電工基礎(chǔ)課件周紹敏3

1、第二章第二章簡單直流電路簡單直流電路第二章簡單直流電路第二章簡單直流電路 教學(xué)重點：教學(xué)重點：1理解電動勢、端電壓、電位的概念。理解電動勢、端電壓、電位的概念。2掌握閉合電路的歐姆定律。掌握閉合電路的歐姆定律。3掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系。掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系。4了解萬用表的基本構(gòu)造和基本原理，掌握萬用表的使了解萬用表的基本構(gòu)造和基本原理，掌握萬用表的使用方法。用方法。5掌握電阻的測量方法。掌握電阻的測量方法。6. .學(xué)會分析計算電路中各點電位。學(xué)會分析計算電路中各點電位。 教學(xué)難點：教學(xué)難點：1運用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路運用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流

2、關(guān)系解決電阻電路問題、掌握擴大電壓表與電流表量程的原理。問題、掌握擴大電壓表與電流表量程的原理。2熟練分析計算電路中各點電位。熟練分析計算電路中各點電位。學(xué)時分配：學(xué)時分配： 序序號號內(nèi)內(nèi) 容容 學(xué)時學(xué)時1第一節(jié)電動勢第一節(jié)電動勢 閉合電路的歐閉合電路的歐 姆定律姆定律 22第二節(jié)電池組第二節(jié)電池組 3第三節(jié)電阻的串聯(lián)第三節(jié)電阻的串聯(lián) 24第四節(jié)電阻的并聯(lián)第四節(jié)電阻的并聯(lián) 5第五節(jié)電阻的混聯(lián)第五節(jié)電阻的混聯(lián) 6第六節(jié)萬用表的基本原理第六節(jié)萬用表的基本原理 27實驗實驗2.1練習(xí)使用萬用表練習(xí)使用萬用表 序號序號 內(nèi)內(nèi) 容容學(xué)時學(xué)時8實驗實驗 2.2電流表改裝電壓表電流表改裝電壓表 29第七節(jié)電

3、阻的測量第七節(jié)電阻的測量 210實驗實驗 2.3用惠斯通電橋測電阻用惠斯通電橋測電阻 211第八節(jié)電路中各點電位的計算第八節(jié)電路中各點電位的計算 212實驗實驗 2.4電壓和電位的測定電壓和電位的測定 213本章小結(jié)與習(xí)題本章小結(jié)與習(xí)題 14本章總學(xué)時本章總學(xué)時 16第二章第二章簡單直流電路簡單直流電路第一節(jié)電動勢閉合電路的歐姆定律第一節(jié)電動勢閉合電路的歐姆定律第二節(jié)電池組第二節(jié)電池組第三節(jié)電阻的串聯(lián)第三節(jié)電阻的串聯(lián)第四節(jié)電阻的并聯(lián)第四節(jié)電阻的并聯(lián)第五節(jié)電阻的混聯(lián)第五節(jié)電阻的混聯(lián)第六節(jié)萬用表的基本原理第六節(jié)萬用表的基本原理第七節(jié)電阻的測量第七節(jié)電阻的測量第八節(jié)電路中各點電位的計算第八節(jié)電路中各

4、點電位的計算本章小結(jié)本章小結(jié)第一節(jié)電動勢閉合電路的歐姆定律第一節(jié)電動勢閉合電路的歐姆定律 一、電動勢一、電動勢二、閉合電路的歐姆定律二、閉合電路的歐姆定律三、負載獲得最大功率的條件三、負載獲得最大功率的條件一、電動勢一、電動勢動畫動畫 M2-1 電動勢電動勢電動勢通常用符號電動勢通常用符號 E 或或 e ( (t) )表示，表示，E 表示大小與方向都恒定表示大小與方向都恒定的的電動勢電動勢( (即直流電源的電動勢即直流電源的電動勢) )，e ( (t) )示大小和方向隨時間變化的示大小和方向隨時間變化的電動勢，也可簡記為電動勢，也可簡記為 e 。電動勢的國際單位制為伏特，記做。電動勢的國際單位

5、制為伏特，記做 V 。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動勢電動勢。qWE 電動勢是一個標(biāo)量。電動勢是一個標(biāo)量。電動勢的方向規(guī)定為從電源的負極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的電動勢的方向規(guī)定為從電源的負極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正極，即與電源兩端電壓的方向相反。正極，即與電源兩端電壓的方向相反。 電動勢的大小電動勢的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負極，經(jīng)等于電源力把單位正電荷從電源的負極，經(jīng)過電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)過電源內(nèi)部移到電源正極所作

6、的功。如設(shè) W 為電源中非靜電力為電源中非靜電力( (電源力電源力) )把正電荷量把正電荷量 q 從負極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源正極所從負極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功，則作的功，則電動勢大小電動勢大小為為二、閉合電路的歐姆定律二、閉合電路的歐姆定律圖中圖中 R0 表示電源的內(nèi)部電阻，表示電源的內(nèi)部電阻，R 表示電源外部連接的電阻表示電源外部連接的電阻( (負載負載) )。閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式為的數(shù)學(xué)表達式為 E RI + + R0I 或或0RREI+ + 圖圖 2-1簡單的閉合電路簡單的閉合電路 R0 外電路兩端電壓外電路兩端電壓 ，顯然，負載，顯然，負載電阻電阻

