测控技术与仪器专业英语 习题答案 作者 张凤登 unit-3-无源电路元件-参考译文及练习答案

·9· UNIT 3 无源电路元件无源电路元件 参考译文参考译文 3.1 电阻电阻、电感和电容电感和电容 电路中有电阻，在电路中电阻用来控制电流。电路中产生一定电阻的器件称为电阻器。 电阻种类很多。一些具有固定值，另一些阻值是可变化的。电阻器由碳或金属膜制成。绕线 式电阻用于控制大电流，碳电阻只能控制小电流。 绕线式电阻采用在绝缘材料上绕上电阻丝的方法制成，电阻丝的末端和金属引出线相 连。珐琅外涂层用于保护电阻丝并有利于散热，绕线电阻可有固定的分接头，用于逐级改变 阻值。绕线电阻还可有动触点，可把阻值调节到总电阻任何分数值。精密绕线电阻应用在阻 值必须十分准确，如测量仪器等场合。 碳电阻由很小的圆柱型碳材料压制而成，要圆柱体二端连接引线，圆柱体外表涂上绝 缘层。 当通上直流电压，线圈周围会产生磁场。直流电流在线圈周围产生一个不变的磁场。 当线圈接上交流电压， 不断变化的交流电流产生一个不断变化的磁通。 变化的磁通建立起一 个强度和极性不断变化的磁场， 线圈还感应一个反向电动势或反向电压。 这个反向电动势反 抗电源电压。反向电动势限制来自电源的电流。 由磁场产生的对交流电流的反抗是被称作电感的特性引起。一个电感元件对电流反抗 的程度取决于导线的电阻和电路的磁性。这种由磁效应引起的反抗称为感抗（XL） ，XL随工 作频率变化，并可用公式 XL=2×f×L 表示两者关系，式中：2=6.28，f 是用赫兹表示的工作 频率。L 是用亨利表示的电感。电感的基本单位是亨利（H） 。具有一定大小电感的电子元件 较电感器。 在零频率（或直流） ，不存在由电感引起的反抗。只有线圈电阻限制电流，随着频率的 增加， 电感效应增大， 许多交流设备使用种种形式的磁路。 一个交流电路的感抗和电阻相比， 对电流有更多的作用。一个欧姆表只能测量直流电路的电阻。感抗必须计算或用实验测定。 用于直流电路的欧姆定律不适用于具有电感的交流电路。如电阻和感抗同时考虑，欧 姆定律适用。两个值都限制电流。对电流总的反抗称为阻抗（Z） ，阻抗是电阻和电抗的组 合，在具有两种抵抗的交流电路中，欧姆定律关系式为 I=V/Z。 当两个导体由绝缘体（介电体）分开，静电荷会在导体产生，这种静电荷成为储存的 能量源，电荷的强度取决于外加电压，被称为极板的导体尺寸和绝缘层介电常数的大小。两 块极板放得越靠近，上面的电荷就越多，这种元件称为电容器，电容器的容量用称作法拉的 单位表示。 当直流电压作用在电容器的极板上，电源将对极板充电，直到电压为电源电压。极板 间的介电体阻止电流流动，所以电容器仍保持等于电源电压的电压。当移去电压源时，电容 器的电荷会漏掉。直流电只有在电源开关时才会流入或流出电容器。 如电容器和交流电压源相连，电压就会不断变化。电容器在四分之一周期内得到来自 电源的能量，而这时流入介电体的电流很小。交流电作用在电容器上，使它的电荷量不断变 化。由于充放电作用，电容器具有通过交流电的能力，电容器被用于通过交流电，阻断直流 电。电容器对电源电压的反抗取决于频率。电容器两端电压变化越快，电容器就越容易通过 电流。 ·10· 3.2 全波电桥整流器全波电桥整流器 电桥整流器要求四个二极管完成全波整流。在这个线路中，两个二极管在正半周导通， 两个二极管在负半周导通。电桥电路不需要有中心抽头的变压器实现全波整流。 全波电桥整流器所用的元器件见图 2-4，在这个电路中，交流输入电压的一端接在二极 管 D1和 D2的连接点，另一端接 D3和 D4。每个输入端的两个二极管都反向连接，电桥的输 出在另两个连接点。D1和 D3的负极作为正输出，D2和 D4的正极作为负输出。电源的负载 和两个正极和两个负极的连接点相连。 W 当交流电通入电源变压器的初级线圈，根据所需要直流输出，可采用升压或降压方法。 在一般工作情况下，半个周期使变压器上端为正，下端为负，另半个周期变压器底部为正， 上端为负。次级线圈相对的极和其相位差为 180°。 假定， 现在交流输入在半周期内使 A 点为正， B 点为负。 电桥电路图 2-5 表明工作情况。 按图中的极性，在上部的连接点 D1正向偏置，D2反向偏置，在下部的连接点 D4正向偏置， D3反向偏置。在这种情况下，电子从 B 点流向 D4，向上通过 RL，D1，回到 A 点，实线箭 头表示电流路径，在这半周电阻感受到直流脉动电压。 图2-5 电桥整流器的传导 120V ac A B RL 1K 1W D1 D4D3 D2 25V rms W C 后半周期，电路图中 A 点变负，B 点变正，这时，底部二极管连接点为正，顶部的为 负。这种情况使 D2和 D3为正向偏置，D1和 D4为反向偏置。由 A 点出发的电流由虚线箭头 表示，电子流由 A 通过 D2，往上经 RL，通过 D3，回到变压器的 B 点。虚线电流表示电流 的路径，负载电阻在这半周期也感受到一个直流脉动电压。 电桥整流器输出到 RL的电流，在整个周期内，具相同的方向。因此，通过在二极管电 桥网络上的传导，交流电变换成脉动的直流输出。这种情况下的直流输出，脉动频率为 120 赫兹，每半周形成一个脉动输出，采用 60 赫兹输入，输出为 2×60，即 120 赫兹。 ·11· 电桥输出的直流电压略低于 90%的有效值输入。如每个二极管压降为 0.6V，在每半周 内，两个二极管导通，直流输出电压降低 2×0.6，即 1.2V。桥路输出略低于相应的采用两个 二极管的全波整流器，这个电压差是第二个二极管的压降产生的。 采用四个二极管的电桥整流器目前常做成一体，总体来讲，有两个交流输入端和两个 直流输出端。 这些器件常用它们的电流通过能力和峰值反向电压作标称值。 对用于单相交流 电的器件讲，典型电流值为 0.550A，峰值反向电压为 50、200、400、800 和 1000V。电桥 器件比四个二极管通常占用较少的空间。 