致，在叠加时I′ 和I″ 都取正号，即I =I′ +I″ 。如果I 的参考方向与图2-4中所选择的相反，则I =I′ -I″ 。还应注意叠加时I′ 和I″ 前的正、负号是根据它们与I 的参考方向是否一致确定的，与I′ 和I″ 具体数值正负是两回事，不能相混。
电路中某一独立电源单独激励时，其余不激励的理想电压源用短路线来代替，不激励的理想电流源将其开路。例如图2-3所示电路中理想电压源U 不激励时，开关S 应合向右侧的短路线处，理想电流源I 不激励时，通过开关S 将其开路。电路中含有多个电源时，与上述处理方法相同。
含有受控电源的电路应用叠加原理时，在各独立电源单独激励的过程中，一定要保留所有的受控电源。这是因为受控电源与反映非电能转换为电能的独立电源不同，它是反映同一电路中两条支路电量关系的电路模型。
3.戴维南定理戴维南定理和叠加原理一样也是分析线性电路经常用的一个网络定理，特别是当只要求分析计算电路中某条支路或某一部分电路时，利用戴维南定理可简化分析计算的复杂性，戴维南定理尤其是分析电力电路的有力工具。
戴维南定理的内容是：任何一个线性有源二端网络（或称单口网络），对外电路来说，可以用一个等值电压源来代替。该等值电压源的源电压E 等于有源二端网络的开路电压U ，其内阻R 等于网络中所独立电源不激励时的入端电阻。例如图2-3所示电路，如果将ab支路抽出，剩余部分便是一个有源二端网络。该有源二端网络对电阻R 来说，可以用一个等值电压源来代替，如图2-5所示。
如果已知有源二端网络的结构和参数，可以通过理论计算确定该有源二端网络的等值电压源的源电压E 和内阻R 。计算有源二端网络的开路电压时，当然仍可利用叠加原理、节点电压法等电路的分析计算方法。求电阻R 时，电路中所有独立电源不激励其处理方法仍然是理想电压源用短路线代替，理想电流源用开路代替。
确定一个有源二端网络的戴维南等效电路的关键是要求出其开路电压U 和入端电阻R ，下面介绍用实验方法测量U 和R 的一些方法。
（1）开路电压的测量
方法一直接测量法。当有源二端网络的等效电阻R 远小于电压表的内阻R 时，可直接用电压表测量有源二端网络开路电压U 。一般电压表的内阻并不很大，最好选用数字电压表，数字电压表的突出特点就是灵敏度高，输入电阻大，有的高达数百兆欧，对被测电路影响很小，从工程角度来说，用其所测得的电压即是有源二端网络的开路电压。
方法二补偿法测开路电压。测量电路如图2-6所示。其中E为高精度标准电源，R 、R 为标准分压电阻箱，P为高灵敏度检流计。
调节电阻箱分压比U 随之改变，当U =U 时，流过检流计的电流为零，则U =U =U = E=KE。式中K= 为电阻箱的分压比，可直接读出。
由于此种测量方法在电路平衡时I =0，不能消耗能量，所以补偿测量精度要比直接测量法精度高。
（2）等效电阻的的测量
方法一用数字万用表的电阻档直接测量。测量时首先让有源二端网络中的所有独立电源不激励，即理想电压源用短路线代替，理想电流源用开路代替。例如测量图2-3所示电路抽取后R 所剩有源二端网络的等效电阻时，开关S 应合向右侧，使U 用短路线代替，开关S 断开，使I 开路，变为一个无源二端网络，用万用表电阻档直接测量a、b间的电阻值即可。
方法二 加压求流法。让有源二端网络中所有独立电源不激励，在a、b端施加一已知直流电压U，测量流入二端网络的电流I，如图2-9所示，那么等效电阻为R = 。
实际电压源和电流源都是具有一定内阻的，内阻并不能与电源本身分开，因此让独立电源不激励的同时，电源的内阻也被丢掉了，这样将影响测量的精度。因此以上两种方法仅适用于电压源很小和电流源内阻很大的场合。
三、任务
1.叠加原理实验