7、 R 值越大，其兩端電壓值越大，其兩端電壓 U 也越大；當(dāng)也越大；當(dāng) R R0 時時( (相當(dāng)于開相當(dāng)于開路路) )，則，則 U = E；當(dāng)；當(dāng) R R0時時( (相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路) )，則，則 U = 0，此時一，此時一 般情況下的電流般情況下的電流 ( (I = E / R0) ) 很大，電源容易燒毀。很大，電源容易燒毀。ERRRIRERIU00+ + 【例【例2-1】 如圖如圖 2-2 所示，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)所示，當(dāng)單刀雙擲開關(guān) S 合到位置合到位置 1 時，時，外電路的電阻外電路的電阻 R1 = 14 ，測得電流表讀數(shù)，測得電流表讀數(shù) I1 = 0.2 A；當(dāng)開關(guān)；當(dāng)開關(guān) S 合合到

8、位置到位置 2 時，外電路的電阻時，外電路的電阻 R2 = 9 ，測得電流表讀數(shù)，測得電流表讀數(shù) I2 = 0.3 A；試求電源的電動勢試求電源的電動勢 E 及其內(nèi)阻及其內(nèi)阻 R0 。 圖圖 2-2 例題例題 2-1 R0解解: :根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組E = R1I1 + + R0 I1( (當(dāng)當(dāng) S 合到位置合到位置 1 時時) )E = R2I2 + + R0 I2( (當(dāng)當(dāng) S 合到位置合到位置 2 時時) )解得：解得：R0 1 ，E 3 V。本例題給出了一種測量直流電源電。本例題給出了一種測量直流電源電動勢動勢 E 和內(nèi)阻和內(nèi)阻

9、R0的方法。的方法。三、負載獲得最大功率的條件三、負載獲得最大功率的條件 電源輸出的最大功率電源輸出的最大功率是是REp42max max202EM222PREREP 容易證明：在電源電動勢容易證明：在電源電動勢 E 及其內(nèi)阻保持不變時，及其內(nèi)阻保持不變時，負載負載 R 獲獲得最大功率的條件得最大功率的條件是是 R =R0，此時負載的最大功率值為，此時負載的最大功率值為圖圖 2-3電源輸出功率與外電路電源輸出功率與外電路( (負載負載) )電阻的關(guān)系曲線電阻的關(guān)系曲線 【例【例2-22-2】如圖如圖 2-4 所示，直流電源的電所示，直流電源的電動勢動勢 E 10 V、內(nèi)阻、內(nèi)阻 R0 0.5

10、，電阻，電阻 R1 2 ，問：可變電阻，問：可變電阻 RP 調(diào)至多大時調(diào)至多大時可獲得最大功率可獲得最大功率Pmax？W104P2max REP圖圖 2-4 例題例題 2-2 R0 解解:將將( (R1 + + R0) )視為電源的內(nèi)視為電源的內(nèi)阻，阻， 則則 RP R1 + + R0 2.5 時，時，RP 獲得最大功率獲得最大功率第二節(jié)電池組第二節(jié)電池組 一、電池的串聯(lián)一、電池的串聯(lián)二、電池的并聯(lián)二、電池的并聯(lián)圖圖 2-5串聯(lián)電池組串聯(lián)電池組 一、電池的串聯(lián)一、電池的串聯(lián) 如果有如果有 n 個相同的電池相串聯(lián)，那么整個串聯(lián)電池組的電動個相同的電池相串聯(lián)，那么整個串聯(lián)電池組的電動勢與等效內(nèi)阻分

11、別為勢與等效內(nèi)阻分別為E串串 nE ，r串串 n R0如圖如圖 2-5 所示串聯(lián)電池組，每個電池的電動勢均為所示串聯(lián)電池組，每個電池的電動勢均為 E、內(nèi)阻、內(nèi)阻均為均為 R0 。串聯(lián)電池組的電動勢是單個電池電動勢的串聯(lián)電池組的電動勢是單個電池電動勢的 n 倍，倍， 額定電流相額定電流相同。同。 二、電池的并聯(lián)二、電池的并聯(lián)如圖如圖 2-6 所示并聯(lián)電池組，每個電池的電動勢均為所示并聯(lián)電池組，每個電池的電動勢均為 E、內(nèi)阻均、內(nèi)阻均為為 R0 。如果有如果有 n 個相同的電池相并聯(lián)，那么整個并聯(lián)電池組的電動個相同的電池相并聯(lián)，那么整個并聯(lián)電池組的電動勢與等效內(nèi)阻分別為勢與等效內(nèi)阻分別為E并并 E

12、 E ， r并并 R0 / /n 并聯(lián)電池組的額定電流是單個電池額定電流的并聯(lián)電池組的額定電流是單個電池額定電流的 n 倍，電動勢倍，電動勢相同。相同。圖圖 2-6 并聯(lián)電池組并聯(lián)電池組 第三節(jié)電阻的串聯(lián)第三節(jié)電阻的串聯(lián) 一、電阻串聯(lián)電路的特點一、電阻串聯(lián)電路的特點二、應(yīng)用舉例二、應(yīng)用舉例一、電阻串聯(lián)電路的特點電阻串聯(lián)電路的特點圖圖 2-7電阻的串聯(lián)電阻的串聯(lián)設(shè)總電壓為設(shè)總電壓為 U、電流為、電流為 I、總功率為、總功率為 P。1. 等效電阻等效電阻: :R R1+ + R2 + + + + RnIRURURURUnn 22112. 分壓關(guān)系分壓關(guān)系： 特例：兩只電阻特例：兩只電阻 R1、R2

13、串聯(lián)時，等效電阻串聯(lián)時，等效電阻 R = R1 + + R2 , 則則有分壓公式有分壓公式 URRRUURRRU21222111 + + + + ，22211IRPRPRPRPnn 3. 功率分配功率分配: :二、應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例解：將電燈解：將電燈( (設(shè)電阻為設(shè)電阻為 R1) )與與一只分壓電一只分壓電 R2串聯(lián)后，接入串聯(lián)后，接入 U 220 V 電源上，如圖電源上，如圖 2-8 所示。所示?！纠纠?-3】有一盞額定電壓為】有一盞額定電壓為 U1 40 V、額定電流為、額定電流為 I 5 A 的電燈，應(yīng)該怎樣把它接入電壓的電燈，應(yīng)該怎樣把它接入電壓 U 220 V 照明電路中。照明電路

