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文档简介
绪论一、课程目的
本课程的目的是训练学生在掌握电工基础理论知识的同时,能熟练将所学知识用于实践中,落实工学结合的教学理念,培养学生的实际操作能力。通过学习本课程,让学生在做的过程中学会观察与思考,建立清晰的逻辑分析思路,能正确选用电工仪器与仪表,具备检测与分析电路的初步能力,做到安全用电。同时通过技能动手操作培养学生团队意识与实事求是的科学态度。二、操作过程中的注意事项1、人身安全
操作过程中首先应注意人身安全。本课程重在动手操作,将理论与实践有机地结合。与电打交道,必须具备安全用电常识,杜绝事故发生。1)电流对人体的危害
当人体接触带电体,电流通过人体时,就会造成触电。一旦触电,人体会受到不同程度的伤害,如不能迅速脱离带电体则会导致死亡事故。绪论
事实表明,触电对人体的伤害程度与以下因素有关:(1)与人体电阻大小有关。人体电阻越大,相同的电压作用下,电流越小,伤害程度也就越轻。(2)与电流流过人体的时间长短有关。电流流过人体的时间越长,危害越大;电流流过人体的时间越短,伤害越小。(3)与电流流过人体的大小有关。流过人体的电流越大,则伤害越大。电流达50mA时,就有生命危险。(4)与电流的频率有关。直流与频率为50Hz的工频交流电对人体的伤害最大,而高于20kHz的交流电对人体没有伤害。绪论绪论2)安全用电措施事实表明,不论是直流电还是交流电,均会导致触电事故的发生,所以安全用电是劳动保护教育与安全技术中重要的组成部分。为确保安全用电,必须做到以下几点:
(1)确保用电设备的金属外壳保护接零。
(2)
用电设备应使用漏电保护装置。
(3)
保护身体与表皮的干燥,不要在潮湿的环境中带电操作,防止触电事故的发生。绪论
(4)
不要用手去碰触带电体的金属部分。
(5)
不小心触电时请迅速脱离电源,防止伤害升级。
(6)
在电工作业时,穿胶鞋戴绝缘手套,注意单手操作。另外,在实验过程中,还要注意仪器设备的安全,爱护公物。对所有元器件要轻拿轻放,不能随意损坏。使用检测仪器时应先阅读使用注意事项,防止操作不当或过量程而损坏。绪论2、减小测量误差在动手操作过程中,我们要通过测量电路中的各种物理量,以判断、分析、比较、计算、研究电路状态,来作为排除电路故障、设计电路的依据。测量的目的就是获得被测量的真实值。误差就是测量值与直实值之间的差异。有测量就有误差的存在,测量误差伴随着测量过程的始终。绪论1)误差来源在操作测量过程中,通常误差来源于以下几方面:
(1)
测量仪器本身。测量仪器本身的精度不够,或因年久失修、疏于维护、电池电量不够,以及放置不当等均有可能导致测量结果误差增大。
(2)
元器件参数。在进行电路分析时,我们都是将所有元件理想化。而事实上,理论上的数据与实际是有差别的。
(3)测量方法与读数。在测量过程中,测量方法不当也是导致误差的原因。绪论2)减小误差的措施
(1)对于实验室提供的仪器,检查仪器是否调零、是否放置平稳;检查电池电量是否充足;检查是否损坏而导致指示不准。
(2)在插接线路时,接线尽量牢固,走线尽可能短,保证接地良好,避免干扰或虚假信号。
(3)正确使用仪器,在电子测量中要注意使用具有屏蔽作用的同轴电缆或专用测量探头。读数时让仪表指针稳定或数字显示稳定3秒之后再读数。
(4)同组人员分别测量,重复几次,取平均测量值。项目一常用电工仪表的使用能力目标1.熟悉通用电工电子实验操作台的布局;2.熟练使用万用表、直流稳压电源、摇表、交直流毫安表;3.观察能力、操作能力、思考能力、与同学之间相互协作能力均得以提高;4.具有用电安全意识、细致的观察能力。知识目标1.知道使用万用表的操作步骤与注意事项;2.知道电压、电流、电阻的测量;3.建立电路的基本概念。常用电工仪表的使用一、实验操作台以通用型电工电子实验台为例,如图1-1所示。
项目内容与原理常用电工仪表的使用图1-1通用型电工电子实验台常用电工仪表的使用1、开关控制部分电源总开关(带漏电保护)控制整个桌面的电源。电源开关1控制B、C、D、E组电源及函数信号发生器、脉冲发生电源、音频放大器。电源开关2控制F组(单相交流)电源。旋钮开关控制A组电源(三相四线380V输出)。G组电源插座直接由电源总开关控制。2、电源供给部分
A组电源:由电源旋钮开关单独控制。提供380V、3A的三相四线电源U、V、W、N,每相配有电源保险、指示灯,以及电压换相开关。
B组电源:可调交流电源,交流输出电流1.5A,电压为3~24V七挡,电流表指示。常用电工仪表的使用
C组电源:直流稳压可调电源,电流1.5A,电压1.25~24V连续可调,电压表、电流表指示。
D组电源:直流稳压可调电源,电流0.5A,电压1.25~24V连续可调,电压表、电流表指示。
E组电源:直流稳压电源,电流0.5A,电压5V,电流表指示。F组电源:可调交流电源,交流输出电流1.5A,电压0~240V连续可调,电压表指示。G组电源:单相交流电源,输出3A电流,供外接仪器设备之用。常用电工仪表的使用3、信号部分
1)函数信号发生器函数信号发生器是产生周期变化信号的仪器,可产生正弦波、方波、三角波等。
(1)频率范围:5Hz~550kHz,共分五个频段。
一频段:5~55Hz;
二频段:50~550Hz;
三频段:0.5~5.5kHz;
四频段:5~55kHz;
五频段:50~550kHz。(2)频率读数:由频率表指示数乘以频率粗调倍率。常用电工仪表的使用(3)最大输出电压:
●正弦波:600Ω负载时,20Hz~55kHz≥4.5V,电表指示,50~550kHz≥3.5V,电表指示。衰减分三级:0dB、20dB、40dB。
●方波:1kΩ负载时,为3.5V(峰峰值)。
●三角波:空载时,为1V(峰峰值)。2)单次脉冲源单次脉冲源可输出正脉冲、负脉冲。上下拨一次脉冲开关则输出一个脉冲。
3)音频功率放大器输入灵敏度为5mV,输出功率为1W,音量可调,内有喇叭,用于放大电路扩音,也可作信号寻迹仪器使用。常用电工仪表的使用二、万用表的使用万用表是最常用的一种电路检测仪器,通常有指针式与数字式两种。近年来,随着数字科技的迅猛发展,数字万用表以体积小、耗电省、功能多、读数准而得到了广泛应用。1、数字万用表的使用下面以BM902为例进行说明。该数字万用表是一种结构紧凑、手持式的位数字仪表,可测量电阻、直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、二极管、电路通断、晶体三极管hFE参数、电容、温度、频率,是一种方便和理想的电路检测工具。图1-2BM902
