并聯(lián)電阻范文
時(shí)間:2023-03-14 14:37:58
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篇1
關(guān)鍵詞 10 kV配電網(wǎng);接地;消弧線圈;并聯(lián)電阻
中圖分類號(hào):TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)20-0089-01
隨著我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人民日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于電的依賴程度越來越高了。作為電力系統(tǒng)中直接與用戶相連的基礎(chǔ)設(shè)備,配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)作會(huì)直接影響到供電企業(yè)的聲譽(yù)。10 kV配電網(wǎng)的供電范圍極廣,用戶非常之多,影響范圍也比較明顯,在整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中起著極為重要的作用。據(jù)分析統(tǒng)計(jì),電網(wǎng)中出現(xiàn)的事故有90%都是配電網(wǎng)的事故,其中接地方式引發(fā)的事故更是占了絕大多數(shù),所以,我國的10 kV配電網(wǎng)必須采用合適的接地選線技術(shù)加強(qiáng)安全管理,減低故障發(fā)生幾率,盡量避免安全事故的發(fā)生。
1 10 kV配電網(wǎng)接地選線裝置原理介紹
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用狀況的不同之處,常用的接地選線裝置的使用原理和應(yīng)用方式包括下列幾種。
零序電流絕對(duì)值整定原理,該原理主要利用的是線路中零序電流I0的絕對(duì)值和整定值,比較后選擇合適的線路。該原理比較容易受到系統(tǒng)具體運(yùn)行方式、線路的規(guī)格等條件的影響,容易發(fā)生誤選漏選的狀況,不適合實(shí)際應(yīng)用。
有功分量法,判斷接地線路的故障可以將電阻和消弧線圈串聯(lián)起來,電阻中產(chǎn)生有功分量,但是沒有故障的線路中并不會(huì)出現(xiàn)有功分量,進(jìn)而能夠有效區(qū)分接地故障線路和正常運(yùn)行線路。但是該原理對(duì)于接地電阻較高的線路使用效果有限,基本上無法判別。
殘流增量法,系統(tǒng)發(fā)生了單相接地故障以后,裝置會(huì)將各個(gè)線路的零序電流有效采集下來,稍微改變線圈的電感值,就可以再采集一組零序電流,從兩組數(shù)值便可以求出各個(gè)線路零序電流的變化量,變化最大的就是接地線路。同樣的,對(duì)于電阻較高的接地問題并不能很好的判斷。
零序?qū)Ъ{法接地選線裝置,其工作原理是通過發(fā)生故障前后,線路中零序?qū)Ъ{的具體變化判別接地故障。但是花費(fèi)時(shí)間較長,對(duì)于高阻接地的線路判別比較困難。
為了保證電網(wǎng)供電的安全可靠和用電客戶的人身安全,可以采用綜合消弧線圈和電阻接地兩種方法的優(yōu)點(diǎn),構(gòu)建出一種消弧線圈并聯(lián)電阻接地選線及輸,應(yīng)用到10 kV配電網(wǎng)中。
2 消弧線圈并聯(lián)電阻接地選線技術(shù)
1)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式概述。
消弧線圈并聯(lián)電阻的接地方式中器件組成包括:自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈、可調(diào)節(jié)大小的電阻器、控制器以及相關(guān)檢測(cè)元件。如圖1所示電路圖,T表示的是Z型的變壓器,接地并為系統(tǒng)提供中性點(diǎn),L表示消弧線圈,用于為電網(wǎng)電容電流提供補(bǔ)償,C表示的是可調(diào)節(jié)電容器,主要用于調(diào)節(jié)L的電感值,Rn表示可調(diào)節(jié)的電阻器,幫助抑制過電壓,進(jìn)行接地選線,PT0和CT0表示中性點(diǎn)的電壓電流互感器,PT表示的是母線電壓互感器,CT1、CT2、CT3、...、CTn表示的是線路中的零序電流互感器。
圖1 消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式組成
2)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式原理。
當(dāng)10 kV配電網(wǎng)正常運(yùn)作的過程中,控制器主要測(cè)量的是中性點(diǎn)位移電壓和經(jīng)過消弧線圈的電流,調(diào)節(jié)電感可以獲得不同的電壓電流值,聯(lián)立方程便可求出該回路中的電網(wǎng)電容電流。
若是線路中出現(xiàn)了單相故障,而且零序電壓超出了整定值,那么控制器便會(huì)按照事先設(shè)定好的調(diào)節(jié)值進(jìn)入補(bǔ)償狀態(tài)。剛開始,并沒有接到并聯(lián)電阻中,而是充分發(fā)揮出消弧線圈的作用,瞬時(shí)間提升故障恢復(fù)幾率。若是經(jīng)過一段時(shí)間,故障仍然存在,那么就可以將并聯(lián)電阻接入,有效消除由于諧振導(dǎo)致的虛幻接地問題。這時(shí)若是仍然有零序電壓,那么可以判斷電網(wǎng)中出現(xiàn)了永久性的接地故障,則要通過電阻的投切進(jìn)行故障選線。
3)單相接地故障分析。
并聯(lián)電阻的作用是為了抑制過電壓的產(chǎn)生并提供有效的有功電流信息。選擇并聯(lián)電阻的數(shù)值要保證不產(chǎn)生過大故障電流的同時(shí)提供更多的信息,能夠在一定范圍內(nèi)選擇更加準(zhǔn)確的故障線路。
對(duì)于10 kV配電網(wǎng)來說,最高電壓可以達(dá)到12 kV,若是發(fā)生了單相接地故障時(shí),中性點(diǎn)的位移電壓將會(huì)變?yōu)?.9 kV,計(jì)算可得并聯(lián)電阻應(yīng)取的具體阻值為600 Ω,就能夠充分滿足故障電流的實(shí)際要求。通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)600 Ω的并聯(lián)電阻能夠保證故障線路中零序電流的有功分量能夠超過非故障線路中的分量,即便過渡電阻極高,也能充分滿足實(shí)際的測(cè)量要求。所以,對(duì)于單相接地故障選線來說,判斷依據(jù)為:零序電流中的有功分量最大而且和零序電壓相反的線路就是故障線路;零序電流有功增量為最大正值的線路就是故障線路。
另外,為了進(jìn)行故障定位,線路中還要設(shè)置能夠監(jiān)測(cè)電壓和電流的傳感器、故障指示器等元件。
4)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式的應(yīng)用。
消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式通常被應(yīng)用在架空配電網(wǎng)絡(luò)中,并聯(lián)電阻值可以取定為600Ω。根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的規(guī)??梢赃x取合適的方案:
針對(duì)電容電流大小被控制在10-100A的配電網(wǎng)絡(luò)中,可以參考規(guī)劃值選取合適的容量和調(diào)節(jié)范圍;
針對(duì)電容電流大小被控制在10A以下的配電網(wǎng)絡(luò)中,消弧線圈多采用10A或15A兩檔的可調(diào)節(jié)形式,當(dāng)運(yùn)行中的實(shí)際電流在5A以下時(shí),撥到10A的消弧線圈工作檔位,實(shí)際電流在5-10A范圍內(nèi),則撥到15A的消弧線圈工作檔位;
針對(duì)超過100A的配電網(wǎng),則可以采用可調(diào)節(jié)消弧線圈并固定電抗的組合形式,其中固定電抗的具體大小可以參考電網(wǎng)的運(yùn)行方式確定。
3 結(jié)束語
將消弧線圈并聯(lián)電阻接地選線技術(shù)應(yīng)用到10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中以后,取得了很好的故障排除效果,適合進(jìn)一步研究推廣。
參考文獻(xiàn)
[1]周浩,張俊杰,袁海,等.10 kV配電網(wǎng)并聯(lián)電阻接地選線技術(shù)研究[J].電工技術(shù)雜志,2003(11):56-58,65.
[2]陳維江,蔡國雄,蔡雅萍,等.10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式[J].電網(wǎng)技術(shù),2004(24):56-60.
