（中職）電工技術基礎與技能（第2版）項目三 直流電阻電路的應用電子課件（）

YCF（中職）電工技術基礎與技能（第2版）項目三直流電阻電路的應用電子課件項目三

直流電阻電路的應用知識目標1．熟練掌握電阻串、并聯(lián)的特點和作用，掌握簡單混聯(lián)電路的分析和計算。2．掌握電路中各點電位及兩點間電壓的分析和計算，并掌握其測量方法。3．熟練掌握基爾霍夫定律、疊加定理和戴維寧定理的內容和適用場合。4.熟練運用支路電流法、疊加定理和載維寧定理來分析，計算復雜直流電路。5.理解電壓源和電流源的概念，并掌握它們之間的等效變換。6.了解驗證基爾霍夫定律、戴維寧定理和疊加定理的實驗方法。技能目標1．實驗證明電路中電位的相對性，電壓的絕對性。2．用實驗數(shù)據驗證基爾霍夫定律，加深對基爾霍夫定律的理解。3．熟練操作萬用表，熟練掌握測量電路中的電壓、電流、電位的基本技能。4.熟練使用儀器儀表的技術。5.利用電阻的串、并聯(lián)規(guī)律分析電表改裝的原理。6.了解常用導線和電工絕緣材料的分類及應用。7.通過實際操作，熟悉掌握常用導線之間的連接方法,導線與設備的連接方法。一、電阻串聯(lián)電路把兩個電阻連接起來的方式有兩種，一種是串聯(lián)，另一種是并聯(lián)，這兩種連接方式是多個電阻進行連接的基礎。將兩個或兩個以上的電阻順次連接成一行的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。如圖2-1所示。

圖2-1電阻的串聯(lián)

圖3-2

兩個電阻的串聯(lián)在圖3-2中，流過R1、R2的電流相等，用I表示，I在R1上產生的電壓為U1，在R2上產生的電壓為U2，則所以即一個2電阻和一個3的電阻串聯(lián)后接在電路中所產生的電流與一個5電阻接在電路中所產生的電流是相同的，如圖3-3所示。圖3-3串聯(lián)電路的等效電阻令電壓與電流之比為，R為串聯(lián)電路的等效電阻。

所以串聯(lián)電路的等效電阻為

R

=R1

+R2+

R3+…

3．電阻串聯(lián)分壓公式因為串聯(lián)時各電阻上的電壓的分配所以

U1:U2=

R1:R2即大電阻上電壓大，小電阻上電壓小。可以導出這就是串聯(lián)電路的分壓公式，可以用它來計算各串聯(lián)電阻上的電壓。4．電阻串聯(lián)的總電壓電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，即U=

U1+

U2

5．串聯(lián)電阻電路消耗的總功率P

等于各串聯(lián)電阻消耗的功率之和，即

由此可得，電路取用的總功率等于各電阻取用的功率之和，即IU=

IU1+

IU2

6．串聯(lián)電路的計算在分析串聯(lián)電路時，通常先根據已知的各個電阻計算出總的等效電阻，再用電源電壓除以等效電阻得到回路電流，最后各電阻上的電壓等于電流與該電阻的乘積?！纠?-1】將電阻R130，R240，R350串聯(lián)后外接6V電壓，如圖3-4所示。計算等效電阻R、電路中電流I及各部分電壓U1，U2，U3。圖3-4

例3-1圖解：（1）直接利用3-2公式，等效電阻R

=R1+R2+R3=30+40+50=120（W）； （2）利用歐姆定律公式 I=U/R=6/120=0.05

（A）=50（mA） （3）應用電阻串聯(lián)分壓原理，=30×0.05=1.5（V）

=40×0.05=2（V）；

=50×0.05=2.5（V）【例3-2】如圖3-5所示，想要用兩個電阻串聯(lián)將10V電壓分成7V和3V，要求總的等效電阻為200W，那么兩個電阻應各為多少？解：由于R1和R2電阻是串聯(lián)的，所以R1和R2中的電流是相等，直接利用歐姆定律公式，有10/2000.05（A）；（2）由于R1和R2電阻的電壓是已知，R1和R2中的電流也求出，直接利用歐姆定律公式，則有圖3-5

例3-2圖

=7/0.05=140（W）；=3/0.05（W）=60（W）二、電阻并聯(lián)電路

將兩個或兩個以上的電阻并列（首與首、尾與尾）連接的方式稱為電阻的并聯(lián)，如圖3-6所示。圖3-6電阻的并聯(lián)圖3-6

電阻的并聯(lián)1．電阻并聯(lián)時的電壓因為兩個電阻并聯(lián)時首與首、尾與尾連接，所以并聯(lián)電阻的端電壓相等，且等于電路兩端的電壓，即 U=

U1=

U2

2．并聯(lián)的等效電阻如圖3-7所示，將R1=2W，R2=3W兩電阻并聯(lián)后外加6V電壓，其等效電阻是多少呢？在圖3-7中，加在R1、R2兩端的電壓相等，用U表示，U在R1上產生的電流為I1，在R2上產生的電流為I2，即

I1

=

U/R1

I2

=

U/R2令電壓與電流之比為，R為并聯(lián)電路的等效電阻。即一個2W電阻和一個3W的電阻并聯(lián)后接在電路中所產生的電流與一個1.2W電阻接在電路中所產生的電流是相同的，如圖3-8所示。所以兩個電阻并聯(lián)時的等效電阻為圖3-7

兩個電阻的并聯(lián)

圖3-8

并聯(lián)電路的等效電阻當多個電阻并聯(lián)時，有3．并聯(lián)電路中的總電流等于各電阻中流過的電流之和，即 I=

I1+I2

4．電阻并聯(lián)分流公式因為并聯(lián)時各電阻上的電流分配所以

I1:I2=

R2:R1即電流的大小與電阻的大小成反比，大電阻上電流小，小電阻上電流大。可以推導出

（3-11）式（3-11）為并聯(lián)電路的分流公式，由此可見通過并聯(lián)電阻能達到分流的目的。并聯(lián)電路中，流過各電阻的電流與其電阻值成反比，阻值越大的電阻分到的電流越小，可以用它來計算各并聯(lián)電阻上的電流。電流的分配如圖3-9所示。5．并聯(lián)電阻電路消耗的總功率并聯(lián)電阻電路上消耗的總功率等于各電阻上消耗的功率之和，即可見，各并聯(lián)電阻消耗的功率與其電阻值成反比。6．并聯(lián)電路的計算在分析并聯(lián)電路時，通常先根據已知的各個電阻計算出總的等效電阻，再用電源電壓除以等效電阻得到干路上的總電流，最后各支路電阻上的電流可以用分流公式求出?！纠?-3】求三個電阻R1=6W，R2=3W，R3=2W并聯(lián)后的等效電阻。解：計算等效電阻R。我們直接利用3-9公式，則有【例3-4】如圖3-10所示電路，若要將10A電流用并聯(lián)形式分流為8A和2A，而且并聯(lián)的等效電阻是8W，R1、R2各應為多少？解：（1）根據電阻并聯(lián)時端電壓相等原理，則有U=IR=10′8=80（V）（2）根據歐姆定律求出R1、R2則有R1=U/I1=80/8=10（W）R2=U/I2=80/2=40（W）

三、電阻混聯(lián)電路

既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路叫電阻的混聯(lián)電路，如圖3-11所示。圖3-11

