串联电路范文

导语：如何才能写好一篇串联电路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1．学会串联电路和并联电路的连接方法．

2．根据电路图连接简单的串联电路和并联电路．

3．培养学生连接电路的基本技能、科学态度、科学方法和科学习惯

教学建议

教材分析

这是学生做的第一个电学分组实验，它对学生认识串、并联电路特点，培养学生连接电路的技能有重要作用，必须创造条件，组织学生做好这个实验．由于实验所需器材较简单，取材也容易，建议尽可能多分一些组，让学生人人都有动手操作的机会．如果没有那么多的电铃，也可不用．连接电路时强调要注意两点，一是开关先要切断，二是经验不足时不要先用两根导线连接电源后再接电路，而是要按教材所讲的，先从电源的正极连起，连好各个元件后最终连上电源的负极，或者按相反的次序．

教法建议

1．为了提高实验效果，可引导学生围绕以下问题进行预习：

（1）串联电路、并联电路连接的特点是什么？连接课本图4-24和图4-25电路需那些器材（包括名称、数量）？

（2）为防止接错或漏接，自己先拟定一个接线顺序．再连接过程中为什么开关应是断开的，并特别注意防止短路？

（3）如下图所示电路中的开关的连接是否正确？如果是错误的，把它改正过来．

2．实验课上学生动手之前，教师应要求学生做到以下几点，以培养学生良好的电学实验习惯：

（1）把实验桌上的器材与所做实验的电路图中需要的器材对照，检查器材是否够用．

（2）搞清使用的电源是什么电源，分清电源的正、负极，弄清如何接线．

（3）想一想，灯座、开关应如何连接？把导线接到接线柱上，导线应沿什么方向缠

绕，旋紧螺帽时导线才不致被挤出来？

3．接好电路后，再闭合开关前，要对照电路图认真检查，闭合开关后，如出现故障，应立即断开电源，然后从电源的一个极出发，逐段检查原因．

4．实验后，要求学生整理好实验器材，并写好简单的实验报告．分组实验是培养学生操作技能和科学方法、态度、习惯的重要过程，一定要组织好，以获得较好的效果．

第七节之后，教材又安排了一个实践活动--"想想议议"．这个问题对刚刚接触电学知识的初中学生来说，要求较高，不必要求全体学生都能做出．

教学设计方案

1.复习

(1)串联电路、并联电路连接的特点是什么？

(2)什么叫短路？连接电路时，开关应该是断开还是闭合的？

(3)怎样判断电路的连接形式?试判断下面电路的连接是否正确．(投影片)

(4)可用计算机模拟演示串联电路、并联电路的连接方法，也可用实物电路，教师一步步操作．让学生观察并进行归纳小结：

①首先将电池连接成串联电池组；

②按电路图从电源正极开始，依电流的路径，把元件一个个连接起来(连接开关前，开关是断开的)，最后连到电源的负极(也可反过来顺次连接)；

③连线时要注意导线两端必须接在接线柱上，导线不要交叉，不要重叠．

④连接并联电路时，可按串联的方法先连接一个支路，找到电流的分、合点再将其他支路并列接在分、合点上．

2.进行新课------学生实验

(1)组成串联电路

①首先让同学将实验桌上的器材与做实验的电路图中需要的器材对照，检查器材是否够用．画出串联电路图．

②弄清使用的电源的正、负极．

③按课本中的步骤进行实验．注意电路连接过程中开关必须是断开的．

④若电路连接完毕，闭合开关后，灯泡不亮时注意检查发生故障的原因：检查电池之间是否连接正确；检查每个接线柱是否拧紧，导线是否连接好；检查小灯泡与灯座是否接触好(可用手向下轻轻按按)．在自己解决问题有困难时，可请老师协助检查．

⑤积极动手，认真观察，深入思考，回答课本实验步骤中提出的问题．

(2)组成并联电路

①认真画好并联电路图．弄清电路的分、合点，用字母A、B标出．标出电路中的电流方向，分清哪部分是干路，哪

部分是支路．

②弄清电路中有几个开关；哪个开关是控制整个干路的；哪个开关是控制支路的．

③按电路图连接并联电路，并进行观察，回答实验步骤中提出的问题．

探究活动

自制电路板

材料：25厘米×40厘米×0.3厘米的纤维板一块、接线柱28个、导线若干．

制作方法：

1．在纤维板的正面，绘出电路如图1所示，然后按图中圆圈位置先为接线柱打孔，再行安装．

2．在板的背后，按板面电路用双股软导线连接在线柱上．

使用方法：实验中需要使用的电路元器件，事前连接好两端引线，然后按照电路设计连入电路板中，如果被利用的电路接线柱间不需连接元器件但必须连通，可用导线短接．

图1

说明：

篇2

人教版义务教育课程标准实验教科书《物理》八年级上册第五章第四节“探究串、并联电路的规律”。

教学过程

一、提出问题

在学生的实验桌面上，有电池组，2.5V的灯泡两个，3.8V的灯泡两个，电流表一个，开关一个，导线若干。

首先教师要求学生画出有两个灯泡的串联电路图，并把任意两个灯泡串联起来接到电源上，闭合开关，使灯泡发光。

闭合开关，灯泡发光，说明电路中有电流通过，电流的方向是怎样的呢?(学生回答：电流从电源的正极出来，经过灯泡，流回电源的负极。)

提出问题：串联电路中各处的电流之间有什么关系呢?

