分享直流電和分類、常見直流電源、直流電與直流電路、直流電源符號和直流電路、直流電路的應用等直流電路的基本知識,建立對直流電、直流電路的初步概念。
1、直流電和分類
直流電是指電流方向不隨時間作周期性變化,由正極流向負極,但電流的大小可能會變化的電流。
直流電可以分為穩定(恒定)直流和脈動直流兩種,如下圖(a)、(b)所示。
穩定直流電是指方向固定不變并且大小也不變的直流電,穩定直流電的電流I的大小始終保持恒定,在下圖中(a)用,穩定直流電的電流I為直線,始終為6mA;直流電的電流方向保持不變,始終是從電源正極流向負極,圖中的直線始終在t軸上方,表示電流的方向始終不變。
脈動直流中電流大小不穩定;脈動直流電是指方向固定不變,但大小隨時間變化的直流電。在下圖(b)中,脈動直流電的電流I為波浪形,從圖中可以看出,脈動直流電的電流I的大小隨時間作波動變化(如在t1時刻電流為6mA,在t2時刻電流變為4mA),電流大小波動變化在圖中用曲線表示;脈動直流電的方向始終不變(電流始終從電源正極流向負極),圖中的曲線始終在t軸上方,表示電流的方向始終不變。
用整流器供電的直流電,如手機充電器,則屬于脈動直流電。
2、常見直流電源
一般將可提供直流電的裝置稱為直流電源,其中一種是自身能發出電力的直流電源裝置,例如干電池、蓄電池、直流發電機、光伏組件等。
另外一種是自身不能直接產生電力,而是將交流電源轉換成直流電的直流電源裝置,例如:手機充電器、冶煉用的整流柜、電子設備中的整流電源等。
直流電源有正、負兩極,當直流電源為電路供電時,直流電源能夠使電路兩端之間保持恒定的電位差,從而在外電路中形成由電源正極到負極的電流,如圖下圖所示。
三、直流電源符號和直流電路
由直流電源作用的電路稱為直流電路,它主要是由直流電源、負載、連接導線、控制裝置組成構成的閉合電路,直流電源符號和直流電路參見下圖。
四、直流電路的應用
直流電路在我們的日常生活和工作中可以經常看到:在生活中,我們所用的手電筒電路、電動單車電路、電動汽車電路、電視機的內部電子電路的等等,其電路都屬于直流電路;在工作中,光伏發電系統、變電站的直流電源系統、應急照明電源系統等,其電路中都包含有直流電路。直流電路在輸電系統中最重要的應用就是超高壓直流、特高壓直流輸電系統。
下圖為高層建筑常用的應急照明電源系統,正常情況下,疏散指示燈、標志燈用交流電供電,當交流電源停電的時候,轉換成蓄電池直流電源供電。
一般情況下,無論是生活還是生產所見到的直流電路,除了部分是采用干電池、蓄電池等直流電源供電的直流電路;大部分情況下,各類用電設備、電子設備的電源都是取自電網,這些用電設備、電子設備的控制電路或控制系統則往往需要多種直流電壓,而電網一般都是交流電,此時需采用專門的整流電源,即交流-直流變換器或整流電源,將來自電網交流轉換成直流再為這些控制電路或控制系統供電,如:LED照明臺燈、冶金直流傳動系統、手機充電器、直流充電樁、收音機、電視機、電腦等等。
收音機、電視機、臺式電腦等家用電器的交流-直流變換器或整流電源是安裝在電器內部的;有的家用電器,如手機、筆記本電腦等設備,是采用充電器將交流220V變為所需的直流電壓后再對蓄電池進行充電,再由蓄電池為電器內的電子電路、芯片提供直流電源;而監控用的攝像機等電子產品,是將直流電源作為外置式附件,制成一個獨立的電路單元,稱為電源適配器,電源適配器將220V交流電轉變為直流電后為攝像機等電子產品提供所需要的直流電壓。
電動汽車充電樁也是將交流電源轉換成直流電,為電動汽車充電。
下圖所示為直流充電樁系統框圖,交流380V電壓經充電機電源模塊,變成直流200~750V,再給電動汽車充電。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:詳解直流電與直流電路基本知識,內容全面
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