（1）根据图2-3的原理电路接好试验电路。测量当U =18V和I =90mA，两电源共同激励时a、b支路的电流I 。利用开关S 和S 控制作用，测量U 和I 分别单独激励时a、b支路的电流I′ 和I″ 。
（2）将U 调节为6V，电源I 大小不变而方向反接，重复上述实验步骤及测试内容，测量时注意电流表正负端的联接。
2.戴维南定理实验
实验原理电路如图2-3所示。图中U =18V，I =90mA，开关S 合向左侧，S 合向右侧，使U 和I 同时激励。
（1）测量ab支路的电流I ，然后断开ab支路，去掉R ，将剩余的部分电路作为待测量及变换的有源二端网络。
（2）用数字电压表或数字万用表的电压档直接测量上述有源二端网络的开路电压U ，再根据图2-7所示的补偿法测开路电压的电路，联接好测量电路，重新测量该有源二端网络开路电压。
直流电路范文第3篇
一、引入新课是首要关键
俗话说：“良好的开始是成功的一半。”那么怎样引入“电流”，学生才会有兴趣呢？所谓教学有法，教无定法。结合多年的教学经验，我发现下面三种方法成效显著。
1.注重“设疑”，提高教学效率。古人云：“学起于思，思源于疑，小疑则小进，大疑则大进，疑者，觉悟机也。”可见“疑”之重要。学生真正抓住内容中的疑点，“援疑质理”，就能诱发“内驱力”，激发兴趣，形成热烈探求的局面，从而大大地提高分析和解决问题的能力。因此，在新课引入时要非常注意课堂的设疑。在“电流”引入新课时，可采用提问法：电流是什么？电流是怎样形成的？电流与什么有关系？这三个问题不但能引起学生的思考，扩大思维的空间，而且能激发学生急于寻求答案的强烈愿望。这样，就把教学方式从教师讲问题变为学生找问题、思考问题，效果就大不一样。
2.运用多媒体辅助教学，使电流具体直观。多媒体技术能够极大地激发人的内在潜能，通过声音、图画、色彩、形状和动画等多种刺激，调动学生的多种感觉器官，让抽象深奥的物理概念问题变得形象深刻，从而提高学生的理解能力。运用多媒体教学，有利于让抽象的事实变得可以感知，从而提高学生的记忆能力；有利于扩大学生视野，增大课堂密度，提高教学效率，从而提高学生的分析能力。电流本身是抽象的，看不到的。借助于多媒体Flash课件，可以模拟电流的形成和方向，一下子就抓住学生的注意力，使学生感到有趣，产生强烈的欲望，很快进入学习状态。教师在教学过程中可轻松引领学生进入直观、形象甚至虚拟的场景，使学生犹如身临其境，学习兴趣倍增，变被动学习为主动学习。课堂是培养学生思维能力和分析解决问题能力的重要环境，无论是概念的引入，还是对一些客观的现象进行判断、推理及计算，都需要一系列的逻辑思维过程。这一过程对职高生来讲是枯燥乏味的。夸美纽斯说过，兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。实践证明，兴趣是诱发学生学习动机和学习注意力的重要因素，学生具有积极参与教学活动的学习热情是培养创新人格的前提条件，兴趣是创新思维活动的重要动力，也是培养积极探索、自主发现创新人格的关键，能使学生愿意学习，使他们乐意参加到教师和学生共同进行的教学过程中。运用多媒体电脑软件制作电教幻灯投影、图片等，可以激发学生的学习兴趣。学生沉浸其中，才会学有所思、学有所问、学有所悟、学有所得，才会有新的发现，从而集中学生的注意力，较好地调动学生学习“电流”积极性，为上好“电流”这节新课提供良好的开端。
3.巧制教具，加强直观教学，培养学生的动手能力，激发学习兴趣。利用演示电路板，制作出一个灯泡简单电路。学生通过开关电源控制可直观地看到灯泡的亮灭现象，知道电路在灯泡亮时有电流，从而对电流产生好奇心。再提问题：电流怎样形成的？它的大小与什么有关系？学生通过自己动手，亲身观察，产生疑问，自然对本节课的内容非常感兴趣，上课由被动变主动，这样新课引入就成功了。