(1)前面板说明,如图1-2所示。①电源开关。②10A输入端。③mA输入端。④V/Ω/测试输入端。⑤公共COM端。⑥hFE测试输入口。⑦挡位选择开关。⑧LED显示窗。常用电工仪表的使用常用电工仪表的使用(2)注意事项及测量前的准备:①确认9V电池已接好并已安装在电池盒里。②在测量之前选择好正确的测量挡位与表笔插孔。③切勿用其他挡位测量电压,以免损坏万用表。④在测量之前将旋钮转到最大测量挡位,然后根据测量情况,依次往下调整到测量值落到合适的挡位。⑤不要输入超过最大测量电压值的电压。⑥当选择测量挡位时,将其中的一支表笔断开。⑦仅在温度为0~40℃、湿度低于75%RH时使用本表。⑧后盖未盖好前严禁使用,否则有被电击的危险。⑨严禁量程开关在电压测量或电流测量过程中改变挡位,以防损坏仪表。⑩被测电压高于60V(直流)/30V(有效值)的场合均应小心谨慎,防止触电;不用的时候,将开关断开,长时间不用本仪表时,请将电池取出。常用电工仪表的使用(3)测量方法。①直流电压的测量。a.选择表笔插孔:将红表笔插入V/Ω/测试输入端,黑表笔插入COM端。b.选择挡位与量程:选择直流电压挡,根据被测电压选择合适的量程。c.测量:将两表笔并联在被测电路两端。d.读数:直接读显示器上的数据即所测电压数值。e.不用之时,将挡位停留在750V~挡,并关闭电源。②交流电压的测量。步骤同上,只是将挡位选择在交流电压与合适的量程上。常用电工仪表的使用③直流电流测量。a.选择表笔插孔:将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA以下电流时红表笔插入mA插孔,当测量最大值为10A时红表笔插入10A插孔。b.选择挡位与量程:将挡位开关置于“A—”范围内,并选择合适的量程。c.测量:将红黑表笔串接到待测负载回路里。d.读数:直接读显示器上数据即所测电流数值。e.不用之时,将挡位停留在750V~挡,并关闭电源。④交流电流的测量。步骤同上,将挡位选择在交流电流量程范围之内。常用电工仪表的使用⑤电阻的测量:a.选择表笔插孔:将红表笔插入V/Ω/端,黑表笔插入COM端。b.选择挡位与量程:选择Ω挡,根据被测电阻选择合适的量程。c.测量:将两表笔并联在被测电路两端。d.读数:带量程单位读显示器上数据即所测电阻值。e.不用之时,将挡位停留在750V~挡,并关闭电源。
注意:如果被测电阻值超过所选择的最大量程值,将显示过量程符号“1”,应选择更大的量程。如果被测电阻接近1MΩ或更大,阻值读数将需要几秒才能稳定,对测量高电阻来说,这是正常的。测量时,如果没连接待测量元件,而使输入端呈开路状态,将显示过量程符号“1”。严禁用电阻挡测量电压,否则就会损坏电阻挡。如果测量被连接在电路中的电阻时,应关掉电源,并将电路中所有电容器放电。常用电工仪表的使用⑥三极管hFE的测试:a.将功能开关置于hFE挡位。b.确定晶体三极管类型,将基极、发射极、集电极分别插入面板相应孔中。c.LCD上将显示hFE的近似值,测试条件IB≈10MA,Uce≈2.8V。⑦二极管及蜂鸣器的测试:a.选择表笔插孔:将红表笔插入V/Ω/测试输入端,黑表笔插入COM端。b.选择挡位:挡位开关置于“”挡。c.测量:将红黑表笔并接到待测二极管或待测线路两端。d.读数:测二极管时,读出二极管正向压降值,单位是mV。测线路时,当线路两端电阻小于70Ω时,蜂鸣器响。常用电工仪表的使用2、指针式万用表的使用指针式万用表一般由磁电系表头、测量电路和转换开关组成。以下以500型万用表为例介绍指针式万用表的使用方法。500型万用表是一种高灵敏度、多量程的典型携带式仪表,能测量交直流电压、直流电流、电阻。(1)前面板说明,如图1-3所示。①“+”正极输入插孔。
⑤调零旋钮。②“*”负极输入插孔。
⑥挡位与量程转换开关。③5A输入插孔。
⑦表头。④2500V~输入插孔。常用电工仪表的使用图1-3500型万用表常用电工仪表的使用(2)使用注意事项:①仪表在测量过程中,不能旋转转换开关。②被测量一定要小于所选量程,当被测量不能确定时,应将量程开关置于最大位置上,然后再根据指针偏角确定适当的量程。③测电流时,应将万用表串联在电路中,严禁将万用表直接跨接在被测电路的电压两端,以免造成短路。④不能在路测量电阻大小。测量电阻时应将电源关闭并将大电容放电,切勿带电测量。然后将电阻一只脚焊开才能准确测量电阻大小。⑤每次测量完毕,应将转换开关置于“•”上。⑥为确保安全,当测交流高压在2500V以上时,将黑表笔一端固定在电路的地电位上,红表笔去接触被测高压电源,注意单手操作,戴绝缘手套,地上铺绝缘地板。常用电工仪表的使用(3)使用方法:①测电阻。a.选择插孔:将红表笔插入正极“+”上,黑表笔插入负极“*”上。b.选择挡位:将左边转换开关置于“Ω”上。c.选择倍率:估计所测量电阻值,旋转右边转换开关选择合适的倍率(×1、×10、×100、×1k、×10k)。d.调零:将红黑表笔短接,调整“调零”旋钮,使指针指在0Ω上。注意每转换一次倍率需调零一次。e.将红黑表笔跨接在电阻两端进行测量。f.读数:电阻值=指针指示值×倍率。常用电工仪表的使用②测交流电压。a.调零。b.选择插孔:将红表笔插入正极“+”上,黑表笔插入负极“*”上,若测2500V高压则红表笔插入2500V插孔中。c.选择挡位:将右边转换开关置于“V~”上。d.选择量程:估计所测量电压值,旋转左边转换开关选择合适的量程(10V~、50V~、250V~、500V~)。e.将红黑表笔跨接在被测电路两端进行测量。f.读数:。常用电工仪表的使用③测直流电压。测量过程与测交流电压相同,只是将挡位选择在“V-”位置上,将量程选择在相应的直流2.5V~、10V~、250V~、500V~上。④测直流电流:a.调零b.选择插孔:将红表笔插入正极“+”上,黑表笔插入负极“*”上,若测5A大电流,则红表笔插入5A插孔中。c.选择挡位:将左边转换开关置于“A”上。d.