二、进行猜想

让学生分组讨论，选代表发言，提出自己的猜想。概括起来，有两种相反的意见：

1.串联电路中各处的电流相等。理由是：串联电路中电流只有一条通路。

2.串联电路中各处的电流不相等，靠近电源正极的电流大一些。理由是：电流通过灯泡时使灯泡发光，要消耗一些电能，所以电流通过灯泡后会减小。

对两种猜想教师都要表扬，说明学生经过思考，动了脑筋。哪种猜想正确呢?实验是检验对否的最好方法。

三、设计实验

各小组讨论，提出自己的实验方案。各小组的方案主要不同之处是把电流表放在何处，测几个点的电流，用几个电流表去测。

有的组提出测两个点的电流：①电源正极和开关之间的电流;②电灯乙和电源负极之间的电流。

有的组提出测三个点的电流：①电源正极和电灯甲之间的电流;②电灯甲和电灯乙之间的电流;③电灯乙和电源负极之间的电流。

通过讨论，大多数组认为测三个点的电流较好。(下面电路图中的A、B、C点)

对于用几个电流表去测量，有的组认为同时用三个较好，测一次就能同时看出各点的电流是否相同;有的组认为用一个较好，理由是：不同的电流表测量时可能有误差，同一处的电流用不同的电流表测量结果也可能稍有不同。最后统一意见，用一个电流表分别测A、B、C三点的电流。

四、进行实验

教师提醒学生实验时要注意正确使用电流表，把实验结果如实地记录下来，填写在下面的实验记录中，并把实验中遇到的问题也记下来。

*

五、分析论证

让各小组展示自己的实验记录，根据测量结果说出得到什么结论?

大多数组测量的结果是A、B、C三点的电流相同(即IA=IB=IC);但有一个组测出的A、B、C三点的电流却不相同。这是为什么?教师请其他组与这个组进行交流，共同寻找原因。各组提出的问题有：

1.是否电流表有问题?建议换一个电流表重新实验;

2.是否电路连成了并联?建议认真检查电路;

3.是否每次测量时用的灯泡不同?建议三次测量时不要更换灯泡;

4.是否电路没有连接好?建议认真检查电路。

这个组的同学认真听取了其他组的建议，经过检查发现是电路连接处有接触不良的现象。实验中用的是插件，有的地方插的松一些或没插好时，电流表的指针就会来回摆动，三次的示数会有不同。

六、再次实验

一次实验不一定能得到正确的结论。教师提出：换用不同的灯泡再做实验或者把三个、四个灯泡串联起来，多测几个点的电流，看一看各点的电流是否都相等?

经过同学们的多次实验，自己得出结论：串联电路中各处的电流相等。

七、评估交流

这节课通过提出问题，进行猜想，设计实验，进行实验，分析论证，探究了串联电路中电流的规律。教师特别提出：应该表扬第一次实验中得到的结论与其他组不同的这个组，因为他们实事求是，这是科学的态度。正是由于他们的结果不同，给大家带来了很多的思考，得到了很多的启示，知道了一些在实验中应注意的问题。

通过这节课，又一次对学生进行了探究问题的方法训练。

最后，教师请学生提出还有什么不懂的地方和还想知道的问题。

有的学生提出：既然串联电路中各处的电流相同，为什么两个灯泡的亮度不一样呢?

有的学生提出：用同样的电源，分别接上两个不同的灯泡时，为什么电路中的电流不同呢?

教师对学生提出的问题给以肯定，这些问题提得很好，请学生在课下继续交流探讨，在以后的学习中我们会继续探究这些问题。

点评：

本节课是一节典型的探究实验课，目的是要学生体验探究过程，学习科学探究的方法，通过自主地探究实验得出结论。

篇3

【关键词】RLC串联电路；暂态特性；振荡周期；附加电容

无论是在《电磁学》还是在《电工学》中，RLC串联电路暂态特性实验都是典型实验，他对学生提高动手能力、观察能力，对学生学习和熟练掌握RLC串联电路暂态特性，起到很好的直观作用。

在理论学习中，我们知道：RLC 串联电路暂态特性有三种情况，即阻尼振荡状态，临界阻尼状态和过阻尼状态。这三种阻尼状态对于不同的电阻R，放电时放电电容C两端的电压随时间t 变化的波形如图（一）所示。

图（一）

在理论学习时我们知道，在阻尼振荡状态中，振荡周期

（1）

当R24L/C时，随时间t变化的波形为Ⅲ状态，称为过阻尼状态。如果R2

（2）

在现实教学实验中用公式（2）计算的周期理论值和在示波器中观测到的周期实验值相比较误差较大.为什么产生这种情况？ 我们通过实验来讨论这个问题。

用示波器观察RLC串联电路电容C上电压暂态过程的线路如图（二） 所示。

图（二）

实验仪器： 示波器（ SR8） ， 方波发生器（M F- 5A 型） ， 标准电感（ L= 50mH ） ， 电阻箱ZX38A/ 11 型） ， 可变电容箱（ RX7 型） 。

实验内容： 当电阻R一定（ 如R=100Ω ） ， 电容C一定（ 如C = 0.002μF） 时， 测阻尼振荡周期， 并与理论值比较。

实验数据： 阻尼振荡周期从示波器上测得的值为：

T实验=（0.1ms/div ×2.00div/3≈0.0667ms

计算阻尼振荡周期的理论值：

当R= 100Ω R2= （ 100Ω）2= 104Ω2

4L/C=（4×50×10-3）/（002×10-6）= 108H/F.符合 R2

T理≈ = 2×3.14 = 0.0628×10- 3（ s）= 0.0628（ ms）

相对误差

δ=（T实验- T理论）/T理论=（0.0667-0.0628）/0.0628×100%≈6%

实验结果表明： 实验值与理论值相差较大， 不能较好吻合。

分析讨论： 振荡周期的实验值与理论值之所以有较大的相对误差， 关键在于理论值是根据T =计算出来的，电容值的大小C与可变电容的示值C0的大小不一样， 即C= C0+ C′，

