電路基礎(chǔ)與實踐（第4版）課件：電路的基本概念與基本定律

電路的基本概念與基本定律

電路與電路模型電路的基本物理量線性電阻元件獨立源與受控源基爾霍夫定律實踐項目電位、電壓的測定及電位圖的繪制實踐項目基爾霍夫定律的驗證電路的基本概念與基本定律

1.1電路與電路模型1.2電路的基本物理量1.3線性電阻元件1.4獨立源與受控源1.5基爾霍夫定律1.6實踐項目電位、電壓的測定及電位圖的繪制

1.7實踐項目基爾霍夫定律的驗證小結(jié)引例：手電筒電路手電筒是最普遍使用也是大家最熟知的用電器。眾所周知，手電筒頭部有燈珠，筒內(nèi)有兩片金屬片，分別連接電池負極與連接燈珠負極，筒身有開關(guān)，如圖1-1a）所示。手電筒內(nèi)部安裝電池之后，燈珠正極與電池正極接觸，打開開關(guān)，兩片金屬片連接，電路導(dǎo)通小燈珠發(fā)光。圖1-1a）圖1-1b）可以用如圖1-1b）所示的電路圖來表示手電筒電路。在圖1-1b）中，電池的作用是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；小燈泡則將電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能；導(dǎo)線和開關(guān)實現(xiàn)電能的傳輸和控制。因此該手電筒完成了能量的傳輸、轉(zhuǎn)換和控制等。依據(jù)以上分析，可以推廣到千差萬別的實際電路。拋開它們的外表，研究它們的電磁特性，保留主要特性，把千差萬別的電路元器件理想化，把各個元器件的作用進行分類。從而用電路模型來表示各種實際電路，并對各種電路模型進行分析、計算等。2024/12/276:24培養(yǎng)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1）掌握電路的基本概念與基本物理量，認識電路元器件符號。2）熟練掌握電路中電壓、電流的參考方向；基爾霍夫定律和電路元件的伏安特性。3）了解安全用電常識。1）能夠看懂電路圖，能夠根據(jù)要求搭建直流電路。2）會使用常用儀器儀表，測量電壓、電流等，會分析計算電功率。3）能夠按照規(guī)范要求撰寫項目報告。1）具有良好的自主學(xué)習(xí)和自我管理能力。2）具有良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，樂于接受新概念，勇于嘗試新方法。3）具有安全意識，自覺遵守規(guī)章制度。4）具有良好的工程意識，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，自覺遵守工程規(guī)范。5）具有社會責(zé)任心與節(jié)能和環(huán)境保護意識。1.1.1電路

電作為一種優(yōu)越的能量形式和信息載體已經(jīng)成為當(dāng)今社會不可或缺的重要組成部分。而電的產(chǎn)生、傳輸和應(yīng)用又必須通過電路來實現(xiàn)。

由各種電氣器件按一定方式連接，并可提供電量傳輸路徑的總體，稱為電路或電網(wǎng)絡(luò)。

電路的作用是實現(xiàn)能量的傳輸和轉(zhuǎn)換等。1.1電路與電路模型1.1.1電路

1．電路的組成

電源（信號源）：將其它形式的能量（如熱能、機械能、化學(xué)能等）轉(zhuǎn)換成電能。如各類發(fā)電機、干電池、蓄電池及各種傳感器等。

負載：將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量。如小燈泡、日光燈、電動機、電爐等。

中間環(huán)節(jié)起連接、控制、分配等作用，包括連接導(dǎo)線、控制器件等。1.1電路與電路模型1.1.1電路

2．電路的狀態(tài)圖中若開關(guān)合上，電路接通，小燈泡亮，為通路。若開關(guān)斷開，電流不通，小燈泡滅，為開路(斷路)。電源不經(jīng)負載直接閉合形成回路時為短路，此時電流很大，常會損壞電氣器件。1.1電路與電路模型實際電路的分析方法:用儀器儀表對實際電路進行測量，把實際電路抽象為電路模型，用電路理論進行分析、計算。1、理想電路元件實際的電路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所組成，如發(fā)電機、變壓器、電動機、電池、電阻器等，它們的電磁性質(zhì)是很復(fù)雜的。二、理想電路元件、電路模型請舉出實際電路的例子i例如：一個白熾燈在有電流通過時R

