电工电子技术概论（上篇，共上中下3篇）.pptxVIP

IntroductoryElectricalandelectronicTechnology电工电子技术概论主编：盛贤君大连理工大学出版社(第二版)

CONTENTS1.1直流电源1.2交流电源0102目录CONTENTS第1章电能的产生

PART-011.1直流电源

1.1直流电源1.1.1干电池干电池(drycell)又称为原电池或一次电池,它是一种化学电源,是将化学能转变为电能的装置,例如锌锰干电池、锌银钮扣式电池等。因为在这种电源装置中,电解质是一种不能流动的糊状物,所以将其称作干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池来说的。干电池不仅适用于手电筒、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于航海、航空、医学等领域。常用干电池为锌锰干电池,按电解液性质的不同,分为普通(酸性)锌锰干电池碱性锌锰干电池

1.1直流电源干电池的主要性能参数如下开路电压UOC内阻R工作电压U容量1.1.2可充电电池一次电池又称为不可充电电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原为化学能,或者说它的还原性能极差。可充电电池(rechargeablecell)又称为二次电池,由充电器充电,将电能转换为化学能存储起来,而在使用中放电,再将化学能转化为电能,即二次电池可以多次存储能量并转换为电能。

1.1直流电源可充电电池的种类可分为铅蓄电池(leadstoragebattery)镍镉电池(Ni-Cdbattery)镍氢电池(Ni-Mhbattery)锂离子电池(Li-lonbattery)...图1-2圆柱形锂离子电池内部结构示意图绝缘体垫圈PTC元件正极端子排气孔防爆阀正极隔膜负极负极引线外壳

1.1直流电源可充电电池的主要性能参数额定容量标称电压充电终止电压放电终止电压开路电压实际电压一般可充电电池在使用时,过充电和过放电都会影响电池的使用寿命,所以应避免过充电和过放电现象。可充电电池的充电方法主要有恒流充电、恒压充电、恒流/恒压充电和恒压限流充电,其中锂离子电池一般采用恒流/恒压充电方式。如图1-3所示,充电分为两个阶段:先恒流充电,到接近终止电压时改为恒压充电。图1-3恒流/恒压充电方式

1.1直流电源1.1.3燃料电池燃料电池(fuelcell)是一种无公害的绿色能源,也是一种化学电池,它将物质发生化学反应时释放出的能量直接转变为电能。图1-4燃料电池结构图

1.1直流电源1.1.4太阳能电池太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。它也是一种清洁能源,不会产生任何环境污染。太阳能电池(solarcell)又称光伏电池,是一种可以将太阳能直接转化为电能的半导体装置。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为①硅太阳能电池②多元化合物薄膜太阳能电池③功能高分子材料多层修饰电极型太阳能电池④纳米晶太阳能电池等。

1.1直流电源1.1.5直流发电机如上所述,电池提供的电能是有限的,更充足和更强大的电能需要通过发电机获取。发电机是将机械能转变为电能的电磁装置。图1-6是直流发电机的原理图,其中N和S是主磁极,该磁极是由直流电流通入绕在铁芯上的励磁绕组产生的,励磁绕组中的电流称为励磁电流。由于这部分是固定不动的,故称为定子。直流发电机转动的部分称为电枢,也称为转子,它是由圆柱形铁芯和绕在铁芯上的电枢绕组组成的。图1-6直流发电机原理图

1.1直流电源在工作时,原动机拖动电枢以恒定转速n旋转,电枢绕组的有效边ab和cd将切割磁感线,这样便在其中产生了感应电动势e,其大小为e=Blv(1-1)式中,B为导体所在处的磁通密度,单位是T(特斯拉);l为导体的有效长度,单位是m;v为导体与磁场的相对运动速度,单位是m/s;e的单位是V。感应电动势的方向可根据右手定则确定。如图1-6所示,设电枢逆时针旋转,则这一时刻线圈上产生感应电动势的方向分别是由d到c和由b到a,此时a端经换向器接触电刷A,d端经换向器接触电刷B。如果在两电刷之间接上负载,就有电流从电刷A经负载流向电刷B,所以电刷A为正极性,电刷B为负极性。当电枢转过180°时,在线圈中产生的感应电动势的方向发生了变化,分别是由a到b和由c到d,但此时d端经换向器接触电刷A,a端经换向器接触电刷B,流过负载的电流方向没有变化。所以,电刷A仍为正极性,电刷B仍为负极性。可见两电刷A、B的极性始终不变。从以上分析可以看出,电枢绕组中感应电动势和电流的方向是交变的。但是,经过电刷和换向器的整流作用,可使外电路得到方向不变的直流电。

1.1直流电源根据式(1-1)可知,电枢绕组中的感应电动