资源描述
Page 1 when a conducting wire is connected is the net flow of positive charges.当我们把一根导线连接到某一电池上时(一种电动势源)，电荷被外力驱使移动；正电荷朝一个方向移动而负电荷朝相反的方向移动。这种电荷的移动产生了电流。我们可以很方便地把电流看作是正电荷的移动，也即，与负电荷的流动方向相反，如图11所示。这一惯例是由美国科学家和发明家本杰明富兰克林引入的。虽然我们现在知道金属导体中的电流是由负电荷引起的，但我们将遵循通用的惯例，即把电流看作是正电荷的单纯的流动。Page 32 Analog and digital signals （ first paragraph of this part）一个信号可以以两种形式来承载信息。在一个模拟信号中电压或电流随时间而产生的连续变化载有信息。在图2-1中，当一对热电偶的接头处于不同的温度时由热电偶所产生的电压就是一个例子。当两个接头之间的温度差改变时，一对热电偶两端的电压也将改变。于是电压就提供了温度差的模拟表现形式。Page 35 Exercise III Analog electronics pertains to those systems in which the electrical voltage and electrical current are analogous to physical quantities and very continuously. Electronic circuits that reproduce music must have voltages and current that are proportional to the sound. A high fidelity amplifying system attempts to keep the analog as true as possible. Analog electronic circuits are carefully designed to make the electrical voltages and current follow the input signal. If an input signal doubles in amplitude,the output voltage or current also should double;this is possible because the circuit elements are made to operate within limits that preserve the linearity.模拟电子技术以及后来许多这些系统中的电压和电流是模拟形式的物理量，并是不间断的。复制音乐电子电路，电流和电压必须是成正比的声音。一种高保真扩音系统试图尽可能真实的模拟。模拟电子电路经过精心设计，使电气电压和电流跟随输入信号。如果输入信号幅度增加一倍，输出电压或电流也将增加一倍。这可能是因为电路元件是将在一定限度内操作，同时保留线性度.Page 38 词义选择Page 44 词义引申Page 46 operational amplifier （all of this part）图25显示了运算放大器的符号。它有两个输入端：标有正号的为非倒向输入端，而标有负号的为倒向输入端，由运算放大器放大的电压是两个输入端之间的电压。由于开始增益是如此大，从105到106，所以仅仅是几微伏的电压差将产生相当大的输出电压。由于运算放大器是一种差分放大器，因此，在两个输入端必须都连接电压才能使之正常工作。如果两个不同的正电压分别被加在两个输入端，而且非倒向输入端的电压大于倒向输入端的电压，那么运算放大器的输出端电压将处于最大值（饱和值） 。如果电压进行相互交换其相对值也就是，如果倒向输入端的电压大于非倒向输入端的电压运算放大器将产生一个最小的输出，即为饱和负电压。每当相对电压值改变时这种转换就会很快地发生。我们将看到运算器是非常好的电压比较器，因为它在瞬间电压变换时产生很大的电压起伏。此时仅仅几微伏的电压将使先前的电压大小关系产生逆转。如果运算放大器工作在其线性范围内，在其倒向输入端和非倒向输入端之间必须存在非常小的电压差。在分析运算放大电路时，我们假设由于存在很大的开路电压增益，所以输入端两端的电压差可以忽略不计。在某些场合我们将把电压设为零。当输出信号的一部分返回输入端作为负反馈，电压差就无法增大因为输出改变使输入端的电压差减小。 另外两个性质也存在于运算放大器，它们是非常高的输入阻抗，大约106，以及很小的输出阻抗，大约100。这些性质使运算放大器变得有用因为它可以允许信号源用非常小的电流来驱动放大器，反过来，运算放大器可以驱动具有很高信号要求的器件。概括起来，一个好的运算放大器具有以下特性：1. 非常大的大约一百万的开路增益，倒向输入端和非倒向输入端之间相当小的电压差；很高的输入阻抗以及很小的输出阻抗。而一个理想的运算放大器将会有一个无穷大的增益。输入端之间的一个零电位差，一个无穷大的输入阻抗以及一个零输出阻抗。2. 很多运算放大器要求两个数值相等但符号相反的供电电压，一个为正而另一为负，典型的值是12V或15V。其它运算放大器可能工作在单端输入电源，比如说15V。运算放大器的有用的输出电压范围等于大约80的供电电压，对于具有双边电源电压15V的运算放大器，输出信号被限制在大约12V。很多运算放大器都有其局限性，其中有两点需要在这里提到，一个局限性是随着频率的增加其增益下降得很快。在低频阶段如象10Hz那么低电路增益就开始下降（功率在20分贝处开始以每10分贝的速度减小）。增益相对频率的局限性通过负反馈的补偿作用而使频带得以增宽。