第七章 電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)

第七章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)第1頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-1二端口網(wǎng)絡(luò)化學(xué)工業(yè)出版社第2頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-1二端口網(wǎng)絡(luò)一、二端口網(wǎng)絡(luò)具有四個端鈕的網(wǎng)絡(luò)稱四端網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示。M1111/1/1/2/2/2/222L1L1L2L2Z2Z1Z3（a）（b）（c）二端口網(wǎng)絡(luò)在四端網(wǎng)絡(luò)中端口由兩個端鈕組成，當從一個端鈕流入該網(wǎng)絡(luò)的電流等于從另一個端鈕流出該網(wǎng)絡(luò)的電流時，該兩個端鈕稱一個端口。上圖（a）中，如果流入端鈕1的電流等于流出端鈕1/的電流，1-1/稱一個端口。圖中四端網(wǎng)絡(luò)共有兩個端口，稱二端口網(wǎng)絡(luò)。C第3頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-1二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)中與電源聯(lián)接的端口稱輸入端口，與負載聯(lián)接的端口稱輸出端口。二、二端口網(wǎng)絡(luò)分類二端口網(wǎng)絡(luò)按其內(nèi)部電路是否含有電源，分為含源二端口網(wǎng)絡(luò)和無源二端口網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示。111/1/222/2/CZ1Z1Z2Z2Z3+-Us(a)含源二端口網(wǎng)絡(luò)+(b)含源二端口網(wǎng)絡(luò)含源及無源二端口網(wǎng)絡(luò)第4頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-1二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)按其內(nèi)部電路是否含有非線性元件，分為非線性二端口網(wǎng)絡(luò)和線性二端口網(wǎng)絡(luò)。如下圖111/1/222/2/CRRVD（b）線性二端口網(wǎng)絡(luò)（a）非線性二端口網(wǎng)絡(luò)非線性及線性二端口網(wǎng)絡(luò)第5頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-2變壓器第6頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-2變壓器TrN1i10u1AXN2|ZL|u20Saxx由硅鋼片疊壓制成的變壓器鐵心磁路變壓器一次側(cè)繞組（原邊）變壓器二次側(cè)繞組（副邊）變壓器圖形符號

變壓器是一種能變換電壓、變換電流、變換阻抗的“靜止”電氣設(shè)備。變壓器在傳遞電能的過程中頻率不變。一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)第7頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月低壓套管分接開關(guān)油箱鐵芯繞組放油閥門

變壓器主要由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成。鐵芯是它的磁路部分，繞組是它的電路部分。訊號式溫度計吸濕計儲油柜安全氣道油表氣體繼電器高壓套管7-2變壓器第8頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月二、變壓器的工作原理（1）變壓器的空載運行與變換電壓作用ΦN1i10u1AXN2|ZL|u20Saxx

變壓器的一次側(cè)接電源，二次側(cè)開路，這種運行狀態(tài)稱為空載。

變壓器空載時原邊電流

i10很小，在鐵心磁路中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的磁通φ，當φ穿過兩線圈時，分別感應(yīng)電壓：7-2變壓器

第9頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為：變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為：其中k稱為變壓器的變比。顯然：變壓器通過改變原、副邊的匝數(shù)即可變換電壓。7-2變壓器

第10頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）變壓器的負載運行與變換電流作用

變壓器的一次側(cè)接電源，二次側(cè)與負載接通，這種運行狀態(tài)稱為負載運行。

變壓器負載運行時由于副邊電流存在的去磁作用，因此原邊電流由

i10增大至i1。原邊磁動勢增加的數(shù)值恰好等于二次側(cè)負載所需要的磁動勢。即：ΦN1i1u1AXN2|ZL|u2Saxi27-2變壓器

第11頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）變壓器的負載運行與變換電流作用變壓器在能量傳遞的過程中損耗甚小，因此：因此：

其中1/k稱為變壓器的變流比。顯然：變壓器在改變電壓的同時也改變了電流，即變壓器還可以變換電流。7-2變壓器

第12頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）變壓器的變換阻抗作用變壓器的副邊所接負載為|ZL|，原邊輸入阻抗為Z1時，有：把變壓比和變流比公式代入可得：ΦN1i1u1AXN2|ZL|u2Saxi27-2變壓器