R

L消耗電能（電阻性）產(chǎn)生磁場儲存磁場能量（電感性）忽略L為了便于分析與計算實際電路，在一定條件下常忽略實際部件的次要因素而突出其主要電磁性質(zhì)，把它看成理想電路元件。理想電路元件電源負載連接導(dǎo)線實際電路電路模型

把實際電路元件用理想電路元件（電阻、電感、電容等）等效之后，用特定的圖形符號表示，組成電路圖稱為理想電路模型，簡稱電路模型。2.電路模型開關(guān)SR–

+R0US表1.1部分電器圖形符號電路圖原理圖——用電路模型畫出的電路圖。方框圖——是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖。裝配圖——為了進行電路裝配而采用的一種圖紙，圖上的符號往往是電路元件的實物的外形圖。印制板圖——它和裝配圖其實屬于同一類的電路圖，都是供裝配實際電路使用的。1.2電路的基本物理量1.電流及電流的參考方向1)電流：帶電粒子或電荷在電場力作用下的定向運動形成電流。（單位時間內(nèi)通過某一截面的電荷量）電流的單位：A（安培）、kA（千安）、mA(毫安）、μA（微安）庫侖，C秒，S電流的大小和方向都不隨時間變化時，稱為恒定電流，簡稱直流，用大寫字母I表示；若大小和方向都隨時間變化的稱為交流，小寫字母i表示2)電流的參考方向電流的實際方向：正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向電流的參考方向：任意假定，但是一旦設(shè)定好了，在分析電路時就不能隨意更改。實際方向（2A）參考方向（參考方向與實際方向相同）實際方向（2A）參考方向（參考方向與實際方向相反）2)電流的參考方向【例1-1】已知電路和電流的參考方向如圖所示，且

，

，試指出電流的實際方向。

（a）

（b）

（c）

（d）的實際方向與參考方向相同，即由A指向B；的實際方向與參考方向相反，即由B指向A；的實際方向與參考方向相同，即由B指向A；的實際方向與參考方向相反，即由A指向B；1)電壓電場力把單位正電荷從電場中的a點移到b點所作的功，稱為a、b間的電壓，用uab表示。

電荷的單位是C（庫侖），功的單位為J（焦耳），電壓的單位為V（伏特）。常用單位還有kV（千伏）、mV（毫伏）等。2.電壓、電位、電動勢

實際方向規(guī)定為：由高電位點指向低電位點（電位降低的方向）。參考方向可任意選擇，可用+、-號或箭頭表示，也可用字母的雙下標(biāo)表示。UAB=VA－VB=2VUBA=VB－VA=－UAB=－2V2.電壓、電位、電動勢

2)電壓的參考方向當(dāng)電壓參考方向與實際方向一致時U>0，電壓的實際方向由a指向b；反之U<0，電壓的實際方向b由指向a。由圖中U參考方向可知，U=Uab

=－Uba。電壓又叫電位差2.電壓、電位、電動勢3)電位（物理中的電勢）衡量電場力把單位正電荷從一點移到參考點所做的功，引入電位的概念，一般用“V”表示。單位:V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）電路中的參考點可任意選擇。參考點的電位為0V。VO=0VVA=5V;VB=3VO5V+-RA3V+-B4）電動勢

定義：衡量電源力把單位正電荷從“-”極板經(jīng)電源內(nèi)部移到“+”極板所做的功，引入電動勢。

大?。?/p>

單位：伏特（同電壓）

方向：實際方向（低電位高電位）參考方向（任選）4.電動勢與電壓的關(guān)系電動勢正方向表示電位升，電壓正方向表示電位降【例1-2】分別寫出圖中的電動勢E和電壓U、

的值。（a）

（b）解：電動勢方向為電位升高的方向，則E=15V。而規(guī)定電位降低的方向為電壓的正方向，則有U=15V，=－15V，即U=E，=－E。在分析計算中，1)i、u、e的參考方向可任意假定。當(dāng)計算結(jié)果為正時，實際方向與參考方向一致；當(dāng)計算結(jié)果為負時，實際方向與參考方向相反。但參考方向一經(jīng)選定，分析過程中不應(yīng)改變。2)電路中標(biāo)出的方向一律指參考方向。3)同一元件的

