电路基础知识.doc

1、 本文由wangjie_jc贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 一、电路基础知识 （一）电压的概念： 大家都知道,水在管中之所以能流动,是因为有着高水位和低水位之间的差别而产 生的一种压力,水才能从高处流向低处。城市中使用的自来水，之所以能够一打开水 门，就能从管中流出来，也是因为自来水的贮水塔比地面高，或者是由于用水泵推动 水产生压力差的缘故。电也是如此，电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流 中有着高电势能和低电势能之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。换句话说。 在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压用符号U表示

2、。电压的 高低，一般是用单位伏特表示，简称伏，用符号V表示。高电压可以用千伏（kV） 表示，低电压可以用毫伏（mV）表示。电压是产生电流的原因。 （二）电流的概念： 电流是指电荷的定向移动。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为 I）， 是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过 1 库仑的电量称为 1安培 （A） 安培是国际单位制中所有电性的基本单位。 除了 A， 。 常用的单位有毫安 （mA） 及微安(A) 1A=1000mA 1mA=1000A 1KA=1000A （三）电阻的概念： 导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。 电阻器简称电阻 （Resistor， 通常用“R”表示）

3、 是所有电子电路中使用最多的元件。 电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生 内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通 过电阻。 在国际单位制中，电阻的单位是 （欧姆） ，此外还有 K （千欧） M （兆欧） ， 。 电压、电阻、电流的关系： 在同一闭合电路中，电流、电压、电阻的关系是符合欧姆定律的： U（电压）=I（电流）*R（电阻） 串联、并联的电压和电流特性 串联电路： I 总=I1=I2(串联电路中，各处电流相等) U 总=U1+U2（串联电路中，总电压等于各处电压的总和） R 总R1+R2+Rn U1：U2=R1：R

4、2 并联电路： I 总=I1+I2（并联电路中，干路电流等于各支路电流的和） U 总=U1=U2 （并联电路中，各处电压相等） 1/R 总=1/R1+1/R2 I1：I2=R2：R1 R 总=R1R2（R1+R2） R 总=R1R2R3：R1R2+R2R3+R1R3 二、电路的组成 完整的电路由电源、导线、开关和用电器组成，一般为了保障电器的安全，会在电路中 加上保险。 电源：把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电 能，干电池能把化学能转换成电能.发电机.电池本身并不带电,它的两极分别有正负电 荷,由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的),电荷导

5、体里 本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极接上导体时为了产生电流而把 正负电荷释放出去,当电荷散尽时,也就荷尽流(压)消了.干电池等叫做电源。电源一般 分为直流电源和交流电源，现代挖掘机上电源由 2 个 12V 的蓄电池串联组成。因此挖掘 机的系统电压为 24V 左右，属于直流电源。 三、万用表的使用基础 （一）万用表符号的含义： （1） 表示交直流 （2） V2.5KV 4000 /V 表示对于交流电压及 2.5KV 的直流电压挡，其灵敏 度为 4000 /V （3）AV 表示可测量电流、电压及电阻 （4）45651000Hz 表示使用频率范围为 1000 Hz 以下，标准工频

6、范围为 45 65Hz （5）2000 /V DC 表示直流挡的灵敏度为 2000 /V （二）万用表的使用方法： 现在，数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。与模拟式仪表 相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更 简单。下面以数字万用表为例，简单介绍其使用方法和注意事项。 (1)使用方法 a 使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特 殊插口的作用. b 将电源开关置于 ON 位置。 c 交直流电压的测量：根据需要将量程开关拨至 DCV（直流）或 ACV（交流） 的合适量程，红表笔插入 V 读数即显示。 d 交直流电流的

7、测量：将量程开关拨至 DCA（直流）或 ACA（交流）的合适量 程，红表笔插入 mA 孔（200mA 时）或 10A 孔（200mA 时）,黑表笔插入 COM 孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。 e 电阻的测量：将量程开关拨至 的合适量程，红表笔插入 V 孔，黑表笔插 入 COM 孔。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选 择更高的量程。测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好 相反。因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。 (2).使用注意事项 a 如果无法预先估计被测电压或

8、电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次， 再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并 关闭电源。 b 满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量 程。 c 测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联， 测直流量时不必考虑正、负极性。 d 当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时， 显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。 e 禁止在测量高电压（220V 以上）或大电流（0.5A 以上）时换量程，以防止产 生电弧，烧毁开关触点。 f 当显示“ ”、“BATT”或“LOW BA