选择量程:估计所测量值,旋转左边转换开关选择合适的量程(1mA、10mA、100mA、500mA)。e.将红黑表笔串联接在被测电路中进行测量。f.读数:同上。常用电工仪表的使用综上所述,万用表使用方法可归纳如下:第一步,准备工作。检查电源是否装好,根据需要选择插孔,调零。(数字万用表无需调零,在测量前打开电源开关将红黑表笔搭接试试,观察显示是否为0.00,可初步判断是否正常。)第二步,选择挡位。原则是测什么量则选什么挡。切勿用其他挡测电压,以免造成万用表的损坏。例如,用电阻挡或二极管测电压,则电阻挡或二极管挡会损坏。第三步,选择量程。原则是所选量程一定要大于被测量并尽可能接近被测量,避免超量程测量而损坏万用表。第四步,测量。只有在测电流时,是串联连接。测其他量都是并联连接。第五步,读数。带量程单位直接读数。用完之后将万用表挡位停留在750V~,并关闭电源。常用电工仪表的使用三、直流稳压电源的使用在实际工作中或实验时,经常要用到直流稳压电源。直流稳压电源的型号很多,基本上可以分为两种:一种是指针式的,其价格便宜、使用方便;另一种是数字式的。
1、指针式直流稳压电源以通用型电工电子实验操作台的直流稳压电源为例,如图1-1所示。(1)面板说明:①电压细调。
④电流指示表。②电压粗调。
⑤正极“+”输出插孔。③电压指示表。
⑥负极“-”输出插孔。常用电工仪表的使用(2)使用注意事项:①正确连接输出端的“+”、“-”极性。②切勿让输出端短接,以避免损坏仪器。③放置于通风干燥处。④稳压电源的开关不能做为电路开关随意开关。(3)使用步骤:①将电压粗调选择在最低挡,电压细调逆时针调到底。②打开电源开关1。③根据所需电压,选择电压粗调。④调整电压细调,使指针指在所需电压位置,输出插孔则输出指示电压值。常用电工仪表的使用
2、数字直流稳压电源以GPS-3303C直流稳压电源为例,它具有3组独立直流电源输出、3位数字显示,可同时显示两组电压及电流,具有过载及反向极性保护。可选择连续、动态负载,输出具有enable/disable控制,具有自动串联及自动并联同步操作,定电压及定电流操作,并具有低涟波及杂讯的特点,其主要工作特性见表1-1。
CH1CH2CH3输出电压0~30V5V固定输出电流0~3A3A固定串联同步输出电压0~60V—并联同步输出电压0~6V表1-1常用电工仪表的使用(1)面板说明,见图1-4,对应表格1-2。图1-4GPS-3303C面板示意图
常用电工仪表的使用1电源开关2CH1输出电压显示LED3CH1输出电流显示LED4CH2输出电压显示LED5CH2输出电流显示LED6CH1输出电压调节旋钮,在双路并联或串联模式时,该旋钮也用于CH2最大输出电压的调整7CH1输出电流调节旋钮,在并联模式时,该旋钮也用于CH2最大输出电流的调整8CH2输出电压调节旋钮,用于独立模式的CH2输出电压的调整9CH2输出电流调节旋钮,用于独立模式的CH2输出电流的调整10、11C.V./C.C. 指示灯,输出在恒压源状态时,C.V. 灯(绿灯)亮,输出在恒流源状态时,C.C.灯(红灯)亮表1-2GP-3303C面板说明常用电工仪表的使用12输出指示灯,输出开关18按下后,指示灯亮13CH1正极输出端子14CH2负极输出端子15GND端子,大地和底座接地端子16CH2正极输出端子17CH2负极输出端子18输出开关,用于打开或关闭输出19、20TRACKING模式组合按键,组合两个按键可将双路构成INDEP(独立),SERIES(串联)或PARALLEL(并联)的输出模式21CH3正极输出端子22CH3负极输出端子续表常用电工仪表的使用(2)使用注意事项:①电源使用时,必须与市电电源连接,并确定机壳有良好接地。②为了避免损坏仪器,请不要在周围温度超过40℃以上的环境下使用此电源。(3)使用方法:①当做独立电压源使用时,a.打开电源开关【1】。b.保证【19】、【20】两个按键都未按下。c.选择输出通道,如CH1。d.将CH1输出电流调节旋钮【7】顺时针旋到底,CH1输出电压调节旋钮旋至零。常用电工仪表的使用e.调节旋钮【6】,输出电压值由LED【2】显示读出。f.关闭电源,红、黑测度线分别插入输出端正、负极,连接负载。待电路连接完毕,检查无误,打开电源,按下输出开关【18】,信号灯【12】亮,电压源对电路供电。②做并联或串联电压源使用。在用做串联或并联电压源时,两路电源分别为主路电源和从路电源,其中,CH1为主路电源,CH2为从路电源。常用电工仪表的使用a.串联追踪模式:按下按钮【19】,按钮【20】弹出,些时CH1输出端子负端自动与CH2输出端子的正端连接。在该模式下,CH2的输出最大电压和电流完全由CH1电压和电流控制。实际输出电压值为CH1表头显示的2倍,实际输出的电流可从CH1和CH2电流表表头读出。注意:在做电流调节时,CH2电流控制旋钮需顺时针旋到底。在串联追踪模式下,如果只需单电源供电,可按图1-5接线。如果要得到一组共地的正负直流电源,可按图1-6接线。b.并联追踪模式:按下按钮【19】、【20】,此时CH1输出端和CH2输出端自动并联,输出电压和电流由CH1主路电源控制。实际输出电压值为CH1表头显示值,实际输出的电流为CH1电流表表头显示读数的2倍。常用电工仪表的使用图1-5图1-6常用电工仪表的使用四、交直流毫安表的使用如图1-7所示,以T511型毫安安培表为例介绍。T511型毫安表为可携带式交、直流电磁系仪表,用于直流电路及频率标准范围从45~65Hz交流电路中精密测量电流。1、面板说明①表头。
②调零旋钮。
③接线柱。
图1-7T511型毫安安培表外形常用电工仪表的使用2、使用注意事项
(1)仪表应水平放置,尽可能远离大电流及强磁场。(2)测量前利用表盖上的调零器,将仪表的指针准确调至标度尺零位,并将转换开关转到对应的被测值的量程上,尽可能先用较大的量程,以免过载时将仪表损坏。
(3)测量直流时,应先采用点触法,若指针反转,则将两接线插交换位置。(4)电流表应串联在电路中。(5)直流毫安表有“+”、“-”极之分,交流毫安表无“+”、“-”极之分。常用电工仪表的使用3、使用步骤