u、i

“同方向”，即電流從電壓的高電位點流向低電位點，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。IRU+–IRU+–或IRU+–IRU+–或關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向UI當(dāng)元件電流和電壓的參考方向相關(guān)聯(lián)情況下，吸收的電功率為：P=UI，否則：P=－UIUI5.電功率與電能1)電功率電能對時間的變化率，稱電功率，簡稱功率，用p（或P）表示。功率的單位：P=UI常用單位：W（瓦特）、kW（千瓦）、mW（毫瓦）AV瓦特W若P>0，電路實際吸收功率，元件為負載；若P<0，電路實際發(fā)出功率元件為電源。（U和I的實際方向相反，則是電源）（U和I的實際方向相同，是負載）5.電功率與電能1)電功率例：試判斷(a)、(b)中元件是吸收功率還是發(fā)出功率。I=-1AU=2V+–(a)U=-3V+–(b)I=2A解：(a)、(b)、是吸收功率。元件電流和電壓的參考方向為關(guān)聯(lián)是發(fā)出功率。元件電流和電壓的參考方向為非關(guān)聯(lián)2)電能：電氣設(shè)備在一段時間內(nèi)所消耗的電能為當(dāng)功率的單位為W（瓦），時間的單位是s（秒）時，電能的單位為J（焦耳）。工程上常用千瓦時作為電能的單位，生活中稱作度。1度=1kW·h，相當(dāng)于功率為1kW的用電設(shè)備在1h內(nèi)消耗的電能。1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J6.電氣設(shè)備的額定值額定值：電氣設(shè)備在給定的工作條件下正常運行的容許值。額定電流IN：電氣設(shè)備在電路的正常運行狀態(tài)下允許通過的電流。額定電壓UN：電氣設(shè)備在電路的正常運行狀態(tài)下能承受的電壓。電壓超過額定之為過壓、低于額定值為欠壓。額定功率PN：電氣設(shè)備在電路的正常運行狀態(tài)下吸收和產(chǎn)生功率的限額。三者之間的關(guān)系：額定值是使用者使用電氣設(shè)備的依據(jù)，使用時必須遵守。

如一個白熾燈上標(biāo)明220V，60W，這說明額定電壓220V，在此額定電壓下消耗功率60W，當(dāng)外加電壓超過額定電壓時，功率大于60W，可能會因電流過大而燒毀，低于額定值時，功率低于60W，燈泡變暗。1.3線性電阻元件二端元件：有兩個端鈕與外部相連的元件。二端電阻元件的u、i

關(guān)系可由u–i

平面的一條曲線（伏安特性曲線）確定。電阻元件的電壓與電流的約束關(guān)系，簡稱VCR分類時不變電阻時變電阻或線性電阻（過原點的直線）非線性電阻1.線性電阻關(guān)聯(lián)參考方向：R

u或0uiR—電阻，單位：歐姆（Ω

）G—電導(dǎo)，單位：西門子（S）非關(guān)聯(lián)參考方向：i伏安特性2.線性電阻元件吸收的功率關(guān)聯(lián)方向：非關(guān)聯(lián)方向：電阻元件是消耗能元件，一般把吸收的電能轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，因此功率不會小于零。電阻元件在一段時間內(nèi)消耗的電能為：在直流電路中有：電源的輸出電壓與外界電路無關(guān),即電壓源輸出電壓的大小和方向與流經(jīng)它的電流無關(guān),

輸出電壓總保持為某一給定值或某一給定的時間常數(shù)。理想電壓源的電流和功率由外電路確定?？梢晕栈虬l(fā)出功率1)理想電壓源1.獨立電壓源1.4獨立源和受控源理想電壓源(交流)電路符號us+-Us+-理想電壓源(直流)Us+-或u0i特點：電流及電源的功率由外電路確定，輸出電壓不隨外電路變化。Us伏安特性Us+-IRU理想電壓源伏安特性2)實際電壓源理想電壓源是不存在的,電源在對外提供功率時,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗。即實際電源存在內(nèi)阻,帶載后,端電壓下降。干電池在帶負載后,端電壓將低于定值電壓Us,負載電流越大,端電壓越低。電源+-ui實際電源(i為負載電流,u端電壓)例:實際電壓源(交流)電路符號實際電壓源(直流)或us+-RSRSUs+-Us+-RS特點：輸出電壓隨外電路變化。伏安特性IRUu0iUs理想電壓源伏安特性U=US–RSIUs+-RS實際電壓源伏安特性U0

