变容二极管范文

变容二极管范文（精选12篇）

变容二极管 第1篇

新产品路面平均亮度1.0cd/m2, 200V输入时平均耗电力122W, 故能在一般国道和工厂照明使用, 能大幅度节能。

相对过去的汞灯, 降低约70%CO2排出量;相对180W高压钠灯, 降低约37%。

光源长寿命为6104h, 是汞灯的5倍, 高压钠灯的2.5倍。而且因为具备分级光机能, 能实现50%调光。

具备LED组件在故障时不会全熄灯的优点, 因故障时两系统中有一系列部分持续点灯, 回避亮度零的不点灯状态, 确保道路的安全性。

变容二极管 第2篇

：级班 ：号考 ：名姓《晶体二极管及二极管整流电路》试题

时间：60分钟

总分：

分

班级：

班

命题人：

一、判断题

1.半导体的导电能力在不同条件下有很大差别，若提高环境温度导电能力会减弱。（错误）

2.本征半导体温度升高后两种载流子浓度仍然相等。

（正确）

3.N型半导体中，主要依靠自由电子导电，空穴是少数载流子。

（正确）

4.P型半导体中不能移动的杂质离子带负电，说明P型半导体呈负电性。

（错误）

5.PN结正向偏置时，其内外电场方向一致。

（错误）

6.晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结。

（正确）

7.半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。

（正确）

8.二极管具有单向导电性。

（正确）

9.二极管是线性器件。

（错误）

10.二极管和三极管都是非线性器件。

（正确）

11.二极管处于导通状态，呈现很大的电阻，在电路中相当于开关的断开特性。

（错误）

12.二极管两端加上正向电压就一定会导通。

（错误）

13.二极管的核心是一个PN结，PN结具有单向导电特性。

（正确）

14.PN结的单向导电性，就是PN结正向偏置时截止，反向偏置时导通。

（错误）

15.二极管两端加上反向电压时，反向电流不随反向电压变化而变化，这时二极管的状态为截止。

（正确）

16.二极管的截止特性是其两端的反向电压增加时，而反向电流基本不变。

（正确）

17.二极管只要工作在反向击穿区，就一定会被击穿损坏。

（错误）

18.点接触型二极管其PN结的静电容量小，适用于高频电路。

（正确）

19.整流二极管多为面接触型的二极管，结面积大、结电容大，但工作频率低。

（正确）

20.整流二极管多为点接触型的二极管，结面积小、结电容大，但工作频率低。

（错误）

21.点接触型二极管只能使用于大电流和整流。

（错误）

22.制作直流稳压电源元件中，整流二极管按照制造材料可分为硅二极管和锗二极管。

（正确）

23.半导体二极管按结构的不同，可分为点接触型和面接触型，各自能承受的正向电流值有较大区别。

（正确）

24.晶体二极管击穿后立即烧毁。

（错误）

25.热击穿和电击穿过程都是不可逆的。

（正确）

26.所谓理想二极管，就是当其正向偏置时，结电阻为零，等效成开关闭合；当其反向偏置时，结电阻为无穷大，等效成开关断开。

（正确）

27.二极管的最高反向工作电压是指整流二极管两端的反向电压不能超过规定的电压所

如超过这个允许值，整流管就可能击穿。

（正确）

28.整流二极管在最高反向工作电压下工作时，反向电流越大，说明整流二极管的单向导电性能越好。

（错误）

29.使用稳压管时应阳极接高电位，阴极接低电位。

（错误）

30.发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。

（正确）

31.稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡。

（正确）

32.稳压二极管稳压时它工作在正向导通状态。

（错误）

33.稳压二极管在起稳定作用的范围内，其两端的反向电压值，称为稳定电压。不同型号的稳压二极管，稳定电压是不同的。

（正确）

34.稳压二极管是一个可逆击穿二极管，稳压时工作在反向偏置状态，但其两端电压必须大于它的稳压值Uz，否则处于截止状态。

（正确）

35.稳压管与其它普能二极管不同，其反向击穿是可逆性的，当去掉反向电压稳压管又恢复正常。

（正确）

36.稳压二极管如果反向电流超过允许范围，二极管将会发生热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。