9、T” 时，表示电池电压低于工作电压。 四 、 电气元件的介绍 （一）继电器 继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控 制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。 继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、 压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制 的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行 耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。 继电器实质是一种传递信号的电器，它根据输入的信号达到不同的控制目的。 继电器一般是用来接通和断开控制

10、电器（电动机） 如在直流电动机里的电流继电器，当电流过小或过大时，它检测到这种电流信号 后便控制电动机的启停 还有如热继电器，如电动机长期过载而使温度过高时，它便控制电动机停止 孔，黑表笔插入 COM 孔，并将表笔与被测线路并联， 电源继电器、空调继电器、喇叭继电器、防再启动继电器、预热继电器都用这种 电瓶继电器 启动继电器 I、继电器（relay）的工作原理和特性 当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断 开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、 压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。

11、 广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。 继电器是一种电子控制器件， 它具有控制系统 （又称输入回路） 和被控制系统 （又 称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电 流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 1、电磁继电器的工作原理和特性 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两 端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电 磁力吸引的 作用下克 服 返回弹簧的 拉力吸向 铁 芯，从而带 动衔铁的 动 触点与静触点 （常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁

12、的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作 用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放， 从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这 样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通 状态的静触点称为“常闭触点”。 II 继电器的测量 1、测触点电阻 用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为 0，(用更加精确方式 可测得触点阻值在 100 毫欧以内)；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以 区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。 2、测线圈电阻 可用万能表 R10 现象。 3、测量吸合电压

13、和吸合电流 找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流 表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。 为求准确，可以试多几次而求平均值。 4、测量释放电压和释放电流 也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当 听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平 均 的 释 放 电 压 和 释 放 电 流 。 一 般 情 况 下 ， 继 电 器 的 释 放 电 压 约 在 吸 合 电 压 的 10 50，如果释放电压太小（小于 1/10 的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对 电路的稳定

14、性造成威胁，工作不可靠。 （二）电磁阀 电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。 档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路 电磁阀块总成 电磁阀剖面图 I 电磁阀原理 电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中 间是阀，里面是电磁铁，磁铁线圈通电阀体就会被吸引到一边边，通过控制阀体的移 动来档住或漏出不同的排油的孔， 而进油孔是常开的， 液压油就会进入不同的排油管， 然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。 这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。电磁阀断电，就由弹簧把阀杆推至关 闭位置。

15、 II 故障与排除 1、电磁阀通电后不工作 检查电源接线是否不良重新接线和接插件的连接 检查电源电压是否在工作范围-调致正常位置范围 线圈是否脱焊重新焊接 线圈短路更换线圈 工作压差是否不合适调整压差或更换相称的电磁阀 流体温度过高更换相称的电磁阀 有杂质使电磁阀的主阀芯和动铁芯卡死进行清洗,如有密封损坏应更换密封并 安装过滤器 液体粘度太大，频率太高和寿命已到更换产品 2、电磁阀不能关闭 主阀芯或铁动芯的密封件已损坏更换密封件 流体温度、粘度是否过高更换对口的电磁阀 有杂质进入电磁阀产阀芯或动铁芯进行清洗 弹簧寿命已到或变形更换 节流孔平衡孔堵塞及时清洗 工作频率太高或寿命已到改选产品或更新

16、产品 3、其它情况 内泄漏检查密封件是否损坏,弹簧是否装配不良 外泄漏连接处松动或密封件已坏紧螺丝或更换密封件 通电时有噪声头子上坚固件松动，拧紧。电压波动不在允许范围内，调整好电 压。铁芯吸合面杂质或不平，及时清洗或更换。 1本文由bojebuiba贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第一章 电路基础知识 11 指出图 11 所示电路中 A、B、C 三点的电位 解： 解： （a） C=0V 、V （b） C= 2V （c） C=0V 、V 、V （d） C=0V 、V （e） C= 6V 、V VB=3V VB= 0V VA=6V VB

17、= 4V VB= 2V VA=6V VA= 4V VB=6V VA=12V VA= 6V 12 图 12 所示电路中元件 P 产生功率为 10W，则电流 I 应为多少？ 解： 解： P=IU 10=I10 I=1A 实际电流方向如图示： 13 额定值为 1W、10 的电阻器，使用时通过电流的限额是多少？ 解： P = I 2 R 解： I = 图 12 P 1 = = 0.316 A R 10 U 6 = = 120 I 50 10 3 14 在图 13 所示三个电路中，已知电珠 EL 的额定值都是 6V、50mA，试问哪电珠能正常发光？ 解：设电珠为线性电阻，则 R = 解： a 的电压过大