=US實際電壓源與理想電壓源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS時，實際電壓源就成為理想電壓源。當(dāng)Us+-RS實際電壓源Us+-理想電壓源實際工程中，當(dāng)負載電阻遠遠大于電源內(nèi)阻時，實際電源可用理想電壓源表示。IRUUs+-RSUs+-IRU近似實際電壓源的兩種特殊情況:⑴開路:實際電源不接負載時,端電壓等于Us,內(nèi)阻Rs不消耗功率,電壓降為零,稱為開路狀態(tài)。Us+－RsI+-Uoc開路時,端電壓為Uoc=Us(可直接測得),電流I=0。Us+－RsIabIsc+-U⑵短路:實際電源被短路時,端電壓U=0,短路電流Isc=Us/

Rs。(Rs一般很小,所以短路電流很大,以至損壞電源)。測內(nèi)阻Rs

:將實際電源接上適當(dāng)負載測出端電壓U和電流I,可得:Rs

=(Us-U)/I=(Uoc-U)/I2.獨立電流源1)理想電流源

電源的輸出電流與外界電路無關(guān),即電源輸出電流的大小和方向與它兩端的電壓無關(guān),也就是說無論接什么樣的外電路,輸出電流總保持為某一給定值或某一給定的時間常數(shù)。理想電流源(交流)電路符號理想電流源(直流)u+-is+-UIsu0i特點：電源的端電壓及電源的功率由外電路確定，輸出電流不隨外電路變化。伏安特性IR理想電流源伏安特性+-UIsIs理想電流源是不存在的,電源在對外提供功率時,不可避免的存在內(nèi)部功率損耗。即實際電源存在內(nèi)阻,帶載后,輸出電流下降。2)實際電流源u0i理想電流源伏安特性Is實際電流源(交流)電路符號實際電流源(直流)特點：輸出電流隨外電路變化。伏安特性實際電流源伏安特性RSisu+-RSIsU+-IR+-UIsRSIO實際電流源與理想電流源的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)阻RS時，實際電流源就成為理想電流源。當(dāng)實際電流源理想電流源實際工程中，當(dāng)負載電阻遠遠小于電源內(nèi)阻時，實際電源可用理想電流源表示。近似RSIsU+-IR+-UIsRSIOIR+-UIs+-UIs3.受控源受控源的電壓或電流是電路中其它部分電壓或電流的函數(shù)類型有：i2+u1–+u2–i1=0

u1電壓控電壓源(VCVS)u2=

u1

—轉(zhuǎn)移電壓比(無量綱常數(shù))

+u1=0–i1i2+u2–

i1電流控電壓源(CCVS)u2=

i1

—轉(zhuǎn)移電阻(電阻量綱)3.受控源i2+u1–g

u1+u2–i1=0電壓控電流源(VCCS)i2=–

g

u1g—轉(zhuǎn)移電導(dǎo)(電導(dǎo)量綱)i2i1

+u1=0–

i1+u2–電流控電流源(CCCS)i2=–

i1

—轉(zhuǎn)移電流比(無量綱常數(shù))含受控源的實際電路舉例R4+–+–IyIx+–

Ix

IyUs2Us1R2R3R5獨立電壓源獨立電壓源受控電流源受控電壓源(理想)(實際)

每個電路元件的伏安特性反映元件本身的電壓電流關(guān)系，稱為電路的元件約束。各支路的電壓和各支路的電流之間應(yīng)遵循的規(guī)律，稱為電路的結(jié)構(gòu)約束。基爾霍夫定律：

研究的是集中參數(shù)電路的拓撲約束關(guān)系，是分析計算電路的基本定律。電路的元件約束：電路的結(jié)構(gòu)約束：1.5基爾霍夫定律1.專用名詞1)支路：電路中的任意分支為一支路。同一支路上各個元件流過同一電流。含電源的支路稱為有源支路。不含電源支路稱為無源支路。Us2+－R2Us3+－R3Us1+－R5R1R42)節(jié)點：三條或三條以上支路的交點叫做節(jié)點3)回路：由支路組成的閉合路徑稱為回路4)網(wǎng)孔：平面電路的自然孔稱為網(wǎng)孔本圖中有?條支路本圖中有5條支路(b=5)例:本圖中有?個節(jié)點本圖中有3個節(jié)點(n=3)本圖中有?個回路本圖中有6個回路本圖中有?個網(wǎng)孔本圖中有3個網(wǎng)孔①②③5)網(wǎng)絡(luò)：一般把包含較多元件的電路稱為網(wǎng)絡(luò)。實際上，網(wǎng)絡(luò)就是電路，兩個名詞可以通用。6)二端網(wǎng)絡(luò)：與外部連接只有兩個端點的電路稱為二端網(wǎng)絡(luò)，也叫一端口網(wǎng)絡(luò)。如右圖所示。實際上，每一個二端元件，如電阻、電感、電容等，就是一個最簡單的二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)7)等效二端網(wǎng)絡(luò)：如圖所示的兩個二端網(wǎng)絡(luò)N1與N2，若它們接相同的外電路時，產(chǎn)生的非零電壓、電流對應(yīng)相等，即u1=u2，i1=i2，則N1與N2互為等效二端網(wǎng)絡(luò)。