(1)关闭被测电路电源。(2)根据电路估计电流大小,选择量程从而选择接线柱,若无法估测,从最大量程开始选择,再根据实际电流大小选择合适量程。(3)将被测电路断开。(4)将毫安表串联在被测回路中。(5)检查无误后,接通被测电路电源。(6)读数:。常用电工仪表的使用五、兆欧表的使用兆欧表也叫摇表,是测量绝缘体电阻的专用仪表,主要由磁电式流比计与手摇直流发电机组成。以ZC-25Ⅲ为例进行说明,如图1-8所示。图1-8ZC-25Ⅲ
兆欧表外形常用电工仪表的使用1、面板说明①接线柱。兆欧表的接线端钮有3个,分别标有“G(屏)”、“L(线)”、“E(地)”。被测电阻接在L与E之间,G端的作用是为了消除表面L、E两端间的漏电和被绝缘物表面漏电的影响。在进行一般测量时,把被测绝缘物接在L、E之间即可,但在表面不干净或测量潮湿的对象时,为了准确地测出绝缘材料内部的绝缘电阻,就必须使用G端。②指针式表头。③手摇直流发电机手柄。
常用电工仪表的使用2、使用注意事项
(1)测量电气设备的绝缘电阻,必须先切断电源,遇到有电容性质的设备,必须先进行放电。(2)兆欧表使用时必须平放。(3)兆欧表在使用之前应先进行开路实验,看看指针是否指在“∞”处,然后再将“L”与“E”两个接线柱短路,慢慢地转动兆欧表,查看指针是否指在“0”处。(4)兆欧表引线必须绝缘良好,线不要绞在一起。(5)兆欧表进行测量时,以转动1分钟后的读数为准。(6)在测量时,应使兆欧表转数达到120r/min。(7)兆欧表的量程往往达到几千兆欧。最小刻度在1MΩ左右,因而不适合测量100kΩ以下的电阻。常用电工仪表的使用3、使用步骤
(1)校表。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验,检查摇表是否良好。将两连接线开路,摇动手柄,指针应指在“∞”处;再把两连接线短接一下,指针应指在“0”处。(2)被测设备与线路断开,对于大电容设备还要进行放电。(3)选用电压等级符合的摇表。(4)测量绝缘电阻时,一般只用“L”和“E”端,但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时,就要使用“G”端,并将“G”端接屏蔽层或外壳。
(5)拆线放电。读数完毕,一边慢摇,一边拆线,然后将被测设备放电。放电方法是将测量时使用的地线从摇表上取下来与被测设备短接一下即可(不是摇表放电)。常用电工仪表的使用六、钳形电流表钳形电流表携带方便,在测量交流大电流时,无需断开电源和线路即可直接测量运行中电气设备的工作电流,以便及时了解设备的工作状况,十分方便。以F337为例进行说明,如图1-9所示。
1.面板说明①显示窗。②挡位与量程选择旋钮。
③电源开关。④测量钳口。图1-9F337电流表常用电工仪表的使用2、使用注意事项
(1)测量前应先估计被测电流的大小,选择合适的量程。若无法估计,为防止损坏钳形电流表,应从最大量程开始测量,逐步变换挡位直至量程合适。改变量程时,应将钳形电流表的钳口断开。(2)为减小误差,测量时被测导线应尽量位于钳口的中央。(3)测量时,钳电流表的钳口应紧密接合,若指针抖晃,可重新开闭一次钳口,如果抖晃仍然存在,应仔细检查,注意清除钳口杂物、污垢,然后进行测量。(4)测量小电流时为使读数更准确,在条件允许时,可将被测导线绕圈后放入钳口进行测量。此时被测导线实际电流值应等于仪表读数值除以放入钳口的导线圈数。(5)测量结束,应将量程开关置于最高挡位,以防下次使用时因未选准量程进行测量而损坏仪表。常用电工仪表的使用六、钳形电流表1.单相电度表图1-10为机械式单相电度表,接线方法如图1-11所示。图1-10单相电度表图1-11单相电度表接线图常用电工仪表的使用2.三相电度表图1-12所示为智能三相电度表,接线方法如图1-13所示。图1-12三相智能电表图1-12三相电度表接线图项目训练准备(1)数字万用表;(2)直流电流表(0~50mA);(3)直流稳压电源;(4)交流电流表(0~300mA);(5)实验图所示元器件;*(6)摇表。常用电工仪表的使用项目操作与测量(一)熟悉实验操作台观察实验操作台并动手试试,将所熟悉情况填入表1-3中。表1-3常用电工仪表的使用开关控制部分开关名称控制部位
电源供给部分交流电压组别直流电压组别
信号发生部分
(二)直流稳压电源的使用按要求,开启直流稳压电源,调整粗调与细调,使输出端输出电压分别为2V、6V、10V、12V、15V、20V。将调整情况填入表1-4。表1-4常用电工仪表的使用输出电压/V2610121520粗调选择
指针指示
(三)万用表的使用(1)用万用表测交流电压,将所测数据填入表1-5。表1-5常用电工仪表的使用输出电压/V380220100601512所选挡位
量程选择
读数
偏差
(2)用万用表测直流电压,将所测数据填入表1-6。表1-6常用电工仪表的使用输出电压/V2415106所选挡位
量程选择
读数
偏差
(3)用万用表测电阻,将所测数据填入表1-7。表1-7常用电工仪表的使用电阻电阻1电阻2电阻3电阻4色环
标称值
测量值
误差
常用电工仪表的使用(4)用万用表测电容,将所测数据填入表1-8。表1-8电容电容1电容2电容3电容4标称值
测量值
误差
(四)交直流毫安表的使用1、测交流电流按图1-14所示组建电路。将所测数据填入表1-9。常用电工仪表的使用图1-14电源电压回路电流理论值回路电流测量值误差
表1-92、测直流电流按图1-15所示组建电路。将毫安表串入电路中,测量电流,将所测数据填入表1-10。图1-15
电源UI测量值I理论值误差200 Ω
510 Ω
表1-10常用电工仪表的使用(五)摇表的使用用摇表测量万用表表笔的绝缘电阻和电动机的绝缘电阻,将测量结果填入表1-11。表1-11常用电工仪表的使用万用表表笔绝缘电阻电动机的绝缘电阻
(六)操作注意事项(1)请注意用电安全、爱护仪器设备。(2)在用万用表进行测量之前,请首先选择挡位,严禁用万用表的电阻挡、二极管挡等测量电压。项目二常用电工元器件的认识与测量能力目标1.认识常用电工元器件;2.正确解读元器件的标注与型号;3.选用合适的检测工具或仪器正确检测元器件的好坏;4.具有科学的求知态度。知识目标1.知道常用电阻元件、电容元件、电感元件的标注形式;2.知道常用低压元器件的作用;3.知道汽车电工元器件的作用及安装位置。常用电工元器件的认识与测量一、电阻器
1、常用电阻器、电位器外形常用电阻器、电位器的外形如图2-1所示。
