《電工電子基本技能操作項目教程》課件項目四

項目四直流電路的分析能力目標(biāo)1．熟練使用萬用表測量電壓、電流、電阻等；2．對電路中出現(xiàn)的一些簡單的故障，通過測量電壓進(jìn)行故障的分析、判斷，并排除故障；3．具有獨立分析問題與解決問題的能力。知識目標(biāo)1．知道基爾霍夫定律的內(nèi)容，并能將其應(yīng)用到實際電路中；2．知道線性電路疊加原理的內(nèi)容，鞏固基爾霍夫定律的應(yīng)用；3．知道電壓、電流參考方向的意義，并能正確運用；4．知道在實際電路中對戴維南定理的理解與應(yīng)用。直流電路的分析項目內(nèi)容與原理一、基爾霍夫定律

1、基爾霍夫第一定律（KCL）基爾霍夫第一定律即節(jié)點電流定律，可描述為任一節(jié)點電流的代數(shù)和為零，即流進(jìn)節(jié)點的電流等于從該節(jié)點流出的電流。如圖4-1所示，取流進(jìn)節(jié)點電流為正，流出節(jié)點電流為負(fù)，則有I1?+?I2?=?I3基爾霍夫定律通常應(yīng)用于節(jié)點，也可以把它推廣應(yīng)用于包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面，這個面就是一假設(shè)的節(jié)點。如圖4-2所示，則有IA?+?IB?=?IC直流電路的分析圖4-1節(jié)點電流圖4-2基爾霍夫定律的推廣應(yīng)用在任一瞬時，通過任一閉合面的電流的代數(shù)和也恒等于零，即

注意：在實際電路中，對于節(jié)點的各個電流，一定得明確其參考方向。直流電路的分析2、基爾霍夫第二定律（KVL）基爾霍夫第二定律即回路電壓定律，可描述為任一瞬時，沿回路繞行方向，任一回路各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即回路中電位升之和等于電位降之和。如圖4-3所示，對于回路ABCDA，設(shè)電流方向為順時針方向，有UAB?+?UBC?+?UCD?+?UDA?=?0圖4-3回路ABCDA在圖4-3所示電路中，電流、電阻、電源如圖所示，則上式可改寫為I1R1

-

I2R2?+?U2

-

U1?=?0或I1R1

+

U2

=

U1

+

I2R2直流電路的分析直流電路的分析二、疊加定理

1、疊加定理內(nèi)容對于線性電路，任何一條支路中的電流或電壓都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

2、理解疊加定理圖4-3的電路可以分解為圖4-4所示的兩個電路之和。圖4-4疊加原理直流電路的分析即各支路電流等于E1單獨作用所產(chǎn)生的電流與E2單獨作用時所產(chǎn)生的電流之和。對于各段電壓同樣適用：即有注意：因I11與I1的參考方向相同，取正；I12與I1的參考方向相反，所以取負(fù)。直流電路的分析三、戴維南定理

1、戴維南定理內(nèi)容任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)。任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，就其對外的作用而言，總可以用一個電動勢為E0的理想電壓源和一個內(nèi)阻為R0的電阻串聯(lián)的電源來等效代替。等效電源的電動勢E0就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將負(fù)載斷開后a、b兩端之間的電壓；等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去(將各個理想電壓源短路，各個理想電流源開路)后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b之間的等效電路。直流電路的分析

2、理解戴維南定理

對于圖4-3，若只需對支路電流I3進(jìn)行分析與計算，則可將R3之外的電路看做一個電源，該電源的電動勢為U0，內(nèi)阻R0為Rab。在圖4-5所示電路中可分別測量出U0、R0，電路也可簡化成圖4-6所示。圖4-5等效電源E0和R0的電路直流電路的分析圖4-6等效電路此時，可用全電路歐姆定律方便地求出I3，即項目訓(xùn)練準(zhǔn)備(1)直流毫安表(0～50mA)；(2)數(shù)字萬用表；(3)穩(wěn)壓電源(C組、D組)；(4)實驗圖所示元器件。直流電路的分析項目操作與測量(一)檢測元器件用萬用表歐姆擋測量各電阻的電阻值，注意擋位與量程的選擇。將測量數(shù)據(jù)填入表4-1中。表4-1直流電路的分析標(biāo)稱值R1(100?Ω)R2(200?Ω)R3(300?Ω)測量值

(二)基爾霍夫定律(1)打開穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)輸出電壓旋鈕，使兩路的輸出電壓分別為E1?=?10?V，E2?=?12?V，并用萬用表的直流電壓擋測量其輸出電壓，然后關(guān)斷電源待用。(2)接圖4-7電路連線，接入穩(wěn)壓電源12?V與10?V，打開電源開關(guān)。直流電路的分析圖4-7測量電路(3)讀取電流表的三個電流值I1、I2、I3，并填入表4-2中。(4)用萬用表的直流電壓擋測量圖中的電壓UAB、UBC、UCD、UBD、UAD，并填入表4-2中。(5)

關(guān)閉電源。I1/mAI2/mAI3/mAUABUBCUCDUADUBD

表4-2直流電路的分析(三)疊加原理直流電路的分析(1)?E1(+10?V)單獨作用。

①

按圖4-3(b)圖所示連線。

②將10?V電源拆除，并用短導(dǎo)線代替。按要求用萬用表直流電壓擋測量UAB、UBC、UBD，然后讀取毫安表所測得的各支路電流，將數(shù)據(jù)記入表4-3中。(2)?E2(+12?V)單獨作用。

①按圖4-3(c)圖所示連線。

②將12?V電源拆除，并用短導(dǎo)線代替，按要求測量電壓與電流，并將數(shù)據(jù)記入表4-3中。(3)電源E1和E2共同作用。

①

按圖4-7所示連線。

②恢復(fù)12?V電源與10?V電源同時供電，按要求測量電壓與電流，并將數(shù)據(jù)填入表4-3中。

I1/mAI2/mAI3/mAUAB/VUBC/VUBD/V10?V單獨作用

12?V單獨作用

12?V、10?V共同作用

表4-3直流電路的分析(四)戴維南定理直流電路的分析如圖4-7所示，用戴維南定律求I3的電流。(1)測量二端網(wǎng)絡(luò)的等效電動勢E0。①按圖4-7所示連線。②斷開R3(負(fù)載電阻開路)，如圖4-5(a)。③

測量開路電壓U0，并記入表4-4中。(2)測量二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R0。①

將電壓源短路(分別將12?V電源與10?V電源去掉，并用短導(dǎo)線代替)。②將萬用表置于相應(yīng)的歐姆擋，測量A、B兩端電阻R0，記入表4-4中。③將圖4-7電路化簡成圖4-6，并計算I3。表4-4(五)