（正确）

37.整流电路由二极管组成，利用二极管的单向导电性把直流电变为交流电。

（错误）

38.用两只二极管就可实现单相全波整流，而单相桥式整流电路却用了四只二极管，这样做虽然多用了两只二极管，但降低了二极管承受的反向电压。

（正确）

39.同种工作条件，单相半波整流电路和单相全波整流电路，其二极管承受的反向电压大小一样。

（错误）

40.同种工作条件，单相半波整流电路和单相桥式整流电路，其二极管承受的反向电压大小不同。

（错误）

41.在电容滤波整流电路中，滤波电容可以随意选择（错误）

42.在电容滤波整流电路中，电容耐压值要大于负载开路时整流电路的输出电压。

（正确）

43.在滤波电路中，只有电容滤波电路和电感滤波电路。

（错误）

44.电容滤波器，电容越小，则滤波效果越好。

（错误）

45.电容滤波电路的特点是：纹波成分大大减少，输出的直流电比较平滑，电路简单。

（正确）

46.滤波电路一般是由储能元件组成，主要利用储能特性把脉动直流电变为平滑的直流电。

（正确）

二、单选题

1.本征半导体是（B）。A.掺杂半导体

B.纯净半导体

C.P型半导体

D.N型半导体 2.P型半导体是在本征半导体中加入微量的（A）元素构成的。A.三价；

B.四价；

C.五价；

D.六价。

3.N型半导体是在本征半导体中加入微量的（C）元素构成的。A.三价；

B.四价；

C.五价；

D.六价。4.P型半导体的多数载流子是（B）。

A.电子

B.空穴

C.电荷

D.电流

5.N型半导体的多数载流子是（B）。

A.电流

B.自由电子

C.电荷

D.空穴

6.关于N型半导体的下列说法，错误的是（C）。

A.自由电子是多数载流子

B.在二极管中由N型半导体引出的线是二极管的阴极

C.在纯净的硅晶体中加入三价元素硼，可形成N型半导体

D.在PNP型晶体管中，基区是N型半导体

7.关于P型、N型半导体内参与导电的粒子，下列说法正确的是（A）。

A.无论是P型还是N型半导体，参与导电的都是自由电子和空穴

B.P型半导体中只有空穴导电

C.N型半导体中只有自由电子参与导电

D.在半导体中有自由电子、空穴、离子参与导电

8.半导体的导电能力随温度升高而（），金属导体的电阻随温度升高而（D）。A.降低/降低

B.降低/升高

C.升高/降低

D.升高/升高

9.PN结呈现正向导通的条件是(B)。A.P区电位低于N区电位

B.N区电位低于P区电位

C.P区电位等于N区电位

D.N区接地 10.二极管的反向电流随着温度降低而(B)。A.升高

B.减小

C.不变

D.不确定 11.半导体PN结的主要特性是（C）。

A.具有放大特性

B.具有改变电压特性

C.具有单向导电性

D.具有增强内电场性 12.晶体二极管的主要特性是（C）。A.放大特性

B.恒温特性

C.单向导电性

D.恒流特性 13.在半导体PN结两端施加（B）就可使其导通。A.正向电子流

B.正向电压

C.反向电压

D.反向电子流

14.硅二极管导通时，它两端的正向导通压降约为（B）。A.0.1V

B.0.7V

C.0.3V

D.0.5V 15.硅二极管的死区电压约为（D）。A.0.1V

B.0.7V

C.0.3V

D.0.5V 16.锗二极管导通时，它两端的正向导通压降约为（C）。A.0.1V

B.0.7V

C.0.3V

D.0.5V

17.锗二极管的死区电压约为（A）。

A.0.1V

B.0.7V

C.0.3V

D.0.5V 18.二极管由（A）个PN结组成。A.1

B.2

C.3

D.0 19.晶体二极管的主要功能之一是(D)。A.电压放大

B.线路电流放大

C.功率放大

D.整流

20.晶体二极管的正极电位是-8V，负极电位是-2V，则该晶体二极管处于（A）。A.反偏

B.正偏

C.零偏

D.不可判断

21.晶体二极管的正极电位是-10V，负极电位是-16V，则该晶体二极管处于（B）。A.反偏

B.正偏

C.零偏

D.不可判断 22.稳压二极管具有（B）作用。A.开关

B.稳压

C.放大

D.滤波 23.二极管的反向电阻（B）。

A.小

B.大

C.中等

D.为零

24.下列说法正确的是（C）。

A.N型半导体带负电

B.P型半导体带正电

C.PN结型半导体为电中性体

D.PN结内存在着内电场，短接两端会有电流产生 25.半导体的电阻随温度升高而（B），金属导体的电阻随温度升高而（B）。A.降低/降低

B.降低/升高

C.升高/降低

D.升高/升高 26.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将（A）。A.增大

B.不一定

C.减小

D.不变

27.锗二极管的正向导通压降比硅二极管的正向导通压降（B）。A.大

B.小

C.相等

D.无法判断 28.稳压二极管的正常工作状态是（C）。A.导通状态

B.截止状态

C.反向击穿状态

D.饱和状态 29.整流电路的目的是（A）。A.将交流变为直流

B.将高频变为低频

C.将正弦波变为方波

D.将直流变为交流 30.下列符号中表示稳压二极管的为（B）。

A.B.C.D.31.上题符号中表示发光二极管的为（C）。32.上题符号中表示光电二极管的为（D）。

33.在桥式整流电容滤波电路中，若有一只二极管断路，则负载两端的直流电压将会（A）。A.下降

B.升高

C.变为0

D.保持不变 34.稳压二极管是利用二极管的（C）特征制造的特殊二极管。A.正向导通时电压变化小

B.反向截止时电流小

C.反向击穿时电压变化小而反向电流变化大

D.单向导电 35.硅二极管的正向导通压降比锗二极管的正向导通压降（A）。A.大

B.小

C.相等

D.无法判断 36.电路如图所示，则处于导通状态的二极管是(A)。A.只有D1

B.只有D2

C.D1和D2

D.D1和D2均不导通

37.在整流电路中，设整流电流平均值为，则流过每只二极管的电流平均值的电路是（B）。A.单相桥式整流电路

B.单相半波整流电路

C.单相全波整流电路

D.以上都不行

38.如图所示，两只硅稳压二极管的稳压值分别为3V和6V，如果输入电压UI为8V，则输出电压U0为（A）。A.3V

B.6V

C.9V

D.0.7V 39.半导体二极管按结构的不同可分为点接触型和面接触型，点接触型二极管能承受的正向电流较（B），面接触型二极管能承受的正向电流较（B）。A.小/小

B.小/大

C.大/小

D.大/大

40.当硅晶体二极管加上0.2V正向电压时，该晶体二极管相当于（D）。A.小阻值电阻

B.一根导线

C.内部短路

D.阻值很大的电阻

41.两个硅稳压管，Uz1 =6V，Uz2=9V, 下面（D）不是两者串联时可能得到的稳压值。

A.15 V

B.6.7 V

C.9.7 V

文化变容的现在 第3篇

摘要：多媒体一词从20世纪90年代开始我们常常提到，随着多媒体个人化的发展，大众媒体逐渐被取代的同时多媒体也发生了变化，是否真的实现了多媒体的个人化这一问题值得深思。

关键词：多媒体；大众媒体；个人化

一、多媒体的个人化

如今我们常常会提到多媒体的个人化。所谓多媒体的个人化，一般是指20世纪90年代后半以前以报纸和电视等大众媒体为中心的多媒体。在20世纪90年代后半以后被或者将要被互联网和手机等个人多媒体取代。这种观点里存在几个问题，一是虽然是90年代后半期以前的多媒体，但是某种程度上依然在社会中保持着它的地位和影响力；另外，我们所接纳的经验中，仍然包含着大众化的现象。

说起来，多媒体的个人化现象是20世纪90年代以前开始逐渐渗透的。住宅的单间化和多媒体的小型化使之前家庭公用的多媒体从起居室被带入个人房间被个人占有成为可能。因此，从这样的观点来看，多媒体的个人化并不是从20世纪90年代异军突起的。

接下来，我想要关注的是20世纪90年代以后，伴随着互联网而发生的多媒体个人化。在90年代后半期，个人电脑迅速普及，不仅应用于商业用途，而且作为互联网终端推广开来。另外，从90年代后半开始极速普及的手机，也不仅有通话的功能，同时也具备了发邮件上网等功能。这种情形表现出了90年代后半以后的个人化多媒体伴随着代表因特网的网络组织发展的。

二、多媒体的改变/大众媒体的消失

伴随着多媒体的中心从大众媒体到以个人多媒体的形式的变化，大概从20世纪90年代后半期开始，大众媒体就可以仅仅成为多媒体了。

20世纪90年代前虽然有大众媒体这个概念，但是今天作为多媒体被列举的各种事物并未作为多媒体被意识到。在20世纪90年代，人们才重新认识和评价了在此之前既存的各种各样的多媒体。

这些多媒体，在各个方面实现了个人化。与此同时，书籍成为了个人所有物，产生了独自默读的习惯。各种各样的新型多媒体的发明和对以前的多媒体的二次发现，使大众媒体与各个多媒体摆在同一位置成为可能。

这样一来，大众媒体就与因特网和手机登新型多媒体与众不同，有时被认为是“旧式多媒体”。例如，“在网上如果可以免费看新闻的话，那么报纸就会消失”。类似这样的观点把大众媒体作为依然如故的逐渐消失的多媒体来看待。

20世纪90年代在家庭中迅速普及的因特网主页成为其代名词的同时，作为能够个人自由发送信息的新型多媒体而引人注目。“报道的个人化”还有与以前的大众传媒不同的风险企业，进入了通过利用因特网的信息发布的业界也是事实。

于是就有了“大众传媒在不久的将来会不会消失呢？”这样的议论。以前的大众传媒虽然也与新型多媒体环境相对应。但是在逐渐被取代也是事实。电视局也通过因特网发布信息，这样一来，人们就认为大众传媒失去了特权性，地位相对变低了。也许也可以认为大众传媒希望通过把自身放在与其他多媒体同一行列，向新型多媒体靠拢的形式，来谋求自身的生存。

但是，随着重点从中心的多媒体向个人化多媒体的转变。大众传媒也在一些形态上发生了改变。也就是说，现在被大多数所利用的网站也有以前的大众传媒对大众的影响力。这与以前自己收集信息记录然后发布信息的多媒体不同，可以看成是变得能够将各种各样的既存信息进行收集加工然后发布信息的多媒体。从这层意义上来看，大众传媒就被认为是以更加复杂的分散化的形式存在着，大众传媒也许就有必要为适应当今的多媒体环境进行二次改造。

三、真的实现个人化了吗？

虽说如此，但是在90年代以后在对于多媒体环境改变进行探索之际，“从大众传媒到个人化多媒体”这种支配性的说法真的正确吗？

例如，与能够进行大量数据处理等的通用大型计算机不同，个人电脑是为了个人独自使用而发明的。最初，是因为自己写编程使用，停留在个人兴趣上。但是，随着各种软件的开发，与现在相比，有需要的人会花费高额购买。但是，90年代以后的迅速普及，因特网使用的扩大就真正的停留在了包含各种错误的个人电脑上。

另外，与能够联系对方相比，手机的普及意味着选择了可以随时联系到对方。与90年代前半期的电话的个人化中所看到的电视机的所有和长电话文化的形成与发展不同，随时随地都可以联系对方的可能性与相对高昂的手机话费相加，反而使必须能通过电话进行交谈的必然性减弱，人们日常生活的对话开始利用手机短信的方式。

21世纪出现的“全社会”这个概念是随时随地都能联网的意思。同时，筹划了没有意识到这一点的社会现实，像这样的电脑的“非人格化”现在正在发生着。但是，与此同时，或许网络整体正在向一个具有人格化的存在转变。现在我们在使用笔记本电脑和手机的时候，意识到在这些工具的另一端存在着网络。这样一来，考虑到90年代后半期以后的多媒体的个人化的时候，与其说是个人化，不如说是所谓的在新形式下的社会的存在与我们肥大化的世界与其经验的方式的变化。

参考文献：

[1]吉见俊哉 《作为多媒体的电话》[M]. 1992

二极管开关特性探讨 第4篇

1 开关二极管工作原理

二极管具有单向导电性能, 即给二极管阳极和阴极加上正向电压时, 二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时, 二极管截止。因此, 二极管的导通和截止, 则相当于开关的接通与断开。

2 二极管的开关特性

2.1 二极管作为开关的条件

二极管的反向电阻和正向电阻有足够的差别。当二极管正向导通时, 它的正向电压降实际上并不为零, 也就是说, 二极管的正向电阻虽然很小, 但并不等于零;当二极管反向截止时, 也有微小的反向电流通过二极管, 即它的反向电阻虽然很大, 但并不等于无穷大。因此, 只要二极管的反向电阻和正向电阻有足够的差别, 就可以用作开关。

2.2 二极管的开关特性

图1电路中, 当开关K合到2时, 二极管两端承受正向电压, VD导通, 忽略二极管的正向电压降, 则可以把二极管看成开关的闭合状态;当K接到1时, 二极管两端承受反向电压, VD截止, 由于二极管的反向电阻很大, 相当于断路状态, 二极管的反向端电压等于电源电压E1, 此时, 二极管VD相当于断开的开关。

2.3 二极管的正向钳位

钳位即钳制电位。二极管处于正向导通时, 正向电压降很小, 它的阴极电位和阳极电位基本上相等。则二极管起到钳制电位作用。例图2中:当输入信号Ui=0 (即Ua=0) 时, 二极管VD正向导通, 二极管内阻相对R0来说很小, 可忽略。输出电压Uo (即Up) 基本上等于A点电位Up=Ua=0, 即P点电位被钳制在0V。

