1、任務(wù)1 簡(jiǎn)單直流電路故障檢測(cè)與測(cè)量,任務(wù)2 復(fù)雜直流電路故障檢測(cè)與測(cè)量,任務(wù)3 單相正弦交流電電路裝調(diào)與診斷,任務(wù)4 三相正弦交流電電路故障檢測(cè)與診斷,任務(wù)5 交流鐵心線圈電路,1.認(rèn)識(shí)電路元件，會(huì)正確使用電路元器件連接直流電路 2.會(huì)測(cè)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(huì)正確使用電器 4.會(huì)用儀表驗(yàn)證全電路歐姆定律,任務(wù)1 簡(jiǎn)單直流電路故障檢測(cè)與測(cè)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(cè)故障。例如，我們平時(shí)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

2、中的彩燈不能正常工作時(shí)，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(huì)簡(jiǎn)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(duì)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(cè)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(shí),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、

3、分配和轉(zhuǎn)換。 二、電路可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)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(dòng)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(shí)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(jiǎn)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(dòng)形成電流。 大小用電流強(qiáng)度I表示，即單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。,實(shí)際中要測(cè)量電流的大小，通常用電流表或萬用表的電流擋。 2）

4、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（I0），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（I0），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(chǎng)力做功的大小，即,實(shí)際中要測(cè)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(duì)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(duì)性，與電路中參考點(diǎn)的

5、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(duì)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(shí)，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(dòng)勢(shì)：,電源移動(dòng)正電荷的能力用電動(dòng)勢(shì)表示，符號(hào)為E，單位為伏特（V）。,電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定：在電源內(nèi)部，由負(fù)

6、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(dòng)勢(shì),要測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(jiǎn)稱電功。用字母W表示,單位焦耳（J)。 1度 1千瓦小時(shí)= 3.6106 焦,測(cè)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(tái)功率是 10 kW的電爐，每天工作 8 h，求一個(gè)月30天要用電多少度？,解：,二、簡(jiǎn)單直流電路分析方法,1、電阻

7、元件及其特性,（1）定義：即導(dǎo)體對(duì)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(hào)表示。,1千歐（k）1000歐（）,1兆歐（M）1000千歐（k）,要測(cè)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(dòng)勢(shì)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”,表1-1-2 電路在三種狀態(tài)下的特點(diǎn),【例1-1-

8、3】,如圖1-1-13所示，設(shè)內(nèi)阻r=0.2，電阻R=9.8，電源電動(dòng)勢(shì)E=2V，不計(jì)電壓表和電流表對(duì)電路的影響，求開關(guān)在不同位置時(shí)，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(dòng)勢(shì)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=0.29.8=1.96V,電壓表的讀數(shù),三、簡(jiǎn)單直流電路的連接,1、電阻的串聯(lián),幾個(gè)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

9、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(cè)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(shí)，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(gè)或兩個(gè)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

10、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(jiǎn)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=2，R4=R5 =4，試求A、B間的等效電阻R

11、AB。 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R1R5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= 4,R125=R12/R5=2,R1253=R125+R3= 2+2=4,RAB=R1235/R4=2,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(cè)量?jī)x表?？捎糜跍y(cè)量交、直流電壓，電流，電阻以及二極管、三極管參數(shù)，音

12、頻電平等，常用的萬用表有模擬式和數(shù)字式兩大類。,圖1-1-21 MF47D型萬用表的面板,圖1-1-22 DT890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(gè)、導(dǎo)線若干 3信號(hào)發(fā)生器,二、電路裝接,1、小彩燈的測(cè)量。檢查每個(gè)小彩燈的阻值是否正常，一般正常值很小，大約只有1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(cè)故障。,三、電路檢測(cè)與測(cè)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(gè)小彩燈之間，發(fā)現(xiàn)每次萬用表讀到的電流數(shù)值相同

13、，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，我們可以判斷出各個(gè)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(cè)得燈泡兩端電壓為零，說明燈泡未接入，可能是接線沒有聯(lián)上導(dǎo)致的，需要把接線柱夾緊即可。若測(cè)得燈泡兩端有電壓，但比正常電壓偏小很多，說明小彩燈沒有在額定功率下工作，可能導(dǎo)致燈泡滅或者燈泡發(fā)暗，需要檢查輸出電壓是否正常。,2、電路故障分析,1）有一只或若干只小彩燈不亮。首先檢查小彩燈是否損壞，若用萬用表測(cè)得小彩燈電阻值無窮大，說明該小彩燈已損壞，則需更換新的；若測(cè)得燈泡阻值都在正常范圍之內(nèi)，而燈泡卻不能正常工作，初步判斷不是小彩燈本身的問題。,任務(wù)評(píng)價(jià),返回,任務(wù)2 復(fù)雜直流電路故障檢測(cè)與

14、測(cè)量,1.會(huì)用儀表驗(yàn)證基爾霍夫定律,2.能正確應(yīng)用支路電流法和節(jié)點(diǎn)電位法分析電路,3.會(huì)根據(jù)不同電路結(jié)構(gòu)選擇不同的分析方法,4.學(xué)會(huì)復(fù)雜直流電路故障診斷與檢測(cè),任務(wù)提出,如圖1-2-1所示，電路只有3個(gè)電阻，2個(gè)電源，看似很簡(jiǎn)單，可是不能直接用電阻串、并聯(lián)化簡(jiǎn)，以及用歐姆定律求解。我們把不能用電阻串、并聯(lián)化簡(jiǎn)求解的電路稱為復(fù)雜電路。復(fù)雜電路用什么方法來求解呢？同時(shí)，在測(cè)量過程中出現(xiàn)流過R2電流表的讀數(shù)為零，而流過R1、R2電流表讀數(shù)相等，同時(shí)各段電壓相加的代數(shù)和不滿足基爾霍夫電壓定律。那么是什么原因?qū)е逻@種結(jié)果的呢？本任務(wù)要求學(xué)會(huì)用多種方法求解復(fù)雜直流電路的中的各條支路的電流和各元件的電壓，同

