城市轨道交通电工电子基础课件：机械式万用表的制作

机械式万用表的制作电工电子基础任务1直流电路的测试01任务2机械式万用表的制作02任务1直流电路的测试学习活动1电路模型的建立学习活动2电路基本物理量的认识学习活动3电路元器件的识别学习活动4电路工作状态的描述学习活动5常用电工仪器仪表的使用学习活动6电路中电压、电位的测量学习活动7电路基本定律的应用学习活动8电路定律的验证（一）电路的基本组成由电气设备或元器件以一定方式连接起来构成的电流流通的路径。一、电路的组成及作用（一）电路的基本组成（1）电源：是电路中提供电能的装置，其作用是将非电能转换成电能。（2）负载：是电路中取用电能的装置，其作用是将电能转换成非电能。（3）中间环节：将电源和负载连接起来构成闭合回路，其作用是传递、分配和控制电能。一、电路的组成及作用（二）电路的作用（1）电能的传输和转换。（二）电路的作用（2）信号的产生、传递和处理。话筒扩音器电路（信号放大）扬声器二、电路模型在集中参数电路中，为了便于进行分析和计算，在一定条件下，忽略实际元件的次要性质，突出其一种主要特性，将实际元件进行近似化、理想化，这种理想化的元件称为理想元件。由理想元件构成的电路称为实际电路的电路模型，简称电路。1.电流的基本概念定义：电路中带电粒子沿着导体的定向运动即形成电流。大小：（电流强度）在单位时间内通过导体横截面的电量。单位：安培（A）一、电流

1.电流的基本概念方向：实际方向：正电荷定向移动的方向。

参考方向：在一段电路或一个电路元件中任意选定一个电流方向。

参考方向的表示方法：（1）箭头表示法

（2）双下标法iAB一、电流a)i>0b)i<02.直流电流：电流的大小及方向不随时间变化，用大写字母I表示。3.交流电流：电流的大小及方向随时间变化，用小写字母i表示。一、电流0II>0t0II<0t

二、电压

1.电压的基本概念方向：实际方向：电场力做功使正电荷移动的方向。

参考方向：任意选定一个电压方向。

参考方向的表示方法：（1）正负极性表示法

（2）双下标法iAB（3）箭头表示法一、电压a)u>0b)u<0元件A

B

+u-A

B

+u-元件2.直流电压：电压的大小及方向不随时间变化，用大写字母U表示。3.交流电压：电压的大小及方向随时间变化，用小写字母u表示。二、电压0UU>0t0UU<0tut0

三、电功率与电能ABIABI+U--U+

三、电功率与电能6V-2A

-5V3A

9V-3A

-9V5A

三、电功率与电能6V-2A

-5V3A

9V-3A

-9V5A

三、电功率与电能

四、电位学中练2-3在图2-13所示电路中，若R1=5Ω，R2=10Ω，R3=15Ω，E1=180V，E2=80V，I1=12A,I2=－4A,I3=8A，若以点B为参考点，试求A、B、C、D四点的电位UA、UB、UC、UD，同时求出C、D两点之间的电压UCD，若改用点D作为参考点再求UA、UB、UC、UD和UCD。四、电位学中练2-3解：（1）以点B为参考点，则

UB=0

UA=I3R3=8×15=120V

UC=E1=180V

UD=E2=80V

UCD=UC-UD=180-80=100V（2）若以点D为参考点，

则

UD=0

UA=-I2R2=-(-4)×10=40V

UB=-E2=-80V

UC=I1R1-I2R2=12×5-(-4)×10=100V

UCD=UC-UD=100-0=100V电位是相对的，电压是绝对的。四、电位线性电阻：电阻元件的端电压与流过的电流呈线性关系。u=Ri

一、电阻元件ui0

电容元件是一种在静电场的作用下储存电荷的装置。电容量越大，存储的电荷就越多。电容量C：在数值上等于在单位电压的作用下，极板上存储的电荷量，国际单位是法拉（F）。二、电容元件C

电感元件是由导线绕制而成的圆柱线圈，当线圈中通以电流i，在线圈中就会产生磁通量Φ，并将电能转换成磁场能储存起来，是一种储能元件。电感量L：表征电感元件产生磁通，存储磁场能的能力，国际单位是亨利（H）。三、电感元件

电源是将非电能转换为电能的元件或装置，它的作用是给外电路提供电能或电信号。（一）电压源1.理想电压源：电压源能向外电路提供确定的电压。确定的电压既可以是按一定规律变化也可以是恒定的。输出电压恒定的理想电压源也称为恒压源。四、电源恒压源的符号及外特性

四、电源实际电压源的电路模型及外特性（二）电流源1.理想电流源：电流源能向外电路提供确定的电流。确定的电流既可以是按一定规律变化也可以是恒定的。输出电流恒定的理想电流源也称为恒流源。四、电源恒流源的符号及外特性