2.4 二极管的瞬变特性

二极管作开关时, 其工作时总是处于正向偏置和反向偏置的交替变化之中。二极管能以多快的速度由一种偏状置态转为另一种偏状置态的特性称为二极管的瞬变特性。由PN结中载流子的分布随时间改变而引起的瞬变特性:即PN结的瞬变特性。PN结的瞬变特性也称之为渡越特性, 包括正向渡越和反向渡越。正向渡越是PN结由加反向偏压突然变为正向偏压;反向渡越则是由加正向偏压突然变为反向偏压。反向渡越所需时间比正向渡越长, 它是决定二极管开关速度的主要方面。

图3所示电路反映PN结偏置方向和反向渡越过程中电流随时间的变化关系。R0, r0为偏置电阻, 设开始时开关S与a点接通。在PN结中有一恒定正向电流If流过, 在施加t=to时突然将开关S与a断开而与b点接通。此时通过PN的电流并不是立即由正向电流If变为PN结的反向饱和电流Is, 而是先经过一个较大的恒定反向电流Ir的阶段。然后逐渐减到PN结反向饱和电流的数值。

PN结的反向渡越过程分为电流恒定和电流衰减两个阶段。一般称电流保持恒定的时间为存贮时间, 用tr表示, 称电流I r从开始下降为0.1Ir的时间为下降时间, 用tf表示, tr与tf之和称为开关二极管的反向恢复时间, 用ts表示, 即:ts=tr+tf。PN结的反向渡越过程, 是由PN结上的电压变化时结中载流子的分布和运动情况造成的。PN结反向恢复时间的长短直接关系到二极管的开关速度, PN结的反向恢复时间愈短, 用其制造的开关二极管的开关速度高, PN结的反向恢复时间由正向电流、反向电流及N区中少数载流子的寿命因素决定。提高开关速度, 通常采取一定措施, 例如:向硅中掺金的办法等。

3 开关二极管的应用

开关二极管已广泛应用在计算机和各种自动控制系统, 二极管的单向导电性, 是作为开关应用的机理, 当二极管的阳极电位高于阴极时, 二极管导通, 呈现低电阻, 开关闭合;当阳极电位低于阴极时, 二极管截止, 呈高电阻, 开关断开。二极管具有开关特性, 可以组成门电路;应用于工业、机械控制等各方面。

二极管负与门电路。至少有二个输入端, 输入信号通常是两个状态:电位的高或低, 脉冲的有或无。门电路输入信号是高电位或低电位如图4所示。

图5是一个用开关二极管组成的“与”门电路。A=“1”并且B=“1”时, 二极管D1和D2都截止, P=“1”。A或B中, 任何一个为“0”时, 二极管导通, P=“0”。逻辑表达式:P=A*B开关二极管在这里起“开关”作用。

光电计数报讯器是利用二极管开关特性制成负与门电路, 应用在具体电路装置中, 改变负与门的输入端跟译码电路的输出端的连接关系, 带动报讯器发出讯号。在日常生产和生活中, 应用了诸如此类的半导体器件作为开关, 例如:二极管、三极管等, 逐渐取代了传统的有触点开关。

参考文献

[1]王家骅等.半导体器件物原理.[M].科学出版社, 1983.83-85.

[2]叶良修.半导体物理学.[M].北京:高等大学出版社, 1983.48-61.

二极管的识别与检测 第5篇

晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D5表示编号为5的二极管。

1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。

2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。

3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下：

型号 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 耐压（V）50 100 200 400 600 800 1000 电流（A） 均为1

5、什么是阻尼二极管

1．阻尼二极管的特点及应用 ： 阻尼二极管类似于高频、高压整流二极管，其特点是具有较低有电压降和较高的工作频率，且能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电

流。阻尼二极管主要用在电视机中，作为阻尼二极管、升压整流二极管或大电流开关二极管使用。图4-53是阻尼二极管的外形。

2．常用的阻尼二极管 ： 常用的阻尼二极管有2AN系列、2CN系列、2DN系列和BS系列等，表4-48是部分阻尼二极管的主要参数。

二、不同种类二极管如何选用

1．检波二极管的选用： 检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，例如2AP系列等。选用时，应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。

2．整流二极管的选用： 整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。

选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。

普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电压符合要求的整流二极管即可。例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。

开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。

3．稳压二极管的选用： 稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。

选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。

4、开关二极管的选用： 开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。

中速开关电路和检波电路，可以选用2AK系列普通开关二极管。高速开关电路可以选用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。要根据应用电

路的主要参数（例如正向电流、最高反向电压、反向恢复时间等）来选择开关二极管的具体型号。

5、变容二极管的选用： 选用变容二极管时，应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求，应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。

三、各类二极管的检测方法

（一）普通二极管的检测： （包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管）是由一个PN结构成的半导体器件，具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值，可以判别出二极管的电极，还可估测出二极管是否损坏。

1．极性的判别： 将万用表置于R100档或R1k档，两表笔分别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调两表笔，再测出一个结果。两次测量的结果中，有一次测量出的阻值较大（为反向电阻），一次测量出的阻值较小（为正向电阻）。在阻值较小的一次测量中，黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。

2．单负导电性能的检测及好坏的判断： 通常，锗材料二极管的正向电阻值为1kΩ左右，反向电阻值为300K左右。硅材料二极管的正向电阻值为5 kΩ左右，反向电阻值为∞（无穷大）。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。

若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。

3．反向击穿电压的检测： 二极管反向击穿电压（耐压值）可以用晶体管直流参数测试表测量。其方法是：测量二极管时，应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态，再将被测二极管的正极接测试表的“C”插孔内，负极插入测试表的“e”插孔，然后按下“V（BR）”键，测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。

也可用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿电压、测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极相接，将二极管的正极与兆欧表的负极相连，同时用万用表（置于合适的直流电压档）监测二极管两端的电压。如图4-71所示，摇动兆欧表手柄（应由慢逐渐加快），待二极管两端电压稳定而不再上升时，此电压值即是二极管的反向击穿电压。

（二）稳压二极管的检测

1．正、负电极的判别： 从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表R1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接

的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。

若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。

2．稳压值的测量： 用0~30V连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的.读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至20V以上。

也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接，兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后，按规定匀速摇动兆欧表手柄，同时用万用表监测稳压二极管两端电压值（万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定），待万用表的指示电压指示稳定时，此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。

若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。 图4-72是稳压二极管稳压值的测量方法。

（三）双向触发二极管的检测

1．正、反向电阻值的测量： 用万用表R1k或R10k档，测量双向触发二极管正、反向电阻值。正常时其正、反向电阻值均应为无穷大。若测得正、反向电阻值均很小或为0，则说明该二极管已击穿损坏。

2．测量转折电压： 测量双向触发二极管的转折电压有三种方法。

第一种方法是：将兆欧表的正极（E）和负极（L）分别接双向触发二极管的两端，用兆欧表提供击穿电压，同时用万用表的直流电压档测量出电压值，将双向触发二极管的两极对调后再测量一次。比较一下两次测量的电压值的偏差（一般为3~6V）。此偏差值越小，说明此二极管的性能越好。

第二种方法是：先用万用表测出市电电压U，然后将被测双向触发二极管串入万用表的交流电压测量回路后，接入市电电压，读出电压值U1，再将双向触发二极管的两极对调连接后并读出电压值U2。

若U1与U2的电压值相同，但与U的电压值不同，则说明该双向触发二极管的导通性能对称性良好。若U1与U2的电压值相差较大时，则说明该双向触发二极管的导通性不对称。若U1、U2电压值均与市电U相同时，则说明该双向触发二极管内部已短路损坏。若U1、U2的电压值均为0V，则说明该双向触发二极管内部已开路损坏。 第三种方法是：用0~50V连续可调直流电源，将电源的正极串接1只20kΩ电阻器后与双向触发二极管的一端相接，将电源的负极串接万用表电流档（将其置于1mA档）后与双向触发二极管的另一端相接。逐渐增加电源电压，当电流表指针有较明显摆动时（几十微安以上），则说明此双向触发二极管已导通，此时电源的电压值即是双向触发二极管的转折电压。

图4-73是双向触发二极管转折电压的检测方法。

（四）发光二极管的检测

1．正、负极的判别： 将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正极。

2．性能好坏的判断

用万用表R10k档，测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）约为10~20kΩ，反向电阻值为250kΩ~∞（无穷大）。较高灵敏度的发光二极管，在测量正向电阻值时，管内会发微光。若用万用表R1k档测量发光二极管的正、反向电阻值，则会发现其正、反向电阻值均接近∞（无穷大），这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V（高于万用表R1k档内电池的电压值1.5V）的缘故。 用万用表的R10k档对一只220μF/25V电解电容器充电（黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极），再将充电后的电容器正极接发光二极管正极、电容器负极接发光二极管负极，若发光二极管有很亮的闪光，则说明该发光二极管完好。

