電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版） 課件 項(xiàng)目二 認(rèn)識直流電路

電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）項(xiàng)目二認(rèn)識直流電路人們在日常生活和生產(chǎn)中使用的電器，如電視、冰箱、電磁爐和電動(dòng)機(jī)等，之所以能夠完成各種工作，是由于用電器內(nèi)有各種不同功能的電路。那么，什么是電路？電路又是怎樣工作的呢？本項(xiàng)目的重點(diǎn)就是研究和學(xué)習(xí)有關(guān)電路的基本知識。任務(wù)一測量電路的電壓和電位任務(wù)二測量電路的電流任務(wù)三電阻的測量任務(wù)四學(xué)習(xí)歐姆定律任務(wù)五基爾霍夫定律的應(yīng)用任務(wù)六認(rèn)識疊加原理項(xiàng)目評價(jià)項(xiàng)目小結(jié)思考與練習(xí)任務(wù)一測量電路的電壓和電位電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///任務(wù)分析萬用表是電工中常用的一種多功能、多量程便攜式測量儀表，一般用來測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等，有的還可以測量交流電流、電容、電感和直流放大系數(shù)等。要想知道電路中的電位和某兩點(diǎn)之間的電壓是多少，首先應(yīng)該學(xué)會(huì)萬用表的使用，然后按照安全操作規(guī)程進(jìn)行測量。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///一、電路的概念（a）照明電路實(shí)物圖（b）電路圖圖2-1電路的組成相關(guān)知識電路是電流通過的路徑，它的主要功能如下：（1）傳輸和轉(zhuǎn)換電能。（2）加工和處理信號。如圖2-1（a）所示，這是日常生活中常見的照明電路實(shí)物圖。燈泡通過開關(guān)、導(dǎo)線和干電池連接在一起，組成電路。開關(guān)合上時(shí)，電路中有電流通過，燈泡點(diǎn)亮。圖2-1（b）所示為電路圖。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///電路圖中常用的電路元件符號見表2-1。二、電位、電壓和電動(dòng)勢在電路中，電荷之所以能夠在導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)形成電流，是因?yàn)殡娐分腥我鈨牲c(diǎn)之間存在電位差，此電位差也稱電壓。1．電位電位用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示。電位的單位是伏特，簡稱伏（V）。例如，VA表示電路中A點(diǎn)的電位值。如圖2-3所示，參考點(diǎn)為O，則VO的電位為0V，VA、VB分別表示A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///圖2-3電位示意圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///圖2-4電壓的表示2．電壓電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)的“電壓”。如圖2-4所示，已知A點(diǎn)電位為VA，B點(diǎn)電位為VB，則A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB

=

VA

-

VB。如圖2-5所示，可用電壓表測量負(fù)載兩端的電壓。電壓既有大小又有方向，用字母U表示。電壓的單位也是伏特，簡稱伏（V）。常用的電壓單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）等。其換算關(guān)系為圖2-5電壓表測電壓電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///3．電動(dòng)勢電動(dòng)勢是一個(gè)表征電源特征的物理量。電源的電動(dòng)勢是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，在數(shù)值上，等于非靜電力將單位正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移送到正極時(shí)所做的功。電動(dòng)勢用字母E表示，單位是伏（V）。其表達(dá)式為式中，W是電源中非靜電力把正電荷q從負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部送到電源正極所做的功。電動(dòng)勢的方向規(guī)定從電源的負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正極，與電源兩端的電壓方向相反?！纠?-1】如圖2-6所示電路中，如果分別以O(shè)、A為參考點(diǎn)，求A、B、O點(diǎn)的電位值及A、B兩點(diǎn)之間的電壓。圖2-6例2-1圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///圖2-7萬用表面板三、萬用表面板介紹萬用表是一種多用途的測量儀表，由表頭、刻度盤、量程選擇開關(guān)、表筆等組成。一般可分為指針式和數(shù)字式兩種。用于測量直流電流、直流電壓、電阻、交流電壓等。有些還可以測量交流電流、電容、電感及半導(dǎo)體元件的一些參數(shù)。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///萬用表面板及其功能介紹見表2-2。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///四、指針式萬用表的使用方法1．使用前的準(zhǔn)備將萬用表水平放置，檢查萬用表表筆插接是否正確，電池電量是否充足。檢查表針是否停留在表盤的左端零位，若表針沒有對準(zhǔn)零位，則需要機(jī)械調(diào)零至“0”刻度線上。2．選擇測量擋位根據(jù)被測量把轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至對應(yīng)擋位上，此時(shí)應(yīng)注意區(qū)分直流電壓和交流電壓。3．選擇合適的量程根據(jù)被測量的估計(jì)值選擇量程，量程應(yīng)大于被測量的數(shù)值。需要特別注意的是，測量電壓、電流時(shí)，其量程選擇后，表針偏轉(zhuǎn)角度在表盤的1/2～2/3處，測量值最為準(zhǔn)確。4．測量電壓測量電壓時(shí)，應(yīng)將萬用表并聯(lián)在被測電路的兩端。特別要注意表筆的極性與電路極性對應(yīng)，即紅表筆接被測電路的高電位，黑表筆接被測電路的低電位。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///5．正確讀數(shù)萬用表的表盤上有很多條刻度尺，每條刻度尺上都標(biāo)有被測量的標(biāo)志符號，如圖2-9所示。根據(jù)被測量及量程在相應(yīng)的標(biāo)度尺上讀出指針指示的數(shù)值。6．使用后注意事項(xiàng)使用后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至交流電壓最高擋，防止下次測量時(shí)不慎燒壞萬用表。平時(shí)萬用表應(yīng)保持干燥、清潔，嚴(yán)禁震動(dòng)和機(jī)械沖擊。若長期擱置不用時(shí)，應(yīng)取下萬用表中的電池。圖2-9萬用表的表盤電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///五、數(shù)字式萬用表的使用方法數(shù)字式萬用表利用其內(nèi)部電路將被測的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，并通過顯示屏直接顯示讀數(shù)。它的使用方法同指針式萬用表基本類似，下面簡單介紹數(shù)字式萬用表的使用方法及注意事項(xiàng)。數(shù)字式萬用表如圖2-10所示。圖2-10數(shù)字式萬用表（1）使用時(shí)，將萬用表水平放置。（2）按下電源開關(guān)“ON”按鈕，檢查電池電量是否充足。（3）正確插接表筆。（4）量程的選擇和測量同指針式萬用表基本相同，詳細(xì)可參考指針式萬用表的使用方法。（5）在測量中，如果顯示屏上只顯示“1”，表示被測量超出量程，應(yīng)將功能開關(guān)置于更高的量程，再進(jìn)行測量。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///（6）當(dāng)誤用交流電壓擋去測量直流電壓，或者誤用直流電壓擋測量交流電壓時(shí)，顯示屏將顯示“000”，或在低位上數(shù)字出現(xiàn)跳動(dòng)。此時(shí)，應(yīng)重新選擇測量擋位。（7）在測量高電壓（220V以上）或大電流（0.5A以上）時(shí)，禁止直接換量程，以防止產(chǎn)生電弧，燒壞開關(guān)觸點(diǎn)。（8）當(dāng)顯示屏顯示“←”、“BATT”或“LOWBAT”時(shí)，表示電池電壓低于工作電壓，此時(shí)需要及時(shí)更換電池電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///一、用指針式萬用表測量電路中任一點(diǎn)的電位（1）按照電路圖，連接測量電路。電路如圖2-11所示。（2）首先估計(jì)一下被測電壓的大小，將指針式萬用表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓擋位，然后選擇合適量程。（3）將萬用表表筆與被測電路并聯(lián)進(jìn)行測量。如圖2-11

所示，黑色為黑表筆測量位置，紅色為紅表筆測量位置。（4）如圖2-11所示，選定參考點(diǎn)O點(diǎn)及測量電位A點(diǎn)和B點(diǎn)。經(jīng)檢查無誤后，閉合電路中的開關(guān)S，將黑表筆接在參考點(diǎn)O點(diǎn)上，紅表筆分別接在A點(diǎn)和B點(diǎn)上進(jìn)行測量。（5）萬用表指針?biāo)缸x數(shù)即是A點(diǎn)、B點(diǎn)的電位。技能訓(xùn)練圖2-11電位測量電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///二、用指針式萬用表測量電路中電源的電壓，A、B兩點(diǎn)與O點(diǎn)之間的電壓及A、B兩點(diǎn)間電壓（1）電路圖如圖2-11所示。（2）首先估計(jì)一下被測電源電壓的大小，將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至適當(dāng)?shù)碾妷毫砍?。然后將萬用表的表筆直接接在電源的兩端，紅表筆接電源“+”極，黑表筆接電源“-”極，萬用表指針?biāo)缸x數(shù)即是電源的電壓，將測量值填入表2-4中。（3）將萬用表的紅表筆分別接A點(diǎn)和B點(diǎn)，黑表筆接O點(diǎn)，讀出測量值，填入表2-4中。（4）將萬用表的表筆分別接A點(diǎn)和B點(diǎn)，讀出測量值，填入表2-4中。任務(wù)二測量電路的電流電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///任務(wù)分析電路中任一處流過的電流，在允許的測量范圍內(nèi)，都可用萬用表電流擋或電流表直接進(jìn)行測量。相關(guān)知識一、電流1．觸電事故的種類電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流。若電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化，則稱為直流電流，用字母I表示。電流的單位是安培，簡稱安（A）。大電流可以用千安（kA）表示，小電流可以用（mA）表示。其換算關(guān)系為電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///二、電流的方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍措娏鲝碾娫吹恼龢O流向負(fù)極?？捎眉^表示電流流動(dòng)方向，如圖2-12所示。三、電流產(chǎn)生的條件電流產(chǎn)生的條件如下：（1）必須具有能夠自由移動(dòng)的電荷；（2）導(dǎo)體兩端存在電壓；（3）電路是閉合的。圖2-12電流流動(dòng)方向電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///二、電流的方向（1）圖2-13（a）中，開關(guān)S閉合，電路中有電流產(chǎn)生，電路處于通路工作狀態(tài)，稱為通路；（2）圖2-13（b）中，開關(guān)S斷開，電路中無電流通過，稱為開路；（3）圖2-13（c）中，在通路狀態(tài)下，導(dǎo)線由于某種原因斷開的情況，稱為斷路；（4）圖2-13（d）中，在通路狀態(tài)下，用導(dǎo)線ab將電燈HL兩端直接相連的情況，稱為短路。圖2-13電路的工作狀態(tài)【例2-2】小明家中有一臺電冰箱，它的壓縮機(jī)功率為120W，這臺冰箱每天開8h，以一個(gè)月30天計(jì)，那么該冰箱一個(gè)月的用電度數(shù)為多少？電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///五、電功和電功率1．電功電功是指電流通過用電器所做的功。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。電功是計(jì)算用電器消耗電能的物理量。電功用字母W表示，單位是焦耳，簡稱焦（J）。電功的大小跟電壓、電流和通電時(shí)間有關(guān)，其表達(dá)式為W