四、电源实际电流源的电路模型及外特性

（三）电源等效变换在一定条件下，电压源模型可以和电流源模型等效变换。等效是对外电路而言的，电压源和电流源内部是不等效的。四、电源等效变换条件:

或

（三）电源等效变换学中练2-5将下图中的电流源和电压源进行等效变换。四、电源

学中练2-6电路如图2-25a所示，用电源等效变换的方法求电路中的I。四、电源

当开关S断开或连接导线折断时，电路就处于空载状态，此时电源和负载未构成通路。

一、空载状态电源（1）电路中电流为零，即：I=0。（2）电源的端电压等于电源的电动势，即：U1=US-R0I=US

（3）电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零，即：P1=U1I=0，P2=U2I=0I+U2-+U1-SRLR0+US-

当电源两端的导线由于某种事故而直接相连时，电源输出的电流不经过负载，只经连接导线直接流回电源。二、短路状态电源

I+U2-+U1-SRLR0+US-当开关S闭合时,电路中有电流流过，电源输出功率，负载取用功率。

三、有载状态电源

I+U2-+U1-SRLR0+US-电气设备的额定值

为了保证电气设备和器件能安全、可靠、经济地工作，制造商规定了每种设备和器件在工作时所允许的最大电流、最高电压和最大功率，这称为电气设备和器件的额定值，常用下标符号“N”表示，如额定电流IN、额定电压UN和额定功率PN。这些额定值常标记在设备的铭牌上，故又称为铭牌值。

电气设备应尽量工作在额定状态，这种状态又称为满载状态。电流和功率低于额定值的工作状态叫轻载；高于额定值的工作状态叫过载。在一般情况下，设备不应过载运行。学中练2-7

在图2-27所示的电路中，已知E=36V，R1=2kΩ，R2=R3=8kΩ，试在下列三种情况下：(1)R3=8kΩ；(2)R3=∞（即R3处断开）；(3)R3=0（即R3处短接）。分别求出电压和电流。I3I2R2I1R3R1+US-+U2-

一、万用表（一）指针式万用表一、万用表（二）数字式万用表二、兆欧表

兆欧表又称绝缘电阻摇表，是一种测量高电阻的仪表，用来测量电气设备或供电线路的绝缘电阻值。是一种可携带式的仪表，兆欧表的表盘刻度以兆欧（MΩ）为单位。三、电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件及导线。一、欧姆定律线性电阻元件两端的电压与通过它的电流成正比。u=Ri

直流电路中，U=±IR，当U与I的参考方向关联时取+，反之取-。二、基尔霍夫定律有关电路结构的基本名词：（1）支路：由一个或几个电路元件串联构成的无分支的一段电路，称为支路。同一支路上，流过各元件电流的大小、方向相同。如图所示，该电路的支路数为3。

（2）节点：电路中三条或三条以上支路的连接点，称为节点。如图所示，电路有a、b两个节点。（3）回路：电路中任意一个闭合的路径称为回路。如图所示，电路的回路数目3。

（4）网孔：不含有分支的闭合回路。如图所示的电路有2个网孔。ba

二、基尔霍夫定律

1.基尔电流霍夫定律在任一瞬时，流入任一节点的电流之和必然等于流出该节点的电流之和。ba

二、基尔霍夫定律

1.基尔电流霍夫定律基尔霍夫电流定律不仅适用于电路的节点，还可推广应用于电路中任一假设的闭合面，即通过电路中任一假设闭合面的各支路电流的代数和恒等于零。

学中练2-8如图所示的电路，若电流I1

=1A

,I2

=5A,试求电流I3

。

二、基尔霍夫定律

二、基尔霍夫定律

三、支路电流法

2.基尔电压霍夫定律支路电流法是以各支路电流为待求量，利用基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律列出电路的方程式，从而求解出各支路电流。学中练2-10电路如图2-39所示，已知E1=50V，R1=10Ω,E2=20V，R2=10Ω，R=30Ω。试求各支路电流及各电源的功率。BAI

R

ⅠⅡ

支路电流法的解题步骤如下：

（1）假定各支路电流的参考方向，如果电路具有n个节点，根据基尔霍夫电流定律列出（n-1）个独立的节点电流方程。（2）如果电路有b条支路，根据基尔霍夫电压定律列出（b-n+1）个独立的回路电压方程。通常选择网孔作为回路。（3）解方程组，求出n个支路电流。任务2机械式万用表的制作学习活动1电阻的连接学习活动2电路基本物理量的认识一、电阻的串联及分压

I

+

U

-I

R+

U

-1.电阻的串联把几个电阻元件依次首尾连接起来，中间没有分支，这种连接方式叫做电阻的串联。

学中练2-11如图2-42所示，现有一表头，满刻度电流IQ=50μA，表头的电阻R