电流和电路
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电流和电路范文第1篇
一、串、并联电路中的电流特点
1.探究串联电路中的电流
把用电器逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路.它的基本特征是整个电路只有一条回路，没有“分支点”.电流的方向是，电流从电源的正极流出，通过用电器流回电源的负极.那么在串联电路中各处的电流大小有怎样的关系呢？请同学们猜想：
（1）串联电路中电流通过用电器后可能越来越小；
（2）串联电路中电流通过用电器后可能越来越大；
（3）串联电路中电流大小通过用电器后可能不变.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图1所示的电路图连接好电路.若测A处电流就把该处接线断开，把电流表串联接入A处，选择合适的量程，使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出.闭合开关S，测出A处的电流为IA.然后用同样的方法测出B、C处的电流分别为IB、IC，并把测得的数据记录在表一中.
表一
（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，至少测量3组数据.若实验次数太少，得出的结论具有偶然性.
根据测得的多组实验数据分析，即可得出串联电路中的电流特点：串联电路中电流处处相等.表达式为：IA=IB=IC（或I1=I2，I1、I2分别表示为通过灯泡L1、L2的电流）.
2.探究并联电路中的电流
把用电器并列地连接在电路的两点间所组成的电路叫并联电路.它的基本特征是由两条及以上支路组成，有“分支点”.每条支路都和干路形成回路，有几条支路，就有几条回路.那么在并联电路中各处的电流大小又有怎样的关系呢？请同学们再猜想：
（1）干路上的电流与各支路上的电流可能相等；
（2）干路上的电流可能等于各支路上的电流之和.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图2所示电路连接好电路.在电路中的A、B、C处先后串联接入电流表，选择合适的量程，测出各处的电流大小分别为IA、IB、IC，并把测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格同表一，略）.
（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，再测量几组数据.
根据测得的多组实验数据分析，即可得出并联电路中的电流特点：干路中的电流等于各支路中的电流之和.表达式为：IA
=IB+IC（或I=I1+I2）.
二、串、并联电路中的电压特点
1.探究串联电路中的电压
串联电路两端的总电压和各用电器两端的电压之间有什么关系呢？我们把电压类比为水压（水位差），猜想：串联电路两端的总电压可能等于各用电器两端的电压之和.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图3所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端（即连接在A、B两点间），选择合适的量程，注意电压表“+”“-”接线柱接法正确.闭合开关S，测出L1两端的电压为U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压为U2和A、C两点间的电压为U，并将测得的数据记录在表二中.
表二
（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.
分析测得的实验数据，即可得出串联电路中的电压特点：串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和.表达式为：U=U1+U2.
2.探究并联电路中的电压
在并联电路中，各支路两端的电压跟总电压之间有什么关系呢？猜想：并联电路两端的总电压可能跟各支路两端的电压相等.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图4所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端，测出L1两端的电压U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压U2和A、B两点间的电压U，并将测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格基本同表二，略）.
（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.
分析测得的实验数据，即可得出并联电路中的电压特点：并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等.表达式为：U=U1=U2.
三、串联分压与并联分流特点
1.串联电路的分压作用
如图5所示，电阻R1和R2串联，设电路中的电流为I，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，串联电路两端的总电压为U.
因为串联电路中电流处处相等，故通过R1和R2的电流相同，都为I.由欧姆定律得I=■=■，故■=■，这个公式称为分压公式.即在串联电路中，各个电阻分配的电压跟它们的阻值成正比.此规律也可以通过实验探究获得.
例1 一只小灯泡的额定电压为8V，正常发光时的电阻为20Ω，现将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应
联一个 Ω的电阻.
分析 小灯泡的额定电压为8V，而电源电压为12V，高于小灯泡正常工作时的电压，故不能直接接到电源上.我们应该想到串联电路具有分压作用，用一个电阻和小灯泡串联，分担多余的电压，就可以保证小灯泡正常工作.串联一个阻值多大的电阻呢？直接利用分压公式进行计算，也可以利用欧姆定律和串联电路电流电压特点进行计算.
解答 方法一：应串联一个电阻R，它应分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，
利用分压公式，得：■=■，
故R=■RL=■×20Ω=10Ω.
方法二：小灯泡的额定电压UL=8V，串联电阻分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，小灯泡正常发光时的电流是I=■=■
=0.4A，而串联电路中通过每个用电器的电流相等，故应串联一个阻值为R=■=■=10Ω的电阻.
2.并联电路的分流作用
如图6所示，电阻R1和R2并联在电压为U的电路中，设通过R1支路的电流为I1，通过R2支路的电流为I2.
因为并联电路中总电压和各支路两端的电压相等，故U=U1=U2.由欧姆定律得I1R1=I2R2，故■=■，这个公式称为分流公式.即并联电路支路中的电流跟它们的阻值成反比.此规律同样可以通过实验探究获得.
例2 一只量程为500mA的电流表表头，它的内阻只有0.2Ω，若要把它的量程扩大为3A，该怎样做？
分析 电流表表头的量程和内阻一般都很小，直接使用只能测量较小的电流.若要测量较大的电流，必须将表头和一个电阻并联.我们知道，并联电路有分流作用，通过与一个电阻并联，可以分走多余的电流，从而确保电流表表头的安全.我们使用的双量程电流表，就是将同一个表头和不同的电阻并联，从而扩大为不同的量程.
电流和电路范文第2篇
时间:年月日
探究预备:
1. 不一样, 质量大的水时间长
2. 不相同, 物质种类不同
探究目的:探究不同物质吸热能力的不同. 培养实验能力.
提出问题:质量相同的不同物质升高相同温度吸收的热量相同吗
猜想与假设:不同
探究方案与实验设计:
1. 相同质量的水和食用油, 使它们升高相同的温度, 比较它们吸收热量的多少.
2. 设计表格, 多次实验, 记录数据.
3. 整理器材, 进行数据分析.
实验器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计、水、食用油
资料或数据的收集
分析和论证:质量相同的不同物质, 升高相同的温度, 吸收的热量不同. 评估与交流:
1. 水的比热容较大, 降低相同的温度, 放出较多的热量, 白天把水放出去, 土地吸收相同热量, 比热容小升高温度较快.
