tag 标签: 元器件知识

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    2022-11-30 15:07
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    一提到电阻,大家肯定会想到一个人:欧姆 ​ 欧姆(Georg Simon 0hm,1787~1854 年)是德国物理学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。欧姆定律及其公式的发现,给电学的计算,带来了很大的方便。 人们为了纪念他,将电阻的单位定为欧姆,简称“欧” 。 电阻的定义: 导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用符号 R 表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。 电阻是所有电子电路中使用最多的元件 。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压和分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻作用: 1)分压 当一个电阻 R1 和另一个元件如 LED 灯在电路中串联时,流过电阻器 R1 和 LED 灯的电流是相同的,当电阻器和 LED 作为一个整体时,电阻器和 LED 各自的电压之和等于两端的总电压 VCC。此时,电阻作为分压而起作用。 ​图片来源:华秋商城 2)分流   电阻器 R2 两端的电压与 LED1 两端的电压相同,是因为一个电阻器 R2 和另 LED2 并联在电路中,流过电阻器 R2 的电流和 LED1 的电流之和等于流过电阻器 R1 的电流。此时,电阻 R2 充当分流器。 ​图片来源:华秋商城 选型关键参数1)电阻封装(贴片电阻): 随着电子产品越来越精密,越来越小型化,对电阻的封装尺寸也就有了更加小型化的需求, 01005 封装主要应用在手机等高度集成的电子设备中。 如下是常用贴片电阻封装尺寸及对应功率对照表,可以根据设计功率的需求和布局空间大小选择对应的封装规格; ​图片信息整理:华秋商城 2)电阻额定功率 电阻的额定功率是由电阻所承受的热点温度决定的,如前面所讲,电阻是耗能元器件,流过的电流用来发热了。所以选型时一定要评估电阻所处电路中流经电阻的电流,利用 P = I²R 计算所选的电阻额定功率是否满足要求。 一般地,设计电路时候所用到的功率要低于 70%额定功率 ,例如电阻当中实际功率达到 0.7W,那么可以选择额定功率为 1W 的电阻,这是为了在电路留有足够的余量,进行降额,提高电路可靠性。 3)电阻额定电压 既然已经考虑了额定功率,那么为什么还要考量额定电压呢? 这其实是选型时作为额定功率的辅助条件,当电阻额定功率一定时,额定工作电压随电阻 R 的增大而增高但随着电压的增高,流过电阻的电流密度也会变大,从而导致电阻局部发热严重,久而久之电阻容易老化并失效 ,所以在选型时额定电压也是需要考量的重要参数。同样也采用 70%的降额设计。 如下是 Yageo RC 系列电阻规格书中对耐压的标识: ​图片来源:华秋商城 4)电阻温度系数   电阻虽然是被称为被动器件,它的特性不管外界发生什么变化,他自己的特性是不变的,但是从微观角度来讲,只要是物质就会随着外界条件的变化而发生变化,所以在一些要求高的设计场景, 电阻的温度系数也是需要考虑的,在环境温度以及电阻自身发热影响下,电阻的阻值将产生漂移,也就是我们说的温漂,单位为 ppm/℃。 电阻温度系数主要取决于电阻材料的电阻率与环境温度。一般膜式电阻器和线绕电阻器的温度系数比较小,合成膜电阻器的比较大。在要求阻值稳定性比较高的电路以及环境温差非常大的电路,要充分考虑电阻温度系数对电路的影响。 ​图片来源:华秋商城 5)电阻精度 电阻精度也是选择硬件电路电阻的一个重要考虑因素,一般对阻值不严格的电路没必要用精度很高的电阻,但是对于电流检测电路、电压检测电路、阻抗匹配电路等,对电流或者其他对阻值波动影响很大的电路需要用精度电阻,有些电路甚至用到 0.01%高的精密电阻。 电阻精度常用字母标识:T:±0.01%;A:±0.05%;B:±0.1%;D:±0.5%;F:±1%;J:±5%;K:±10% 如下是 Yageo 电阻 RC 系列电阻规格书中对精度的标识: ​图片来源:华秋商城 以上内容都是贴片通用电阻,实际的应用中还有很多类型的电阻。 常见电阻类型 1)排阻 :即网络电阻器,排阻是将若干个参数完全相同的电阻集中封装在一起,组合制成的。 