也可用3V直流电源，在电源的正极串接1只33Ω电阻后接发光二极管的正极，

将电源的负极接发光二极管的负极（见图4-74），正常的发光二极管应发光。或将1节1.5V电池串接在万用表的黑表笔（将万用表置于R10或R100档，黑表笔接电池负极，等于与表内的1.5V电池串联），将电池的正极接发光二极管的正极，红表笔接发光二极管的负极，正常的发光二极管应发光。

（五）红外发光二极管的检测

1．正、负极性的判别： 红外发光二极管多采用透明树脂封装，管心下部有一个浅盘，管内电极宽大的为负极，而电极窄小的为正极。也可从管身形状和引脚的长短来判断。通常，靠近管身侧向小平面的电极为负极，另一端引脚为正极。长引脚为正极，短引脚为负极。

2．性能好坏的测量： 用万用表R10k档测量红外发光管有正、反向电阻。正常时，正向电阻值约为15~40kΩ（此值越小越好）；反向电阻大于500kΩ（用R10k档测量，反向电阻大于200 kΩ）。若测得正、反向电阻值均接近零，则说明该红外发光二极管内部已击穿损坏。若测得正、反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。若测得的反向电阻值远远小于500kΩ，则说明该二极管已漏电损坏。

（六）红外光敏二极管的检测

将万用表置于R1k档，测量红外光敏二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔所接引脚为正极）为3~10 kΩ左右，反向电阻值为500 kΩ以上。若测得其正、反向电阻值均为0或均为无穷大，则说明该光敏二极管已击穿或开路损坏。 在测量红外光敏二极管反向电阻值的同时，用电视机遥控器对着被测红外光敏二极管的接收窗口（见图4-75）。正常的红外光敏二极管，在按动遥控器上按键时，其反向电阻值会由500 kΩ以上减小至50~100 kΩ之间。阻值下降越多，说明红外光敏二极管的灵敏度越高。

（七）其他光敏二极管的检测

1．电阻测量法： 用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R1k档测量光敏二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值在10~20kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二极管漏电或开路损坏。

再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。

2．电压测量法： 将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光敏二极管的负极，红表笔接光敏二极管的正极、将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2~0.4V电压（其电压与光照强度成正比）。

3．电流测量法： 将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光敏二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。

（八）激光二极管的检测

1．阻值测量法： 拆下激光二极管，用万用表R1k或R10k档测量其正、反向电阻值。正常时，正向电阻值为20~40kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正向电阻值已超过50kΩ，则说明激光二极管的性能已下降。若测得的正向电阻值大于90kΩ，则说明该二极管已严重老化，不能再使用了。

2．电流测量法： 用万用表测量激光二极管驱动电路中负载电阻两端的电压降，再根据欧姆定律估算出流过该管的电流值，当电流超过100mA时，若调节激光功率电位器（见图4-76），而电流无明显的变化，则可判断激光二极管严重老化。若电流剧增而失控，则说明激光二极管的光学谐振腔已损坏。

（九）变容二极管的检测

1．正、负极的判别： 有的变容二极管的一端涂有黑色标记，这一端即是负极，而另一端为正极。还有的变容二极管的管壳两端分别涂有黄色环和红色环，红色环的一端为正极，黄色环的一端为负极。

也可以用数字万用表的二极管档，通过测量变容二极管的正、反向电压降来判断出其正、负极性。正常的变容二极管，在测量其正向电压降时，表的读数为0.58~0.65V；测量其反向电压降时，表的读数显示为溢出符号“1”。在测量正向电压降时，红表笔接的是变容二极管的正极，黑表笔接的是变容二极管的负极。

2．性能好坏的判断： 用指针式万用表的R10k档测量变容二极管的正、反向电阻值。正常的变容二极管，其正、反向电阻值均为∞（无穷大）。若被测变容二极管的正、反向电阻值均有一定阻值或均为0，则是该二极管漏电或击穿损坏。

（十）双基极二极管的检测

1．电极的判别： 将万用表置于R1k档，用两表笔测量双基极二极管三个电极中任意两个电极间的正反向电阻值，会测出有两个电极之间的正、反向电阻值均为2~10kΩ，这两个电极即是基极B1和基极B2，另一个电极即是发射极E。再将黑表笔接发射极E，用红表笔依次去接触另外两个电极，一般会测出两个不同的电阻值。有阻值较小的一次测量中，红表笔接的是基极B2，另一个电极即是基极B1。

2．性能好坏的判断： 双基极二极管性能的好坏可以通过测量其各极间的电阻值是否正常来判断。用万用表R1k档，将黑表笔接发射极E，红表笔依次接两个基极（B1和B2），正常时均应有几千欧至十几千欧的电阻值。再将红表笔接发射极E，黑表笔依次接两个基极，正常时阻值为无穷大。

双基极二极管两个基极（B1和B2）之间的正、反向电阻值均为2~10kΩ范围内，若测得某两极之间的电阻值与上述正常值相差较大时，则说明该二极管已损坏。

（十一）桥堆的检测

1．全桥的检测： 大多数的整流全桥上，均标注有“+”、“-”、“~”符号（其中“+”为整流后输出电压的正极，“-”为输出电压的负极，“~”为交流电压输入端），很容易确定出各电极。

检测时，可通过分别测量“+”极与两个“~”极、“-”极与两个“~”之间各整流二极管的正、反向电阻值（与普通二极管的测量方法相同）是否正常，即可判断该全桥是否已损坏。若测得全桥内几只二极管的正、反向电阻值均为0或均为无穷大，则可判断该二极管已击穿或开路损坏。

2．半桥的检测： 半桥是由两只整流二极管组成，通过用万用表分别测量半桥内部的两只二极管的正、反电阻值是否正常，即可判断出该半桥是否正常。

（十二）高压硅堆的检测

高压硅堆内部是由多只高压整流二极管（硅粒）串联组成，检测时，可用万用表的R10k档测量其正、反向电阻值。正常的高压硅堆，其正向电阻值大于200kΩ，反向电阻值为无穷大。若测得其正、反向均有一定电阻值，则说明该高压硅堆已软击穿损坏。

（十三）变阻二极管的检测

用万用表R10k档测量变阻二极管的正、反向电阻值，正常的高频变阻二极管的正向电阻值（黑表笔接正极时）为4.5~6kΩ，反向电阻值为无穷大。若测得其正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则说明被测变阻二极管已损坏。

（十四）肖特基二极管的检测

二端型肖特基二极管可以用万用表R1档测量。正常时，其正向电阻值（黑表笔接正极）为2.5~3.5Ω，投向电阻值为无穷大。若测得正、反电阻值均为无穷大或均接近0，则说明该二极管已开路或击穿损坏。

三端型肖特基二极管应先测出其公共端，判别出共阴对管，还是共阳对管，然后再分别测量两个二极管的正、反向电阻值。

黄 凯

塑料光纤微透镜耦合平头发光二极管 第6篇

摘要： 为了有效耦合平头发光二极管（LED），使用机械方法加工了锥球面塑料光纤（POF）微透镜。平头发光二极管由圆头发光二极管打磨掉聚光帽制得，其出光端面与芯片距离小于0.5 mm。锥球面塑料光纤微透镜用数控机床加工制得。采用光线追迹法对耦合模型进行了分析。实验优化了锥球面光纤微透镜的参数、锥角、小球半径、工作距离和单端/双端模式，并理论分析了双端锥球面微透镜耦合的实验结果。当双端锥球面光纤微透镜锥角为140°、小球半径为0.15 mm时，可带来20.4%的耦合效率增益。所用加工方法有利于微透镜参数优化，具有较好的加工精度和重现性，可以用于制作塑料光纤微透镜。

关键词： 塑料光纤； 光纤微透镜； 平头发光二极管

中图分类号： TN 312.8文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.04.005

引言塑料光纤（POF）成本低、机械强度高、弹性良好、热稳定性高和抗潮湿能力强，它逐渐在短距离光学网络中被使用[1]。POF系统性能主要依赖于光源与POF的耦合效率。光纤微透镜简单、紧凑，可一步同轴校准，是一种常用的耦合手段。目前，POF微透镜可有效耦合不同光源，例如半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）[2]。POF微透镜的制作通常有三种方法：化学蚀刻[3]、加热模压[2]、聚合物浸沾[4]。最近，Chandrappan课题组采用加热模压法和聚合物浸沾法制作了球面POF微透镜，耦合效率增益27%[5]。聚合物浸沾法制作的微透镜不产生变形的“耳朵”，它优于加热模压法。然而上述三种方法都是基于化学或物理原理，不易精确调节和优化微透镜参数。LED体积小、成本低、光强稳定、光学效率高及寿命长（大于10 000 h），已作为光源广泛应用于POF通信和POF传感器[6]。平头LED的制作方法是：将原始圆头LED的聚光帽处理掉，直至出光端面与芯片的距离小于0.5 mm，然后将出光端面磨平抛光。其端面中心光强是原始圆头LED的4倍[7]，这种高亮平头LED在短距离的POF应用中有一定优势和应用前景，但极大的发散角削弱了其与光纤的耦合效率。锥球面光纤微透镜能有效耦合LD与石英光纤[8]。LED与LD的光束模式相同，都是椭圆高斯光束。LED的光束模式更接近正圆，更适合用锥球面光纤微透镜有效耦合。POF硬度低、不易碎裂，适合数控机床直接加工制作。而且，数控机床加工，可由计算机精确调节和控制微透镜参数。在加工精度内，可方便地加工任意参数，有利于微透镜参数优化。短距离通信用的POF直径为毫米量级，常规数控机床（加工精度5 μm）就能满足加工要求。另外，机械加工避免了加热模压法引起的POF变形[5]。为推广高亮平头LED在短距离光纤通讯中的应用，本文用数控机床加工了一系列锥球面POF微透镜用于有效耦合平头LED，并对加工方法和耦合效率进行了详细考察。