電阻的混聯(lián)對于混聯(lián)電路的計算，可先從單純的串聯(lián)和并聯(lián)電路部分開始，通過若干次串、并聯(lián)等效電阻的求解，最終得到混聯(lián)電路的等效電阻?！纠?-5】電路如圖3-12（a）所示。其中的電阻R1=5W，R2=2W，R3=4W，R4=3W，求總的等效電阻是多少。圖3-12

例3-5圖解：（1）首先將R2與R3串聯(lián)則有R23

=

2+4

=

6（W）；（2）再將R23與R4并聯(lián)則有R234

=

6′3/(6+3)=

2（W）；（3）最后將R234與R1串聯(lián)則有R1234

=

5+2

=

7（W）由此可知，再求等效電阻時要一步一步去解決問題，逐步將復雜的混聯(lián)電路，化簡為簡單電路?！纠?-6】如圖3-13（a）所示電路，已知R1

=

2W，R2

=

6W，R3

=

3W，U

=

12V，試求總的等效電阻及各部分電流。圖3-13

例3-6圖解：（1）電路總的等效電阻可由圖3-13（a）逐步化簡為圖3-13（c），所以R123=4W。（2）根據歐姆定律和分流公式（3-11），求出各部分電流I1、I2、I3分別為I1=

U/R123=12/4=3（A）I1=

U/R123=12/4=3（A）（A）（A）綜上所述，電阻既可以串聯(lián)連接也可以并聯(lián)連接，但是連接方式不同，電路中的各個物理量所遵循的規(guī)律就不同，詳見表3-1。連接方式與作用電流電壓等效電阻分壓公式和分流公式串聯(lián)電路具有分壓作用流過各個電阻的電流相等總電壓等于各個串聯(lián)電阻電壓之和等于各個串聯(lián)電阻之和并聯(lián)電路具有分流作用總電流等于各支路電流之和各并聯(lián)電阻兩端電壓相等等效電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和表3-1

串、并聯(lián)電路的規(guī)律四、萬用表的工作原理萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭，當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。1．測直流電流原理如圖3-14所示，在表頭上并聯(lián)一個適當?shù)碾娮瑁ń蟹至麟娮瑁┻M行分流，就可以擴展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測量范圍。圖3-14測直流電流原理2．測直流電壓原理如圖3-15所示，在表頭上串聯(lián)一個適當?shù)碾娮柽M行分壓，就可以擴展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測量范圍。圖3-15測直流電壓原理3．測交流電壓原理萬用表的表頭是直流表，所以測量交流時，需加裝一個串、并式半波整流電路，將交流進行整流變成直流后再通過表頭，如圖3-16所示。這樣就可以根據直流電的大小來測量交流電壓。擴展交流電壓量程的方法與直流電壓量程相似。圖3-16測交流電壓原理圖3-16測交流電壓原理4．測電阻原理1）測量原理在表頭上串聯(lián)適當?shù)碾娮?，同時串接一節(jié)電池，如圖3-17所示。將被測電阻串聯(lián)Rx在測量電路中，由表頭測回路電流值。再由歐姆定律換算出電阻值，最后將換算出的阻值刻于對應電流的刻度上。如果已知E、R、Rg，當電流通過被測電阻，根據電流的大小，就可測量出電阻值。根據歐姆定律則有I（Rx+Rp+Rg）=E或（3-13）I（Rx+Rp+Rg）=E或2）歐姆刻度的方向式（3-13）可變換為

從式（3-14）可以看出當被測電阻大時，電流??；被測電阻小時，電流大。這就是為什么歐姆刻度數(shù)值與電流刻度數(shù)值方向相反的原因。

（3-14）3）歐姆刻度中心阻值與非線性（1）歐姆刻度的中心阻值。對應萬用表表頭內部等效阻值，是歐姆擋擴展量程的設計依據。可由圖3-18說明原理，開始短接a、b兩端，調節(jié)電阻R使得電流計滿刻度，此時：則當接入回路后，回路電流為： （E為電池電動勢，為表頭內阻，為被測電阻）。所以，一旦E、、R確定后，回路電流僅由決定。當時，此時電流表指針指向刻度線中點，這時的電阻稱為歐姆表的中值電阻。由此方法可在電流計面板上刻度以顯示不同的阻值電阻。（2）歐姆刻度的非線性。由式（3-14）可以看出被測電阻與電流是非線性的關系，由于與呈非線性關系，所以歐姆表刻度為非均勻刻度。歐姆刻度線無窮大的方向（左邊）刻度非常密，呈現(xiàn)非線性的分布。在表盤中阻值越大，刻度越密，讀數(shù)時要注意。4）歐姆擋調零工作原理萬用表測量電流和電壓時表針是靠被測量驅動的，被測量越大，表針偏轉越大。被測量為零時，表針不動。而測量電阻時為了使表針偏轉，萬用表歐姆擋必須要加上電池。由于實際上作為電源的電池也不是恒定的，所以歐姆表還需做零歐姆調整，實際電路中應增加零歐姆調整電位器。電池與被測電阻、表頭、調零電阻構成回路，如圖3-19所示。從圖3-19中可知：I

=I0+Ig，即Ig

=I

-I0。當電池電壓下降，總電流I減小時，可以調整R0，使I0相應減小，保持表頭電流Ig不變。將以上幾種測量原理組合在一起，增加一些輔助電路，這就是萬用表的工作原理。圖3-18歐姆刻度中心阻值測量原理圖圖3-19歐姆擋調零工作原理一、電阻連接的應用1．電阻串聯(lián)的應用在電工、電子電路中，我們經?？吹礁鞣N各樣的電阻串聯(lián)電路。在實際應用中，它們的作用也不一樣，主要的應用如表3-2所示。應用電路常見電阻串聯(lián)連接典型應用作用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路分壓：常用幾個電阻的串聯(lián)構成分壓器，以達到同一電源能供給不同電壓的需要。左圖中R3、R4、R5構成串聯(lián)分壓取樣電路；R1偏置，R2限流小功率保溫器自動電飯鍋電路原理圖 限流：常用電阻的串聯(lián)來增大阻值，以達到限流的目的。左圖中R1、R2構成串聯(lián)分壓限流電路萬用表測量直流電壓 在電工測量中，應用串聯(lián)電阻來擴大電壓表的量程。左圖中是萬用表測量直流電壓電路原理圖，圖中R6、R7、R8、R9、R10構成串聯(lián)分壓電路應用電路常見電阻串聯(lián)連接典型應用作用直流分壓偏置電路左圖是電子線路直流分壓偏置電路，其中Rb1、Rb2為分壓電阻，它們大小直接影響UB的高低；同時也直接影響三極管[晶體三極管]的基極電流IB2．電阻并聯(lián)的應用電阻并聯(lián)的應用也經常出現(xiàn)在電工、電子電路中，利用電阻的并聯(lián)來降低電阻值，例如，將兩個1000W的電阻并聯(lián)使用，其電阻值則為500W。具體如表3-3所示。應用電路常見電阻并聯(lián)連接典型應用作用萬用表測量直流電流 分流：在電工測量中，常用并聯(lián)電阻的方法來擴大電流表量程。左圖中是萬用表測量直流電路原理圖，圖中R1、R2、R3、R4、R5構成閉環(huán)并聯(lián)分流電路照明電路工作電壓相同的負載都采用并聯(lián)接法。左圖是兩個36V白熾燈L1、L2接線原理圖。對于供電線路中的負載，一般都是并聯(lián)接法，負載并聯(lián)時各負載自成一個支路，如果供電電壓一定，各負載工作時相互不影響，某個支路負載改變，只會使本支路和供電線路的電流變化，而不影響其他支路。例如，工廠中的各種電動機、電爐、電烙鐵與各種照明燈都采用并聯(lián)接法，人們可以根據不同的需要啟動或停止各支路的負載二、用萬用表測電學量AT-9205B萬用表測量電阻、直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓的操作如表3-4所示。被測量圖示操作步驟注意事項直流電壓 ①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/插孔。 ②將功能轉換開關置于“V”范圍的合適量程。③表筆與被測電路并聯(lián)，紅表筆接被測電路高電位端，黑表筆接被測電路低電位端該儀表不得用于測量高于1000V的直流電壓交流電壓 ①表筆插法同“測直流電壓”。 ②將轉換開關置于“V～”范圍合適量程。③測量時表筆與被測電路并聯(lián)，但紅、黑表筆不用分極性該儀表不得用于測量高于700V的交流電壓直流電流 ①將黑表筆插入COM插孔，測量最大值不超過200mA電流時，紅表筆插“mA”插孔；測200mA～20A范圍電流時，紅表筆應插“20A”插孔。 ②將轉換開關置于“A”范圍合適量程。③將該儀表串入被測線路且紅表筆接高電位端，黑表筆接低電位端 ①如果量程選擇不對，過量程電流會燒壞保險絲，應及時更換。②最大測試電壓降為200mV交流電流 ①表筆插法同“測直流電流”。 ②將轉換開關置于“A～”范圍合適量程。③將儀表串入被測量線路，但紅、黑表筆不用分極性同“測直流電流”電阻 ①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/插孔（紅表筆極性為“+”）。 ②將轉換開關置于“”范圍適當量程。③紅、黑表筆各與被測電阻一端接觸①表筆開路狀態(tài)，顯示為“1”。②測量接在電路中的電阻時，不能帶電測量。需要首先斷開電路中的所有電源，再將被測電阻從電路中拆下才能測量。③所測電阻的值直接按所選量程的單位讀數(shù)。④測量大于1M電阻時，示數(shù)幾秒鐘后方能穩(wěn)定，屬正常現(xiàn)象任務二基爾霍夫定律