[3]陳維江,蔡國雄,蔡雅萍,等.10 kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式[A].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì).全國電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式與接地技術(shù)研討會(huì)論文集[C].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì),
2005(05).
篇2
【關(guān)鍵詞】電力電容器;聯(lián)接方式;雙星形
引言
近年來,鹽城供電公司不斷新建、改建、擴(kuò)建變電所和輸電線路。目前,由鹽城供電公司變電檢修室電氣試驗(yàn)班負(fù)責(zé)日常修試工作的110kV和35kV電壓等級(jí)變電所內(nèi)普遍安裝了用于無功補(bǔ)償?shù)?0kV或20kV高壓并聯(lián)電容器組或集合式電容器。
1高壓并聯(lián)電容器組主接線及運(yùn)行維護(hù)
1.1高壓并聯(lián)電容器組一次主接線
在電力系統(tǒng)中,高壓并聯(lián)電容器組的聯(lián)接方式主要有兩種:星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接。星形聯(lián)接方式又分為單星形聯(lián)接和雙星形聯(lián)接。變電所用于無功補(bǔ)償?shù)?0kV或20kV高壓并聯(lián)電容器組一次主接線如圖1所示。
圖1 高壓并聯(lián)電容器組一次主接線
正常運(yùn)行時(shí),放電線圈并聯(lián)于三相之間,工作在交流電壓下,呈一很高的勵(lì)磁阻抗,電容器組被斷開后,放電線圈起直流衰減放電作用;串聯(lián)電抗器起限制電容器的合閘涌流和抑制諧波電壓作用;電容器組主刀閘和接地刀閘采用聯(lián)動(dòng)方式,即電容器組刀閘合則接地刀閘自動(dòng)分,而電容器組刀閘分則接地刀閘自動(dòng)合。
1.2 高壓并聯(lián)電容器組運(yùn)行維護(hù)工作分析
高壓并聯(lián)電容器組運(yùn)行維護(hù)工作必須綜合考慮電容器組的容量、電容器額定電壓和系統(tǒng)電壓、電容器組接線方式和分組情況、電網(wǎng)的接地方式和保護(hù)方式等多方面因素。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)高壓并聯(lián)電容器組運(yùn)行維護(hù)工作中需注意以下七點(diǎn):
(1)正常運(yùn)行中,電容器分閘后至再次合閘的時(shí)間間隔不得少于5分鐘,以便充分放電。
(2)單臺(tái)電容器電容值偏差不超出額定值的-5%~10%范圍;電容器組中各相電容的最大值和最小值之比不應(yīng)超過1.08。
(3)補(bǔ)償后的功率因數(shù),一般不宜大于0.95,更不宜將無功向變壓器的初級(jí)倒送。
(4)高壓并聯(lián)電容器組的聯(lián)接和分組需根據(jù)電容器的用途和電網(wǎng)情況而定。對(duì)于集中補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M為適應(yīng)負(fù)荷和電壓的變化,電容器組宜接在母線上,并按需要適當(dāng)分組。
(5)高壓并聯(lián)電容器組為限制合閘涌流和抑制諧波電壓,一般都串入串聯(lián)電抗器配合使用。此時(shí)應(yīng)考慮到容升效應(yīng),選用額定電壓和允許最高運(yùn)行電壓較高的電容器。
(6)母線停電操作時(shí),應(yīng)先停電容器組,后停線路;母線送電操作時(shí),應(yīng)先送線路,再根據(jù)系統(tǒng)電壓情況決定是否投送電容器組。
(7)電容器組停電檢修時(shí),應(yīng)將電容器組放電接地,放電時(shí)先通過大電阻接地,再直接接地。電容器組檢修前必須對(duì)每只電容器逐一充分放電。
2 不同聯(lián)接方式下的高壓并聯(lián)電容器組
2.1 三角形接線方式下的高壓并聯(lián)電容器組
高壓并聯(lián)電容器組三角形聯(lián)接方式,由于電容器組承受電網(wǎng)的線電壓,可獲得最大的補(bǔ)償效果。因?yàn)椴捎萌切谓臃〞r(shí),電容器組所受電壓為電網(wǎng)的線電壓,其值為相電壓的 倍。而無功出力與電容器承受電壓的平方成正比,即 ,故電容器組容量一定時(shí),三角形聯(lián)接的無功出力是星形聯(lián)接的3倍。
但是,電容器組三角形聯(lián)接下當(dāng)某相電容器發(fā)生單相短路時(shí),注入故障點(diǎn)的電流非常大,不僅有故障相電容的發(fā)電電流,還有其他兩相電容的發(fā)電電流和系統(tǒng)的短路電流,這些電流疊加在一起會(huì)超過電容器額定電流的很多倍,容易引起電容器油箱爆炸,導(dǎo)致事故擴(kuò)大。所以,從技術(shù)和安全方面分析,高壓并聯(lián)電容器組一般不采用三角形聯(lián)接方式。
2.2 星形接線方式下的高壓并聯(lián)電容器組
高壓并聯(lián)電容器組呈星形聯(lián)接時(shí),電容器極板間承受電網(wǎng)的相電壓,其值為線電壓的 ,所以星形聯(lián)接的電容器補(bǔ)償效果僅為三角形聯(lián)接的1/3。單只電容器絕緣承受的電壓較低,當(dāng)電容器組中有一臺(tái)電容器因故障擊穿短路時(shí),由于其余兩健全相的阻抗限制,故障電流將減小到一定范圍,使故障影響減輕。星形聯(lián)接下的電容器組當(dāng)電容器發(fā)生單相短路時(shí),短路相電流為未短路兩相電流的矢量和,其值最大也不會(huì)超過額定電流的3倍。故從安全角度考慮,采用星形接法比三角形接法更安全可靠。
近年來,新建變電所或變電所電容器組技術(shù)改造時(shí)普遍采用雙星形聯(lián)接方式。雙星形聯(lián)接方式是將電容器組平均分為兩個(gè)電容量相等或相近的單星形接線電容器組,并聯(lián)到電網(wǎng)母線上,兩組電容器的中性點(diǎn)之間經(jīng)過一臺(tái)低變比的電流互感器連接起來,通過中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)電容器組。
3 電容器組典型案例
鹽城110kV城中變電站共有4組電容器,3號(hào)電容器組配置為雙星形接線方式,每相均由兩串四并共8只電容器組成,雙層式布置,整組共24只。2012年8月22日,10kV 3號(hào)電容器153開關(guān)不平衡保護(hù)動(dòng)作,無熔絲爆斷現(xiàn)象。檢修人員對(duì)該組內(nèi)每一只電容器進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),C2-1電容器已經(jīng)損壞。
正常情況下,只需更換C2-1電容器并完成交接試驗(yàn)即可,但當(dāng)時(shí)倉庫內(nèi)并無此類電力電容器備品,運(yùn)維檢修部決定臨時(shí)降低電容器補(bǔ)償容量,退出損壞的電容器,繼電保護(hù)重新設(shè)定整定值。
電容器組單星形與雙星形聯(lián)接方式在這種情況下的檢修方式有所不同。單星形聯(lián)接方式采用開口三角形壓差保護(hù),在中性點(diǎn)采集不平衡電壓,因此如果某相需退出一只電容器,其余兩相也必須各退出一只相等或相近容量的電容器;雙星形聯(lián)接采用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù),從兩個(gè)星形的中性點(diǎn)間采集不平衡電流,因此如果某相需退出一只電容器,同一相的另一個(gè)星形上必須退出一只相等或相近容量的電容器,其余兩相的兩個(gè)星形上也各退出一只相等或相近容量的電容器,一共需退出6只電容器,而單星形聯(lián)接方式下只需退出3只。
