第2章 电路波形与功率半导体器件

2.1 电路的波形及其参数

简单的电路由电源、负载、导线和开关等元件组成。电源可分为电压源和电流源，电压源最常用，例如干电池、汽车蓄电池、动力电池组和公用电网电源。导线以线径截面积（单位：mm2）区分较为常用，有0.5mm2、0.75mm2、1mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2等规格。负载是电能转换成其他形式的能的装置，常用的负载有电灯泡、电炉、扬声器、电动机等。开关担负通断电路电流的功能，日常生活中的照明电路开关通常采用手动机械式开关，而汽车的照明电路开关常用继电器。继电器是一种应用电磁原理控制的机械式开关。

【例2-1】照明电路

一个白炽灯的照明线路如图2-1所示，相线L和中性线N提供正弦交流电源，电压为220V（有效值），地线PE为保护地，白炽灯将电能转化为热能和光能，开关S₁手动控制白炽灯的点亮和熄灭。这样一个电灯的电路如图2-2所示，A端与相线L连接，B端与中性线N连接，A₁和B₁分别与白炽灯EL的两端连接。显然，AB两端的正弦交流电压的有效值为220V，频率为50Hz。如果已知白炽灯EL的电阻，就可以计算出开关S₁导通后白炽灯EL的功率。

图2-1 照明和计算机的线路图

图2-2 生活照明电路

【例2-2】汽车远光灯电气电路

汽车远光灯的照明线路如图2-3所示。B+与12V蓄电池的正极连接，车身与蓄电池的负极连接，俗称“搭铁”，继电器R_Q控制左右两侧的远光灯EL_L和EL_R的点亮和熄灭。汽车远光灯的电路如图2-4所示，A端与蓄电池正极连接，B端搭铁，开关S_Q表示电控的继电器开关，A₁和B₁分别与远光灯EL_L和EL_R的两端连接。电路中，AB两端施加的电压为直流12V。如果已知AB两端的电流波形及其参数，就可以计算开关S_Q导通后远光灯EL_L和EL_R的总功率。

图2-3 汽车远光灯的照明线路

图2-4 汽车远光灯的电路

常见电路的波形有直流、正弦波、矩形波和三角波，后三者具有交流波形。而电路波形的参数有周期、频率、幅值、峰峰值、平均值、有效值，这些参数在示波器上很常用。