應用歐姆定律只可以分析、計算簡單的串、并聯(lián)電路，而對于復雜電路的分析、計算，歐姆定律存在一定的局限性。而基爾霍夫定律可以用來解決復雜電路的分析、計算問題。基爾霍夫定律是普遍適用于任何電路的一般規(guī)律，它由電流定律和電壓定律兩部分組成。當分析、計算復雜電路時，只要應用電流定律和電壓定律聯(lián)立方程組，再求解即可?；局R一、電路結構中的幾個名詞1.支路

電路中至少含有一個元件,兩點之間通過同一電流的不分叉的一段電路稱為支路。2.節(jié)點

電路中三條或三條以上支路的連接點,稱為節(jié)點。3.回路

電路中任意一個閉合路徑。

4.網孔

回路內部不含支路的稱網孔。二、基爾霍夫電流定律（KCL）

基爾霍夫電流定律指出：任意時刻，流入電路中某一節(jié)點的電流之和等于從該節(jié)點流出的電流之和。即

對于實際電路來說，事先可能并不知道該支路的電流是流入節(jié)點還是流出節(jié)點?？杉俣魅牍?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。在假設一個電流流動方向做參考方向后，再按假設的方向列等式。如圖2-16所示，則I1+I3+I5=I2+I4。圖3.20電路結構名詞及KCL【例3-7】如果在圖3-20中，已知I1

=

3A，I2

=

5A，I4

=

5A，I5

=

9A，求I3。解：根據基爾霍夫電流定律（3-15）式，則有I1+I3+I5

=

I2+I4I3

=

I2+I4-I1-I5

=

5+5-3-9

=

-2（A）由于各支路電流的方向是事先假設的，當計算后如果結果為負值，就說明事先假設的電流方向與實際的電流方向相反，I3的實際方向應該是流出節(jié)點。三、基爾霍夫電壓定律（KVL）

基爾霍夫電壓定律指出：在電路中的任意閉合回路內，各段電壓的代數(shù)和等于零。即

這里的閉合回路是指從電路中的某一點出發(fā)，按著一個繞行方向回到出發(fā)點時所經過的閉合環(huán)路。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。在繞行的過程中，所經過的各個電壓方向與繞行方向相同時電壓前取正號；相反時電壓前取負號，這就是代數(shù)和的含義。這里的電壓方向也是事先假設的參考方向。在如圖3-21所示電路中：-+-+=

0其中，，分別為電阻R1、R2兩端電壓，即

IR1-US

+

IR2

=

0可求出電流?！纠?-8】如圖3-22所示電路，已知R1=2W，R2=4W，R3=2W，US1=2V，US2=4V，應用基爾霍夫定律求I1、I2、I3的大小。解：根據式（3-15）得I1+I2=I3圖3-21

基爾霍夫電壓定律圖3-22

基爾霍夫定律的應用再應用式（3-16）分別針對左右兩個回路寫出電壓方程。I1R1-I2R2+US2-US1=

0I2R2+I3R3-US2=

0代入數(shù)據整理后得I1+I2=I3

I1-2I2+1=0

2I2+I3-2=0解得I1=0.2（A）；I2=0.6（A）；I3=0.8（A）四、基爾霍夫定律的應用1.

基爾霍夫電流定律（KCL）的應用圖3-23所示是電橋電路的原理圖。設US、R1、R2、R3、R4均為已知。通過電路的分析，得到電橋平衡的條件，從而找到制造平衡電橋儀表的理論根據。分析：電橋平衡是指A、B之間的電壓為零，這時接在A、B間的檢流計G中沒有電流通過。由于檢流計中沒有電流，根據KCL（流入A點的電流等于流出），所以R1與R2中電流相等，R3與R4中電流相等。設通過R1和R2的電流為Ia，通過R3和R4的電流為Ib則A、B兩點間電壓為零，也就是

UCA=UCBUCA=IaR1UCB=IbR3所以電橋平衡時，有圖3-23電橋電路的原理圖即 R1(R3+R4)=R3(R1+R2) 所以 R1R4=R2R3 這就是電橋平衡的條件。我們得到這個結論非常重要，它為我們制造平衡電橋找到了理論根據。在實際儀表中將R4換為被測電阻Rx，R1R2R3的數(shù)值是已知并且可以調整，當調節(jié)電橋R1R2R3的旋鈕，改變了R1R2R3值，使A、B之間的電壓為零，這時接在A、B間的檢流計G中沒有電流通過，此時電橋到達平衡。則Rx=（R2×R3）/R12.基爾霍夫定律（KVL）的應用在電子技術中，為了分析穩(wěn)壓電路中R1的取值范圍，我們可以通過分析如圖3-24所示電路，找到R1的取值范圍的理論依據。設Us=20V，R1=900W，R2=1

100W，穩(wěn)壓管Dz的穩(wěn)定電壓Uz=10V，最大穩(wěn)定電流Izm=8mA，分析穩(wěn)壓管中通過的電流Iz是否超過Izm?如果超過該怎么辦？圖3-24穩(wěn)壓電路原理圖對原電路應用基爾霍夫定律可列出如下方程組：Us=Uz+IR1R1（KVL對回路）IR1=IR2+IZ（KCL對節(jié)點）UZ=IR2R2代入數(shù)值求解得到Iz=2.02mA。