14、中。圖圖 2-8例題例題 2-3 36518022IUR解法一：分壓電阻解法一：分壓電阻 R2 上的電壓上的電壓U2 = UU1 = (220 40 )V= 180 V，且，且 U2 = R2I，則，則解法二：利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式解法二：利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式 + + 8112111IURURRRU，且，且可得可得 361112UUURR即將電燈與一只即將電燈與一只 36 分壓電阻串聯(lián)后，接入分壓電阻串聯(lián)后，接入 U = 220 V 電源電源上即可。上即可?！纠纠?2-4】有一只電流表，內(nèi)阻】有一只電流表，內(nèi)阻 Rg 1 k ，滿偏電流為滿偏電流為Ig 100A，要把它改成量程為，

15、要把它改成量程為 Un 3 V的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一只多大的分的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一只多大的分壓電阻壓電阻 R？ 解：如圖解：如圖 2-9 所示。所示。 該電流表的電壓量程為該電流表的電壓量程為 Ug = RgIg = 0.1 V，與分壓電阻，與分壓電阻 R串聯(lián)串聯(lián)后的總電壓后的總電壓 Un = 3 V，即將電壓量程擴大到，即將電壓量程擴大到 n = Un/Ug = 30 倍。倍。 利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式，利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式，可得可得 nURRRU+ + ggg k29)1(1gggggRnRUURUUURgnn則則 上例表明，將一只量程為上例表明，將一只量程為 Ug、內(nèi)阻為內(nèi)阻為 R

16、g 的表頭擴大到量程為的表頭擴大到量程為 Un ，所需要的分壓電阻為所需要的分壓電阻為 R = ( (n 1) ) Rg，其中，其中 n = ( (Un/Ug) )稱為電壓擴大稱為電壓擴大倍數(shù)。倍數(shù)。圖圖 2-9例題例題 2-4A第四節(jié)電阻的并聯(lián)第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、電阻并聯(lián)電路的特點一、電阻并聯(lián)電路的特點二、應(yīng)用舉例二、應(yīng)用舉例nRRRR111121+ + + + + 設(shè)總電流為設(shè)總電流為 I，總電壓為總電壓為 U，總功率為，總功率為 P。1. 1. 等效電導(dǎo)等效電導(dǎo): : G = G1 + + G2 + + + + Gn 即即 一、電阻并聯(lián)電路的特點一、電阻并聯(lián)電路的特點 圖圖 2-10電阻

17、的并聯(lián)電阻的并聯(lián)2. 2. 分流關(guān)系：分流關(guān)系： R1I1 = R2I2 = = RnIn = RI = U3. 3. 功率分配：功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U 2I特例：兩只電阻特例：兩只電阻 R1、R2 并聯(lián)時，等效電阻并聯(lián)時，等效電阻 2121RRRRR+ + 。，IRRRIIRRRI21122121 + + + + 則有分流公式則有分流公式 【例【例2-5】如圖如圖 2-11 所示，電源供電電壓所示，電源供電電壓U = 220 V，每根輸，每根輸電導(dǎo)線的電阻均為電導(dǎo)線的電阻均為 R1 = 1 ，電路中一共并聯(lián)，電路中一共并聯(lián) 100 盞額定電壓盞

18、額定電壓 220V、功率、功率 40 W 的電燈。假設(shè)電燈正常發(fā)光時電阻值為常數(shù)。的電燈。假設(shè)電燈正常發(fā)光時電阻值為常數(shù)。試求：試求：( (1) )當(dāng)只有當(dāng)只有 10 盞電燈工作時，每盞電燈的電壓盞電燈工作時，每盞電燈的電壓 UL 和功率和功率 PL ；( (2) ) 當(dāng)當(dāng) 100 盞電燈全部工作時，每盞電燈的電壓盞電燈全部工作時，每盞電燈的電壓 UL 和功率和功率 PL 。二、應(yīng)用舉例二、應(yīng)用舉例圖圖 2-11例題例題2-5解解:每盞電燈的電阻為每盞電燈的電阻為 R = U2/P = 1210 ，n 盞電燈并聯(lián)后的盞電燈并聯(lián)后的等效電阻為等效電阻為 Rn =R / n根據(jù)分壓公式，可得每盞電

19、燈的電壓根據(jù)分壓公式，可得每盞電燈的電壓 ，功率功率URRRUnn+ + 1L2RUP2LL ( (1) )當(dāng)只有當(dāng)只有 10 盞電燈工作時，即盞電燈工作時，即 n = 10，則，則 Rn = R/n = 121 ，因此因此 W39V21622LL1L + + RUPURRRUnn，( (2) ) 當(dāng)當(dāng)100盞電燈全部工作時，即盞電燈全部工作時，即 n = 100，則，則 Rn = R/n = 12.1 ，W29V18922LL1L + + RUPURRRUnn，【例【例2-6】有一只微安表，滿偏電流為】有一只微安表，滿偏電流為 Ig = 100 A、內(nèi)阻、內(nèi)阻 Rg=1 k ， 要改裝成量程