第13頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月已知某收音機輸出變壓器的原邊匝數(shù)為600,副邊匝數(shù)為30,原邊原接有16Ω的揚聲器，現(xiàn)要改接成4Ω揚聲器，求N2應(yīng)改為多少？變壓器的阻抗變換作用常用于電子電路中。例如：7-2變壓器

第14頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器的外特性就是描述輸出電壓u2隨負載電流i2變化的關(guān)系，即：

u2＝f（i2）兩者之間的對應(yīng)關(guān)系可用左圖所示曲線進行描述。u2U2Ni2I2N0cos(-φ2)=0.8超前cosφ2=1cosφ2=0.8滯后2．電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率反映了變壓器運行時輸出電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的主要性能指標之一。

7-2變壓器

第15頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月4．變壓器的損耗和效率（1）損耗鐵損耗包括磁滯損耗和渦流損耗。（2）效率7-2變壓器

第16頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月*三、電力變壓器的型號S7-500/10低損耗系列產(chǎn)品額定容量（KVA）高壓繞組額定電壓（KV）變壓器的額定值額定容量：三相變壓器的總?cè)萘?/p>

SN=3I2NU2N額定電壓：原、副邊額定值均指線電壓數(shù)值。額定電流：I1N、I2N均指原、副邊線電流值。7-2變壓器第17頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

*四、三相變壓器的并聯(lián)運行ACBacbNACBacbNⅠACBacbNⅡ兩臺變壓器并聯(lián)運行將兩臺或兩臺以上變壓器的原、副繞組分別并聯(lián)到原邊和副邊的公共母線上，共同向負載供電的方式，稱為變壓器的并聯(lián)運行。7-2變壓器第19頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月為了安全可靠地并聯(lián)運行，變壓器組必須滿足下列三個條件：1.并聯(lián)運行的變壓器，其連接組別標號必須相同；2.并聯(lián)運行的變壓器，其變比應(yīng)當相等；3.并聯(lián)運行的變壓器，其短路電壓應(yīng)當相等。其中第1條必須嚴格遵守！

三相變壓器的并聯(lián)運行7-2變壓器第20頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月*五、變壓器同名端判別··axAXAX是變壓器的原邊繞組ax是變壓器的副邊繞組Aa是變壓器一對同名端由同一電流感應(yīng)的電動勢，極性始終保持一致的端子為同名端。

電流同時由同名端流入（或流出）時，它們所產(chǎn)生的磁場相互增強，反之相互削弱。判別方法：7-2變壓器第21頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月用實驗的方法測試同極性端S閉合時：毫伏表指示正值，則1和3是同極性端，若指針反偏，則1和4是同極性端。S打開時指針偏轉(zhuǎn)情況相反。先將兩線圈的一對端子相聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)連接。U13=U12－U34時，1和3是同極性端；U13=U12＋U34時，1和4是同極性端。34V＋－12S＋US－～34V＋－uS12V＋－7-2變壓器第22頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-3幾種常用變壓器第23頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗室中單相和三相調(diào)壓器的實物圖7-3幾種常用變壓器1.自耦變壓器第24頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：副繞組是原繞組的一部分，原、副壓繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。u1u2自耦變壓器的工作原理和普通雙繞組變壓器一樣，因此變比相同自耦變壓器也稱為自耦調(diào)壓器，它的最大特點就是可以通過轉(zhuǎn)動手柄來獲得原、副邊所需要的各種電壓。u1u2～自耦變壓器的電路圖符號7-3幾種常用變壓器第25頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓互感器7-3幾種常用變壓器2.電壓互感器第26頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