等效二端網(wǎng)絡(luò)示意圖需要指出的是，等效網(wǎng)絡(luò)指的是對外等效，對內(nèi)一般是不相等的，即內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)可以不同，但對外部電路的作用（影響）是完全相同的。若兩個二端網(wǎng)絡(luò)對外電路作用效果相同，即有相同的外特性時，這兩個二端網(wǎng)絡(luò)等效。2.基爾霍夫電流定律（KCL)

在任一時刻，流出任一節(jié)點的電流之和等于流入該節(jié)點的電流之和：若規(guī)定流入結(jié)點的電流為正，流出的電流為負，則:任意節(jié)點的電流代數(shù)和為零：(Kirchhoff’sCurrentLaw

)例：在任一時刻，流出一封閉面的電流之和等于流入該封閉面的電流之和。KCL推廣應(yīng)用把以上三式相加得：封閉面例：求i解：i=0R3Us1+-R1Us2+-R2isUs3+-i①②③例：對節(jié)點①列方程i1+i3-i4=0對節(jié)點②列方程i2+i4+is=0對節(jié)點③列方程-i1-i2-i3-is=0④對封閉面④列方程i1+i2+i3+is=0Us1+-R1Us2+-R2isUs3+-R3R4i1i2i3i43.基爾霍夫電壓定律（KVL)選定回路的繞行方向，電壓參考方向與回路繞行方向一致時為正，相反時為負。在任一瞬間，沿任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零：(Kirchhoff’sVoltageLaw

)Us1–

Us2=U1–

U2U1U2U3U4U1-U3-U2+

U4=0IR2Us1Us2+-+-R1U1U2或者：沿任一繞行方向，回路中電勢升之和恒等于電壓降之和：例：Us1=10V，Us2=4V，R1=3Ω,

R2=6Ω，求I。

Us1–

Us2=U1–

U2IR2Us1Us2+-+-R1U1U2可將該電路假想為一個回路列KVL方程：u=us+u1

電路中任意兩點間的電壓等于這兩點間沿任意路徑各段電壓的代數(shù)和。KVL推廣應(yīng)用+-u+-us+-ROu1根據(jù)

U=0UAB=UA

UB

UA

UB

UAB=0ABCUA+_UAB+_UB+_對回路①列回路電壓方程：-Us1+

U1+

U2+

Us2=0對回路②列回路電壓方程：-Us1+

U1+U4+U3+

Us3=0例：①②Us2+－R2Us3+－R3Us1+－R5R1R4+U1-+U2-

+U5-

+U3-

+U4-

①例：對回路①列方程對回路

列方程UCCRCRE+–ICUCEIEIB對封閉面列方程Us1+-R1Us2+-R2Us3+-R3R4I1I2I3

2V+-R11AR22AR3R4I1B例：如圖所示電路，各個電阻均為1

，求：I1、B點電位、電壓源及2A電流源的功率。解：電壓源吸收的功率：（吸收）2A電流源吸收的功率：U（供出）1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法項目目的

熟悉實驗臺上儀器儀表的使用和布局，熟悉恒壓源與恒流源的使用和布局，掌握電壓表、電流表的使用方法；會測量電壓和電流，會計算電工儀表的測量誤差。設(shè)備材料1）直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表（EEL-06組件或EEL系列主控制屏）2）恒壓源（均含在主控制屏上，根據(jù)用戶的要求，配置：雙路0-30V可調(diào)。）3）恒流源（0-500mA可調(diào)）4）掛箱（含電阻箱、固定電阻、電位器）本實驗使用的電壓表和電流表采用表頭組件的表頭（1mA、160Ω）及其由該表頭串、并聯(lián)電阻所形成的電壓表（1V、10V）和電流表（1mA、10mA）。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法1.6.1任務(wù)1電路測量的基本知識本實踐項目使用的儀表為萬用表，主要用來測量交直流電壓、電流、直流電阻及晶體管電流放大倍數(shù)等。