20、為要改裝成量程為 In =100A的電流表，試求所需分流電阻的電流表，試求所需分流電阻 R。圖圖 2-12例題例題2-6 解：如圖解：如圖 2-12 所示，所示，設(shè)設(shè) n =In/Ig( (稱為電流量程擴大倍數(shù)稱為電流量程擴大倍數(shù)) )，根據(jù)分流公式可得根據(jù)分流公式可得 I n ，則，則RRRI+ + gg1 nRRg本題中本題中 n = In/Ig = 1000， 111000k11nRRg上例表明，將一只量程為上例表明，將一只量程為 Ig、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為 Rg 的表頭擴大到量程為的表頭擴大到量程為 In ，所需要的分流電阻為，所需要的分流電阻為 R =Rg /( (n 1) )，其中，其中

21、 n = ( (In/Ig) )稱為電稱為電流擴大倍數(shù)。流擴大倍數(shù)。第五節(jié)電阻的混聯(lián)第五節(jié)電阻的混聯(lián)一、電阻混聯(lián)電路分析步驟一、電阻混聯(lián)電路分析步驟二、解題舉例二、解題舉例一、電阻混聯(lián)電路分析步驟一、電阻混聯(lián)電路分析步驟在電阻電路中，既有電阻的串聯(lián)關(guān)系又有電阻的并聯(lián)關(guān)系，在電阻電路中，既有電阻的串聯(lián)關(guān)系又有電阻的并聯(lián)關(guān)系，稱為稱為電阻混聯(lián)電阻混聯(lián)。對混聯(lián)電路的分析和計算大體上可分為以下幾。對混聯(lián)電路的分析和計算大體上可分為以下幾個步驟：個步驟：1首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系，必要時重新畫首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系，必要時重新畫出串、并聯(lián)關(guān)系明確的電路圖；出串、并聯(lián)關(guān)系明確的電路圖

22、；2利用串、并聯(lián)等效電阻公式計算出電路中總的等效電阻；利用串、并聯(lián)等效電阻公式計算出電路中總的等效電阻；3利用已知條件進行計算，確定電路的端電壓與總電流；利用已知條件進行計算，確定電路的端電壓與總電流；4根據(jù)電阻分壓關(guān)系和分流關(guān)系，逐步推算出各支路的電根據(jù)電阻分壓關(guān)系和分流關(guān)系，逐步推算出各支路的電流或各部分的電壓。流或各部分的電壓。二、解題舉例二、解題舉例【例【例2-72-7】如圖如圖 2-13 所示，已知所示，已知 R1 R2 8 ， R3 R4 6 ，R5 R6 4 ，R7 R8 24 ，R9 16 ；電壓；電壓 U 224 V。試求：試求：( (1) ) 電路總的等效電阻電路總的等效電

23、阻 RAB 與總電流與總電流 I ； ( (2) 電阻電阻 R9 兩端的電壓兩端的電壓 U9 與通過它的電流與通過它的電流 I9。圖圖2-13例例2-7 V32 A2V48V962412999965EF9CD4EF3EFEF + + + + + + IRURRRUIURRRRU，( (2) )利用分壓關(guān)系求各部分電壓：利用分壓關(guān)系求各部分電壓：UCD = RCD I = 96 V， 解解:( (1) ) R5、R6、R9三者串聯(lián)后，再與三者串聯(lián)后，再與 R8 并聯(lián)，并聯(lián)，E、F兩端兩端等效電阻為等效電阻為 REF (R5 + + R6 + + R9)R8 12 REF、R3、R4 三電阻串聯(lián)后

24、，再與三電阻串聯(lián)后，再與 R7 并聯(lián)，并聯(lián)，C、D 兩端等效電阻兩端等效電阻為為 RCD (R3 + + REF + + R4)R7 12 總的等效電阻總的等效電阻 RAB R1 + + RCD + + R2 28 總電流總電流 I U /RAB （224/28） A 8 A 【例【例2-8】如圖如圖 2-14 所示，已知所示，已知 R 10 ，電源電動勢，電源電動勢 E = 6 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 r 0.5 ，試求電路中的總電流，試求電路中的總電流 I。圖圖2-14 例題例題 2-8 的等效電路的等效電路解解:首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系，并畫出等效電路，首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)

25、系，并畫出等效電路，如圖如圖 2-15 所示。所示。 四只電阻并聯(lián)的等效電阻為四只電阻并聯(lián)的等效電阻為 Re R/4 2.5 根據(jù)全電路歐姆定律，電路中的總電流為根據(jù)全電路歐姆定律，電路中的總電流為 A2 + + rREIe圖圖 2-15例題例題 2-8 的等效電路的等效電路 第六節(jié)第六節(jié) 萬用電表的基本原理萬用電表的基本原理一、萬用表的基本功能一、萬用表的基本功能二、萬用表的基本原理二、萬用表的基本原理三、萬用表的使用三、萬用表的使用萬用電表又叫做復(fù)用電表，通常稱為萬用表。它是一種可以萬用電表又叫做復(fù)用電表，通常稱為萬用表。它是一種可以測量多種電量的多量程便攜式儀表，由于它具有測量的種類多、

26、測量多種電量的多量程便攜式儀表，由于它具有測量的種類多、量程范圍寬、價格低以及使用和攜帶方便等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用量程范圍寬、價格低以及使用和攜帶方便等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于電氣維修和測試中。于電氣維修和測試中。一般的萬用表可以測量一般的萬用表可以測量直流電壓直流電壓、直流電流直流電流、電阻電阻、交流電交流電壓壓等，有的萬用表還可以測量音頻電平、交流電流、電容、電感等，有的萬用表還可以測量音頻電平、交流電流、電容、電感以及晶體管的以及晶體管的 值等。值等。 一、萬用表的基本功能一、萬用表的基本功能 萬用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓、并聯(lián)萬用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓、