4 結(jié)論
本文總結(jié)了不同聯(lián)接方式下的高壓并聯(lián)電容器組運(yùn)行及檢修工藝,并以實(shí)際案例對(duì)雙星形聯(lián)接方式下的高壓并聯(lián)電容器組進(jìn)行了詳細(xì)分析。
筆者認(rèn)為,導(dǎo)致電容器熔絲爆斷或電容器故障的原因主要有三點(diǎn):(1)熔絲的開斷性能不良。(2)熔絲的額定電流選擇太小。(3)諧波的影響。
運(yùn)行及檢修單位定期巡視和檢修高壓并聯(lián)電容器組時(shí)可按以下三點(diǎn)來防止故障現(xiàn)象的發(fā)生:
(1)加強(qiáng)對(duì)電容器的外觀檢查和在線監(jiān)測(cè),避免電容器帶傷運(yùn)行。
(2)選擇性能好的熔絲。正確選擇熔絲與電容器的額定電流比值,一般取1.7~1.8倍電容器的額定電流。
(3)正確選擇串聯(lián)電抗器,避免高次諧波產(chǎn)生諧振。
參考文獻(xiàn):
[1]江蘇省電力公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW-10-J206-2010 輸變電設(shè)備交接和狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程
[2]陳天翔 王寅仲 海世杰. 電氣試驗(yàn) 第二版.北京:中國電力出版社,2008
[3]GB 50227-1995.并聯(lián)電容器的設(shè)計(jì)規(guī)程
[4]劉萬琨等. 風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007
篇3
一、彈簧的串、并聯(lián)
1.串聯(lián)
如圖1,由各彈簧所受外力相等得F=F1=F2①,由總伸長量x=x1+x2得Fk=F1k1+F2k2②,由①②得1k=1k1+1k2,即k=k1k2k1+k2,所以,彈簧串聯(lián)后的勁度系數(shù)減小,且串聯(lián)的彈簧越多,勁度系數(shù)越小。
圖1
2.并聯(lián)
圖2
如圖2,由各彈簧伸長量相等可得x=x1=x2①,由所受外力F=F1+F2得kx=k1x1+k2x2②,由①②得k=k1+k2,所以,彈簧并聯(lián)后的勁度系數(shù)增大,且并聯(lián)的彈簧越多,勁度系數(shù)越大。
二、電阻的串、并聯(lián)
1.串聯(lián)
圖3
如圖3,由通過各電阻的電流相等得I=I1+I2①,由外加電壓U=U1+U2得IR=I1R1+I2R2②,由①②得R=R1+R2,所以,電阻串聯(lián)后總電阻增大,且串聯(lián)的電阻越多,總電阻越大。
2.并聯(lián)
圖4
如圖4,由各電阻兩端電壓相等得U=U1=U2①,由總電流I=I1+I2得UR=U1R1+U2R2②,由①②得1R=1R1+1R2,即R=R1R2R1+R2,所以,電阻并聯(lián)后總電阻減小,且并聯(lián)的電阻越多,總電阻越小。
三、電容器的串、并聯(lián)
1.串聯(lián)
圖5
如圖5,由各電容器的電荷量相等得Q=Q1=Q2①,由外加電壓U=U1+U2得QC=Q1C1+Q2C2②,由①②得1C=1C1+1C2,即C=C1C2C1+C2,所以,電容器串聯(lián)后的電容減小,且串聯(lián)的電容器越多,電容越小。
2.并聯(lián)
圖6
篇4
電學(xué)的中考復(fù)習(xí)與電路是分不開的,抓住這一條主線展開,橫向貫穿于電流、電壓、電阻、電能、電功率、電熱等電學(xué)知識(shí)。將其進(jìn)行整合、形成系統(tǒng)。使學(xué)生在備考中將電學(xué)知識(shí)形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在應(yīng)用中才能信手拈,達(dá)到舉一反三的地步。
1、各各元件并列聯(lián)接,有干路和支路之分;有分支點(diǎn)和匯合點(diǎn)之分;有兩個(gè)或兩個(gè)以上回路的電路,叫并聯(lián)電路。
2、并聯(lián)電路中,各各支路上的用電器相互不影響。每個(gè)支路與干路都能構(gòu)成單獨(dú)的回路
3、并聯(lián)電路的干路電流等于各支路的電流之和。I=I1+I2+……+In
4、并聯(lián)電路的電壓處處相等。U=U1=U2=……=Un
5、并聯(lián)電路具有分流作用,分得的電流與自身阻值成反比。
推導(dǎo):如圖2所示由U1=U2;U=IR得
I1R1=I2R2變形得
6、并聯(lián)在電路的電阻特點(diǎn):
(1)并聯(lián)電路相當(dāng)于增加導(dǎo)體的橫截面積,
總阻值比其中任何一個(gè)電阻都小。
(2)并聯(lián)電路總阻值的倒數(shù)等于各各電阻倒數(shù)之和。
推導(dǎo):如圖2所示由I=I1+I2+……+In,
U=U1=U2=……=Un,可得
(1)幾個(gè)相同的電阻并聯(lián),總阻值
推導(dǎo):由R=R1=R2=……=RN=R/, 。
(2)兩個(gè)電阻并聯(lián),總阻值
推導(dǎo): 。
7、并聯(lián)電路消耗的總電能等于各部消耗的電能之和。
W=W1+W2+……Wn
推導(dǎo):如圖2所示;由I=I1+I2+……+InU=U1=U2=……=Un
W=UIt可得W=U( I1+I2+……+In)tW=U I1t+U I2t+……+U Int
W=W1+W2+……Wn
8、 并聯(lián)電路對(duì)電能的分配與自身阻值成反比。
推導(dǎo):如圖2所示,由 在相同時(shí)間內(nèi)可得
9、 并聯(lián)電路消耗的電功率等于各部消耗的電功率之和。
P=P1+P2+……+Pn
推導(dǎo):如圖2所示;由I=I1+I2+……+InU=U1=U2=……=Un
P=UI可得W=U( I1+I2+……+In)W=U I1+U I2+……+U InP=P1+P2+……+Pn
10、并聯(lián)電路對(duì)電功率的分配與自身阻值成反比。
推導(dǎo):如圖2所示,由 可得
11、并聯(lián)電路消耗的總電熱等于各部消耗的電熱之和。
Q=Q1+Q2+……Qn
推導(dǎo):如圖2所示;由于在純電阻電路中消耗的電熱等于消耗的電能即Q=W,由Q=W=W1+W2+……WnQ=Q1+Q2+……Qn
12、并聯(lián)電路對(duì)電熱的分配與自身阻值成反比。
篇5
考試形式主要還是書面筆試,在復(fù)習(xí)中離不開做一定數(shù)量的練習(xí)。做練習(xí)(作業(yè)、試卷)本身就是學(xué)習(xí)活動(dòng)中的一種實(shí)踐。那么你們知道關(guān)于九年級(jí)上冊(cè)物理復(fù)習(xí)資料內(nèi)容還有哪些呢?下面是小編為大家準(zhǔn)備關(guān)于九年級(jí)上冊(cè)物理復(fù)習(xí)資料,歡迎參閱。
九年級(jí)上冊(cè)物理復(fù)習(xí)資料章一
(一)電荷
1、用摩擦的方法使物體帶電,叫摩擦起電。
2、帶電體都具有能吸引輕小物體的性質(zhì)。
3、被絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷,叫正電荷;被毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷,叫負(fù)電荷。
4、同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
5、電荷量:是指電荷的多少,單位:庫侖,簡稱庫,符號(hào)C。
6、原子是由原子核和電子組成的,原子核帶正電、核外電子帶負(fù)電。
7、元電荷:最小的電荷叫元電荷,用符號(hào)e表示,e=1.6×C.