排阻一般应用在数字电路上,比如:作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。 ​图片来源:华秋商城 ​图片来源:华秋商城 2)MELF 电阻: 晶圆电阻的英文全名为 Metal Electrode Leadless Face Resistor,简称 MELF Resistor。中文名称也叫做无引脚电阻,或是无脚电阻。 晶圆电阻介于贴片电阻与直插电阻之间,主要适用于电流较大/耐高压冲击/安全性要求高的高阶电路中,与直插电阻相比,由于去掉了引线,因此很大的降低了直插电阻在高频时引线所产生的寄生电感,同时能够解决直插电阻小阻值中精度与温度系数无法提高。 ​图片来源:华秋商城 3)金属膜电阻: 金属膜电阻器是膜式电阻器(Film Resistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表面形成皮膜,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成。 ​图片来源:华秋商城 如下是某厂牌的金属膜电阻 MF 系列选型表: ​图片来源:华秋商城 4)碳膜电阻: 碳膜电阻器是膜式电阻器(Film Resistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。 ​图片来源:华秋商城 台湾厚生 CFR 系列规格展示: ​图片来源:华秋商城 ​图片来源:华秋商城 5)精密微调电阻: 是一种能以较高精度调节自身电阻值的可变电阻器,精密可调电阻的别名有微调电位器和微调电阻 ​图片来源:华秋商城 6)压敏电阻: 称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。 ​图片来源:华秋商城 7)湿敏电阻: 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻,碳湿敏电阻,氧化物湿敏电阻。 湿敏电阻只能用交流的,直流会导致湿敏失效,因为直流的电场会导致高分子材料中的带电粒子偏向两极,一定时间以后湿敏电阻就会失效。所以必须用交流维持其动态平衡,这也是为什么测湿敏电阻阻值要用电桥而不能用普通万用表的原因。 ​图片来源:华秋商城 8)光敏电阻: 光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,又称为光电导探测器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。还有另一种入射光弱,电阻减小,入射光强,电阻增大。 ​图片来源:华秋商城 常用光敏电阻参数 ​图片来源:华秋商城 9)热敏电阻: 热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻 PTC 和负温度系数热敏电阻 NTC。 正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大,负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小,它们同属于半导体器件。 ​图片来源:华秋商城 结语: 文中介绍了电阻选型的关键参数,特别是额定功率,那么问题来了, 为什么会有 OR 电阻的存在?既然是 OR,那么如何计算额定功率呢? 欢迎大家留言告诉我。
  • 热度 6
    2022-11-29 18:38
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    中学学物理的时候,经常会听到“直流电路中,电感相当于短路,电容相当于开路”。但其中的原理你真的知道吗?到底是为什么电感在直流电路中相当于短路呢? 其实电感本来就是一截导线绕制而成,即线圈。但它与一般导线又不一样: 当线圈通过电流时,线圈中会形成磁场感应,若电流发生变化,感应磁场会产生感应电流(感应电动势)来抵制通过线圈中的电流,这就是电感的自感特性。 特别说明的一点是,感应电流产生的前提是, 线圈中的电流发生变化。 换言之,如果线圈中的电流没变化,感应电流就不会产生,此时的电感在电路中相当于是一根导线。 因此,如果电感接到交流电路中,随着交流电的变化,会产生自感电动势即感应电流,从而阻止线圈电流的流动。 但如果把电感元件放在直流电路中,由于电流没有变化,所以感应电流为0,那么这时电感只相当于一个很小的电阻,使得电流通行无阻,即近似于短路。 这其实也是电感“通直阻交”的特性,原理是一样的。即交流电通过电感时,会产生感应电流,阻碍交流电流过电感;但如果是直流电通过电感,不会产生感应电流,阻力几乎为0,直流电能顺利通过电感。 下面这个视频更直观地讲解了电感的工作原理,2分钟带你搞懂!!! https://www.bilibili.com/video/BV1SR4y157HA/?vd_source=166bbe5d831d72e8e4b693b52bcc84f9 如果觉得内容还不错,欢迎点赞+评论+收藏+关注,华秋商城带你了解更多元器件知识干货。