27、并聯(lián)分流等規(guī)律基礎(chǔ)之上的。分流等規(guī)律基礎(chǔ)之上的。萬用表的表頭是進行各種測量的公用部分。表頭內(nèi)部有一個萬用表的表頭是進行各種測量的公用部分。表頭內(nèi)部有一個可動的線圈（叫做動圈），它的電阻可動的線圈（叫做動圈），它的電阻 Rg 稱為表頭的內(nèi)阻。動圈處稱為表頭的內(nèi)阻。動圈處于永久磁鐵的磁場中，當(dāng)動圈通有電流之后會受到磁場力的作用于永久磁鐵的磁場中，當(dāng)動圈通有電流之后會受到磁場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。固定在動圈上的指針隨著動圈一起偏轉(zhuǎn)的角度，與而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。固定在動圈上的指針隨著動圈一起偏轉(zhuǎn)的角度，與動圈中的電流成正比。當(dāng)指針指示到表盤刻度的滿標(biāo)度時，動圈動圈中的電流成正比。當(dāng)指針指示到表盤刻度的滿標(biāo)度時，

28、動圈中所通過的電流稱為滿偏電流中所通過的電流稱為滿偏電流 Ig。Rg與與 Ig 是表頭的兩個主要參數(shù)。是表頭的兩個主要參數(shù)。 二、萬用表的基本原理二、萬用表的基本原理1直流電壓的測量直流電壓的測量 將表頭串聯(lián)一只分壓電阻將表頭串聯(lián)一只分壓電阻 R ，即構(gòu)成一個簡單的直流電壓表，即構(gòu)成一個簡單的直流電壓表，如圖如圖 2-16 所示。所示。圖圖 2-16簡單的直流電壓表簡單的直流電壓表gxRRUI+ + 測量時將電壓表并聯(lián)在被測電壓測量時將電壓表并聯(lián)在被測電壓 Ux 的兩端，通過表頭的電流的兩端，通過表頭的電流與被測電壓與被測電壓 Ux 成正比成正比 在萬用表中，用轉(zhuǎn)換開關(guān)分別將不同數(shù)值的分壓電阻

29、與表頭在萬用表中，用轉(zhuǎn)換開關(guān)分別將不同數(shù)值的分壓電阻與表頭串聯(lián)，即可得到幾個不同串聯(lián)，即可得到幾個不同 的電壓量程。的電壓量程。 【例【例2-9】如圖】如圖 2-17 所示某萬用表的直流電壓表部分電路，所示某萬用表的直流電壓表部分電路，五個電壓量程分別是五個電壓量程分別是 U1 2.5 V，U2 10 V，U3 50 V，U4 250 V，U5 500 V，已知表頭參數(shù)，已知表頭參數(shù)Rg 3 k ，Ig 50A。試求電路中各分壓電阻試求電路中各分壓電阻 R1、R2、 R3、R4、R5 。圖圖 2-1例題例題2-9 解解:利用電壓表擴大量程公式利用電壓表擴大量程公式 R ( (n 1) )Rg

30、，其中，其中 n ( (Un/Ug) )，Ug RgIg 0.15 V。( (1) )求求 R1：n1 ( (U1/Ug) ) 16.67，R1 ( (n 1) ) Rg 47 k ( (2) )求求 R2：把：把 Rg2 Rg + + R1 50 k 視為表頭內(nèi)阻，視為表頭內(nèi)阻，n2 ( (U2/U1) ) 4，則，則 R2 ( (n 1) ) Rg2 150 k ( (3) )求求 R3：把：把 Rg3 Rg + + R1 + + R2 200 k 視為表頭內(nèi)阻，視為表頭內(nèi)阻，n3 ( (U3/U2) ) 5，則，則 R3 ( (n 1) ) Rg3 800 k ( (4) ) 求求 R4

31、：把：把 Rg4 Rg + + R1 + + R2 + + R3 1000 k 視為表頭內(nèi)阻，視為表頭內(nèi)阻，n4 ( (U4/U3) ) 5，則，則 R4 ( (n 1) ) Rg4 4000 k 4 M ( (5) ) 求求 R5：把：把 Rg5 Rg + + R1+ +R2 + + R3 + + R4 5 M 視為表頭內(nèi)阻，視為表頭內(nèi)阻，n5 ( (U5/U4) ) 2，則，則 R4 ( (n 1) ) Rg5 5 M 將表頭并聯(lián)一只分流電阻將表頭并聯(lián)一只分流電阻 R，即構(gòu)成一個最簡單的直流電流，即構(gòu)成一個最簡單的直流電流表，如圖表，如圖 2-18 所示。所示。 設(shè)被測電流為設(shè)被測電流為

32、Ix ，則通過表頭的電流與被，則通過表頭的電流與被測電流測電流 Ix 成正比，即成正比，即 xgGIRRRI+ + ggLgRIIIR 分流電阻分流電阻 R 由電流表的量程由電流表的量程 IL 和表頭參數(shù)確定和表頭參數(shù)確定 2. .直流電流的測量直流電流的測量圖圖 2-18簡單的直流電流表簡單的直流電流表 實際萬用表是利用轉(zhuǎn)換開關(guān)將電流表制成多量程的，實際萬用表是利用轉(zhuǎn)換開關(guān)將電流表制成多量程的，如圖如圖 2-19 所示。所示。 圖圖 2-19多量程的直流電流表多量程的直流電流表 A萬用表測量電阻萬用表測量電阻( (即歐姆表即歐姆表) )的電路如圖的電路如圖 2-20 所示。所示。3. .電阻

