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直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
2024/6/16 10:17:12 | 浏览:499 | 评论:0

高中所学交流发电机所发出的正弦交流电便是典型的交流电(AC), 其大小和方向都随时间发生变化,在应用过程中,只要电流方向发生变化都统称交流电,如三角交流电和方波交流电。

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
对于直流电(DC),实际应用过程中常常是电流方向一直保持不变,电流大小可以随时间变化,  这就是所谓的脉动直流电,

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
交流电到直流电的转换最关键的是整流器,在这里就以电阻性负载和单相半波可控整流电路为例,包含二极管,二极管是一个单向导通的电子器件,他能够将反向的电流截止。

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
电阻性负载的单相半波可控整流电路
原理:在整流电路中,当外部电源u1处于正向,经过整流变压器T得正向电压u2, 由于u2是一个正弦电压,当wt=α时,恰好导通VT晶闸管,使得在负载R两端得到与变压器T两端一致的电压u2。当wt=Π时,VT两端正向电压为0,电流无法导通,负载两端电压为0。同理当外部电源u1处于反向时,VT仍然处于关断状态,回路继续保持为0,直至下一个周期满足条件导通为止。

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
电阻性负载的单相半波可控整流波形
由于VT只在电压部分正向角度才能导通, 负载R得到的输出电压极性不变, 但电压电流的瞬时值是变化的, 属于脉动直流形式,这就是经典的半波整流方式。此外还可以利用滤波器平滑脉冲直流电。

直流电到交流电的转换的电路称为逆变电路,下图为单项桥式逆变电路实现直流电变交流电的功能,其中S1、S2、S3、S4是逆变电路的四个开关。一般都是由一些复杂的电力电子器件组合而成。

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
原理:当开关S1与S4闭合,S2与S3断开时, 负载R两端得到输出电压u0=Ud;相反, 当开关S1与S4断开, S2与S3闭合时, 负载R两端得到输出电压u0=—Ud。当这两组开关以特定频率f切换时,负载两端就将获得下图的交变方波电压,周期T=1/f。

直流电和交流电是怎样操作实现转变的?
参考资料:

袁晨.交流电与直流电相互转换原理[J].电子世界,2018(19):21-23.
叶军,黄彦焱.直流电与交流电相互转换的实验研究[J].中学物理,2013,31(15):28-30.

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