一阶电路在实际中的应用

一阶电路在实际中的应用摘要：实际动态电路中，由于开关的接通和断开，线路的短接或开断，元件参数值的改变等，都将引起电路由一种工作状态到另一种工作状态的转变，就要用到一阶电路的运算，这种转变通常不可能瞬时完成，需要一段时间历程。它可以用积分微分方程来描述。能用一阶常微分方程来描述的电路就是一阶电路。本文主要讨论一阶电路的应用.它可构成比例器，延时器，积分微分器等。熟练的掌握一阶电路的基本原理并在实际中灵活应用.可以更好地使用这些电气元件.关键词：一阶电路，应用Applicationofafirst-ordercircuitinpracticeAbstract:Theactualdynamiccircuit,duetotheswitchonandoff,shortcircuitoropencircuit,parameterchanges,willcausethecircuitchangesfromonestatetoanotherstate,itisnecessarytouseafirst-ordercircuitoperation,thisshiftisusuallynotpossibletransientcomplete,needforalongperiodoftime.Itcanbeusedtodescribetheintegraldifferentialequation.Thecircuitcanusefirst-orderordinarydifferentialequationstodescribeisafirst-ordercircuit.Thispapermainlydiscussestheapplicationofafirst-ordercircuit.Itcanformaproportional,delay,differentialandintegralcalculus.FlexibleapplicationinactualinthebasicprinciplesofFirst-orderCircuitsandskilled.Makebetteruseoftheelectricalcomponents.Keywords:Afirst-ordercircuit,Application一阶电路一阶电路(英文:firstordercircuit)即用一阶微分方程描述的动态电路。在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。一阶电路的应用1.积分器积分电路的电路图如图1所示。当τ足够大就构成积分电路，从电容两端输出的电压与输入电源电压之间呈积分关系，1)t=t1时Vi由0(-)>Vm，因为电容两端的电压不能突变，所以此时Vo=Vc=0;2)t1<t<t2时电容开始充电，Vc按照指数规律上升，Vi=Vc+VR.由于τ>>tw,电容充电非常缓慢。3)t=t2时VI由Vm→0，相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负电压VI（VI<Vm，这是因为τ>>tW，即充电时间很长，使得充电电压未来得及充到Vm最大电压，就开始放电了）经R缓慢放电，VO（VC）按指数规律下降。输出电压是输入电压对时间的积分,称为积分电路这样，输出信号就是锯齿波如下图2.微分器微分电路的电路图如图2所示，其中电容为C，电阻为R，uI为输入电压，uo为输出电压。输出电压是输入电压的微分。当τ足够小就构成微分电路，从电阻端输出的电压与输入电源电压之间呈微分关系1)电流的增长过程:2)电流消失过程如下图3.延时器电路如上图所示。工作时，按下S1、S2后，整流电源对C2充电，C2两端的电压迅速达到电源电压值。同时，电源经R为V1、V2组成的复合管提供基极偏流，使复合管导通，继电器K吸合，其触点K1－1闭合与S1一起为电器RL提供交流电源，S1、S2松开时RL仍能正常工作；但S1、S2松开后，电容C2经R、复合管放电，使复合管保持导通状态，以维持RL的正常工作；随着时间的延迟，C2上的电压不足以维持复合管的导通，K便释放，电器RL上的电源就被自动切断，从而达到了自动关机的目的。延时时间的长短由C2和R的时间常数决定，改变C2或R的数值可以改变延时时间的长短（按图中数值延时约7分钟），加大C2或R的数值，延时时间变长，反之时间变短。这种电路适用于走道上会自动熄灭的照明灯。4．避雷器(1）避雷器的作用避雷器是与电器设备并接的一种过电压保护设备。其作用是限制电器设备绝缘上的过电压，保护其绝缘免受损伤或击穿。(2）避雷器的电路组成如图7.19所示(3）工作原理变压器高压侧经整流硅堆输出的电压是半波整流电压，其正半周时，经电阻R对电容C充电。负半周时电容C经R放电，但由于C较大，电荷逸出很少。下一个正半周时，C又通过R充电，使两端的电压维持原来的数值，这样就保证避雷器两端的电压波动很小。5．晶闸管（1）晶闸管的作用:晶闸管又称可控硅，主要用于大功率的交流电能与直流电能的相互转换和交、直流电路的开关控制与调压。（2）工作原理如图7.20所示电路为单相桥式可控整流电路，在晶闸管及交流电源侧，整流输出的负载侧并联一个RC联支路电路产生过电压时，由于电容电压不能突变，电容充电，使其两端电压逐渐升高。当晶闸管触发导通后，电容放电，使晶闸管避免了过电压的袭击。与电容串联的电阻R，用来限制放电电流和增加放电时间。6．日光灯日光灯其实是RL电路。镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大；启动器由封在玻璃泡中的静触片和U形动触片组成，玻璃泡中充有氖气。两个触片间加上一定的电压时，氖气导电发光、发热。动触片是用粘合在一起的双层金属片制成的，受热后两层金属膨胀不同，动触片稍稍伸开一些，和静触片接触。启动器不再发光，这时双金属片冷却，动触片形状复原，两个触点重新分开.闭合开关后电压通过日光灯的灯丝加在启动器的两端，启动器如上所述发热－触点接触－冷却－触点断开。在触点断开