C′暂且称为附加电容， 即电容器示值为0时电路的电容（包括接触电容和漏电电容）， 由于公式中代入的实际上是C0 而不是C， 所以T理论与T实验相差较大。

解决方法：通过实验的方法测出附加电容C′的大小， 用图1 所示电路进行测量， 方法是调节可调电容器， 使其示值为0， 用示波器测出此时的阻尼振荡周期（用示波器测得）：

T实验 =（50μs/div×3.80div/8= 23.75×10- 6s

因为此时满足R2

将T = 23.75×10- 6s 、L= 50mH 代入公式得：T= 23.75×10- 6= 2×3.14

则C′= 2.86×10- 10F= 2.86×10- 4μF

也就是说当可变电容器示值为0时， 电路的附加电容为

C′= 2.86×10- 10F= 2.86×10- 4μF， 那么， 当电容器的示值为C0= 0.002×10- 6F 时， 电路的总电容为：

C= C0+ C′= 0.002×10- 6F+ 2.86×10-10μF

= 20×10- 10F+2.86×10- 10F= 22.86×10- 10F

所以振荡周期在考虑了电容器的附加电容后应为：

T ≈= 2×3.14 ≈6.71×10- 5（ s） = 0.0671（ ms）

这时测量的相对误差

δ=|（0.0667- 0.06710/0.0671| =0.006=0.6%

结论： 在考虑了可变电容器的附加电容后， 振动周期的实验值与理论值相差甚少， 所以在试验时要考虑到附加电容问题， 并用实验的方法进行修正，即应先测得电路中的附加电容值后，再把实验值与理论值相比较，实验结果会于理论值符合的很好。在测量临界电阻的值时， 有同样的问题存在， 可以用同样的方法进行修正。

参考文献：

[1]普通物理实验，张力，云南大学出版社，2009.

篇4

低压电源线上的瞬变电压幅值有时能达到标称电压的许多倍。这种情况常常要求对设备保护防止有人使用不适当的功率电平。防止敏感电路过电压的常用方法是增加并联嵌位电路。保险丝或其他限流器件处于这些嵌位电路的高能吸收能力之前。其他情况由于难以安装或更换保险丝、工作环境不可接近或者需要不间断工作而要求使用高压串联保护电路（而不是并联嵌位电路）。图1所示串联保护电路使用一个串联的高压N沟道MOSFET电源开关Q1和一个快速过电压探测器来关闭电源开关。电源开关和串联电源整流器D1能防止负载上出现高达±500V瞬变高压和连续过电压。

图 1，这一电路可防止与右边两个端子连接的负载不会出现与左边两个端子连接的电源瞬变过电压和瞬变高电压。

在这种用12V标称电压电源线提供1A负载电流的电路中，一个高端开关驱动器IC1对完全接通的电源开关提供偏置。你可以通过改变D1和Q1来提高最大负载电流。为了预防出现很低的电源电压， IC1内含一个在电源电压高于10V时才能工作的欠压锁定电路。为防止出现过压，该电路使用一个由3只晶体管组成的、无偏置电流的、50纳秒过电压探测器，该探测器在当输入电压达到20V左右时起触发作用。此时，Q4将电源电压的栅极快速对地短路，强行关闭电源。升高的过电压首先使齐纳二极管D2导通，D2将IC两端的电压嵌位在18V左右以保护IC。齐纳电流流过2.2kΩ电阻器，产生一个使Q2导通的偏置电压。Q2导通引发一系列快速的动作：Q3导通，导致Q4导通，又导致Q1栅极电容快速放电而使Q1截止。

图 2，加到图1所示电路的VIN上的150V瞬变电压对VOUT几乎没有影响。

你可以这样来验证该电路的性能：该电路在12V电源电压下输出1A电流时，在电源电压上加一个150V瞬变电压（图2）。瞬变电压电源的内部阻抗为1Ω，所加电压的上升时间为1ms。该电路在正常工作时吸收20mA电流，其中3mA被过电压锁定、电压探测分配器所吸收，17mA被IC1所吸收。如果你的设计需要在高温条件下工作，则请注意IC1的栅极电流输出是相对受限制的。你在进行高温设计计算时，需要密切关注其他电路元件产生的漏电流。

篇5

关键词: 串并联电路 八功率 内在关系

一、“八功率”问题的前提条件

两个纯电阻的阻值分别为R和R,当它们分别单独使用、并联使用或串联使用时均使用电压不变的同一电源。

设R单独接在电压为U的电源上时(如图1所示)消耗的电功率为P;R单独接在电压为U的电源上时(如图2所示)消耗的电功率为P;R、R并联接在电压为U的电源上时(如图3所示)消耗的总功率为P,R消耗的电功率为P,R消耗的电功率为P;R、R串联接在电压为U的电源上时(如图4所示)消耗的总功率为P,R消耗的电功率为P′,R消耗的电功率为P′。

由于R、R分别单独使用(如图1和图2所示)和它们并联使用(如图3所示)时,R或R的两端电压均等于总电压U,根据P=U/R,因此R(或R)单独使用时消耗的电功率与它们并联使用时R(或R)消耗的电功率一定相等。所以,用相同的符号P(或P)表示。

