在基本电路中,最常见电子元件的三种基本元件分别...

彩电ABL电路的控制原理及检修(
  在CRT彩电中,均设有ABL(自动亮度限制)或ACL(自动对比度限制)电路,对束电流进行限制。该电路并不复杂,但在电路中有着重要的地位。检修时如果不得要领的话,易事倍功半,甚至造成误判,下面详细分析ABL电路的工作原理和基本的故障判断方法,并重点介绍开环检修方法。一、束电流控制电路原理ABL或ACL束电流控制电路是一个负反馈电路,可以在一定的范围内对显像管的电流进行限制调整,当屏幕过亮使束电流超出额定值时,该电路动作,用取得的束流误差电压去控制亮度通道的直流电平,使显像管的三枪阴极电位上升,则束电流下降到正常的范围内。当束电流超过ABL电路限制范围时,往往会进一步启动保护电路实现过流保护。显然,当这部分电路器件不良引起错误控制时,就有可能导致显像管的三枪阴极电位升高,从而出现无光栅、图像暗或者亮度过高甚至自动关机的现象。早期彩电的束电流控制一般采用将取样得到的束电流误差电压与亮度控制端电压相比较,若后者低于前者时,则电路起控,该电路称为ABL电路:若束电流误差电压与对比度控制端电压比较,则称为ACL控制。长虹C2165(TA机芯)彩电的ABL电路如图1所示,TA7698④脚为亮度控制端,低亮度时,束电流较小,图中C点的电压较高,VD241截止,束电流电路不动作。当束电流增大时,R425、R420、R421上的电压增大,导致B点的电位下降,当B点的电位低于A点电位0.7V时,VD241导通,则TA7698④脚电位下降,IC内部的黑电平钳位电路改变(23)脚Y信号的直流电平,即通过提高显像管的阴极电位使束电流得以降低,完成自动亮度控制的目的。许多彩电的信号处理芯片均设有专门的引脚作为束电流控制脚,控制原理基本相同。长虹62536型彩电(CN-9机芯)束电流控制电路如图2所示。TB1238N (21)脚为束电流控制脚,与外部的电路共同构成束电流控制电路,其控制原理如下:当束电流在正常范围内时,(21)脚的电压约为5.9V,D204正端电压也为5.9V,而其负端电压随图像内容变化,正常时D204截止,束电流电路不动作。当某种原因使CRT束电流增大并超过其额定值时,R515上的压降增大,D204负端电位下降,当负端电压低于5.2V时,D204导通,束电流控制电路起控。显像管束电流变化引起的误差电压经过D204、R209送入TB1238AN(21)脚,经内部速率变换电路处理后分别得到ABL、ACL控制电压。其中,ABL控制电压被送去自动跟踪调整图像信号的直流动态范围,改变亮度信号的直流传输特性;ACL控制电压则去控制调整亮度信号和色度信号的交流传输特性之间的比例关系,在两者的共同作用下,最终使显像管三阴极电压上升,则图像的亮度和对比度下降,从而限制束电流的增大。二、束电流控制电路的检修1.检修思路ABL电路异常后,常见的故障现象有:黑屏,图像暗或对比度太弱,亮度过高引起自动关机。例如:当TB1238AN(21)脚外接的束电流电路不良,引起(21)脚电压过低时,将会产生无光栅故障。由于束电流控制电路是一个负反馈环路,很难从某一点电位的高低来判断故障的范围,所以可采用开环法来缩小故障范围。2检修步骤(1)首先检查ABL的接地端电阻和束电流取样电阻通常,行输出变压器的ABL端(中高压的公共端)是通过电阻和+B电压相接,这个电阻要完成束电流取样的作用,若该电阻开路或阻值变大,不但使ABL电路无法正工作,还会引起加速极电压大幅降低直至为零,从而引起图像暗(黑屏)。此时,由于聚焦极和加速极电阻的接地作用,高压仍能形成回路,对高压的影响作用比较小。【提示】行输出变压器,ABL端是中高压的公共端,ABL电阻开路后还易高压打火放电,从而损坏其他元器件,所以代换时应选择质量好的电阻并焊接牢固。