今天， 几乎所有电桥电源都采用做成一体的电桥结 构。 3.3 继电器继电器 继电器是依靠电磁学工作的电气设备。它们控制诸如马达、电灯、加热元件等其它装 置。继电器是十分重要的设备。它们被用来启动其它设备。它们用一个较小的电流控制较大 的电流，如马达的电流。 继电器的基本结构和符号如图 3-1 所示，继电器有一电磁线圈，它的二个外部引线和电 源接通。当电源打开，电磁铁通电，继电器的电磁铁部分控制一组触点。这些触点称为常开 （NO）或常闭（NC）触点，这种叫法是依据电磁铁上没有电压时，触点的状态确定的。还 有公共触点。 如一盏电灯和供电电源如图 3-1(a)那样和公共触点（C）及常开触点串联在一起。这盏 灯在继电器不通电时是不亮的。 注意与继电器相连的灯泡或任何负载都需要单独的电源。 如 继电器的电源供给它电压时，由于电磁力的作用，公共触点将被吸到常开触点上。公共触点 装在通电时会移动的衔铁（armature）上。当继电器通电时，和常开触点相连的电灯将被打 开。 常闭触点和常开触点的用法是类似的（见图 3-2） 。当继电器断电时，从公共端到电源 ·12· 和灯泡的电路是闭合的， 这就使得和常闭触点串联的灯泡 1 点亮。 还必须注意到供给于一个 灯泡的电源是连在公共线上的，由于它对其它二个触点是公用的，当继电器通电时，灯泡的 状态改变。和常开触点相连的灯泡 2 将点亮，而和常闭触点相连的灯泡 1 将关闭。注意在图 3-1(a)中，公共触点是怎样从常闭触点移动到常开触点的。以上叙述了具有常开常闭触点继 电器的基本工作原理。这种继电器很普遍，它被称作双刀单掷（DPST）继电器，还有一些 其它类型的继电器。 继电器线圈电阻由绕制线圈的线径和匝数 决定。匝数少，线径粗的线圈电阻低，这使得通 过继电器线圈的电流大。如继电器线圈匝数多线 径细，阻值就高。细导线对电流量呈高电阻，粗 导线呈低电阻，线圈电阻常标在继电器上，它也 可用一台电表来测量。 继电器有几项重要的电流额定值。其中二项被称为吸合电流和释放电流，这些值通常 标明在继电器上， 也可用可调的电源和电流计测量实际的值， 当接在继电器线圈上的电压增 加到继电器工作时，电表上指示的电流值称为吸合电流，它是使继电器工作的最小电流。如 外加电压下降到继电器释放时， 电表指示的是释放电流。 释放电流是保持继电器通电的最小 电流。触点电流值也很重要，大电流通常流过触点和连接在继电器上的负载。这个值是能安 全流过触点电路的最大电流值。 练习答案练习答案 1. Answer the following questions. (1) They are use to control large currents. (2) They are used to change the resistance value in steps. (3) They are adjusted to change the resistance to any fraction of their total resistance. (4) They are used where the resistance value must be accurate such as in measuring instruments. (5) A constant magnetic field is produced. (6) A constantly changing magnetic flux is produced. (7) A magnetic field with a constantly reversing polarity and changing strength is set up by the changing flux. (8) No. It limits the current flow from the source. (9) It is due to a property called inductance. (10) It depends on the resistance of the wire and the magnetic properties of the circuit. (11) The resistance has more effect on current flow. (12) The total opposition to current flow is called impedance. (13) The type of device which has plates on which charge may be set up and dielectric is called a capacitor. (14) The capacitor charge will leak away. (15) It is due to their charging and discharging action. 2. File in the blanks with the right forms of the verbs given. (1) be wound (2) is applied (3) using / are wound (4) were (5) fixed (6) is supplied (7) is placed (8) depends (9) be attached （译文：辅助材料或其它重要信息可以附加上去，但是要与这些内容分开： 你是谁，你的问题是什么，你想从我这儿得到什么。 ） Fig. 3-2 继电器原理图 + _ Relay coil C NC NOSPST switch _ + 1.5V Power source Lamp 2 Lamp 1 Contacts 6V ·13· (10) be fixed 3. Select the best choices to complete the article. (1) wind