=

UIt2．電功率電功率是指電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，它反映的是電流做功的快慢。電功率大表示電流做功快，也就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量快。電功率用字母P表示，單位是瓦特，簡稱瓦（W）。電功率的大小跟電壓和電流有關(guān)，其表達(dá)式為電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///用指針式萬用表測量電路中的電流1．測量電流的方法測量電流時(shí)，應(yīng)將萬用表串聯(lián)在被測電路中。測量時(shí)，應(yīng)當(dāng)斷開被測支路，將萬用表紅、黑表筆串接在被斷開的兩點(diǎn)之間。此時(shí)也應(yīng)注意表筆的極性，紅表筆接被測電路的高電位，黑表筆接被測電路的低電位，如圖2-14所示。技能訓(xùn)練圖2-14萬用表測電流【例2-2】小明家中有一臺電冰箱，它的壓縮機(jī)功率為120W，這臺冰箱每天開8h，以一個(gè)月30天計(jì)，那么該冰箱一個(gè)月的用電度數(shù)為多少？電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///2．具體步驟（1）按照圖2-15所示，連接測量電路。（2）先估計(jì)一下被測電流的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至合適的電流量程。（3）按照圖2-16所示將萬用表表筆與被測電路串聯(lián)，此時(shí)，要注意表筆的極性與電路極性對應(yīng)，即紅表筆接高電位，黑表筆接低電位。（4）經(jīng)檢查無誤后，閉合電路中的開關(guān)S，從萬用表上讀出通過電路的電流值I

=______。圖2-15測量電路圖圖2-16萬用表測電路電流任務(wù)三電阻的測量電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///任務(wù)分析電阻元件是構(gòu)成電路的基本元件，本任務(wù)主要了解線性電阻元件的特點(diǎn)及其在電路中的作用，并學(xué)會(huì)用萬用表測量電阻的阻值。相關(guān)知識一、電阻的概念電阻器簡稱電阻，電阻元件是各種電阻器、白熾燈、電爐、電烙鐵等實(shí)際電氣設(shè)備的理想化模型。電阻如圖2-17所示。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///電阻在電路中阻礙電流流過，用字母R表示，單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。常用的電阻單位還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。其換算關(guān)系為圖2-17電阻電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///二、電阻的阻值在一定溫度下，電阻的阻值為常數(shù)，與所加電壓和通過的電流無關(guān)，這種電阻稱為線性電阻。線性電阻的阻值只與導(dǎo)體的材料和幾何尺寸有關(guān)。還有一種電阻，阻值隨著電壓或電流的變化而變化，這種電阻稱為非線性電阻，例如，熱敏電阻和二極管等。本書所指電阻均為線性電阻。三、色環(huán)電阻的阻值大小識別色環(huán)電阻是電子電路中最常用的電子元件，在電阻的表面涂上一定顏色的色環(huán)，用不同顏色色環(huán)代表電阻的標(biāo)稱值和誤差。我們可以通過色環(huán)的標(biāo)稱值和誤差的大小，直觀判斷出電阻實(shí)際值的范圍，如圖2-18所示。圖2-18色環(huán)電阻電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///色環(huán)電阻分為四環(huán)和五環(huán)兩類，一般的電阻用四色環(huán)表示阻值的大小和誤差，高精度的電阻則用五色環(huán)表示阻值的大小和誤差。1．色環(huán)的排列順序（1）四色環(huán)電阻，是指用四道色環(huán)表示阻值的電阻，從左向右數(shù)，第一、第二、第三道色環(huán)之間距離較小，第四道色環(huán)與第三道色環(huán)之間的距離稍大。第一道色環(huán)表示阻值的第一位數(shù)字；第二道色環(huán)表示阻值的第二位數(shù)字；第三道色環(huán)表示阻值倍乘的數(shù)；第四道色環(huán)表示阻值誤差范圍。（2）五色環(huán)電阻，是指用五道色環(huán)表示阻值的電阻，從左向右數(shù)，第一道色環(huán)表示阻值的第一位數(shù)字；第二道色環(huán)表示阻值的第二位數(shù)字；第三道色環(huán)表示阻值的第三位數(shù)字；第四道色環(huán)表示阻值倍乘的數(shù)；第五道色環(huán)表示誤差范圍。2．顏色和數(shù)字對應(yīng)關(guān)系色環(huán)電阻中顏色和數(shù)字之間的對應(yīng)關(guān)系如圖2-19所示。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///圖2-19色環(huán)電阻中顏色和數(shù)字之間的對應(yīng)關(guān)系3．色環(huán)電阻的讀數(shù)規(guī)則以四色環(huán)電阻為例，第一、第二色環(huán)分別對應(yīng)電阻標(biāo)稱值的有效數(shù)字最高兩位。第三色環(huán)為兩位數(shù)字要乘的倍數(shù)。第四色環(huán)表示誤差的大小。例如，有一個(gè)四色環(huán)電阻，第一環(huán)為綠色（代表5）、第二環(huán)為黑色（代表0）、第三環(huán)為紅色（代表×100）、第四環(huán)為銀色（代表誤差為±10%），則其阻值為50Ω×100=500Ω，誤差范圍為±10%。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///一、用指針式萬用表測量電阻（1）將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至歐姆擋，把紅黑表筆搭在一起短路，使指針向右偏轉(zhuǎn)，觀察是否能夠偏轉(zhuǎn)至零點(diǎn)，若沒有，則需要調(diào)整“Ω”歐姆調(diào)零旋鈕，使指針恰好指到“Ω”刻度。（2）將兩根表筆分別接觸幾個(gè)被測電阻兩端，讀出指針在歐姆刻度線（第一條線）上的讀數(shù)，如圖2-20所示。技能訓(xùn)練圖2-20萬用表測電阻電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///（3）由于“Ω”刻度線左部讀數(shù)較密，難以看準(zhǔn)，所以測量時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臍W姆擋，使指針盡量在刻度線的中部或右部，這樣讀數(shù)比較清楚準(zhǔn)確。每次換擋，都應(yīng)將兩根表筆短接，重新調(diào)整指針到零位，使測量更加準(zhǔn)確。（4）將讀數(shù)乘以該擋標(biāo)的數(shù)字，就是所測電阻的阻值，例如，用R