2. 新疆地区沙石比较多, 比热容小, 吸收(放出)相同热量, 升高(降低)的温度较多, 温差比较大.
二、 连接串联电路和并联电路
时间:年月日
探究预备:
1. 串联:用电器顺次连接在电路中的电路
并联:用电器并列连接在电路中的电路
2. 串联:用电器顺次连接
并联:用电器并列连接
探究目的:学生正确连接串、并联电路, 明确开关作用.
提出问题:在串、并联电路中, 开关的作用相同吗
猜想与假设:开关的作用不同
探究方案与实验设计:
1. 设计串、并联电路图, 按照电路图连接实物图
2. 观察开关控制两灯泡亮暗程度
3. 改变开关位置, 观察控制情况.
实验器材:小灯泡、电源、开关、导线
资料或数据收集:
1. 串联电路中, 开关无论放在哪一个位置, 都能控制小灯泡
2. 并联电路中, 干路开关控制整个电路, 支路开关只能控制所在支路的灯泡.
分析和论证:串联电路开关控制整个电路. 并联电路干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路.
评估与交流:
1. 拆除法:观察用电器是否相互影响;判断电流路径
2.图1:串联 图2:并联
四、练习使用电流表
时间:年月日
探究预备:
1. 测量流过用电器的电流大小, 符号:
2. 不允许把电流表直接接在电源两端, 电流表串联在电路中, 电流从正接线柱流入、负接线柱流出.
探究目的:会正确使用电流表,会使用电流表测量电流
提出问题:使用电流表应注意哪些问题
猜想与假设: 不允许把电流表直接接在电源两端, 电流表串联在电路中, 电流从正接线柱流入、负接线柱流出.
探究方案与实验设计:
1. 画出电路图, 标出电流表正、负接线柱
2. 按图连接实物
3. 更换不同规格小灯泡多次测量
4. 整理器材.
实验器材:电源、开关、小灯泡、电流表、导线
资料或数据的收集:
分析和论证:
1. 连接方法:①串联在电路中②电流从正接线柱流入负接线柱流出
2. 电流表读数:认清量程、分度值.
评估与交流
:
1. 明确量程,分度值
2. 测量通过L2的电流
3. 选择0-3A量程, 读数为1.6A
五、探究串联电路中各处电流的关系
时间:年月日
探究预备:
1. 用电流表测量
2. 分别把电流表串联在电路中
探究目的:探究串联电路中各处电流的关系
提出问题:串联电路中各处电流有什么关系呢
猜想与假设:处处相等
探究方案与实验设计:
1. 设计电路图, 连接实物
2. 设计表格, 记录数据
3. 换用不同规格小灯泡,重复以上操作
实验器材:电源、小灯泡、开关、导线
资料或数据的收集
分析和论证:在串联电路中电流处处相等
评估与交流:
1. 处处相等
2. 注意电流表量程选择, 正确连接, 多次实验, 得到普遍规律.
六、探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系 时间:年月日
探究预备:
1. 用电流表测量
2. 电流表分别串联在干路、支路上
探究目的:探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
提出问题:并联电路中干路电流与各支路电流有何关系
猜想与假设:干路电流等于各支路电流之和
探究方案与实验设计
1. 设计实验电路图, 连接实物
2. 闭合开关, 进行测量
3. 设计表格, 记录数据
4. 换用不同规格小灯泡,多次实验
5. 整理器材, 分析数据
实验器材:电源、小灯泡、导线、开关、电流表
资料或数据的收集:
分析和论证:在并联电路中干路电流等于各支路电流之和
电流和电路范文第3篇
一、滑动变阻器滑片P的移动引起电路中电学三大物理量的变化类
例1：如图（图略）所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，各电表的示数将如何变化：（ ）A.电流表A示数变大，电压表V示数变小；B.电流表A示数变大，电压表V示数变大；C.电流表A示数变小，电压表V示数变小；D.电流表A示数变小，电压表V示数变大。
分析：①首先判断出这两个电路的连接方式，电压表V测量哪个元件两端的电压，电流表A测量哪部分的电流；②其次判断出当滑动变阻器的滑片滑动时，电路中总电阻和总电流的变化情况；③最后结合欧姆定律和串、并联电路电流、电压的特点分析电流表和电压表示数的变化情况。
解答：①电阻R和变阻器R1组成串联电路，电压表V测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表A测电路中的电流；②当滑动变阻器R1的滑片P向右滑动时，其接入电路阻值变小，电路中总电阻变小，根据欧姆定律得电路中电流变大，故电流表示数变大；③定值电阻R两端的电压为U=IR，I变大，R不变，因此U变大，故定值电阻R两端的电压U变大，电压表V1示数变大；因定值电阻R两端的电压U变大，电源两端电压保持恒定，根据串联电路电压的特点，滑动变阻器两端的电压U1会变小，故电压表V2的示数变小。故选B。
点评：本题考查了欧姆定律的应用以及滑动变阻器的使用，解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化，再利用串联电路的特点和欧姆定律来判断电表示数的变化。
例2：电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器滑片P从左向右移到中点的过程中，电流表A1、A2、电压表V的示数各如何变化？（ ） A.电压表V和电流表A1、电流表A2的示数都变小；B.电流表A1的示数和电流表A2的示数保持不变；C.电流表A1示数变大，电流表A2和电压表V的示数不变；D.电流表A2示数变小，电流表A1和电压表V的示数不变。
分析：从图（图略）可知，R1和R2组成的是一个并联电路，电流表A1测量的是干路电路中的总电流，电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流，首先分析电路中电阻的变化，再利用公式I=U/R来分析电流表示数的变化，电压表测量的是R2两端的电压，可利用并联电路的特点进行分析。
解答：因为R1和R2组成的是一个并联电路，电压表测量的是R2两端的电压，故U1=U2=U，而电源两端电压保持不变，所以电压表示数保持不变；电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流，U2不变，R2不变，由公式I=U/R可知，电流表A2的示数保持不变；电流表A1测量的是干路中的电流，滑动变阻器滑片P从左向右滑动时，其连入电路中的电阻变小，所以电路中的总电阻变小，而U不变，由公式I=U/R可知，电流表A1的示数变大，电流表A2的示数保持不变。故选 C。
点评：本题考查了滑动变阻器对电流表和电压表的影响，解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化，再利用并联电路的特点和欧姆定律来判断电压和电流的变化。
二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化类
例3：如图（图略）所示，电源电压不变，当开关S由断开到闭合时，电表示数的变化情况是：（ ） A.电流表、电压表示数均变大；B.电流表、电压表示数均变小；C.电压表示数变大，电流表示数变小；D.电压表示数变小，电流表示数变大。