2、电阻器的标称电阻器的标称和偏差一般都标在电阻体上,标志有四种:直标法、文字符号法、数码法和色标法。(1)直标法:直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值。(2)文字符号法:文字符号法是将阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组合起来表示标称阻值的,其允许偏差也可用文字符号表示。例如:R1表示0.1Ω,1R5表示1.5Ω,2K7表示2.7kΩ。项目内容与原理常用电工元器件的认识与测量图2-1电阻器外形常用电工元器件的认识与测量
(3)数码法:数码法是用三位阿拉伯数字表示阻值的有效值,第三位数字表示有效数后零的个数。例如:100表示10Ω,102表示1kΩ。(4)色标法:色标法是用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。①两位有效数字的色标法。普通电阻器用四条色带表示出标称阻值和允许偏差,其中三条表示阻值,一条表示偏差。第一位与第二位表示有效数字,第三位表示零的个数,第四位表示允许偏差。②三位有效数字的色标法。精密电阻器用五条色带表示标称阻值和允许偏差。其中前三条表示有效数字,第四条表示零的个数,第五条表示允许偏差。常用电工元器件的认识与测量3、电阻值的额定功率在正常大气压力及额定温度下,电阻器长期连续工作并能满足规定的性能要求时,所允许耗散的最大功率称为电阻器的额定功率。4、电阻器、电位器的测量与质量判别1)电阻器、电位器的阻值测量①选择万用表电阻挡并确定量程,量程一定要大于被测电阻器或电位器。②将万用表红黑表笔并联在电阻两根引线上进行测量。③带单位读数(选用数字万用表时)。
注意:拿固定电阻器两只手的手指不要触碰在被测固定电阻器的两根引出端上,否则人体电阻与被测电阻器并联,影响测量精度。常用电工元器件的认识与测量2)电阻器的好坏判断电阻器的电阻体或引线折断、烧焦等,可以从外观上看出。电阻器内部损坏或阻值变化较大,可通过万用表欧姆挡测量来核对。若电阻内部或引线有毛病,以致接触不良时,用手轻轻地摇动引线,可以发现松动现象;用万用表测量时,就会发现指示不稳定。3)电位器的质量判别用万用表两支表笔分别接触电位器的两个引脚,顺时针旋转电位器,阻值应从零变化到电位器的标称值,如数字(或表针)平稳变化(或移动而无跌落、跳跃或抖动等现象)则说明电位器正常。常用电工元器件的认识与测量二、电容器
1、常见电容器的外形及图形符号常见电容器的外形及电路符号如图2-2所示。
2、电容器的容量标注法电容器的标称容量系列与电阻器采用的系列相同,其标注法如下:(1)直标法:将标称容量及偏差直接标在电容体上,如0.22μF±10%。若是零点零几,常把整数单位的“0”省去,如01μF表示0.01μF。有些电容器也采用“R”表示小数点,如R47μF,就是0.47μF。(2)数字法:是只标数字不标单位的直接表示法。采用此法的仅限pF和μF两种。如电容体上标志“3”、“47”、“6800”、“0.01”分别表示3pF、47pF、6800pF、0.01μF。常用电工元器件的认识与测量图2-2电容器外形及电路符号常用电工元器件的认识与测量(3)数字字母法:容量的整数部分写在容量单位标志字母的前面,容量的小数部分写在容量单位标志字母的后面。如1.5pF、6800pF、0.01μF、1500μF分别写成1p5、6n8、4μ7、1m5。(4)色标法:标志的颜色符号与电阻器采用的相同,其容量单位为pF。对于立式电容器,色环顺序从上而下,沿引线方向排列。如果某个色环的宽度等于标准宽度的2或3倍,则表示相同颜色的2个或3个色环。有时小型电解电容的工作电压也采用色标,例如:6.3V用棕色,10V用红色,16V用灰色,并且应标示在引线根部。(5)数码法:一般用三位数字表示电容器容量大小,其单位为pF。其中第一、二位表示有效值数字,第三位表示倍数,即表示有效值后“零”的个数。如103表示10×103pF,224表示22×104pF。常用电工元器件的认识与测量3、电容器的额定直流工作电压额定直流工作电压是指在线路中能够长期可靠地工作而不被击穿时所能承受的最大直流电压。它的大小与介质的种类和厚度有关。如果电容器在交流电路中,则应注意所加的交流电压的最大值不能超过额定直流工作电压。
4、电容器的检测电容器常见故障是开路失效、短路击穿、漏电、介质损耗增大或电容量减小。电容器开路失效和短路击穿用万用表检查是很容易的。下面介绍几种机械万用表测量电容器容量、漏电的方法。(1)用机械万用表检查电解电容器的容量和漏电电阻。选择500型万用表拨到R×1k挡,黑表笔接电解电容器的正极,红表笔接负极,即可检查其容量的大小和漏电程度。常用电工元器件的认识与测量①检查容量的大小。测量前把被测电解电容器短路一下。接上万用表的一瞬间,表内电池(E)通过R×1k挡的内阻向C充电。由于电容两端的电压不能突变,刚接通电路时,电容上的电压UC仍等于零,所以充电电流为最大。只要电容量足够大,表针就能向右摆过一个明显的角度。随UC的升高,充电电流逐渐减小,表针又向左摆回。C越大,充电时间越长,指针摆幅越大,C越小,充电时间很短,只能看到指针轻微摆动。②检查漏电电阻。电容器充好电时,UC=E,充电电流为零,此时R×1k挡的读数即代表电容器的漏电阻,一般应大于几百至几千欧。(2)用数字万用表测量电容量的大小。根据电容量的大小,首先选择合适的量程,将被测电容插入CX两个孔中,即可显示出电容量。常用电工元器件的认识与测量三、电感器
(1)电感器的外形及其图形符号如图2-3所示。
(2)电感器的测量与判别。因为电感器是由线圈构成的,所以它的故障通常有两种,一种是断路,另一种是局部短路。断路,用万用表的电阻挡可以判断出来,当直流电阻为∞时,则电感器已断路。电感量的测量需要用万用电桥。常用电工元器件的认识与测量图2-3电感器外形及电路符号常用电工元器件的认识与测量四、常用低电压电器低压电器是指在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。常用的低压电器有:刀开关、熔断器、空气开关、按钮、接触器、热继电器、中间继电、时间继电器、速度继电器等。
