1.認(rèn)識電路元件，會正確使用電路元器件連接直流電路2.會測試直流電壓、電流，掌握故障診斷分析方法3.理解電器的額定參數(shù)的意義，會正確使用電器4.會用儀表驗(yàn)證全電路歐姆定律

簡單直流電路故障檢測與測量

任務(wù)提出在日常生活中，有各種各樣功能不同的電路。如果電路不正常工作，我們可以通過電路現(xiàn)象判斷故障或者通過儀表來檢測故障。例如，我們平時看到的節(jié)日裝飾小彩燈如圖1-1-1，你知道他們是怎么連接起來的嗎？當(dāng)電路中的彩燈不能正常工作時，我們又是如何來檢查電路的故障呢？本任務(wù)學(xué)習(xí)中，要求我們學(xué)會簡單電路連接方式判斷及其故障分析，并能根據(jù)具體故障分析原因、排除故障。圖1-1-1節(jié)日彩燈及接線圖任務(wù)分析我們要知道節(jié)日裝飾小彩燈電路的連接方式，可以通過電路的串并聯(lián)特點(diǎn)來進(jìn)行分析；而針對小彩燈不亮、小彩燈亮度不夠等故障，我們可以通過萬用表來檢測電壓判斷具體故障的原因，有可能是彩燈本身損壞或者電壓偏低。相關(guān)知識一、直流電路組成與基本物理量圖1-1-2日光燈電路啟輝器日光燈管開關(guān)電容器鎮(zhèn)流器1、電路組成電路的基本組成：電源、負(fù)載、開關(guān)、連接導(dǎo)線。

電路的主要作用：一、用于電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。二、電路可以實(shí)現(xiàn)電信號的產(chǎn)生、傳遞和處理。電路模型與電路圖：工廠企業(yè)中廣泛使用的電動機(jī)、接觸器、燈泡、電容器等，都稱為實(shí)際電路元件。人們?yōu)榱吮阌诜治鲭娐罚袝r可將實(shí)際電路元件理想化，即只突出主要矛盾，而忽略次要矛盾，從而使問題簡單化。理想電路元件指代表單一電磁性質(zhì)的元件，也叫純電路元件。由理想電路元件組成的電路稱為實(shí)際電路的電路模型。圖1-1-3實(shí)際電路與電路模型2、電路中的基本物理量（1）電流及其參考方向1）定義：電荷的定向運(yùn)動形成電流。大小用電流強(qiáng)度I表示，即單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。實(shí)際中要測量電流的大小，通常用電流表或萬用表的電流擋。2）單位換算：3）參考方向(a)（b）圖1-1-4電流的方向電流為正值（I＞0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相同；電流為負(fù)值（I＜0），表明電流的實(shí)際方向與假設(shè)的參考方向相反。（2）電壓、電位及電壓的參考方向1）電壓定義：兩點(diǎn)之間的電位之差即是兩點(diǎn)間的電壓,用Uab表示。即數(shù)值上等于單位正電荷從電路中一點(diǎn)移至電路中另一點(diǎn)電場力做功的大小，即實(shí)際中要測量電壓的大小，通常用電壓表或萬用表的電壓擋。2）電位定義：取電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，則電路中點(diǎn)A到參考點(diǎn)的電壓稱為A點(diǎn)的電位。電位具有相對性，即電路中某點(diǎn)的電位隨參考點(diǎn)位置的改變而改變；而電位差具有絕對性，與電路中參考點(diǎn)的位置選取無關(guān)。注意3）單位換算：4）參考方向：a:電壓和電流一樣，不僅有大小而且也有方向。c:規(guī)定電位真正降低的方向?yàn)殡妷旱膶?shí)際方向。b:所謂電壓參考方向，就是所假設(shè)的電位降低之方向。d:對于負(fù)載來說，規(guī)定電流流進(jìn)端為電壓的正端，電流流出端為電壓的負(fù)端。5）電壓電流的關(guān)聯(lián)參考方向電流和電壓參考方向一致，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。如圖1-1-6(a)

電壓和電流的參考方向不一致時，稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。如在圖1-1-6(b)

圖1-1-6電壓電流關(guān)聯(lián)的參考方向

(a)(b)6）電動勢：電源移動正電荷的能力用電動勢表示，符號為E，單位為伏特（V）。電動勢的方向規(guī)定：在電源內(nèi)部，由負(fù)極指向正極，即由低電位指向高電位。如圖1-1-7所示。圖1-1-7直流電動勢要測量電源電動勢的大小，通常也采用電壓表或萬用表的電壓擋。（3）電功率與電功1）電功率：電流在單位時間內(nèi)所做的功。用字母P表示，單位為瓦特（W)。2）電功：電流所做的功，簡稱電功。用字母W表示,單位焦耳（J)。