分析：先判断出开关闭合前后电路的连接方式，再判断电压表测哪个用电器两端的电压，最后根据欧姆定律解答。
解答：在开关闭合前，电阻R1和 R2组成串联电路。电压表V测量R2两端的电压，开关闭合后，电阻R1被局部短路，此时，电压表测量R2两端的电压，同时也测量电源两端的电压，因此电压表V的示数和原来相比将变大。
开关闭合前，电流表测量串联电路的电流；开关闭合后，由于电阻R1和电流表被局部短路，所以电流表的示数为零，和原来相比电流表的示数将变小。故选C。
点评：知道串联电路的特点，熟悉电压表的使用，会灵活应用欧姆定律。
例4：如图（图略）所示的电路，电源电压保持不变，当开关s闭合时，电表示数的变化情况是：（ ）A. A1示数不变，A2示数减小；B. A1示数不变，A2示数增大；C. A1、A2的示数均增大；D.A1示数减小，A2示数减小。
分析：先判断出电阻的连接方式和电流表是测量哪个电阻的电流后分析解答。
解答：两个电灯是并联的，电流表A1测支路中的电阻R1的电流，电流表A2测干路中的电流，当开关闭合后，电阻R1两端的电压还等于电源电压，故电流表A1的示数不变；而电路的总电阻变小，根据欧姆定律得，干路中的电流变大，故电流表A2的示数变大。故选B。
电流和电路范文第4篇
模块一
电路安全计算分析
例题精讲
【例1】
如图所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻．闭合开关，当滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表的示数变化范围为0.5A～1.5A之间，电压表的示数变化范围为3V～6V之间．则定值电阻R0的阻值及电源电压分别为(
)
A．
3Ω，3V
B．
3Ω，7.5V
C．
6Ω，6V
D．
6Ω，9V
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电路的动态分析．
解析：
由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
当电路中的电流为0.5A时，电压表的示数为6V，
串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
电源的电压U＝I1R0＋U滑＝0.5A×R0＋6V，
当电路中的电流为1.5A时，电压表的示数为3V，
电源的电压：
U＝I2R0＋U滑′＝1.5A×R0＋3V，
电源的电压不变，
0.5A×R0＋6V＝1.5A×R0＋3V，
解得：R0＝3Ω，
电源的电压U＝1.5A×R0＋3V＝1.5A×3Ω＋3V＝7.5V．
答案：
B
【测试题】
如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表的示数范围在1A至2A之间，电压表的示数范围在6V至9V之间．则定值电阻R的阻值及电源电压分别是(
)
A．
3Ω
15
V
B．
6Ω
15
V
C．
3Ω
12
V
D．
6Ω
12
V
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律．
解析：
由电路图可知，电阻R与滑动变阻器R′串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
当电路中的电流为1A时，电压表的示数为9V，
串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
电源的电压U＝I1R＋U滑＝1A×R＋9V，
当电路中的电流为2A时，电压表的示数为6V，
电源的电压：
U＝I2R＋U滑′＝2A×R＋6V，
电源的电压不变，
1A×R＋9V＝2A×R＋6V，
解得：R＝3Ω，
电源的电压U＝1A×R＋9V＝1A×3Ω＋9V＝12V．
答案：
C
【例2】
如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，定值电阻R1＝5Ω，变阻器R2最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是(
)
A．
0Ω～10Ω
B．
0Ω～20Ω
C．
5Ω～20Ω
D．
2.5Ω～10Ω
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联．
解析：
由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，
当电流表示数为I1＝0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，
根据欧姆定律可得，电阻R1两端电压：
U1＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2＝U－U1＝4.5V－3V＝1.5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器连入电路的电阻最小：
Rmin＝＝2.5Ω；
当电压表示数最大为U大＝3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时R1两端电压：
U1′＝U－U2max＝4.5V－3V＝1.5V，
电路电流为：
I2＝＝0.3A，
滑动变阻器接入电路的最大电阻：
Rmax＝＝10Ω，
变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω～10Ω．
答案：
D
【测试题】
如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，电阻R1＝4Ω，变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表不被损坏，变阻器接入电路的阻值范围是(
)
A．
3.5Ω～8Ω
B．
0～8Ω
C．
2Ω～3.5Ω
D．
0Ω～3.5Ω
考点：
欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．
解析：
⑴当电流表示数为I1＝0.6A时，
电阻R1两端电压为U1＝I1R1＝0.6A×4Ω＝2.4V，
滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1＝4.5V－2.4V＝2.1V，
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小＝．
⑵当电压表示数最大为U大＝3V时，
R1两端电压为U3＝U－U大＝4.5V－3V＝1.5V，
电路电流为I＝＝0.375A，
滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大＝＝8Ω．
所以变阻器接入电路中的阻值范围是3.5Ω～8Ω．
答案：
A
【例3】