  • 热度 3
    2022-11-28 16:59
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    “通交阻直”是电容重要的特性之一,即电容可以交流电导通,但直流电阻断。 这是为什么呢? 从理论上来讲,电荷是根本不能在电容中流动的。 因为在平行板电容上电后,一块板带正电,另一块板带负电,在两快板之间的非导电介质不能使两种电荷相互转移并接触,完成电荷流动。真能通过,那也代表着电容被击穿了,无法使用了。 所以直流是肯定不能通过电容的,但为什么交流反而可以呢? 事实上,当电容接通电源时,实际上自由电荷没有通过两极间的绝缘介质,直流是如此,交流亦是如此。 但是,交流电的电压是不断变化的,积累在两极板上的电荷发生变化,引起两极板间的电压变化,当电压升高时,电荷向电容的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,形成放电电流。不断地充电和放电,对外电路来说就有了电流,这也就是电容通交流的原因,即便电荷没有真的通过极板。 为了更好地理解电容的“通交阻直”,我们还需要搞懂这两点: 1、电容接上直流电,也会产生电流。 当电容两端接通直流电源时,会进入充电状态,电路中产生充电电流,不过这个时间太短太短,一般只需要 千分之一秒 左右瞬间完成充电。当电容器的电场力与电源力平衡时,电荷就不再移动,充电过程结束,电路中就不再有电流通过,所以就表现出来直流电无法通过电容的现象 。 2、不是所有交流电都能通过电容。 当电容两端接上交流电源时,因交流电的大小与方向不断交替变化,就使电容不断进行充电与放电,电路始终有电流流通,所以说电容可通交流。 但这里有个问题,就是如果电容很快充完电了,但交流电还没有变化(从正半周变化到负半周),那此时就类似直流电的情况,即电路没电流了,相当于断路。直到等到交流电负半周到来,电容放电,电路才重新产生电流。 这意味着,如果交流电频率较低(变化速度慢),接上电容时会中途断电流,即电路不是完全导通。如果频率超级低,无限接近于0,那电路就会看起来不通。 所以不是所有交流电都能通过电容,而是高频率导通,低频率阻断。
  • 热度 7
    2022-11-17 17:25
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    为什么晶闸管能在大电流下工作?
    在功率半导体领域,除了二极管、三极管(晶体管),最重要的元器件莫过于晶闸管。 关于晶闸管的疑问,答案都在这! 01、什么是晶闸管? 晶闸管,即可控硅(SCR),是一种通过开关控制电流的半导体元件。与二极管、三极管这类小功率器件不同,晶闸管可作为大电流下的开关元件,在功率控制电路中发挥重要的作用。 02、晶闸管结构是怎么样的? 电子元件的性能往往与其结构息息相关。 晶闸管是四层三端器件,PNPN 四层半导体结构,中间形成三个 PN 结:J1、J2、J3,从最上面的 P1 层引出阳极 a,从最下面的 N2 引出阴极 k,由中间的 P2 层引出控制极 g(门极)。 晶闸管结构等效于“pnp 型”和“npn 型”两个晶体管排列组成的复合电路。 pnp 晶体管的发射极和 npn 晶体管的基极都连在晶闸管 g 极上;pnp 晶体管的基极则和 npn 晶体管的集电极串联。 下图显示了晶闸管的掺杂图。注意,对应于 NPN 晶体管的等效发射极的阴极 K 被重掺杂,如 N +所示。门极 G 也重掺杂(P +),它是 PNP 晶体管的等效发射极。与等效晶体管 V1 基极和 V2 集电极区域相对应的两个中间层的掺杂程度较轻:N-和 P。 03、晶闸管在什么条件下导通? 根据等效电路,我们让两个晶体管 V1 和 V2 都导通,晶闸管便导通。 那么怎样才能让 V1 和 V2 同时导通呢?(三极管的导通与截止,其实质是其内部 PN 结的单向导通与截止。) 首先我们在 AK 两极间加上正向电压,PN 结 J1 和 J3 正偏导通,J2 反偏截止,外加电压几乎全部落在 J2 身上,由于反偏 J2 阻断电流,通过电流非常小,因此晶闸管不导通。 当晶闸管承受正向阳极电压时, 为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的 PN 结 J2 失去阻挡作用 。 怎么做呢? 我们在 GK 两极间也加上正向电压,产生足够的门极电流 Ig 流入晶体管 V2。