由上述分析可見，Iz﹤Izm。若Iz超過Izm，應增大R1使電流IR1減小，進而由Iz=IR1-IR2可使Iz減小。通常R1的選擇可依據下式進行:萬用表的組裝與調試一、MF-47型萬用表基本原理圖、組裝圖和PCB圖1.MF-47型萬用表的組成MF-47型萬用表基本原理圖如圖3-25所示。由圖中分析可知萬用表主要由測量顯示、測量電路和轉換裝置三部分組成。測量顯示俗稱表頭，用來指示被測電量的數(shù)值，通常為磁電式微安表。表頭是萬用表的關鍵部分，萬用表的靈敏度、準確度及指針回零等大都取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是以滿刻度的測量電流來衡量的，滿刻度偏轉電流越小，靈敏度越高。一般萬用表表頭靈敏度在10～100μA左右。測量電路的作用是把被測的電量轉化為適合于表頭要求的微小直流電流，它通常包括分流電路、分壓電路和整流電路。分流電路將被測大電流通過分流電阻變成表頭所需要的微小電流；分壓電路將被測高電壓通過分壓電阻變換成表頭所需的低電壓；整流電路將被測的交流電，通過整流轉變成所需的直流電。萬用表的各種測量物理量的種類及量程的選擇是靠轉換裝置來實現(xiàn)的，轉換裝置通常由轉換開關、接線柱、插孔等組成。轉換開關有固定觸點和活動觸點，它位于不同位置，接通相應的觸點，構成相應的測量電路。圖3-25萬用表基本原理圖

2.MF-47萬用表的組裝圖MF-47萬用表的組裝圖如圖3-26所示。

3．MF-47萬用表的PCB圖MF-47萬用表的PCB圖如圖3-27所示。4.萬用表各部分電路測量原理前面我們把萬用表部分電路的測量原理做了介紹（請組裝者參閱本教材有關內容），主要被測量有直流電流的測量、直流電壓、交流電壓和電阻。圖3-26MF-47萬用表的組裝圖圖3-27MF-47萬用表的PCB圖二、MF-47萬用表元器件和零部件的識別1.MF-47萬用表使用的電阻元件MF-47萬用表使用的電阻元件如表3-5所示。表3-5

MF-47萬用表使用的電阻元件阻值色環(huán)順序電阻作用阻值色環(huán)順序電阻作用0.94黑白黃銀棕直流500mA分流電阻40k黃黑黑紅棕直流電壓擋分壓電阻6.5藍綠黑銀棕直流電流擋分流電阻55.4k綠綠黃紅棕電阻R×1k分流電阻10棕黑黑金棕直流50mA分流電阻83.3k灰橙橙紅棕交流10V擋分壓電阻15棕綠黑金棕電阻R×1分流電阻360k橙藍黑橙棕交流50V分壓電阻101棕黑棕黑棕直流5mA分流電阻150k棕綠黑橙棕直流10V分壓電阻2.25M紅紅綠黃棕交流250V分壓電阻141k棕黃棕橙棕電阻R×10k分流電阻1.11k棕棕棕棕棕直流0.5mA分流電阻800k灰黑黑橙棕直流50V分壓電阻2.65k紅藍綠棕棕直流（0.25mA、0.05mA、2.5V）分壓電阻165棕藍綠黑棕電阻R×10分流電阻（放大系數(shù)偏置電阻）680藍灰棕金表頭分壓電阻4M黃黑黑黃棕直流250V分壓電阻1.78k棕紫灰棕棕電阻R×100分流電阻1.8M棕灰黑黃棕交流50V分壓電阻8.18k灰棕灰棕棕500mV分壓電阻5k綠黑黑棕棕直流0.05mA分壓電阻17.4k棕紫黃紅棕電阻擋分壓電阻6.75M藍紫綠黃棕2500V高壓分壓電阻21k紅棕黑紅棕電阻擋表頭分流電阻120棕紅棕金表頭分壓電阻20k紅黑橙金放大系數(shù)基極偏置電阻，2只4.5M黃綠黑黃棕交直流1000V分壓電阻0.0510A分流電阻2.MF-47萬用表用到的其他元器件MF-47萬用表用到的其他元器件如表3-6所示。表3-6

MF-47萬用表用到的其他元器件名稱元件參數(shù)數(shù)量（個、只）作用電位器10k1電阻擋調零電位器二極管1N40014整流（或保護）二極管電解電容10μF1保護表頭保險管0.5A1防止電流過大燒壞元器件3.MF-47萬用表用到的零部件MF-47萬用表用到的零部件如表3-7所示。表3-7

MF-47萬用表用到的零部件零部件名稱數(shù)量作用零部件名稱數(shù)量作用面板各1個安裝線路板和表頭螺母M51顆固定大旋鈕1擋位調節(jié)旋鈕螺釘M3×62顆固定小旋鈕1電阻擋調零旋鈕螺釘M3×54顆固定晶體管插座1插裝晶體管開口墊片φ41片固定表頭零部件名稱數(shù)

量作用零部件名稱數(shù)

量作用提把1個手提萬用表的部件平面墊1片緊固器件提把卡2個固定提把電池正負極片4片連接電池高壓電阻套管1個套裝高壓電阻電刷組件4件各擋轉換提把墊片2片緊固提把保險管夾1對安裝保險管連接導線5條連接電路插座銅管f44支表筆接口表棒（黑、紅）1對連接內電路與待測元件晶體管座焊片6片晶體管觸片MF-47線路板1安裝元器件成品表頭1塊讀數(shù)顯示器件在識別、檢測與清查元器件和零部件時，要注意以下幾點。（1）參考材料配套清單，按材料清單一一對應，記清每個元件的名稱與外形。（2）打開塑料袋時請小心，不要將其撕破，清點完后請將暫時不用的元器件和零部件放回塑料袋備用。（3）清點元器件和零部件時請將表箱后蓋當容器，將所有的東西都放在里面，以免元器件和零部件丟失。特別是彈簧和鋼珠一定不要丟失。三、組裝要求、工藝與過程讀懂原理圖，了解萬用表的基本原理；檢查零配件，測量元器件的參數(shù)值；了解萬用表的組裝工藝要求，進行組裝和調試。1．組裝要求（1）由于萬用表的體積較小，裝配工藝要求較高，元器件和組件的布局必須緊湊。否則無法裝進表盒。（2）要求元器件和組件的布局合理，位置恰當，排列整齊。引線應走直線、拐直角，要有條不紊。（3）焊裝電阻時，電阻阻值標注要向外，以便查對和更換。其中兩只電阻833kW和40kW，必須架空1mm焊接，然后焊接其余零件。（4）轉換開關內部連線要排列整齊，不能妨礙轉動。2．組裝工藝（1）預熱電烙鐵，烙鐵頭作清潔處理，上錫。（2）清理焊接件表面，如有鍍銀層應保留，根據需要選擇連接線的長短和顏色，剝開線頭，線芯的長度要適中。（3）根據裝配圖固定某些支架。（4）焊接轉換開關上交流電壓擋和直流電壓擋的公（5）焊接轉換開關上各擋位對應的電阻元件及其對外連線。（6）焊接固定支架上的元件，如二極管、電阻、調零電位器及電池架的連線等。最后完成全部焊接工作。（7）檢查、核對組裝后的萬用表電路。（8）底板裝進表盒，裝上轉換開關旋鈕，送指導教師檢查。3.組裝過程（1）焊接前的準備工作如表3-8所示。表3-8

焊接前的準備工作操作步驟操作示意圖操作說明1.清除元件表面的氧化層由于元器件放在塑料袋中，比較干燥，一般比較好焊，如果發(fā)現(xiàn)不易焊接，就必須先去除氧化層。左手捏住電阻或其他元件的本體，右手用鋸條輕刮元器件管腳的表面，左手慢慢地轉動，直到表面氧化層全部去除。也可以用砂紙打磨，去掉氧化層。為了使電池夾易于焊接要用尖嘴鉗前端的齒口部分將電池夾的焊接點銼毛，去除氧化層2.元件引腳的彎制成形