如图所示电路，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω，电源电压为6V，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下(
)
A．
滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～24Ω
B．
电压表的示数变化范围是1.2V～3V
C．
电路中允许通过的最大电流是0.6A
D．
电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联；电路的动态分析．
解析：
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．
⑴根据欧姆定律可得，电压表的示数为3V时，电路中的电流：
I＝＝0.5A，
电流表的量程为0～0.6A，
电路中的最大电流为0.5A，故C不正确；
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
电路中的总电阻：
R＝＝12Ω，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
变阻器接入电路中的最小阻值：
R2＝R－R1＝12Ω－6Ω＝6Ω，即滑动变阻器的阻值变化范围为6Ω～24Ω，故A不正确；
⑵当滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，此时电路中的最小电流：
I′＝＝0.2A，
则电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A，故D正确；
电压表的最小示数：
U1′＝I′R1＝0.2A×6Ω＝1.2V，
则电压表的示数变化范围是1.2V～3V，故B正确．
答案：
BD
【测试题】
如图所示电路，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压为6V．开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下，下列说法中错误的是(
)
A．
电路中通过的最大电流是0.6A
B．
电压表最小示数是1V
C．
滑动变阻器滑片不允许滑到最左端
D．
滑动变阻器滑片移动过程中，电压表先达到最大量程
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；电阻的串联．
解析：
⑴由电路图可知，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，
电源的电压6V大于电压表的最大量程3V，
滑动变阻器的滑片不能移到最左端；
根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：
I＝＝0.6A，故电路中的最大电流不能为0.6A，且两电表中电压表先达到最大量程；
⑵根据串联电路的分压特点可知，滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小，
串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
电路中的最小电流Imin＝＝0.1A，
电压表的最小示数Umin＝IminR1＝0.1A×10Ω＝1V．
答案：
A
【例4】
如图，电源电压U＝30V且保持不变，电阻R1＝40Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，为了电表的安全，R2接入电路的电阻值范围为_____Ω到_____Ω．
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律．
解析：
⑴当电流表示数为I1＝0.6A时，
电阻R1两端电压为U1＝I1R1＝0.6A×40Ω＝24V，
滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1＝30V－24V＝6V，
所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小＝＝10Ω．
⑵当电压表示数最大为U大＝15V时，
R1两端电压为U3＝U－U大＝30V－15V＝15V，
电路电流为I＝＝0.375A，
滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大＝＝40Ω．
所以变阻器接入电路中的阻值范围是10Ω～40Ω．
答案：
10；40．
【测试题】
如图电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R2的阻值变化范围是0～20Ω，两只电流表的量程均为0.6A．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，电流表A1的示数是0.4A．此时电流表A2的示数为______A；R1的阻值______Ω；在保证电流表安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻不得小于_______．
考点：
电流表的使用；并联电路的电流规律；滑动变阻器的使用；欧姆定律；电路的动态分析．
解析：
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，R2中电流I2＝＝0.3A，
则R1中的电流I1＝I－I2＝0.4A－0.3A＝0.1A，R1＝＝60Ω；
当滑片向左移动时，总电阻变大，总电流变小，由于电流表最大可为0.6A，且R1中的电流不变，
则R2中的最大电流I2′＝I′－I1＝0.6A－0.1A＝0.5A，此时滑动变阻器的电阻R2′＝
＝12Ω．
答案：
0.3；60；12Ω．
模块二
电路动态分析之范围计算
例题精讲
【例5】
在如图所示的电路中，设电源电压不变，灯L电阻不变．闭合开关S，在变阻器滑片P移动过程中，电流表的最小示数为0.2A，电压表V的最大示数为4V，电压表V1的最大示数ULmax与最小示数ULmin之比为3：2．则根据以上条件能求出的物理量有(
)
A．
只有电源电压和L的阻值
B．
只有L的阻值和滑动变阻器的最大阻值
C．
只有滑动变阻器的最大阻值
D．
电源电压、L的阻值和滑动变阻器的最大阻值
考点：
欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．
解析：
由电路图可知，电灯L与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表V测滑动变阻器两端的电压，电压表V1测小灯泡L两端的电压．
⑴当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小I＝0.2A；
此时电压表V的最大U2＝4V，电压表V1的示数最小为ULmin；
滑动变阻器最大阻值：R＝＝20Ω，
灯泡L两端电压：ULmin＝IRL，
电源电压：U＝I(R2＋RL)＝0.2A×(20Ω＋RL)＝4＋0.2RL．
⑵当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路中的电流最大为I′，