二、新课讲授要更新教学观念
教学观念变以前的“你不想学习，我压你学习；你不会学习，我来教你学”为“你不想学习，我来引导你学；你不会学习，我来吸引你学”。电流的单位是安培，可在课前收集科学家安培的生平资料，利用多媒体展示于学生面前。学生在听故事的同时自然就知道电流单位的来历。然后学习电流单位大小转化问题。这时，为了调动学生的积极性，最好出些有关单位转化的习题，鼓励学生上成。在学习电流方向的知识点时，最好用水流作类比。因为水可见，并且生活中常看到，学生根据水连通器原理，知道水会流动是因为有水压，并且水是从高往低流的。把水流比作电流，水压比作电压，以抽水机比作电源进行描述的。教师及时提问：那么电流呢？也相类似吗？这种比拟方法符合职高生形象思维的特点。但有的学生缺乏想象力，有的学生未见过抽水机实物，无法在头脑中把水流、水压、抽水机和电流、电压、电源相匹配联系，从形象思维上升到抽象思维。而利用多媒体课件可以在屏幕上观看模拟水流的形成过程，同时看到正电荷从正极向负极运动。这样将电流转换成电荷的流动，将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画，遵循学生的思维由浅入深、由表及里，从具体到抽象、由现象到本质的循序渐进的规律，慢慢地给学生讲授电流的方向是怎样规定的，学生就会容易接受，学习就会积极主动，新课的效果自然好多了。
三、教学小结要画龙点睛
虽然课堂小结的时间只有短短几分钟，但是它的作用是非常重要的。它的作用在于点明本节课的重点和难点，使学生知道要掌握和突破的知识内容。如“电流”这节课学习了很多内容，教师要明确指出本节课的重点：知道电流的形成，电流方向的规定；难点：电源的作用和电流的测量。这样学生会轻松地接受这节课的内容，否则会觉得吃不消，认为整节课的知识点太多，就会产生厌学情绪，教学效果不显著。因此教学小结简明扼要，一节课才算是完善的，才能达到优化课堂教学的效果。
总之，教师无论采取什么教法来优化课堂教学，最终目的都是提高教学质量，提高教学水平，真正达到教书育人的目的。
参考文献：
直流电路范文第4篇
关键词：逆变系统；直流电源PFC电路；功率因素；电力系统；电压信号 文献标识码：A
中图分类号：TM761 文章编号：1009-2374（2017）04-0015-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.008
在电力系统中，电压信号测量且功率放大的系统，其实质上指的是一个数字电源逆变系统。在该系统中，利用芯片模拟进行控制，且有源单级校正功率因数的AC/DC，能够为其提供高效前级直流电源。它功率因数的输入值非常高，还能对恒定的支流电压进行控制，且不会由于输入的变化而产生任何的改变，同时下级逆变系统获得的直流电源也非常的稳定。因此本文主要对逆变系统高效前级直流电源PFC电路进行了研究和分析，阐述了功率因数控制装置操作的原理，并结合控制芯片UC385的应用，对设计PFC电路的原理以及实现的过程做了简单的介绍。
1 Boost型PFC电路简介
1.1 工作原理
在逆变系统中，一般情况下，校正功率因数设备仪器，其功能有两个：一是对功率因数进行控制，同时获得较高的功率因数；二是确保后一级电路中获得的直流电压达到良好的平滑稳定性。
在前提条件DSP下，控制PFC电路的技术正逐渐朝着数字化的方向发展，且获得了较好的成果。其中，校正前级功率因数所涉及到的方法还相对过于传统，通常情况下使用专用的3854芯片来完成PFC电路。然后将运放电路加在其上，从而实现模拟PI调节器的作用。采用控制芯片UC3854设计实现的PFC电路的技术已经相当成熟，且线路也具备较高的可靠性。在Boost型PFC电路中，有一个乘法器，即Multi，它的功能等同于一个控制电压的电流源。Boost型PFC电路的结构示意图如图1所示：