×

100擋測量電阻，指針指在30，則測得的電阻值為30

×

100

=

3kΩ。將測得電阻值填入表2-5中。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///根據(jù)前面所學(xué)習(xí)的色環(huán)阻值識別方法，分別讀取電阻R1、R2、R3、R4的阻值，填入表2-6中。二、按照電阻表面的色環(huán)，讀出標(biāo)稱值任務(wù)四

學(xué)習(xí)歐姆定律電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///任務(wù)分析在一個(gè)電路中，既有電壓、電流，又有電阻，它們之間有什么樣的關(guān)系呢？將電阻按照不同的方法接入電路中，它在電路中的功率分配是否相同？具有什么樣的特點(diǎn)？電壓和電流又會(huì)有什么樣的變化呢？本任務(wù)的主要內(nèi)容是通過對各種不同電路中電壓、電流和電阻的測量，學(xué)習(xí)歐姆定律，研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，掌握簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分析方法。相關(guān)知識一、歐姆定律德國物理學(xué)家歐姆通過實(shí)驗(yàn)證明了電路中電流、電壓和電阻之間相互影響的關(guān)系，并總結(jié)出歐姆定律：電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體本身的電阻成反比。其表達(dá)式為式中，電壓單位為伏特（V），電阻單位為歐姆（Ω），電流單位為安培（A）。二、串聯(lián)電路將兩個(gè)或兩個(gè)以上的小燈泡（負(fù)載）逐一連接在電路中，稱為串聯(lián)，如圖2-21所示。串聯(lián)電路中的電壓、電流和電阻有以下特點(diǎn)。圖2-21串聯(lián)電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///1．電阻關(guān)系串聯(lián)電路中，總電阻R總

等于各串聯(lián)電阻之和，即2．電流關(guān)系串聯(lián)電路中的電流處處相等，即3．電壓關(guān)系根據(jù)歐姆定律，串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓有下列關(guān)系，即由此可知，串聯(lián)電路具有電路分壓的作用，電阻兩端分得的電壓大小由其阻值大小決定。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///4．串聯(lián)電阻的功率分配以兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路為例。由可得【例2-3】已知兩個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻為100Ω，通過其中一個(gè)電阻的電流為1.5A，電壓為60V，求另一個(gè)電阻的大小。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///三、并聯(lián)電路將兩個(gè)或兩個(gè)以上的小燈泡并排連接在一起，稱為并聯(lián)，如圖2-22所示。并聯(lián)電路中的電壓、電流和電阻有以下特點(diǎn)。1．電阻關(guān)系總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)和，即圖2-22