(2)断开ABL控制,对故障范围进行分割在实际检修中,可断开ABL控制二极管,即切断束电流反馈环。如果断开后,故障现象有变化,比如亮度能恢复正常,那就要检查二极管及其负极所接的这部分电路。如果断开后,故障现象基本不变化,或者ABL控制脚的电压与正常值仍相差太大,则要检查二极管正极所接的电路,重点检查ABL控制脚的外围元件。【提示】ABL电路故障引起束电流过大时部分机会自动关机,这时可降低亮度进行观察和测量(反馈环切断后,亮度太高,容易引起过流),或直接检查集成块ABL控制脚的外围元件。以上是检修ABL电路的一般维修思路,其中关键是开环的思路。遇到疑难故障时,可按上述方法分析,在实际维修中,还要灵活应用,下面通过具体实例进一步说明检修思路和方法。( 三、检修实例例1:一台松日2129D彩电(小信号IC为TDA8839),声音正常,黑屏,有时还能出现较暗的图像。分析检修:开盖检查,发现集成块TDA8838及视放块TDA6107已被换过,其附近外围元件也有明显检查过的痕迹。测三枪阴极电位偏高,怀疑ABL电路有问题,相关电路如图3所示。查ABL电阻R467正常;断开二极管V462后,故障消失,确定故障范围VD462负极之后的电路中。对这部分ABL电路进行重点检查,发现VD461漏电。事后实验证实,当VD461短路时,出现黑屏;当VD461漏电电阻约为200Ω时,屏上能出现较暗的图像。例2:一台长虹2lK32彩电(CN-12机芯),出现光栅很慢,且图像发暗。分析检修:该机故障现象是开机模糊,图像昏暗,更换管座后,情况大有改善,但图像不够鲜明,对比度弱,而且时好时坏。该彩电的故障由来已久,用户在不能收看的情况下才送来修理。怀疑电路板有脱焊现象,补焊后故障依旧。故障时测得灯丝电压正常,但阴极电位偏高,怀疑ABL电路有故障。如图4所示,断开R426试机故障不变;脱开N101(13)脚后,图像正常。检查N101外围元仵,发现二极管VD403漏电,换新后故障排除。例3:一台长虹G2536彩电(CN-9机芯,小信号IC为TB1238),声音正常,图像暗。分析检修:检查灯丝和加速极电压正常,因而怀疑ABL电路有故障。参见图2,测ABL端电压偏低,断开二极管VD204后,图像正常,(21)脚电压升高,证明故障在二极管VD204负极所接的电路中,经查电容C218漏电。换新后故障排除。例4:一台SF2539彩电(CN-16机芯),声音正常,光栅暗,有极暗的彩色图像。分析检修:开机后有极暗的彩色图像,将亮度和对比度调到最大,图像也很暗。根据故障现象检查,首先测量加速极电压为320V,正常;接着对视放电路进行检查,未发现异常;测量N100(CH05T1611)黑电流检测输入端(50)脚电压为5.7V,正常;行逆程脉冲输入端(34)脚电压为0.6V,也正常;自动亮度控制端ABL(49)脚电压为1.5V,比正常值低。断开(49)脚开机,图像亮度正常,此时(49)脚电压上升为3.4V,由此判定故障在ABL电路中,如图5所示。用电阻挡检查R481、R482、R485,发现R482由5.1KΩ变为50kΩ,换新后故障排除。例5:一台嘉华21W3彩电(小信号单片为AN5195K,IC301),在观看过程中自动关机。分析检修:该机有时能下作数小时,有时仅置作几分钟,故障出现无任何规律。自动关机后,测得+B电源输出正常,行电路停止工作,检查行部分有关电路,未发现有接触不良现象。自动关机后,AN5195K保护输人端(55)脚的电压大于1V(其保护启动阈值为0.7V),确定关机是由保护电路动作引起的。该机保护电路如图6所示。