在測量直流電壓電流時，萬用表的正極端（紅筆）要接外電路正極，公共端（黑筆）要接外電路負極。測交流電壓電流時則不用區(qū)分極性。

在測量直流電阻時，萬用表的紅表筆對應(yīng)表內(nèi)電池負極，而黑表筆則對應(yīng)電池正極，這在測量半導(dǎo)體元器件時尤為重要。

常見的萬用表主要有指針式和數(shù)字式兩種。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法1）指針式萬用表指針式萬用表上有個表盤，表盤上有多條弧形刻度尺，用來讀取指針?biāo)傅臄?shù)值。標(biāo)有標(biāo)記的是測電阻值的刻度尺，左起為∞，右端為0。標(biāo)有""標(biāo)記的是測交直流電壓、電流的刻度尺，左起為0，右端為檔位值。很多表上還會有一條"～"刻度，專用于測量交流檔位的最低一檔。標(biāo)有"HFE"標(biāo)記的是測三極管電流放大倍數(shù)的刻度尺。標(biāo)有"DB"標(biāo)記的是測量電平的刻度尺。指針式萬用表使用前必須先檢查調(diào)零，儀表按規(guī)定放置平穩(wěn)，若指針不停在起點零位置，要用螺絲刀調(diào)節(jié)表頭校正螺絲，使指針指在刻度起點零位。調(diào)好以后，一般在使用時不必每次調(diào)整。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法2）數(shù)字式萬用表轉(zhuǎn)換旋鈕：旋鈕所指的是測量的檔位：A～：測量交流電流，測量時，要根據(jù)電流大小適當(dāng)選擇檔位，選擇檔位小會超量程，檔位過大會影響測量精度。V~：測量交流電壓的檔位V-：測量直流電壓的檔位A-：測量直流電流的檔位Ω(R)：測量電阻的檔位HFE：測量晶體管電流放大倍數(shù)1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法3）使用數(shù)字萬用表的注意事項（1）用萬用表歐姆檔測量電阻時，切記不要帶電測量，而且被測電阻不能有并聯(lián)支路。（2）測量電阻值比較大的電阻時(比如10M的電阻)應(yīng)先將兩支表筆短路，此時顯示的值時可能為1M。每次測量完畢需把測量結(jié)果減去此值，才是實際電阻值。(電阻檔高時，誤差會比較大)。（3）剛開始測量時儀表會出現(xiàn)跳數(shù)現(xiàn)象，應(yīng)等待顯示值穩(wěn)定之后再去測量。（4）在事先無法估計被測電壓（或電流）的大小時，應(yīng)先撥至最高量程試測一次，再根據(jù)情況選擇合適的量程。（5）若測試時萬用表最高位顯示數(shù)字"1"，其他位消隱，證明儀表已發(fā)生過載，應(yīng)選擇更高的量程。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法3）使用數(shù)字萬用表的注意事項（6）測量電流時當(dāng)輸入電流超過2A時，應(yīng)將紅表筆改接至“20A"插孔，該孔一般未加保護裝置，因此測量大電流時間不得超過10~15s，以免錳銅分流電阻發(fā)熱后改變電阻值，影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性。（7）避免操作上的誤動作，如用電流檔去測電壓，用電阻去測電壓或電流，用電容擋去測帶電的電容器等，以免損壞儀表。嚴重避免在測量大電壓時（比如220V)，紅表筆接在電流端，可能會燒毀萬用表。（8）測量電阻、二極管、檢查線路通斷時，紅表筆應(yīng)接V/Ω插孔，此時紅表筆帶正電，黑表筆接COM插孔帶負電，這與模擬表的電阻擋恰好相反。檢測二極管、晶體管、發(fā)光二極管(LED)、電解電容器等有極性的元器件時，必須注意表筆的極性。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法2.電工測量儀表的分類主要根據(jù)作用原理和用途來劃分。按用途不同：可分為電壓表、電流表、功率表、電度表等；還可根據(jù)電流種類，分為直流表、交流表和交直流兩用表等三種，還有能聚測量電流、電壓、電阻等功能的萬用表。按作用原理：常用的有磁電式、電磁式、電動式和感應(yīng)式四種，其它還有振動式、熱電式、熱線式、靜電式、整流式、光電式和電解式等。按測量方法：可分為直讀式和比較式兩種。直接指示被測量數(shù)值的儀表，稱為直讀式儀表，例如電壓表、電流表、功率表等；被測量數(shù)值用“標(biāo)準(zhǔn)量”比較出來的儀表，稱為比較式儀表，如平衡電橋、補償器等。按準(zhǔn)確度：可分為0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級、2.5級、和5.0級七種。1.6實踐項目電路測量的基本知識與方法3.電工常用的測量方法1）直接測量法2）間接測量法3）比較測量法1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別1）電阻電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示，例如‘R7’就表示編號為7的電阻，電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置、濾波（與電容器組合使用）和阻抗匹配等。電阻的識別主要有兩種方法：數(shù)標(biāo)法和色標(biāo)法。數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，如：103表示10000Ω(10后面加3個0）也就是10K。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別1）電阻色標(biāo)法通常用于色環(huán)電阻器，其表示方法如圖：1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別2）電容