加工两款锥球面微透镜，评价旋转角度对耦合效率的影响[9]。将微透镜紧靠平头LED，取θ=140°，r=0.15 mm，实验结果见表1。耦合效率随旋转角度变化很小。六个旋转角度的耦合效率的相对标准偏差（RSD）小于1%。这意味着系统的旋转公差性能良好。为消除旋转角度对实验带来的微小干扰，所有数据都是在相应的最佳旋转角度下测得的。

旋转角度/（°）060120180240300360平端光纤耦合效率/% 44.844.644.544.344.544.744.9锥球面光纤微透镜耦合效率/%62.762.361.861.461.762.362.6

3.2双端锥球面光纤微透镜为了使与硅光电池耦合的锥球面微透镜能够带来与平头LED耦合类似的增益。加工了两款双端锥球面微透镜，参数为：θ=140°，r=0.15 mm和θ=135°，r=0.15 mm。微透镜处于最佳wd处，表2为实验结果。与期望相反，双端加工仅带来一点增益甚至负增益。根据菲涅尔定律，可作如下解释：图5为单色光束从空气（air）射入有机玻璃（PMMA）界面和PMMA射入air界面时反射系数随入射角的变化情况。曲线2表示光从光密介质传输到光疏介质情况。当入射角小于30°（拐角）时，反射系数较低且随入射角变化缓慢。入射角超过30°后，反射系数随入射角增加迅速增加，直到入射角为42.09°（全反射临界角）时，反射系数为100%（全反射）。与平面相比，锥球面增加了光的入射角。对于与硅光电池耦合的锥球面微透镜，增加反射系数（弊）占支配地位，可能抵消甚至超过了聚焦效应（利）。具体利弊大小取决于θ和r。理论解释和实验结果相符。双端锥球面光纤微透镜θ=140°，r=0.15 mm得到最高的耦合效率65.2%。

3.3性能评价为评价加工的锥球面光纤微透镜的性能，测试了平面光纤紧贴平头LED的耦合效率，为44.8%。相比之下，双端锥球面微透镜θ=140°，r=0.15 mm的耦合效率增益为65.2%。为评价本加工方法的重现性，加工了三个双端锥球面光纤微透镜θ=140°，r=0.15 mm。它们耦合效率的RSD均小于0.3%（64.8%、65.0%、和65.2%）。这说明加工方法有较好的重现性。4结论提供了POF微透镜加工的一种补充方法，即数控机床加工方法。该方法比现有的化学或物理方法更有利于微透镜参数优化，可在化学或物理方法批量加工前优化微透镜加工参数。机械加工的微透镜具有良好的精度和重现性。高亮平头LED在短距离LEDPOF系统中有应用前景，故选择它作为应用对象。在与硅光电池耦合端加工光纤微透镜对耦合效率改进意义不大。双端锥球面光纤微透镜锥角140°、小球半径0.15 mm，耦合效率比平头光纤提高了20.4%。本文对提高LEDPOF系统的性能有借鉴意义。

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双二极管倍频器 第7篇

图1是双二极管倍频器的原理图。一个环状磁芯线圈产生两个振幅相同、相位相差180°的信号。两个完全相同的二极管使得信号只有正向部分通过,生成如图2所示理想波形输出。50Ω电阻可用一个串联耦容电容的RF扼流圈加一个单独的50Ω电阻构成的RF阻抗代替。

由图2中接近波形底部的尖锐部分可以看出,该波形不仅具有二次谐波。尖锐部分被滤波移除。能截除二次以上谐波的低通滤波器,或调频至二次谐波频率的谐振滤波器,都是常用手段。然而,即使是在滤除之前,二次谐波的幅度也应该大于基波。正是这个巨大的差异,让我们选择图1的电路,而不是调频至二次谐波的传统丙类放大器,具体原因稍后再作讨论。

两个信号经过二极管的幅度不同,或是相位差与180°有所偏差,都会导致图2理想波形的变化。同样,两个二极管的与理想二极管、或是彼此间的差异,也会影响波形输出。文章描述了这些差异将会如何影响双二极管倍频器工作。

Hayward (W7ZOI)和DeMaw(W1FB)在《业余无线电固态电路设计》中描述了他们关于此电路的测量,书中还描述了几种实际应用。大多数情况下,倍频器后都跟随一个调频到两倍输入频率的单调谐或双调谐槽路,用以滤去基频信号以及电路产生的其他高频谐波。他们的测量电路使用50Ω信号源和50Ω的负载。总之,报告中声称预期的二次谐波应该低于输入的基带贯穿信号低10dB。然而输出的基带信号却比输入低了大约40dB,毫无疑问这是由于图1所示电路的固有平衡属性造成的。这些测量值都是在没有使用单调或双调谐振电路滤波器,而且使用真实二极管和手绕电磁线圈情况下得到的。这真是个非同凡响的结果。

Hayward和DeMaw用偏置三极管电路搭建了一个普通的倍频器,谐振频率与二次谐波相同。他们将图1中电路的预期输出信号和实际输出基频信号,以及三次或者更高次谐波之间的巨大差异(40dB),与普通倍频电路作比较。即使有单调谐电路滤波,普通倍频器输出信号的理想值与实际值之间也只有13dB的差异。

如前文所述,双二极管倍频放大器依靠两个二极管连接处信号间幅度的平衡、以及180°的相位差的平衡工作。信号幅度的偏离与相位的差分所造成的影响,理论上可由傅立叶变换计算而出。如图2所示,测量使用两个半正弦波组成的序列作为输入信号,如果两个二极管能达到完美平衡,那么连接处应该能观察到这样的波形。为了模拟非平衡幅度的情况,对第二个半正弦波的幅度做一些改变。实际电路中的这种不平衡,一般是由磁芯线圈中寄生电容对两个次级绕组的不同感应所造成的。次级绕组的线圈数差异、二极管的不匹配和二极管本身的缺陷,也可能会导致类似结果。

表1中的前4行是计算出的结果。直流成分、贯穿的基频信号,以及理想的二次谐波,都列在表中。输入信号显示在第一行用以比较。如果一个二极管被短接,同时另一个开路,则输入信号会出现在输出端。这样输出就没有直流成分。输出幅值是16,二次谐波为0。此处的16可视为比例系数,代表输出正弦波的峰值幅度。例如它可以表示50Ω负载时输出的毫安值,也可以是一个约为7dBm的信号。

表1的第二行显示的是图2中理想信号的结果。注意到由于是完美平衡,没有基波贯穿。20.31的直流成分可以通过在输出端串联一个耦合电容轻松去除。二次谐波的峰值为6.85,大约是0dBm。这个结果比Hayward和DeMaw的测量结果要高,但是实际测量要包含二极管的损耗。图2中不包含此损耗(理想二极管)。

表1的第三行中,第二个半正弦波的幅度,只有第一个的50%。这样形成一个明显的不平衡。注意直流成分少许降低,二次谐波虽然也有减弱,但信号很强,输出理想。基带贯穿与理想输出差不太多。想要从这种严重不平衡的倍频器输出结果中移除直流成分,必须采取一些严谨的滤波措施。

进一步推进,表1的第四行显示了当一个二极管开路时的情况。第二个半正弦波的峰值幅度是0,这同时代表普通倍频器没有调频电路和增益的运行情况。理想衰减后但仍具有一定强度,但注意到基频信号输出强度大于需要输出的2倍。如果要正常工作,必须加入更严格的滤波。

在表1的第五和第六行中,第二个半正弦波峰值与第一半相同,但分别向左移动了22.5°和67.5°。示意图显示了完美匹配二极管条件的输出波形。这种相位偏移是由于杂散电容产生,尤其是在诸如VHF的低段高频率上。作者曾观察到50MHz以上的偏移。

22.5°偏移时的输出与50%幅度不平衡情况相似,稍好一点。而67.5°偏移时,输出则与二极管开路时的输出几乎相同。这些结论似乎表明,VHF频段不值得追求完美的绕制线圈,只用单二极管倍频器加滤波器就是更好的整体方案。

测量结果

为了确认前文所述的想法,我做了一些测量工作。图1中的线圈由16圈三股30号线在FT50-43铁氧体磁芯上绕制而成。每个次级绕组都在开头处连接一个100Ω的电阻,等效于输入端500负载。

