《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》課件 模塊二 任務(wù)四 基本直流電表的制作

電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能任務(wù)四基本直流電表的制作任務(wù)四基本直流電表的制作【知識目標(biāo)】★了解電阻元件電壓與電流的關(guān)系，掌握歐姆定律；★掌握電阻串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)的連接方式；★了解支路、節(jié)點、回路和網(wǎng)孔的概念；★能總結(jié)電路中節(jié)點電流及回路電壓的規(guī)律；★掌握基爾霍夫電流、電壓定律?！灸芰δ繕?biāo)】★會計算等效電阻、電壓、電流和功率；★能應(yīng)用基爾霍夫電流、電壓定律列出兩個網(wǎng)孔的電路方程；★能用電流表、萬用表、電壓表(電位法)檢查電路故障?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】★培養(yǎng)一絲不茍的敬業(yè)精神；★養(yǎng)成勤奮、節(jié)儉、務(wù)實、守紀(jì)的職業(yè)素養(yǎng)；★樹立安全第一的職業(yè)意識；★具備一定的分析問題、解決問題的能力。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)１.能借助網(wǎng)絡(luò)資源，獲取電阻聯(lián)接的相關(guān)資料，加深對電阻不同聯(lián)接特性的理解；２.電阻的串聯(lián)；３.電阻的并聯(lián)；４.電阻的混聯(lián)；５.制作簡單的電壓表；６.制作簡單的電流表；７.小組討論，完成引導(dǎo)問題；８.和老師溝通，解決存在的問題；９.記錄工作過程，填寫相關(guān)任務(wù)。二、工作任務(wù)任務(wù)四基本直流電表的制作請同學(xué)們在３分鐘內(nèi)按7S現(xiàn)場管理的要求對自己的學(xué)習(xí)區(qū)域進行自檢，不合格項進行整改，并在表2-4-1中做好相應(yīng)的記錄。三、實施過程任務(wù)四基本直流電表的制作

(一)電流表的制作

１.歐姆定律(１)部分電路歐姆定律當(dāng)電阻兩端加上電壓時，電阻中就會有電流通過，如圖所示。實驗證明:在不含電源的電路中，流過某電阻的電流與該電阻兩端的電壓成正比，與該電阻的阻值成反比。這就是部分電路歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達式為式中，Ｉ———流過電阻的電流，Ａ；

Ｕ———電阻兩端的電壓，Ｖ；

Ｒ———電阻值，Ω。利用上式，在電壓、電流及電阻3個量中，只要知道兩個量就能求出第三個量，即知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

(２)全電路歐姆定律在部分電路歐姆定律中，不需要考慮電源，而在實際電路中一般含有電源，這種含有電源的電流電路稱為全電路。在全電路的計算中，需要用全電路歐姆定律來進行相關(guān)計算，實驗證明:在全電路中，電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻(外電阻與電源內(nèi)阻之和)成反比，即全電路歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達式為式中，Ｉ——回路電流，Ａ；Ｅ——電源電動勢，Ｖ；Ｒ——負(fù)載電阻，Ω；Ｒ０——電源內(nèi)阻，Ω。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作２.電阻串聯(lián)(１)電阻串聯(lián)電路電阻的串聯(lián)就是將電阻一個接一個地依次連接起來，形成無分支電路。(２)基本特點１)電路中的電流處處相等，即知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

(２)基本特點１)電路中的電流處處相等，即知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

通常稱為串聯(lián)電路的分壓公式，即電阻的阻值越大，分得的電壓越多。５)各電阻上所分配的功率與阻值成正比，即(３)滿偏電壓和表頭內(nèi)阻如圖所示電路，閉合開關(guān)S1、S2調(diào)節(jié)電位器Rp使得Ｇ滿偏，此時電壓表中所讀出的電壓為待測表頭Ｇ的滿偏電壓，用Ｕｇ表示；再斷開開關(guān)Ｓ2，同時調(diào)節(jié)電位器和電阻箱R，在保證伏特表讀數(shù)不變的前提下，使Ｇ半偏，則電阻箱的電阻Ｒ與表頭內(nèi)電阻Ｒｇ相等，這種測量方法稱為電壓半偏法。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作(４)電壓表的基本結(jié)構(gòu)和工作原理１)電壓表的基本結(jié)構(gòu)。磁電式電壓表由磁電式測量機構(gòu)(又稱表頭)和測量線路———附加電阻構(gòu)成。圖2-4-8虛線框中所示的是基本的磁電式電壓表電路。其中Rfj是附加電阻，它與測量機構(gòu)串聯(lián)。２)電壓表的實質(zhì)。通過分壓電阻對被測電壓Ｕ分壓，使得表頭兩端的電壓Ｕｃ在表頭能夠承受的范圍內(nèi)(Ｕｃ

<Ｕｇ)，并使電壓Ｕｃ與被測電壓Ｕ之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。３)電壓表的工作原理當(dāng)電表滿偏時，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路特點，可以得到知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作由可知，對某量程的電壓表而言，Ｒｇ和Ｒfj是固定不變的，所以流過表頭的電流Ｉg與被測電壓Ｕ成正比。根據(jù)這一正比關(guān)系對電壓表標(biāo)度尺進行刻度，就可以指示出被測電壓的大小。由可知，附加電阻與測量機構(gòu)串聯(lián)后，測量機構(gòu)兩端的電壓Ｕg只是被測電路ａ、ｂ兩點間電壓Ｕ的一部分，而另一部分電壓被附加電阻Ｒfj所分擔(dān)。適當(dāng)選擇附加電阻Ｒfj的大小，即可將測量機構(gòu)的電壓量限擴大到所需要的范圍。如果用ｍ表示量程擴大的倍數(shù)，即