電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示，例如‘C160’就表示編號為160的電容。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

常見的是電解電容，如圖所示。它的體積比普通固定電容器要大許多。它有兩根引腳，一長一短，長的引腳為正極。電解電容器的容量一般均較大，在1μF以上（有些進口電解電容器的容量小于這一值），這種電容器絕大多數(shù)采用直標(biāo)法，即將電容值直接標(biāo)于外觀上，如1000μF/16V。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別3）電感

電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L10表示編號為10的電感，電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。電感的識別也分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。

直標(biāo)法是直接將電感的標(biāo)稱電感量用數(shù)字和文字符號直接標(biāo)在電感體上面，電感量單位后面的字母表示偏差。例如插件工字電感和UU型共模電感，及一些小功率電感，單位一般是nH或pH，分別用“R”和“n”表示小數(shù)點。如右圖所示，這里1R5表示電感量為1.5μH。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別3）電感

數(shù)標(biāo)法與電容類似。多見于小功率貼片式電感上面,用三位數(shù)字表示容量大小，其中前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率,單位是微亨（μH）。例如右圖所示：100表示，10×100μH=10μH

色標(biāo)法也與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1μH(誤差5%)的電感。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別4）二極管

二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如：D9表示編號為9的二極管。二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很小；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。

二極管有鍺管和硅管之分。鍺管正向壓降比硅管小，正向壓降0.1-0.3V為鍺二極管，正向壓降0.5-0.8V則為硅二極管。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別4）二極管

二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如：D9表示編號為9的二極管。二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。

二極管有鍺管和硅管之分。鍺管正向壓降比硅管小，正向壓降0.1-0.3V為鍺二極管，正向壓降0.5-0.8V則為硅二極管。

二極管的識別比較容易，可以直接通過符號標(biāo)志“P”、“N”來確定二極管的極性；發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別5）三極管

三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示，如：Q3表示編號為3的三極管。三極管是內(nèi)部含有2個PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。三極管引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，平面朝向自己的狀態(tài)下，從左到右依次是e、b、c三個腳，容易識別。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量1.元器件的識別6）電位器