此时灯泡L两端的电压ULmax最大，等于电源电压，
则ULmax＝I′RL．
①电压表V1的最大示数与最小示数之比为3：2；
，
I′＝I＝×0.2A＝0.3A，
电源电压U＝I′RL＝0.3RL，
②电源两端电压不变，灯L的电阻不随温度变化，
4＋0.2RL＝0.3RL，
解得：灯泡电阻RL＝40Ω，电源电压U＝12V，
因此可以求出电源电压、灯泡电阻、滑动变阻器的最大阻值．
答案：
D
【测试题】
在如图所示电路中，已知电源电压6V且不变，R1＝10Ω，R2最大阻值为20Ω，那么闭合开关，移动滑动变阻器，电压表的示数变化范围是(
)
A．
0～6V
B．
2V～6V
C．
0～2V
D．
3V～6V
考点：
电路的动态分析．
解析：
当滑片滑到左端时，滑动变阻器短路，此时电压表测量电源电压，示数为6V；
当滑片滑到右端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，
最小电流为：I最小＝＝0.2A；
此时电压表示数最小，U最小＝I最小R1＝0.2A×10Ω＝2V；
因此电压表示数范围为2V～6V．
答案：
B
【例6】
如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R1、R2为定值电阻，且R1＞R2，E为电压恒定的电源，当滑动变阻器的滑片滑动时，通过R、R1、R2的电流将发生变化，电流变化值分别为I、I1、I2表示，则(
)
A．
当滑动片向右滑动时，有I1＜I＜I2
B．
当滑动片向左滑动时，有I＜I1＜I2
C．
无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＝I1＝I2
D．
无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＞I2＞I1
考点：
欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．
解析：
由电路图可知，R与R2并联后与R1串联，且R1＞R2，
设R1＝2Ω，R2＝1Ω，U＝1V，
电路中的总电阻R总＝R1＋，
电路中的电流I1＝，
并联部分得的电压U并＝I1×R并＝，
因R与R2并联，
所以I＝，
I2＝；
当滑动变阻器接入电路的电阻变为R′时
I1＝|I1－I1′|＝，
I＝|I－I′|＝，
I2＝|I2－I2′|＝；
所以无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＞I2＞I1．
答案：
D
【测试题】
如图所示的电路图，R1大于R2，闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P从b向a滑动的过程中，滑动变阻器电流的变化量______R2电流的变化量；通过R1电流的变化量______R2电流的变化量．(填“＜”“＞”“＝”)
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律．
解析：
由电路图可知，滑动变阻器与R2并联后与R1串联，
串联电路中总电压等于各分电压之和，且并联电路中各支路两端的电压相等，
R1两端电压变化与并联部分电压的变化量相等，
I＝，且R1大于R2，
通过R1的电流变化量小于通过R2的电流变化量；
由欧姆定律可知，通过R1的电流减小，通过滑动变阻器的电流变小，通过R2的电流变大，
总电流减小时，R2支路的电流变大，则滑动变阻器支路的减小量大于总电流减小量，
即滑动变阻器电流的变化量大于R2电流的变化量．
答案：
＞；＜．
【例7】
在图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0、R2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表．闭合开关，调节滑动变阻器，电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化．两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示．根据图象的信息可知：_____(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线，电源电压为_______V，电阻R0的阻值为______Ω．
考点：
欧姆定律的应用．
解析：
由电路图可知，滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中，电压表V1测量R1和R2两端的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流．
⑴当滑片P向左移动时，滑动变阻器R1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，R0两端的电压变大，R2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R1和R2两端的总电压变小，据此判断：图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线，下半部分a为电压表V2示数变化图线；
⑵由图象可知：当R1和R2两端的电压为10V时，R2两端的电压为1V，电路中的电流为1A，
串联电路的总电压等于各分电压之和，
电源的电压U＝U1＋U0＝10V＋IR0＝10V＋1A×R0
－－－－－－－－－①
当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，两电压表都测量电阻R1两端的电压，示数都为4V，电路中的电流最大为4A，
电源的电压U＝U2′＋U0′＝4V＋4A×R0
－－－－－－－－－－－－－－－②
由①②得：10V＋1A×R0＝4V＋4A×R0
解得：R0＝2Ω；
电源电压为：U＝U1＋U0＝10V＋IR0＝10V＋1A×2Ω＝12V．
答案：
b；12；2．
【测试题】
如图所示的电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图所示．根据图线的信息可知：________(甲/乙)是电压表V2示数变化的图象，电源电压为_______V，电阻R1的阻值为_______Ω．
考点：
欧姆定律的应用；电压表的使用；滑动变阻器的使用．
解析：
图示电路为串联电路，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压；
当滑动变阻器的阻值为0时，电压表V2示数为0，此时电压表V1的示数等于电源电压，因此与横坐标相交的图象是电压表V2示数变化的图象，即乙图；此时电压表V1的示数等于6V，通过电路中的电流为0.6A，故电源电压为6V，．
答案：
乙，6，10．
模块三
滑动变阻器的部分串联、部分并联问题
【例8】
如图所示的电路中，AB间电压为10伏，R0＝100欧，滑动变阻器R的最大阻值也为100欧，当E、F两点间断开时，C、D间的电压变化范围是________；当E、F两点间接通时，C、D间的电压变化范围是________．