对于 NPN 型晶体管 V2 来说,此时它的发射结(J3)正偏,集电结(J2)反偏,处于放大工作状态,Ig 经过 V2 放大后,形成集电结电流 Ic2,假设 V2 放大系数为β2,Ic2=β2*Ig。 由于 V1 的基极和 V2 的集电极串联,因此,Ic2 也是 V1 的基极电流。基极电流再经过 V1 放大,形成集电极电流 Ic1,假设 V1 放大系数为β1,Ic1=β1 Ic2=β1 β2*Ig。 由于 V1 的集电极和 V2 的基极都连在 g 极上,因此,Ic1=Ig,即 放大后的电流又作为 V2 的基极电流再被放大,如此循环往复,形成正反馈过程,从而使晶闸管完全导通(V1 和 V2 均放大到饱和状态) 。这个导通过程是在极短的时间内完成的,一般不超过几微秒,称为触发导通过程。 简而言之,晶闸管导通的条件是: 加上阳极和门极正向电压 。 而最有意思的是,晶闸管导通后,即便去掉门极正向电压,晶闸管依靠自身的正反馈作用仍然可以维持导通,晶闸管成为不可控——无法控制关断。 这就是晶闸管称为“半可控元器件”的原因,即可控制导通、无法控制关断。 04、如何关闭晶闸管? 晶闸管一旦触发导通,便无法控制关断。但真要关断晶闸管,也不是没有办法。 关断导通晶闸管的条件是将流过晶闸管的电流减小到一个很小的值,接近于 0。 此时控制门极电压显然没用,只能降低或撤掉阳极正向电压,或者加大电阻,又或者给阳极换上反向电压,来让晶闸管电流变成小直到接近 0,从而关断晶闸管。 05、晶闸管有什么优点/缺点? 晶闸管的优点很多,例如: 以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍; 反应极快,在微秒级内开通、关断; 无触点运行,无火花、无噪声; 效率高,成本低等。 因此,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用,特别是在大功率 UPS 供电系统中。 晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。 06、为什么晶闸管能处理大电流? 晶闸管可以用弱信号控制强信号,能在大电流下工作,属于大功率器件。晶闸管用几十到一二百毫安电流,两到三伏的电压可以控制几十安、千余伏的工作电流电压,换句话说,它的功率放大倍数可以达到数十万倍以上。由于元件的功率增益可以做得很大,所以在许多晶体管放大器功率达不到的场合,它可以发挥作用。 那晶闸管是如何做到功率放大很多倍的呢?因为晶闸管 自身的正反馈作用 。 如上面提到的那样,当晶闸管在正向门极电压下,从门极 G 流入电流 Ig,经过 NPN 管 V2 和 PNP 管 V1 的放大,Ig 增大到: Ig(现在)=β1 β2 Ig(原来) 增大后的 Ig 再流经 NPN 管的发射结,从而提高放大系数β2,产生足够大的集电极电流 IC2 流过 PNP 管的发射结,并提高了 PNP 管的电流放大系数β1,产生更大的集电极电流 IC1 流经 NPN 管的发射结,这样强烈的正反馈过程迅速进行,直至 V1 和 V2 饱和导通。 晶体管的放大系数β正常情况下在几十到 100 多的范围内,因此晶闸管功率放大倍数可以达到数十万倍以上。 07、晶闸管和三极管有什么区别? 功能不一样 :晶体管的功能是检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等。而普通晶闸管的功能则是可控整流(所以晶闸管也叫做可控硅)。 优点不一样 :晶闸管的优点是以小电流(电压)控制大电流(电压)作用,并体积小、轻、功耗低、效率高、开关迅速等。晶体管的优点则是输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等。 分类不一样 :晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。晶体管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管(GTO)、BTG 晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。 结语: 自 1957 年诞生以来,经过几十年的发展,如今的晶闸管已广泛的应用在各种电路,以及电子设备中。随着新材料的出现,新工艺的采用,单只晶闸管的电流容量从几安发展到几千安,耐压等级从几百伏提高到几千伏,工作频率大大提高,器件的动态参数也有很大改进。 未来随着应用领域的拓展,晶闸管将继续沿着高电压、大电流、快速、模块化、功率集成化、廉价的方向发展。
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    2022-11-16 15:10