并聯(lián)電路2．電流關(guān)系并聯(lián)電路中的總電流等于各支路電流之和，即電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///由此可知，并聯(lián)電路具有分流的作用，流過電阻的電流大小由其阻值大小決定。3．電壓關(guān)系各支路上電壓相等，都等于端電壓，即4．并聯(lián)電阻的功率分配以兩個(gè)電阻的并聯(lián)電路為例。由可得電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///由此可知，并聯(lián)電路的總功率等于各支路消耗的功率之和。由此可知，并聯(lián)電路中各支路消耗的功率跟支路的電阻成反比?！纠?-4】一個(gè)電燈的電阻是10Ω，另一個(gè)電燈的電阻是20Ω，將它們并聯(lián)在電源電壓為12V的電路中，求流過各個(gè)電燈的電流、電路的總電流和總電阻分別是多少？電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///38

///技能訓(xùn)練一、測量簡單電路中電壓、電流的大小，驗(yàn)證歐姆定律（1）根據(jù)圖2-23所示連接電路，其中Rp為可變電阻。（2）保持電壓不變U

=

12V，將萬用表調(diào)至直流電流擋，選擇合適量程，改變可變電阻Rp的阻值，測量電路中的電流，填入表2-7中。圖2-23測量電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///39

///（3）保持可變電阻的阻值不變Rp

=

500Ω，萬用表仍保持在直流電流擋，選擇適當(dāng)量程，改變可調(diào)直流穩(wěn)壓源的電壓值，測量電路中的電流，填入表2-8中。（4）通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證歐姆定律。當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成________。當(dāng)電阻一定時(shí)，電流與電壓成________。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///40

///二、連接串聯(lián)電路，測量電壓、電流和電阻的關(guān)系（1）根據(jù)圖2-24所示連接電路（2）將萬用表調(diào)至歐姆擋，選擇適當(dāng)量程，分別測量三個(gè)燈泡的電阻值和總電阻值，填入表2-9中。圖2-24串聯(lián)電路通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///41

///（3）將萬用表調(diào)至直流電流擋，選擇適當(dāng)量程，逐一測量三個(gè)燈泡的電流值，填入表2-10中。通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。（4）將萬用表調(diào)至直流電壓擋，選擇適當(dāng)量程，逐一測量三個(gè)燈泡上的電壓值，填入表2-11中。通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///42

///三、連接并聯(lián)電路，測量電壓、電流和電阻的關(guān)系（1）根據(jù)圖2-25所示連接電路。（2）將萬用表調(diào)至歐姆擋，選擇適當(dāng)量程，分別測量三個(gè)燈泡的電阻值和總電阻值，填入表2-12中。圖2-25并聯(lián)電路通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///43

///（3）將萬用表調(diào)至直流電流擋，選擇適當(dāng)量程，逐一測量流過三個(gè)燈泡的電流值，填入表2-13中。通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。（4）將萬用表調(diào)至直流電壓擋，選擇適當(dāng)量程，逐一測量三個(gè)燈泡上的電壓值，填入表2-14中。通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：____________________________________________________

__________________________________________________________________________________。任務(wù)五基爾霍夫定律的應(yīng)用電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///44

///任務(wù)分析前面分析的電路，都是一些可以用歐姆定律來分析的簡單串、并聯(lián)電路，如圖2-26（a）所示。但是在實(shí)際應(yīng)用中，很多電路不能用串、并聯(lián)分析方法簡化成單回路電路，這些不能簡化為單回路的電路稱為復(fù)雜電路，它由多個(gè)電源、多個(gè)負(fù)載和多個(gè)回路組成，如圖2-26（b）所示。復(fù)雜電路僅用歐姆定律是不能解決的，這時(shí)需要應(yīng)用基爾霍夫定律來進(jìn)行分析計(jì)算。圖2-26簡單電路和復(fù)雜電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///45

///相關(guān)知識一、復(fù)雜電路的電路術(shù)語在分析復(fù)雜電路之前，我們需要了解電路中的幾個(gè)術(shù)語。1．支路電路中的分支稱為支路。它是由一個(gè)或幾個(gè)元件串聯(lián)而成的無分支電路。在同一支路中，流過所有元件的電流相等。根據(jù)支路中有無電源，支路可分為有源支路和無源支路。如圖2-27所示，支路AB、EF為有源支路，而支路CD為無源支路。2．節(jié)點(diǎn)電路中，三條或三條以上支路連接成的一個(gè)點(diǎn)，稱為節(jié)點(diǎn)。如圖2-28所示，C和D為電路的節(jié)點(diǎn)。圖2-27支路圖2-28節(jié)點(diǎn)電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///46

///3．回路電路中，任一條閉合路徑都稱為回路。如圖2-29所示，ABCD、CDEF和ABEF都是回路。4．網(wǎng)孔回路內(nèi)部不含有支路的閉合回路，稱為網(wǎng)孔。如圖2-30所示，ABCD和CDEF是網(wǎng)孔，而ABEF因?yàn)橹虚g含有一條支路CD，所以不是網(wǎng)孔。圖2-29回路圖2-30網(wǎng)孔電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///47