另外一个局限是大多数运算放大器对输入信号的改变所能起反应的速率。与逻辑门相比较，运算放大器在这个方面的性能不算好，普通运算放大器在大约1v/us的速率时可以改变状态。而一个TTL数字逻辑门从一个状态到另一个状态的翻转大约比这个速度快500倍。运算放大器的重要性在于使用负反馈网络的优点。同时应用运算放大器和逻辑门的电路因为具有两种技术优势而允许进行数字处理和分析。Page56 section 2 the dc-dc converter （ all over the passage）、Page 65 Exercise III （first paragraph of this part）1. Reducing the harmonic content of the output voltage or current is one of the important tasks of the designs.Harmonics appear as the undesirable noise.Harmonics reduce the power factor. They may excite mechanical resonance at detrimental frequencies or generate acoustical noise in ac motor drive systems.The ripple content (harmonics) is easily reduced by post-filtering after the converter. The post converter low-pass filter may be designed for cutoff frequencies that are several times lower than the switching frequency (usually in kilohertz).In the DC-DC inverters ,however,the fundamental component of the output voltage or current is either the same as or a simple fraction of the switching frequency.Designing an effective low-pass filter with cutoff frequency between the fundamental frequency and the first undesired harmonic frequency is a difficult task.Hence,an active harmonic reduction strategy is often desirable.降低输出电压或电流谐波含量是本设计的重要任务之一。谐波会引起不良噪音。谐波会降低功率因数。它会在有害的频率激发机械共振或在交流电机驱动系统中产生声学噪音。纹波含量（谐波）在经过变换器的后置滤波器会容易减少。后置转换低通滤波器被设计它的截止频率比开关频率（通常在千赫）低好几倍。在的DC - DC逆变器中，然而，输出电压或电流的基本成份可以和开关频率一致或者是开关频率的一个小部分。设计一个有效的在有害频率和第一非期望谐波频率之间截止频率的低通滤波器是一个很艰巨的任务。因此，有效的谐波抑制策略往往是被需要的。Page 67 whereas the copper disk will.but the basic principles of operation are the same.尽管铜圆盘将顺着旋转磁场的方向而旋转，然而它却永远也达不到旋转磁铁的速度，因为如果铜圆盘的速度等于旋转磁铁的速度，那么在两者之间就不存在相对运动因而在铜圆盘中不会感应出电流。旋转磁铁和铜圆盘之间的速度差被称为转差（率），转差（率）对于感应电机的运行是必要的，在感应电机中旋转磁场是通过定子绕组建立的，并且感应电流是由转子导体承载的。旋转U形铁和铜圆盘与目前感应电动机的结构有相当大的不同，但基本工作原理是一样的。Page 80 page types and construction of transformer （all of this part）变压器的种类和结构变压器是一种设备，这种设备通过磁场作用将一种电压等级的交流电能转换成另外一种电压等级的交流电能。变压器由两个或多个缠绕在共用铁心上的线圈组成，这些线圈通常不是直接连接在一起，线圈之间唯一的连接是存在于铁心中的共同的磁通量。其中一个变压器线圈与交流电源相连接，第二个变压器线圈（可能是第三个线圈）向负载提供电功率。与电源相连的变压器绕组被称为一次绕组或输入绕组，而与负载相连的绕组被称为二次绕组或输出绕组。如果变压器有第三个绕组，这个绕组被称为三次绕组。电力变压器铁心的结构分为两类。一类是由变压器绕组缠绕在一个简单的矩形钢片叠压成的铁心两边而构成。这种类型的结构被称为芯式，另一类是由变压器绕组缠绕在一个三柱叠片铁心中间的那个铁心柱上而构成。这种类型的结构被称为壳式，无论哪种形式，铁心都是由彼此间相互电气绝缘的薄叠片构成旨在把涡流减小到最小程度。实际变压器中的一次绕组和二次绕组在绕的时候把其中的低压绕组绕在铁心最里面，然后把另一绕组绕在外面。这样安排绕组的目的有两个：1)这样可以使高压绕组和铁心之间的绝缘问题得到简化；2)这样可以使产生的漏磁通比两个绕组隔开一定距离绕在铁心时产生的漏磁通少得多。电力变压器有各种各样不同的名称，这取决于它们在电力系统中的作用。与发电机输出端相连并被用来使输出电压升高至传输大小的变压器有时被称为单元变压器。