测过流取样电阻R439两端电压,发现其两端压降随图像内容约在200mV~350mV之问变化,当压降较大时,则会出现自动关机现象:从行电流情况来看并不太大,怀疑保护电路本身有问题,检查并代换保护电路各元件后故障故障依旧,代换行管、行输出变压器等元件后,故障仍未排除,维修陷人僵局。再次将正常机与故障机仔细对照,发现重要线索:在同样模拟量标准下收看电视节目,故障机图像亮度变化范围较大,特别是收看亮度变化大的节目时,当画面由暗突然变亮时,极易发生关机故障;收看亮度比较高的频道节目,更易停机,而收看亮度较低的几个频道,一般不停机,由此怀疑保护停机是由于束电流过大引起的。受此启发,将图像亮度、对比度减小,长时间观察,果然再无自动停机现象发生。由以上分析基本确定故障范围在自动亮度控制ABL电路中,重点检查ABL电路有关元件,最后查出R306电阻变值,换新后故障排除。例6:金星C542彩电(夏普NT-2T机芯),收看中经常出现自动关机故障,几乎没有什么规律,有时偶尔停机,有时会频繁停机,无法收看。分析检修:本机曾经他人多次维修均未找到故障原因。测量发现,自动关机时N801(TA7698)(30)脚电压大于1V,说明保护电路动作。该机保护电路如图7所示,其保护输入端有多路输入。先将模拟量减小,并降低加速极电压,使画面变得很暗,长时间观察不再出现自动关机现象,接下来集中检查ABL电路,发现R421已由原来的120kΩ增加到150kΩ,且阻值不稳定,换新后故障彻底排除。【提示】以上两例均是由于ABL电路电阻变值引起束电流临界保护,从而导致自动关机,其故障发生与图像亮度有关,可通过降低加速极电压及降低亮度的方法来判断。例7:长虹B2116彩电(小信号IC为LA7680),声音正常,黑屏。分析检修:黑屏、无字符显示,关机瞬间也未见屏上有闪光现象,似乎是行扫描电路没有工作。通电检修,主电源电压正常,显像管灯丝点亮,说明行电路工作正常;有正常伴音,说明通道部分及微处理器工作也基本正常。测量二只视放管集电极电压均在正常范围内,围绕显像管的发光条件,测得加速极电压为0v奇怪的是,用电表测量加速极电压时关机,屏上有光斑,这说明高压存在,加之在测量瞬间机械表表针反偏,说明负压存在。根据L述测试结果,怀疑高压公共地舡比脚不正常。经查ABL电阻R233开路,如图8所示。换新后开机,一切正常。电阻R233完全开路后,就会使加速极对地的回路切断,不仅加速极电压消失,而且高压也不能正常建立,所以会出现黑屏而且关机的时候也无光斑(-般情况下,如果仅是加速极电压消失,关机有亮光)。当用电表测量加速极电压时,电表的内阻以及加速极和聚焦极组件的分压电阻就变成了接通高压回路的接地电阻,从而建立起高压,这时关机的话就会有亮光出现,表针瞬间的反偏转就是高压电容的充电过程,显而易见。电流方向是由下向上的,因而加速极电压是负的,表针反偏转。以上分析是ABL电阻完全开路的情况。若ABL电阻阻值大幅变大,其加速极电压也会大幅下降,降至几伏或十几伏。总之,当出现灯丝电压正常而加速电压很低情况时,不要忽略检查ABL电阻或者该脚和电路板的接通情况。应当指出,ABL脚完全开路以后,该脚会感应有很高的负压,很可能对电路板或其他元件打火放电,因此是危险的。检修该机时,发现行输出的ABL脚在开机瞬间有明显的火花和轻微的“咔咔”放电声,因而修复后,没有再贸然断开电阻R233长时间观察,以免节外生枝。实验证明,当R233增至100kΩ时,图见, 像基本正常,可见电子束流很小。同时,行变ABL端的负压用电表是很难测到的,因为测量时电表的内阻会将ABL端接地,将 能量泄放掉。很明显,对这类加速极分压电 阻接ABL的高压包,测量加速极电压时,可以直接将表笔的负极接行输出ABL脚。值得一提的是,在实际电路中,还有一类行输出的加速极分压电阻不是接ABL 的,而是直接接地的,参见图6。当这类行 输出变压器出现ABL脚开路时,开机后加 速极电压消失而高压仅仅是有所降低,这 是因为此时加速极和聚焦极组件的分压电 阻变成了高压回路的接地电阻。