1、开关(1)闸刀开关。图2-4所示为闸刀开关的外形结构及电路符号,图2-5所示为其型号含义。常用电工元器件的认识与测量图2-4闸刀开关的外形结构及符号图2-5闸刀开关的型号的含义常用电工元器件的认识与测量(2)按钮开关。图2-6所示为按钮开关外形结构及电路符号。图2-6按钮开关外形结构及电路符号常用电工元器件的认识与测量(3)组合开关。组合开关又称转换开关,其外形结构及型号含义如图2-7所示。图2-7给合开关外形结构及型号的含义常用电工元器件的认识与测量(4)自动空气开关。自动空气开关不仅具有开关作用,还具有短路、失压和过载保护功能,其外形结构及型号含义分别如图2-8和图2-9所示。图2-8自动空气开关常用电工元器件的认识与测量图2-9自动空气开关型号的含义常用电工元器件的认识与测量(5)行程开关。图2-10所示为行程开关的外形结构及图形符号。图2-11所示为行程开关的型号含义。图2-10行程开关外形结构及电路符号常用电工元器件的认识与测量图2-11行程开关型号及含义常用电工元器件的认识与测量
2、熔断器常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器,如图2-12所示。图2-12熔断器常用电工元器件的认识与测量
3、交流接触器交流接触器的外形结构与电路符号如图2-13所示。交流接触器型号含义如图2-14所示。图2-13交流接触器的外形结构与电路符号常用电工元器件的认识与测量图2-14交流接触器型号的含义常用电工元器件的认识与测量
4、继电器
(1)中间继电器的外形结构及电路符号如图2-15所示。图2-15中间继电器外形结构及电路符号常用电工元器件的认识与测量中间继电器常用来传递信号和同时控制多个电路,常用的有JZ7与JZ8系列,其型号含义如图2-16所示。图2-16中间继电器型号的含义常用电工元器件的认识与测量(2)热继电器。图2-17为热继电器外形及内部结构。热继电器是用来保护电动机使之免受长期过载的危害的。(a)外形(b)内部结构图2-17热继电器外形及内部结构常用电工元器件的认识与测量(3)时间继电器。时间继电器外形结构如图2-18所示,其型号含义如图2-19所示。图2-18空气阻尼式时间继电器外形结构常用电工元器件的认识与测量图2-19时间继电器型号的含义常用电工元器件的认识与测量(4)速度继电器。速度继电器的结构及型号含义如图2-20所示。图2-20速度继电器的结构及型号含义常用电工元器件的认识与测量初步判断低压电器好坏,可以分为三步。一看,看外封装是否完好,有没有明显损坏或破裂,有没有明显烧焦痕迹,触点触片处是否松动变形,螺钉是否松脱;二试,用手试一试,活动的触点是否活动自如,有没有卡滞现象,弹簧是否有弹力;三测,用万用表电阻挡或二极管挡测量主触头、常闭触头、常开触头开闭情况是否完好。常用电工元器件的认识与测量五、汽车电工元器件
1、蓄电池
1)认识车用蓄电池
车用蓄电池外形结构如图2-21所示。图2-21车用蓄电池外形结构常用电工元器件的认识与测量
2)解读型号如图2-22所示,以型号6-QAW-54a为例进行说明。其中,(1)6表示由6个单格电池组成,每个单格电池电压为2V,额定电压为12V。(2)Q表示蓄电池的用途,Q为汽车启动蓄电池。此位置上其他字母的含义为:M为摩托车蓄电池,JC为船舶蓄电池,HK为航空蓄电池,D为电动车蓄电池,F阀控蓄电池。(3)A和W表示蓄电池的类型,A表示干荷蓄电池,W表示免维护型,若不标则表示普通型。常用电工元器件的认识与测量
(4)54表示蓄电池的额定容量为54A•h(在常温下,充足电的蓄电池以20h速率放电,连续放电20小时才降到指定电压,其额定放电电流为2.7A)。(5)角标a表示对原产品的第一次改进,b表示第二次改进,依次类推。注意:型号后加D表示低温启动性能好,加HD表示高抗振性,加DF表示低温反装。常用电工元器件的认识与测量图2-22蓄电池型号的含义常用电工元器件的认识与测量2、交流发电机
1)认识车用交流发电机车用交流发电机外形及安装位置如图2-23所示。图2-23车用交流发电机外形及安装位置常用电工元器件的认识与测量
2)解读型号如图2-24所示,按产品名称顺序,取汉语拼音的头一个字母组成。“J”指交流,“F”指发电机,“Z”指整流,“W”指无刷,“B”指泵;分类代号:“1”指12V,“2”指24V;分组代号指的是功率等级,单位为“W”;按主品设计顺序,以阿拉伯数字表示;在发电机型号中,以调整臂位置标记作变型代号。调整臂在中间不作标记,在右侧以“Y”作标记,在左侧以“I”作标记。发电机顺时针旋转不作标记,逆时针旋转以“N”为标记。
例如,JF2511Y表明该产品为交流发电机,标称电压为24V,额定功率为500W,设计序号为11,调整臂在右侧。常用电工元器件的认识与测量图2-24汽车交流发电机型号含义常用电工元器件的认识与测量3、汽车点火线圈
1)认识点火线圈常见汽车点火线圈外形如图2-25所示。图2-25常见汽车点火线圈外形常用电工元器件的认识与测量
2)解读型号如图2-26所示,汽车点火线圈型号的具体含义如下:(1)产品代号:D表示点火,Q表示线圈,如果D后面还有字母,G表示干式点火线圈,D表示电子点火线圈。(2)电压等级代号:表示点火线圈的额定电压,1代表12V;2代表24V;6代表6V。(3)用途代号:数字表示点火线圈用于发动机缸数。1为单、双缸;2表示4、6缸;3表示4、6缸带附加电阻;4表示6、8缸带附加电阻;5表示6、8缸以上;6表示8缸以上;7表示无触点分电器;8表示高能点火;9表示其他。(4)设计序号:以数字表示。(5)变型代号:以A/B/C表示。常用电工元器件的认识与测量图2-26汽车点火线圈型号的含义常用电工元器件的认识与测量4、汽车继电器
1)认识继电器汽车继电器较多,如雨刮继电器、喇叭继电器、中央门锁继电器、启动继电器等。汽车继电器外形如图2-27所示,内部结构与插脚布置如图2-28所示。图2-27汽车继电器外形常用电工元器件的认识与测量图2-28插接继电器内部结构与插座插脚布置常用电工元器件的认识与测量
2)解读型号如图2-29所示,JD表示继电器;紧跟着数字表示电压等级,1表示12V,2表示24V;9表示控制中间继电器;最后一位数表示设计序号。而国外产汽车的继电器型号与国内并不是统一的,我们只要关注两个最重要的参数即可。一个是额定工作电压,例如12VDC,表示直流12V;第二个是最大通过的电流,例如40A。图2-29继电器型号的含义常用电工元器件的认识与测量