電壓互感器的原繞組匝數(shù)很多，并聯(lián)于待測電路兩端；副繞組匝數(shù)較少，與電壓表及電度表、功率表、繼電器的電壓線圈并聯(lián)。用于將高電壓變換成低電壓。使用時副繞組不允許短路。L1L2··N1N2V電壓互感器使用時，二次側(cè)并聯(lián)阻抗不得太小，否則影響測量精度。電壓互感器二次側(cè)表頭額定值為標準值100V。7-3幾種常用變壓器第27頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電流互感器7-3幾種常用變壓器電流互感器第28頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月電流互感器原繞組線徑較粗，匝數(shù)很少，與被測電路負載串聯(lián)；副繞組線徑較細，匝數(shù)很多，與電流表及功率表、電度表、繼電器的電流線圈串聯(lián)。用于將大電流變換為小電流。使用時副繞組電路不允許開路。A·N2·N1電流互感器二次側(cè)所接儀表的阻抗不得大于規(guī)定值！電流互感器二次側(cè)表頭額定值為標準值5A（或1A）。7-3幾種常用變壓器第29頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月自耦變壓器為什么不能用作安全變壓器使用？因為自耦變壓器的原、副邊存在電的聯(lián)系，高壓側(cè)如果出現(xiàn)故障，必然波及到低壓側(cè)，低壓側(cè)直接與設(shè)備相連，因此是不安全的，故自耦變壓器不能當作安全變壓器使用。何謂變壓器繞組的同名端？如何判斷同極性端？

由同一電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的極性始終保持一致的端子稱為同名端。判斷同名端可以用實驗的方法，包括直流法和交流法。國家規(guī)定的電力變壓器的標準連接組別有哪5種？

國家規(guī)定的電力變壓器的標準連接組別有：

Y，yn0；YN，y0；Y，y0；Y，d11；YN，d11五種

。思考題第30頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)第31頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)電能和熱能是能量的不同形式，它們之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。如熱力發(fā)電廠是將熱能轉(zhuǎn)換為電能，而電加熱裝置是將電能轉(zhuǎn)換為熱能。電能轉(zhuǎn)換為熱能的方式主要有電阻加熱、電弧加熱、感應(yīng)加熱和介質(zhì)加熱四種類型。一、電阻加熱

1.直接電熱法直接電熱法是使電流通過被加熱物體本身，利用被加熱物體本身的電阻發(fā)熱而達到加熱目的。如在家用電器中，利用水本身的電阻加熱水的熱水器等。凡是利用直接電加熱法加熱的物體，其本身必須具有一定的電阻值，其電阻值太小或太大都不適合采用直接電熱法。第32頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)2.間接電熱法再間接電熱法中,電流通過的回路并不是所要加熱的物體,而是另一種專門材料制成的電熱元件。選取電熱元件取決于加熱溫度與周圍的情況，可使用鎳鉻絲、鹽浴、石墨、鎢絲等，下表中為各種電熱元件及其溫度范圍。按使用溫度電熱元件的分類使用溫度/℃種類使用溫度/℃種類150~550約900約1200約1100800~950550~10001000~13501400~18001600~2500220028003000鋼退火用鹽溶劑（硝酸鹽類等）2號鎳鉻絲滲碳鹽溶劑（氰化物或它與碳的混合物）鋼淬火用鹽溶劑（氰化物、碳酸鹽類等）1號鎳鉻絲，2號鐵鉻絲

1號鐵鉻絲高速鋼淬火用鹽溶劑（以BaCl2）石墨棒人造石墨鉬絲（在真空中或還原氣氛中）鎢絲（在真空中或還原氣氛中）人造石莫（在真空中或還原氣氛中）第33頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)如圖所示的電砂鍋就是一種間接電熱法電阻加熱裝置。它的鍋體是用陶瓷做成電熱鍋，其材質(zhì)和外形與普通砂鍋相似，鍋底裝有發(fā)熱板，發(fā)熱板結(jié)構(gòu)是采用金屬管狀電熱元件的鑄鋁板。發(fā)熱板與底座之間裝有可調(diào)的熱雙金屬控溫器或電子控溫器。電砂鍋二、電弧加熱電弧加熱是利用電極與電極之間或電極與工件之間放電促使空氣電離形成的電弧產(chǎn)生高溫加熱物體。家用電器產(chǎn)品中的電子點火器和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的電弧焊及電弧爐等都屬于電弧加熱。電弧爐是用一根或三根石墨制的電極與溶化材料間形成電弧，用這種電弧熱來加熱材料的爐子，它可以達到非常高的溫度（約3500℃）第34頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)三、感應(yīng)加熱在被加熱物體的周圍安裝感應(yīng)線圈，當交流電通過線圈時，就有電磁場產(chǎn)生，該交變磁場在感應(yīng)線圈內(nèi)側(cè)的被加熱物體中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，如圖所示。渦流在被加熱物體中產(chǎn)生渦流損耗和交變磁化損耗，使被加熱物體發(fā)熱。用這種感應(yīng)渦流來加熱的方法稱為感應(yīng)加熱。由于線圈的電抗與漏磁通起主要作用，感應(yīng)線圈負載的功率因數(shù)非常（cosφ=5%～20%），為了改善功率因數(shù)，將大容量的電容器與負載并聯(lián)，可提高到近100%，感應(yīng)加熱按電源的頻率，可分為兩類。~線圈電流感應(yīng)電流磁力線感應(yīng)線圈被加熱物體改善功率的電容器交流電源感應(yīng)加熱的原理第35頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)

