電工基礎(chǔ)理論知識中級版課件

1、電工基礎(chǔ)理論知識（中級版）第1章 電路分析基礎(chǔ)第2章 磁場和電場第3章 單相正弦交流電第4章 三相正弦交流電第5章 電子技術(shù)常識第6章 電工測量學(xué)習(xí)要點電流、電壓參考方向及功率計算常用電路元件的伏安特性基爾霍夫定律支路電流法與節(jié)點電壓法疊加定理與戴維南定理電路等效概念及其應(yīng)用分析電路過渡過程的三要素法第1章 電路分析基礎(chǔ)第1章 電路分析基礎(chǔ)1.1 電路基本物理量1.2 電路基本元件1.3 基爾霍夫定律1.4 電路分析方法1.5 電路定理1.6 電路過渡過程分析1.1 電路基本物理量電路的定義：電流的通路稱為電路。 電路的組成：電源、連接導(dǎo)線、控制與保護裝 置和負載四部分組成。在日常生活中，我們

2、會廣泛接觸到各種電路。手電筒就是一中非常簡單的電路。電路的基本組成包括以下四個部分：(1)電源(供能元件)：為電路提供電能的設(shè)備和器件(如電池、發(fā)電機等)。 模擬手電筒電路 (2)負載(耗能元件):使用(消耗)電能的設(shè)備和器件(如燈泡等用電器)。 控制電路工作狀態(tài)的器件或設(shè)備(如開關(guān)等)。將電器設(shè)備和元器件按一定方式連接起來(如各種銅、鋁電纜線等)。(4)控制器件：(3)連接導(dǎo)線：電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)中：電子技術(shù)中：電路可以實現(xiàn)電信號的傳遞、存儲和處理。電路的主要功能： 電路分析的主要任務(wù)在于解得電路物理量，其中最基本的電路物理量就是電流、電壓和功率。電路模型和電路元件

3、電源負載實體電路控制裝置與實體電路相對應(yīng)、由理想元件構(gòu)成的電路圖，稱為實體電路的電路模型。電路模型負載電源開關(guān)連接導(dǎo)線SRL+ UIUS+_R0連接導(dǎo)線白熾燈的電路模型可表示為： 實際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復(fù)雜，采取模型化處理可獲得有意義的分析效果。如iR R L消耗電能的電特性可用電阻元件表征產(chǎn)生磁場的電特性可用電感元件表征由于白熾燈中耗能的因素大大于產(chǎn)生磁場的因素，因此L 可以忽略。 理想電路元件是實際電路器件的理想化和近似，其電特性單一、確切，可定量分析和計算。白熾燈電路RC+ US電阻元件只具耗能的電特性電容元件只具有儲存電能的電特性理想電壓源輸出電壓恒定，輸出電流由它和負

4、載共同決定理想電流源輸出電流恒定，兩端電壓由它和負載共同決定L電感元件只具有儲存磁能的電特性IS理想電路元件分有無源和有源兩大類無源二端元件 有源二端元件 必須指出，電路在進行上述模型化處理時是有條件的：實際電路中各部分的基本電磁現(xiàn)象可以分別研究，并且相應(yīng)的電磁過程都集中在電路元件內(nèi)部進行。這種電路稱為集中參數(shù)元件的電路。 集中參數(shù)元件的特征1. 電磁過程都集中在元件內(nèi)部進行，其次要因素可以忽略。如R，L、C這些只具有單一電磁特性的理想電路元件。2. 任何時刻從集中參數(shù)元件一端流入的電流恒等于從它另一端流出的電流，并且元件兩端的電壓值完全確定。 工程應(yīng)用中，實際電路的幾何尺寸遠小于工作電磁波的

5、波長，因此都符合模型化處理條件，均可按集中假設(shè)為前提，有效地描述實際電路，從而獲得有意義的電路分析效果。1.1.1 電流電荷的定向移動形成電流。電流的大小用電流強度表示，簡稱電流。電流強度：單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量。大寫 I 表示直流電流小寫 i 表示電流的一般符號電流的國際單位制是安培【A】，較小的單位還有毫安【mA】和微安【A】等，它們之間的換算關(guān)系為：1A=103mA=106A=109nA正電荷運動方向規(guī)定為電流的實際方向。電流的方向用一個箭頭表示。任意假設(shè)的電流方向稱為電流的參考方向。 如果求出的電流值為正，說明參考方向與實際方向一致，否則說明參考方向與實際方向相反。1.1.2

6、電壓、電位和電動勢 電路中a、b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由a點移至b點電場力所做的功。 電路中某點的電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。直流情況下注意：變量用小寫字母表示， 恒量用大寫字母表示。從工程應(yīng)用的角度來講，電路中電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。數(shù)值上，電壓等于電路中兩點電位的差值。即：電路中a、b兩點間的電壓等于a、b兩點電位差。電壓的國際單位制是伏特V，常用的單位還有毫伏mV和千伏【KV】等，換算關(guān)系為： 電工技術(shù)基礎(chǔ)問題分析中，通常規(guī)定電壓的參考正方向由高電位指向低電位，因此電壓又稱作電壓降。1V=103mV=103KV電壓的實際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。與

7、電流方向的處理方法類似，可任選一方向為電壓的參考方向例：當(dāng)ua =3V ub = 2V時u1 =1V最后求得的u為正值，說明電壓的實際方向與參考方向一致，否則說明兩者相反。u2 =1V 對一個元件，電流參考方向和電壓參考方向可以相互獨立地任意確定，但為了方便起見，常常將其取為一致，稱關(guān)聯(lián)方向；如不一致，稱非關(guān)聯(lián)方向。 如果采用關(guān)聯(lián)方向，在標(biāo)示時標(biāo)出一種即可。如果采用非關(guān)聯(lián)方向，則必須全部標(biāo)示。 對電路進行分析計算時應(yīng)注意：列寫電路方程式之前，首先要在電路中標(biāo)出電流、電壓的參考方向。電路圖上電流、電壓參考方向的標(biāo)定，原則上任意假定，但一經(jīng)選定，在整個分析計算過程中，這些參考方向就不允許再變更。a