電位器是一種阻值可調(diào)的電阻，阻值可以從零連續(xù)變到標(biāo)稱阻值，它有三個引出接頭，兩端接頭的阻值就是標(biāo)稱阻值。中間接頭可隨軸轉(zhuǎn)動，使其與兩端頭間的阻值改變。電位器的型號、標(biāo)稱阻值，功率等都印在電位器外殼上。電位器標(biāo)稱值讀數(shù)：第一、第二位數(shù)值表示電阻的第一、第二位，第三位表示倍乘數(shù)10n。例如：204，表示20×104=200KΩ、105，表示10×105=1000KΩ。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量1）電阻的測量電阻的測量比較簡單，將數(shù)字萬用表的紅表筆插入“V/Ω”插孔中，黑表筆插入“COM”插孔，根據(jù)電阻的大小選擇適當(dāng)?shù)碾娮铏n，紅、黑兩表筆分別接觸電阻兩端，觀察讀數(shù)即可。需要特別注意是，測量在路電阻時（在電路板上的電阻)，應(yīng)先把電路的電源關(guān)斷，以免引起讀數(shù)抖動。禁止用電阻檔測量電流或電壓（特別是交流220V電壓)，否則容易損壞萬用表。在路檢測時注意電阻不能有并聯(lián)支路。電阻檔選的比較大時（比如測量10MΩ的電阻)應(yīng)先將兩支表筆短路，顯示的值可能為1M。每次測量完畢需把測量結(jié)果減去此值，才是實際電阻值（電阻檔高時，誤差會比較大)。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量2）電容的測量檢測電容有專用的電容表來測量電容容量，也可用萬用表測量。用指針式萬用表檢測電容好壞：將電解電容兩個管腳搭接，使電解電容短路放電。用萬用表R×1K檔紅、黑表筆接電容正、負極。接上萬用表瞬間，電容充電，表針向右擺動，表針幅度越來越大，電解電容容量越大。隨著電容的放電，表針又向左擺回，最后停在某一位置。若表針停在∞處，說明電容漏電很小，測不出來。一般應(yīng)大于幾KΩ。漏電電阻極小，說明電容質(zhì)量越好。在測試中，若表針始終停在∞位置，表明電容內(nèi)部已開路斷開。若在0處，表明電容被擊穿，內(nèi)部短路。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量2）電容的測量某些數(shù)字萬用表具有測量電容的功用，其量程分為200μ和20μ兩檔。測量時先將紅表筆接到mA電流端孔，黑表筆接到COM端孔，功能檔位選擇電容檔位，再用紅黑表筆接已放電的電容兩引腳（紅表筆接電容正極，黑表筆接電容負極)，選取適當(dāng)?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。200μ檔，適于測量20μF至200μF之間的電容；20u檔，適于測量2μF至20μF之間的電容。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量3）電感器的檢測將萬用表置于電阻檔，紅、黑表筆各接色碼電感器的任一引出端，此時指針應(yīng)向右擺動。根據(jù)測出的電阻值大小，可具體分下述情況進行鑒別：a）被測色碼電感器電阻值為零，其內(nèi)部有短路性故障。b）被測色碼電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線徑、繞制圈數(shù)有直接關(guān)系，只要能測出電阻值，則可認為被測色碼電感器是正常的。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量4）二極管好壞的判斷萬用表選用R×1K檔(R×1檔電流太小，R×10K電壓太高，易損壞二極管)，兩表筆分別接于二極管兩端，測得一阻值，再對調(diào)兩筆，測得另一阻值。二極管正向電阻很小(大約幾十歐-幾百歐姆)，反向電阻很大(幾十KΩ-幾百KΩ)。若正、反向電阻值相差很大，說明管子單向?qū)щ娦阅芎?，若兩次值均很小或很大，則管子質(zhì)量有問題(很小說明內(nèi)部擊穿短路，很大說明內(nèi)部開路)。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量5）三極管的檢測a）三極管好壞的檢測可以借助萬用表來進行判斷。將萬用表調(diào)至電阻檔，對三極管的三個管腳兩兩進行測量，共測量六次，若其中兩次可以測到電阻值則說明三極管是好的，其他情況是壞的。b）三極管類型的檢測三極管有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還N型材料即可。當(dāng)用萬用電表R×1k擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導(dǎo)通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。1.6.2任務(wù)2元器件識別和測量2.元器件的測量6）電位器的檢測首先根據(jù)被測電位器阻值的大小，選擇好萬用表的合適電阻檔位，測量一下阻值，即兩端片之間的電阻值，與標(biāo)稱阻值比較，看二者是否一致。同時旋動滑動觸頭，其值應(yīng)固定不變。如果阻值無窮大，則此電位器已損壞。然后再測量其中心端與電阻體的接觸情況，即中心端與末端之間電阻值。方法是萬用表歐姆檔打在適當(dāng)量程，測量過程中，慢慢旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，注意觀察萬用表的讀數(shù)，正常情況，讀數(shù)平穩(wěn)地朝一個方向變化，若出現(xiàn)跳動、跌落或不通等現(xiàn)象，說明活動觸點有接觸不良的故障。當(dāng)中心端滑到首端或末端，理想狀態(tài)下中心端與重合端的電阻值為0，在實際測量中，會有一定的殘留值（一般視標(biāo)稱而定，一般小于5Ω），屬正?，F(xiàn)象。1.6.3任務(wù)3數(shù)據(jù)的處理及誤差的計算分析1.電路實驗數(shù)據(jù)的處理1）有效數(shù)字由于存在誤差，因此測量的數(shù)據(jù)總有近似值，它通常由可靠數(shù)字和欠準(zhǔn)數(shù)字兩部分組成。例如，由電壓表測得的電壓24.3V就是