1.2 PFC主电路分析及设计
Boost型功率因数校正电路的原理如图2所示：
图2 Boost型功率因数校正电路的基本原理
1.2.1 在理想模型中，电压或者电流的输出。在进行电路的研究和分析之前，先要提出一些假设：（1）输入的电流以及电压等，均为同相同频，且没有发生畸变的正弦波；（2）具有恒定的电压输出；（3）在频率恒定的情况下，功率管S的运行其频率为fs，且比电压输入的频率fl要大得多；（4）具有线性的电感L，且在饱和状态下不会工作；（5）不用计算功率的损耗。
通过分析可以得出，功率平均输出的值为恒定值，且电压输出的组成主要分为三个部分：一是直流分量；二是比开关频率低的交流分量；三是c开关频率相等或者更大的交流分量。
1.2.2 瞬态占空比的表达式。作为该系统的控制芯片UC3854，其中，电压的输入值Uin等于110V，而200V为电压输出，而P0=500W为功率输出，经过测量之后，可以得到电流误差放大器输出电压的波形，即调制波。
1.2.3 确保CCM模式。在该系统中，在CCM的工作模式下PFC工作。系统在CCM模式下能够进行工作，主要由输出的功率、电感大小、开关频率等决定。其中电感值需要符合特定的计算公式，即L≥。同时，选择的电感值必须达到限制电流过零畸变以及脉动率的相关要求。而本文的讨论只考虑前两项。
1.2.4 选择主电路的参数。通过对主电路进行分析，能够合适地选择合适的电容以及电感的大小。在本系统中，指标输入为P0=500W，Uin=110V，U0=200V，控制芯片采用UC3854，就能得出L=500H。而二次电压输出的纹波与所选择的电压具有一定的联系，通常可以根据1～2倍的功率进行相应的选择，而这里所选择的电容为C=1000F。
1.3 软启动PFC电路
1.3.1 软启动功率系统。如果直接连接电源，系统中的电流就会产生较大的冲击，因此必须增设一个电阻软启动。在初次通电时，需要继电器断开其常开触点，运用该电阻，市电则能对电容补充一定的电量，其电阻值为30，因此补充电流的过程中，最大限度为10A。将电源控制为15V时，还需要补充一定的电量给小电容，当补充到12V时，就能有效地将NPN管导通。同时继电器就会闭合，且软启动对应的电阻短路，这样一来，在正常工作状态下，可以防止电阻消耗电能，从而实现系统硬件软启动的目的。
1.3.2 控制软启动系统。主要采用3854芯片的13脚作为软启动端，当工作正常的情况下，13脚的电压值7.5V则看作电压误差放大器的参考电压值，当向控制系统开始通电时，系统内部则会提供为14uA左右的电流恒流源，并将13脚对地电容进行线性充电，电压范围为0～7.5V，这样就能促使系统达到软启动的目的。
2 设计控制系统分析
在逆变系统中，一般采用的经典控制芯片为UC3854，这一芯片的设计思路主要可以从图1中加以体现。其中最主要的设计就是电流环CA以及电压环VA。
2.1 设计电压环
设计电压环是指设计电压的误差放大器，而设计的电压的补偿误差放大器网络，以二次谐波脉动抑制为主电压。若变换器中输出的为P0功率，输出C0的滤波电容，电压输出为U0，其中U0指的是C0上的平均电压。在如图2所示的补偿网络中，100Hz的情况下，放大器的增益可以用如下公式进行表示：
2.2 设计电流环
设计电流环主要是指设计电流的误差放大器，如图2所示。按照图2中所表示的电路，可以将放大CA的倍数Af的公式写出来，即：
通过对两边进行求解对数，就能得出如下公式：
