3_3　电工学基本电路

正文,主编,1工作防护与事故预防2电工学基本概念3电工学基本电路4电场5磁场6配电技术7交流电与三相交流电技术8测量技术9电子学10电气设备,11保护措施12房屋技术13电机14计算机技术15自动化技术16材料、制造方法、环保与节能17职业与企业附录,3电工学基本电路,3.1串联电路定理3.2并联电路3.3混合电路3.4电源的内电阻3.5原电池,3.1串联电路定理,3.1.1串联电路3.1.2串联电阻3.1.3电压测量量程范围的扩大3.1.4电路中的电压降,3.1.1串联电路,解：,3.1.1串联电路,图3-1测量电流用串联电路,3.1.1串联电路,图3-2测量电压的串联电路,3.1.1串联电路,图3-3回路,3.1.1串联电路,图3-4串联电路中的电流、电压与电阻,解：,图3-5串联电阻,3.1.2串联电阻,3.1.3电压测量量程范围的扩大,解：,3.1.3电压测量量程范围的扩大,图3-6通过串联电阻扩大量程,解：,3.1.4电路中的电压降,解：1.如何串联用电器？2.比较串联电路的分电压及其所属电阻。3.串联电路中的等效电阻与单个电阻间的关系如何？4.串联电阻的任务是什么？5.串联电阻有何缺点？6.怎样扩大电压表的测量范围？7.解释电压降的概念。8.电压降与导线的哪些参数有关？9.列举符合DINVDE和TAB的允许电压降。,3.1.4电路中的电压降,图3-7电路电压降,解：,1.如何串联用电器？,2.比较串联电路的分电压及其所属电阻。,3.串联电路中的等效电阻与单个电阻间的关系如何？,4.串联电阻的任务是什么？,5.串联电阻有何缺点？,6.怎样扩大电压表的测量范围？,7.解释电压降的概念。,8.电压降与导线的哪些参数有关？,9.列举符合DINVDE和TAB的允许电压降。,3.2并联电路,解：解：,3.2并联电路,图3-8并联电路，电压测量,3.2并联电路,图3-9并联电路，电流测量,3.2并联电路,流入电流的和流出电流的和,3.2并联电路,图3-10两个电阻的并联,解：,图3-11混合电路,解：,3.3混合电路,1)从内到外解电路。2)把串联电路和并联电路按串、并联电路定律合并成一个等效电阻(图3-11的第1步)。3)形成一个作为串、并联电路的新电路。4)重复上述各步，直到只有一个等效电阻(图3-11的第3步)。3.3.1分压器3.3.2电流表量程的扩大3.3.3桥式电路3.3.4通过电流与电压的测量来确定电阻,1)从内到外解电路。,2)把串联电路和并联电路按串、并联电路定律合并成一个等效电阻(图3-11的第1步)。,3)形成一个作为串、并联电路的新电路。,4)重复上述各步，直到只有一个等效电阻(图3-11的第3步)。,3.3.1分压器,解：,3.3.1分压器,图3-12固定式无载分压器,3.3.1分压器,图3-13连续可调式分压器,3.3.1分压器,图3-14无载分压器分电压的确定(工作点),解：,图3-15有载分压器测量电路,解：,图3-16所承受的电压分压,3.3.2电流表量程的扩大,解：1.与串联相比用电器的并联有何优点？2.并联电路中的分电流与其所属电阻的关系如何？3.把什么理解为有载分压器？4.按哪个公式计算并联电路的等效电阻？5.举出并联电路的应用范例。6.如何扩大电流表的量程？,3.3.2电流表量程的扩大,图3-17用分流电阻来扩大电流表的量程,解：,图3-18有前置电阻和分流电阻的动圈测量装置,解：,图3-19带有可转换分流电阻的电流表,解：,图3-20有环形电路的电流表,1.与串联相比用电器的并联有何优点？,2.并联电路中的分电流与其所属电阻的关系如何？,3.把什么理解为有载分压器？,4.按哪个公式计算并联电路的等效电阻？,5.举出并联电路的应用范例。,6.如何扩大电流表的量程？,3.3.3桥式电路,解：,3.3.3桥式电路,图3-21测量电桥基本电路(桥式电路),3.3.3桥式电路,图3-22滑线式测量电桥,解：,3.3.4通过电流与电压的测量来确定电阻,1.如何理解电压误差电路和电流误差电路？2.在什么情况下，对电压误差电路不考虑电流表的内电阻？3.在测定大电阻值时，最好选择什么电路？4.在测定小电阻值时，应选择什么电路？,3.3.4通过电流与电压的测量来确定电阻,图3-23电压误差电路(整流电路),3.3.4通过电流与电压的测量来确定电阻,图3-24电流误差电路(电压方向电路),1.如何理解电压误差电路和电流误差电路？,2.在什么情况下，对电压误差电路不考虑电流表的内电阻？,3.在测定大电阻值时，最好选择什么电路？,4.在测定小电阻值时，应选择什么电路？,3.4电源的内电阻,3.4.1电源的工况3.4.2等效电压源与等效电流源3.4.3匹配3.4.4电源电路,3.4.1电源的工况,表格,3.4.1电源的工况,图3-25内电阻的测量,3.4.1电源的工况,图3-26电源的负载特性曲线,3.4.1电源的工况,图3-27电源的输出功率,3.4.2等效电压源与等效电流源,解：解：,3.4.2等效电压源与等效电流源,图3-28有载分压器的测量电路,3.4.2等效电压源与等效电流源,图3-29分电器或电压源的负载特性曲线,3.4.2等效电压源与等效电流源,图3-30等效电压源,解：,解：,3.4.3匹配,(1)功率匹配当负载电压U是开路电压U0的1/2时，电压源输出最大功率Pmax。(2)电压匹配在能量工程中的用电器接线大多数采用电压匹配。(3)电流匹配对此，负载电阻只是整个电路中总电阻的一小部分。