8、I電源元件Ub非關(guān)聯(lián)參考方向aI負載元件Ub關(guān)聯(lián)參考方向 實際電源上的電壓、電流方向總是非關(guān)聯(lián)的，實際負載上的電壓、電流方向是關(guān)聯(lián)的。因此，假定某元件是電源時，應(yīng)選取非關(guān)聯(lián)參考方向，假定某元件是負載應(yīng)選取關(guān)聯(lián)參考方向。 電動勢是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。 電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規(guī)定為由負極指向正極。1.1.3 電功率、電能/功和效率電場力在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，簡稱功率。它是描述電流做功快慢的物理量。功率與電流、電壓的關(guān)系：關(guān)聯(lián)方向時：p =ui非關(guān)聯(lián)方向時：p =uip0時吸收功率，p

9、0時放出功率。例：求圖示各元件的功率.（a）關(guān)聯(lián)方向，P=UI=52=10W，P0，吸收10W功率。（b）關(guān)聯(lián)方向，P=UI=5(2)=10W，P0，吸收10W功率。 電功率反映了電路元器件能量轉(zhuǎn)換的本領(lǐng)。如100W的電燈表明在1秒鐘內(nèi)該燈可將100J的電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能；電機1000W表明它在一秒鐘內(nèi)可將1000J的電能轉(zhuǎn)換成機械能。國際單位制：U 【V】，I【A】，電功率P用瓦特【W(wǎng)】 通常情況下，用電器的實際功率并不等于額定電功率。當(dāng)實際功率小于額定功率時，用電器實際功率達不到額定值，當(dāng)實際功率大于額定功率時，用電器易損壞。 用電器額定工作時的電壓叫額定電壓，額定電壓下的電功率稱為額定

10、功率；額定功率通常標(biāo)示在電器設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)上，作為用電器正常工作條件下的最高限值。 對于線性電阻元件而言，電功率公式還可以寫成 擴展：最大輸出功率定理當(dāng)負載電阻R和電源內(nèi)阻R0相等時，電源輸出功率最大（負載獲得最大功率Pmax），即當(dāng)R= R0時， 在無線電技術(shù)中，把負載電阻等于電源內(nèi)阻的狀態(tài)叫做電阻匹配。負載匹配時，負載（如揚聲器）可獲得最大功率。電路中的功率平衡：在一個閉合回路中，根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，電源電動勢發(fā)出的功率，等于負載電阻和電源內(nèi)阻消耗的功率。即 日常生產(chǎn)和生活中，電能（或電功）也常用度作為量綱：1度=1KWh=1KVAh電能 電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進行的。因此，電

11、流作功所消耗電能的多少可以用電功來量度。電功：式中單位：U【V】；I【A】；t【s】時，電功W為焦耳【J】1度電的概念1000W的電爐加熱1小時；100W的電燈照明10小時；40W的電燈照明25小時。對于純電阻電路，歐姆定律成立，電能也可由下式計算。 提高電能效率能大幅度節(jié)約投資。據(jù)專家測算，建設(shè)1千瓦的發(fā)電能力，平均在7000元左右；而節(jié)約1千瓦的電力，大約平均需要投資2000元，不到建設(shè)投資的1/3。通過提高電能效率節(jié)約下來的電力還不需要增加煤等一次性資源投入，更不會增加環(huán)境污染。效率 電氣設(shè)備運行時客觀上存在損耗，在工程應(yīng)用中，常把輸出功率與輸入功率的比例數(shù)稱為效率，用“”表示： 所以，

12、提高電能效率與加強電力建設(shè)具有相同的重要地位，不僅有利于緩解電力緊張局面，還能促進資源節(jié)約型社會的建立。 電氣設(shè)備的額定值及電路的工作狀態(tài)1. 電氣設(shè)備的額定值電氣設(shè)備長期、安全工作條件下的最高限值稱為額定值。 電氣設(shè)備的額定值是根據(jù)設(shè)計、材料及制造工藝等因素，由制造廠家給出的技術(shù)數(shù)據(jù)。2. 電路的三種工作狀態(tài)IUS(RSRL)（1）通路 U=USIRS RLS USRS（2）開路U=USI0S USRSRLU=0IUS/RS（3）短路RLS USRS1.2 電路基本元件 常見的電路元件有電阻元件、電容元件、電感元件、電壓源、電流源。 電路元件在電路中的作用或者說它的性質(zhì)是用其端鈕的電壓、電流

13、關(guān)系即伏安關(guān)系（VAR）來決定的。1.2.1 無源元件伏安關(guān)系（歐姆定律）：關(guān)聯(lián)方向時：u =Ri非關(guān)聯(lián)方向時：u =Ri1電阻元件:一種消耗電能的元件。線性電阻元件伏安特性0UI 電阻產(chǎn)品實物圖 電阻元件圖符號由電阻的伏安特性曲線可得，電阻元件上的電壓、電流關(guān)系為即時對應(yīng)關(guān)系，即：即時電阻元件上的電壓、電流關(guān)系遵循歐姆定律。即元件通過電流就會發(fā)熱，消耗的能量為：1、部分電路歐姆定律：流過電阻的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。 歐姆定律 或U=IR部分電路歐姆定律注意： （1）當(dāng)U、I見為非關(guān)聯(lián)參考方向（U、I參考方向相反）時，歐姆定律應(yīng)寫成 ，式中“-”號切不可漏掉；（2）電

14、阻值不隨電壓、電流變化而變化的電阻叫線性電阻，由線性電阻組成的電路叫線性電路。阻值隨電壓、電流的變化而改變的電阻叫非線性電阻，含有非線性電阻的電路叫非線性電路。2、全電路歐姆定律對全電路進行分析研究時，必須考慮電源的內(nèi)阻。如圖R為負載的電阻、E為電源電動勢、r為電源的內(nèi)阻。 關(guān)聯(lián)方向下，全電路歐姆定律可用公式表述為 式中： E電源電動勢，單位是伏特，符號為V； R負載電阻，單位是歐姆，符號為； R0電源內(nèi)阻，單位是歐姆，符號為； I閉合電路中的電流，單位是安培，符號為A。 閉合電路歐姆定律說明：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。2電感元件：