3)检测好坏不通电检测:用数字万用表的电阻挡(200Ω量程)测量线圈电阻,可方便地检测出线圈是否开路。用电阻挡或二极管挡检测动断或动合触点是否完好。通电检测:在继电器线圈两端加上额定工作电压,用万用表电阻挡或二极管挡测量动断触点的开闭情况。常用电工元器件的认识与测量5、汽车启动机
1)认识汽车启动机汽车启动机的作用是驱动发动机飞轮旋转实现发动机的启动,其外形如图2-30所示。图2-30车用启动机外形常用电工元器件的认识与测量
2)解读型号如图2-31所示,前三个字母QDY是发动机缩写:取汉语拼音的头一个字母,表示永磁式发动机;第一个数字是电压等级,1表示电压为12V(2则表示24V);之后的数字代表厂家的设计序号。此外还标明了功率为1.4kW、电压为12V,下面是厂商的落款。图2-31汽车启动机铭牌常用电工元器件的认识与测量
3)其他直流电动机汽车上使用的还有永磁电动机与步进电动机。小功率直流电动机都采用永磁式的,如:雨刮电动机、车窗玻璃升降电动机、中央门锁电动机等。作为精准控制的如怠速控制阀则采用步进电动机,如图2-32和图2-33所示。图2-32永磁式电动机
图2-33步进电动机常用电工元器件的认识与测量5、汽车熔断器图2-34所示为汽车插接式保险,其最大允许流过的电流标在熔断器上。图2-34汽车保险常用电工元器件的认识与测量项目训练准备(1)各种电阻器若干;(2)各种电容器若干;(3)各种电感器若干;(4)常用低压元器件:交流接触器、中间继电器、热继电器、时间继电器、行程开关、闸刀开关、按钮开关;(5)实验用汽车一台。常用电工元器件的认识与测量项目操作与测量(一)认识与测量电阻器任选几个电阻器,将测量数据填入表2-1。序
号名
称标
注标称值测量值好
坏备
注1
2
3
4
表2-1常用电工元器件的认识与测量(二)认识与测量电容器任选几个电容器,将测量数据填入表2-2。序
号名
称标
注标称值测量值好
坏备
注1
2
3
4
表2-2常用电工元器件的认识与测量(三)认识与测量电感器任选几个电感器,将测量数据填入表2-3。序
号名
称标
注标称值测量值好
坏备
注1
2
3
4
表2-3常用电工元器件的认识与测量(四)认识常用低压元器件选取以下几种常用低压元器件,并将所观察结果填入表2-4。表2-4名
称型
号外观情况触点情况好坏情况备
注闸刀开关
按钮开关
行程开关
空气开关
交流接触器
中间继电器
热继电器
时间继电器
常用电工元器件的认识与测量(五)汽车电工元器件认知与安装位置在实验用汽车上指认相关元器件,将结果填入表2-5。表2-5名
称位
置作
用蓄电池
交流发电机
直流启动机
继电器
保险盒
点火线圈
常用电工元器件的认识与测量(六)操作注意事项(1)外形相似的元器件注意按其标注进行区分。(2)不能将元器件引脚随意变形。(3)低压电器不能摔打。常用电工元器件的认识与测量项目三直流电压、电位的测量能力目标1.在实际的电路中正确测量直流电压与电位;2.学会描绘电源外特性,并且能应用到实际中;3.通过测量估算电源内电阻大小;4.具有发现问题的能力。知识目标1.知道电位与电压的区别与联系;2.知道电流、电压的实际方向与参考方向;3.知道部分电路欧姆定律、全电路欧姆定律及其应用。直流电压、电位的测量项目内容与原理直流电压、电位的测量一、电压
1、电压的概念电压就是单位电荷从a点移到b点所做的功。通常电压又称电压降,是两点电位之差。
2、电压的方向
1)电压的实际方向电压的实际方向从高电位指向低电位,也称电压的正方向。2)电压的参考方向当我们不知道电压正方向时可以假定电压的正方向,假定的正方向称为电压的参考方向。参考方向可以与实际方向相同时,也可以相反。参考方向可以任意选定。当参考方向与实际方向相同时,则结果为正;当参考方向与实际方向相反时,则结果为负,如图3-1所示。用数字万用表测直流电压时,可以很方便地得出所设参考方向与实际方向是否一致。设Uab的参考方向为a指向b,也就是假定a点为高电位。用红表笔接a,黑表笔接b,如果万用表显示数字为正,则实际电压方向与参考方向一致。若显示数字前带负号,则说明参考方向与实际方向相反,即实际方向是由b指向a。直流电压、电位的测量直流电压、电位的测量图3-1电压参考方向与实际方向关系直流电压、电位的测量3、电压的测量用万用表测量两点之间的电压只需红、黑两根表笔搭接于该两点之间即可。
注意:Uab脚标a、b即代表a、b两点之间,同时也代表其电压的参考方向,测量时将红表笔指a,黑表笔指b。若将红表笔指b,黑表笔指a,则测量的是Uba,而非Uab,两者是有区别的,两者的关系是:Uab = -Uba直流电压、电位的测量二、电位电位就是单位电荷从a点移动到参考点所做的功,可表示为电位的方向与电压的方向相同。参考点选择不同,电位不同。比如说,一座山的高度,以海平面为参考点,它是800m的话,如果以地平面为参考点,有可能它只有200m。需要说明的是,在一个实电路中参考点有且仅有一个。一般都将参考点指定为公共地,也就是电源的负端。用万用表测量某一点的电位,将红表笔指到该点,黑表笔指到参考点。直流电压、电位的测量电压与电位的关系是:某一点的电位就是从该点到参考点之间的电压:Va = Uao而某两点之间的电压就等于两点之间的电位差:Uab
= Va - Vb从定义可以看出,当参考点与b点重合时,则电压就等于电位。而实际中我们通常会将电压与电位等同。在汽车维修中,将黑表笔搭铁,红表笔去接触某一点,是测的该点的电位,而我们通常会说成是测这个位置的电压。直流电压、电位的测量三、电源外特性
1、部分电路欧姆定律如图3-2所示,图(a)表示电阻R上的电压U=IR,图(b)表示电阻上的电压U=-IR,这就是欧姆定律。图3-2部分电路直流电压、电位的测量
2、全电路欧姆定律图3-3所示是一个含有电源的简单闭合回路,此时电阻两端的电压为这就是全电路欧姆定律。图3-3全电路闭合回路直流电压、电位的测量