33、的測量電阻的測量圖圖 2-20 電阻表原理電阻表原理 AAA可變電阻可變電阻 R 叫做叫做調(diào)零電阻調(diào)零電阻，當(dāng)紅、黑表筆相接時，當(dāng)紅、黑表筆相接時( (相當(dāng)于相當(dāng)于被測電阻被測電阻 Rx 0 ) )，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié) R 的阻值使指針指到表頭的滿刻度，的阻值使指針指到表頭的滿刻度， 即即RRREI+0gg萬用表電阻擋的零點在表頭的滿度位置上。而電阻無窮大萬用表電阻擋的零點在表頭的滿度位置上。而電阻無窮大時時( (即紅、黑表筆間開路即紅、黑表筆間開路) )指針指針在表頭的零度位置上。在表頭的零度位置上。 當(dāng)紅、黑表筆間接被測電阻當(dāng)紅、黑表筆間接被測電阻 Rx 時，通過表頭的電流為時，通過表頭的電流為x

34、RRRREI+ + + + 0g可見表頭讀數(shù)可見表頭讀數(shù) I 與被測電阻與被測電阻 Rx 是一一對應(yīng)的，并且成反比是一一對應(yīng)的，并且成反比關(guān)系，因此歐姆表刻度不是線性的。關(guān)系，因此歐姆表刻度不是線性的。 萬用表有紅與黑兩只表筆（測棒），表筆可插入萬用表的萬用表有紅與黑兩只表筆（測棒），表筆可插入萬用表的“+ + 、 ”兩個插孔里，注意一定要嚴格將紅表筆插入兩個插孔里，注意一定要嚴格將紅表筆插入“+ +”極性極性孔里，黑表筆插入孔里，黑表筆插入“ ”極性孔里。測量直流電流、電壓等物理極性孔里。測量直流電流、電壓等物理量時，必須注意正、負極性。根據(jù)測量對象，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至量時，必須注意正、負極性。

35、根據(jù)測量對象，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至所需位置，在被測量大小不詳時，應(yīng)先選用量程較大的高擋試所需位置，在被測量大小不詳時，應(yīng)先選用量程較大的高擋試測，如不合適再逐步改用較低的擋位，以表頭指針移動到滿刻測，如不合適再逐步改用較低的擋位，以表頭指針移動到滿刻度的三分之二位置附近為宜。度的三分之二位置附近為宜。1. .正確使用轉(zhuǎn)換開關(guān)和表筆插孔正確使用轉(zhuǎn)換開關(guān)和表筆插孔三、萬用表的使用三、萬用表的使用2. .正確讀數(shù)正確讀數(shù) 萬用表有數(shù)條供測量不同物理量的標(biāo)尺，讀數(shù)前一定要根據(jù)萬用表有數(shù)條供測量不同物理量的標(biāo)尺，讀數(shù)前一定要根據(jù)被測量的種類、性質(zhì)和所用量程認清所對應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺。被測量的種類、性質(zhì)和所用量程認清

36、所對應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺。 3. .正確測量電阻值正確測量電阻值 在使用萬用表的歐姆擋測量電阻之前，應(yīng)首先把紅、黑表筆在使用萬用表的歐姆擋測量電阻之前，應(yīng)首先把紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)指針到歐姆標(biāo)尺的零位上，并要正確選擇電阻倍率擋。短接，調(diào)節(jié)指針到歐姆標(biāo)尺的零位上，并要正確選擇電阻倍率擋。測量某電阻測量某電阻 Rx 時，一定要使被測電阻斷電不與其它電路有任何接時，一定要使被測電阻斷電不與其它電路有任何接觸，也不要用手接觸表筆的導(dǎo)電部分，以免影響測量結(jié)果。當(dāng)利觸，也不要用手接觸表筆的導(dǎo)電部分，以免影響測量結(jié)果。當(dāng)利用歐姆表內(nèi)部電池作為測試電源時用歐姆表內(nèi)部電池作為測試電源時( (例如判斷二極管或三極管的例如

37、判斷二極管或三極管的管腳管腳) )，要注意到，要注意到黑表筆接的是電源正極，紅表筆接的是電源負黑表筆接的是電源正極，紅表筆接的是電源負極極。 4. .測量高電壓時的注意事項測量高電壓時的注意事項在測量高電壓時務(wù)必要注意人身安全，應(yīng)先將黑表筆固定在測量高電壓時務(wù)必要注意人身安全，應(yīng)先將黑表筆固定接在被測電路的地電位上，然后再用紅表筆去接觸被測點處，接在被測電路的地電位上，然后再用紅表筆去接觸被測點處，操作者一定要站在絕緣良好的地方，并且應(yīng)用單手操作，以防操作者一定要站在絕緣良好的地方，并且應(yīng)用單手操作，以防觸電。在測量較高電壓或較大電流時，觸電。在測量較高電壓或較大電流時，不能在測量時帶電轉(zhuǎn)動不

38、能在測量時帶電轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)旋鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)旋鈕改變量程或擋位。改變量程或擋位。5. .萬用表的維護萬用表的維護萬用表應(yīng)水平放置使用，要防止受震動、受潮熱，使用萬用表應(yīng)水平放置使用，要防止受震動、受潮熱，使用前首先看指針是否指在機械零位上，如果不在，應(yīng)調(diào)至零位。前首先看指針是否指在機械零位上，如果不在，應(yīng)調(diào)至零位。每次測量完畢，要將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于空擋或最高交流電壓擋上。每次測量完畢，要將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于空擋或最高交流電壓擋上。在測量電阻時，如果將兩只表筆短接后指針仍調(diào)整不到歐姆在測量電阻時，如果將兩只表筆短接后指針仍調(diào)整不到歐姆標(biāo)尺的零位，則說明應(yīng)更換萬用表內(nèi)部的電池；長期不用萬標(biāo)尺的零位，則說明應(yīng)更換萬