8、容易導(dǎo)電的物體,叫導(dǎo)體;不容易導(dǎo)電的物體,叫絕緣體;金屬導(dǎo)電靠的是自由電子。
9、常見的導(dǎo)體:金屬、大地、人體、石墨、酸堿鹽的水溶液。
10、常見的絕緣體;橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油。
11、驗(yàn)電器是實(shí)驗(yàn)室用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器,是根據(jù)同種電荷相互排斥的道理制成的。
(二)、電流和電路
1、電流是電荷的定向移動(dòng)形成的。
2、把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向;在實(shí)際電路中,電流的方向總是:電源的正極→用電器→電源負(fù)極。
3、電路的基本構(gòu)成:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、用電器。
4、電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的必要條件:(1)電路中必須有電源;(2)電路必須是通路。
5、電路的基本連接方式是串聯(lián)和并聯(lián);電路的三種狀態(tài)是通路、斷路和短路。
(三)、電流的強(qiáng)弱
1、電流的強(qiáng)弱:就是電流的大小,用電流表示,符號(hào)是I,單位是安培,單位符號(hào)是A。
2、電流表的使用規(guī)則:(1)將電流表串聯(lián)在被測(cè)電路中;(2)要求電流正進(jìn)負(fù)出;(3)被測(cè)電流不能超過電流表的測(cè)量值;(4)絕不允許將電流表直接接在電源的兩極上。
四、串、并聯(lián)電路
1、把電路元件逐個(gè)順次首尾相連組成的電路叫串聯(lián)電路。
2、串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流只有一條路徑,無干路、支路之分;(2)通過一個(gè)用電器的電流,一定通過另一個(gè)用電器;(3)用電器之間的工作情況相互影響,通則都通,斷則都斷;(4)電路中只需一個(gè)開關(guān),即可控制整個(gè)電路。
3、串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在串聯(lián)電路中,各處的電流相等。公式:I==
4、把電路元件并列地首首相連、尾尾相連組成的電路叫并聯(lián)電路。
5、并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流有兩條或兩條以上路徑,有干路、支路之分;(2)每條支路都可與電源形成一個(gè)通路;(3)各支路中的用電器工作情況互不影響,一條支路斷開,其他支路仍可工作;(4)干路上的開關(guān)控制整個(gè)電路,支路上的開關(guān)只能控制它所在的該支路。
6、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在并聯(lián)電路中,干路中的電流等于各支路中的電流之和。公式:I=+。
九年級(jí)上冊(cè)物理復(fù)習(xí)資料章二
(一)電壓
1、電壓
(1)電路中提供電壓的裝置是電源。
(2)電壓的作用是使電路中的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。
(3)電壓用字母U表示。電壓的單位是伏特,簡稱伏,符號(hào)是V。
(4)一節(jié)干電池兩端的電壓是1.5V,一個(gè)鉛蓄電池的電壓是2V,家庭照明電路的電壓是220V,對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
2、電壓的測(cè)量
(1)電壓表是測(cè)量導(dǎo)體或電路兩端電壓儀表,電路中的符號(hào)。
(2)電壓表的使用規(guī)則:①使用前注意觀察:接線柱、量程、分度值、校“0”;
②電壓表應(yīng)該并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端;(否則電流會(huì)很大,此時(shí)測(cè)的是電源電壓);
③電壓表正接線柱應(yīng)與靠近電源正極的一端相連,負(fù)接線柱應(yīng)與靠近電源負(fù)極的一端相連;(即電流從電壓表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出,否則指針會(huì)反偏);
④不允許被測(cè)電路兩端的電壓超過電壓表的測(cè)量值。(用較大量程試觸,否則指針可能打彎);
⑤讀數(shù)時(shí)看清接線柱(量程)、明確分度值、看清指針位置。
3、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和。
4、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和;并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。
5、把電壓比作水壓→類比法。
6、電壓表與電流表使用方法的相同點(diǎn):電流表或電壓表的電流都要從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;被測(cè)的電流或電壓都不要超過電流表或電壓表的測(cè)量值。
7、電壓表與電流表使用方法的不同點(diǎn):電流表與被測(cè)部分串聯(lián),電壓表與被測(cè)部分并聯(lián);電流表不允許直接接到電源的兩極上,而電壓表能直接接到電源的兩極上。
(二)電阻(R)
1、導(dǎo)體對(duì)電流礙作用叫電阻,任何導(dǎo)體都有電阻,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2、電阻用字母R表示,電阻的國際單位是歐姆,簡稱歐,符號(hào)Ω;常用單位:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ);1MΩ=1×KΩ,1KΩ=1×Ω。
3、導(dǎo)體兩端的電壓相同時(shí),通過導(dǎo)體的電流越小,導(dǎo)體的電阻大,或電壓相同時(shí),燈泡越暗,電阻大。(轉(zhuǎn)換法)
4、決定導(dǎo)體電阻大小的因素有材料、長度、橫截面積、溫度。
5、長度和橫截面積相同的不同材料的導(dǎo)體電阻一般不同。
6、材料和橫截面積相同的導(dǎo)體,長度越長,電阻越大。
7、材料和長度相同的導(dǎo)體,橫截面積越小,電阻越大
8、大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大;大多數(shù)非金屬的電阻隨溫度的升高而減小。
9、導(dǎo)體的電阻很小,絕緣體的電阻很大;導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體叫做半導(dǎo)體,如:硅和鍺。
10、某些導(dǎo)體在溫度很低的情況下電阻就變成了零,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
(三)、變阻器
1、滑動(dòng)變阻器能改變電路中的電流、控制某電路兩端的電壓、分擔(dān)電壓保護(hù)電路。
2、滑動(dòng)變阻器的原理是通過改變連入電路中電阻絲的長度來改變電阻。
3、滑動(dòng)變阻器使用規(guī)則:?串聯(lián)在電路中;?不能使通過它的電流超過銘牌上所標(biāo)的電流;?連接時(shí),所使用的接線柱要“一上一下”。④閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片要置于阻值處。
4、規(guī)格的物理意義:“50Ω,1.5A”表示滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0——50Ω,允許通過的電流是1.5A。
5、使用口訣:一上一下接線柱,阻值變化觀下柱,滑片靠近阻值小,滑片遠(yuǎn)離阻值大。
6、電阻箱的優(yōu)點(diǎn):能顯示電阻箱連入電阻大小的變阻器;
7、電阻箱的原理:與滑動(dòng)變阻器的原理相同;
8、電阻箱的讀數(shù)方法:每個(gè)旋盤所指示的數(shù)字乘以相應(yīng)的倍數(shù)的總和。
十七章、歐姆定律安全用電
(一)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
1、電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即R一定時(shí),︰=︰。
2、電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。即電壓不變時(shí)︰=︰。
3、若電壓表、電流表的指針反偏,則是電壓表、電流表的正負(fù)接線柱反了;
4、若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)很小,則電壓表、電流表的量程選大了,若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最右邊,則電壓表、電流表的量程選小了。
5、無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流都不變,若此時(shí)的電流較大,則是滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了金屬桿上,若此時(shí)的電流很小,則是歡動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了電阻絲上。
(二)歐姆定律
1、歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比;數(shù)學(xué)表達(dá)示:I=U/R;
2、使用歐姆定律時(shí)應(yīng)注意同時(shí)性和同體性;
3、“同體性”指公式中的I、U、R必須是同一電路或同一電阻或是整個(gè)電路的三個(gè)物理量;
4、“同時(shí)性”是指公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻的值;
5、使用公式時(shí)I、U、R都必須用國際單位,即,I——安培,U——電壓,R——歐姆;
6、I=U/R,變形為U=IR,R=U/I;
7、R=U/I表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個(gè)導(dǎo)體的電阻,它是電阻的計(jì)算式,不是電阻的決定式。
8、電路計(jì)算時(shí)應(yīng)做到“兩步三查”。兩步是指畫圖標(biāo)量(書寫已知條件、求解的問題)和列式求解(①寫出計(jì)算公式,②帶數(shù)字和單位,③計(jì)算出結(jié)果)。三查是指查物理公式、查下標(biāo)、查單位。
9、電阻的串聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的長度,因此串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大;
10、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,公式是R=+;
11、n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)后的總電阻=nR