表明，將表頭的電壓量限擴大ｍ倍，則串聯(lián)的附加電阻Ｒfj的阻值應(yīng)為表頭內(nèi)阻Rｇ的(ｍ－１)倍，即量程擴大的倍數(shù)越大，附加電阻的阻值就越大。當(dāng)確定表頭及量程需要擴大的倍數(shù)以后，可以計算出所需要串聯(lián)的附加電阻的阻值。４)電壓表的讀數(shù)?由表頭指針?biāo)傅淖x數(shù)乘以量程擴大的倍數(shù)，即為被測量的實際測量值。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

(二)電流表的制作１.電阻并聯(lián)(１)電阻并聯(lián)電路將幾個電阻并列的連接起來?就組成了并聯(lián)電路。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作通常稱為并聯(lián)電路的分流公式，即電阻的阻值越大，分得的電流越小。５)各電阻上所分配的功率與阻值成反比，即２.電流表的基本結(jié)構(gòu)和工作原理(１)電流表的基本結(jié)構(gòu)磁電式電流表由磁電式測量機構(gòu)(又稱表頭)和測量線路———分流器構(gòu)成。圖2-4-14所示是基本的磁電式電流表電路。圖中Ｒ是分流電阻，它并接在測量機構(gòu)的兩端。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作

(２)電流表的實質(zhì)通過分流電阻對被測電流Ｉ分流，使得通過表頭的電流Ic在表頭能夠承受的范圍內(nèi)，并使電流Ic與被測電流Ｉ之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。(３)工作原理當(dāng)電表滿偏時，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點，可以得到對某一電流表而言，Rg和Ｒ是固定不變的，所以通過表頭的電流Ｉｇ與被測電流Ｉ成正比。根據(jù)這一正比關(guān)系對電流表標(biāo)度尺進行刻度，就可以指示出被測電流的大小。如果用ｎ表示量限擴大的倍數(shù)，即知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作則由可得表明，將表頭的電流量程擴大ｎ倍，則分流電阻Ｒ的阻值應(yīng)為表頭內(nèi)組Ｒｇ的１/(ｎ－１)；即量程擴大的倍數(shù)越大，分流電阻的阻值就越小。另外，當(dāng)確定表頭及需要擴大量程的倍數(shù)以后，即可計算出所需要的分流電阻的阻值。(４)電流表讀數(shù)由表頭指針?biāo)傅淖x數(shù)乘以量程擴大的倍數(shù)，即為被測量的實際測量值。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作３.滿偏電流和內(nèi)阻在圖2-4-14中，開關(guān)Ｓ１、Ｓ２保持?jǐn)嚅_，調(diào)節(jié)電位器使Ｇ滿偏。此時，毫安表中所讀出的電流為待測表頭的滿偏電流，用Ｉｇ表示；再閉合開關(guān)Ｓ２，同時調(diào)節(jié)電位器和電阻箱，在保證毫安表讀數(shù)不變(仍然為Ｉg)的前提下，使Ｇ半偏，則電阻箱的電阻與表頭內(nèi)電阻相等，讀出電阻箱的電阻為表頭內(nèi)電阻。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作(三)基爾霍夫定律１.幾個相關(guān)的概念支路:由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路，如圖中的abc支路、adb支路和aeb支路。節(jié)點:３條或３條以上支路的連接點。圖中的電路只有兩個節(jié)點，即a點和b點?；芈?兩路中的任意的閉合路徑。圖中所示的電路中可找到3個不同的回路，它們是adbca、aedba和aebca。網(wǎng)孔:網(wǎng)孔是一種特殊的回路，即內(nèi)部不含其他支路的回路。圖中所示的電路中雖有3個不同的回路，但網(wǎng)孔只有兩個，它們是adbca和aebda。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作２.基爾霍夫第一定律(KCL)基爾霍夫第一定律又稱節(jié)電電流定律，即電路中任意一個節(jié)點上，任意時刻流入節(jié)點的電流之和，恒等于流出節(jié)點的電流之和，即流入和流出節(jié)點的電流的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達式為例如，對于圖2-4-19中的節(jié)點Ａ，有若假設(shè)流入節(jié)點Ａ的電流為正(＋)，流出節(jié)點Ａ的電流為負(fù)(－)，則有基爾霍夫電流定律適用于節(jié)點，也適用于任一假想的閉合面(廣義節(jié)點)。如圖2-4-20所示，我們可以將包含A、B、C３個節(jié)點的閉合面看成是一個廣義節(jié)點，容易證明在任一瞬時有:知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作應(yīng)該指出，在分析與計算復(fù)雜電路時，往往事先不知道每一支路中電流的實際方向，這時可以任意假定各個支路中電流的方向，稱為參考方向，并且標(biāo)在電路圖上。若計算結(jié)果中，某一支路中的電流為正值，表明參考電流方向與實際的電流方向一致；若為負(fù)值，表明參考電流方向與實際的電流方向相反。知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作３.基爾霍夫第二定律(KVL)基爾霍夫第二定律又稱回路電壓定律，即電路中的任一閉合回路，沿任一方向繞行一周，各段電壓的代數(shù)和恒等于零。數(shù)學(xué)表達式為知識鏈接任務(wù)四基本直流電表的制作基爾霍夫電壓定律還可以推廣應(yīng)用于開口電路?如圖(2-4-22)所示，運用可以對回路Ⅰ列出KVL方程式:４.基爾霍夫定律在電路計算中的應(yīng)用———支路電流法在分析與計算復(fù)雜電路時，單獨運用歐姆定律、基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律很難求解，往往需要混合運用這些定律使求解簡化。支路電流法是支路電流為待求量，應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律分別對節(jié)點和回路列出所需