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图文详解直流电与直流电路基本知识,内容全面,赶紧点赞、收藏吧

大家在日常生活中是不是感觉到:自己周边所看到的电动工具、水泵、吹风机、微波炉、电冰箱、日光灯等用电设备、家用电器、照明灯具接的都是220V交流电,电网、供电局所提供的电源,也只有交流电。好像很少见到用直流电的设备。其实,直流电在我们身边也是无处不在,如手电筒内的干电池、手机内的蓄电池、电视机内的各种电路等等,都属于直流电源或直流电路。

本文通过图文,分享直流电和分类、常见直流电源、直流电与直流电路、直流电源符号和直流电路、直流电路的应用等直流电路的基本知识,建立对直流电、直流电路的初步概念。

1、直流电和分类

直流电是指电流方向不随时间作周期性变化,由正极流向负极,但电流的大小可能会变化的电流。

直流电可以分为稳定(恒定)直流和脉动直流两种,如下图(a)、(b)所示。

稳定直流电是指方向固定不变并且大小也不变的直流电,稳定直流电的电流I的大小始终保持恒定,在下图中(a)用,稳定直流电的电流I为直线,始终为6mA;直流电的电流方向保持不变,始终是从电源正极流向负极,图中的直线始终在t轴上方,表示电流的方向始终不变。

用干电池供电的直流电,如手电筒,就属于稳定直流电。

脉动直流中电流大小不稳定;脉动直流电是指方向固定不变,但大小随时间变化的直流电。在下图(b)中,脉动直流电的电流I为波浪形,从图中可以看出,脉动直流电的电流I的大小随时间作波动变化(如在t1时刻电流为6mA,在t2时刻电流变为4mA),电流大小波动变化在图中用曲线表示;脉动直流电的方向始终不变(电流始终从电源正极流向负极),图中的曲线始终在t轴上方,表示电流的方向始终不变。

用整流器供电的直流电,如手机充电器,则属于脉动直流电。

2、常见直流电源

一般将可提供直流电的装置称为直流电源,其中一种是自身能发出电力的直流电源装置,例如干电池、蓄电池、直流发电机、光伏组件等。

另外一种是自身不能直接产生电力,而是将交流电源转换成直流电的直流电源装置,例如:手机充电器、冶炼用的整流柜、电子设备中的整流电源等。

直流电源有正、负两极,当直流电源为电路供电时,直流电源能够使电路两端之间保持恒定的电位差,从而在外电路中形成由电源正极到负极的电流,如图下图所示。

三、直流电源符号和直流电路

由直流电源作用的电路称为直流电路,它主要是由直流电源、负载、连接导线、控制装置组成构成的闭合电路,直流电源符号和直流电路参见下图。

四、直流电路的应用

直流电路在我们的日常生活和工作中可以经常看到:在生活中,我们所用的手电筒电路、电动单车电路、电动汽车电路、电视机的内部电子电路的等等,其电路都属于直流电路;在工作中,光伏发电系统、变电站的直流电源系统、应急照明电源系统等,其电路中都包含有直流电路。直流电路在输电系统中最重要的应用就是超高压直流、特高压直流输电系统。

下图为高层建筑常用的应急照明电源系统,正常情况下,疏散指示灯、标志灯用交流电供电,当交流电源停电的时候,转换成蓄电池直流电源供电。

一般情况下,无论是生活还是生产所见到的直流电路,除了部分是采用干电池、蓄电池等直流电源供电的直流电路;大部分情况下,各类用电设备、电子设备的电源都是取自电网,这些用电设备、电子设备的控制电路或控制系统则往往需要多种直流电压,而电网一般都是交流电,此时需采用专门的整流电源,即交流-直流变换器或整流电源,将来自电网交流转换成直流再为这些控制电路或控制系统供电,如:LED照明台灯、冶金直流传动系统、手机充电器、直流充电桩、收音机、电视机、电脑等等。

收音机、电视机、台式电脑等家用电器的交流-直流变换器或整流电源是安装在电器内部的;有的家用电器,如手机、笔记本电脑等设备,是采用充电器将交流220V变为所需的直流电压后再对蓄电池进行充电,再由蓄电池为电器内的电子电路、芯片提供直流电源;而监控用的摄像机等电子产品,是将直流电源作为外置式附件,制成一个独立的电路单元,称为电源适配器,电源适配器将220V交流电转变为直流电后为摄像机等电子产品提供所需要的直流电压。

电动汽车充电桩也是将交流电源转换成直流电,为电动汽车充电。

下图所示为直流充电桩系统框图,交流380V电压经充电机电源模块,变成直流200~750V,再给电动汽车充电。

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