1.低頻感應(yīng)加熱低頻感應(yīng)加熱電源頻率為50Hz或60Hz，由于是一般的工頻電源，所以設(shè)備簡單，價格低廉。這種爐的熱效率很好（約85%）常被用來溶化鋅、黃銅等低熔點的金屬以及鑄鐵液的保溫。2.高頻感應(yīng)加熱高頻感應(yīng)加熱電源頻率為500～1000Hz，電源設(shè)備中必須要有高頻發(fā)生裝置。高頻發(fā)生裝置在低頻范圍內(nèi)使用晶閘管，在中頻范圍內(nèi)用高頻發(fā)電機，在高頻范圍內(nèi)則使用真空管振蕩器。高頻感應(yīng)溶化爐使用時，在感應(yīng)線圈中通過高頻電流，溶化室中的溶化金屬產(chǎn)生渦流，這種爐子被用作各種金屬的溶化，特別是由于能在短時間內(nèi)溶化，所以適用于特殊鋼的溶化，爐子容量為數(shù)千千瓦，裝載量可達數(shù)十噸。第36頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)四、介質(zhì)加熱

介質(zhì)加熱是將被加熱物體置于高頻交變電場中，利用被加熱物體的介質(zhì)損耗加熱。在工業(yè)上用來加熱和干燥電介類和半導(dǎo)體類材料。在家用電器產(chǎn)品中，用來制造微波爐等產(chǎn)品。波長在厘米波段的電磁波通過被加熱物體時，其能量會被吸收，這種波稱為微波。微波具有遇到金屬反射，對絕緣材料如瓷器、石塊、玻璃及塑料可透過，對水和含水材料則被吸收并轉(zhuǎn)化為熱的特點。電磁波是由磁控管產(chǎn)生的，在微波爐里使用產(chǎn)生等幅振蕩的磁控管，電磁波的頻率在1000MHz左右，它以14.7cm的波長通過天線棒和波道在工作空間發(fā)射。工作空間用不銹鋼制成，對電磁波可反射。通過金屬風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)使工作間電磁波分布開，使加熱物體的各個側(cè)面都能碰到電磁波并吸收能量而加熱。下圖所示是家用微波爐的結(jié)構(gòu)。微波設(shè)備不但可用于家庭，還可以用于化學(xué)、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域。第37頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-4電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)微波爐結(jié)構(gòu)空心波導(dǎo)磁控管產(chǎn)生電磁波波攪拌器玻璃板非金屬第38頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)第39頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)電光轉(zhuǎn)換技術(shù)最普通的應(yīng)用就是電氣照明，同時在進行信號的傳輸、處理、顯示及各種控制裝置中也被廣泛應(yīng)用。另外電光轉(zhuǎn)換可以作為電能生產(chǎn)的一種方式，用于航空航天領(lǐng)域。隨著電子技術(shù)和計算機應(yīng)用及新材料科學(xué)的發(fā)展，電光轉(zhuǎn)換技術(shù)正日益深入社會生活的各個領(lǐng)域，并在逐步改善和改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。如光纖通訊在當今的信息社會里充當著極為重要的角色。實際上，光纖通訊系統(tǒng)由發(fā)射器、光傳輸通道（光纖光纜）、光接收器三個主要部分組成。光發(fā)射器把所要傳送的電信號轉(zhuǎn)換成光信號并發(fā)射出去，光纖光纜能高效率的傳送光信號，光接收器是把光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。原理如下圖。