左手用鑷子緊靠電阻的本體，夾緊元件的引腳，使引腳的彎折處距離元件的本體有2mm以上的間隙。左手夾緊鑷子，右手食指將引腳彎成直角

為了將二極管的引腳彎成美觀的圓形，可以用螺絲刀輔助。具體方法是：將螺絲刀緊靠二極管引腳的根部且與引腳十字交叉，左手捏緊交叉點，右手食指將引腳向下彎，直到兩引腳平行元件彎制后的形狀，引腳之間的距離，根據線路板孔距而定，引腳修剪后的長度大約為8mm，如果孔距較小，元件較大，應將引腳往回彎折成形。電容的引腳可以彎成直角，將電容水平安裝，或彎成梯形，將電容垂直安裝。二極管可以水平安裝，當孔距很小時應垂直安裝有的元件安裝孔距離較大，應根據線路板上對應的孔距彎曲成形。元器件做好后應按規(guī)格型號的標注方法進行讀數(shù)。將膠帶輕輕貼在紙上，把元器件插入，貼牢，寫上元器件規(guī)格型號值，然后將膠帶貼緊，以做備用3.元器件的插放將彎制成形的元器件對照圖紙插放到線路板上。注意：一定不能插錯位置；二極管、電解電容要注意極性；電阻插放時要求讀數(shù)方向排列整齊，橫排的必須從左向右讀，豎排的從下向上讀，保證讀數(shù)一致4.元器件參數(shù)的檢測每個元器件在焊接前都要用萬用表檢測其參數(shù)是否在規(guī)定的范圍內。二極管、電解電容要檢查它們的極性，電阻要測量阻值（2）元器件的焊接和零部件的安裝如表3-9所示。焊接安裝步驟焊接與安裝示意圖焊接與安裝說明1.元器件的焊接要求、基本原則和焊接容易出現(xiàn)的問題（1）焊接要求。在焊接練習板上練習合格（指學校沒有進行焊接實習課的同學必須先練焊接），對照圖紙插放元器件，檢查每個元器件插放是否正確、整齊，二極管、電解電容極性是否正確，電阻讀數(shù)的方向是否一致，全部合格后方可進行元器件的焊接。焊接完后的元器件，要求排列整齊，高度一致。為了保證焊接的整齊美觀，焊接時應將線路板架在焊接木架上焊接，兩邊架空的高度要一致，元件插好后，要調整位置，使它與桌面相接觸，保證每個元件焊接高度一致，如下圖所示。（2）焊接容易出現(xiàn)的問題。電阻不能離開線路板太遠，也不能緊貼線路板焊接，以免影響電阻的散熱。焊接時如果線路板未放水平，應重新加熱調整。圖中線路板未放水平，使二極管兩端引腳長度不同，離開線路板太遠；電阻放置歪斜；電解電容折彎角度大于90°，易將引腳彎斷，如下圖所示。（3）元器件焊接基本原則。應先焊水平放置的元器件，后焊垂直放置的；先焊體積較小的，后焊體積較大的元器件，如分流器、可調電阻等，如下圖所示2.錯焊元件的拆除當元件焊錯時，要將錯焊元件拆除。先檢查焊錯的元件應該焊在什么位置，正確位置的引腳長度是多少，如果引腳較短，為了便于拆出，應先將引腳剪短。在烙鐵架上清除烙鐵頭上的焊錫，將線路板綠色的焊接面朝下，用烙鐵將元件腳上的錫盡量刮除，然后將線路板豎直放置，用鑷子在黃色的面上將元件引腳輕輕夾住，在綠色面，用烙鐵輕輕燙，同時用鑷子將元件向相反方向拆除。拆除后，焊盤孔容易堵塞，有兩種方法可以解決這一問題。烙鐵稍燙焊盤，用鑷子夾住一根廢元件腳，將堵塞的孔通開；將元件做成正確的形狀，并將引腳剪到合適的長度，鑷子夾住元件，放在被堵塞孔的背面，用烙鐵在焊盤上加熱，將元件推入焊盤孔中。注意用力要輕，不能將焊盤推離線路板，使焊盤與線路板間形成間隙或者使焊盤與線路板脫開焊接安裝步驟焊接與安裝示意圖焊接與安裝說明3.電位器的安裝電位器安裝。電位器共有五個引腳，電位器的兩個粗的引腳主要用于固定電位器。其中三個并排的引腳中，1、3兩點為固定觸點，2為可動觸點，當旋鈕轉動時，1、2或者2、3間的阻值發(fā)生變化。電位器實質上是一個滑線電阻安裝時應捏住電位器的外殼，平穩(wěn)地插入，不應使某一個引腳受力過大。不能捏住電位器的引腳安裝，以免損壞電位器。安裝前應用萬用表測量電位器的阻值，電位器1、3之間的阻值應為10k。擰動電位器的黑色小旋鈕，測量1與2或者2與3之間的阻值應在0～10k間變化。如果沒有阻值，或者阻值不改變，說明電位器已經損壞，不能安裝，否則五個引腳焊接后，要更換電位器就非常困難。注意電位器要安裝插入線路板的正面（黃色面或有元器件符號的一面）孔內，在反面（綠色面或有阻焊劑的一面）焊接，不能安裝反了[重新改寫]4.分流器的安裝安裝分流器時要注意方向，不能讓分流器影響線路板及其余電阻的安裝5.輸入插管的安裝 輸入插管裝在綠面，是用來插表棒的，因此一定要焊接牢固。將其插入線路板中，用尖嘴鉗在黃面輕輕捏緊，將其固定，一定要注意垂直，然后將兩個固定點焊接牢固6.晶體管插座的安裝晶體管插座裝在線路板綠面，用于判斷晶體管的極性。在綠面的左上角有6個橢圓的焊盤，中間有兩個小孔，用于晶體管插座的定位。將晶體管插座放入小孔中檢查是否合適，如果小孔直徑小于定位柱，應用錐子稍微將孔擴大，使定位柱能夠插入。將晶體管插片圖（A）插入晶體管插座中圖（B），檢查是否松動，然后A和B組合件插入晶體管插座圖（C）c、b、e中，將其伸出部分彎90°，便于焊線。整個組件裝好后，將晶體管插座裝在線路板上，定位，檢查是否垂直，并將6個橢圓的焊盤焊接牢固7.電池極板安裝位置和方向 （1）焊接前先要檢查電池極板的松緊，如果太緊應將其調整。調整的方法是用尖嘴鉗將電池極板側面的突起物稍微夾平，使它能順利地插入電池極板插座，且不松動。（2）左圖上半部分是層疊電池9V電池極板安裝示意圖；下半部分是2號1.5V電池極板示意圖；安裝時要注意左、右的方向。平極板（左）與突極板（右）不能對調，否則電路無法接通。8.電池極板的焊接（1）焊接時應將電池極板撥起，否則高溫會把電池極板插座的塑料燙壞。為了便于焊接，應先用尖嘴鉗的齒口將其焊接部位部分銼毛，去除氧化層。用加熱的烙鐵沾一些松香放在焊接點上，再加焊錫，為其搪錫。將連接線線頭剝出，如果是多股線應立即將其擰緊，然后沾松香并搪錫。用烙鐵蘸少量焊錫，燙開電池極板上已有的錫，迅速將連接線插入并移開烙鐵。如果時間稍長將會使連接線的絕緣層燙化，影響其絕緣（2）連接線焊接的方向。連接線焊好后將電池極板壓下，安裝到位。安裝時要注意左、右的方向[]9.焊接時的注意事項焊接時一定要注意電刷軌道上一定不能粘上錫，否則會嚴重影響電刷的運轉（見圖（a））。為了防止電刷軌道粘錫，切忌用烙鐵運載焊錫。由于焊接過程中有時會產生氣泡，使焊錫飛濺到電刷軌道上，因此應用一張圓形厚紙墊在線路板上（見圖（b））。如果電刷軌道上粘了錫，應將其綠面朝下，用沒有焊錫的烙鐵將錫盡量刮除。但由于線路板上的金屬與焊錫的親和性強，一般不能刮盡，只能用小刀稍微修平整。在每一個焊點加熱的時間不能過長，否則會使焊盤脫開或脫離線路板。對焊點進行修整時，要讓焊點有一定的冷卻時間，否則不但會使焊盤脫開或脫離線路板，而且會使元器件溫度過高而損壞（3）機械部分的安裝與調整如表3-10所示。表3-10