考点：
欧姆定律的应用；电阻的串联．
解析：
⑴当E、F两点间断开，滑片位于最上端时为R0的简单电路，此时CD间的电压最大，
并联电路中各支路两端的电压相等，
电压表的最大示数为10V，
滑片位于下端时，R与R0串联，CD间的电压最小，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I＝＝0.05A，
CD间的最小电压：
UCD＝IR0＝0.05A×100Ω＝5V，
则C、D间的电压变化范围是5V～10V；
⑵当E、F两点间接通时，滑片位于最上端时R0与R并联，此时CD间的电压最大为10V，
滑片位于下端时，R0被短路，示数最小为0，
则CD间电压的变化范围为0V～10V．
答案：
5V～10V；0V～10V．
【测试题】
如图中，AB间的电压为30V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，则UCD的变化范围是(
)
A．
0～10V
B．
0～20V
C．
10～20V
D．
20～30V
考点：
串联电路和并联电路．
解析：
当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时，UCD最大，最大值为Umax＝
＝20V；当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时，UCD最小，最小值为Umin
＝，所以UCD的变化范围是10～20V．
答案：
C
【例9】
如图所示，电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，总阻值为R，当在电路两端加上恒定电压U，移动R的滑片，可以改变电流表的读数范围为多少？
考点：
伏安法测电阻．
解析：
设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为Rx．电路连接为R0与Rx并联，再与滑动变阻器右边部分的电阻R－Rx串联，
干路中的电流：I＝
，
电流表示数：I′＝＝
，
由上式可知：当Rx＝时，I最小为：Imin＝；当Rx＝R或Rx＝0时，I有最大值，Imax＝；
即电流表示数变化范围为：～；
答案：
～
【测试题】
如图所示的电路通常称为分压电路，当ab间的电压为U时，R0两端可以获得的电压范围是___－___；滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时，ab间的电阻值将______该滑动变阻器的最大阻值．(填“大于”“小于”“等于”)
考点：
弹性碰撞和非弹性碰撞．
解析：
根据串联电路分压特点可知，当变阻器滑片滑到最下端时，R0被短路，获得的电压最小，为0；当变阻器滑片滑到最上端时，获得的电压最大，为U，所以R0两端可以获得的电压范围是0～U．
由于并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻．所以滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时，ab间的电阻值将小于该滑动变阻器的最大阻值．
电流和电路范文第5篇
关键词:物理教学;电路分析;教学探究
中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2009)12-0182-01
电学是初中学生物理学习过程中的一个难点,难在不会分析电路,对动态电路的分析则感到更难。所谓动态电路,就是电路中电键的闭合和断开及滑动变阻器滑片移动如何影响相关电路中电阻、电压、电流、电功率变化。解这一类题目要求学生具备一定的识别电路的能力,运用串、并联电路的特点和欧姆定律、电功率计算公式等分析电路中电阻、电压、电流电功率变化的能力,判断电键的闭合和断开及滑动变阻器滑片移动如何影响相关电路中电阻、电压、电流电功率和变化的能力。
为了提高学生对电路动态分析的能力,准确判断电路中电流表、电压表、电路中用电器电功率的变化,我引导学生总结了串、并联电路电流、电压、电阻特点,告诉学生电流表电阻很小(可以忽略不计),电压表电阻很大(通过的电流几乎为零),总结滑动变阻器在电路中的使用方法,提出电路动态分析的一般步骤,进行专题训练,收到了良好的效果。下面就电路动态分析步骤总结如下,以便和同行交流。
电路动态分析步骤:
1.简化电路,明确电路连接方式。简化电路要求把电路中的电流表换为导线,电压表直接去掉,闭合的的开关用导线连通,并有意识的观察有无被短路的用电器,被短路的用电器因无电流通过应擦去,断开的开关擦除,电流不经过的用电器也要擦去;
2.分析电路中滑动变阻器是哪一部分接入电路;
3.分析电路中电流表测量什么地方的电流,电压表测量哪一个或哪几个用电器的电压;
4.分析电路中滑动变阻器滑片移动时滑动变阻器电阻怎样变化,以及电路中电阻如何变化,并进一步分析电路中电流表和电压表示数如何变化。
举例分析说明:
例1.如图1,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。
分析:首先确定电路的类型,此电路属于串联电路呢还是并联电路。把电路简化为图2,从而容易看到电路为串联电路,滑动变阻器左半部分接入电路。电流表测量串联电路中电流,电压表测量电路的总电压,故电压表示数不变,当滑片左移时滑动变阻器R2电阻减小,从而由I=U/(R1+R2)可知电流表示数变大。
例2.在图3中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当电键K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
分析:把电路简化为图4,并进一步转化为图5,这样就可以看到电路为并联电路;然后对照图3可看出电压表测总电压,故电压表示数不变;电流表测量L1中电流,电键K断开时,L1所在支路断开,电流表示数为零,故电流表示数减小。
例3.在如图6所示的电路图中,当电键K闭合时 ( )
A.整个电路发生短路。B.电流表示数变小。
C.电流表示数不变化。D.电流表示数变大。
电流和电路范文第6篇
教学目标
1、了解电路中的电流形成原因是电荷（定向）移动。
2、从常用电器的电流值感知电流的单位“安”。
3、了解电流大小与用电器的工作状态的关系。
4、学会把电流表连入电路侧电流。
5、学会电流表使用不同量程时的读数。
重点难点分析
重点：电流的概念；电流的单位；学会使用电流表测电流的方法。
难点：正确使用安培计测电流并可熟练测串、并联电路电流。
教学过程
【实验引入】连接图4－15的实验图，你只要一按开关，灯立即会亮，这是为什么?
－－原来，电路接通后形成的电流把能量从电源输送到了用电器(电灯)上。
电流的方向如何呢？－－从电源的正极流向电源的负极
【讲述】在没有发现电子以前，科学家曾经认为电流是正电荷从电源的正极经导线流向负极的。现在，人们已经知道金属导体中的电流是由带负电的电子的移动产生的，它们是从电源的负极经导线流向正极，电子的移动方向与电流的方向正好相反。
一、电流的形成与方向
电路中的电流形成原因是电荷定向移动。在金属导体中，是电子发生定向移动形成了电流，电流的方向与电子运动的方向相反。