輸入光纜輸出驅(qū)動放大器電光轉(zhuǎn)換裝置光電轉(zhuǎn)換裝置接收機放大器光纖傳輸原理方框圖第40頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)一、熱輻射光源這類電光源是基于電流的熱效應(yīng)原理而發(fā)光的，即電流通過燈絲時，將燈絲加熱到白熾（此時燈絲溫度為熱力學(xué)溫度2400～3000K)狀態(tài)而發(fā)光的光源。如白熾燈、鹵鎢燈等。（一）白熾燈白熾燈是照明設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的熱輻射電光源，其結(jié)構(gòu)和工作原理已在《電工基本技能實訓(xùn)指導(dǎo)》中詳細介紹。（二）鹵鎢燈鹵鎢燈是在白熾燈的基礎(chǔ)上研究生產(chǎn)出來的一種高效率的熱輻射光源。這種光源有效的避免白熾燈在使用過程中，燈絲鎢蒸發(fā)使燈泡玻璃殼內(nèi)發(fā)黑，透光性降低所引起的燈泡發(fā)光效率降低。鹵鎢燈的結(jié)構(gòu)與白熾燈比有很大的變化，發(fā)光效率為10～30Lm/W[用人眼對光的主觀感覺為基準，來衡量單位時間內(nèi)光源向周圍空間輻射的，并引起光感的能量，該能量稱之為光通量，單位是Lm（流明）]，使用壽命（1500h左右），光色也有明顯的改善。實際上鹵鎢燈就是在白熾燈內(nèi)充入鹵族元素氣體。第41頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)二、氣體放電光源依靠燈管內(nèi)部的氣體放電時發(fā)出可見光的電光源稱為氣體放電光源。常用的氣體放電光源有：熒光燈、節(jié)能燈、氙燈、鈉燈、熒光高壓汞燈和金屬鹵化物燈等。氣體放電光源的主要特點是使用壽命長，發(fā)光效率高等。氣體放電光源一般應(yīng)與相應(yīng)的附件（如鎮(zhèn)流器、啟輝器等）配套才能接入電源使用。（一）熒光燈熒光燈和節(jié)能燈是當今世界電氣照明的最主要電光源。熒光燈是一種低壓汞蒸氣放電光源，其結(jié)構(gòu)和工作原理已在《電工基本技能實訓(xùn)指導(dǎo)》中詳細介紹。（二）高壓鈉燈高壓鈉燈是近二十幾年才發(fā)展起來的一種較新型氣體放電光源，是一種發(fā)光效率高（80Lm/W左右）、使用壽命長（2000h左右）、光色比較好的近白色光源。高壓鈉燈透霧性較強，適用于各種街道、飛機場、車站、貨場、港口及體育場館的照明。第42頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)及工作原理鈮排氣管鈮帽鎢絲電極放電管鎢絲電極雙金屬片電阻絲鋇鈦消氣劑燈頭雙金屬片電阻絲放電管~鎮(zhèn)流器第43頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)

（三）節(jié)能燈節(jié)能燈電路如圖所示節(jié)能燈原理圖第44頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)電路分為三部分：

1.整流濾波220V交流電經(jīng)過D1D2D3D4橋式整流和C5濾波，給后面電路提供300伏直流電，極性為上面正極，下面負極。

2.三極管振蕩開關(guān)電路其工作原理：當電源剛剛接通時，300伏直流電壓經(jīng)R1,R2,C2構(gòu)成回路，C2兩端沒有電壓，三極管Q2截止。Q1也截止。同時，直流電壓經(jīng)過R1,R2分壓經(jīng)變壓器的原邊2。1端和扼流圈L2,L2~以及2個燈管的燈絲、C5,C5~和上面的燈絲到電源正端構(gòu)成回路，預(yù)熱燈絲。R2,C2同時有2個電流流向負極。然后，C2的電壓上升到使DB觸發(fā)二極管導(dǎo)通，給三極管Q2基極提供電流，Q2導(dǎo)通。Q2導(dǎo)通后，R2C2放電到約等于0，燈絲回路向Q1送電，Q1具備導(dǎo)通條件，Q2截止。同時，變壓器副邊的極性使Q1Q2的導(dǎo)通、截止起到助力作用，電路就此震蕩起來。