12、串聯(lián)電路中,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體電阻成正比,即::=︰
13、電阻的并聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的橫截面積,因此并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
14、并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。公式是1/R=1/+1/;
15、n個(gè)相同的電阻R并聯(lián),總電阻=1/n。
16、并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即︰=︰。
17、串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關(guān)系的口訣:串流并壓各相等,串壓并流總之和,串聯(lián)電阻總之和,并聯(lián)電阻合倒和。
(三)測(cè)量小燈泡的電阻
1、伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理:R=U/I;
2、操作時(shí)的注意事項(xiàng):①電流表、電壓表的量程要選擇適當(dāng);②連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);③閉合開關(guān)前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻;
3、測(cè)量的物理量:用電壓表測(cè)出電壓,用電流表測(cè)出電流代入公式R=U/I計(jì)算出電阻值;
4、滑動(dòng)變阻器的作用:改變連入電路的阻值,從而改變電流和電壓,以達(dá)到多測(cè)幾次的目的。
5、該實(shí)驗(yàn)中至少要測(cè)三組數(shù)據(jù),是為了求電阻的平均值,以減小誤差。
6、在該實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)時(shí),燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù),則出現(xiàn)的故障是燈泡斷路(即燈絲斷了、接燈泡的導(dǎo)線斷了或接線柱松動(dòng)、接觸不良)。
7、在該實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑片時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化不一致,則是電壓表并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器的兩端。
(四)歐姆定律和安全用電
1、人體的電阻一定,根據(jù)歐姆定律,電壓越高,通過的電流越大;
2、只有不高于36V的電壓才是安全的;
3、不能用濕手觸摸電器,或扳開關(guān);
4、斷路:由于導(dǎo)線斷了、用電器損壞、開關(guān)斷開或接觸不良造成電路中沒有電流的現(xiàn)象。
5、短路:電源的兩端或用電器兩端被導(dǎo)線直接連接起來的電路,發(fā)生短路時(shí)會(huì)燒壞電源或電流表,也有可能發(fā)生火災(zāi)。
6、雷電產(chǎn)生是帶正負(fù)電的云層靠近時(shí)產(chǎn)生劇烈的放電現(xiàn)象;
篇6
關(guān)鍵詞:接地選線、并聯(lián)電阻、變電站、應(yīng)用
1、前言:
隨著電力系統(tǒng)改革的不斷推進(jìn)和深化,供電可靠性已成為考核供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。我國10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)大多采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式,允許單相接地后繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。在發(fā)生單相接地故障后,運(yùn)行人員采用試?yán)€路查找接地的方法,這種方法不僅慢,且造成不接地線路的短時(shí)間停電,嚴(yán)重影響了供電的可靠性。因此,為提高供電可靠性,減少發(fā)生單相接地故障時(shí)查找故障設(shè)備的時(shí)間,南京供電公司在110kV南湖變電站原使用的XHK―II型消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧成套裝置中首次引進(jìn)并加裝了接地選線功能。
小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式和運(yùn)行特點(diǎn):
目前,小電流接地系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)中電阻接地等方式。由于受配網(wǎng)結(jié)構(gòu)所致,我國3~66 kV 配電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。隨著配網(wǎng)的擴(kuò)大以及電纜線路的不斷增加, 系統(tǒng)電容電流也急劇增加, 對(duì)發(fā)生單相接地故障時(shí)電弧不能自動(dòng)熄滅而引起相間短路或間歇性弧光接地過電壓, 應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。
當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),線電壓大小和相位不變且對(duì)稱,而系統(tǒng)的相間絕緣能夠滿足線電壓運(yùn)行的要求,所以允許單相接地時(shí)系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行不超過2小時(shí)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),非故障相對(duì)地電壓升高,系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)可能因此擊穿,造成短路故障,若故障點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧,易導(dǎo)至諧振,產(chǎn)生諧振過電壓,將對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成危害。同時(shí),間歇性電弧可能燒壞設(shè)備,使故障擴(kuò)大為相間故障。由于經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)接地殘流小,使得故障線路的自動(dòng)選線準(zhǔn)確率很低。運(yùn)行人員在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)仍采用傳統(tǒng)的試?yán)€路查找接地的方法。為了提高供電可靠性,迅速而準(zhǔn)確地自動(dòng)選線出接地線路, 及時(shí)切除故障, 減少因接地對(duì)設(shè)備造成的損害,故在110kV南湖變電站原使用的XHK―II型消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧成套裝置中增加了接地選線功能。
3、XHK-II型消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧及接地選線成套裝置中接地選線功能的工作原理及其組成:
為在發(fā)生單相接地時(shí)自動(dòng)選線出故障線路,此次在110kV南湖變電站XHK-II型消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧裝置中增加了接地選線功能。其接線如下圖所示。該裝置采用在消弧線圈兩端并聯(lián)電阻的方法,即當(dāng)接地時(shí)投切并聯(lián)電阻,向接地點(diǎn)注入有功分量,使接地線路的電流幅值與相位都有很明顯的變化,區(qū)別于其它正常線路。
圖1 并聯(lián)電阻接線圖
(1)并聯(lián)中電阻工作原理:
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地后,對(duì)瞬時(shí)接地故障,由于流過消弧線圈的電感性電流與流入接地點(diǎn)的電容性電流相位相反,接地弧道中所剩殘流很小,對(duì)于瞬間接地將自行消失。如果是穩(wěn)定接地,延時(shí)60秒后由計(jì)算機(jī)控制投入并聯(lián)電阻(投入時(shí)間1秒),產(chǎn)生一定的有功電流,該電流流向接地線路,計(jì)算機(jī)對(duì)所有出線零序電流進(jìn)行快速同步采樣,對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由于接地線路和正常線路在并聯(lián)電阻投入的時(shí)間內(nèi)零序電流信號(hào)差異相當(dāng)顯著,選線準(zhǔn)確率完成可以達(dá)到100%,對(duì)高阻接地、金屬性接地和母線接地都能夠準(zhǔn)確識(shí)別。該裝置在5分鐘內(nèi)只投入一次,如在5分鐘內(nèi)再發(fā)生單相接地故障將不再投入。
其選線的工作流程圖如下:
圖2選線的工作流程圖
(2) XHK―II型成套裝置接地選線單元組成及功能:
這套裝置中接地選線單元主要由接地選線控制器、并聯(lián)電阻箱兩部分組成。
接地選線控制器位于變電站保護(hù)室XHK―II型成套裝置中,其主要功能是控制并聯(lián)電阻投入、采集各線路零序電流、準(zhǔn)確選出接地線路、顯示接地信息并上傳接地事件,可將XHK-II型成套裝置接地選線單元按其功能劃分如下:
圖3功能框圖
此裝置取所在母線電壓互感器開口三角的零序電壓作為接地啟動(dòng)信號(hào)。延時(shí)60秒后,單相接地故障仍存在,控制器發(fā)投入并聯(lián)電阻信號(hào)至并聯(lián)電阻箱,電阻投上后,接地選線單元根據(jù)各線路零序電流進(jìn)行選線,并在液晶屏上顯示故障線路,同時(shí)將信號(hào)上傳至中心站監(jiān)控系統(tǒng),告之運(yùn)行人員接地線路及母線,運(yùn)行人員匯報(bào)調(diào)度并根據(jù)調(diào)度的命令迅速將故障設(shè)備切除。
并聯(lián)電阻箱與消弧線圈并聯(lián)接在接地變的中性點(diǎn)上。并聯(lián)電阻箱主要由控制回路、真空開關(guān)、中電阻(132Ω)組成。選線控制器發(fā)投入并聯(lián)電阻信號(hào)至控制回路,控制回路立刻合上真空開關(guān),一秒后迅速斷開真空開關(guān)。
(3)電阻阻值的確定:
小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),如 A相發(fā)生單相永久性接地, A相對(duì)地電位為零,B、C相對(duì)地電位分別上升至線電壓,中性點(diǎn)位移為。因此,采用并聯(lián)電阻6Ω則可以提供6kV/6Ω=1kA的接地電流。如此大的電流對(duì)于準(zhǔn)確選線無疑有好處,但也導(dǎo)致一些其它的問題。如接地點(diǎn)流過很大的電流,電弧會(huì)燒毀其它電纜,引起火災(zāi)或相間故障。而電阻流過如此大的電流,發(fā)熱也成為一個(gè)大問題,這給電阻的制造帶來困難,使造價(jià)上升;同時(shí),如此大的接地電流會(huì)影響通信線路及其它設(shè)備的運(yùn)行,甚至?xí)?duì)人員安全造成危害。因此,考慮以上諸多因素,結(jié)合南湖變電站的實(shí)際情況,選用132Ω的電阻,此時(shí)提供的接地電流為。這樣既能保證選線裝置準(zhǔn)確選線,又不會(huì)有太大的接地電流。
110kV南湖變電站電容電流正常運(yùn)行時(shí)約為100A,脫諧度約為10%,還有10A的電容電流;單相接地后,投入電阻,阻性電流為45.5A,則故障電流可計(jì)算得。由此可知采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈加并聯(lián)電阻的方式接地的系統(tǒng),既能準(zhǔn)確判斷故障線路,又不會(huì)有很大的故障電流。
(4) XHK―II型成套裝置接地選線單元的保護(hù)措施:
因單相接地時(shí)投入并聯(lián)電阻,使電阻、故障點(diǎn)流過了很大的接地電流,對(duì)裝置的準(zhǔn)確選線有好處,但同時(shí)也使電阻迅速升溫,所以在并聯(lián)電阻箱中也安裝一些保護(hù)措施。
投入電阻后,0.9秒內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集,程序控制斷開電阻;
1秒時(shí)間繼電器動(dòng)作自動(dòng)斷開電阻;
動(dòng)作間隔時(shí)間閉鎖。在控制回路中設(shè)定5分鐘內(nèi)不論發(fā)生幾次單相接地,并聯(lián)電阻只投入一次,以防止電阻的頻繁投入以致高溫?zé)龎碾娮?,同時(shí)也減少投切電阻對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響;
溫度繼電器過限斷開。在控制回路中設(shè)置溫度控制器監(jiān)視電阻的環(huán)境溫度,一旦超過設(shè)定的180℃時(shí),則認(rèn)為電阻溫度過高,不能在投入。所以斷開真空開關(guān)投切回路,使其不能再合上,以保護(hù)電阻。
4、安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題:
在安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn),一旦真空開關(guān)拒跳時(shí),無任何控制回路去切除電阻,在故障線路切除前,電阻一直通過很大的接地電流,使電阻迅速升溫以致燒壞,而此時(shí)卻無任何報(bào)警信號(hào)上傳至中心站監(jiān)控系統(tǒng)。因此,需要重新設(shè)計(jì)接地裝置的控制回路,使其在真空開關(guān)拒跳時(shí)能有防護(hù)措施跳開電阻并有相關(guān)報(bào)警信號(hào)上傳中心站。經(jīng)與廠家一起對(duì)該套裝置控制回路研究后,決定采用開關(guān)的位置節(jié)點(diǎn)與時(shí)間繼電器配合去跳本側(cè)接地變開關(guān)的方案。其方案控制回路圖如下:
圖4 開關(guān)拒跳保護(hù)回路圖
如圖所示,K4為真空接觸器,K4-1為其位置節(jié)點(diǎn);SK3為定時(shí)3秒的時(shí)間繼電器;K3為中間繼電器,YB為壓板。時(shí)間繼電器時(shí)間設(shè)定要超過電阻投入時(shí)間一秒及繼電器動(dòng)作時(shí)間,因此可設(shè)定為3秒。真空開關(guān)合上后,K4-1節(jié)點(diǎn)閉合,3秒后節(jié)點(diǎn)仍然閉合則認(rèn)為是真空開關(guān)發(fā)生機(jī)械故障拒跳,那么此時(shí)時(shí)間繼電器SK3動(dòng)作,通過中間繼電器節(jié)點(diǎn)去跳本側(cè)接地變,此正常時(shí)再將報(bào)警信號(hào)上傳中心站。由于故障被迅速發(fā)現(xiàn),檢修人員可以盡快修復(fù)故障,恢復(fù)接地變正常運(yùn)行方式。
5、結(jié)束語:
篇7
一、列表對(duì)比,理解概念,把握規(guī)律
學(xué)習(xí)了多個(gè)電學(xué)物理量后,不少學(xué)生感到概念內(nèi)涵不易準(zhǔn)確理解,有的容易混淆。因此在教學(xué)過程中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有關(guān)的概念或規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析,找出它們的共性、區(qū)別,以及相互間的聯(lián)系,這樣教學(xué)效果會(huì)要好得多。
本文以下表為例,以便學(xué)生對(duì)比分析。從上表可以看出這些物理量的概念、字母、單位、測(cè)量方法和儀表,結(jié)合該表的制作,學(xué)生多看、多記,定能準(zhǔn)確理解相關(guān)的概念和規(guī)律。同樣地可以用列表的方法尋找其他物理量間的關(guān)系或規(guī)律,如串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻的關(guān)系。初中物理電學(xué)部分容易混淆的物理量是:電功(電能)和電功率,它們的單位分別是千瓦時(shí)和千瓦,同學(xué)們應(yīng)好好地對(duì)比分析,把握好它們區(qū)別和聯(lián)系。影響因素較多的物理量是導(dǎo)體的電阻,影響電阻的內(nèi)在因素有材料、長度、橫截面積、外因有溫度,且應(yīng)注意導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種屬性。
二、弄清結(jié)構(gòu),把握變化,靈活解題
簡單的電路則電源、電阻(用電器)及導(dǎo)線連接起來的,但實(shí)際電路復(fù)雜得多,如何運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析計(jì)算,不少學(xué)生都覺得難度較大。教學(xué)實(shí)踐表明要求學(xué)生懂得電路結(jié)構(gòu),知道各電路元件的作用,是懂得分析計(jì)算的前提,如電路中開關(guān)的接通、斷開對(duì)電路中各元件的電流、電壓如何變化,這是學(xué)生必須弄清的。為此,需讓學(xué)生理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的性質(zhì)和特點(diǎn)(引導(dǎo)學(xué)生列表分析,效果較好,篇幅所限,在此不再細(xì)述)。串聯(lián)電路的特點(diǎn):只有一個(gè)回路,電路是只要一處斷開,整個(gè)電路就沒有電流通過;電路中各處的電流處處相等;電路中電源電壓等于各用電器上的電壓之和。并聯(lián)電路的特點(diǎn):有兩個(gè)以上的回路,其中一個(gè)回路斷開,另一個(gè)回路仍能正常工作;干路上的電流等于各分路的電流之和;并聯(lián)回路的電壓相等。學(xué)生在能較好地把握串并電路的性質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,靈活運(yùn)用歐姆定律,及電功、電功率、電熱公式就能對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算。
三、精心選題,步步深入,提高能力
篇8
具體分析如下:
一、判定總電阻變化情況的規(guī)律
(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí),電路的總電阻一定增大(或減?。?。
(2)若電鍵的接通或斷開使串聯(lián)的用電器增多時(shí),總電阻增大;若電鍵的接通或斷開使并聯(lián)的用電器增多時(shí),總電阻減小。
(3)在圖1中所示分壓電路中,滑動(dòng)變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)成,其中一段與用電器并聯(lián)(以下簡稱并聯(lián)段),另一段與并聯(lián)部分相串聯(lián)(以下簡稱串聯(lián)段)。設(shè)滑動(dòng)變阻器的總阻值為R,燈泡的電阻為R燈,與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為R
并,則分壓器的總電阻為:R總=R-R并
由上式可以看出,當(dāng)R并減小時(shí),R總增大;當(dāng)R并增大時(shí),R總減小。由此可以得出結(jié)論:分壓器總電阻的變化情況,與并聯(lián)段電阻的變化情況相反,與串聯(lián)段電阻的變化情況相同。
(4)在圖2中所示并聯(lián)電路中,滑動(dòng)變阻器可以看作由兩段電阻構(gòu)成,其中一段與R1串聯(lián),另一段與R2串聯(lián),則并
聯(lián)總電阻R總= 。
①如果存在兩支路電阻對(duì)稱的情況,當(dāng)兩支路電阻相等時(shí),阻值最大,當(dāng)R1+RAC=R2+RBC時(shí)乘積最大,R總最大,則滑動(dòng)變阻器從一端滑到另一端時(shí),電阻先增大后減小。
②如果兩支路不存在電阻對(duì)稱,則阻值是單調(diào)變化的,如R1+RAB?R2,則觸頭從A到B滑動(dòng)時(shí),電阻一直是增大的
二、根據(jù)全電路歐姆定律,分析總電流的變化情況和路端電壓的變化情況。因此電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r是定值,所以,當(dāng)外電阻R增大(或減?。r(shí),由I= 可知電流減?。ɑ蛟龃螅?,由U=E-Ir可知路端電壓隨之增大(或減?。?/p>
三、根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和局部電路與整個(gè)電路的關(guān)系,分析各部分電路中的電流強(qiáng)度I、電壓U和電功率P的變化情況。一般來說,應(yīng)該先分析定值電阻上I、U、P的變化情況,后分析變化電阻上的I、U、P的變化情況。
例1.如圖1所示,當(dāng)可變電阻R0的滑動(dòng)片向右移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是:
A.電壓表的讀數(shù)變小
B.電流表的讀數(shù)變小
C.電壓表的讀數(shù)增大
D.電流表的讀數(shù)增大
分析與解:由圖可知,當(dāng)滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí),R0變大,使整個(gè)外電路的電阻R變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=E/(R+r)可知電路總電流I減小,路端電壓U=EIr增大,則電壓表的讀數(shù)變大,選項(xiàng)C正確.根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),R2兩端的電壓U2=U-IR1,因U、I,則U2,通過電阻R2的電流I2=U/ R2變大.根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),通過R0的電流I0=II2,因I、I2,則I0,電流表的讀數(shù)變小,選項(xiàng)B正確.故本題的正確選項(xiàng)為B、C.