1度＝1千瓦小時=3.6×106

焦

測量電路消耗電能的儀表——電能表。

（a）機(jī)械式(b)電子式圖1-1-8電能表3）負(fù)載的額定值:圖1-1-9燈泡銘牌【例1-1-2】一臺功率是10kW的電爐，每天工作8h，求一個月30天要用電多少度？解：二、簡單直流電路分析方法1、電阻元件及其特性（1）定義：即導(dǎo)體對電流的阻礙作用，用字母R或r表示。電阻的單位為歐姆，用符號Ω表示。1千歐（kΩ）＝1000歐（Ω）1兆歐（MΩ）＝1000千歐（kΩ）要測量電阻的大小，可使用歐姆表或萬用表的歐姆擋。（2）分類：圖1-1-10電阻分類2、全電路歐姆定律閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻成反比，即圖1-1-11全電路歐姆定律U外——外電路的電壓降；U內(nèi)——電源內(nèi)阻上的電壓降。3、電路工作狀態(tài)圖1-1-12電路狀態(tài)圖（1）通路開關(guān)置于“3”（2）開路開關(guān)S置于“2”（3）短路開關(guān)S置于“1”電路狀態(tài)電阻R電流I電壓U通路RU＝E－Ir開路∞0U=E短路0，很大U=0表1-1-2電路在三種狀態(tài)下的特點(diǎn)【例1-1-3】如圖1-1-13所示，設(shè)內(nèi)阻r=0.2Ω，電阻R=9.8Ω，電源電動勢E=2V，不計(jì)電壓表和電流表對電路的影響，求開關(guān)在不同位置時，電壓表和電流表的讀數(shù)各位多少？圖1-1-13例1-1-3題圖解:開關(guān)接“1”位置：電路處于短路狀態(tài)，電壓表的讀數(shù)為零；電流表中流過的短路電流為開關(guān)接“2”位置：電路處于開路狀態(tài)，電壓表的讀數(shù)為電源電動勢的數(shù)值，即2V；電流表流過的電流為零，即I斷=0。開關(guān)接“3”位置：電路處于通路狀態(tài)，電流表的讀數(shù)為

U=IR=0.2×9.8=1.96V電壓表的讀數(shù)三、簡單直流電路的連接1、電阻的串聯(lián)幾個電阻首尾依次連接，各電阻流過同一電流的聯(lián)接方式，稱為電阻的串聯(lián)。圖1-1-14電阻的串聯(lián)（1）串聯(lián)電阻電路的特點(diǎn)

圖1-1-15兩電阻串聯(lián)（2）電阻串聯(lián)電路的應(yīng)用1）分壓作用。2）限流作用。3）利用電阻串聯(lián)可以得到較大阻值的電阻。【例1-1-4】如圖1-1-16所示，現(xiàn)有一只電流表，允許通過的最大電流（也叫滿刻度電流）是，內(nèi)阻是。根據(jù)需要，要把它改造成量程（也叫測量范圍）為10V的電壓表，應(yīng)該如何改造？解：按題意，當(dāng)表頭滿刻度時，表頭兩端電壓Ua為設(shè)量程擴(kuò)大到10V需要串入的電阻為Rx,則

圖1-1-16例1-1-4題圖2、電阻的并聯(lián)兩個或兩個以上的電阻并列連接在電路兩點(diǎn)之間，各電阻處于同一電壓下的聯(lián)接方式，稱為電阻的并聯(lián)。圖1-1-17電阻的并聯(lián)（1）并聯(lián)電阻電路的特點(diǎn)圖1-1-18兩電阻并聯(lián)（2）并聯(lián)電阻的應(yīng)用1）分流作用。2）恒壓供電。3）利用電阻并聯(lián)可以獲得較小阻值的電阻。3、電阻的混聯(lián)電路中元件既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)。圖1-1-19電阻的混聯(lián)計(jì)算混聯(lián)電路的方法：1．應(yīng)用電阻的串聯(lián)、并聯(lián)特點(diǎn)，逐步簡化電路，求出電路的等效電阻。2．由等效電阻和電路的總電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路的總電流。3．再根據(jù)歐姆定律和電阻串并聯(lián)的特點(diǎn)，由總電流求出各支路的電壓和電流。

【例1-1-5】如圖1-1-20，已知R1=R2=R3=2Ω，R4=R5

=4Ω，試求A、B間的等效電阻RAB。解：（1）為了便于看清各電阻之間的連接關(guān)系，在原電路中標(biāo)出字母A、B、C。（2）將A、B、C各點(diǎn)沿水平方向排列，并將R1—R5依次填入相應(yīng)的字母之間。R1與R2串聯(lián)在A、C間，R3在B、C之間，R4在A、B之間，R5在A、C之間，即可畫出等效電路圖。（3）由等效電路可求出AB間的等效電阻，即：R12=R1+R2=2+2=4ΩR125=R12//R5=2ΩR1253=R125+R3=2+2=4ΩRAB=R1235//R4=2Ω圖1-1-20例1-1-5題圖四、萬用表的使用萬用表是一種多用途、多量程的電工測量儀表。可用于測量交、直流電壓，電流，電阻以及二極管、三極管參數(shù)，音頻電平等，常用的萬用表有模擬式和數(shù)字式兩大類。

圖1-1-21MF47D型萬用表的面板圖1-1-22DT890型數(shù)字式萬用表的面板任務(wù)實(shí)施一、工具器材準(zhǔn)備1．萬用表2．實(shí)驗(yàn)板、小彩燈若干個、導(dǎo)線若干3．信號發(fā)生器二、電路裝接1、小彩燈的測量。檢查每個小彩燈的阻值是否正常，一般正常值很小，大約只有1Ω左右。2、按圖1-1-23所示搭好電路，在實(shí)驗(yàn)板上把小彩燈連接起來，接上電源。如果小彩燈正常發(fā)光，則說明電路正常；若發(fā)現(xiàn)有某一只或某幾只彩燈不亮，則要檢測故障。三、電路檢測與測量1、判斷小彩燈電路的連接方式我們用數(shù)字式萬用表串聯(lián)在各個小彩燈之間，發(fā)現(xiàn)每次萬用表讀到的電流數(shù)值相同，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，我們可以判斷出各個小彩燈之間的連接方式是串聯(lián)。2）用數(shù)字萬用表檢查各點(diǎn)電位是否正常，若測得燈泡兩端電壓