图4所示为455kHz的输入信号。该信号基本是一个纯正弦波信号。信号发生器中的滤波器,对二次、三次谐波都有非常好的抑制,同时对高次谐波有65dB以上的抑制。我的分贝计显示信号幅值为5dBm。每个次级绕组经过1000电阻的输出如图5所示(未接入二极管)。注意180°的相位差和良好的幅度平衡。该线圈(无100Ω电阻)稍后将和两个随机选取的1N4148二极管组成图1所示电路。

图6上面显示的是输出轨迹,下面是输入信号。注意到输出正向波动的次数两倍于输入频率,这是因为每个次级绕组都产生一个正向脉冲。脉冲间的间隙,是因为二极管正向电压未超过6V时未导通而产生。同时还要注意到,交替脉冲幅值的差异,很可能是由于二极管的差异所导致。

关于发光二极管路灯的保护 第8篇

随着发光二极管(LED)照明光源技术日新月异的快速发展,将高效率、大功率的LED作为路灯光源,性能和质量正在不断改善,因而已在一些道路上作试验性的推广应用。

LED光源无论从节能效果、使用寿命等方面要比目前现有的光源优越。诚然LED光源作为道路照明,目前还存在功率、光衰、散热、色温、眩光、标准、系列及价格等问题,都有待完善和提高。但本文重点针对LED路灯的电子电路特点,对其在复杂的电磁干扰的工作条件下,如何加强防护措施,确保电子电路正常工作,真正实现LED路灯的高性能、长寿命。

1 危害LED路灯电子电路的主要因素

(1) 雷击

雷击主要分为直击雷、感应雷和传导雷三种。相关数据显示:直击雷危害最大,瞬时巨大的对地高压和强大的对地电流,会产生巨大的能量释放,造成火灾和爆炸事故。由于人们注重防范这类自然灾害事故,配置各种型式的室外避雷设备,较为有效地防止直击雷对建筑物和电气设备的损坏,使发生直击雷至房屋设备并造成事故的概率得以控制。

其次是传导雷,传导雷是远处的雷击在输电线路上或相邻线路、变压器、开关等电气设备,受到雷击感应在输电线路上。传导到路灯电源线上很高的以共模为主的脉冲电势,虽然其能量比直击雷衰减了很多,但足以使电子电路元件瞬时损坏失效。这种情况发生的概率较高,在雷雨季节十分频繁,对电子电路构成很大威胁。

再则是感应雷,感应雷是云层之间电荷放电所产生的强大电磁波对输电线路和路灯本身固有的电路分布参数产生的高压感应脉冲电动势。具备共模和差模感应高压脉冲电势,能量较小,但同样可以在瞬间损坏电子电路元件。这种情况发生率比传导雷还要高,而且是对LED电子电路构成威胁的主要因素。

(2) 系统操作过电压

供电系统中感性或容性负载的开与关,以及瞬时接地、短路故障,都会在电源馈线上产生高压脉冲涌流,其产生的脉冲电势可以达到正常电源额定电压的3~7倍。不亚于雷击对电子电路的破坏程度,这种状态在路灯配电线路上也十分频繁。

综上所述,LED路灯中最容易被各类雷击、操作过电压损坏的就是电源驱动部分的电子电路。如果没有一整套严格的保护措施,被誉为长寿命的光源很可能被误判为短寿命光源,从而失去市场而夭折。因此我们在研发LED路灯的同时,不能忽略各类雷击、操作过电压对LED路灯的危害,应采取便捷、有效的防范措施。

2 LED路灯的保护措施

(1) LED路灯的外部结构应具备保雷要求

笔者认为,LED路灯的灯体结构及灯杆无论是否金属材料,其灯体与灯杆的连接都应该具备良好的导电性能。金属灯杆更应有良好接地,这样就自然构成一个相当于避雷针的装置。LED路灯及电气回路,均被金属灯体及灯杆电位所屏蔽,可以防止直击雷引起的火灾和爆炸事故。对感应雷也有一定的防范措施。

(2) 装置带防雷保护的专用接线盒

在LED路灯电源进线端,应设有一级以金属氧化物压敏器件为核心的防雷模块,使感应雷、传导雷及操作过电压所产生的共模及差模高压脉冲电势快速吸收(纳秒级、10 k A以上),从而保护LED路灯电源部分的电子电路免受冲击。防雷模块设置在分路熔断器后端,其目的是防止防雷模块及负载发生短路或稳态故障过电流时,能迅速切断故障点,保证母线供电正常。而对雷击及操作过电压所触发防雷模块快速吸收的暂态过电流是不会造成熔断的。防雷模块抗共模和抗差模等效电路,可以有效地将这些暂态冲击脉冲吸收掉。我们建议把这个防雷模块设置在路灯接线盒内,可以显著克服分布参数对吸收暂态电压特性的影响,又方便接线,不失为行之有效的一种LED路灯保护方案。

(3) 提高抗差模电磁干扰能力的接线措施

LED路灯的内部接线,应该尽量紧凑和可靠,长度超出0.5M以上的电源线,应采用三芯或多芯互绞电缆线(包括PE线在内),PE线要可靠接地。这样可以让差模感应电势相互抵消一部分,提高了抗差模电磁干扰能力。

3 结语

变容式三角转子水泵的研究 第9篇

水是廉价、高效、环保的天然灭火剂。用水灭火是利用水的冷却、隔离和稀释可燃气体和氧气浓度发挥灭火作用。“以水灭火”是扑救森林火灾技术手段发展的趋势,森林消防泵作为实现“以水灭火”的重要设备占有举足轻重的地位。现有的森林消防泵主要为叶片式泵,基本原理是通过叶轮旋转将能量传递给流体,叶片泵中应用最广泛的是离心叶片式泵,根据叶片数的不同分为单级泵和多级泵。目前车载式、手抬式、便携式和浮艇式等森林消防水泵大多采用离心叶片式泵。国外在离心叶片泵方面的研究开展较早,技术比较先进。在离心式森林消防泵研制生产方面具有代表性的是加拿大WATERAX公司、美国Hale公司和加拿大Mercedes textiles公司,这些公司在森林消防水泵专业化、系列化、零部件配套等方面非常完善,装备的性能好、质量高、使用效果好。国内陆续引进了部分国外森林消防泵,常见的几种森林消防泵型号和参数如表1所示,但是由于国外进口森林消防泵价格昂贵,在我国林区并没有得到大规模的应用。鉴于国外森林消防泵价格昂贵,国内部分研究机构和企业积极开展森林消防泵的引进消化吸收研究,比较典型的是北京林业大学与泰州林业机械厂合作的以加拿大原Wajax公司生产的Mark26为样机,设计制造了BJL4、BJL5型二级离心消防泵,扬程为80 m。在后续的改进设计中增加了叶轮的级数,使其成为三级、四级离心泵,扬程也提高至120 m、160 m,大大提升了水泵的性能。南京森林警察学院与镇江五洲机械厂合作完成了加拿大Wick-250便携式水泵的引进消化吸收,设计制造了拥有自主知识产权的森林消防水泵。在消化吸收国外水泵技术的基础上,我国生产的森林消防水泵技术水平得到了逐步的提高,部分产品性能已经达到国外同类产品的水平。

与叶片式泵相对的是容积式泵,基本原理是通过工作室容积的周期变化将能量传递给流体,容积式泵按运动形式不同分为往复式和回转式两大类,往复式泵是通过活塞、柱塞或隔膜在泵缸内往复运动使缸内工作容积交替增大和缩小来输送液体或使之增压的容积式泵。具体可以分为活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。回转式容积泵又叫转子泵,主要分为齿轮泵、螺杆泵、滑片泵和轴向柱塞泵等,其主要应用在输送高黏度介质上,最多的就是液压传动中液压油泵。其在森林消防泵中也有应用,比如往复式水枪采用柱塞泵,电手动组合水枪采用隔膜泵,高压细水雾灭火系统采用高压柱塞泵。国内也有在柱塞泵原理的基础上改造形成车载柱塞水泵以达到高压远程输水的目的,柱塞泵的使用使得输水扬程和距离得到大幅度的提升,但是柱塞泵体积和重量较大,对动力有着较高的要求,只能依托于大型发动机或者车载分动器,所以该类柱塞泵不具备便携性,而且在原理上也不具备新颖性[1,2,3,4]。

本文提出一种新型容积式三角转子水泵,一改传统的离心式结构形式,采用了三角悬摆式转子,由过去的离心式的叶轮高速运转,改为悬摆转子的低线速度过盈滚动的新理念形成液压式水泵。