15、一種能夠貯存磁場能量的元件，是實際電感器的理想化模型。線性電感元件的韋安特性0i 電感產(chǎn)品實物圖 電感元件圖符號 對線性電感元件而言，任一瞬時，其電壓和電流的關(guān)系為微分(或積分)的動態(tài)關(guān)系，即伏安關(guān)系：顯然，只有電感元件上的電流發(fā)生變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但，相當(dāng)于短路。因此，我們把電感元件稱為動態(tài)元件。動態(tài)元件可以儲能，儲存的磁能為：或或稱為電感元件的電感，單位是亨利（）。3電容元件：一種能夠貯存電場能量的元件，是實際電容器的理想化模型。電容元件的工作方式就是充放電。只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但，相當(dāng)于開路

16、，即 電容具有隔直作用。電容元件也是動態(tài)元件，其儲存的電場能量為：C稱為電容元件的電容，單位是法拉（F）。線性電容元件的庫伏特性0qu 電容產(chǎn)品實物圖 電容元件圖符號對線性電容元件而言，任一瞬時，其電壓、電流的關(guān)系也是微分(或積分)的動態(tài)關(guān)系，即伏安關(guān)系： 或或1.2.2 有源元件1電壓源與電流源（1）伏安關(guān)系電壓源：u=uS 端電壓為us，與流過電壓源的電流無關(guān)，由電源本身確定，電流任意，由外電路確定。電流源： i=iS流過電流為is，與電源兩端電壓無關(guān)，由電源本身確定，電壓任意，由外電路確定。（2）特性曲線與符號電壓源電流源 任何電源都可以用兩種電源模型來表示，輸出電壓比較穩(wěn)定的，如發(fā)電機

17、、干電池、蓄電池等通常用電壓源模型(理想電壓源和一個電阻元件相串聯(lián)的形式)表示；柴油機組汽油機組蓄電池 各種形式的電源設(shè)備圖 輸出電流較穩(wěn)定的：如光電池或晶體管的輸出端等通常用電流源模型(理想電流源和一個內(nèi)阻相并聯(lián)的形式)表示。US+_R0ISR0電壓源電流源理想電壓源的外特性0UI電壓源模型的外特性0UI理想電壓源和實際電壓源模型的區(qū)別電壓源模型輸出端電壓I 理想電壓源內(nèi)阻為零，因此輸出電壓恒定； 實際電源總是存在內(nèi)阻的，因此實際電壓源模型電路中的負載電流增大時，內(nèi)阻上必定增加消耗，從而造成輸出電壓隨負載電流的增大而減小。因此，實際電壓源的外特性稍微向下傾斜。 US USR0URL 理想電流

18、源的內(nèi)阻 R0I(相當(dāng)于開路)，因此內(nèi)部不能分流，輸出的電流值恒定。理想電流源的外特性0IU電流源模型的外特性0IUU+_RLR0IISI電流源模型 實際電流源的內(nèi)阻總是有限值，因此當(dāng)負載增大時，內(nèi)阻上分配的電流必定增加，從而造成輸出電流隨負載的增大而減小。即實際電流源的外特性也是一條稍微向下傾斜的直線。理想電流源和實際電流源模型的區(qū)別兩種電源之間的等效互換Us = Is R0內(nèi)阻改并聯(lián)Is = UsR0 兩種電源模型之間等效變換時，電壓源的數(shù)值和電流源的數(shù)值遵循歐姆定律的數(shù)值關(guān)系，但變換過程中內(nèi)阻不變。bIR0Uab+_US+_aIS R0US bIR0Uab+_a 等效互換的原則：當(dāng)外接負

19、載相同時，兩種電源模型對外部電路的電壓、電流相等。內(nèi)阻改串聯(lián)2受控源（1）概念受控源的電壓或電流受電路中另一部分的電壓或電流控制。（2）分類及表示方法VCVS 電壓控制電壓源VCCS 電壓控制電流源CCVS 電流控制電壓源CCCS 電流控制電流源VCVSi1=0u2=u1CCVSu1=0u2=ri1VCCSi1=0i2=gu1CCCSu1=0i2=i1如采用關(guān)聯(lián)方向：p =u1i1 +u2i2=u2i2 （3）受控源的功率電路名詞支路：一個或幾個二端元件首尾相接中間沒有分岔，使各元件上通過的電流相等。（m）結(jié)/節(jié)點：三條或三條以上支路的聯(lián)接點。（n）回路：電路中的任意閉合路徑。（l）網(wǎng)孔：其中

20、不包含其它支路的單一閉合路徑。m=3abl=3n=2112332網(wǎng)孔=2+_R1US1+_US2R2R31.3 基爾霍夫定律例支路：共 ？條回路：共 ？個節(jié)點：共 ？個6條4個網(wǎng)孔：？個7個有幾個網(wǎng)眼就有幾個網(wǎng)孔abcdI3I1I2I5I6I4R3US4US3_+R6+R4R5R1R2_電路中的獨立結(jié)點數(shù)為n-1個，獨立回路數(shù)=網(wǎng)孔數(shù)。1.3.1 基爾霍夫電流定律（KCL） 在任一瞬時，流入任一節(jié)點的電流之和必定等于從該節(jié)點流出的電流之和。 在任一瞬時，通過任一節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。表述一表述二可假定流入節(jié)點的電流為正，流出節(jié)點的電流為負；也可以作相反的假定。所有電流均為正。 KCL通常用

21、于節(jié)點，但是對于包圍幾個節(jié)點的閉合面也是適用的。例：列出下圖中各節(jié)點的KCL方程解：取流入為正以上三式相加： i1 i2i3 0 節(jié)點a i1i4i60節(jié)點b i2i4i50節(jié)點c i3i5i601.3.2 基爾霍夫電壓定律（KVL）表述一表述二 在任一瞬時，在任一回路上的電位升之和等于電位降之和。 在任一瞬時，沿任一回路電壓的代數(shù)和恒等于零。電壓參考方向與回路繞行方向一致時取正號，相反時取負號。所有電壓均為正。 對于電阻電路，回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中的電壓源電壓的代數(shù)和，即電阻壓降等于電壓源升。 在運用上式時，電流參考方向與回路繞行方向一致時iR前取正號，相反時取負號；電壓源電壓