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常用电子元件基础知识(图解)_电路图
    电容
电容器俗称电容。它是在两个金属电机之间夹了一层电介质构成。所以它具有了存储电荷的能力。所以在理论上,它对直流电流具有隔断的作用,而交流电流则可以通过,随着交流频率越高,它通过电流的能力也越强。一些常用电容器外观见图1。
电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等,也用它和电感元件一起组成振荡电路。
电容的分类:
按照电介质的不同,电容有很多种。我们常见、常用的电容主要有:
体积特别小,高频损耗少,耐高温,价格低廉
体积小,容量大
容量特别大
铝电解电容漏电大,容量不准确。钽电解电容性能好但价格高
耦合、滤波
性能稳定,耐高温、高压。高频性能好
发光二极管
体积较小,容量较大、价格低
高频性能较差
我们在大多数的电子制作中,经常应用的是瓷片电容和电解电容。
按照结构的不同,我们将容量固定的电容称为固定电容,而可以调节的称为可调或半可调电容。普通收音机选台的就是使用可变电容。
我们在线路图中常用&C&来代表电容,用图2的符号来表示固定电容,用图3的符号来表示半可变电容,图4表示可变电容,图5表示双联可变电容。
电解电容一 般容量比较大,从1UF到10000UF都比较常见,它是有正负极之份的电容元件,在使用中正极节高电位端,负极接低电位端,不能够反接。电解电容又分为 铝电解、钽电解、铌电解,市面常见的是前两种,其中钽电解常被一些音响发烧友用于音响系统。电解电容我们常用图6的符号表示。
图6:电解电容的标示符号
电容的主要性能参数:
1、 电容标称容量。描述电容容量大小的参数,单位为&法(F)&。在实际应用中,以&法&出现的电容很少见到,我们常用的、常见的是其他拓展单位:&微法&(&F)和&皮法&(pf)。其单位换算公式:
1F=1,000,000&F (106&F)=1,000,000,000,000pF (1012pF)
2、 耐压。也叫额定工作电压。是指电容规定的温度范围内,它能够长期可靠工作承受的加在它两极的最高电压。又区分为直流工作电压和交流工作电压。这个指标当然是越高越好,在其他性能一样的情况下,高耐压的可以直接替代低耐压的,反之则不能。
3、 漏电电阻。电容中的电介质不是绝对绝缘的,当通上直流电的时候,或多或少地会有电流的通过,我们称之为漏电。当漏电情况教大时,电容发热甚至会导致电容损坏。
电容的规格标注方法:
我们在实际应用过程中,常常需要对电容的容量和其它参数进行选择。电容的容量标注方法同电阻一样,也是采用直标法(数字直接表示)和色标法两种。但直标法需要注意的是有一些这样的差异:
1) 我们在瓷片电容上经常看到如图7这样103,224等这样的标注。这种并不表示该电容容量为103PF或224PF。它的容量应为:前两位读数后加上第3位数字表示的&0&数。例如:
224=22*10,000=220,000pF=0.22&F
2) 在电解电容上有正负极的区分,一般都有如图8所示的标示。还有一种普遍的识别方法:对未剪腿的电解电容,腿长的一边为正极。电解电容一般采用直标法,它的容量不需要换算。注意的是在容量下方一般还标注了耐压值和工作温度。见图9。
电容的测量:
一般的万用表并没有专门测量电容容量的档位。多数情况下我们用以下方式测量电容的某些特性:
1) 测量其漏电电阻。漏电电阻小也就是漏电大的电容是不宜用于线路中,因为它不仅对线路的性能不利,而且由于发热等原因,甚至会发生爆裂,有可能会影响到线路 中其它元件的寿命。所以,我们可以用万用表的高阻档测量(1K&O或10K&O)进行测量,测量方法与测量电阻方式一样:
1、将万用表放置在目光正前方。
2、选择最高的测量档位,并调零。
3、将表笔分别搭在电容两端的金属管脚上,若是测量电解电容,则应该红表笔接电容的正极,黑表笔接接在负极。测量过程中注意不要有身体裸露部分同时接到电容的两极上。
4、观测表针运动情况,对大容量电容,表针将大幅度向零刻度方向摆动后再往反方向运动,待表针稳定后再读取漏电电阻数据。对于瓷片电容,它的漏电电阻应接近无穷大。而对铝电解电容,可参考以下数据:
漏电电阻范围(K&O)
当小于范围值时表示该电容漏电较大,超过则属于比较好。
2) 估计电解电容的极性。分别正反方向测量电解电容的漏电电阻,漏电电阻大的时候红表笔连接的是正极。也可管脚测量对铝外壳的电阻,为零的那一端时负极。
3) 估计电容的容量。对超过1&f以上的电容,可以用测量漏电电阻的方式估计电容容量的大小,观看的数据是表针向零刻度方向摆动的幅度,摆动幅度越大,说明电 容容量也越大(先要排除内部短路的可能)。也可对比已知容量的电容来获得比较准确的数值。注意:当对电容容量作第2次检测时,要先放电。对于1000&f 以下的电阻,可直接短路放电,超过的可将两管脚插再潮湿的海绵上,过数分钟后再短路放电。电容容量越大,放电时间也要求越长。
电容的串联与并联:
电容的串联(图10)与并联(图11)使用,也会改变线路上电容容量。与电阻相反:
电容并联使用时,线路上的实际容量等于各电容之和。即:C1=C1+C2
电容串联使用时,线路上的实际容量计算公式为:C=1/(1/C1+1/C2)
一、电阻与欧姆定律:
电阻器我们习惯称之为电阻。它是电子中最常应用的电子元件。
电阻对直流电及交流电都呈现相同的阻力。这种阻力通过的运动形态通过欧姆定律的数学公式描述:
I(电流)=V(电压)/R(电阻)
这个公式表明:线路上通过电阻的电流与电阻的阻值成反比,而与加在两端的电压成正比。
在电子线路中,我们常用英文字母R或如图1的符号来表示电阻:
二、电阻的串联与并联:
1、 电阻的串联(图2):
根据摩尔定律,在同一条线路上的电流是固定的,而A、B两端上的电压等于R1、R2两端电压之和,根据欧姆定律,A、B两端的总电阻(R):
R*I=R1*I+R2*I
所以: R=&R1&+R2
结论1:线路上串联的电阻总阻值等于各串联电阻阻值之和。
结论2:线路上串联电阻的总阻值肯定比线路中任何电阻的阻值大。
2、 电阻的并联(图3):
根据摩尔定律,在本线路中A、B两端的电压与R1、R2两端的电压一样,而总电流为分别通过R1、R2电阻的电流之和。所以根据欧姆定律:
R*I=R1*I1=R2*I2
并且: I=&I1&+I2
可推出: 1/R=1/R1+1/R2
结论1:A、B两端总电阻(R): R=&R1&*R2/(R1+R2)
结论2:并联线路上的电阻总值比线路中任何分路的阻值均小。
根据以上特性,我们经常在电子电路中使用电阻来进行分压、分流、滤波、阻抗匹配等工作。
三、电阻的种类:
在电子设备的实际应用中,我们按照电阻制作的材料进行不同的分类。常见的种类与性能特点如下表1:
较好的稳定性和适应性,并且价格便宜
漆皮为绿、蓝灰、米黄色
金属膜电阻
各方面性能比属膜电阻更好,常用于精密设备
漆皮为深红色
阻值精确,承受功率大
但不适合高频工作
漆皮为黑色
外观参见图4。
也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的,我们称之为固定电阻。而可以调节的,我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器(图5),将另文介绍。