第45頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-5電光轉(zhuǎn)換技術(shù)3.發(fā)光電路當燈絲熱到一定程度，內(nèi)阻下降輝光放電，使得高頻扼流圈與電容的諧震回路由諧振變?yōu)槭еC，電壓下降，電流增加，維持燈管發(fā)光。原理和開關(guān)電源同理，前級開關(guān)震蕩，變壓器后級增加繞組，感應(yīng)出高壓，做成升壓線路，輸出在1000V以上！發(fā)射電子激發(fā)熒光燈里面的水銀蒸汽和氬氣粒子，以至熒光粉發(fā)光

（四）氙燈氙燈是一種高壓氙氣放電光源，其光色接近于太陽光，且具有體積小、制造功率大、發(fā)光效率高等優(yōu)點，故有“人造小太陽”之美稱，并廣泛用于紡織、陶瓷等工業(yè)照明，也適用于建筑施工工地、廣場、車站、港口等其他需要高照度的大面積照明場所。第46頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)第47頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)一、聲振動到電振動的轉(zhuǎn)換（一）話筒話筒又稱“麥克風(fēng)”（MIC）是傳聲器件，它是一種能將聲能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。話筒種類有碳粉話筒、晶體話筒、動圈式話筒、電容式話筒和駐極體電容話筒等等。（1）碳粉話筒（2）晶體話筒膜片護蓋磁粉磁粉容器絕緣材料12膜片護蓋金屬膜晶體金屬膜12第48頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)（3）動圈式話筒（4）電容式話筒（5）無線話筒無線話筒是一種帶有發(fā)射功能的電容式話筒。使用距離在50～100m左右，國際上規(guī)定他的發(fā)射頻率在100～120MHz之間，通常將它分成八個頻道，每2MHz為一個頻道，其中心頻率規(guī)定為102MHz、104MHz、106MHz、108MHz、112MHz、114MHz、116MHz、118MHz。這樣兩個相鄰的教室可以使用不同的頻道，互不干擾。但要注意，接收機必須帶有調(diào)頻波段，否則是收不到無線話筒的信號。輸出變壓器永久磁鐵音圈膜片膜片（可動板）護蓋固定板RE第49頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)（二）拾音系統(tǒng)唱機的拾音系統(tǒng)也屬于電聲轉(zhuǎn)換裝置，聲振動轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動記錄在唱片的聲槽當中，當唱針接觸聲槽時，就將機械振動轉(zhuǎn)換成了電振動。二、電振動轉(zhuǎn)換為聲振動將電振動轉(zhuǎn)換為聲振動是利用了電流磁場能夠產(chǎn)生磁力的原理。完成電聲轉(zhuǎn)換的器件稱為聽筒和揚聲器。（一）聽筒聽筒又稱耳機，分為磁性聽筒和電動式聽筒。磁性聽筒結(jié)構(gòu)簡單，如下圖所示通話電流流經(jīng)兩個套在鐵芯上的線圈，由此產(chǎn)生的磁場來吸引膜片，膜片的運動產(chǎn)生空氣的振動，從而完成電聲的轉(zhuǎn)換。如果線圈中通過1KHz的單音頻正弦信號，則在信號的正半周線圈產(chǎn)生磁力吸收膜片，同樣負半周也會吸引膜片，于是在信號的一個周期內(nèi)，膜片振動兩次，即引起的空氣振動頻率為2KHz，出現(xiàn)失第50頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)真。為此，聽筒內(nèi)裝有一永久磁鐵，對膜片施加一個預(yù)應(yīng)力，從而保證在信號的正半周期間（或負半周期間），膜片被吸引，信號的負半周（或正半周期間）膜片在預(yù)應(yīng)力的作用下重新釋放，解決了失真問題。如下圖是電動式聽筒的基本結(jié)構(gòu)。原理參照電動式揚聲器。線圈護蓋膜片磁鐵12NS磁性聽筒護蓋膜片磁鐵線圈鐵芯NS12電動式聽筒第51頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)（二）揚聲器揚聲器種類很多，如電動勢、舌簧式、電壓式等，其中以電動式揚聲器應(yīng)用最為廣泛，它又可分為紙盒低音揚聲器和號筒高音揚聲器。如下圖紙盆鐵架軟鐵磁路柱形磁鐵圓鐵芯柱圓形鐵板音圈音圈支架紙盆低音揚聲器號筒高音揚聲器音喉振動膜音圈永久磁鐵反射號筒發(fā)音頭第52頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)紙盒低音揚聲器由永久磁鐵、線圈、盒架和紙盒等幾部分組成。