二、“八功率”间的内在关系及其证明

公式一:P=P+P

证明:如图3所示,P+P=UI+UI=U(I+I)=UI=P。

公式二:P=P′+P′

证明:如图4所示,P′+P′=UI′+UI′=(U+U) I′=UI′=P。

公式三:=+

证明:因为:P=U/R(如图4所示),P=U/R(如图1和图3所示),P=U/R(如图2和图3所示),

所以:+=+===。

公式四:P=P P′或P=P P′

证明:因为:P=UI′(如图4所示),P=U/R(如图1和图3所示),P′=I′ R(如图4所示),

所以:PP′=×I′R=UI′=P。

三、典型例题分析

下面以常见的五种不同情况作典型分析。

例题1:两个灯泡L、L分别标有“220V 60W”和“220V 40W”字样。它们并联在220V的电源上消耗的总功率是?摇?摇?摇瓦;它们串联在220V的电源上消耗的实际功率分别是?摇?摇?摇瓦和?摇?摇?摇瓦,两灯消耗的总功率是?摇?摇?摇瓦。

解析:因为两灯的额定电压都是220伏、额定功率分别是60瓦和40瓦。所以两灯分别单独接在220伏的电源上时,实际功率分别是60瓦和40瓦,即P=60瓦,P=40瓦。先根据公式一,两灯并联在220伏的电源上消耗的总功率P=P+P=100瓦;然后根据公式三1/P=1/P+1/P得:两灯串联在220伏的电源上消耗的总功率P===24瓦;再根据公式四P=PP′得:两灯串联在220伏的电源上时,L消耗的实际功率P′=P/P=(24瓦)/60瓦=9.6瓦;最后根据公式二,两灯串联在220伏的电源上时,L消耗的实际功率P′=P-P′=24瓦-9.6瓦=14.4瓦。

常规解法:(当两灯串联在220伏的电源上时)

(1)R=U/P=(220伏)/60瓦=(2420/3)欧

(2)R=U/P=(220伏)/40瓦=1210欧

(3)R=R+R=(2420/3)欧+1210欧=(6050/3)欧

(4)I′===安

(5)P′=I′R=(安)×欧=9.6瓦

(6)P′=I′R=(安)×1210欧=14.4瓦

(7)P=UI′=220伏×(6/55)安=24瓦。

例题2:目前仍有一些农村简易剧场用变阻器作为舞台调光器,电路如图5所示,造成了电能的浪费。L是“220V,900W”的灯泡,移动滑片P,使舞台灯光变暗,当灯炮实际功率为400W时,变阻器消耗的电功率为?摇?摇瓦。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)(2000年河北中考试题)

解析:当滑片P滑至a时,灯泡单独接在220V的电源上且能正常工作,所以P=900瓦;当滑片P向右移动时,灯L与变阻器R串联,灯泡实际功率为400瓦,即P′=400瓦,求变阻器消耗的电功率P′。先根据公式四,P=PP′=900瓦×400瓦,则灯泡与变阻器串联时的总功率P=600瓦;再根据公式二,变阻器消耗的电功率P′=P-P′=600瓦-400瓦=200瓦。

常规解法:

(1)R=U/P=(220伏)/900瓦=(484/9)欧;

(2)U=P′R=400瓦×(484/9)欧,U=(440/3)伏;

(3)U=U-U=220伏-(440/3)伏=(220/3)伏;

(4)I′===安;

(5)P′=UI′=(220/3)伏×(30/11)安=200瓦。

由以上两题不难看到常规解法不仅解题步骤多,而且数据运算繁琐,因此劣于上述“用两个电功率直接求第三个电功率”的简便算法。

例题3:一盏电灯直接接到电压不变的电源两极上恰好正常发光。如果将这个电源连上长导线后,再接这盏灯使用,电灯的实际电功率为81瓦,长导线上损失的电功率为9瓦。求电灯的额定功率是多少瓦?

解析:由题意可知:电灯R与长导线R串联,电灯R的实际电功率P′=81瓦,长导线R上损失的电功率P′=9瓦。因为电灯直接接到电源上时正常发光,因此求电灯的额定功率,本质上就是求此时的实际功率P。先根据公式二,它们串联时的总功率P=P′+P′=81瓦+9瓦=90瓦;再根据公式四,电灯的额定功率P=P/P′=(90瓦)/81瓦=100瓦。

例题4:如图6所示为电烙铁保护盒的电路图,已知电烙铁的额定功率为36瓦。当开关S闭合时,灯泡L不亮,电烙铁R正常工作。有时为了避免电烙铁发热过甚,断开S,电灯L亮,使电烙铁在小于额定电压下工作,只起保温作用,若此时灯泡发光时的实际功率为8瓦,求电烙铁的实际功率为多少瓦?(假设灯泡发光时的电阻小于电烙铁的电阻)

解析:当S闭合时,电烙铁R直接接在电源上正常工作,所以电烙铁的实际功率P=P=36瓦;当S断开时,电烙铁R与灯泡L串联,灯泡的实际功率为8瓦,即P′=8瓦,求此时电烙铁的实际功率P′。先根据公式二,电烙铁R与灯泡L串联时的总功率P=P′+P′=P′+8瓦………①; 再根据公式四,P=PP′=36瓦×P′………②,①代入②得:(P′+8瓦)=36瓦×P′,解得:电烙铁的实际功率P′=4瓦(不合题意,舍去)或P′=16瓦。

例题5:在电源电压不变的某一电路中,接入一个可调温的电热器,电热器内部有两根阻值不相等的电热丝;当两根电热丝串联使用时,电热器消耗的电功率为220瓦;当只使用其中一根阻值较大的电热丝时,电热器消耗的电功率为275瓦;则下列关于电热器消耗电功率的说法正确的有(?摇?摇)

A.当两根电热丝串联使用时,阻值较小的电热丝消耗的电功率为44瓦

B.当两根电热丝并联使用时,阻值较大的电热丝消耗的电功率为176瓦

C.当两根电热丝并联使用时,电热器消耗的电功率为1375瓦

D.当单独使用阻值较小的电热丝时,电热器消耗的电功率为1100瓦

篇6

【关键词】大功率IGBT 串联 并联

近年来，IGBT在电路中的应用越来越广，同时，诸如轨道交通等行业对兆瓦级大功率变流器的需求也增加，也就更需要大功率的IGBT。直接选用大功率等级的IGBT虽然满足要求，但会增加成本和驱动电路的复杂性，因此驱动电路简单而市场货源充足的串联或并联较小功率等级的IGBT的方法就受到了人们的青睐，有关人员对此实行了研究。

