大學(xué)課件-電路學(xué)-電工技能培訓(xùn)專題-電路-電阻電路的等效變換

電阻電路的等效變換電阻電路的等效變換是電路分析的重要基礎(chǔ)。通過等效變換，可以將復(fù)雜的電路簡(jiǎn)化為更簡(jiǎn)單的電路，方便分析和計(jì)算。電阻的基本概念定義電阻是導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的體現(xiàn)。阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì)叫做電阻。單位歐姆(Ω)是電阻的國(guó)際單位。影響因素導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度都會(huì)影響電阻大小。歐姆定律1電流與電壓成正比電流的大小與電路兩端的電壓成正比。2電流與電阻成反比電流的大小與電路的電阻成反比。3公式表達(dá)I=U/R,其中I為電流，U為電壓，R為電阻。4應(yīng)用歐姆定律廣泛應(yīng)用于電路分析、設(shè)計(jì)和故障診斷中。電源與電阻串聯(lián)電路1電源提供電壓，推動(dòng)電流2電阻阻礙電流，消耗能量3串聯(lián)電流相同，電壓分壓電源與電阻串聯(lián)，形成閉合回路。電流在電路中流動(dòng)，遇到電阻消耗能量，最終回到電源。電阻串聯(lián)，電流相同，電壓分配到每個(gè)電阻。電源與電阻并聯(lián)電路1特點(diǎn)在并聯(lián)電路中，各電阻兩端電壓相等。電源電壓等于每個(gè)電阻兩端的電壓。2電流電路總電流等于各支路電流之和。各支路電流大小與電阻成反比。3總電阻并聯(lián)電路的總電阻小于最小的支路電阻?？傠娮璧牡箶?shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和。電阻串聯(lián)電路的電壓分壓電壓分壓定律串聯(lián)電路中，每個(gè)電阻上的電壓與其電阻值成正比，與總電阻成反比。分壓公式UR=(RR/R總)×U總應(yīng)用電壓分壓定律廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)中，例如電壓調(diào)節(jié)、信號(hào)調(diào)制等。電阻并聯(lián)電路的電流分流并聯(lián)電路中，電流會(huì)沿著多條路徑流動(dòng)，這稱為電流分流。電流分流的大小取決于每個(gè)分支電阻的大小，阻值越小，電流流過該分支的比例越大。電流分流可以用以下公式計(jì)算：I1=I*(R2/(R1+R2))其中：I1是流過R1的電流，I是總電流，R1和R2分別是兩個(gè)分支電阻。電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換串聯(lián)電路串聯(lián)電路中，電阻的等效電阻等于各個(gè)電阻的總和。等效電阻更大，總電阻更強(qiáng)。并聯(lián)電路并聯(lián)電路中，電阻的等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻的倒數(shù)的總和。等效電阻更小，總電阻更弱?；旌想娐坊旌想娐分校瑢⒋?lián)和并聯(lián)電路進(jìn)行組合。需要分步計(jì)算，將串聯(lián)部分先計(jì)算等效電阻，再計(jì)算并聯(lián)部分，最后得到整個(gè)電路的等效電阻。簡(jiǎn)化電路等效變換可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的電路，方便計(jì)算電路中的電流、電壓和功率。它可以將多個(gè)電阻組合成一個(gè)等效電阻，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。電阻電路的簡(jiǎn)化及計(jì)算等效電阻電阻電路可以通過等效變換簡(jiǎn)化為更簡(jiǎn)單的形式。利用串聯(lián)和并聯(lián)電阻的等效計(jì)算公式，可以將復(fù)雜的電路簡(jiǎn)化為一個(gè)等效電阻。電路計(jì)算通過簡(jiǎn)化后的等效電路，我們可以方便地計(jì)算電路中的電流、電壓和功率。例如，我們可以利用歐姆定律和功率公式進(jìn)行計(jì)算，以確定電路的性能。電阻電路的輸出功率電阻電路的輸出功率是指電路中電阻器消耗的功率。它反映了電路工作效率的重要指標(biāo)，可以用P=UI來計(jì)算，其中U是電壓，I是電流。1功率功率代表了電能轉(zhuǎn)換的速度。2電阻電阻器阻礙電流流動(dòng)的程度。3電壓電阻器兩端的電壓降。4電流流過電阻器的電流。動(dòng)態(tài)電阻與靜態(tài)電阻靜態(tài)電阻在恒定溫度下，電阻值保持不變，稱為靜態(tài)電阻。動(dòng)態(tài)電阻電阻值隨電流或電壓的變化而改變，稱為動(dòng)態(tài)電阻。區(qū)別靜態(tài)電阻是理想模型，動(dòng)態(tài)電阻更接近實(shí)際情況。