22、方向與回路繞行方向一致時us前取負號，相反時取正號。根據(jù) U=0對回路#1列KVL方程電阻壓降#1#2例電源壓升#3即電阻壓降等于電源壓升此方程式不獨立省略！對回路#2列KVL常用形式對回路#3列KVL方程I1I2I3R3US1+_US2_+R1R2#1方程式也可用常用形式 KVL方程式的常用形式，是把變量和已知量區(qū)分放在方程式兩邊，顯然給解題帶來一定方便。圖示電路KVL獨立方程為先標(biāo)繞行方向 KVL通常用于閉合回路，但也可推廣應(yīng)用到任一不閉合的電路上。例：列出下圖的KVL方程KVL 推廣應(yīng)用于假想的閉合回路或?qū)懽鲗傧牖芈妨?KVL：USIUR+_+_ABCUA+_UAB+_UB+_UA U

23、B UAB = 0UAB = UA UB US IR U = 0U = US IR對假想回路列 KVL：或?qū)懽?.4 電路分析方法1.4.1 電阻的串聯(lián)及并聯(lián) 具有相同電壓電流關(guān)系（即伏安關(guān)系，簡寫為VAR）的不同電路稱為等效電路，將某一電路用與其等效的電路替換的過程稱為等效變換。將電路進行適當(dāng)?shù)牡刃ё儞Q，可以使電路的分析計算得到簡化。1電阻的串聯(lián)n個電阻串聯(lián)可等效為一個電阻串聯(lián)各電阻中通過的電流相同分壓公式兩個電阻串聯(lián)時2電阻的并聯(lián)n個電阻并聯(lián)可等效為一個電阻并聯(lián)各電阻兩端的電壓相同分流公式兩個電阻并聯(lián)時3 電阻的混聯(lián)計算舉例解： Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2

24、R3R4R5R6ab由a、b端向里看， R2和R3，R4和R5均連接在相同的兩點之間，因此是并聯(lián)關(guān)系，把這4個電阻兩兩并聯(lián)后，電路中除了a、b兩點不再有結(jié)點，所以它們的等效電阻與R1和R6相串聯(lián)。 電阻混聯(lián)電路的等效電阻計算，關(guān)鍵在于正確找出電路的連接點，然后分別把兩兩結(jié)點之間的電阻進行串、并聯(lián)簡化計算，最后將簡化的等效電阻相串即可求出。 分析：1.4.2 支路電流法 支路電流法是以支路電流為未知量，直接應(yīng)用KCL和KVL，分別對節(jié)點和回路列出所需的方程式，然后聯(lián)立求解出各未知電流。 一個具有b條支路、n個節(jié)點的電路，根據(jù)KCL可列出（n1）個獨立的節(jié)點電流方程式，根據(jù)KVL可列出b(n1)個

25、獨立的回路電壓方程式。圖示電路（2）節(jié)點數(shù)n=2，可列出21=1個獨立的KCL方程。（1）電路的支路數(shù)b=3，支路電流有i1 、i2、 i3三個。（3）獨立的KVL方程數(shù)為3(21)=2個?；芈稩回路節(jié)點a 解得：i1=1A i2=1Ai10說明其實際方向與圖示方向相反。對節(jié)點a列KCL方程：i2=2+i1例：如圖所示電路，用支路電流法求各支路電流及各元件功率。解：2個電流變量i1和i2，只需列2個方程。對圖示回路列KVL方程：5i1+10i2=5各元件的功率： 5電阻的功率：p1=5i12=5(1)2=5W 10電阻的功率： p2=10i22=512=10W 5V電壓源的功率： p3=5i1

26、=5(1)=5W 因為2A電流源與10電阻并聯(lián)，故其兩端的電壓為：u=10i2=101=10V，功率為：p4=2u=210=20W 由以上的計算可知，2A電流源發(fā)出20W功率，其余3個元件總共吸收的功率也是20W，可見電路功率平衡。例：如圖所示電路，用支路電流法求u、i。解：該電路含有一個電壓為4i的受控源，在求解含有受控源的電路時，可將受控源當(dāng)作獨立電源處理。對節(jié)點a列KCL方程： i2=5+i1對圖示回路列KVL方程：5i1+i2=4i1+10 由以上兩式解得： i1=0.5Ai2=5.5A電壓：u=i2+4i1=5.5+40.5=7.5V1.4.3 節(jié)點電壓法 對只有兩個節(jié)點的電路，可用

27、彌爾曼公式直接求出兩節(jié)點間的電壓。彌爾曼公式：式中分母的各項總為正，分子中各項的正負符號為：電壓源us的參考方向與節(jié)點電壓uab的參考方向相同時取正號，反之取負號；電流源is的參考方向與節(jié)點電壓uab的參考方向相反時取正號，反之取負號。如圖電路，根據(jù)KCL有：i1+i2-i3-is1+is2=0設(shè)節(jié)點ab間電壓為uab，則有：因此可得：例：用節(jié)點電壓法求圖示電路中節(jié)點a的電位ua。解：求出ua后，可用歐姆定律求各支路電流。Va = +5V a 點電位：ab15Aab15A例例電路中的電位及其計算方法1、電位的概念 電位實際上就是電路中某點到參考點的電壓，電壓常用雙下標(biāo)，而電位則用單下標(biāo)，電位的

