《电工技术基础与技能》课件 模块二 任务四 基本直流电表的制作

电工技术基础与技能任务四基本直流电表的制作任务四基本直流电表的制作【知识目标】★了解电阻元件电压与电流的关系，掌握欧姆定律；★掌握电阻串联、并联及混联的连接方式；★了解支路、节点、回路和网孔的概念；★能总结电路中节点电流及回路电压的规律；★掌握基尔霍夫电流、电压定律。【能力目标】★会计算等效电阻、电压、电流和功率；★能应用基尔霍夫电流、电压定律列出两个网孔的电路方程；★能用电流表、万用表、电压表(电位法)检查电路故障。【素质目标】★培养一丝不苟的敬业精神；★养成勤奋、节俭、务实、守纪的职业素养；★树立安全第一的职业意识；★具备一定的分析问题、解决问题的能力。一、学习目标１.能借助网络资源，获取电阻联接的相关资料，加深对电阻不同联接特性的理解；２.电阻的串联；３.电阻的并联；４.电阻的混联；５.制作简单的电压表；６.制作简单的电流表；７.小组讨论，完成引导问题；８.和老师沟通，解决存在的问题；９.记录工作过程，填写相关任务。二、工作任务任务四基本直流电表的制作请同学们在３分钟内按7S现场管理的要求对自己的学习区域进行自检，不合格项进行整改，并在表2-4-1中做好相应的记录。三、实施过程任务四基本直流电表的制作

(一)电流表的制作

１.欧姆定律(１)部分电路欧姆定律当电阻两端加上电压时，电阻中就会有电流通过，如图所示。实验证明:在不含电源的电路中，流过某电阻的电流与该电阻两端的电压成正比，与该电阻的阻值成反比。这就是部分电路欧姆定律，其数学表达式为式中，Ｉ———流过电阻的电流，Ａ；

Ｕ———电阻两端的电压，Ｖ；

Ｒ———电阻值，Ω。利用上式，在电压、电流及电阻3个量中，只要知道两个量就能求出第三个量，即知识链接任务四基本直流电表的制作

(２)全电路欧姆定律在部分电路欧姆定律中，不需要考虑电源，而在实际电路中一般含有电源，这种含有电源的电流电路称为全电路。在全电路的计算中，需要用全电路欧姆定律来进行相关计算，实验证明:在全电路中，电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻(外电阻与电源内阻之和)成反比，即全电路欧姆定律，其数学表达式为式中，Ｉ——回路电流，Ａ；Ｅ——电源电动势，Ｖ；Ｒ——负载电阻，Ω；Ｒ０——电源内阻，Ω。知识链接任务四基本直流电表的制作２.电阻串联(１)电阻串联电路电阻的串联就是将电阻一个接一个地依次连接起来，形成无分支电路。(２)基本特点１)电路中的电流处处相等，即知识链接任务四基本直流电表的制作

(２)基本特点１)电路中的电流处处相等，即知识链接任务四基本直流电表的制作

通常称为串联电路的分压公式，即电阻的阻值越大，分得的电压越多。５)各电阻上所分配的功率与阻值成正比，即(３)满偏电压和表头内阻如图所示电路，闭合开关S1、S2调节电位器Rp使得Ｇ满偏，此时电压表中所读出的电压为待测表头Ｇ的满偏电压，用Ｕｇ表示；再断开开关Ｓ2，同时调节电位器和电阻箱R，在保证伏特表读数不变的前提下，使Ｇ半偏，则电阻箱的电阻Ｒ与表头内电阻Ｒｇ相等，这种测量方法称为电压半偏法。知识链接任务四基本直流电表的制作(４)电压表的基本结构和工作原理１)电压表的基本结构。磁电式电压表由磁电式测量机构(又称表头)和测量线路———附加电阻构成。图2-4-8虚线框中所示的是基本的磁电式电压表电路。其中Rfj是附加电阻，它与测量机构串联。２)电压表的实质。通过分压电阻对被测电压Ｕ分压，使得表头两端的电压Ｕｃ在表头能够承受的范围内(Ｕｃ

<Ｕｇ)，并使电压Ｕｃ与被测电压Ｕ之间保持严格的比例关系。３)电压表的工作原理当电表满偏时，根据欧姆定律和串联电路特点，可以得到知识链接任务四基本直流电表的制作由可知，对某量程的电压表而言，Ｒｇ和Ｒfj是固定不变的，所以流过表头的电流Ｉg与被测电压Ｕ成正比。根据这一正比关系对电压表标度尺进行刻度，就可以指示出被测电压的大小。由可知，附加电阻与测量机构串联后，测量机构两端的电压Ｕg只是被测电路ａ、ｂ两点间电压Ｕ的一部分，而另一部分电压被附加电阻Ｒfj所分担。适当选择附加电阻Ｒfj的大小，即可将测量机构的电压量限扩大到所需要的范围。如果用ｍ表示量程扩大的倍数，即