永久磁鐵和紙盒的邊緣固定在揚聲器的盒架上，在永久磁鐵的圓形磁極縫隙里繞有線圈，線圈粘在可動紙盒上，當音頻電流通過線圈時，線圈中就產(chǎn)生了隨音頻電流變化的磁場，線圈磁場與揚聲器圓柱形永久磁鐵的磁場之間發(fā)生相斥或相吸的相互作用，從而產(chǎn)生線圈振動，線圈就帶動揚聲器紙盒發(fā)出聲音，這就是電動式揚聲器的工作原理。揚聲器紙盒口徑大小，決定了揚聲器所能放出的最佳聲音范圍和所能承受的額定功率。一般來說，揚聲器的口徑越大，所能承受的額定功率也越大，低音也越豐富。號筒式高音揚聲器由發(fā)音頭和號筒兩部分組成。其工作原理與紙盒低音揚聲器基本相同，所不同的是發(fā)音體不是用紙盒，而是將線圈粘在發(fā)音頭膜片上。隨著膜片的振動，空氣以很快的速度通過圓錐形號筒底部的狹縫（也叫音喉）后，再經(jīng)過圓錐形號筒的聲壓變換和反射，以一定的傳播方向輻射到空氣中。第53頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)三、電聲器材的配接電聲器材的正確配接，對于充分發(fā)揮電聲器材各自的功能優(yōu)勢有重要意義。在實際應(yīng)用中出現(xiàn)燒機器、燒喇叭、失真、音量不足等現(xiàn)象往往不是因為器材質(zhì)量問題，而是由于配接不當所造成的，因此，對于器材的正確配接必須給予高度重視。（一）話筒與擴大機的配接在有線話筒與擴大機的配接中要注意。高阻話筒適用距離在10m左右；低阻話筒適用距離在30～50左右為宜。若話筒標記不明可用萬用表的歐姆檔進行鑒別。直流電阻在50～200Ω之間的為低阻話筒；在500～1500Ω之間的為高阻話筒。話筒上標明的為標稱阻抗值，前提是在1000Hz音頻時的阻抗值。（二）揚聲器與擴大機的配接1.阻抗匹配原理擴大機與負載匹配，要滿足下面三個條件:(1)功率匹配（PK=Pf）功率匹配是全部負載吸收的總功率，應(yīng)等于擴大機輸出的總功率，或比總功率略小一些。第54頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)（2）阻抗匹配（ZK=Zf）阻抗匹配指全部負載的總阻抗應(yīng)等于或稍大于擴音機的輸出阻抗。（3）電壓匹配（UK=Uf）電壓匹配是指每個揚聲器上分配到的功率應(yīng)等于或小于其標稱功率，也就是要求加到揚聲器上的電壓應(yīng)等于或小于其額定電壓。揚聲器不管是串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)只要滿足匹配條件就可以正常工作。2.線間變壓器在揚聲器與擴大機距離超過50m時，需采用高阻抗輸出端子。因為連線較長，在線路上的損失不可不計，需要在擴大機與揚聲器之間加用變壓器（線間變壓器）3.假負荷的選配在實際配接時，經(jīng)常遇上所接揚聲器的總功率小于擴音機輸出功率的情況，相差較大時必須給擴音機配接合適的假負載，以消耗擴音機多余的電能，防止擴音機因負載不足輸出電壓升高燒壞揚聲器和引起失真。第55頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)四、CD-R刻錄盤1.一般CD盤片的物理特性CD，Compactdiscs，不管上面放的是音樂(Audio)，資料(Data)還是其他影音視訊(Video)，這些資料都是經(jīng)過數(shù)位化處理，變成0與1，然后再存于CD盤片上，其對應(yīng)的就是盤片上的pits(凹點)與lands(平面)，所有的pits有著相同的深度與寬度，但是長度卻不同。一個pits大約只有半微米寬，大概等于五百粒氫原子的長度。一片CD盤片上總共有約28億個pits。在此還有一個數(shù)字給大家參考，那就是在盤片上的螺旋軌大約圍繞中心2萬圈(以存放滿74分鐘為例)。當CD光驅(qū)上的激光照在盤片上時，如果是照在lands(平面)上，那會有約70-80%反射回來，這樣CD讀取頭可順利讀取到反射信號，如果是照在(pits)凹點上，則造成激光散射，第56頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)CD讀取頭無法接收到反射訊號，利用這兩種狀況就可以解讀為數(shù)位訊號(0與1)，進而轉(zhuǎn)換成音樂(Audio)或資料(Data)。一片普通CD片的直徑是12公分，厚度為1毫米，重量為半盎司，組成部份包括最厚的合成塑膠(Polycarbonate)層，加上一層薄薄的鋁(Aluminum)，還有一層保護漆層(UV-Lacquer)。2.CD-R的物理特性CD-R盤片具有與一般CD盤片相同的外觀尺寸。當一片CD-R盤片被記錄完成后，它上面記載資料的方式與一般CD盤片一樣，也是利用激光的反射與否來解讀資料，那就是為什么CD-R盤片可以放在CD-ROM上讀取。