28、單位也是伏特V。 電位具有相對性，規(guī)定參考點的電位為零電位。因此，相對于參考點較高的電位呈正電位，較參考點低的電位呈負電位。Vb = - 5V b點電位：12V例求開關(guān)S打開和閉合時a點的電位值。12V6K4K20K12VS 解畫出S打開時的等效電路：baSbadc6K4Kc20K12V 顯然，開關(guān)S打開時相當(dāng)于一個閉合的全電路，a點電位為：S閉合時的等效電路：6K4K20K12V12VbacS閉合時，a點電位只與右回路有關(guān)，其值為：dd2、電位的計算例電路如下圖所示，分別以A、B為參考點計算C和D點的電位及UCD。10 V2 +5 V+3 BCDIA 解以A點為參考電位時I =10 + 53

29、 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以B點為參考電位時VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V* 電路中某一點的電位等于該點到參考點的電壓；*電路中各點的電位隨參考點選的不同而改變，但是任意兩點間的電壓不變。1.4.4 實際電源模型及其等效變換實際電源的伏安特性或 可見一個實際電源可用兩種電路模型表示：一種為電壓源Us和內(nèi)阻Ro串聯(lián)，另一種為電流源Is和內(nèi)阻Ro并聯(lián)。同一個實際電源的兩種模型對外電路等效，等效條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相等例：用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流i1和i

30、2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：1.5 電路定理1.5.1 疊加定理在線性電路中，任何一條支路的電流（或電壓），都是各個電源單獨單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。這就是疊加定理。說明：當(dāng)某一獨立源單獨作用時，其他獨立源置零。計算功率時不能應(yīng)用疊加原理！I =II+=IR1+R2ISUS*當(dāng)恒流源不作用時應(yīng)視為開路IR1+R2US+IR1R2IS*當(dāng)恒壓源不作用時應(yīng)視為短路4VR1R22A22I求 I解：應(yīng)用疊加定理R12AIR2R1R2I4V例12V+_7.2V電源單獨作用時：用疊加原理求下圖所示電路中的I2。根據(jù)疊加原理: I2 = I2 + I2=1+(1)

31、=0例BAI237.2V+_212V+_612V電源單獨作用時： 解BA37.2V+_26I2I2應(yīng)用疊加定理要注意的問題1. 疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。 2. 疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。3. 解題時要標(biāo)明各支路電流、電壓的正方向。原電路中各電壓、電流的最后結(jié)果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。4. 疊加定理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率，即功率不能疊加。如：5. 運用疊加定理時也可以把電源分組求解，每個分支電路的電源個數(shù)可能不止一個。 設(shè)：則

32、：R3I3=+1.5.2 戴維南定理對外電路來說，任何一個線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，都可以用一條含源支路即電壓源和電阻串聯(lián)的支路來代替，其電壓源電壓等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓uOC，電阻等于線性有源二端網(wǎng)絡(luò)除源后兩端間的等效電阻Ro。這就是戴維南定理。NabusRoab+適用范圍：只求解復(fù)雜電路中的某一條支路電流或電壓時。無源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中沒有電源ABAB有源二端網(wǎng)絡(luò)： 二端網(wǎng)絡(luò)中含有電源 戴維南定理中的“等效代替”，是指對端口以外的部分“等效”，即對相同外接負載而言，端口電壓和流出端口的電流在等效前后保持不變。注意：已知：R1=20 、 R2=30 R3=30 、 R4=20 U=10V

33、求：當(dāng) R5=16 時，I5=?R1R3+_R2R4R5UI5R5I5R1R3+_R2R4U等效電路有源二端網(wǎng)絡(luò)例US =UOC先求等效電源US及R0I520+_AB30302010V16USR0+_AB 求戴維南等效電路解R0 =RABUOC20+_A+_30302010VBCD再求輸入電阻RAB 恒壓源被短接后，C、D成為一點，電阻R1和 R2 、R3 和 R4 分別并聯(lián)后相串聯(lián)。即： R0=RAB=20/3030/20 =12+12=24 得原電路的戴維南等效電路CR020A303020BDA2V24+_16I5B由全電路歐姆定律可得：戴維南定理應(yīng)用舉例US =(30/50) RS +3

34、0 US =(50/100) RS +50R0 =200 k US =150V1. 如圖所示有源二端網(wǎng)絡(luò)，用內(nèi)阻為50k的電壓表測出開路電壓值是30V，換用內(nèi)阻為100k 的電壓表測得開路電壓為50V，求該網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路。解有源VU0二端網(wǎng)絡(luò)U0150V200KR根據(jù)測量值列出方程式：1.6 電路過渡過程分析1.6.1 過渡過程與換路定理1過渡過程過渡過程：電路從一個穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，電壓、電流等物理量經(jīng)歷一個隨時間變化的過程。條件：電路結(jié)構(gòu)或參數(shù)的突然改變。產(chǎn)生過渡過程的原因：能量不能躍變。2換路定理換路：電路工作條件發(fā)生變化，如電源的接通或切斷，電路連接方法或參數(shù)值的突然

35、變化等稱為換路。換路定理：電容上的電壓uC及電感中的電流iL在換路前后瞬間的值是相等的，即：必須注意：只有uC 、 iL受換路定理的約束而保持不變，電路中其他電壓、電流都可能發(fā)生躍變。例：圖示電路原處于穩(wěn)態(tài)，t=0時開關(guān)S閉合，求初始值uC(0+)、iC(0+)和u(0+)。解：由于在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電感L相當(dāng)于短路、電容C相當(dāng)于開路，因此t=0-時電感支路電流和電容兩端電壓分別為：在開關(guān)S閉合后瞬間，根據(jù)換路定理有： 由此可畫出開關(guān)S閉合后瞬間即時的等效電路，如圖所示。由圖得：u(0+)可用節(jié)點電壓法由t=0+時的電路求出，為：1.6.2 RC電路的過渡過程分析1電容充電過程分析圖示電路，電

36、容C無初始儲能，uC(0+)=0V，t=0時開關(guān)S閉合，電源對電容充電，從而產(chǎn)生過渡過程。根據(jù)KVL，得回路電壓方程為：從而得微分方程：而:解微分方程，得： 可見只要知道uC(0+)、uC()和三個要素，即可求出uC。這種利用三要素來求解一階線性微分方程解的方法稱為三要素法。 式中uC(0+)、uC()和分別為換路后電容電壓uC的初始值、穩(wěn)態(tài)值和電路的時間常數(shù)。時間常數(shù)=RC決定充電過程的快慢。對于圖示電路，由于uC(0+)=0， uC()=US，=RC，所以：充電電流為：uC及iC的波形如右圖所示。2電容放電過程分析圖示電路，開關(guān)S原來在位置1，電容已充有電壓Uo。t=0開關(guān)S從位置1迅速撥