39、用表內(nèi)部的電池；長期不用萬用表時，應(yīng)將電池取出，以防止電池受腐蝕而影響表內(nèi)其它用表時，應(yīng)將電池取出，以防止電池受腐蝕而影響表內(nèi)其它元件。元件。 第七節(jié)電阻的測量第七節(jié)電阻的測量 一、電阻的測量方法一、電阻的測量方法二、伏安法測電阻二、伏安法測電阻 三、惠斯通電橋三、惠斯通電橋一、電阻的測量方法電阻的測量方法電阻的測量在電工測量技術(shù)中占有十分重要的地位，電阻的測量在電工測量技術(shù)中占有十分重要的地位，工程中所測量的電阻值，一般是在工程中所測量的電阻值，一般是在 10-6 1012 的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。為減小測量誤差，選用適當(dāng)?shù)臏y量電阻方法，通常是將電為減小測量誤差，選用適當(dāng)?shù)臏y量電阻方法，通常是將

40、電阻按其阻值的大小分成三類，即小電阻阻按其阻值的大小分成三類，即小電阻( (1 以下以下) )、中等電、中等電阻阻( (1 0.1 M ) )和大電阻和大電阻( (0.1 M 以上以上) ) 。測量電阻的方。測量電阻的方法很多，常用的方法分類如下：法很多，常用的方法分類如下： 1. .按獲取測量結(jié)果方式分類按獲取測量結(jié)果方式分類 ( (1) )直接直接測阻法測阻法采用直讀式儀表測量電阻，儀表的標(biāo)尺是采用直讀式儀表測量電阻，儀表的標(biāo)尺是以電阻的單位（以電阻的單位（ 、k 或或 M ) )刻度的，根據(jù)儀表指針在標(biāo)尺上刻度的，根據(jù)儀表指針在標(biāo)尺上的指示位置，可以直接讀取測量結(jié)果。例如用萬用表的電阻擋

41、或的指示位置，可以直接讀取測量結(jié)果。例如用萬用表的電阻擋或兆歐兆歐 表等測量電阻，就是直接測阻法。表等測量電阻，就是直接測阻法。 ( (2) )比較測阻法比較測阻法采用比較儀器將被測電阻與標(biāo)準電阻器進采用比較儀器將被測電阻與標(biāo)準電阻器進行比較，在比較儀器中接有檢流計，當(dāng)檢流計指零時，可以根據(jù)行比較，在比較儀器中接有檢流計，當(dāng)檢流計指零時，可以根據(jù)已知的標(biāo)準電阻值，獲取被測電阻的阻值。已知的標(biāo)準電阻值，獲取被測電阻的阻值。 ( (3) )間接測阻法間接測阻法通過測量與電阻有關(guān)的電量，然后根據(jù)相關(guān)通過測量與電阻有關(guān)的電量，然后根據(jù)相關(guān)公式計算，求出被測電阻的阻值。例如得到廣泛應(yīng)用的、最簡單公式計算

42、，求出被測電阻的阻值。例如得到廣泛應(yīng)用的、最簡單的間接測阻法是電流、電壓表法測量電阻（即伏安法）。它是用的間接測阻法是電流、電壓表法測量電阻（即伏安法）。它是用電流表測出通過被測電阻中的電流、用電壓表測出被測電阻兩端電流表測出通過被測電阻中的電流、用電壓表測出被測電阻兩端的電壓，然后根據(jù)歐姆定律即可計算出被測電阻的阻值。的電壓，然后根據(jù)歐姆定律即可計算出被測電阻的阻值。 2. .按被測電阻的阻值的大小分類按被測電阻的阻值的大小分類( (1) )小小電阻的測量是指測量電阻的測量是指測量 1 以下的電阻。測量小電阻時，以下的電阻。測量小電阻時，一般是選用毫歐表。要求測量精度比較高時，則可選用雙臂電

43、橋一般是選用毫歐表。要求測量精度比較高時，則可選用雙臂電橋法測量。法測量。( (2) )中等電阻的測量是指測量阻值在中等電阻的測量是指測量阻值在 1 0.1 M 之間的之間的電阻。對中等電阻測量的最為方便的方法是用電阻表進行測量，電阻。對中等電阻測量的最為方便的方法是用電阻表進行測量，它可以直接讀數(shù)，但這種方法的測量誤差較大。中等電阻的測量它可以直接讀數(shù)，但這種方法的測量誤差較大。中等電阻的測量也可以選用伏、安表測阻法，它能測出工作狀態(tài)下的電阻值。其也可以選用伏、安表測阻法，它能測出工作狀態(tài)下的電阻值。其測量誤差比較大。若需精密測量可選用單臂電橋法。測量誤差比較大。若需精密測量可選用單臂電橋法

44、。( (3) )大電阻的測量是指測量阻值在大電阻的測量是指測量阻值在 0.1 M 以上的電阻。在測以上的電阻。在測量大電阻時可選用兆歐表法，可以直接讀數(shù)，但測量誤差也較大。量大電阻時可選用兆歐表法，可以直接讀數(shù)，但測量誤差也較大。 圖圖 2-21伏安法測電阻伏安法測電阻 二、伏安法測電阻二、伏安法測電阻 圖圖 2-21( (a) ) 是電流表外接的伏安法，是電流表外接的伏安法，這種測量方法的特點是電流表讀數(shù)這種測量方法的特點是電流表讀數(shù) I 包包含被測電阻含被測電阻 R 中的電流中的電流 I 與電壓表中的與電壓表中的電流電流IV ，所以電壓表讀數(shù)，所以電壓表讀數(shù) U 與電流表讀與電流表讀數(shù)數(shù)I