///二、基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律簡稱KCL，又稱節(jié)點(diǎn)電流定律：對電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。通常規(guī)定，箭頭指向節(jié)點(diǎn)的電流為流入，背離節(jié)點(diǎn)的電流為流出。如圖2-31所示為某電路中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，連接該節(jié)點(diǎn)的支路共有五條，對于節(jié)點(diǎn)O，即若規(guī)定流出的電流為正，流入的節(jié)點(diǎn)為負(fù)，那么上式又可以寫為即在任一時(shí)刻，通過電路中任一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零。圖2-31節(jié)點(diǎn)電流【例2-5】在如圖2-32所示電路中，根據(jù)圖中參考方向和數(shù)值，試求電流I3。圖2-32例2-5圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///48

///2．基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律簡稱KVL，又稱回路電壓定律：在任何一個(gè)閉合回路中，沿繞行方向一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零?；芈返摹袄@行方向”是任意選定的，一般以虛線表示。通常規(guī)定，對于電壓或電流的參考方向與回路“繞行方向”相同時(shí)，取正號，參考方向與回路“繞行方向”相反時(shí)取負(fù)號。如圖2-33所示，各支路的電壓根據(jù)參考方向和繞行方向判斷分別為：U1、U2、-U3、-U4，因此，對于回路ABCD，即即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。圖2-33回路電壓即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///49

///【例2-6】在如圖2-34所示電路中，已知U1

=

U3

=

1V，U2

=

4V，U4

=

U5

=

2V，試求回路中的電壓U。圖2-34例2-6圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///50

///3．基爾霍夫定律在電路計(jì)算中的應(yīng)用——支路電流法基爾霍夫定律是電路中的基本定律，是分析計(jì)算電路的重要工具。它反映了電路中各支路電流之間的約束關(guān)系和各部分電壓之間的約束的關(guān)系，通常我們應(yīng)用基爾霍夫定律KCL和KVL聯(lián)立方程，即可求出電路中的電流和電壓。支路電流法是分析和計(jì)算復(fù)雜電路最基本的方法之一，一般用于已知電路中所有電源和電阻參數(shù)，求各支路電流的分析和計(jì)算?！纠?-7】在如圖2-35所示電路中，電阻R1

=

1Ω，R2

=

2Ω，R3

=

4Ω，E1

=

12V，E2

=

6V。求三條支路的電流I1、I2、I3。圖2-35例2-7圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///51

///一、測量節(jié)點(diǎn)電流（1）根據(jù)圖2-36所示，連接電路。檢查線路正確后合上開關(guān)S1、S2。（2）首先設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖2-36箭頭標(biāo)注所示。（3）將指針式萬用表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電流擋位，然后選擇適合量程。（4）將萬用表的表筆分別接入三條支路中進(jìn)行測量，將測得電流值填入表2-15中。技能訓(xùn)練圖2-36測量電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///52

///（5）通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證基爾霍夫第一定律（KCL）。電流I1、I2、I3之間的關(guān)系是_____

__________________________________________________________________________________。二、測量回路電壓（1）繼續(xù)使用前面所連接的電路圖，按照圖2-37標(biāo)注進(jìn)行測量。（2）將萬用表調(diào)至直流電壓擋，選擇適合量程。（3）將萬用表的表筆分別接入電源和電阻的兩端，進(jìn)行測量，將測得電壓值填入表2-16中。圖2-37測量電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///53

///（4）通過比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證基爾霍夫第二定律（KVL），回路ADEF中各電阻兩端電壓及電源電壓E1之間的關(guān)系是_______________________________________?；芈稟BCD中各電阻兩端電壓及電源電壓E2之間的關(guān)系是_____________________________________。任務(wù)六認(rèn)識疊加原理電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///54

///任務(wù)分析疊加原理是分析線性電路的一個(gè)重要原理，用于分析復(fù)雜電路。在本任務(wù)的學(xué)習(xí)中，通過對電路中電壓和電流的測量，驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對疊加原理的認(rèn)識和理解。一、線性電路線性電路是指電壓和電流成正比，電路中的各個(gè)元件均為線性元件，其數(shù)值不隨電壓、電流的變化而變化的電路。相關(guān)知識電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///55

///二、疊加原理在物理中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：由幾種不同原因綜合產(chǎn)生的效果等于這些不同原因單獨(dú)產(chǎn)生效果的累加。在多個(gè)電源的線性電路中，任一支路電流（或電壓）都等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和，這就是電路的疊加原理，可以用它來求解線性電路中的電流或電壓。三、疊加原理的應(yīng)用在應(yīng)用疊加原理分析計(jì)算電路時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）疊加原理只能用于計(jì)算線性電路的支路電流或電壓，不適用于非線性電路；（2）電壓源不作用時(shí)，應(yīng)將其視為短路；電流源不作用時(shí)，應(yīng)將其視為開路；（3）疊加時(shí)要注意電流或電壓的參考方向，正確選取各個(gè)分量的正負(fù)號；（4）疊加原理不能直接進(jìn)行功率的疊加，這是因?yàn)楣β适请妷汉碗娏鞯某朔e?！纠?-8】在如圖2-38（a）所示電路中，電壓源US1