機械部分的安裝與調整機械部分的安裝與調整具體操作1.提把的安裝后蓋側面有兩個“О”小孔，是提把鉚釘安裝孔。觀察其形狀，思考如何將其卡入，但注意現(xiàn)在不能卡進去。提把放在后蓋上，將兩個黑色的提把橡膠墊圈墊在提把與后蓋中間，然后從外向里將提把鉚釘按其方向卡入，聽到“咔嗒”聲后說明已經安裝到位。如果無法聽到“咔嗒”聲，可能是橡膠墊圈太厚，應更換后重新安裝。大拇指放在后蓋內部，四指放在后蓋外部，用四指包住提把鉚釘，大拇指向外輕推，檢查鉚釘是否已安裝牢固。注意一定要用四指包住提把鉚釘，否則會使其丟失。將提把轉向朝下，檢查其是否能起支撐作用，如果不能支撐，說明橡膠墊圈太薄，應更換后重新安裝2.電刷旋鈕的安裝

取出彈簧和鋼珠，并將其放入凡士林油中，使其粘滿凡士林。加油有兩個作用：使電刷旋鈕潤滑，旋轉靈活；起黏附作用，將彈簧和鋼珠黏附在電刷旋鈕上，防止其丟失。將加上潤滑油的彈簧放入電刷旋鈕的小孔中，鋼珠黏附在彈簧的上方，注意切勿丟失。將擋位開關旋鈕輕輕取下，用手輕輕頂小孔中的手柄，同時反面用手依次輕輕扳動三個定位卡，注意用力一定要輕且均勻，否則會把定位卡扳斷。小心鋼珠不能滾掉機械部分的安裝與調整具體操作3.擋位開關旋鈕的安裝

電刷旋鈕安裝正確后，將它轉到電刷安裝卡向上位置，將擋位開關旋鈕白線向上套在正面電刷旋鈕的小手柄上，向下壓緊即可。如果白線與電刷安裝卡方向相反，必須拆下重裝。拆除時用平口起子對稱地輕輕撬動，依次按左、右、上、下的順序，將其撬下。注意用力要輕且對稱，否則容易撬壞4.電刷的安裝將電刷旋鈕的電刷安裝卡轉向朝上，V形電刷有一個缺口，應該放在左下角，因為線路板的3條電刷軌道中間兩條間隙較小，外側兩條間隙較大，與電刷相對應，當缺口在左下角時電刷接觸點上面兩個相距較遠，下面兩個相距較近，一定不能放錯。電刷四周都要卡入電刷安裝槽內，用手輕輕按，看是否有彈性并能自動復位5.線路板的安裝電刷安裝正確后方可安裝線路板。安裝線路板前應先檢查線路板焊點的質量及高度，特別是電刷通過的焊點，安裝前一定要檢查焊點高度，不能超過2mm，直徑不能太大，如果焊點太高會影響電刷的正常轉動甚至刮斷電刷。線路板用三個固定卡固定在面板背面，將線路板水平放在固定卡上，依次卡入即可。如果要拆下重裝，依次輕輕扳動固定卡。注意在安裝線路板前應先將表頭連接線焊上。最后是裝電池和后蓋，裝后蓋時左手拿面板，稍高，右手拿后蓋，稍低，將后蓋從下向上推入面板，擰上螺釘，注意擰螺釘時用力不可太大或太猛，以免將螺孔擰壞四、MF-47萬用表的調試萬用表校準在沒有專用校準設備的情況下，可用普通數(shù)字萬用表校準，方法如下。（1）將裝配完成的萬用表仔細檢查一遍，確認無誤后，將萬用表旋至最小電流擋0.25V/50mA處，用數(shù)字萬用表測量其“+”、“-”兩插座之間的電阻值，應在4.9～5.1kW之間。如不符合要求，應調整電位器上方220W（680W）、120W兩只電阻阻值，直至達到要求為止。此時基本調整完畢。（2）將基本調試正常的萬用表從電流擋開始逐擋檢測（滿刻度）。檢測時應從最小擋位開始，首先檢測直流電流擋，然后檢測直流電壓擋、交流電壓擋、電阻擋及其他。各擋位符合要求后，該表即可投入正常使用。五、注意事項（1）在組裝和調試時要遵守勞動紀律，注意培養(yǎng)一絲不茍的敬業(yè)精神，注意安全用電。（2）烙鐵頭不能碰到書包、電源線和桌面等易燃物。暫時不用請把烙鐵插頭拔下，以延長烙鐵頭的使用壽命。（3）保管好材料零件，由于表頭部分屬精密儀表，在安裝時需倍加小心。表頭部分含有永久磁鐵，有磁性，很容易把含鐵的雜質吸入，損壞表頭。（4）所有焊點必須飽滿，焊牢固，要防止虛焊、脫焊現(xiàn)象。六、思考題電流表量程擴大后，原表頭內允許通過的最大電流是否發(fā)生變化？任務三支路電流法支路電流法是計算復雜電路各種方法中的一種最基本的方法。它是基爾霍夫定律解題應用的具體體現(xiàn)。在計算復雜電路的方法中，它是最直接、最直觀的方法。前提是，選擇好各支路電流的參考方向。一、支路電流法應用以支路電流為未知量，根據KCL和KVL兩定律，列出與支路電流數(shù)目相等的獨立節(jié)點電流方程和回路電壓方程，進而求解客觀存在的各支路電流的方法，稱支路電流法。1．支路電流法解題的方法電路如圖3-28所示。（1）由電路的支路數(shù)m，確定待求的支路電流數(shù)。該電路m

=

6，則支路電流有I1～I6六個。（2）節(jié)點數(shù)n

=

4，可列出n-1個獨立的節(jié)點方程。圖3-28支路電流法解題步驟圖由節(jié)點1～3得（3）根據KVL列出回路方程。選取l

=

m-(n-1)

個獨立的回路，選定繞行方向，由KVL列出l個獨立的回路方程。由回路1～3得（4）將六個獨立方程聯(lián)立求解，得各支路電流。如果支路電流的值為正，則表示實際電流方向與參考方向相同；如果某一支路的電流值為負，則表示實際電流的方向與參考方向相反。（5）根據電路的要求，求出其他待求量，如支路或元件上的電壓、功率等。2．支路電流法求解電路的步驟（1）確定已知電路的支路數(shù)m，并在電路圖上標示出各支路電流的參考方向。（2）應用KCL列寫n-1個獨立節(jié)點方程式。（3）應用KVL列寫m-n+1個獨立電壓方程式。（4）聯(lián)立求解方程式組，求出m個支路電流。【例3-9】圖3-29所示為一手機電池充電電路，手機充電電源UE1=7.6V，內阻R01=20W，手機電池UE2=4V，內阻R02=3W，手機處于開通狀態(tài)，手機等效電阻R3=70W。試求各支路電流。圖3-29支路電流法解題解：（1）標出各支路電流的參考方向，列n-1個獨立節(jié)點的ΣI=0方程。獨立節(jié)點a的方程：I1+I2-I3=0（2）標出各元件電壓的參考方向，選擇足夠的回路，標出繞行方向，列出ΣU=0的方程?！白銐颉笔侵福捍罅繛镸個，應列出M-（n-1）個回路電壓方程?？闪谐龌芈发瘢篣R01-UE1+UR3=0