37、到位置2，使電容C在初始儲能的作用下通過電阻R放電，產(chǎn)生電壓、電流的過渡過程，直到全部能量被消耗完為止。由于uC(0+)= Uo ， uC()=0，=RC，根據(jù)三要素法，得換路后電容電壓為：放電電流為：uC及iC的波形如下圖所示。1.6.3 RL電路的過渡過程分析RL電路的過渡過程分析方法與RC電路相同，即根據(jù)換路后的電路列出微分方程，然后求解該微分方程即可。由于RL電路的微分方程也是一階常系數(shù)線性微分方程，所以三要素法對RL電路過渡過程的分析同樣適用，但需注意RL電路的時間常數(shù)為：=L/R。例如，電感L中的電流iL為：第2章 磁場和磁路磁力線與電流的方向確定安培力f的方向直導(dǎo)體中產(chǎn)生的感生電

38、動勢（切割電動勢）。 E=Blvsin Em=Blv右手定則判感生電動勢的方向。發(fā)電機制作原理。確定切割電動勢e的方向楞次定律（減同增異）:確定變壓器電動勢e的方向。變壓器電動勢（線圈中的磁通變化時，線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢）是變壓器制作原理。法拉第電磁感應(yīng)定律：e=+wd/dt線圈中感生電動勢的大小與線圈中磁通的變化速度成正比。自感：由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫“自感現(xiàn)象”。電感：L=/I 1H=103mH自感電動勢：El=Li/t應(yīng)用： 日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動勢來點燃燈管的，同時也利用它來限制燈管的電流。 開關(guān)斷開處易產(chǎn)生電弧。 a、滅弧裝置。b、L處并接電阻或電

39、容。第3章 單相正弦交流電電流（電壓、電動勢）的大小和方向都隨時間變化而變化。分類： 正弦交流電：i、n、e隨時間按正弦規(guī)律變化。 分為單相正弦交流電和三相正弦交流電。 非正弦交流電：i、n、e隨著時間，但不按正弦規(guī)律變化。正弦交流電的幾個基本物理量 i=Imsin(wt+i) e=E msin(wt+e) n=U msin(wt+n) 瞬時值和最大值 i、n、e：某一時刻的值。 Im、Um、Em：瞬時值中的最大值。0 t i 頻率(f)：指在1秒鐘內(nèi)交流電變化的次數(shù)。 赫茲（HZ） KHZ MHZ 1KHZ=103HZ 1MHZ=106HZ角頻率（） ：表示正弦交流電變化的快慢。（弧度） =

40、2f周期（T）：指交流電變化一次所需要的時間。（S） T=1/f （50HZ 0.02秒）第4章 三相正弦交流電第5章 電子技術(shù)常識晶體管二極管三極管N型二極管NPN型三極管P型二極管PNP型三極管晶閘管參見教材P137頁一、晶體二極管1、PN結(jié)及其特性半導(dǎo)體：硅和鍺摻雜后：P型和N型 形成PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。P區(qū)正極，N區(qū)負極， 正偏則導(dǎo)通 ； 反之：截止。KA2、二極管的極性判別測量：正向電阻小，反向電阻大。步驟：指針式萬用表選電阻R*1擋，用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻，讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對引腳，此時黑表筆（該端接內(nèi)部電池的正端）的引腳為陽極，紅表筆的引腳為陰極。3

41、、二極管好壞判斷測二極管時，使用數(shù)字萬用表的二極管的檔位。若將紅表筆接二極管陽（正）極，黑表筆接二極管陰（負）極，則二極管處于正偏，萬用表有一定數(shù)值顯示。若將紅表筆接二極管陰極，黑表筆接二極管陽極，二極管處于反偏，萬用表高位顯示為“1”或很大的數(shù)值，此時說明二極管是好的。在測量時若兩次的數(shù)值均很小，則二極管內(nèi)部短路；若兩次測得的數(shù)值均很大或高位為“1”，則二極管內(nèi)部開路。4、二極管的伏安特性正向特性：正向特性起始部分的電流幾乎為零。當(dāng)正向電壓超過某一值后，正向電流增長得很快，稱為正向?qū)ǎ撾妷褐捣Q為死區(qū)電壓，其大小與材料和溫度有關(guān)。通常，硅管的死區(qū)電壓約為0.5伏，鍺管約為0.1伏。正向?qū)?/p>

42、時，硅管的管壓降約為0.60.8伏，鍺管的管壓降約為0.20.3伏。理想二極管管壓降可近似認(rèn)為零。反向特性：當(dāng)外加反向電壓時，由于少數(shù)載流子的漂移運動，形成很小的反向電流。它有兩個特點：一是隨溫度的上升增加很快；二是反向電壓在一定的范圍內(nèi)變化，反向電流基本不變。5、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管的工作原理：穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的，即工作在反向擊穿區(qū)。穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。 這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。穩(wěn)壓管的測試：從外形上看，金屬

43、封裝穩(wěn)壓二極管管體的正極一端為平面形，負極一端為半圓面形。塑封穩(wěn)壓二極管管體上印有彩色標(biāo)記的一端為負極，另一端為正極。對標(biāo)志不清楚的穩(wěn)壓二極管，也可以用指針式萬用表判別其極性，測量的方法與普通二極管相同，即用萬用表R1k檔，將兩表筆分別接穩(wěn)壓二極管的兩個電極，測出一個結(jié)果后，再對調(diào)兩表筆進行測量。在兩次測量結(jié)果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩(wěn)壓二極管的正極，紅表筆接的是穩(wěn)壓二極管的負極。若測得穩(wěn)壓二極管的正、反向電阻均很小或均為無窮大，則說明該二極管已擊穿或開路損壞。穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低