但是其間的原理不同，以下就讓我們來探討一下。CD-R盤片上除了原有CD盤片的合成塑膠層(Poly-carbonate)與保護漆層(UV-Lacquer)外，原來用來反射的鋁層改用24K的黃金層(純銀材質(zhì)也可以)，另外再加上有機染料層(organicdye)與預(yù)先做好的軌道凹槽(pregroove)。有的CD-R盤片工廠另外加上了一層供書寫用的標簽層(label)。第57頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-6電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)當CD-R盤片被記錄的時候，光碟刻錄機(CD-R)發(fā)出高功率的激光打在CD-R盤片某特定部位上，其中的有機染料層因此而融化造成化學(xué)變化，這些被破壞掉的部位無法順利反射CD光驅(qū)所發(fā)出的激光；而沒有被高功率鐳射照到的地方可以靠著黃金層反射鐳射光，就像前面介紹的一般CD盤片上的pits(凹點)與lands(平面)，同樣都以“反射/不反射”來記載資料的。這就是CD-R與一般CD盤片相似與區(qū)別地方，不同的記錄方式，一樣的結(jié)果，一樣的目的：那就是可以通用于所有的CD光驅(qū)。第58頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)7-7電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)第59頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-7電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)一、電池電池分為原電池和蓄電池兩種，都是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷?。原電池是不可逆的，它只能把化學(xué)能變?yōu)殡娔埽ǚ烹姡?，故稱一次電池；蓄電池是可逆的，它既能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變電能，又能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（充電），故稱二次電池，因此，蓄電池對電能有儲存和釋放的功能。（一）鉛蓄電池蓄電池品種較多，但以鉛蓄電池（也稱酸性蓄電池）應(yīng)用最為廣泛，蓄電池也稱電瓶，具有供電可靠和電壓穩(wěn)定等優(yōu)點。（1）鉛酸蓄電池的主要結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池主要由極板、電解液和外殼三部分組成。電解液由純硫酸（H2SO4）和純水配制而成，電解液的相對密度d和電勢E的關(guān)系可近似用以下經(jīng)驗公式確定：E=0.85d電解液面比極板上沿至少高出10mm，以防止極板翹曲。電解液面應(yīng)比蓄電池容器上沿低15～20mm，以防止充電過程中電解液沸騰時從容器內(nèi)溢出。第60頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-7電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)蓄電池放電電路蓄電池充電電路RAV+-I1AV+-Ic+-第61頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月7-7電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)（2）鉛酸蓄電池的充放電原理蓄電池放電時，放電電流在電池內(nèi)部是由負極流向正極，如圖所示，蓄電池內(nèi)電解液中氫的正離子移向正極板；硫酸根負離子移向負極板。在正極板和負極板上逐漸生成硫酸鉛結(jié)晶，同時析出水，使電解液相對密度逐漸降低，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能。充電時，充電電流在電池內(nèi)部是由正極板流向負極板，如圖所示。充電時蓄電池電解液中氫的正離子移向負極板；硫酸根負離子移向正極板，在正極板和負極板上的硫酸鉛結(jié)晶逐漸恢復(fù)成原來的Pb02和Pb，電解液中的相對密度逐漸升高，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。（二）常用干電池干電池的種類較多，但以鋅錳干電池（即普通干