廈門季旭貿易有限公司

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因為輸電線上的功率損耗正比于電流的平方（焦耳定律Q=I^2Rt），所以在遠距離輸電時就要利用大型電力變壓器升高電壓以減小電流，使導線減小發熱，方能有效地減少電能在輸電線路上的損失。由發電廠發出的電功率是一定的，它決定于發電機組的發電能力。


我們可以從下面看到遠程輸電的分析思路：


輸電→導線（電阻）→發熱→損失電能→減小損失


輸電要用導線，導線當然有電阻，如果導線很短，電阻很小可忽略，而遠距離輸電時，導線很長，電阻大不能忽略。


如何減小導線發熱呢？


由焦耳定律Q=I^2Rt，減小發熱Q有以下三種方法：一是減小輸電時間t，二是減小輸電線電阻R，三是減小輸電電流I。可以看出，第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來的四分之一。要減小電能的損失，必須減小輸電電流，另一方面，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實際意義。根據公式P=UI，要使輸電電流I減小，而輸送功率P不變（足夠大），就必須提高輸電電壓U。


顯然，高壓輸送經濟。當用高電壓把電能輸送到用電區后，需要逐次把電壓降至380伏特和220伏給用戶。這要靠降壓變壓器的功能。遠程輸電是變壓器的一大功能。




將交流電變成直流電的過程叫做“交流電整流”。整流可分為半波整流、全波整流、橋式整流等幾種形式。通常的整流裝置都是利用電子管和晶體二極管的單向導電的性能來整流的。例如，用鍺、硅等半導體材料做成的整流器，已在許多方面得到廣泛應用。為了適應較高電壓的整流，可將許多單個整流器串聯在一起封在一塊絕緣材料中，稱之為“硅堆”。整流器可將交流負半周的波形除去，使交流變成脈動直流。因此通過整流后的輸出波形，只含有正弦波的正半周波形。一個理想的整流器可視為一個開關，正半周的交流輸入時，就有電壓輸出，如同開關接通一樣；反之，如果負半周交流輸入，則無電壓輸出，也就相當于開關切斷一樣。所以當正半周的交流輸入，此開關的有效電阻為零；而在負半周的交流輸入時，有效電阻為無窮大。實際上的整流器，不可能這樣理想，但相差不遠。電子管整流器未導電時，其電阻極大，此時的電阻稱為逆向電阻；整流器導電時，其電阻很小，此時的電阻為順向（正向）電阻。無論任何情況，所有的整流器都只允許一個方向導電。此種特性稱為單向傳導或單向特性，二極管（包括晶體管）就具有此種單向特性。任何含有射極或陰極及集極或陽極的電子另件，都稱為二極體（包括電子二極管和晶體二極管）。因為二極體中的電子只能向一個方向流。故所有二極體都有整流特性。
一種對交流整流的電路。在這種整流電路中，在半個周期內，電流流過一個整流器件（比如晶體二極管），而在另一外一個半周內，電流流經第二個整流器件，并且兩個整流器件的連接能使流經它們的電流以同一方向流過負載。如圖3－63所示即為一個全波整波的電路。圖3－64為其整流前后的波形。與半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的兩個半波，這就提高了整流器的效率，并使已整電流易于平滑。因此在整流器中廣泛地應用著全波整流。在應用全波整流器時其電源變壓器必須有中心抽頭。圖3－63中的O點為中心抽頭，于是a對O，與b對O的電壓，具有180°相差，當變壓器的輸出電壓處于正半周時（a正b負，O點的電勢介于a、b之間，此時D1管因加的是正電壓而導通，D2因加的是反向電壓而截止，此時電流方向是由a線過D1.R到O，如圖中實線箭頭方向所示。當變壓器輸出的交變電壓處于負半周時，則a端為負，b端為正，二極管D1截止而D2導通。這時電流方向是由b經D2.R到O，如圖中虛線箭頭所示。可見，無論正半周或負半周，通過負載電阻R的電流方向總是相同的。圖3－64是全波整流的波形。全波整流使交流電的兩半周期都得到了利用。其各項整流因數則與半波整流時不同。設變壓器次極每邊電壓為Um則有


橋式整流為一全波整流，可變交流電壓為較高直流電壓，它不需要變壓器有中心抽頭。四個晶體二極管如圖3－65所示的接法便構成一個橋式整流電路。四個整流器（晶體管）將輸入交流電和負載連接在一起。當交流輸入電壓為正時，電流由輸入的一邊，經一個整流器、負載，再經另一個整流器，流至輸入的另一邊。當交流輸入電壓的負半周時，電流流經另一對整流器和負載。在這輸入電壓正和負的半周時，經過負載的電流方向相同。所以可在負載上產生脈沖直流電壓。在實際的橋式整流電路中，四個整流器連接成一個整體，由外面聯成橋式電路（即只要外面留出四個接線點，其中兩頭接電源，兩頭接負載）。橋式整流克服了半波整流和全波整流的利用率不高的缺點。在無線電技術和電氣工程中廣泛采用橋式整流電路。

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