根据上述的表达公式，就能将波特图绘制出来。为了确保功率因数满足1，电流误差放大器，即幅频特性CA应该设计为波特图。最后ii的分量低频与imo，跟踪效果非常好，且ii与ui的正弦波其整流全波波形为同相。
3 实践结果分析
采用仿真模拟试验分析，校正功率因数之后，如图3所示。其中，上图为电压输入，下图为电流输入。在系统中，功率因数的输入很接近1，因此，PFC电路为放大整个系统提供了高功率因数、隔离、简单的高效前级直流电源。
4 结语
综上所述，本文通过对逆变系统高效前级直流电源PFC电路的分析和设计探究，分析了Boost型PFC电路工作的基本原理以及其电路的设计思路，同时对控制系统中的电压环设计以及电流环设计做了详细的阐述，以便为逆变系统高效前级直流电源PFC电路今后的设计和研究提供一些参考的依据。
参考文献
[1] 王建华.分布式电源系统中非线性子系统相互作用研究[D].南京航空航天大学，2010.
[2] 张正茂.大功率软开关X光机高压直流电源[D].重庆大学，2012.
[3] 宋卫平.高压直流通信电源中高频开关整流模块的研究[D].南京航空航天大学，2012.
[4] 王侃.高压直流UPS电源系统的研究与应用[D].浙江大学，2016.
直流电路范文第5篇
Geng Fanna
（Institute of Electrical Engineering，Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，China）
摘要： 《电工基础》直流部分教学中，针对无源二端网络中的混联电路可将若干个串、并联电阻等效变换，化简成一个等效电阻，使问题简化。
Abstract: In dc part teaching of "the electrician foundation"， aiming at the mix league circuit of the passive two ends network， several series and parallel resistance can be equivalently transformed and simplified into one equivalent resistance, which make the problem simple.
关键词： 无源二端网络 等电位 等效电阻
Key words: passive two-end network；equipotential；equivalent resistance
中图分类号：TM7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）20-0036-01
0引言
《电工基础》直流部分教学中，无源二端网络有三种构成方式：电阻串联、并联和混联。若干电阻的串联和并联结合的连接方式称为混联，可利用电阻件串、并联的关系最终等效为一个电阻。对初学者而言，前两种方式对应的等效电阻求解简单，但在稍复杂的混联电路中如何判断那些电阻是串联，那些电阻是并联，并不是非常容易，高职院校中大多数的同学无法直接观察出来，对此，笔者根据多年的教学实践总结出一种绘制等效电路图的方法，此方法在教学过程中切实可行，便于学生理解和应用。
1等效网络
如果一个电路只通过两个端钮与外部相联，这样的电路称为二端网络。对于一个内部不含独立源的电阻性二端网络来说，即无源二端网络，总有一个电阻与之等效。[1]“等效网络”是指由一组元件组成的网络端口的伏安关系，和另一网络对应的端口的伏安关系完全相同。尽管这两个网络内部可具有完全不同的结构，但对任一外电路而言，它们具有完全相同的影响。[2]如图1中的I=I1，U=U1，则称A与A1是两个对外电路等效的网络。
2等效电阻