3、电源的外特性电源的外特性是指电源的端电压U与输出电流I之间关系的一种特性。由于电源总存在一定的内阻,当所接负载变化时,电源的端电压将随负载的增加、电流的增大而下降。一般要求电源的内阻越小越好。实际的电源外特性曲线如图3-4所示。图3-4电源外特性曲线项目训练准备(1)数字万用表;(2)直流毫安表;(3)直流稳压电源;(4)电阻若干。直流电压、电位的测量项目操作与测量(一)测电压直流电压、电位的测量(1)将直流稳压电源调节为6V。(2)按图3-5连接线路。(3)万用表的挡位选择为直流电压挡,量程选择为20V。(4)测量电压Uab、Ubc、Ucd、Uad,将数据填入表3-1中。直流电压、电位的测量图3-5电压、电位线路(二)测电位如图3-5电路所示,测量电位Va、Vb、Vc、Vd,并将数据填入表3-1中。表3-1直流电压、电位的测量参点考电
压电
位UabUbcUcdUadVaVbVcVhh点
a点
b点
d点
(三)描绘电源外特性直流电压、电位的测量(1)将直流稳压电源调节为6V。(2)按图3-6连接线路。(3)万用表的挡位选择为直流电压挡,量程选择为20V。(4)当负载电阻分别为200Ω、510Ω、1kΩ,开路时,测量回路中的电流与电阻两端的电压,将数据记录在表3-2中。(5)用描点法描出电压源的外特性曲线。
负载开路RL = 1 kΩRL = 510 ΩRL = 200 Ω电流值
电压值
表3-2(四)操作注意事项(1)请接电源时看清楚,不能接到380V或者220V交流上,以免烧坏元器件。(2)测量电压时,数字精确到小数点后两位。直流电压、电位的测量项目四直流电路的分析能力目标1.熟练使用万用表测量电压、电流、电阻等;2.对电路中出现的一些简单的故障,通过测量电压进行故障的分析、判断,并排除故障;3.具有独立分析问题与解决问题的能力。知识目标1.知道基尔霍夫定律的内容,并能将其应用到实际电路中;2.知道线性电路叠加原理的内容,巩固基尔霍夫定律的应用;3.知道电压、电流参考方向的意义,并能正确运用;4.知道在实际电路中对戴维南定理的理解与应用。直流电路的分析项目内容与原理一、基尔霍夫定律
1、基尔霍夫第一定律(KCL)基尔霍夫第一定律即节点电流定律,可描述为任一节点电流的代数和为零,即流进节点的电流等于从该节点流出的电流。如图4-1所示,取流进节点电流为正,流出节点电流为负,则有I1 + I2 = I3基尔霍夫定律通常应用于节点,也可以把它推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面,这个面就是一假设的节点。如图4-2所示,则有IA + IB = IC直流电路的分析图4-1节点电流图4-2基尔霍夫定律的推广应用在任一瞬时,通过任一闭合面的电流的代数和也恒等于零,即
注意:在实际电路中,对于节点的各个电流,一定得明确其参考方向。直流电路的分析2、基尔霍夫第二定律(KVL)基尔霍夫第二定律即回路电压定律,可描述为任一瞬时,沿回路绕行方向,任一回路各段电压的代数和恒等于零,即回路中电位升之和等于电位降之和。如图4-3所示,对于回路ABCDA,设电流方向为顺时针方向,有UAB + UBC + UCD + UDA = 0图4-3回路ABCDA在图4-3所示电路中,电流、电阻、电源如图所示,则上式可改写为I1R1
-
I2R2 + U2
-
U1 = 0或I1R1
+
U2
=
U1
+
I2R2直流电路的分析直流电路的分析二、叠加定理
1、叠加定理内容对于线性电路,任何一条支路中的电流或电压都可以看成是由电路中各个电源(电压源或电流源)分别作用时,在此支路中所产生的电流或电压的代数和。
2、理解叠加定理图4-3的电路可以分解为图4-4所示的两个电路之和。图4-4叠加原理直流电路的分析即各支路电流等于E1单独作用所产生的电流与E2单独作用时所产生的电流之和。对于各段电压同样适用:即有注意:因I11与I1的参考方向相同,取正;I12与I1的参考方向相反,所以取负。直流电路的分析三、戴维南定理
1、戴维南定理内容任何一个线性含源网络,如果仅研究其中一条支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。任何一个有源二端线性网络,就其对外的作用而言,总可以用一个电动势为E0的理想电压源和一个内阻为R0的电阻串联的电源来等效代替。等效电源的电动势E0就是有源二端网络的开路电压U0,即将负载断开后a、b两端之间的电压;等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去(将各个理想电压源短路,各个理想电流源开路)后所得到的无源二端网络a、b之间的等效电路。直流电路的分析
2、理解戴维南定理
对于图4-3,若只需对支路电流I3进行分析与计算,则可将R3之外的电路看做一个电源,该电源的电动势为U0,内阻R0为Rab。在图4-5所示电路中可分别测量出U0、R0,电路也可简化成图4-6所示。图4-5等效电源E0和R0的电路直流电路的分析图4-6等效电路此时,可用全电路欧姆定律方便地求出I3,即项目训练准备(1)直流毫安表(0~50mA);(2)数字万用表;(3)稳压电源(C组、D组);(4)实验图所示元器件。直流电路的分析项目操作与测量(一)检测元器件用万用表欧姆挡测量各电阻的电阻值,注意挡位与量程的选择。将测量数据填入表4-1中。表4-1直流电路的分析标称值R1(100 Ω)R2(200 Ω)R3(300 Ω)测量值
(二)基尔霍夫定律(1)打开稳压电源,调节输出电压旋钮,使两路的输出电压分别为E1 = 10 V,E2 = 12 V,并用万用表的直流电压挡测量其输出电压,然后关断电源待用。(2)接图4-7电路连线,接入稳压电源12 V与10 V,打开电源开关。直流电路的分析图4-7测量电路(3)读取电流表的三个电流值I1、I2、I3,并填入表4-2中。(4)用万用表的直流电压挡测量图中的电压UAB、UBC、UCD、UBD、UAD,并填入表4-2中。(5)
关闭电源。I1/mAI2/mAI3/mAUABUBCUCDUADUBD
表4-2直流电路的分析(三)叠加原理直流电路的分析(1) E1(+10 V)单独作用。
①
按图4-3(b)图所示连线。
②将10 V电源拆除,并用短导线代替。按要求用万用表直流电压挡测量UAB、UBC、UBD,然后读取毫安表所测得的各支路电流,将数据记入表4-3中。(2) E2(+12 V)单独作用
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