在电路中电流从电源的正极流向电源的负极
二、电流的大小、单位
电流我们看不见、摸不着，但是我们可以从水流的情境想象电流的情境。当你打开两个自来水龙头，一般会看到两管中水流的强弱是不相的，在相同的时间里，哪个水龙头从管口流的水量多，就说这个水流强。
【实验】使用同一只灯泡来做两次亮度不同的演示，分别用一节和两节干电池作为电源。－－由此我们可以想象到导体中通过的电流强弱也会不相同。灯泡越亮，通过的电流越大。
因此需要一个描述电流强度的物理量——电流强度，简称电流，用字母I表示，它的单位是安培，简称安，符号为A；更小的单位为毫安和微安，符号分别为mA和µA。
换算关系：1A＝103mA，1mA＝103µA
【练习】3安=______毫安=_______微安；
15毫安=______微安=______安；
400微安=______毫安=______安。
【识表】了解常见用电器工作时的电流值
如：普通家用白炽灯约0.1A~0.3A；晶体管收音机约0.01A~0.1A；晶体管电视机约0.1A~0.3A；普通家用空调机约4A~8A。
三、电流的测量
【引入】不同的电路和用电器中的电流的大小是不同的，怎样测量电流呢？－－使用电流表
【实验】图4－16
－－实验中，灯的亮度随着电池的增多而增加，电流也随之增大。但是，根据灯的亮度并不能确定流过灯的电流的具体数值。我们用电流表来测量电流的大小。
1、电流表的符号：－A－
2、使用电流表时都有哪些要求？
1）．接入电路前
(1)一定要检查指针是否对准零刻度线，如果指针在零刻度线偏右处，使用后测量出的数据会比真实值偏大。因此，若发现指针设有指零刻度，一定要进行调整后再使用。
(2)正确选择量程。每个电流表都有一定的测量范围——量程，被测电流超过量程时，电流表会损坏。实验室里使用的电流表通常有两个量程，0~0.6A和0~3A。当使用0~0.6A量程时，每大格表示0.2A，每小格表示0.02A。当使用0~3A量程时，每大格表示1A，每小格表示0.1A。
估测待测电路的电流强度。若小于0.6安培，选0——0.6安培量程。若在0.6安培——3安培之间，选0——3安培量程。在不能预先估计被电流大小的情况下，可先拿电路的一个线头迅速试触电流表较大量程的一个接线柱，如指针偏转很小，则可换较小的量程；如指针偏转较大且在量程之内，则可接较大的量程；如指针迅速偏转且超过量程，则所用的电流表不能测量。
2）．联入电路时
(1)必须把电流表串联在待测电路中。
(2)必须使电流从“+”接线柱流入电流表，从“－”接线柱流出电流表。(3绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。
3）．联入电路后：电路接完后，在正式接通电源前必须先试触，同时观看电流表的指针偏转情况：
(1)指针不偏转：可能电路有断开的地方。
(2)指针偏转过激，超过满刻度又被弹回，说明量程选小了。
(3)指针偏转很小，说明量程选大了。
(4)指针反向偏转，接线柱接反了。
应根据情况给予改正后，才能正式接通电源。
4）．读数
读数时应“先看量程，再看中点，然后读数”。如图1所示的电流表，选用0~0.6A量程，指针相邻两个标度值分别为0和0.2A，其中点值为0.1A，指针所指的值是0.1A过两小格，每小格为0.02A，电流表示数为0.14A。这种方法为“中点助读”，可有效地防止读错数据。
【学生分组实验】用电流表测电流
四、对串、并联电路中电流关系的理解
1)串联电路各处的电流强度相等：在串联的电路中，不论电流表连入电路的位置如何，测量的结果都是一样的。因此，串联电路各处的电流强度相等。
2)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
电流和电路范文第7篇
【关键词】MOSFET；大电压大电流；逆变器；并联均流
【中图分类号】TN91 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0129-01
基于逆变技术的逆变器是一种高效节能装置，最典型的应用是利用逆变器的电动机调速节能，而现在应用到伺服系统中的逆变器主要是由GTR、MOSFET、IGBT及IPM组成，考虑到本文设计的低电压大电流逆变器是应用在低压范围，因此选择用MOSFET作为伺服驱动器的功率器件。
1、低电压大电流逆变器的关键技术
（1）逆变器的主回路，采用导通压降小的功率管来搭建系统各桥臂，如果采用导通压降大的功率管来搭建系统各桥臂，将使逆变器输出电压等级变低。
（2）逆变器系统的控制方法，现有逆变器系统大多采用恒压频比控制或采用电流直接控制方法，这些系统主要有直流母线电压利用率低，逆变器输出电压谐波含量大等缺点。而低压大电流逆变器采用矢量控制策略，可以很好控制电机运行，电压利用率高，逆变器调速平稳，矢量控制能够更好的控制电流大小，从而避免逆变器过流现象。矢量控制策略将被广泛应用于低压大电流逆变器中。
2、低电压大电流逆变器系统的整体结构
系统整体结构图如图1所示，系统由主电路、驱动电路、控制电路、电流检测、电压检测、速度采样、DC/DC电源模块、键盘显示、蓄电池组成。主电路为主回路电路和缓冲电路，驱动电路由IR2214驱动芯片加推拉式电路组成，由集成运放放大器构成的电流和电压检测电路。控制电路以TMS320F28335和CPLD为核心实现逆变器系统的控制功能。系统采用48V蓄电池供电。
3、低电压大电流逆变器的软硬件设计
3.1 逆变器主电路的设计
（1）逆变器主回路的设计
逆变器主回路由功率器件MOSFET并联组成，在Up、Un、Vp、Vn、Wp、Wn六路信号的驱动下，输出交流电流或电压。本文要求设计的逆变器额定输出电流达到270A，最大输出电流500A。本文选用IR公司的大功率MOSFET管搭建逆变器的各桥臂，单管最大电流可达180A。为了满足课题对逆变器输出电流的指标要求，采用并联MOSFET的方式构造逆变器的各桥臂，逆变器每一桥臂由四路MOSFET并联实现。由于电流大的原因，逆变器主回路发热量大，所以主回路应具有很好的散热陛，因主回路中存在寄生电容或电感，采用缓冲电路来减小寄生电容电感。
（2）缓冲电路的设计
由于本文设计的低电压大电流逆变器，考虑到MOSFET管在开关过程中有电压或电流的突变，将引起器件上电压或电流的尖峰，严重情况下可导致功率管因过流或过压损坏，通常采用缓冲吸收电路抑制开关过程的突变；由于缓冲电路中缓冲电容、缓冲电阻选择不当也会引起功率管损坏，缓冲电路各参数的优化选取是非常必要的。器件开关时，只要尖峰电压或电流不超过功率管的工作范围就能够安全工作。相对于电流过载而言，MOSFET管的电压过载能力较低，缓冲电路主要是抑制器件的电压突变。经分析MOSFET管在导通过程中，不会引起过流和过压，而在关断过程中，由于电路中存在寄生电感，会使器件产生很高的尖峰电压，导致击穿MOSFET管。RCD缓冲电路如图2所示。Ds为缓冲二级管、Rs为缓冲电路中放电电阻、cs为电容。
（3）改善MOSFET并联均流的方法
改善MOSFET并联均流的方法主要有以下几种：①器件参数的选择。影响MOSFET均流的参数为：跨导Gm、阈值电压VGs（th）、输入电容Cm和通态电阻Rds（on）。在选择并联元件时，尽量选取上述参数一致的元件并联。②电路布局和热耦合。电路布局的对称，加强各并联器件之间热耦合，将并联器件放置在同一块散热装置上。③寄生振荡。防止引线电感和输入电容之间产生高频振荡，主回路上加缓冲电路。