2.1 串联等效电阻如果电路中有两个或多个电阻一个接一个地顺序相联，而且中间无任何分支，这样的联接方式就称为电阻的串联，如图2所示。
根据KVL得U=U1＋U2=（R1＋R2）I=RI
式中R=R1＋R2，称为串联电路的等效电阻。
同理，当有n个电阻串联时，其等效电阻为R=R1＋R2＋R3＋…＋Rn
2.2 并联等效电阻如果电路中有两个或多个电阻联接于同一对节点之间，这种联接方式就称为电阻的并联，如图3所示。
根据KCL得I=I1+I2=■+■=■+■U=■U
式中■=■+■（或R=■），R称为并联电路的等效电阻。
同理，当有n个电阻并联时，其等效电阻的计算公式为
■=■+■+…+■
2.3 混联等效电阻①如图4所示的简单混联电路，学生可通过观察的方法判断电阻间的联接方式，显然两个4Ω的电阻先并联，再和8Ω的电阻串联，最后与10Ω的电阻并联，可得等效电阻为5Ω。如果学生观察不出，可将原图改为串、并联结构明显、利于分析的等效电路。绘制时用字母标注电路中的每一个联接点，这一步是绘制等效电路图的基础。方法如下：假设电流从a端子流入，流过某一电阻，会在该电阻上产生一定的电压，即电阻两端电位不同，需分别用不同的字母来标注，如两点之间用无阻的理想导线联接，即为等电位，用同一字母进行标注。按照此方法一直标注到流出端b端子。然后按顺序将各字母沿水平方向排列，将流入端a，流出端b置于始终两端。对照原电路仔细检查电阻元件数目是否正确，以确保正确地绘制等效电路。等效电路如图5所示，各电阻之间的联接关系一目了然，可快速准确计算出原电路中的总电阻。
②如图6所示的稍复杂的混联电路，也可采用上述方法画出等效电路，如图7所示，得出等效电阻为1.5Ω。
3结束语
为使学生深刻理解绘制等效电路图简化混联电路，教师应加大学生的课堂练习，达到能分析化简和计算无源二端网络等效电阻的教学目的。
参考文献：
直流电路范文第6篇
随着永磁材料、自动控制技术和电力电子技术的发展，直流电机获得空前发展，一种电子换相的无刷直流电机应运而生。无刷直流电机不仅具有传统直流电机良好的动、静态调速特性，且易于控制、运行可靠，在航空航天、医疗和家电等领域迅速发展。
电子换相器取代机械换相器，避免了换相过程机械摩擦所产生的花火，提高了安全性能，为其在煤矿领域的应用奠定基础。
一、控制方式选择
按照矿用无刷直流电机主回路控制方式的不同分为三相半控和三相全控两种，三相半控方式驱动电路由三个功率开关管并联组成，电路结构简单，但每个周期电机绕组只有1/3的时间通电，另外2/3时间则不通电，绕组的利用率低；三相全控方式的驱动电路由功率开关管两两串组成三个桥臂，然后三桥臂相互并联组成桥式驱动电路，电机在工作的过程中至少有两相绕组同时通电，绕组利用效率高，所以控制系统采用三相全控方式进行控制。
二、控制系统整体设计
矿用无刷直流电机控制系统由DSP、整流电路、隔离驱动电路、IPM、电压检测电路、电流检测电路、位置和速度检测电路及控制面板组成，控制系统结构框图如图1所示。控制面板用于控制命令的输入，包括启动、停止和参数设置。DSP根据位置检测电路反馈的电机转子信息，控制PWM信号输出引脚发送驱动信号经过隔离驱动电路到IPM模块的控制端，IPM模块不同桥臂的功率器件导通控制无刷直流电机转子线圈的通电顺序，驱动无刷直流电机持续旋转。
三、 硬件电路设计
3.1 功率驱动电路设计
为了简化外围电路，选用DIP-IPM智能功率模块PS21865为核心设计外围电路。PS21865内置三相交流输出的IGBT逆变器，采用+15V电源供电，不需要光耦隔离可以直接与单片机或DSP的PWM信号输出端口进行耦合，从而省去6套隔离电路。