和输电线另一端相连用来使电压从传输时的大小降低至配电大小的变压器被称为配电变压器。最后，得到配电电压并把它降低至电力实际被使用的最终电压的变压器被称为配电变压器。所有这些设备实质上它们的结构是相同的，它们之间唯一的不同是其预期用途。除了不同种类的电力变压器外，还有两种特殊用途变压器被用来和电机和电力系统一起使用。第一种变压器是特别设计来取样高电压，然后产生一个与之成正比的低的二次电压。这种变压器被称为电压互感器。电力变压器也会产生一个正比于其一次侧电压的二次电压。电压互感器和电力变压器之间的区别在于电压互感器旨在处理非常小的电流。第二类特种变压器是专门用以提供比一次侧电流小得多却正比于一次侧电流的二次电流。这种器件被称为电流互感器。 Page 84 Exercise IIIThere are sometimes occasion when it is desirable to change voltage levels by only a small amount.For example,it may be necessary to increase a voltage from 110V to 120V or from 13.2kV to 13.8kV.These small rises may be made necessary by voltage drops that occur in power systems a long way from the generators.In such circumstances ,it is wasteful and excessively expensive to wind a transformer with two full windings,each rated at about the same voltage.A special-purpose transformer,called an autotransformer,is used instead.有的场合，少量的改变电压水平是必要的。例如，它可能需要增加电压110V到120V或13.2kV到13.8kV。这些小提升可能需要在从电力系统到发电机这么一段很长距离的电压降上。在这种情况下，在变压器上缠绕两个全绕组，并且每个达到相同的额定电压，这是不经济和过分昂贵的。一个特殊用途的变压器，称为自耦变压器，可以来代替。Page138 first paragraphThe steady-state operation of a power system is frequently disturbed by various faults on electrical equipment .To maintain the proper operation of the power system,an efficient and reliable protection scheme is required.Power system components are designed to operate under normal operating conditions.However,if due to any reason ,say a fault,there is an abnormality ,it is necessary that there should be a device which senses these abnormal conditions and if so,the element or component where such an abnormality has taken place is removed,i.e. Deleted from the rest of the system as soon as possible.This is necessary because the power system component can never be designed to withstand the worst possible conditions due to the fact that will make the whole system highly uneconomical .And therefore,if such an abnormality takes place in any element or component of the power system network,it is desirable that the affected element/component is removed from the rest of the system reliably and quickly in order to restore power in the remaining system under the normal condition as soon as possible.一个电力系统稳态运行经常被电气设备的各种故障所扰乱。为了保持电力系统的正常运行，一个有效的及可靠的保障计划是必需的。设计电力系统组件运行在正常的操作条件下。但是，如果由于某种原因，比如说一个故障，一个异常，有必要应该有这样一个装置，这个装置可以感应异常情况，并且将正在发生异常的设备和组件移开，如下尽快隔离系统的其余部分。这是必要的，因为电力系统元件不可能设计能承受最糟糕的情况，这是由于这会使系统高度不经济决定的。因此，如果这种异常发生在任何设备或者电力系统网络上，将受影响的设备和组件可靠、快速的从其余的系统中移除是必要的，为了能尽快使其余的系统恢复在正常情况下的供电。
展开阅读全文