1 IGBT简介

传统的高压直流输电是以晶闸管作为换流阀，用相控换流器（PCC）技术为核心。但是，晶闸管具有单向导电性，导致PCC技术只能控制阀的开通，只有通过交流母线电压过零，把阀电流减小到阀的维持电流以下，才能实现阀的自然关断。IGBT就是在这种情况下发展而来的。

IGBT的全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管。与传统晶闸管器件相比，它的开关损耗和驱动功率都比较小、通态压降也明显降低，但开关速度和输入阻抗则比较高，因此在高压固态开关、柔性直流输电等需要大功率的设备和场合更为适用。但这些大功率的设备同时也需要较高的电压，通常能达到数十甚至数百千伏，然而目前单个IGBT最高只能达到6.5千伏电压，因此急需提升容量的方法。研究人员要兼顾经济性和器件的可靠性，因此就需要对多只IGBT采取串联或并联的措施，以实现大功率的需要。

2 对大功率IGBT串联的研究

2.1 大功率IGBT串联及动态不均压原因的简述

对IGBT器件直接串联是实现大功率IGBT的一种方式，这种串联的电路依据的理论就是在触发IGBT的时间和器件参数相同时，可以根据其耐压值，串联任意数量的器件。它的优点是设计结构简单、易于控制而不必使用太多器件，因此深受欢迎。但是在使用时，这种器件的开关速度快，实际运行时一般仅需数十乃至数纳秒，也就意味着这种串联电路要求极高的单个器件均衡性。

然而，IGBT的个体之间在结构上和触发上都存在一定差异，尽管差异不大，但在整个IGBT组合开关的一瞬间，IGBT本身的反并联二极管被强制关断，由于它们的反向恢复电荷并不相同，导致速度差异，结果就引起动态电压不均衡的问题。

2.2 实行均压的方法

常见的动态均压技术有两种：栅极侧主动均压和负载侧被动均压。前者需要使用阻容二极管有源均压法和脉冲变压器耦合均压法，后者则是利用一个缓冲吸收电路或箝位电路。

为了测试不同方法的效果，需要对两种方式进行仿真试验。电压不均衡是因为延迟时间的差异，而当差异在300ns以下，电压不均的问题就不会很明显。因此，实验设定的延迟时间为500ns。

研究人员先根据不同的方法设计出合适的电路，给出合适的电压值或负载值，然后绘制相应的IGBT开通和关断波形图，比较采取均压措施前后的变化。实验发现，负载侧被动均压结构简单而且能有效减少电压的不平衡，但在IGBT特性区别较大时，电路上的损耗会增加，而且影响IGBT开关的速度，更适合功率相对较小的情况。脉冲变压器耦合法同样效果明显，而且对电路损耗、开关速度的影响都不大，但在变压器参数的设计和选择上要格外注意，否则效果会不理想。阻容二极管有源均压法的优势则是稳定电压的用时短，可以保证系统的工作效率，并能用于多模块IGBT的串联使用。

3 对大功率IGBT电路并联的研究

3.1 常用的并联方式

为了以经济的方式实现IGBT更高等级的功率，对IGBT采取直接并联的技术也是一种方法。常见的并联方式有功率模块级并联、驱动级并联和器件级并联。功率模块级并联是指并联相同功能和功率的模块，优势是开发周期短、容易实现同一变流器不同功率等级的系列化扩展需求、可靠性高；但器件工作时的均流性和同步保护性都较差。驱动级并联中的各IGBT器件都有独立驱动器，可以试验同步运行。由于不存在环流问题，其均流效果较好，但器件的故障保护不同步，且较多的驱动器意味着更高的成本。器件级并联可以实现1个驱动器驱动多个器件，在小功率IGBT中应用普遍，但在大功率的IGBT中，由于共射环流、主电路平衡和器件差别的影响，技术上难度较大；不过，它可以确保驱动信号及故障保护的一致性，有利于减少故障、降低成本。

3.2 并联电路的问题及研究

在IGBT并联电路中，由于器件参数不一致、电路布局不对称和设计不合理等原因，往往会引起通过IGBT器件的电流分配不均匀，而均流状况不佳会造成不理想的输出效果甚至器件和装置的损坏。因此，有关人员进行了仿真试验，以便研究不均流现象。

研究人员采取了电压型全桥逆变电路的主电路设计，4个电臂均由2个并联的三菱CM200DY-12E型号IGBT模块组成。试验发现，饱和导通压降和集电极、发射极引线的等值电阻都会引起静态不均流。第一种情况下，制造IGBT的工艺缺陷导致饱和导通压降不一致，压降较小的器件中，通过的电流更大。第二种情况里，引线长度有偏差时会导致两极的等值电感和电阻的不同。尽管电阻的差异微小，但会对静态电流产生较大影响，进而导致不均流。

当并联的IGBT开通和关闭时间不一致时，就会引起动态不均流。导致这种差异的因素有驱动电路设计、栅极电阻、门槛电压和密勒电容等。例如，电路设计时，进行共用驱动器和独立驱动器的对比，发现前者在延迟上没有差异，更容易实现动态均流。电容值越大，延迟时间就越长，越会影响电路的关断。

此外，设计电路时，要注意合理的布局。首先，尽可能选用参数完全一致/匹配的器件；其次，IGBT会受到温度影响，因此要保证把IGBT安装在同一个散热板上，实现对称散热。

4 结束语

在大功率的IGBT电路使用范围愈发广泛的过程中，不同电路设计各有优势，但缺陷也逐渐暴露。因此，目前重点研究了串、并联中的缺点，以尽可能减小乃至消除它们的影响，促进大功率IGBT驱动电路的普及。

参考文献

[1]辛卫东，汪东军，鞠文杰，孙宏志，邝静.大功率IGBT串联电压失衡机理及均压方法[J].电气应用，2014（19）：68-72.