PS21865智能功率模块最大电流20A，最高阻断电压600V，最大载波平率20kHz。PS21865模块自身带有过压、过载和过流等故障的保护功能，能够实时检测母线电压、电流等信息，当发生故障时可以封锁控制信号的输出，IPM典型接线电路如图2所示。
同时将故障信息反馈给处理器为了防止操作过电压对功率模块的损坏，采用吸收电容连接在功率模块的直流母线正、负极。
3.2位置和速度检测
矿用无刷直流电机控制系统根据电机转子位置进行换相，采用三个互成120°的霍尔传感器检测电机转子磁场变化来判断电机转子位置，在电机旋转时霍尔传感器输出高低电平，不同的高低电平对应相应的换向时刻。DSP通过检测霍尔传感器输出信号，判断电枢绕组的通电方式，发送驱动信号控制IPM的通断，进而实现矿用无刷直流电机的正确换相。在每个机械周期内有六次换相，测量每次换相的时间间隔，就可以计算出电机运行速度。
3.3 电流检测
电流检测由霍尔电流传感器、运算放大器和DSP内部的A/D转换器组成，运算放大器用于放大电流信号。由于矿用直流电机三相绕组的电流代数和为零，即IU+IV+IW=0，所以只要测量任意两相电流值就可以计算出另外一相电流。根据控制对象电流值，选用的是SCK15型非接触式霍尔电流传感器对电流量进行测量，传感器采用DC±12-15V供电，输出信号为±4V的电压信号。
3.4 声光报警电路
声光报警电路是将发光二极管和蜂鸣器相结合，在系统故障时能够发出光和声音两种警示的电路，如图3所示。图3中P1.0和P1.1是DSP的数字信号输出端口，当P1.0端口输出低电平时，发光二极管D1导通，同时发出红色的警示；当P1.0端口输出高电平时，驱动三极管Q导通，蜂鸣器中有电流流过，发出声音警示。
四、结论
结合煤矿无刷直流电机绕组的控制方式，利用先进的数字信号处理器（DSP）和智能IPM模块设计煤矿无刷直流电机控制系统。控制系统能够根据设备运行要求驱动电机动作，具有控制精度高、稳定性好及安全性强等优点。
参 考 文 献
[1] 王成元，夏加宽，孙宜标.现代电机控制技术[M].北京：机械工业出版社，2010.56～59.
直流电路范文第7篇
关键词：集成电路 直流电阻检测法 总电流测量法 对地交、直流电压测量法
中图分类号：TN407 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0208-01
1 集成电路的特点及分类
集成电路时在一块极小的硅单晶片上，利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管、电阻、电容等元件，并连接成能完成特定电子技术功能的电子线路。从外观上看，它已成为一个不可分割的完整的电子器件。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。
2 集成电路的检测
集成电路常用的检测方法有在线测量法和非在线测量法（裸式测量法）。
在线测量法是通过万用表检测集成电路在路（在电路中）直流电阻，对地交、直流电压及工作电流是否正常，以判断该集成电路是否损坏。这种方法是检测集成电路最常用和实用的方法。
非在线测量法是在集成电路未接人电路时，用万用表测量接地引脚与集成电路各引脚之间对应的正、反向直流电阻值，然后将测量数值与已知的同型号正常集成电路各引脚的直流电阻值相比较，来确定它是否正常。非在线测量法测量一般把红表笔接地、黑表笔测量定义为正向电阻测量；把黑表笔接地、红表笔测量定义为反向电阻测量，选用的是指针式万用表，这也是行业中的俗定。下面介绍几种常用的检测方法。
2.1 直流电阻检测法
直流电阻检测法适用于非在线集成电路的测试。直流电阻检测法是一种用万用表直接测量元件和集成电路各引脚之间的正、反向直流电阻值，并将测量数据与正常数据相比较，来判断是否有故障的一种方法。