除了以上介绍的外,我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如:受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻,还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片(图6):
四、电阻的参数:
也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的,我们称之为固定电阻。而可以调节的,我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器(图5),将另文介绍。
除了以上介绍的外,我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如:受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻,还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片(图6):
四、电阻的参数:
对于固定电阻,主要的参数指标有两个:阻值、功率。
阻值:描述电阻对电流的阻碍能力的数学表达,单位为:欧姆。我们也常用希腊字母&O表示。我们也常见到K&O(千欧)、M&O(兆欧)的标识,其换算公式如下:
1M&O=1,000K&O=1,000,000&O
在我们的实际应用中,常常见到电阻阻值的两种标注方式:一种是数字与单位直接标注的方式(如图7),另一种是利用色环来标注其阻值的方式(如图8),我们称之为色标法,它也分两种:分别为4环电阻与5环电阻,数值的读取方法、颜色与数值的对应关系(见图8):
功率:标准叫法是额定功率,是指电阻在一定条件下(压力、温度等) 长期连续工作能够允许承受的最大功率。所以我们在一些电路中必须注意电阻功率的选择,否则由于电阻承受能力问题导致电阻损坏,甚至可能导致设备其它元器件 的损坏。在实际应用中可以用功率大的同阻值电阻替代小功率电阻,但反之则需要慎重考虑。
其它参数:
温度系数:描述电阻温度对其阻值产生的影响。
误差等级:描述生产出来的电阻与标称电阻的差别。
电阻的测量:
用模拟万用表测试电阻的阻值,一般布置如下:
1) 将表放置在目光的正前方,便于观测。
2) 将表档位调整到&O的位置,将两表笔碰一下,同时注意观测表针是否运动。若不运动,则需要检测档位是否在&&O&上或表笔连接是否正确。
3) 选择&&O&的档位。一般的万用表有&R&1&、&R&10&、&R&100&、&R&1K&、&R&10K&等档位。我们在选择时,应选择使指针落在3-30的范围内。当小于3时,下调1档,当大于30时,上调一档。
4) 调零。我们在开始使用和档位转换时,都需要通过调整万用表上的&调零&旋钮将表针调整到&0&刻度的地方。这样才能保证万用表测量数据的准确。
5) 对于固定电阻的测量,是将表笔分别搭在电阻的两头充分接触。从正前方读取数据。将得到数据乘上档位的数字,就得到了该电阻的阻值。
6) 对于可调电阻,先按照上述方式测量固定端的阻值,这样就获得了该电阻的最大阻值。然后将一只表笔移至移动电阻的移动端,在观测的同时旋转或移动调节旋钮,注意观测表针是否连续变化的,否则则有可能是该电阻接触不良。
用数字表测量电阻:
基本流程与模拟表一样,只是不需要调零。另外它的检测档位与模拟表不同,要求你要更准确地落入量程范围内。 无论是使用那种万用表,我们都需要注意:
1) 测量时,不能有身体同时接触电阻两端的情况发生。这样会导致测量不准确,而且是电阻越大,影响也越大。想想为什么?