44、到零伏或輸出不穩(wěn)定。 二、晶體三極管1、結(jié)構(gòu)2、三極管的極性判別PNPc e b c e b NNPc e b e b c 步驟：首先判別發(fā)射極e，把指針式萬用表置于R*100擋或R*1K擋，黑表筆接假設(shè)的發(fā)射極，紅表筆接另外兩極，當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時，黑表筆接的就是單結(jié)晶體管的發(fā)射極e。 3、單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)IEuEUVUPUV、IV -谷點電壓、電流（維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小 電壓、電流。）UP- 峰點電壓（單結(jié)管由截止變導(dǎo)通 所需發(fā)射極電壓。）4、三極管的電流放大作用Ie=Ib+Ic （發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）=Ic/Ib Ic=Ib晶體管放大電路：GB1 Rb Ib bce RcIcI

45、eGB2輸入特性 死區(qū)電壓：Ib極小，V硅=0.5V，VGe=0.2V輸出特性 三個區(qū)域：（1）截止區(qū)：Ib=0時，Ic0。 （2）飽和區(qū)： （3）放大區(qū) Ic=Ib三、晶閘管1、結(jié)構(gòu)2、晶閘管的極性判別步驟：指針式萬用表選電阻R*1擋，用紅、黑兩表筆分別測任意兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對引腳，此時黑表筆的引腳為控制極G，紅表筆的引腳為陰極K，另一空腳為陽極A。3、可控性：當(dāng)晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加上適當(dāng)?shù)恼蜷T極電壓后， 晶閘管才能由截止變?yōu)閷?dǎo)通。晶閘管一旦導(dǎo)通后，門極失去可控作用。4、單向?qū)щ娦裕簩?dǎo)通的晶閘管，不管門極有沒有電壓，陽極一旦加上反向電壓，晶閘管就由導(dǎo)

46、通變?yōu)榻刂埂?、晶閘管的導(dǎo)通條件1）陽極與陰極之間加上正向電壓；2）門極與陰極之間加上適當(dāng)?shù)恼螂妷骸?、晶閘管關(guān)斷的條件使流過晶閘管的陽極電流小于晶閘管規(guī)定的維持電流。7、關(guān)斷實現(xiàn)的方式1）減小陽極電壓2）增大負載電阻3）加反向陽極電壓6.1 電工測量儀表的分類6.2 電工測量儀表的型式6.3 電流的測量6.4 電壓的測量6.5 萬用表6.6 用電橋測量電阻、電容與電感6.7 兆歐表6.8 功率的測量6.9 非電量的電測法6.10 示波器、晶體管圖示儀第6章 電工測量 電路中的各個物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計算的方法外，常用電工測量儀表去測量。 電工測量

47、技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點： 電工測量 1.電工測量儀表的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并有足夠的精確度。 2.電工測量儀表可以靈活地安裝在需要進行測量的地方，并可實現(xiàn)自動記錄。 3.電工測量儀表可實現(xiàn)遠距離的測量問題。 4.能利用電工測量的方法對非電量進行測量。6.1 電工測量儀表的分類1.按照被測量的種類分類 次 序被測量的種類 儀表名稱 符 號 電流表 毫安表 電壓表 千伏表 功率表 千瓦表 電度表 相位表 頻率表 歐姆表 兆歐表1 電 流2 電 壓3 電功率4 電 能5 相位差 6 頻 率7 電 阻AmAVkVWkWfMkWh2.按照工作原理分類型 式符 號被測量的種類磁電式整流式電磁式電動式電流

48、的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直 流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流3.按照電流的種類分類（見上表）4.按照測量方法分類：直讀式、比較式 5.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值） 目前我國直讀式電工測量儀表按照準(zhǔn)確度分為0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七級。 準(zhǔn)確度是電工測量儀表的主要特性之一。 準(zhǔn)確度較高（0.1， 0.2， 0.5）的儀表常用來進行精密測量或校正其他儀表。相對額定誤差 準(zhǔn)確度是電工測量儀表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對額定誤差來分級

49、的。例：一準(zhǔn)確度為2.5級的電壓表，其最大量程為50V， 正常情況下, 可認(rèn)為最大基本誤差是不變的, 所以被測量值比滿標(biāo)值愈小，則相對測量誤差就愈大。 如用上述電壓表來測量實際值為10V的電壓時，相對誤差為 測量實際值為40V的電壓時，相對誤差為 在選用儀表的量程時，一般應(yīng)使被測量的值超過儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為電工測量儀表上的幾種符號符 號意 義3 或 2 kV 或 或 直 流交 流交直流三相交流儀表絕緣試驗電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60度放置60 直讀式儀表測量各種電量的基本原理 利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)

50、動轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T = f ( I )1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩 T 的部分 使儀表可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。3）阻尼器 能產(chǎn)生制動力（阻尼力）的裝置，使儀表可動部分能迅速靜止在平衡位置。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC 的部分 當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T 時，儀表可動部分平衡在一定的位置。6.2 電工測量儀表的型式6.2.1 磁電式儀表1. 結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心OO線圈(1) 固定部分 馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2) 可動部分 鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。 極掌與鐵心之間的空氣隙的長度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場。2.