18、（12V） b 能正常发光 c 的电压过小（4V） 15 图 14 所示的电路中，已知电压 U1 = U 2 = U 4 = 5 V ，求 U 3 和 U CA 解： U 3 = VD VC 解： U 2 = VB VC U 4 = VD VA U1 = VA VB U 3 = VD VA + VA VB + VB VC = (VD VA ) + (VA VB ) + (VB VC ) = U 3 + U1 + U 2 = 15 V U CA = VC VA = (VC VB ) + (VB VA ) = U 2 U1 = 10 V 16 欲使图 15 所示电路中的电流 I=0，US 应为多少

19、？ 解：I=0，则通过 5 电阻的电流为： 解： I= 4V 1 = ( A) 15 + 5 5 1 U AB = 5 I = 5 = 1(V ) 5 故： U S = U AB = 1(V )时, I = 0 1 7 在 图 1 6 所 示 的 电 路 中 ， R1=5 ； R2=15 ；US=100V；I1=5A；I2=2A；若 R2 电阻 两端电压 U=30V，求电阻 R3 解：通过 R2 的电流 I 4 = 解： 由 KCL 得,通过 R1 的电流： U = 2A R2 I4 I5 I 5 = I1 + I 4 = 5 + 2 = 7 A 由 KVL 得： I 5 R1 + I 4 R

20、3 + U = U 3 R3 = U 3 U I 5 R1 100 30 7 5 35 = = = 17.5 I4 2 2 18 求图 17 所示支路的未知量： 2 解：a、 16 + ( 2 ) R = 8 解： b、 U = 3 10 20 = 10 V R=4 c、 I 10 16 = 10 I = 0.6 A 19 在图 18 所示的电路中，R1、R2、R3 和 R4 的额定值均为 6.3、0.3A，R5 额定值 6.3V， 0.45A，电路电压 U=110V。为了使上述各电阻元 件均处于额定工作状态，则选配电阻 RX 和 RY 的 理想值应为多大？ 解：要使 R1、R2、R3、R4、

21、R5 均处于额 解： 定工作状态，则： I1=0.3A I3=0.45A I1 I3 I2 I 2 = I 3 I1 = 0.15 A U Y = U1 + U 2 + U 3 + U 4 = 4 6.3 = 25.2V Ry = U Y 25.2 = = 168 I 2 0.15 U X = U U Y I 3 R5 = 110 25.2 6.3 = 78.5V RX = U X 78.5 = = 174.4 I 3 0.45 110 电路如图 19 所示，求 A 点的电位 解： I = 解 10 10 = A 4+4 8 10 U OA = 4 = 5V 8 = VO VA VA = 5V

22、 111 求图 110 所示电路中的电压 U、电流 I 3 解： 解 （a）（b）图的等效电路为： 、 A + 10V B （a） 其中： （a）.U=10V I=5A (b) .U=50V I=5A 112 简化图 111 所示电路为一个等效的理想电压源或理想电流源。 2 10A B （b） A 10 解：以上各电路等效为下列对 解 应的电路： A + 2A 2V B + 6V B A 5A B A 2A B A 113 在图 112（a）(b)（c）所示的电路中，是哪些电路元件在提供功率？ A U R = I S R = 1 20 = 20 V PR = U R I S = 20 1 =

23、20 W PI = U I I S = (40 20) 1 = 20 W P = UV I S = 40 1 = 40 W V 所以：40V 的电压源提供功率。 B I R = U 10 = = 0.5 A R 20 IV = I S I R = 0.5 A （参考方向如图(b)示） 4 2 PR = I R R = 0.52 20 = 5 W P = IV UV = 0.5 10 = 5 W V PI = I i(UV ) = 1 10 = 10 W 所以：1A 的电流源提供功率。 C若电阻电路的等效电阻为 R，则 I R = 由基尔霍夫电流定律得： IU S = I R I S 当 I S

24、 I R ，则 I S 电流源提供功率 114 在图 113（a）（b）（c）所示的电路中，电压 U 是多少？ 、 、 US R I1 等效电路为： - U 1 + + - + U 10A + 3V - 1V 1A 2A 120 （a） （b） （c） U =0 V 3 + U = 1 U = 2 V U = 3 360 V 115 某实际电源的伏安特性如图 114 所示， 试求它的电压源模型， 并将其等效变换为电流源模型。 解： U = E IR内 I = 0时, E = U 0 = 9V I = 4时,6=E-4R内 R内 = 96 3 = = 0.75() 4 4 5 电压源模型为： A + 12A 0.75 B 电流源模型为： + - 0.75 A 9V B 61