應(yīng)用動(dòng)態(tài)電阻廣泛應(yīng)用于電子電路，例如熱敏電阻、可調(diào)電阻等。電阻的功率額定功率額定值電阻器的功率額定值是指在特定工作條件下，電阻器能夠持續(xù)安全地工作而不被燒毀的最大功率。它通常以瓦特（W）為單位。額定功率與尺寸電阻器的大小和功率額定值成正比。一般來說，尺寸越大的電阻器，其功率額定值越高。標(biāo)識(shí)與標(biāo)注電阻器上的標(biāo)識(shí)或標(biāo)注通常會(huì)顯示其功率額定值。如果電阻器長(zhǎng)期工作在超過額定功率的條件下，可能會(huì)過熱甚至燒毀。電阻器的發(fā)熱和散熱焦耳定律電阻器在通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，熱量大小與電流的平方成正比。散熱方式電阻器通過熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射等方式散熱。功率額定電阻器的功率額定值是其能夠安全承受的最大功率值。過熱保護(hù)過熱會(huì)導(dǎo)致電阻器損壞，因此需要考慮散熱和過熱保護(hù)措施。熱敏電阻的特性熱敏電阻的阻值會(huì)隨著溫度變化而變化。它是一種重要的傳感器，廣泛應(yīng)用于溫度控制、測(cè)量等領(lǐng)域。熱敏電阻通常分為正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）兩種。PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，而NTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。熱敏電阻的特性曲線可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到，并可用于設(shè)計(jì)和分析各種電路。可調(diào)電阻器的應(yīng)用音量調(diào)節(jié)音頻設(shè)備中，可調(diào)電阻器用于控制音量大小。光線調(diào)節(jié)在照明系統(tǒng)中，可調(diào)電阻器可以控制燈光亮度。速度控制可調(diào)電阻器可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制速度。溫度控制在加熱設(shè)備中，可調(diào)電阻器可以調(diào)節(jié)溫度。電位器的應(yīng)用及特點(diǎn)可調(diào)電阻電位器本質(zhì)上是可調(diào)電阻，可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕來改變電阻值。音量調(diào)節(jié)常見的應(yīng)用場(chǎng)景，例如音響、耳機(jī)等，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕來控制音量大小。傳感器電位器可用于制作各種傳感器，例如位置傳感器、壓力傳感器等。電路設(shè)計(jì)電位器在電路設(shè)計(jì)中起到重要的調(diào)節(jié)作用，可以方便地改變電路參數(shù)。分壓器電路的設(shè)計(jì)1確定分壓比根據(jù)實(shí)際需求確定輸入電壓和輸出電壓的比例2選擇電阻值根據(jù)分壓比和電路電流選擇合適的電阻值3計(jì)算電阻功率根據(jù)電阻值和電流計(jì)算電阻的功率4選擇電阻類型根據(jù)功率和環(huán)境選擇合適的電阻類型分壓器電路的設(shè)計(jì)需要綜合考慮分壓比、電阻值、功率、類型等因素。分壓器的利用及特點(diǎn)11.信號(hào)調(diào)制分壓器可以改變信號(hào)幅度，例如在音頻電路中調(diào)整音量。22.電壓參考分壓器可以產(chǎn)生穩(wěn)定的參考電壓，用于其他電路模塊。33.偏置電壓分壓器可為放大器等電路提供穩(wěn)定的偏置電壓，保證正常工作。44.電壓保護(hù)分壓器可以降低電壓，保護(hù)敏感電路免受高壓損壞。分流器電路的設(shè)計(jì)確定分流比例首先，根據(jù)實(shí)際需求確定電流分流的比例。例如，將總電流分成兩部分，其中一部分為總電流的80%，另一部分為總電流的20%。選擇合適的電阻根據(jù)電流分流比例和總電流，計(jì)算出每個(gè)分流支路所需的電阻值。選擇合適阻值和功率等級(jí)的電阻器。連接電路將電阻器連接到電路中，并確保連接方式正確。分流器通常將多個(gè)電阻器并聯(lián)連接。測(cè)試和調(diào)整在電路連接完成后，使用萬用表或其他測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證電流分流比例是否符合預(yù)期。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。