=

10V，電壓源US2

=

20V，電阻R1

=

5Ω，R2

=

10Ω，R3

=

15Ω，試應(yīng)用疊加原理計(jì)算電路中的電流I1、I2、I3。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///56

///【例2-8】在如圖2-38（a）所示電路中，電壓源US1

=

10V，電壓源US2

=

20V，電阻R1

=

5Ω，R2

=

10Ω，R3

=

15Ω，試應(yīng)用疊加原理計(jì)算電路中的電流I1、I2、I3。圖2-38例2-8圖電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///57

///用指針式萬用表分別測量各支路中的電流具體步驟如下：（1）按照圖2-39，連接測量電路。（2）先估計(jì)一下被測電流的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至合適的mA量程。（3）將開關(guān)S1撥向1側(cè)，支路BD連接電源E1；開關(guān)S2撥向2側(cè)，支路CD短路，令E1單獨(dú)作用，測量各支路電流，填入表2-17中。技能訓(xùn)練圖2-39測量電路電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///58

///（4）將開關(guān)S1撥向2側(cè)，支路BD短路；開關(guān)S2撥向1側(cè)，支路CD接電源E2，令E2單獨(dú)作用，測量各支路電流，填入表2-18中。（5）將開關(guān)S1撥向1側(cè)，支路BD連接電源E1；開關(guān)S2撥向1側(cè)，支路CD接電源E2，令E1、E2共同作用，測量各支路電流，填入表2-19中。將表2-17和表2-18中測得的電流對應(yīng)相加，與表2-19中的測量值對應(yīng)比較，可得結(jié)論：

。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///59

///項(xiàng)目評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2-20。項(xiàng)目評價(jià)表3-7項(xiàng)目評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目評價(jià)分值評分細(xì)則評分備注萬用表的使用10檢測過程中損壞萬用表，扣10分

電位、電壓的測量10（1）測量電位、電壓，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣2分；（2）檢測方法錯(cuò)誤，每次扣2分

電流的測量5（1）測量電流，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣1分；（2）檢測方法錯(cuò)誤，每次扣1分

電阻的測量5（1）測量電阻，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣0.5分；（2）按色環(huán)讀電阻阻值，讀錯(cuò)每個(gè)扣0.5分

電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///60

///項(xiàng)目評價(jià)分值評分細(xì)則評分備注歐姆定律20（1）驗(yàn)證歐姆定律，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣0.5分；（2）測量串聯(lián)電路，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣0.5分；（3）測量并聯(lián)電路，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣0.5分基爾霍夫定律10（1）測量支路電流，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣1分；（2）測量回路電壓，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣1分；疊加原理10（1）測量不同電壓源作用下的支路電流，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣1分；（2）測量兩個(gè)電壓源共同作用下的支路電流，不按步驟進(jìn)行檢測，每個(gè)扣1分實(shí)訓(xùn)記錄20（1）不按步驟進(jìn)行記錄，每次扣2分；（2）不記錄實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)或記錄錯(cuò)誤，每處扣2分；（3）不能正確填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論，扣2分

電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///61

///項(xiàng)目評價(jià)分值評分細(xì)則評分備注安全文明操作10（1）實(shí)訓(xùn)結(jié)束應(yīng)及時(shí)整理實(shí)訓(xùn)器材，清潔實(shí)訓(xùn)崗位和場所，5分；（2）認(rèn)真完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告，5分合計(jì)100

電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///62

///本項(xiàng)目主要討論了三個(gè)部分的內(nèi)容：首先介紹了電路的組成及電路中的常用物理量電流、電壓、電功率等基本概念，并通過學(xué)習(xí)萬用表的使用，對這些物理量進(jìn)行測量；其次介紹歐姆定律，利用歐姆定律分析簡單的串、并聯(lián)電路；最后介紹了基爾霍夫兩個(gè)定律和疊加原理，通過學(xué)習(xí)，利用這些定律來分析復(fù)雜的電路。1．電路的組成及其物理量（1）電路由電路部件組成，一般包含電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。其主要作用是傳輸和變換電能，傳遞和處理信號。（2）實(shí)際電路可用由理想元件組成的電路模型表示，以便分析計(jì)算。電路的狀態(tài)有四種：開路、通路、短路和斷路。（3）電路中的物理量。①電位又稱電勢，是指單位電荷在靜電場中的某一點(diǎn)所具有的電勢能。電位用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示。電位的單位是伏特，簡稱伏（V）。項(xiàng)目小結(jié)電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///63

///②電壓是指電路中任意兩點(diǎn)之間的電位差，電壓既有大小又有方向，實(shí)際方向規(guī)定為從高電位指向低電位。電壓用字母U表示，單位是伏特，簡稱伏（V）。③電動(dòng)勢是一個(gè)表征電源特征的物理量，它使電源兩端產(chǎn)生電壓，用字母