2 变容式三角转子水泵的结构与原理

三角转子泵主要由泵体、转子、配流盘、端盖、定齿轮、偏心轴、密封元件、单向阀以及高分子复合材料耐磨层等组成。动力由偏心轴输入,通过定齿轮与转子内缘的内齿啮合,驱动转子在泵体内旋转,轴的转速为转子转速的3倍。转子外缘弧面与泵体型面间的容积周期交替变化,以实现吸水、排水的循环过程。水从一端盖中央吸入,经过配流盘上的三角形吸水口进入泵的吸水腔。转子在转动中以其弧形周边打开吸水口,随着工作容积逐渐变大将水吸入腔内。待水充满整个腔后,又以其弧形周边关闭吸水口,然后随着工作容积逐渐变小,将水从排水口排出泵外。转子共有3个工作面,每一个工作面一周中吸水2次,排水2次,所以转子每周共吸水6次,排水6次。为防止排出的水倒流,在排水口设置单向阀。三角转子始终和泵壳保持紧密结合,形成对出口的压力和进水口的真空负压。

3 变容式三角转子水泵性能参数计算

初步给定三角转子泵的基本结构参数:转子半径R=50 mm,偏心距e=7 mm,形状参数K=7.14,转子宽B=40 mm,输入轴的转速n为3 600 rpm。假定当转子转角a=55°时,转子弧形周边封闭吸油口,此时泵体型线与转子周边弧线包容的面积[5]:

泵体型线与转子周边弧线包容的最小面积:

转子工作腔一次排水量:

转子一周中排水6次,共排水360 cm3,所以变容式三角转子水泵理论排量:

若取容积效率为0.8,则实际流量:

P为三角转子泵的压力,容积泵的压力取决于负载的大小,负载越大压力就越大,加拿大Wick-250泵最大压力为1.55 MPa,假设三角转子泵的工作压力为1.55 MPa,那么所需的功率为:

其中η机为泵的机械效率,此处取η机=0.85。

如果三角转子泵的管路直径与Wick-250泵管路直径一致,10 k W的发动机驱动三角转子泵就可以将水以345.6 L/min的流量送到150 m的高度。变容式三角转子泵的外形尺寸为(181×162×154)mm,重量15kg。变容式三角转子泵与相同性能的高压柱塞泵相比,其重量减轻了,与相同排量的单级离心泵相比效率提高了,扬程也大幅度提高了。

4 存在的问题及相应的对策

4.1 密封

三角转子泵功能实现的前提是泵体容积始终保证足够的密封性,三角转子泵的内部被三角转子分为3个封闭的空间,转子运动过程中3个封闭空间在不断变化,产生真空吸水、压缩排水,转子3个顶端和两侧端面需要与泵体内腔壁之间通过接触密封,所以在设计转子泵结构时需要考虑实行接触式密封的条件,具体包括径向顶端可靠密封和两侧端面可靠密封。根据三角转子泵工作压力不同,采取的密封也会有所不同,当压力要求不高时,径向可以采用密封片密封,端面可采用间隙密封;当压力要求较高时,除了径向使用密封片外,端面需加密封条;如要求更高压力时,为了密封更为可靠,除了使用密封片、密封条外,还需在径向密封片两端加密封销,以防止液体从密封片和密封销之间的缝隙泄漏。

4.2 摩擦与材料

转子泵依靠密封系统与泵体之间的接触式密封,密封系统与泵体之间不可避免地一直处于摩擦状态,摩擦就会存在磨损,因此泵体和密封系统的选材是决定三角转子泵寿命的关键问题,必须注意材料匹配问题。一般说来,泵体可选用灰口铸铁或合金铝镀铬,灰口铸铁需经氮化处理,使其达到一定的硬度。端面密封条和径向密封片选用合金铸铁,需经氮化处理以提高硬度。转子用碳钢或合金钢,易磨损部位要进行氮化处理,以提高其耐磨性能。选取材料要注意抗腐蚀性能。

4.3 吸水口和排水口的位置

通过转子的旋转运动,三角转子和泵体腔壁之间形成了容积的变化,同时还必须在泵体上设置合适的吸水口和排水口以实现吸水和排水,吸水口设在泵体侧面腔壁上,具体位置和开口的形状大小可通过模拟计算获得,结合实际实验效果进行调整。排水口设在吸水量最大值处,开口的大小可通过实际实验效果进行适度调整。由于转子顶角成尖形,密封片越过排水口时无法将口封住,为了防止排出的水倒流,可在排水口外装置单向阀。

4.4 强度的保证与润滑

三角转子泵工作时,动力驱动偏心轴旋转,偏心轴应该保证足够的扭转和弯曲强度,同时定齿轮和内齿圈之间形成齿轮传动,齿轮需要满足弯曲强度和接触强度校核。偏心轴在工作时不断旋转,旋转运动部件需要润滑,可以考虑在偏心轴两端设置封闭式滚动轴承支撑偏心轴,同时达到偏心轴旋转的润滑效果。偏心轴偏心部分与三角转子之间也有旋转运动,也需要润滑,可以考虑在偏心轴偏心部分与三角转子之间安装滚针轴承,并给滚针轴承施以油脂润滑。

摘要：文章阐述了国内外森林消防水泵的研究现状,介绍了变容式三角转子水泵的结构与原理,计算了变容式三角转子水泵的性能参数,探讨了研制变容式三角转子水泵存在的问题。

关键词：森林消防,容积泵,三角转子

参考文献

[1]汪东,郑楠,姜晨龙,等.便携式森林消防泵研究现状及发展趋势[J].森林防火,2014(4):37-39.

[2]蔡亚光,于文华,宋扬,等.多级离心式森林消防泵的研制[J].林业机械与木工设备,2012(1):27-29.

[3]王振师,刘海军,李光明,等.柱塞泵的改造及在森林消防中的应用[J].广东林业科技,2014(1):21-25.

[4]刘海军,黄琪,王振师,等.森林消防远程输水系统的研制[J].森林防火,2014(4):34-36,52.

集成白光二极管照明器 第10篇

产品简介:

集成白光二极管照明器是一种在可见光谱区的一种强光源, 利用高光学技术形成。他的外罩是铝和保护性聚碳酸酯玻璃构造, 铝材料用于最好地散热。

技术性能:

特殊的全息散射器可以建立目标光输出模式。

技术优势:

可靠性高 (11年连续使用) ;能效高, 用电安全, 没有紫外线辐射。

应用范围:

集成白光液晶照明器为大部和局部照明设计。

实践经验:在“白俄罗斯汽车干线”企业。

变容二极管 第11篇

关键词 建构主义；LED；情境教学；自主学习

中图分类号 G642 文献标识码 B 文章编号 1671-489X（2008）014-0035-02

1 引言

LED（LightEmittedDiode，发光二极管）具有体积小、寿命长、功耗低、色彩艳等优点，在现代生活中有着广泛的应用。《模拟电子技术》第一章的“LED特性”一节在教学中往往一带而过，少有详细介绍。在高等职业教育中，教学应该以技术应用和技能培养为主。基于建构主义的教学模式强调创设情境，强调学生参与和学生自主学习，强调协作活动和意义的建构[1]。笔者通过对LED特性的情境教学，不仅使学生掌握了LED的特性，而且还大大提高了学生的应用技能，并激发了学生对电子技术极大的兴趣。

2 LED情境教学

2.1 创设实践情境从趣味性着手创设实践情境，调动学生的积极性。著名的教育家赫尔巴特把发展广泛的兴趣作为教育的主要目标之一，并认为主要是兴趣引起了人们对事物正确的、全面的认识，它导向有意义的学习，促进知识的长期保持，并为进一步的学习提供动机[2]。 对于学生来说，兴趣更能激发他们的学习动机。

为了引起学生的兴趣，笔者在课前制作了一个LED指示灯，并告诉学生，这是由LED为发光元件的，其最大特点是电压低、电流小，所以功耗低，而且不易损坏，寿命远大于普通灯泡。通过介绍吸引学生，给学生布置任务：变电所中配电屏的电源指示灯，通常为6.3 V、100 mA的小灯泡，这种小灯泡的过载能力差，因此寿命短，而且功耗大；设计一款长寿命、低功耗的指示灯替换电路。

2.2 实施自主学习有了目标，学生便开始积极设计，但由于认知水平有限，产生很多问题：1）LED能耗低，寿命长，可否用它设计电路？2）LED是否有单向导电性？3）LED的正常工作电压和工作电流是多少？如何进行参数选择4）电路是否还要限流电阻？如何选择？5）设计好之后，功耗和原电路比较有何不同？

带着这些问题，学生开始相互讨论、相互合作、查阅资料等积极主动的学习（笔者在这里提供一些有效的资源以供学生查阅），并很快有了电路的雏形。有了初步方案，笔者就引导学生进入理论学习。

2.3 理论指导实践LED是一种二极管，所以具有单向导电性。为了培养学生对LED的兴趣及实验技能，笔者在教学中用EWB仿真软件对LED正常发光的电压特性和正常发光的电流特性做了一个仿真实验，由此得到LED发光管的几个特点：1）LED具有单向导电性，正向导通发光，反向不发光，正向电流在1 mA～50 mA的范围内均可发光；2)当电流较小时，在2 mA～18 mA左右，发光强度增幅较大，而到20 mA以后，发光强度就很稳定；3）LED正常发光时的正向电压约为1.6 V～2.2 V左右；4）选择LED时，LED的最高反向工作电压较低，应注意极限参数和正常工作参数的选择。