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    变压器(Transformer)是利用 电磁感应 的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯( 磁芯 )。主要功能有:电压变换、 电流 变换、 阻抗 变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、 调压器 、矿用变、 音频 变压器、中频变压器、 高频变压器 、冲击变压器、仪用变压器、 电子 变压器、电抗器、 互感器 等)。 电路 符号常用T当作编号的开头。例: T01, T201等。 变压器 出现烧毁现象一般是变压器温升过高或者线圈绝缘损坏。烧毁前温度不高,不代表局部温度也不高。变压器过载、温升设计余量过小都可能导致局部高温,进而导致变压器失效,引起烧毁事故。下面我们来详细分析各种烧毁原因。 1.变压器烧毁的原因 (1) 变压器高、低压两侧无熔断器。 有的虽然已经装上跌落式熔断器和羊角保险,但其熔断件多是采用铝或铜丝代替,致使低压短路或过载时,熔断件无法正常熔断而烧毁变 压器。 (2) 变压器的高、低压熔断件配置不当。 变压器上的熔断件普遍存在着配置过大 的现象,严重过载时,烧毁变压器。 (3) 三相负荷不平衡。 有一些农村由于照明线路较多且杂乱,大多数又是采用单相供电,再加上施工中 跳线 的随意性和管理上的不到位,造成了变压器的负荷偏相运行。长期的使用,致使某相线圈绝缘老化而烧 毁变压器。 (4) 分接开关接触不良: ①私自调节分接开关,造成配变分接开关不到位,接触不良而烧毁; ②分接开关质量差,引起星形触头位置不完全接触,发生短路或对地放电。 (5) 渗油 是变压器最为常见的外表异常现象。 由于变压器本体内充满了油,各连接部位都有胶珠、胶垫防止油的渗漏。经过长时间的运行,会使变压器中的某些胶珠、胶垫老化 龟裂而引起渗油。从而导致绝缘受潮后性能下降,放电短路,烧毁变压器。 (6) 天气原因。 变压器的高、低压线路大多数是由架空线路引入,由于避雷器投运不及时或 没有安装10kV避雷器。雷雨等恶劣天气导致电压过载问题,遭遇雷击时烧毁变压器。 (7) 铁芯多点接地。 (8) 当变压器低压侧发生接地、相间短路时,将产生一个高于额定电流20~30倍的短路电流,这么大的电流作用在高压绕组上,线圈内部将产生很大的机械应力,这种机械应力将导致线圈压缩。短路故障解除后应力也随着消失,线圈如果重复受到机械应力的作用,其绝缘胶珠、胶垫等就会松动 脱落 ;铁心夹板螺栓也会松动,高压线圈畸变或崩裂。另外, 也会产生高温,从而导致变压器在极短的时间内烧毁。 (9) 人为的损坏: ① 变压器的引出线是铜螺杆,而架空线一般多采用铝芯胶皮线,铜铝之间很容易产生电 化腐蚀; ② 套管 闪络放电也是变压器常见的异常现象。 由上文可以看出,变压器烧毁的原因是多方面的,有的是自然所致,有的则是人为所造成的。那么针对这些造成变压器烧毁的原因,我们应该采取怎样的措施去避免呢?下面本文总结了一些预防变压器烧坏的小技巧,希望之后能够及时帮助到有需要的人。 2. 预防变压器烧坏的小技巧 (1)在使用配电变压器的过程中,一定要定期检查 三相电 压是否平衡,如严重失衡,应及时采取措施调整。 (2)应经常检查变压器的油位、油色,外壳有无渗漏,发现缺陷要及时消除,避免分接开关、线圈因受潮而烧坏。 (3)要定期清理配电变压器上的 污垢 ,检查套管有无闪络放电,接地是否良好,有无断线、脱焊、断裂现象,要定期遥测接地 电阻 不大于4 (容量≥100 ,或者采取防污措施,安装套管防污帽。 (4)在接、拆配电变压器引出线时,要严格按照检测工艺操作,避免引出线内部断裂,要合理选择二次侧导线的接线方式。 (5)推广使用s11系列新型防雷节能变压器,或在配电变压器一、二次侧装设避雷器时,将避雷器接地引下线、变压器的外壳、二次侧中性点共同接地。 (6)定期进行预防性试验,将不合格的避雷器及时更换,减少因雷击谐振而产生过电压损坏变压器。 (7)在切换无载调压开关时,每次切换完成后,首先应 测量 后2次直流电阻值,做好记录,比较三相直流电阻是否平衡。在确定切换正常后,才可投入使用,在各档位进行测量时,除分别做好记录外,还要注意将运行档直流电阻放在最后一次测量。 (8)要做好台区负荷的 监控 管理工作,对超负荷的台区要及时更换变压器,防止变压器因超负荷运行而烧坏。 总结: 总而言之,变压器的运行好坏是与管理有着密不可分的关系。但前提是选择质量有保障的变压器,可以到华秋商城选购元器件。在变压器使用前,需要对变压器进行检测,而在使用过程中,更应该定期进行检测,只有这样才能够能有效地避免变压器烧毁事故的发生。