直流电阻测试法实际上是一个元器件的质量比较法。首先用万用表的欧姆档测试质量完好的单个集成电路各引脚对其接地端的阻值并做好记录，然后测试待测单个集成电路各引脚对其接地端的阻值，将测试结果进行比较，来判断被测集成电路的好坏。
当集成电路工作失效后，各引脚电阻值会发生变化，如阻值变大或者变小等。“鼎足检测法”要查出这些变化，根据这些变化判断故障部位，具体方法如下。
（1）通过查找相关资料，找出集成电路各引脚对地电阻值。
（2）将万用表置于相应的欧姆档，测量待测集成电路每个引脚与接地引脚之间的阻值，并与标准阻值进行比较。当所测对地电阻值与标准阻值基本相符时表示被测集成电路正常；如果出现某引脚或全部引脚对地电阻值与标准阻值相差太大时，即可认为被测集成电路已经损坏。
在路测量时，测量直流电阻之前要先断开电源，以免测试时损坏万用表。
2.2 总电流测量法
该法是通过检测集成电路电源进线的总电流，来判断集成电路好坏的一种方法。由于被测集成电路内部绝大多数为直接耦合，所以当被测集成电路出现损坏时（如某一个PN结击穿或开路），会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断集成电路的好坏。也可测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流。
2.3 对地交、直流电压测量法
这是一种在通电情况下，用万用表直流电压挡对直流供电电压、元件的工作电压进行测量，检测集成电路各引脚对地直流电压值，并与正常值相比较，进而压缩故障范围，找出损坏元件的测量方法。
对于输出交流信号的输出端，此时不能用直流电压法来判断，要用交流电压法来判断。检测交流电压时要把万用表置于“交流档”，然后检测该脚对电路“地”的交流电压。如果电压异常，则可断开引脚连线，测量接线端电压，以判断电压变化是由元件引起的，还是由集成电路引起的。
对于一些多引脚的集成电路，不必检测每一个引脚的电压，只要检测几个关键引脚的电压值即可大致判断故障位置。开关电源集成电路的关键是电源脚VCC、激励脉冲输出脚VOUT、电压检测输人脚和电流检测输人端IL。
直流电路范文第8篇
无刷直流电动机的机械特性、调节特性与他励直流电动机的特性类似。通过改变电机定子电压的大小，使电机获得不同的转速，因此在控制电机转速时，通过改变定子电压来克服负载或电网扰动带来的转速下降由于无刷直流电机启动电流是额定电流的几倍到十几倍，因此为了防止电机运行中过电流对电机的不良损耗，采用了电流闭环控制。无刷直流电机速度控制系统采用了类似于他励直流电机双闭环调压调速控制方式，基于无刷直流电机的结构特点，通过PWM调制电枢端电压来实现速度控制、电流控制环节均采用PID控制算法。双闭环无刷直流电机调速系统结构框图如图1所示。
图1
双闭环无刷直流电动机调速系统结构图
换向功率驱动电路设计：
换向功率驱动电路作用是在电机旋转中控制定子电流的导通相及电流方向，使其产生的磁场方向与转子永磁体磁场方向正交，已获得最大转矩。由于电机转子不断旋转，定子电流实时换向换流，根据给定转速调节定子电压大小，同时还要通过检测电路获取转子磁极位置和定子电流大小，以保证电机准确、安全运转。可见换向功率驱动电路包括三相逆变器主电路、PWM驱动电路、PWM驱动信号隔离电路、位置检测电路、定子电流检测电路和系统保护电路，系统电路示意图如图2所示。
图2
无刷直流电动机换向驱动系统电路结构示意图
系统所用设备有：F28335数字信号处理器、带有反并联续流二极管的MOSFET功率管构成的二电平逆变器、IR2136三相桥式MOSFET驱动器、HCPL-0631两路快速光耦、霍尔位置检测传感器。
系统控制程序图：
（a）主程序
（b）转子位置检测中断子程序