2) 对在线路板上的电阻,首先要先焊开一端,并且不要带电测量。
Mail: Copyright by ;All rights reserved.三极管在电路中的作用
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& 电路种类极为繁多,三极管除了在电路中起基本作用外,还有许多的应用,下面介绍三极管在电路中的主要作用分别有哪些。1.在放大电路中的三极管有三种基本的放大电路,既是共发射极放大器,共集电极放大器和共基极放大器,它还可以组成多级放大器等许多放大电路。电路中的VT1构成共发射极放大器,VT1是放大器。
2.在弦波振荡电路中及其他各种振荡器都需要三极管参与,且为电路中的主要。电路中的VT1是RC振荡器中振荡管。
3.在电路开关电路中的VT2是开关管,它用来控制VT1是否进入工作状态。
4.这是电阻分压器构成的恒压源电路,R1,R2,R3和VD1构成分压电路,分别给VT1,VT2提供正向偏置电压,这样输出电压UO1,UO2,恒定。电路中的VT1和VT2是恒压管。
5.晶体管反相器,当无输入信号时,VT1截止,这时候VT1相当于开关断开的情况。当输入端加上信号(例如为6V),时,VT1处于饱和状态,这时候相当于开关接通的情况。VT1输入端状态和输出端状态刚好相反:输入为高电位时输出为低电位,输入为低电位时候输出为高电位。所以可以成为之为相反器,又因为它相当于一个没有机械触电的开关,所以属于无触点开关。
6.三极管是各种驱动电路中的主要元器件,图中是发光二极管驱动电路,VT1用来驱动发光二极管VD1,所以VT1是驱动管。
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电路问题分析
电路简化的原则:
(1)无电流通过的电阻可以看成断路,无电流的支路可以直接去掉。例如断路部分和被短路部分,在分析电路结构时就可以直接去掉。 (2)导线可以任意伸缩,结点可沿导线移动。在题中一般不考虑导线电阻的情况下,导线电阻为零,因此导线的长短不影响结果,通过对导线的伸缩可以对电路图进行整形,有利于进一步观察。 (3)理想电流表可以认为短路,即在分析电路结构时用一根导线代替;理想电压表可以认为断路。非理想电表既是一个测量仪表,又是一个电阻,例如,电流表可以认为是一个能反映流过自身电流大小的电阻。 (4)电压稳定时的电容器可以认为是断路,在分析电路结构时可以去掉,在涉及相关计算时再接回去。 (5)结构稳定的部分电路可以用一个等效电阻来代替,这样使电路结构更简单。 (6)电势相等的点可以合并?在分析较多节点的电路图时,有些节点的电势相等,我们就可以把它标记为同一节点,即用同一字母标记,然后把原电路中的节点按电势南高到低排列,画在草图上,再把电路中的电阻接到相应的节点之间。 (7)在电路中,若只有一处接地线,只影响电路中各点的电势值,不影响电路结构;若电路中有两点或两点以上的接地线,除了影响电路中各点的电势外,还改变电路结构,接地点之间认为是接在同一点。 电路简化中几种障碍的突破方法:(1)“分断法”突破滑动变阻器的障碍较复杂的电路图中,常通过移动滑动变阻器上的滑片来改变自身接入电路中的电阻值,从而改变电路巾的电压和电流,影响我们埘电路做出明确的判断:滑动变阻器接入电路的一般情况如图甲所示。若接成如罔乙所示的接法,同学们就难以判断,此时可将滑动变阻器看做是在滑片P处“断开”,把其分成AP和PB两部分,即等效成如图丙所示的电路,其中PB部分被短路。当P从左向右滑动时,变阻器接入电路的电阻AP部分逐渐变大:反之,AP部分逐渐减小。(2)突破电压表的障碍①“滑移法”确定测量对象所谓“滑移法”,就是把电压表正、负接线柱的两根引线顺着导线滑动至某用电器(或电阻)的两端,从而确定测量对象的方法,但是滑动引线时不可绕过用电器和电源(可绕过电流表)。如图所示,用“滑移法”将电压表的下端滑至电阻R1左端,不难确定,电压表测量的是R1和R2两端的总电压;将电压表上端滑至R3右端,也可确定电压表测量的是R3两端的电压,同时测的也是电源电压。②“拆除法”确定电流路径因为理想电压表的内阻无穷大,通过它的电流为零,可将其从电路中“拆除”,即让电压表两端与电路断开来判断电流路径。如图所示,用“拆除法”不难确定,R1和R2串联,再与R3并联。