51、 工作原理(1) 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T 的產(chǎn)生(2) 阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生 在線圈和指針轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。 線圈通入電流 I 電磁力 F線圈受到的轉(zhuǎn)矩 T = k1IFSNF 線圈通入電流 I 電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動， 彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即 TC= k2 當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與線圈受到的轉(zhuǎn)矩T達到平衡時，可動部分停止轉(zhuǎn)動，此時有T = TC 當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩達到平衡即TC= T 時，可轉(zhuǎn)動部分便停止轉(zhuǎn)動， T = k1I ， TC= k2 。儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。3. 阻尼作用的產(chǎn)生 當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流

52、，其電流再與磁場作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的制動力，于是可轉(zhuǎn)動部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。 即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。 4.用途 5.優(yōu)點： 刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強；消耗 電能量?。皇芡饨绱艌鲇绊懶?。 缺點： 只能測量直流；價格較高；不能承受較大過載。 測量直流電壓、直流電流及電阻。6.2.2 電磁式儀表1. 結(jié)構(gòu) 主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動鐵片。圓形線圈小室312450推斥式電磁式儀表固定鐵片可動鐵片2. 工作原理儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩 T = k I 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針

53、的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即 當(dāng) T = TC 時，可動部分停止轉(zhuǎn)動， 即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流 有效值的平方成正比。 線圈通入電流 I 磁場 線圈通入電流 I 磁場 固定和可動鐵片均被磁化(同一端的極性是相同的) 可動片因受斥力而帶動指針轉(zhuǎn)動， 交流為有效值 因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的。 與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動產(chǎn)生阻尼力 空氣阻尼器。3. 用途 4. 優(yōu)點： 構(gòu)造簡單；價格低廉；可用于交直流；能測量較大的電流；允許較大的過載。 缺點： 刻度不均勻；易受外界磁場及鐵片中磁滯和渦流（測量交流時）的影響，因此準(zhǔn)確

54、度不高。 測量交流電壓、交流電流。6.2.3 電動式儀表1. 結(jié)構(gòu) 有兩個線圈：固定線圈和可動線圈。可動線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。 螺旋彈簧固定線圈可動線圈空氣阻尼器 產(chǎn)生阻尼力 2. 工作原理FF可動線圈固定線圈 固定線圈中的電流 I1 ( i1 ) 磁場 可動線圈中的電流 I2 ( i2 )與磁場相互作用電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動， 儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩通入直流時，T=k1I1I2通入交流時， T=k1I1I2cos i1和i2的有效值i1和i2之間的相位差彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即 當(dāng) T = TC 時，可動部分停

55、止轉(zhuǎn)動， 即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個電流(對交流為有效值)的乘積成正比。 儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩 通入直流時，T=k1I1I2通入交流時，T=k1I1I2cos = kI1I2 （直流） = kI1I2 cos （交流）i1和i2之間的相位差4. 優(yōu)點：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。 缺點：受外界磁場影響大；不能承受較大過載。3. 用途 測量交直流電壓、電流及功率。6.3 電流的測量 注意：極性和量程。電流表的內(nèi)阻要很小。 測量直流電流通常用磁電式電流表， 若要擴大電流表的量程，可在測量機構(gòu)上并聯(lián)一個分流電阻 RA 。 電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，I負載AI負載RAR0I0式中：R0 測量機構(gòu)

56、的電阻 RA 分流器的電阻 測量直流電流通常用磁電式電流表，測量交流電流通常用電磁式電流表。由可得，分流電阻 可知，需擴大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小。例: 有一磁電式電流表，當(dāng)無分流器時，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA，表頭電阻為20 。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問分流器的電阻應(yīng)為多大？電流測量前，對電流要有大致估計： 選安培表、毫安表、微安表。 6.4 電壓的測量電壓表的內(nèi)阻要很高。 測量直流電壓通常用磁電式電壓表， 若要擴大電壓表的量程，可在測量機構(gòu)上串聯(lián)一個倍壓電阻 RV 。電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測電路兩端，式中：R0 測量機構(gòu)的電阻 RV 倍壓器的電阻U負載V+U負載+R0RV+U0 測量直

57、流電壓通常用磁電式電壓表，測量交流電流通常用電磁式電壓表。由可得，串聯(lián)電阻可知，需擴大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。例: 有一電壓表，其量程為50V，內(nèi)阻為2000 。今欲使其量程擴大到300V，問還需串聯(lián)多大電阻的倍壓器？接線方式上，直流電（注意“+”、“-”極性）；交流電（600V以上通過電壓互感器，將二次側(cè)的電壓變換到100V）。低值電阻測量： 粗測用萬用表測量； 精確測量11范圍的中等電阻值用單臂電橋。 精確測量1以下的小電阻值用雙臂電橋。 高值電阻測量： 用兆歐表測量。 兆歐表由測量機構(gòu)和高壓電源組成。 高壓電源：采用手搖發(fā)電機，輸出電壓有500V、 1000V、2500V、5000

58、V幾種。 測量機構(gòu)：采用磁電系地率表：兩個動圈，永久磁鐵極掌、缺口鐵芯、指針。電阻的測量6.5.1 磁電式萬用表用來測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等。1.直流電流的測量 測量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+- RA1 RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了分流器的電阻，從而改變了電流的量程。量程愈大，分流器電阻愈小。6.5 萬用表直流調(diào)整電位器萬用表基本結(jié)構(gòu)：表頭（測量機構(gòu)），測量線路，轉(zhuǎn)換開關(guān)、電池、面板、表殼等。2.直流電壓的測量RV1 RV3構(gòu)成倍壓器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了倍壓器的電阻，從而改

59、變了電壓的量程。量程愈大，倍壓器電阻愈大。 測量直流電壓的原理電路RARRV2RV1RV325V5V1VA+-+-3.交流電壓的測量 磁電式儀表只能測量直流，如果要測量交流，需加整流元件，如圖中D1和D2。 測量交流電壓的原理電路R100VA+-+-10VD1D2RV1RV2600正半周時，電流流經(jīng)D1和部分電流流經(jīng)微安表流出。負半周時，電流直接流經(jīng)D2從“+”端流出。可見，通過微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。可見，通過微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值?？梢?，通過微安表的是半波電流，

60、讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。普通萬用表只適合測量頻率為451000Hz的電壓。 測量交流電壓的原理電路R100VA+-+-10VD1D2RV1RV26004.電阻的測量 測量電阻時，需接入電池，被測電阻愈小，電流愈大，則指針偏轉(zhuǎn)的角度愈大。 測量電阻的原理電路RA+-+1.7k-+1.5V10100（調(diào)零）注意：(1) 測量前應(yīng)先將“+”、“-”兩端短接，看指針是否指在零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器（圖中 1.7k電阻）進行校正。 (2) 絕對不能在帶電線路上測量電阻。用完應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到高電壓檔。 MF-30型萬