回路Ⅱ：UR02-UE2+UR3=0（3）解聯(lián)立方程組得I1=165（mA），I2=-103（mA），I3=62（mA），I2為負，實際方向與參考方向相反。E2充電吸收功率。二、適用范圍原則上適用于各種復雜電路，但當支路數(shù)很多時，方程數(shù)增加，計算量太大。因此，適用于支路數(shù)較少的電路。用萬用表測量各支路電流如圖3-30所示，將直流電流表串聯(lián)電路中，測量電子儀器電路中各條支路電流，注意電流表量程及各支路電流流向，將測量結果填入表3-11中。圖3-30測量各支路電流表3-11測量各支路電流數(shù)據表支路電流方式II1I2I3I4I5計算值測量值

知識拓展*拓展一電源的等效變換一個實際電源可以用兩種不同的電路模型來表示。一種是用理想電壓源與電阻串聯(lián)的電路模型來表示，稱為電壓源模型；另一種是用理想電流源與電阻并聯(lián)的電路模型來表示，稱為電流源模型。兩種模型可以等效變換。一、理想電源有恒壓源（理想電壓源）和恒流源（理想電流源）之分。1．恒壓源恒壓源內阻為零，是能提供恒定電壓的理想電源。恒壓源的圖形符號如圖3-31（a）所示，其輸出特性（外特性）曲線如圖3-31（b）所示。特點：（1）任一時刻輸出電壓與流過的電流無關；（2）輸出電流的大小取決于外電路負載電阻的大小。圖3-31恒壓源及外特性曲線2．恒流源恒流源內阻為無窮大，是能提供恒定電流的理想電源。恒流源的圖形符號如圖3-32（a）所示，其輸出特性（外特性）曲線如圖3-32（b）所示。圖3-32恒流源及外特性曲線特點：（1）任一時刻輸出電流與其端電壓無關；（2）輸出電壓的大小取決于外電路負載電阻的大小。二、電壓源實際電源有內電阻，可用理想電源和電阻的組合表征實際電源的特性。1．圖形符號恒壓源US與內電阻Ri串聯(lián)組合，如圖3-33（a）所示。2．外特性曲線電壓源輸出電壓與輸出電流的關系為，其輸出特性曲線如圖3-33（b）所示。圖3-33電壓源及外特性曲線3．電壓源狀態(tài)（1）當電源和負載之間開路時，I=0，輸出電壓U=US；（2）當電源短路時，U=0，輸出電流I=US/Ri；（3）當Ri→0時，U→US，電壓源→恒壓源，其外特性曲線如圖3-33（b）所示。三、電流源1．圖形符號恒流源IS與內電阻Ri并聯(lián)組合，如圖3-34（a）所示。圖3-34電流源及外特性曲線2．外特性曲線電流源輸出電流與輸出電壓的關系為，其輸出特性曲線如圖3-34（b）所示。3．電流源狀態(tài)（1）當電流源和負載之間開路時，I=0，輸出電壓U

=IS·Ri；（2）當電流源短路時，U=0，輸出電流I=

IS；（3）當Ri→∞時，I→IS，電流源→恒流源。其外特性曲線如圖3-34（b）所示。四、電壓源模型與電流源模型的等效變換1．電壓源模型與電流源模型等效變換的依據一個實際電源可建立電壓源和電流源兩種電源模型，對同一負載而言這兩種模型應具有相同的外特性，即有相同的輸出電壓和輸出電流。根據電壓源和電流源的外特性表達式可得或=即兩種電源模型對外電路而言是等效的，可以互相變換，如圖3-35所示。圖3-35電壓源與電流源的等效

圖3-35電壓源與電流源的等效

圖3-35電壓源與電流源的等效

2．變換的注意事項（1）變換時，恒壓源與恒流源的極性保持一致；（2）等效關系僅對外電路而言，在電源內部一般不等效；（3）恒壓源與恒流源之間不能等效變換。3．變換時的概念與技巧應用電源的等效變換化簡電源電路時，還需用到以下概念和技巧。（1）與電壓源串聯(lián)的電阻或與電流源并聯(lián)的電阻可視為電源內阻處理。（2）與恒壓源并聯(lián)的元件和與恒流源串聯(lián)的元件對外電路無影響，分別做開路和短路處理。（3）兩個以上的恒壓源串聯(lián)時，可求代數(shù)和，合并為一個恒壓源；兩個以上的恒流源并聯(lián)時，可求代數(shù)和，合并為一個恒流源?！纠?-10】電路如圖3-36所示，用等效變換法求電流I。解：通過等效變換到最簡單的電路形式，利用歐姆定律求出電路I。由圖3-36圖可知將兩個電流源合并以后，如（a）圖所示。然后將電流源變換為電壓源，由于變換后兩個電壓源的極性（或方向）相反，最后變換成（b）圖，利用歐姆定律求出電路（A）*拓展二戴維寧定理1883年，法國人L.C.戴維寧提出，可將任一復雜的含源線性的二端網絡等效為一個簡單的二端網絡。由于1853年德國人H.L.F.亥姆霍茲也曾提出過此定理，因而該定理又稱為亥姆霍茲-戴維寧定理。一、戴維寧定理的含義1．定義對外電路來說，任何一個線性含源二端網絡（單口網絡），均可以用一個電壓源US和一個電阻Ro（戴維寧等效電阻）串聯(lián)的含源支路等效代替。其中電壓源US等于線性含源二端網絡的開路電壓UOC，電阻Ro等于線性含源二端網絡去除電源后（電壓源短路、電流源開路）的輸入端等效電阻Rab。電壓源UOC和電阻Ro組成的支路叫戴維寧等效電路，如圖3-37所示。圖3-37戴維寧等效電路2．適用范圍只求解復雜電路中的某一條支路電流或電壓時。3．應用戴維寧定理注意事項（1）戴維寧定理只對外電路等效，對內電路不等效。也就是說，不可應用該定理求出等效開路電壓和內阻之后，又返回來求原電路（含源二端網絡內部電路）的電流和功率。（2）應用戴維寧定理進行分析和計算時，如果與待求支路連接的含源二端網絡仍為復雜電路，可再次運用戴維寧定理，直至成為簡單電路。（3）戴維寧定理只適用于線性的含源二端網絡。如果含源二端網絡中含有非線性元件，則不能應用戴維寧定理求解。二、戴維寧定理解題方法和步驟【例3-11】用戴維寧定理，求圖3-38所示電路中的電流I。圖3-38例3-11電路圖解：（1）斷開待求支路，將電路分為待求支路和含源二端網絡（如圖3-38（b）所示）兩部分。（2）求出含源二端網絡兩端點間的開路電壓UOC，即為等效電源的電動勢Eo。（V）（3）將含源二端網絡中各電源置零，即電壓源短路，電流源開路后（如圖3-38（c）所示），計算無源二端網絡的等效電阻，即為等效電源的內阻Ro。（4）將等效電源與待求支路連接，形成等效簡化電路（如圖3-38（d）所示），根據已知條件求解，即（V）注意：①等效電源的電動勢Eo的方向與含源二端網絡開路時的端電壓極性一致。②等效電源只對外電路等效，對內電路不等效?！纠?-12】如圖3-39所示的穩(wěn)壓管電路。設Us=20V，R1=900W，R2=1