3.2 驱动电路的设计
IR2214是半桥式栅极驱动Ic，具有完整的软停机电机驱动保护，能够探测欠饱和状态或电源欠压，并向控制器发送故障信息，软关断电流关闭避免了功率节点过高或过低，保护开关器件免遭损伤，还有专用引脚来设置开通、关断和软关闭开关时间，可以对MOSFET起到很好的保护功能，具有较高的栅极驱动能力（输出电流2A，吸收电流3A）。但是其输出电流为2A驱动能力不够，不能驱动4个MOSFET并联，要进行功率扩展，所以在输出极接由三极管组成的推挽电路，其输出电流可达6A。
3.3 驱动电路的设计
3.3.1 DSP及其电路
（1）TMS320F28335 DSP处理器主要负责控制策略的执行，同时还实现了电流采样、电压检测、欠压保护、过压保护、过流保护、过热保护以及对RS232、CAN总线及JTAG等接口的通信功能。
（2）电源电路。TPS767D301为电源稳压芯片，输入电压5V，输出双路电压，分别为DSP提供1.9V和3.3V电压，1.9V用于DSP核心电压，3.3V用于DSP的I/O端口电压。5V电压由DC/DC隔离电源模块提供。
（3）JTAG仿真口电路。JTAG端口可以对TMS320F28335进行仿真分析、DSP芯片的调试工作、通过PC机将应用程序下载控制板。
3.3.2 检测电路及输入输出电路
（1）速度采样电路。电机自带增量式光电编码器，能够输出一个两相相位差是90°的正交编码脉冲。两相脉冲输出接速度采样电路，后接DSP的正交编码脉冲电路，分别用来检测牵引电机和提升电机的光电编码盘产生的正交编码脉冲，可以对正交编码脉冲进行解码和计数，测出电机的正反转；通过对脉冲序列计数，利用所得的计数值，计算得到电机的角位移和速度。
（2）温度检测电路。采用贴片式的温度传感器，直接检测功率板上的温度。
（3）开关量输入电路。输入开关动作通过开关输入电路给CPLD开关信号，共有4路开关输入信号。
（4）主线圈驱动接触器输出。驱动接触器输出电路采用OC门电路。
电流和电路范文第8篇
引言
为了减少谐波对交流电网的污染，国内外都制订了限制电流谐波的有关标准，因此，功率因数校正（PFC）技术已成为电力电子领域中的研究热点。随着电力质量标准的日益严格，PFC变换器被越来越多地应用于开关电源、变频调速器和荧光灯交流电子镇流器中。近几年来，随着相关技术和各种控制策略的发展，PFC技术已得到大量研究。PFC电路根据工作方式可分为两大类，即无源PFC电路和有源PFC电路。有源PFC电路根据变换级数可以分为单级PFC电路和多级PFC电路。近年来，单级PFC电路得到广泛的关注，对它的研究也越来越热了，但是，在工业上它还没有得到广泛应用。
通常，通过以下几个方面来判断一个功率因数校正拓扑的优劣：
--功率因数的高低；
--输入电流波形畸变的大小；
--效率和功率密度的高低；
--开关管应力的大小。
单级功率因数校正将PFC级和DC/DC级组合在一起，同时实现对输入电流的整形和对输出电压的调节，但与两级方案相比，它只调节输出电压，保证输出电压的稳定，而对输入电流没有进行调节，让输入电流自动跟踪输入电压，因此，单级PFC电路的效果比较差。本文根据现在国际上的电流谐波标准，对单级PFC电路在工业上能否被广泛应用进行了分析。
1 单级PFC电路的分析
图1是单级PFC的通用结构。不像两级PFC，单级PFC中使PFC级和DC/DC级共用一个开关，同时实现输入电流波形的整形和输出电压的快速调节，输入输出的隔离。由于控制电路只负责调节输出电压，在稳态时占空比（D）几乎是个恒定值，所以，单级PFC要求输入电流能够自动跟随输入电压，图2为单级PFC的输入电压、电流波形和占空比波形。
1.1 储能电容的比较
在单级PFC中，由于DC/DC级工作在CCM，占空比不随负载变化。当负载变轻时，输出功率减少，PFC级输入功率Pin却没有这么快的变化。这样，充入储能电容的能量大于从储能电容抽走的能量，导致储能电容电压上升，如果输入具有较少的阻抗，VB会急剧上升以维持输入功率和输出功率的平衡。另外,单级PFC电路储能电容上的电压变化范围比较大，在输入电压低的时候，储能电容上的电压比较低；在输入电压高的时候，储能电容上的电压比较高，因此，对于相同的输出功率等级来说，单级PFC电路中所需的储能电容比两级PFC电路要大很多，储能电容上的电压应力也要大很多。从图3中可以发现VB由输入功率控制，而不受输入电压和输出负载的控制。
1.2 半导体器件的比较
在两级PFC变换器中，PFC开关管承受PFC级的电流，DC/DC变换器的开关管承受DC/DC级的电流。而在单级PFC变换器中只使用了一个开关管，它要承受PFC级和DC/DC级的电流，这样，单级PFC变换器中开关管要承受更高的电流应力。通过开关管的电流的大小决定了管子的损耗和尺寸。图4给出了两级PFC变换器和单级PFC变换器中电流大小的比较。另外，与两级PFC电路相比，单级PFC电路中储能电容上的电压比较高，因此，单级PFC电路中管子上的电压应力也比较高。
1.3 磁芯元件的比较
在两级PFC电路中的输入电感主要是由输入电流最大纹波和PFC级的占空比来决定的，而在单级PFC电路中主变压器不仅是PFC电路的输入电感，而且还用来储存能量，因此，在相同的输出功率下，单级PFC电路中的磁芯元件要承受更大的应力。
考虑到单级PFC电路中元器件的应力等问题，它的最大输出功率就会受到限制。一般说来，单级PFC电路的最大输出功率在100W左右。
2 单级PFC电路实用性的分析
图5给出了功率电子装置的4种分类等级：A，B，C，和D。对于这4种不同的等级，分别有相应的各次谐波限制。现在对输入电流谐波的要求越来越严格，IEC标准规定，输出功率在75～600W的电子装置都要满足ClassD，对于这类设备不仅在满载时要满足ClassD，而且在输入功率=75W时也要满足ClassD；而对于照明装置的要求更加严格，要求它满足ClassC。
随着人们对电力质量的关注越来越强，相关标准对电网输入电流的谐波要求也越来越高了。以前规定，如果输入电流波形的95％以上在图6所示的方框内，那么这个输入电流必须满足ClassD；如果输入电流波形不足95％以上在图6所示的方框内时，只要满足ClassA。而ClassA的要求比ClassD要低很多。因此，很多公司为了降低设计成本故意恶化输入电流波形，让其输入电流波形不超过95％的部分在这个方框内，这样只要满足ClassA就可以了，但是，这样的波形对电网的污染增加了。因此，为了减少对电网的污染，现在对输入电流谐波要求的标准越来越高了，没有图6所示的方框了，对于75W<输出功率<600W的电子装置必须满足ClassD。这样，输入电流波形比较差的产品就很难通过谐波标准。
就单级PFC电路而言，它的输入电流波形和电路的效率成反比。这是因为单级PFC中的输入电流波形与电压、电流应力成正比。如果要求输入电流波形比较好，那么就要选用应力高的管子，应力高的管子损耗比较大，电路的效率就降低了。而实际的产品不仅要求输入电流能否满足谐波标准，而且还要考虑电路的效率，因此，就目前单级PFC电路而言，它很难在工业上得到广泛的应用。