點(diǎn)評(píng):電路動(dòng)態(tài)分析的基本思路是:“部分整體部分”,即從某個(gè)電阻的變化入手,由串并聯(lián)規(guī)律先判斷外電路總電阻的變化情況,然后由閉合電路歐姆定律判斷總電流和路端電壓的變化情況,最后由部分電路的歐姆定律判斷各支路的電流、電壓變化情況.
例題2、如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí),電路中各電表示數(shù)如何變化?(電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì))
解析:滑動(dòng)變阻器R3的滑片C向B方向移動(dòng)時(shí),外電路電阻增大,由得總電流(I1)減小,電源內(nèi)部降壓減小,由 U=E-得路端電壓U4增加,由U1=IR1得電阻R1電壓U1減小,由U2=U4-U1得AB間電壓U2增加,再由 得R2支路電流I2增加,最后由I3=I1-I2得滑動(dòng)變阻器中電流I3減小。
路端電壓隨外電阻變化的根本原因是由于電源有內(nèi)阻,若電源的內(nèi)阻r=0,這樣的理想電源,它的路端電壓不隨外電阻的變化而變化,初中討論的都是這樣的電源。但是實(shí)際中(高中階段)的電源都有內(nèi)阻,正是由于r≠0,才導(dǎo)致了路端電壓隨外電阻的變化而變化。
篇9
關(guān)鍵詞:RLC并聯(lián)電路;相量圖;并聯(lián)諧振電路;諧振條件;諧振頻率
【中圖分類號(hào)】G642.4
實(shí)際電路中多是感性電路,為了提高電源利用率,可以采用并聯(lián)電容的方法,構(gòu)成RLC并聯(lián)電路,減小了電壓電流相位角,提高功率因數(shù)。在電感和電容并聯(lián)的電路中,如果電路中的端電壓與總電流同相位,相位角減小到零,電路發(fā)生諧振,稱并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振在電工電子技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也是相關(guān)專業(yè)后續(xù)課的重要內(nèi)容。電工基礎(chǔ)教材里,提高功率因數(shù)、并聯(lián)諧振只給了結(jié)論,同學(xué)簡單的硬性記憶,不知所以然。許多書利用復(fù)數(shù)阻抗理論推導(dǎo),對(duì)中職學(xué)生來說,理解不了。利用畫相量圖,結(jié)合基本的高中數(shù)學(xué)知識(shí)分析,同學(xué)很容易理解功率因數(shù)怎么提高的以及并聯(lián)諧振的知識(shí)。簡單、直觀,學(xué)生容易聽懂。
一、相量圖
相量圖就是用帶箭頭的線段,表示正弦交流電的電流電壓等同頻率正弦量的數(shù)量及相位關(guān)系畫出幾何圖形。相量圖將抽象的題意轉(zhuǎn)化為形象的幾何圖形,與簡單的幾何運(yùn)算聯(lián)系起來,大大簡化了解題難度。
二、RLC并聯(lián)電路及電路電壓相位關(guān)系
1. RLC并聯(lián)電路
2.RLC并聯(lián)電路中各電流電壓的相位關(guān)系
從圖2相量圖中可以看出,并聯(lián)電容后電流、電壓之間的相位角從φRL減小到φ ,功率因數(shù)提高了。選擇合適的電容,就可把感性電路的功率因數(shù)提高到95%以上。提高電源利用率,節(jié)約能源。
三、并聯(lián)諧振電路
如果電感線圈與電容器并聯(lián),線圈總有一定電阻,它和電容并聯(lián),構(gòu)成RLC并聯(lián)電路。如RLC并聯(lián)電路符合某條件,電壓、電流之間的相位角減小到零,即電壓電流同相位。此時(shí)電路發(fā)生諧振,簡稱并聯(lián)諧振。
1 并聯(lián)諧振
電路發(fā)生諧振,即電流電壓同相
電流電壓同相,從式子③可以看出IC=IRLsinφRL即(sinφRL-IC)2相為0
從相量圖2可以看出,相位角φ為零
則諧振時(shí)的相量圖為
圖3
φ=0即總電流與電壓同相,簡稱并聯(lián)諧振,并聯(lián)諧振時(shí),電容支路電流完全抵消了RL串聯(lián)支路的電流的無功分量,電路的總電流為RL串聯(lián)支路的電流的有功分量。
2 并聯(lián)諧振條件
諧振時(shí) IRLsinφRL=IC
由IRL= ·sinφRL=
IC=U/XC
即 · =U/XC
一般電感線圈的電阻總是很小,RL支路中R
則
所以XL≈XC
諧振條件:當(dāng)XL≈XC時(shí),RLC并聯(lián)電路發(fā)生諧振。
3 諧振頻率
當(dāng)XL=XC時(shí),電路發(fā)生諧振即 2πfl=
近似f=
4 等效電阻
電路諧振時(shí),電源端電壓總電流同相位,電路成阻性,整個(gè)電路等效為一個(gè)電阻|R0
R0=|Z|=U/I
由相量圖3 I=IRL·cosφ
cosφ=
IRL=
得:I= ·
得:R= 式4
一般電感線圈的電阻總是很小的,所以,從式4可以看出,當(dāng)電阻看成接近0時(shí),z趨近于無窮大,電路相當(dāng)于開路。并聯(lián)諧振時(shí)電路呈現(xiàn)一個(gè)高阻狀態(tài)。這樣,我們就能在高內(nèi)阻電源情況下,用并聯(lián)諧振達(dá)到選擇信號(hào)的目的。
5 電流
從相量圖3可以看出,并聯(lián)諧振時(shí)電容完全抵消了RL串聯(lián)支路的電流的無功分量,電路的總電流為RL 支路電流的有功分量。因此,當(dāng)電源電壓和電路參數(shù)一定時(shí),電路總電流的數(shù)值最小。
相量圖3 可以看出 各支路電流與總電流的關(guān)系為
IRL= ·I= ·I 式5
IC= ·I 式6
當(dāng)XLR時(shí),RL串聯(lián)支路的電流 和電容支路的電流將遠(yuǎn)大于總電流。因此并聯(lián)諧振也稱電流諧振,無線電工程中往往用來選擇信號(hào)和消除干擾。
四、結(jié)束語
教學(xué)過程中,由于中職院校突出技能訓(xùn)練,理論課課時(shí)被壓縮,短時(shí)間內(nèi)把理論給學(xué)生講明白。加上中職學(xué)生的特點(diǎn),對(duì)電工基礎(chǔ)的基本概念、定理、定律掌握有一定難度。所以在單相、三相交流電的教學(xué)過程中,相量圖的定性分析,在提高學(xué)生理解問題能力上,就顯得尤為重要。通過實(shí)踐,我們教會(huì)學(xué)生正確的相量圖的圖解分析法,大大提高了學(xué)生的分析問題接軍問題的能力。求解問題更方便、快捷、直觀,避免繁瑣的計(jì)算,很大程度上降低了解題計(jì)算的復(fù)雜程度。能幫助學(xué)生深刻理解交流電路內(nèi)部的各種關(guān)系和定律。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐玉恒 《電工原理》 中國鐵道出版社 1983