E表示，單位是伏（V）。電動(dòng)勢雖然和電壓具有相同的單位，但是它們是本質(zhì)不同的兩個(gè)物理量。電動(dòng)勢是一個(gè)表征電源特征的物理量，它使電源兩端產(chǎn)生電壓。④電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流。若電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化，則稱為直流電流，用字母I表示。電流的單位是安培，簡稱安（A）。⑤電功是指電流通過用電器所做的功，是計(jì)算用電器消耗電能的物理量。電功用字母W表示，單位是焦耳，簡稱焦（J），其表達(dá)式是W

=

UIt。電功率是指電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，它反映的是電流做功的快慢。電功率大表示電流做功快，也就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量快。電功率用字母P表示，單位是瓦特，簡稱瓦（W），其表達(dá)式是P=UI=W/t

。在日常生產(chǎn)和生活中，電功的常用單位是千瓦時(shí)（度），用kW·h表示。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///64

///⑥電阻在電路中的作用是阻礙電流的定向流動(dòng)，電阻用字母R表示，單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。電阻的阻值可通過萬用表測得，也可通過色環(huán)的標(biāo)稱值和誤差的大小，直觀判斷出電阻實(shí)際值的范圍。2．歐姆定律在同一電路中，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻阻值成反比，這就是歐姆定律，基本公式是I

=

U/R。歐姆定律可以用來分析簡單的串、并聯(lián)電路。（1）串聯(lián)電路中，電流處處相等，即I總

=

I1

=

I2，各個(gè)負(fù)載兩端電壓之和等于總電壓，即U總

=

U1

+

U2，總電阻等于各個(gè)電阻之和，即R總

=

R1

+

R2，總功率等于各功率之和，即P總

=

P1

+

P2，功率與負(fù)載的大小成正比。（2）并聯(lián)電路中，各個(gè)負(fù)載兩端的電壓與總電壓相等，即U總

=

U1

=

U2，流過各個(gè)負(fù)載的電流之和等于總電流，即I總

=

I1

+

I2，總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻的倒數(shù)之和，即1/R總

=

1/R1

+

1/R2，總功率等于各個(gè)功率之和，即P總

=

P1

+

P2，功率與負(fù)載的大小成反比。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

///65

///3．基爾霍夫定律和疊加定律1）基爾霍夫定律基爾霍夫定律用于分析復(fù)雜的電路，電路中包含多個(gè)電源、負(fù)載和回路。（1）支路：電路中由一個(gè)或幾個(gè)元件串聯(lián)而成的無分支的電路稱為支路。在同一支路中，流過所有元件的電流相等。（2）節(jié)點(diǎn)：電路中，三條或三條以上支路連接成的一個(gè)點(diǎn)，稱為節(jié)點(diǎn)。（3）回路：電路中，任一條閉合路徑都稱為回路。（4）網(wǎng)孔：回路內(nèi)部不含有支路的閉合回路，稱為網(wǎng)孔。（5）基爾霍夫第一定律：簡稱KCL，又稱節(jié)點(diǎn)電流定律。對電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。通常規(guī)定，箭頭指向節(jié)點(diǎn)的電流為流入，背離節(jié)點(diǎn)的電流為流出，故有

。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///（6）基爾霍夫第二定律：簡稱KVL，又稱回路電壓定律。在任何一個(gè)閉合回路中，沿繞行方向一周，各段電壓的代數(shù)和恒為零。通常規(guī)定，對于電壓或電流的參考方向與回路“繞行方向”相同時(shí)，取正號，參考方向與回路“繞行方向”相反時(shí)，取負(fù)號，故有∑U=0

。基爾霍夫第一定律用于求節(jié)點(diǎn)電流，基爾霍夫第二定律用于求回路電壓。2）疊加原理在一個(gè)含有多個(gè)電源的線性電路中，任一個(gè)支路電流（或電壓）都等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和，這就是電路的疊加原理，可以用它來求解線性電路的電流或電壓。應(yīng)用疊加原理分析計(jì)算電路時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）疊加原理只能用于計(jì)算線性電路的支路電流或電壓，不能直接進(jìn)行功率的疊加計(jì)算；（2）電壓源不作用時(shí)，應(yīng)將其視為短路；電流源不作用時(shí)，應(yīng)將其視為開路；（3）疊加時(shí)要注意電流或電壓的參考方向，正確選取各個(gè)分量的正負(fù)號。電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能（第2版）

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///一、填空題1．電路主要由__________、__________、__________和__________四部分組成。2．在單電源電路中，電流總是從電源的_______極出發(fā)，經(jīng)由外電路回到電源的__________極。3．在使用萬用表測量電路中的電壓時(shí)，應(yīng)將萬用表_________在電路中，測量電流時(shí)，應(yīng)將萬用表___________在電路中（串聯(lián)、并聯(lián)）。4．用電壓表測量電路兩端電壓為零，這說明外電路處于____________狀態(tài)。5．簡單電路可以用歐姆定律來進(jìn)行分析和計(jì)算，那么歐姆定律中，電壓、電流和電阻之間的關(guān)系是______________________________________________________________。6．串聯(lián)電路中的____________處處相等，總電壓等于各電阻上