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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(dǎo)線減小發(fā)熱，方能有效地減少電能在輸電線路上的損失。由發(fā)電廠發(fā)出的電功率是一定的，它決定于發(fā)電機組的發(fā)電能力。


我們可以從下面看到遠程輸電的分析思路：


輸電→導(dǎo)線（電阻）→發(fā)熱→損失電能→減小損失


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


如何減小導(dǎo)線發(fā)熱呢？


由焦耳定律Q=I^2Rt，減小發(fā)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?？梢钥闯?，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(jù)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(jīng)濟。當用高電壓把電能輸送到用電區(qū)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?qū)щ姷男阅軄碚鞯?。例如，用鍺、硅等半導(dǎo)體材料做成的整流器，已在許多方面得到廣泛應(yīng)用。為了適應(yīng)較高電壓的整流，可將許多單個整流器串聯(lián)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(guān)，正半周的交流輸入時，就有電壓輸出，如同開關(guān)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(guān)切斷一樣。所以當正半周的交流輸入，此開關(guān)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(dǎo)電時，其電阻極大，此時的電阻稱為逆向電阻；整流器導(dǎo)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?qū)щ姟４朔N特性稱為單向傳導(dǎo)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(nèi)，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(nèi)，電流流經(jīng)第二個整流器件，并且兩個整流器件的連接能使流經(jīng)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(yīng)用著全波整流。在應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)通。這時電流方向是由b經(jīng)D2.R到O，如圖中虛線箭頭所示?？梢姡瑹o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(shù)則與半波整流時不同。設(shè)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(gòu)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(jīng)一個整流器、負載，再經(jīng)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(jīng)另一對整流器和負載。在這輸入電壓正和負的半周時，經(jīng)過負載的電流方向相同。所以可在負載上產(chǎn)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(lián)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(shù)和電氣工程中廣泛采用橋式整流電路。

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