,(1)功率匹配当负载电压U是开路电压U0的1/2时，电压源输出最大功率Pmax。,图3-31等效电流源,(1)功率匹配当负载电压U是开路电压U0的1/2时，电压源输出最大功率Pmax。,图3-32电压源中的用电器的匹配,(2)电压匹配在能量工程中的用电器接线大多数采用电压匹配。,(3)电流匹配对此，负载电阻只是整个电路中总电阻的一小部分。,3.4.4电源电路,(1)电源的串联电路(2)电源的并联电路1.解释电源开路电压的概念。2.内电阻、开路电压和短路电流存在何种关系？3.在电压匹配、电流匹配和功率匹配时，电源处于何种情况？4.在何种条件下用等效电压源或等效电流源？5.例举电源的串联电路和并联电路时的电压、电流与内电阻的规律。,3.4.4电源电路,图3-33电源的串联电路,(1)电源的串联电路,(2)电源的并联电路,图3-34电源的并联电路,1.解释电源开路电压的概念。,2.内电阻、开路电压和短路电流存在何种关系？,3.在电压匹配、电流匹配和功率匹配时，电源处于何种情况？,4.在何种条件下用等效电压源或等效电流源？,5.例举电源的串联电路和并联电路时的电压、电流与内电阻的规律。,3.5原电池,3.5.1化学能转换为电能3.5.2一次电池3.5.3二次电池(蓄电池),3.5.1化学能转换为电能,1)一次电池。2)二次电池。,3.5.1化学能转换为电能,图3-35原电池(举例),3.5.1化学能转换为电能,图3-36电化电压等级,1)一次电池。,2)二次电池。,图3-37原电池的分类,2)二次电池。,图3-38裸线过渡线夹(卡帕尔夹),2)二次电池。,图3-39带消耗阳极的热水储存器的腐蚀防护,3.5.2一次电池,Leclanch,法国化学家，18391882。IEC为InternationaleElectrotechnischeCommission的德文缩写，译文为国际电工委员会。,3.5.2一次电池,表3-1重要的一次电池(选摘),Leclanch,法国化学家，18391882。,表3-2一次电池的商品名称与标志(选摘),IEC为InternationaleElectrotechnischeCommission的德文缩写，译文为国际电工委员会。,图3-40碱性锌-氧化锰圆电池,IEC为InternationaleElectrotechnischeCommission的德文缩写，译文为国际电工委员会。,图3-41锌-氧化银钮扣电池,IEC为InternationaleElectrotechnischeCommission的德文缩写，译文为国际电工委员会。,图3-42锂电池,IEC为InternationaleElectrotechnischeCommission的德文缩写，译文为国际电工委员会。,图3-43燃料电池原理,3.5.3二次电池(蓄电池),(1)充电过程为了充电，则按图3-44a所示对电极施加直流电压，充电电流流过电解液(电解)。(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。1.在图3-48a所示的串联路和图b所示的并联电路中，其电阻R1=1k，R2=2.2k，求：2.在图3-49所示的灯链中有E1E10个灯泡以2.4V/2W的测定数据工作，求：3.如图3-50所示，由电阻R1R4组成一个混合电路，求：4.用测量的方法确定电压源的内电阻：5.图3-51所示是串联在一个12V电路中的信号灯P1和P2。,3.5.3二次电池(蓄电池),6.两个信号灯P1和P2(图3-50)，通过正确选取R1和R2并以其确定数据进行工作。7.在什么范围内图3-53所示的桥式电路电压UAB可调？8.图3-54所示的桥式电路在环境温度25时平衡。,(1)充电过程为了充电，则按图3-44a所示对电极施加直流电压，充电电流流过电解液(电解)。,(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,图3-44铅蓄电池的充电与放电,(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,图3-45氢-氧还原成双铅蓄电池,(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,表3-3蓄电池的重要电气参数,表3-4蓄电池的重要电压值,(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,图3-46气封式镍-镉圆电池,(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,表3-5蓄电池的比较(AA级),(2)放电过程如图3-44b所示，在放电时，反向进行化学过程。,图3-47锂离子蓄电池系统原理,1.在图3-48a所示的串联路和图b所示的并联电路中，其电阻R1=1k，R2=2.2k，求：,2.在图3-49所示的灯链中有E1E10个灯泡以2.4V/2W的测定数据工作，求：,图3-48串联电路与并联电路,2.在图3-49所示的灯链中有E1E10个灯泡以2.4V/2W的测定数据工作，求：,图3-49灯链,2.在图3-49所示的灯链中有E1E10个灯泡以2.4V/2W的测定数据工作，求：,图3-50混合电路,3.如图3-50所示，由电阻R1R4组成一个混合电路，求：,4.用测量的方法确定电压源的内电阻：,5.图3-51所示是串联在一个12