[2]窦康乐，严仲明，李海涛，程志，吴锐，王豫.大功率IGBT模块串联动态均压的研究[J].电测与仪表，2012（04）：87-91.

[3]马伯乐，杨光，忻力.大功率IGBT直接并联应用技术研究[J].机车电传动，2014（01）：11-15.

[4]祁善军，翁星方，宋文娟，黄南.大功率IGBT模块并联均流特性研究[J].大功率变流技术，2011（06）：10-14.

篇7

亚洲2号卫星参数（以济南为例）：

转发器带宽：36MHz

工作频段：上行5845－6425 MHz 、下行 3625－4200MHz

轨道位置：100.5°E

上/下行极化方式：线性双极化

饱和功率通量密度SFD：－89.3dBW/m2

卫星6A转发器有效全向辐射功率EIRPs：40.6dBW

卫星接收天线增益与噪声温度比G/T：－1.2dBW/K

济南地理位置：经度117°，纬度36.65°(ψ=36.65)，与卫星的经度差：Δλ=117―100.5=16.5°。根据计算天线EL(仰角)为44.0°， AZ(方位角)为206.4°，卫星到地球站距离d为37498 Km。

上行系统链路计算

地球站使用9米发射天线，增益为53.1dB@6.2GHz。馈线系统损耗约为1dB，固态功率放大器输出饱和功率为23dBW。对于QPSK调制信号，为防止频谱包络旁瓣再增长，至少需要回退1-2dB。即使按回退2dB计算，其上行EIRP可达74.1dBW。

1、租用转发器带宽

一路视频： 5Mbps

立体声电视伴音： 0.256Mbps

六套立体声广播：6×0.256= 1.536Mbps；

图文信息： 0.3552Mbps；

低速数据：0.0384 Mbps；

高速数据：2.048Mbps；

总信息速率: 5 + 0.256 +1.536+ 0.3552+0.0384+2.048=9.2336Mbps.

取开销为信息率的2%， 则数据率为：9.2336×(1 + 0.02 ) = 9.418Mbps

传输速率Rb：取FEC = 3/4，RS纠错编码为(204，188)，则：

Rb=9.418×4/3×204/188= 13.626 Mbps

字符率 (QPSK调制) : 13.626÷2 = 6.813Mbaud

占用带宽(滚降系数为0.4)： 6.813×1.4=9.538 MHz

加保护带后租用带宽：9.538+0.16=9.7 MHz

2、转发器推至饱和所需的固态功放输出功率

上行链路损耗Lu为199.52dB ，考虑到0.5dB的大气吸收，可取200dB。

下行链路损耗Ld=195.53dB，考虑到0.5dB的大气吸收，可取196.0dB。

由于租用的带宽为9.7MHz，则分配到一个SCPC载波的EIRP值为：

40.6-10lg（36/9.7）=34.9dBw。

考虑到在多载波情况下保持良好的线性，转发器的功率还应回退4dB左右，从而一个SCPC载波的EIRP值为：

EIRPS9.7 =34.9―4=30.9dBw。

卫星公司提供的卫星饱和通量密度为φ=-89.3 dBw /m2，则由φ=EIRPES-10lg(4πd2)可求出：

EIRPES=φ+101g(4πd2)=-89.3+162.48=73.18dBw

转发器输入功率回退：IPBO为6 dB

转发器输出功率回退：OPBO为3 dB

本载波所需上行功率：

EIRPE = EIRPES －IPBO -10lg(36/9.7)= 73.18－6-5.9= 61.28dBw

天线发射端口功率P= EIRPE - G = 61.28 - 53.1 =8.18dBw

考虑到功放到天线的馈线损耗约为2dB，因此固态功放的输出功率应为10.18 dBw，即10.42w。

下行系统链路计算

天线和接收系统的噪声温度估算为80K。

Z为波兹曼常数1.38×10-23焦耳/K

1、2.4米接收天线：

天线直径D = 2.4m

G2.4= 10lg[ (πD / λ)2•η]

= 10lg[ ( 2.4π/0.075 ) 2•0.65]

= 38 dB

(G/T)2.4 = 38- 10lg80

=19dB/K

(Eb/N0)2.4= EIRPS9.7-Ld+(G/T)2.4-10lgZ -10lg Rb=30.9-196+19-(-228.6)－71.3=11.2dB (门限5.5dB)

2、2米接收天线：

天线直径D = 2m

G2= 10 lg[ (πD / λ)2 •η]

= 10lg[ ( 2π/0.075) 2 •0.65]

= 36.6 dB

(G/T)2 = 36.6-10lg80

=17.6 dB /K

(Eb/N0)2= 30.9-196+17.6-(-228.6)－71.3=9.8dB(门限5.5dB)

3、1.5米接收天线：

天线直径D =1.5m

G1.5= 10 lg[ (πD / λ)2 •η]

= 10lg[ (1.5π/0.075) 2 •0.65]

= 34.1 dB

(G/T)1.5 = 34.1-10lg80

=15.1 dB /K

(Eb/N0)1.5= 30.9-196+15.1- (-228.6)－71.3= 7.3dB(门限5.5dB)