分流器的利用及特點(diǎn)電流分配分流器將總電流分配到不同的支路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同負(fù)載的控制。例如，在電子電路中，分流器可以用于將電流分配到多個(gè)LED燈，實(shí)現(xiàn)不同亮度的照明效果。電流保護(hù)分流器可以保護(hù)電路中的敏感元件，例如，在電源電路中，分流器可以將電流分配到多個(gè)并聯(lián)保險(xiǎn)絲，避免過電流損壞電路。分流器可以減小電路中的電流波動(dòng)，保證電路的穩(wěn)定工作。電橋電路的基本原理惠斯通電橋惠斯通電橋由四個(gè)電阻組成，通過調(diào)節(jié)其中一個(gè)電阻，可以實(shí)現(xiàn)電橋平衡。基爾霍夫定律電橋平衡的關(guān)鍵是基爾霍夫電流定律和電壓定律的應(yīng)用。分壓原理電橋利用分壓原理，將電壓信號(hào)進(jìn)行比例分配，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量。電橋電路的類型與應(yīng)用惠斯通電橋惠斯通電橋是最常見的電橋電路之一，廣泛應(yīng)用于測(cè)量電阻、電容和電感等參數(shù)。凱爾文電橋凱爾文電橋?qū)ｉT用于測(cè)量低電阻值，尤其適用于測(cè)量導(dǎo)體的電阻，例如導(dǎo)線或短路片。麥克斯韋電橋麥克斯韋電橋主要用于測(cè)量電感，適用于測(cè)量各種電感元件，例如線圈或變壓器。維恩電橋維恩電橋用于測(cè)量電容，適用于測(cè)量各種電容元件，例如電容器或電解電容器。平衡電橋的條件11.電橋兩臂電阻比值相等平衡電橋時(shí)，兩臂電阻之比必須相等，即R1/R2=R3/R4。22.電源電壓穩(wěn)定電源電壓的穩(wěn)定性是保證電橋平衡的重要條件，否則電橋讀數(shù)會(huì)不穩(wěn)定。33.環(huán)境溫度穩(wěn)定溫度變化會(huì)影響電阻的阻值，導(dǎo)致電橋失衡，因此需要保持環(huán)境溫度穩(wěn)定。44.連接線接觸良好連接線接觸不良會(huì)導(dǎo)致電流泄漏，影響電橋的平衡，因此要確保連接線接觸良好。電橋的測(cè)量原理平衡電橋當(dāng)電橋處于平衡狀態(tài)時(shí)，橋臂上的電壓降相等。未知電阻利用已知電阻和平衡電橋的原理，可以測(cè)量未知電阻。測(cè)量公式通過計(jì)算平衡電橋的橋臂比值，可以得出未知電阻的值。電橋電路的誤差分析測(cè)量誤差來源電橋電路中誤差主要來自元器件的誤差、測(cè)量?jī)x器的誤差和環(huán)境因素的影響。元器件誤差包括電阻值偏差、溫度系數(shù)和穩(wěn)定性等。誤差分析方法可以使用誤差傳遞公式來計(jì)算電橋測(cè)量結(jié)果的誤差?？梢酝ㄟ^分析不同誤差來源對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響程度來確定誤差的主要來源。電橋電路的調(diào)整與檢查1平衡檢查確保電橋處于平衡狀態(tài)2電阻調(diào)節(jié)調(diào)整可變電阻至平衡3連接檢查檢查所有連接是否牢固4環(huán)境檢查確保環(huán)境干燥無腐蝕電橋電路的調(diào)整與檢查至關(guān)重要，可以提高測(cè)量精度，避免誤差。要仔細(xì)檢查所有連接，確保牢固可靠。并根據(jù)測(cè)量需要調(diào)整可變電阻至平衡狀態(tài)，確保電路穩(wěn)定工作。電阻箱的使用及注意事項(xiàng)電阻箱的結(jié)構(gòu)電阻箱是通過撥動(dòng)開關(guān)來選擇不同阻值的電阻器。電阻箱的使用步驟選擇合適的量程。撥動(dòng)開關(guān)選擇需要的阻值。注意不要同時(shí)撥動(dòng)多個(gè)開關(guān)。電阻箱的注意事項(xiàng)使用前檢查電阻箱是否完好，避免使用有損壞的電阻箱。實(shí)驗(yàn)電路電阻的測(cè)量1選擇合適的測(cè)量?jī)x器選擇與被測(cè)電阻阻值范圍相匹配的萬用表或電阻箱。2連接電路將待測(cè)電阻連接到電路中，并確保連接正確。3進(jìn)行測(cè)量使用測(cè)量?jī)x器測(cè)量電路中的電阻值，并記錄數(shù)據(jù)。4分析結(jié)果分析測(cè)量結(jié)果，判斷是否符合預(yù)期。測(cè)量電路參數(shù)的方法11.電壓測(cè)量使用電壓表測(cè)量電路中的電壓，注意電壓表的量程選擇，確保測(cè)量精度。22.電流測(cè)量使用電流表測(cè)量電路中的電流，將電流表串聯(lián)到電路中，確保測(cè)量精度。33.電阻測(cè)量使用萬用表或電阻箱測(cè)量電路中的電阻，注意電阻值的單位和精度。44.其他參數(shù)測(cè)量根據(jù)需要，使用其他儀器測(cè)量電路中的其他參數(shù)，例如功率、頻率等。電壓表和電流表的使用電壓表電壓表用于測(cè)量電路中兩點(diǎn)之間的電壓差，通常與電路并聯(lián)連接。使用時(shí)應(yīng)注意選擇合適的量程，確保測(cè)量的電壓值在量程范圍