100W，穩(wěn)壓管VDz的穩(wěn)定電壓UZ=10V，求穩(wěn)壓管中通過的電流IZ是多少。解：利用戴維寧定理對所給電路進行等效變換，變換后的電路如圖3-40所示，則圖3-39穩(wěn)壓管電路圖3-40等效電路因此通過例3-12我們可以知道，這和前面基爾霍夫定律求解的結果一樣。戴維寧定理在解決某一條支路電流時，不用去列方程，比基爾霍夫定律解題要簡便。*拓展三疊加定理在基本分析方法的基礎上，學習疊加定理能夠了解線性電路所具有的特殊性質，更深入地了解電路中電源與電壓、電流的關系。一、疊加定理的含義（1）定義：在具有幾個電源的線性電路中，任何一條支路的電流或電壓等于各電源單獨作用時產生的電流或電壓的代數(shù)和（電流或電壓的疊加）。（2）適用范圍：線性電路。在多個電源同時作用的電路中，僅研究一個電源對多支路或多個電源對一條支路影響的問題。（3）電源單獨作用：不作用的電源必須加以處理，即理想電壓源做短路處理，理想電流源做開路處理。（4）疊加僅適用于電流、電壓，功率不能疊加。（5）代數(shù)和：若分電流與總電流方向一致，則分電流取“

+

”號，反之取“-”號。二、疊加定理解題方法用疊加定理解決電路問題的實質，就是把含有多個電源的復雜電路分解為多個簡單電路的疊加。應用時要注意兩個問題：一是某電源單獨作用時，其他電源的處理方法；二是疊加時各分量的方向問題，如圖3-41所示。根據疊加定理：，則有圖3-41電壓源和電流源的處理方法【例3-13】電路如圖3-42所示，用疊加原理求I。圖3-42例3-13圖解：4A電流源單獨作用時：20V電壓源單獨作用時：根據疊加定理可得電流I：2+（-1）=1（A）（A）（A）三、應用疊加定理的注意事項（1）疊加定理只適用于線性電路求電壓和電流；不能用疊加定理求功率（功率為電源的二次函數(shù)）。不適用于非線性電路。（2）不作用的電壓源短路，不作用的電流源開路。（3）含受控源線性電路可疊加，受控源應始終保留。（4）疊加時注意在參考方向下求代數(shù)和。*拓展四負載獲得最大功率的條件一、負載獲得最大功率在電子信息系統(tǒng)中，經常會遇到接在電源輸出端或接在有源二端網絡上的負載如何獲得最大功率的問題。根據戴維寧定理，有源二端網絡可以簡化為電源與電阻的串聯(lián)電路。如圖3-43所示電路中的負載RL獲得的功率為為了獲得最大功率，設時，則有（3-17）其中稱為最大功率傳輸條件，這時負載獲得的功率最大，工程上將電路滿足最大功率傳輸條件稱為阻抗匹配。在信號傳輸過程中，如果負載電阻與信號源內阻相差較大，常在負載與信號源之間接入阻抗變換器，如變壓器、射極輸出器等，以實現(xiàn)阻抗匹配，使負載從信號源獲得最大功率。應該指出，上述結論在電源給定而負載可變的情況下才成立，在阻抗匹配時，盡管負載獲得的功率達到了最大，但電源內阻R0上消耗的功率為應該指出，上述結論在電源給定而負載可變的情況下才成立，在阻抗匹配時，盡管負載獲得的功率達到了最大，但電源內阻R0上消耗的功率為可見，電路的傳輸效率只有50%，這在電力系統(tǒng)是不允許的。在電力系統(tǒng)中負載電阻必須遠遠大于電源內阻，盡可能減少電源內阻上的功率消耗，只有在小功率信號傳送的電子電路中，注重如何將微弱信號盡可能放大，而不注意信號源效率的高低，此時阻抗匹配才有意義。二、應用如擴音機電路，希望揚聲器能獲得最大功率，則應選擇揚聲器的電阻等于擴音機的內阻?！纠?-14】有一臺40W的擴音機，其輸出電阻為8Ω?，F(xiàn)有8Ω、10W低音揚聲器2只，16Ω、20W揚聲器1只，問應把它們如何連接在電路中才能滿足“匹配”的要求？能否像電燈那樣全部并聯(lián)？解：（1）第一種接法：將2只8Ω、10W低音揚聲器串聯(lián)以后與1只16Ω、20W揚聲器并聯(lián)，這樣可得到相當于1只8Ω、40W揚聲器的作用，然后與8Ω、40W擴音機連接在一起可滿足RL=Ri，達到“匹配”的要求。（2）第二種接法：如果像電燈那樣全部并聯(lián)時，只能起到1只3.2Ω、40W揚聲器的作用，就無法滿足“匹配”的要求。一、思考與練習1．填空題（1）一個2W電阻和一個3W電阻串聯(lián)，已知2W電阻兩端電壓是1V，則3W電阻兩端電壓是

V，通過3W電阻的電流是

A。（2）一個4W電阻和一個

W電阻串聯(lián)后接到12V電源上，電路中的電流為1.2A；若這個電路兩端電壓改為24V，則電路的總電阻為

W。（3）如圖3-44所示，電阻R1、R2最大值均為50W，則電路最大電阻為

W，此時滑片P應在

端；電路最小電阻為

W，此時滑片P應在

端。在開關S閉合后，電源電壓6V，電路中最小電流

A，最大電流

A。當P在中點時，電路中電流為

A，此時U1∶U2=

。（4）圖3-45中，電源電壓12V，R1=R2=3W，S斷開時，A表讀數(shù)為

A，V表讀數(shù)為

V；S閉合時，A表讀數(shù)為

A，V表讀數(shù)為

V。圖3-44圖3-452．選擇題（1）在圖3-46所示電路中，當開關S閉合后滑動變阻器滑片P向左移動時，電壓表V與電流表A的讀數(shù)將（）。A．A表讀數(shù)增大，V表讀數(shù)減小 B．A表讀數(shù)增大，V表讀數(shù)也增大C．A、V表讀數(shù)均不變 D．A表讀數(shù)變大，V表讀數(shù)不變（2）如圖3-47所示電路，電源電壓6V不變，電阻R=8W?；瑒幼冏杵魃蠘擞小?A，12W”。當開關K閉合后，滑片P從M移向N時，電壓表的變化范圍是（）。A．2.4～6V

B．6～2.4V

C．0～0.5V

D．0.5～0V圖3-46圖3-47（3）有兩條同樣材料制成的導線，長度相等，橫截面積不等。把它們并聯(lián)后接入電路中，那么下面說法中不正確的是（）。A．兩條導線的電阻不相等 B．兩條導線的電壓相等C．通過兩條導線的電流不相等 D．通過兩條導線的電量相等（4）圖3-48中定值電阻R1、R2和滑動變阻器R串聯(lián)，R1和R2兩端的電動勢分別是U1和U2，開關S閉合后，在滑動變阻器滑片向右移動過程中（）。A．U1變小，也變小 B．U1變小，不變C．U1不變，變小D．U1不變，也不變（5）三個導體并聯(lián)后的總電阻（）。A．要比每個