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关键词：串联电抗器 限制 短路电流 维护

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0096-02随着南方电网网架的迅猛发展，用电需求的持续增长，一些发达地区的电力负荷日趋增大，而且电网结构的发展也越来越复杂，线路距离短时，其短路电流水平超标的风险越来越突出，给电网的安全可靠运行带来极大风险，而加装限流电抗器来降低电网短路电流水平的方式则成为了最有效、最便捷、最经济的解决该问题的方式。500 kV纵江―宝安线路只有17.444 kM，线路长度短，需要加装串联电抗器工程12台500 kV限流电抗器，电流4000 A，电抗21Ω，容量336 Mvar。是目前世界上运行容量最大、电压等级最高的干式空心交流电抗器设备。这样可以保障广东东南片区电网的安全可靠运行，增强系统抵御运行风险的能力，降低电网短时电流水平。

1 短路电流超标原因及限制措施

500 kV电网等值零序阻抗大于正序阻抗是500 kV母线的三相短路电流大于单相短路电流的原因。从理论上分析，影响因素为：（1）系统主要500 kV电源点离负荷中心变电站距离较远，因此近似认为500 kV电网正序组抗与负序组抗相等，三相与单相短路电流大小主要取决于正序与零序阻抗的大小；（2）系统500 kV线路平均长度较短，并联条数多，主变压器零序阻抗远大于线路零序阻抗，因此500 kV电网短路电流大小主要取决于500 kV线路；（3）线路零序阻抗均大于其正序阻抗，一般取正序阻抗的3倍，因此，从500 kV母线往外看，其500 kV电网的正序等值阻抗小于零序等值阻抗。

限制短路电流的措施有：发展高一级电网，低压电网分片或将母线分列、分段运行，甚至将电网解列；采用高阻抗变压器； 更换断路器，对现有变电站增容改造；采用串联电抗器。根据华东电网的实际情况和各种措施的费用及效果，在电网的合适地点安装串联电抗器是较为现实的措施。限制短路电流的益处是多方面的。

（1）直接减轻断路器的开断负担，有助于减少维修并延长寿命；

（2）限制流过重要电气设备的短路电流，避免设备损坏；

（3）减少线路电压损耗和发电机失步概率；

（4）减少故障时超高压输电网附近的电磁污染。

现在500 kV纵江―宝安线路采用加装串联电抗器这种技术措施，可以有效地抑制系统的短路电流。目前500 kV大限流电抗器运行情况良好。

2 限流电抗器结构介绍

500 kV母线串联限流电抗器，额定电感2x33.4 mH，额定电流4000 A，因为容量相当大，所以造成电抗器本体尺寸比常规电抗器尺寸要大出很多。为了尽最大可能减小设备的尺寸和重量，降低运输难度，因此设计为两台串联使用，电抗器采用耐热性能高的绝缘材料，以提高设备可靠性及热备用。干式空心电抗器在运行中，不可避免的在其附近产生漏磁场。尤其是大容量的电抗器，在其附近会产生很大的漏磁场，使得电抗器附近的金属物感应出较大的涡流损耗，尤其对铁磁物质，其感应的涡流损耗造成的温度，常常达到不能允许的程度。因此，在设计大容量干式空心电抗器时，禁忌使用铁磁物质作为电抗器的任何部件。对于电抗器支撑部位，必须选用与磁力线垂直的大截面时，一般选用无磁钢材料，这样，不仅何以保证电抗器的整体机械强度，还可以大大降低由交变磁场产生的涡流损耗。由于系统电压较高，根据经验，当电抗器运行于户外时，为提高电抗器本体绝缘性能，保证线圈使用寿命，减少局布放电发生，需要加装防雨装置。

3 维护注意事项

3.1 正常巡视（不停电）的项目和要求

巡视一般要求：

（1）对产品进行目测，检查产品是否完整，重点检查均压件有无明显松脱或掉落）。

（2）检查线圈表面油漆有无脱落，有无变色、起泡、掉漆，设备表面应清洁，标志清晰、完善。

（3）检查绝缘子表面有无颜色异常焦黑、裂纹、闪络。

（4）查看钢构件和底架生锈腐蚀情况，各法兰处紧固螺丝紧固情况。

（5）检查设备上是否有异物。

（6）查看是否从电抗器内部发出异常的声响，电抗器噪音A计权声压值应小于62.4 dB（A）。查看电抗器内部是否有烧焦的气味或痕迹。

（7）引线接触良好，接头无过热，各连接引线无发热、变色。各个部位温升的限值如表1，表1为电抗器运行在额定电流下的温升限值，实际温升应根据现场运行状态进行检测。

（8）在外的接线端子应无过热情况。每月对外露导电接触面进行一次红外测温。

（9）接地可靠，周边金属物无异常发热现象。

（10）场地清洁无杂物，无杂草。

3.2 停电维护及试验项目与周期

见表2。

3.3 发生线路短路故障时注意事项

每次发生短路故障后，电抗器受到短路电流的作用，要检查电抗器是否有位移，支撑绝缘子是否松动扭伤，检查绝缘瓷顶部和底部金属浇注部位有无松脱或开裂，引线有无弯曲，绝缘子底座的接地线应完整，绝缘支柱有无破碎，有无放电声及烧焦气味。

4 结语

串联电抗器投运至今，已经安全稳定运行了一年左右。在500 kV纵江―宝安线路加装电抗，可将该线路短路电流控制在50 kA以下，对降低500 kV纵江站短路电流也有比较明显的效果，以此增加广东电网运行方式的灵活性，同时也为今后串联电抗器在广东电网的推广应用积累经验。

参考文献

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    一、全景式格局化摄制手法为传统鲁剧创作视角带来新思路