(3)“去掉法”突破电流表的障碍由于电流表的存在,对于弄清电流路径、简化电路存在障碍。因理想电流表的内阻为零,故可采用“去掉法”排除其障碍,即将电流表从电路中“去掉”,并将连接电流表的两个接线头连接起来,如图甲所示,去掉电流表后得到的等效电路如图乙所示,这样就可以很清楚地看清电路的结构了。电路简化方法:(1)电流分支法:先将各节点标上字母,判断各支路元件的电流方向,按电流流向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出,加工整理即可。 (2)等势点排列法:标出节点字母,判断出各节点电势的高低,将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。说明①节点是电路中两条以上的支路连接点。 ②给节点标字母时,两节点间有导线时可作为一个节点,标上相同的字母。 ③对于不易判断电势高低的部位,可用假设法。 ④电流分支法通常与等势点排列法结合使用。直流电路的动态分析方法:
&1.动态直流电路定性问题的分析方法 (1)程序法基本思路是“部分→整体→部分”,即先从电路的局部变化人手确定总电阻的变化,再由欧姆定律确定总电流、路端电压U的变化,接着确定干路上定值电阻两端电压的变化,支路上定值电阻中电流的变化,最终确定可变部分的电流、电压等变化情况。由局部到整体,由内部到外部,由干路到支路,层层剥离逐步确定。流程图如下:&(2)“串反并同”结论法所谓“串反”,当电路中某器件阻值增大时,与其串联或间接串联的器件中电流、两端电压、消耗的功率都减小;所谓“并同”.当电路巾某器件阻值增大时,与其并联或间接并联的器件中电流、两端电压、消耗的功率都增大。即用此法判断时,需注意电源内阻不计时路端电压恒定的特性: (3)极限法当电路中元件的阻值增大时,可将其阻值增大到无穷大,按断路状态去讨论;当电路中元件的阻值减小时,可将其阻值减小到零,按短路状态来讨论。因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。但在分压器电路、双臂回路中要注意可能会出现的非单调变化。即在分压器电路、双臂回路中要慎用极限法。附注:两种特殊电路动态变化
含容电路的分析与计算方法:
1.稳态含容直流电路电容器处于稳定状态时,相当于断路,此时的电路具有以下两个特点: ①电容器所在支路无电流,与电容器直接串联的电阻相当于一根无电阻导线; ②电容器上的电压就是与含有电容器的那条支路并联部分电路的电压。分析清楚电路中各电阻元件的连接方式,把握电路在稳定状态时所具有的上述两个特点,是解决稳态含容直流电路问题的关键。另外还需注意: a.简化电路时可以把电容器处电路作为断路,简化电路时可以去掉,在求电荷量时再在相应位置补上。b.电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。可南△Q =C△U计算电容器上电荷量的变化。 c.在直流电路中,如果串联或并联了电容器应该注意,在与电容器串联的电路中没有电流,所以该支路中电阻不起降低电压的作用,其作用仅相当于一段导线,但电容器两端可能出现电势差;如果电容器与电源并联,电路中有电流通过,电容器两端的充电电压不是电源电动势E,而是路端电压U。 d.在含容电路中,当电路发生变化时,除了要判断或计算电容器两端的电压外,还需注意电容器两极板上所带电荷的电性是否发生了改变,即在动态变化的过程中电容器是否发生了先放电再反向充电的现象,若是则达到稳定状态后电容器所带电荷量的改变量等于初、末状态下电容器所带电荷量绝对值之和。2.动态含容直流电路当直流电路发生动态变化时,电容器两端电压一般也会发生相应的改变,从而在电路中产生短暂的充放电过程。在此短暂过程中,电容器所在支路中电流方向、电势高低的判定,需从电容器两极板所带电荷的电性、电容器两端电压的升降情况着手分析:充电时电流流人带正电的极板,放电时电流从带正电的极板流出。 3.电容器与带电粒子的结合在含容电路中,相当多的题目涉及带电粒子在乎行板问的平衡或运动的问题。在这类问题中,通常需要利用平衡条件或牛顿运动定律来确定板间场强的大小和方向,进而确定板间电压,从而与直流电路联系起来。
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