45、的比值應(yīng)是被測電阻的比值應(yīng)是被測電阻 R 與電壓表內(nèi)與電壓表內(nèi)阻阻 RV 并聯(lián)后的等效電阻，并聯(lián)后的等效電阻， 即即 ( (R/RV) ) U/I，所以被測電阻值為，所以被測電阻值為VRUIUR IUR 如果不知道電壓表內(nèi)阻如果不知道電壓表內(nèi)阻 RV 的準確值，令的準確值，令 ，則該種測，則該種測量方法適用于量方法適用于 R RA 的情況，即適用于測量阻值較大的電阻。的情況，即適用于測量阻值較大的電阻。IUR 三、惠斯通電橋三、惠斯通電橋惠斯通電橋法可以比較準確地測量電阻，其原理如圖惠斯通電橋法可以比較準確地測量電阻，其原理如圖 2-22 所示。所示。3124RRRR R1、R2、R3為可調(diào)電

46、阻，并為可調(diào)電阻，并且是阻值已知的標(biāo)準精密電阻。且是阻值已知的標(biāo)準精密電阻。R4 為被測電阻，當(dāng)檢流計的指針為被測電阻，當(dāng)檢流計的指針指示到零位置時，稱為電橋平衡。指示到零位置時，稱為電橋平衡。此時，此時，B、D 兩點為等電位，被測兩點為等電位，被測電阻為電阻為圖圖2-22 惠斯通電橋法測量電阻惠斯通電橋法測量電阻惠斯通電橋有多種形式，常見的是一種滑線式電橋。惠斯通電橋有多種形式，常見的是一種滑線式電橋。 動畫動畫 M 2-2 惠斯通電橋惠斯通電橋被測電阻為被測電阻為 RllR12x 第八節(jié)電路中各點電位的計算第八節(jié)電路中各點電位的計算 一、電位參考點一、電位參考點( (即零電位點即零電位點)

47、 ) 二、電位的定義二、電位的定義 一、電位參考點一、電位參考點( (即零電位點即零電位點) )在電路中選定某一點在電路中選定某一點 A 為為電位參考點電位參考點，就是規(guī)定該點的電位，就是規(guī)定該點的電位為零為零, 即即 VA 0。電位參考點的選擇方法是：。電位參考點的選擇方法是：( (1) )在工程中常選大地作為電位參考點；在工程中常選大地作為電位參考點；( (2) )在電子線路中在電子線路中,常選一條特定的公共線或機殼作為電位參常選一條特定的公共線或機殼作為電位參考點?？键c。 在電路中通常用符號在電路中通常用符號“ ”標(biāo)出電位參考點。標(biāo)出電位參考點。二、電位的定義二、電位的定義 電路中某一點

48、電路中某一點M的電位的電位 VM 就是該點到電位參考點就是該點到電位參考點 A 的電壓，的電壓，也即也即 M、A 兩點間的電位差，即兩點間的電位差，即VM UMA計算電路中某點電位的方法是：計算電路中某點電位的方法是：( (1) ) 確認電位參考點的位置；確認電位參考點的位置；( (2) ) 確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正、負極性；確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正、負極性；( (3) ) 從被求點開始通過一定的路徑繞到電位參考點，則該點從被求點開始通過一定的路徑繞到電位參考點，則該點的電位等于此路徑上所有電壓降的代數(shù)和：電阻元件電壓降寫成的電位等于此路徑上所有電壓降的代數(shù)和：

49、電阻元件電壓降寫成 RI 形式，當(dāng)電流形式，當(dāng)電流I的參考方向與路徑繞行方向一致時，選取的參考方向與路徑繞行方向一致時，選取“ + + ”號；反之，則選取號；反之，則選取“ ”號。電源電動勢寫成號。電源電動勢寫成 E 形式，形式，當(dāng)電動勢的方向與路徑繞行方向一致時，選取當(dāng)電動勢的方向與路徑繞行方向一致時，選取“ ”號；反之，號；反之，則選取則選取“+ +”號。號。 【例【例2-102-10】如圖如圖 2-23 所示電路，已知：所示電路，已知：E1 45 V，E2 12 V，電源內(nèi)阻忽略不計；電源內(nèi)阻忽略不計；R1 5 ，R2 4 ，R3 2 。求。求 B、C、D 三點的電位三點的電位 VB、V

50、C、VD 。圖圖2-232-23例題例題2-102-10 A332121 + + + RRREEI解解:利用電路中利用電路中 A 點為電位參考點點為電位參考點( (零電位點零電位點) )，電流方向為順，電流方向為順時針方向：時針方向：B 點電位：點電位：VB = UBA = R1I = 15 VC 點電位：點電位：VC = UCA = E1 R1I = ( (45 15) ) V= 30 VD 點電位：點電位：VD = UDA = E2 + + R2I = ( (12 + + 12) )V= 24 V必須注意的是，電路中兩點間的必須注意的是，電路中兩點間的電位差電位差( (即電壓即電壓) )是是絕對的，絕對的，不隨電位參考點的不同發(fā)生變化，即不隨電位參考點的不同發(fā)生變化，即電壓值與電位參考點無關(guān)電壓值與電位參考點無關(guān)；而電路中某一點的而電路中某一點的電位則是相對電位參考點而言的電位則是相對電位參考點而言的，電位參考點，電位參考點不同，該點電位值也將不同。不同，該點電位值也將不同。例如，在上例題中，假如以例如，在上例題中，假如以 E 點為電位參考點，則點為電位參考點，則B 點的電位變?yōu)辄c的電位變?yōu)?VB = UBE = R1I R2I = 27 V；C 點的電位變?yōu)辄c的電位變?yōu)?VC = UCE = R3I + + E2 = 18 V；D 點的電位