    (一)时空架构更加开放

    七连、山东屯、陕北坡底村、山东海滨某知青点、边防女兵驻地、内蒙古生产建设兵团这几个知青点之间通过艺术的处理手法,运用独具特色的镜头语言,驾驭起了复杂的时空架构,恰到好处随着剧情进行切换,流畅生动,并在戏剧场景上将北大荒、陕北黄土高原、内蒙古草原和山东黄海之滨的山河风情做了充分的展现,并将哈尔滨、北京的一部分也水到渠成地融入到剧情之间,而且暗写了他们的另一处家乡上海,还有冯晓兰父母劳改地的甘肃。剧中,北大荒生产建设兵团地处黑河的某团七连是主场景,由身为上海一个资本家女儿的周萍先在七连“借读”,而后,借由周萍镜头摇到了40里外的在山东屯插队的另外一些上海女知青身上。由七连男知青赵天亮的哥哥赵曙光在陕北坡底村插队,镜头摇到了陕北黄土高原上贫瘠乡村里插队的知青身上。接着,因为一种北大荒常见病需要海带进行治疗,由团长吕东阳和他家乡妻子的关系,镜头摇到了山东海滨的又一个知青点上。还有,由周萍到国境线上戍边的男一班路上,镜头又摇到一处边防女兵驻地,引出来鲁楠几个知青女兵;由孙敬文到内蒙古买马,镜头又自然地摇到了内蒙古生产建设兵团,引出来蔡苗苗等几位兵团女兵。这像是把一幅绵绵地全景式的知青生活画卷一一展开,娓娓道来,令人耳目一新。

    (二)情节来回交叉的叙事结构

    全剧并不只是将这些知青点连接在一起,而是通过来回交叉的巧妙的叙事结构,通过对赵天亮、赵曙光兄弟命运的展开述说,通过周萍、赵天亮情感故事,让镜头在七连——坡底村——山东屯之间频频来回切换,给足了坡底村和山东屯的戏份,牵动着观众一起随着那里的知青生活和命运起起伏伏,这也是很好的艺术构思。

    二、不失去大气磅礴的情况下,结合青春偶像剧的很多元素,细腻刻画,让鲁剧也有了扑面而来的青春气息

    鲁剧创作不以娱乐和追求最大化利润为目的,不受“戏说风”、“宫庭风”等影响,提到鲁剧,观众想到的往往是叙事结构宏伟大气磅礴,难免略显写实有余而写意不足。《知青》将历史剧和青春偶像剧的笔法巧妙融合起来,在不失去历史剧厚重质感的前提下,又添加了青春偶像剧的很多清新元素,在观感上令人心生愉悦,让人难忘。

篇10

1．巩固串联电路的电流和电压特点.

2．理解串联电路的等效电阻和计算公式.

3．会用公式进行简单计算.

能力目标

1．培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.

2．培养学生理论联系实际的能力.

情感目标

激发学生兴趣及严谨的科学态度，加强思想品德教育.

教学建议

教材分析

本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题，从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点，用等效的观点分析串联电路是本书的难点，协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键．

教法建议

本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.

实验法和理论推导法并举，不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些，而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些．

由于实验法放在理论推导法之前，因此该实验就属于探索性实验，是伏安法测电阻的继续．对于理论推导法，应先明确两点：一是串联电路电流和电压的特点．二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体（或某段电路）计算串联电路的电流、电压和电阻时，常出现一个“总”字，对“总”字不能单纯理解总和，而是“总代替”，即“等效”性，用等效观点处理问题常使电路变成简单电路．

--方案

1．引入课题

复习巩固，要求学生思考，计算回答

如图所示，已知，电流表的示数为1A，那么

电流表的示数是多少？

电压表的示数是多少？

电压表的示数是多少？

电压表V的示数是多少？

通过这道题目，使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系

（1）串联电路中各处的电流相等．

（2）串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和．

在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路，几个导体串联以后总电阻是多少？与分电阻有什么关系？例如在修理某电子仪器时，需要一个10的电阻，但不巧手边没有这种规格的电阻，而只有一些5的电阻，那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢？

电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题．

2．串联电阻实验

让学生确认待测串联的三个电阻的阻值，然后通过实验加以验证．指导学生实验．按图所示，连接电路，首先将电阻串联入电路，调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数（如3V），电流表的读数为0．6A，根据伏安法测出.

然后分别用代替，分别测出．

将与串联起来接在电路的a、b两点之间，提示学生，把已串联的电阻与当作一个整体（一个电阻）闭合开关，调节滑动变阻器使电压示数为一整数（如3V）电流表此时读数为0．2A，根据伏安法测出总电阻．

引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.

再串入电阻，把已串联的电阻当作一个整体，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为一整数（如3V）电流表此时示数为0．1A，根据伏安法测出总电阻．

引导学生比较测量结果，得出总电阻与的关系：.

3．应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系：

作图并从欧姆定律分别求得

在串联电路中

所以

这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和．

4．运用公式进行简单计算

例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上，求这串联

电路中的电流

让学生仔细读题，根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值，未知量的符号．

引导学生找出求电路中电流的三种方法

（1）（2）（3）

经比较得出第（3）种方法简便，找学生回答出串联电路的电阻计算

解题过程

已知V，求I

解

根据得

答这个串联电路中的电流为0.3A.

强调欧姆定律中的I、U、R必须对应同一段电路.

例二有一小灯泡，它正常发光时灯丝电阻为8.3，两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源，要使灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？

让学生根据题意画出电路图，并标明已知量的符号及数值，未知量的符号.

引导学生分析得出

（1）这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V，而电源电压是6V，那么串联的电阻要分担的电压为

（2）的大小根据欧姆定律求出

（3）因为与串联，通过的电流与通过的电流相等.

（4）通过的电流根据求出.

解题过程

已知，求

解电阻两端电压为

电路中的电流为