15、時(shí)能正確連接電路，通過測(cè)試相應(yīng)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證常用的分析方法，并能針對(duì)數(shù)據(jù)分析電路的故障。,圖1-2-1 復(fù)雜直流電路,任務(wù)分析,分析復(fù)雜電路的基本思路是對(duì)電路中的連接點(diǎn)和回路進(jìn)行分析，找出規(guī)律，并進(jìn)行計(jì)算。常用的復(fù)雜直流電路的分析 方法有支路電流法、節(jié)點(diǎn)電位法。通過典型電路的分析計(jì)算，掌握根據(jù)不同的電路選擇不同的分析方法。 在驗(yàn)證基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)中，某組學(xué)生獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:流過節(jié)點(diǎn)A的電流為I2=0A，I3=I1=100mA；ADBCA回路各段電壓:UAD=0V，UDB=5V，UBC=3V，UCA=2V，ABCA回路各段電壓UAB=1V，UBC=3V，UCA=2V，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿足基爾霍夫電壓定

16、律,驗(yàn)證失敗。 根據(jù)我們所學(xué)的電路知識(shí)，電流表為零，說明流過電阻R2的電流表為零，說明該支路有可能短路，也有可能斷路。因此，我們?cè)谂懦收蠒r(shí)可重點(diǎn)對(duì)R2這條支路進(jìn)行排除檢查。,相關(guān)知識(shí),一、電路分析基本定律,1、基爾霍夫定律,（1）電路中的相關(guān)術(shù)語,節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)叫節(jié)點(diǎn)。,回路：電路中任一閉合路徑叫回路。,網(wǎng)孔：回路內(nèi)部不含有跨接支路的回路叫網(wǎng)孔。,支路：由一個(gè)或幾個(gè)電阻或電源等元件串聯(lián)組成的無分支的電路叫支路。,（2）基爾霍夫電流定律(KCL),a: 電路中任一瞬間，流出任一結(jié)點(diǎn)電流之和恒等于流入結(jié)點(diǎn)的 電流之和。,b:電路中任一瞬間，任意結(jié)點(diǎn)上電流代數(shù)和恒等于零。,正負(fù)由

17、參考方向決定，一般流入為正，流出為負(fù)。,基爾霍夫定律不僅適用于結(jié)點(diǎn)，還可以應(yīng)用于電路和某一部分。,I1+I2=I3,【例1-2-1】,在下圖1-2-4所示電路中，已知I12A，I24A，I31A， I45A，求I5。,圖1-2-4 例1-2-1題圖,解：由基爾霍夫電流定律對(duì)A節(jié)點(diǎn)列方程：,或,代入數(shù)據(jù)得,（3）基爾霍夫電壓定律（KVL）,1)電路中任一瞬間，沿任一回路各段電壓的代數(shù)和恒等于零。,2)在任意閉合回路中，電動(dòng)勢(shì)代數(shù)和等于電阻壓降的代數(shù)和。,或,基爾霍夫電壓定律不僅適用于閉合回路，還可以推廣應(yīng)用于電路中的假想回路（開口電路）,首先選定各支路電流的參考方向。 任意選定沿回路的繞行方向，

18、繞行方向標(biāo)注方法有以下兩種：順時(shí)針法或者逆時(shí)針法。 凡是支路電流方向與回路繞行方向一致者，該電流為“”號(hào)，在電阻上產(chǎn)生的電壓降也為“”號(hào)。反之為“”號(hào)。 凡是電動(dòng)勢(shì)方向與回路繞行方向一致者，該電動(dòng)勢(shì)為“”號(hào)，反之為“”號(hào)。 對(duì)回路應(yīng)用KVL定律列出方程。,列寫基爾霍夫電壓定律的步驟：,【例1-2-2】,在下圖1-2-7所示閉合回路中，已知E112V，E218V，R1R23，R6，試求電路中的電流I。,圖1-2-7 例1-2-2題圖,解： （1）支路電流的參考方向和獨(dú)立回路的繞行方向如圖1-2-7所示。,（2）由基爾霍夫電壓定律列出回路電壓方程：,或者,代入數(shù)據(jù)得,2、疊加原理,（1）疊加原理的內(nèi)容,在線性電路中，任一支路上的電流或元件兩端的電壓都是電路中 各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路中產(chǎn)生的電流或元件兩端電壓的代數(shù)和。,1)分別做出由一個(gè)電源單獨(dú)作用的分圖，其余電源不作用（即電壓源短路，電流源開路）而保留內(nèi)阻。 2)按電阻串、并聯(lián)的計(jì)算方法，分別計(jì)算出各分圖中每一支路電流的大小及方向。 3)求出各電源在各支路產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。,（2）疊加定理求解復(fù)雜電路中電流的具體步驟：,1)疊加定理只能用于求解線性電路的電流和電壓； 2)每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)，其余獨(dú)立源不作用，其相應(yīng)的電壓、電流為零； 3)疊加時(shí)要注意電流和電壓的參考方向；