[2]李翰芤 《電路分析基礎(chǔ)》 高等教育出版社 1993
篇10
實(shí)驗(yàn)
1)樣品:實(shí)驗(yàn)選用面積為156mm×156mm,晶向?yàn)?lt;100>的p型單晶硅片作為實(shí)驗(yàn)樣品,其電導(dǎo)率為0.5Ω•cm~2.0Ω•cm,原始硅片厚度約200μm。實(shí)驗(yàn)樣品共分為11組,每組樣品20片。2)實(shí)驗(yàn)步驟:實(shí)驗(yàn)步驟如下:清洗制絨→擴(kuò)散制結(jié)→刻蝕→去磷硅玻璃→鍍減反射膜→印刷→高溫?zé)Y(jié)→測(cè)試統(tǒng)計(jì)平均數(shù)據(jù)→調(diào)節(jié)燒結(jié)工藝→分析結(jié)論。(1)清洗制絨,采用低濃度的堿溶液腐蝕制備絨面,降低硅片的反射率。(2)擴(kuò)散制結(jié),使用液態(tài)POCl3作為磷源在高溫下擴(kuò)散形成p-n結(jié),使用semilab公司的方阻測(cè)試儀SHR-1000測(cè)試方阻,控制方阻范圍53Ω/~57Ω/。(3)采用CF4和O2的等離子體進(jìn)行硅片邊緣刻蝕。(4)用適當(dāng)?shù)臐舛鹊腍F酸去除附著的磷硅玻璃。(5)采用常規(guī)的工藝在硅片表面淀積一層SiNx:H減反射膜,使用semilab公司的LE-100PV橢偏儀測(cè)量薄膜的厚度以及折射率,顯示為膜厚75nm,折射率為2.01。(6)印刷和燒結(jié):用Baccini絲網(wǎng)印刷機(jī)對(duì)硅片進(jìn)行電極印刷,并用Despatch燒結(jié)爐以20片為一組,根據(jù)燒結(jié)結(jié)果對(duì)燒結(jié)爐進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)。這里主用采取控制變量法,先控制燒結(jié)爐1區(qū)~8區(qū)溫度不變,調(diào)節(jié)燒結(jié)爐的9區(qū)得到一個(gè)相對(duì)好的燒結(jié)點(diǎn),然后控制1區(qū)~7區(qū)以及9區(qū)溫度不變,調(diào)節(jié)8區(qū)溫度,以獲得最佳匹配溫度。其中1區(qū)~7區(qū)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中未進(jìn)行調(diào)節(jié),為常見的陡坡式燒結(jié)曲線,其溫度設(shè)置見表1(略)。(7)保持8區(qū)溫度不變,設(shè)為820℃,調(diào)節(jié)9區(qū)溫度得到的結(jié)果見表2。(8)保持9區(qū)溫度不變,設(shè)為925℃,調(diào)節(jié)8區(qū)溫度得到表格3的結(jié)果。
數(shù)據(jù)及分析
實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果是由pss10太陽能光伏模擬器測(cè)試得出,以20片的平均數(shù)據(jù)為參考,避免了單片的波動(dòng)性造成的數(shù)據(jù)失真。對(duì)比表2和表3的燒結(jié)數(shù)據(jù),我們不難發(fā)現(xiàn)Uoc、Isc、Rs、Rsh、FF和η在不同的燒結(jié)溫度下,都有了改變。尤其是Rs、Rsh、FF以及η變化比較明顯。實(shí)驗(yàn)過程中,我們控制其余8個(gè)區(qū)域,分別向過燒以及欠燒的方向調(diào)節(jié),以期找到最為合適的燒結(jié)點(diǎn)。為方便數(shù)據(jù)的分析,我們將燒結(jié)的數(shù)據(jù)調(diào)整為溫度逐漸升高的過程。分析九區(qū)的燒結(jié)數(shù)據(jù),如圖1所示(略),我們發(fā)現(xiàn)隨溫度的持續(xù)升高,電池背場(chǎng)燒結(jié)的更充分,電池的串聯(lián)電阻持續(xù)得到改善,填充因子增大,效率提高。繼續(xù)升高溫度,除了串聯(lián)電阻有了較大的下降以及填充因子有所上升外,其他的參數(shù)都變得更差,繼續(xù)調(diào)高溫度,電池的各項(xiàng)參都變得惡化。而串聯(lián)電阻在第5組溫度下得以改善,很有可能是溫度較高,正面銀電極部分燒穿,導(dǎo)致的串阻大幅度下降。而填充因子可以看成是串聯(lián)電阻的函數(shù),如公式所示。FFUUU=R++ocococsln(.)()07211式中:FF為填充因子;Uoc為開路電壓;Rs為串聯(lián)電阻。由公式,當(dāng)串聯(lián)電阻有較大下降時(shí),F(xiàn)F有一個(gè)改善的過程。分析以上的燒結(jié)過程,當(dāng)8區(qū)溫度保持不變時(shí),第4組數(shù)據(jù)燒結(jié)工藝溫度設(shè)置是最為理想的。與最初的燒結(jié)工藝相比,效率提高了0.28%。得到了9區(qū)的最佳燒結(jié)點(diǎn)后,我們控制9區(qū)溫度保持不變,對(duì)8區(qū)進(jìn)行調(diào)節(jié),如圖2所示。同樣可以看到在8區(qū)溫度持續(xù)升高的過程中,電池各項(xiàng)參數(shù)有一個(gè)持續(xù)改善,得到最佳燒結(jié)點(diǎn),再到一個(gè)持續(xù)惡化的過程。通過對(duì)接觸電阻的測(cè)量分析,如圖3所示,我們也不難發(fā)現(xiàn),接觸電阻在電池片未燒透的情況下,接觸電阻較高,隨著燒結(jié)情況的改善,接觸電阻有著明顯的下降,隨著溫度過高,電池片有被過燒的傾向時(shí),接觸電阻又開始增大。在p-n結(jié)特性良好的情況下,接觸電阻越小,電池片的各項(xiàng)參數(shù)都相對(duì)比較好。尤其是測(cè)試效率,得到了很好的改善。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,得到最佳的燒結(jié)溫度見表4(略)。在此燒結(jié)溫度下,我們又進(jìn)行了多次試驗(yàn),獲得了較好的重復(fù)性。而在此溫度下,效率相對(duì)于初始的燒結(jié)工藝有了0.51%的改善。這說明以上的分析是正確的。
結(jié)論