LED在发光过程中，只有很少一部分的电能变为热能，大部分都变为光能，所以采用LED作为照明新光源，在与普通白炽灯保持同样亮度下，其耗电量仅为后者的1/10，能耗极低。

有了理论指导，学生就在愉快而紧张的合作中完成这个电路。电路如图1所示（电源为6.3 V，R为限流电阻，D为发光二极管）。

在这个小设计中，学生掌握了：

1） LED的特性。LED在正向电压作用下发光，正向电压很低，约为（1.6～2.2）V；正向电流也很小，约为（1～50）mA。这个电压和电流范围内均能发光，所以加限流电阻后的LED发光指示灯的电压适用范围很宽。

2）电路中限流电阻的选择。在AB两点间加上6.3 V的电压，则限流电阻的值为：

其中Uab为电路的端电压，Ud为LED的管压降，约为2 V左右。为了节能，可以取任何能使LED正常发光的较小的电流值。如取电流为10 mA，则根据R的公式，计算可得此时的R约为430 Ω。

3)电路的功率比较。原电路中小灯泡的功率为630 mW，全年耗电5.44度。现用LED的功率为20 mW，但由于电路中限流电阻R也同样耗电，所以整个电路耗电为原电路的1/10，全年耗电约为0.54度。

4)寿命的比较。一般来讲，普通白炽灯的寿命约为1 000小时，荧光灯寿命约为10 000小时，而LED的寿命可达到（2～10）万小时，可见其寿命长得多。

初步的成功给学生带来成就感、喜悦感，并在感性认识中建构自己的认知系统。

2.4 拓展实践应用实践要依据理论的成果，遵循理论的指导并修正理论的失误，促进其完善[3]。

有了指示灯小制作的经验，可以启发学生进一步的创造：既然LED能耗低、寿命长，能否替代家中的照明灯？学生分析：由于照明灯亮度太大，而LED亮度较小，若多个串联，则使电路变得复杂。于是想出可以制作亮度不强的小夜灯。学生的思路打开之后，笔者就引导设计亮度不强的小夜灯的电路图。设计电路的过程中要求学生注意几个问题：1）由于LED的发光强度有限，而电路需要达到一定的亮度，怎么办？2）工频交流电如何与具有单向导电性的LED配合？3）由于LED的工作电流较小，所以电路中要如何限流？4）限流电阻会消耗大量电能，如何减少电能的消耗？

由于有了一次小电路设计的经验，学生在笔者的启发引导下，积极参与，主动查阅资料，互相讨论，反复思考，最终设计出这个小夜灯电路（图2）。

1）LED的选择。①ab间的电压是工频220 V电源与LED的单向导电性之间的配合，用两组LED反向并联，一组在电源正半周发光，一组在电源负半周发光；②由于要具有一定亮度，每组串了3只LED；③两只普通二极管在电路中起整流作用和反向击穿保护。

3）能耗的计算。由于电容是贮能元件，不消耗电能，所以只有二极管耗电，则电路的有功功率为：W=。通过计算，这盏小灯的功率约为几十毫瓦，一年也耗不了1度电。

4）电路的改善。学生通过EWB仿真软件对电路进行仿真，发现这个电路中LED闪烁得厉害。进一步分析，由于每组二极管上都是正弦半波，电压脉动较大，所以应对各支路滤波，电路闪烁情况好转。

最终学生用家庭废弃的灯头做出漂亮、节能、长寿的小夜灯。

2.5 建构知识系统电路做好之后，笔者引导学生及时总结并内化所学知识，写出学习报告，以建构并形成自己的知识系统。这次电路设计涉及的知识有：1）发光二极管的特性和应用，以及参数的选择；2）二极管电路中限流电阻的设计方法；3）二极管的单向导电性及其整流；4）容性交流电路的分析方法及计算；5）交流电路的功率及电能的计算方法；6）电容滤波电路的原理。

3 结束语

通过LED的情境教学，学生成功地利用LED设计并制作出图3所示小灯：6只LED亮度足够夜晚使用，它功耗低，发热少，即使长年开着也不会烫，而且一年也用不了1度电。尤其是设计与制作的过程，引起学生对电子技术极大的兴趣，在学生中产生很大的反响。通过情境教学，从有趣的实践作品着手，以实践教学带动理论教学并反作用于实践应用的教学方法，符合学生的认知水平，有助于形成学生的自主学习意识，并在相互合作中促进学生的人格发展，进一步促进学生的素质教育。

参考文献

[1]何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报,1999(5)

[2]章凯.兴趣与学习：一个正在复兴的研究领域[J].宁波大学学报,2002(2)

含理想二极管电路的分析 第12篇

例1:如图1所示, 一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是, 原线圈接入电压为220V的正弦交流电源, 一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是:

A.1min内电阻R上产生的热量为1452J

B.电压表的读数为22V

C.二极管两端的最大电压为22V

D.若将R换成一个阻值大于10Ω的电阻, 则电流表读数变小

分析与解:

由理想变压器的因果关系得:在匝数比一定的情况下, 理想变压器的输出电压由输入电压决定, 输入电流由输出电流决定, 输入功率由输出功率决定。

得:

副线圈上的电压的有效值为:U2=22V;

副线圈上的电压最大值为:U2m=22V。

由于理想二极管具有单向导电性, 理想二极管可以当成一个电阻, 当理想二极管上加上正向电压时, 理想二极管的阻值为零, 理想二极管相当于一根理想导线, 理想二极管所在的位置相当于短路;当理想二极管上加上反向电压时, 理想二极管的阻值为无穷大, 理想二极管所在的位置相当于断路。不妨设t=0s时, 电流正向流过理想二极管, 画出接在副线圈上的电阻R上的电压时间图像 (U-t) , 如图2所示。

电阻R上的最大电压为Um=22V。电阻R上的电压的有效值为UR,

由电压的有效值的定义得:

解得:, 由于电压表测电阻R上电压的有效值, 所以电压表的读数为11V, 答案B错误。

1min内电阻R上产生的热量为, 答案A正确。

当理想二极管上加上反向电压时, 理想二极管所在的位置相当于断路, 此时理想二极管上的电压最大, 由于此时流过电阻R上的电流为零, 所以理想二极管上的电压最大值等于副线圈上的最大电压, 二极管两端的最大电压为22V, 答案C错误;电阻R上的电流的有效值为IR, 由电压的有效值的定义得:

解得:

由于理想变压器的输入功率等于输出功率:

解得: (其中U1和Um都是定值)

若R增大, I1减小, 即电流表读数变小, 答案D正确。所以本题答案选AD。

例2:如图3所示, 在AB间接入正弦交流电U1=220V, 通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R=20Ω的纯电阻负载供电, 已知D1、D2为相同的理想二极管, 正向电阻为0, 反向电阻无穷大, 变压器原线圈n1=110匝, 副线圈n2=20匝, Q为副线圈正中央抽头, 为保证安全, 二极管的反向耐压值至少为U0, 设电阻R上消耗的热功率为P, 则有:

A.U0=40 V, P=80W

B.U0=40V, P=80W

C.U0=40 V, P=20W

D.U0=40V, P=20W

分析与解:

由得:

副线圈上的电压的有效值为:U2=40V;

副线圈上的电压最大值为:U2m=40V;

不妨设t=0s时, 电流正向流过理想二极管D1, 画出接在副线圈上的电阻R上的电压时间图像 (U-t) , 如图4所示, 电阻R上的最大电压为URm20V, 电阻R上电压的有效值为UR, 由电压的有效值的定义得:

解得:

电阻R上消耗的热功率为。综合上面的分析得:本题答案选C。

例3:如图5所示电路, 一只理想二极管和电容器在同一个支路, 一带电量为q, 质量为m的带电油滴静止在电容器的两极板间。若保持E、R1、R3和r不变, 增大R2, 带电油滴将怎样运动?

分析与解:

由于当理想二极管上加上正向电压时, 理想二极管的阻值为零, 理想二极管相当于一根理想导线, 理想二极管所在的位置相当于短路。如图5所示, 电容器两极板间的电压等于电阻R3上的电压。

不妨设电容器的两极板间的距离为d, 若保持E、R1、R2、R3和r不变, 带电油滴静止在电容器的两极板间。

所以:

若保持E、R1、R3和r不变, 增大R2, 电路中的总电阻, 电路中的总电阻增大。

由闭合电路的欧姆定律得:电路中的总电流, 电路中的总电流减少。

电阻R1上的电压为U=E-Ir, 电阻I2上的电压增大。

设电阻R1上的电流为I1, 电阻R3上的电流为I2, 则:, I1增大。

由I=I1+I2得:I2减少。

电阻R3上的电压U3=I2R3, 电阻R3上的电压U3减少, 电容器上的带电量Q=CU3减少, 电容器放电, 放电电流反向流过理想二极管, 理想二极管的阻值为无穷大, 理想二极管所在的位置相当于断路, 所以电容器上电量不变, 由Q=CU3得:电容器两极板间的电压不变, 带电油滴仍静止在电容器的两极板间。