表明，将表头的电压量限扩大ｍ倍，则串联的附加电阻Ｒfj的阻值应为表头内阻Rｇ的(ｍ－１)倍，即量程扩大的倍数越大，附加电阻的阻值就越大。当确定表头及量程需要扩大的倍数以后，可以计算出所需要串联的附加电阻的阻值。４)电压表的读数ꎮ由表头指针所指的读数乘以量程扩大的倍数，即为被测量的实际测量值。知识链接任务四基本直流电表的制作

(二)电流表的制作１.电阻并联(１)电阻并联电路将几个电阻并列的连接起来ꎬ就组成了并联电路。知识链接任务四基本直流电表的制作

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知识链接任务四基本直流电表的制作通常称为并联电路的分流公式，即电阻的阻值越大，分得的电流越小。５)各电阻上所分配的功率与阻值成反比，即２.电流表的基本结构和工作原理(１)电流表的基本结构磁电式电流表由磁电式测量机构(又称表头)和测量线路———分流器构成。图2-4-14所示是基本的磁电式电流表电路。图中Ｒ是分流电阻，它并接在测量机构的两端。知识链接任务四基本直流电表的制作

(２)电流表的实质通过分流电阻对被测电流Ｉ分流，使得通过表头的电流Ic在表头能够承受的范围内，并使电流Ic与被测电流Ｉ之间保持严格的比例关系。(３)工作原理当电表满偏时，根据欧姆定律和并联电路的特点，可以得到对某一电流表而言，Rg和Ｒ是固定不变的，所以通过表头的电流Ｉｇ与被测电流Ｉ成正比。根据这一正比关系对电流表标度尺进行刻度，就可以指示出被测电流的大小。如果用ｎ表示量限扩大的倍数，即知识链接任务四基本直流电表的制作则由可得表明，将表头的电流量程扩大ｎ倍，则分流电阻Ｒ的阻值应为表头内组Ｒｇ的１/(ｎ－１)；即量程扩大的倍数越大，分流电阻的阻值就越小。另外，当确定表头及需要扩大量程的倍数以后，即可计算出所需要的分流电阻的阻值。(４)电流表读数由表头指针所指的读数乘以量程扩大的倍数，即为被测量的实际测量值。知识链接任务四基本直流电表的制作３.满偏电流和内阻在图2-4-14中，开关Ｓ１、Ｓ２保持断开，调节电位器使Ｇ满偏。此时，毫安表中所读出的电流为待测表头的满偏电流，用Ｉｇ表示；再闭合开关Ｓ２，同时调节电位器和电阻箱，在保证毫安表读数不变(仍然为Ｉg)的前提下，使Ｇ半偏，则电阻箱的电阻与表头内电阻相等，读出电阻箱的电阻为表头内电阻。知识链接任务四基本直流电表的制作(三)基尔霍夫定律１.几个相关的概念支路:由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路，如图中的abc支路、adb支路和aeb支路。节点:３条或３条以上支路的连接点。图中的电路只有两个节点，即a点和b点。回路:两路中的任意的闭合路径。图中所示的电路中可找到3个不同的回路，它们是adbca、aedba和aebca。网孔:网孔是一种特殊的回路，即内部不含其他支路的回路。图中所示的电路中虽有3个不同的回路，但网孔只有两个，它们是adbca和aebda。知识链接任务四基本直流电表的制作２.基尔霍夫第一定律(KCL)基尔霍夫第一定律又称节电电流定律，即电路中任意一个节点上，任意时刻流入节点的电流之和，恒等于流出节点的电流之和，即流入和流出节点的电流的代数和恒等于零。数学表达式为例如，对于图2-4-19中的节点Ａ，有若假设流入节点Ａ的电流为正(＋)，流出节点Ａ的电流为负(－)，则有基尔霍夫电流定律适用于节点，也适用于任一假想的闭合面(广义节点)。如图2-4-20所示，我们可以将包含A、B、C３个节点的闭合面看成是一个广义节点，容易证明在任一瞬时有:知识链接任务四基本直流电表的制作应该指出，在分析与计算复杂电路时，往往事先不知道每一支路中电流的实际方向，这时可以任意假定各个支路中电流的方向，称为参考方向，并且标在电路图上。若计算结果中，某一支路中的电流为正值，表明参考电流方向与实际的电流方向一致；若为负值，表明参考电流方向与实际的电流方向相反。知识链接任务四基本直流电表的制作３.基尔霍夫第二定律(KVL)基尔霍夫第二定律又称回路电压定律，即电路中的任一闭合回路，沿任一方向绕行一周，各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为知识链接任务四基本直流电表的制作基尔霍夫电压定律还可以推广应用于开口电路ꎮ如图(2-4-22)所示，运用可以对回路Ⅰ列出KVL方程式:４.基尔霍夫定律在电路计算中的应用———支路电流法在分析与计算复杂电路时，单独运用欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律很难求解，往往需要混合运用这些定律使求解简化。支路电流法是支路电流为待求量，应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律分别对节点和回路列出所需