電路的基本概念與基本定律.ppt

1、第2章電路的基本概念與基本定律,2.1電路和電路模型 2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 2.3電阻、電容、電感元件及其特性 2.4電路中的獨立電源 2.5基爾霍夫定律 2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,2.1電路和電路模型,手電筒電路是大家所熟悉的一種用來照明的最簡單的用電器具，如圖2.1所示。 它由4部分組成: (1)干電池，它將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。 (2)小電珠，它將電能轉(zhuǎn)換為光 (3)開關(guān)，通過它的閉合與斷開，能夠控制小電 珠的發(fā)光情況。 (4)金屬容器、卷線聯(lián)接器，它相當(dāng)于傳輸電能的金屬導(dǎo)線，提供了乎電簡中其他元件之間的聯(lián)接。,下一頁,返回,2.1電路和電路模型,2.1.1電路 電

2、路是由若干電氣設(shè)備或元器件按一定方式用導(dǎo)線聯(lián)接而成的電流通路。通常由電源、負載及中間環(huán)節(jié)等3部分組成。 電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置，如發(fā)電機、干電池、蓄電池等。 負載是取用電能的裝置，通常也稱為用電器，如百熾燈、電爐、電視機、電動機等。 中間環(huán)節(jié)是傳輸、控制電能的裝置，如聯(lián)接導(dǎo)線、變壓器、開關(guān)、保護電器等。,上一頁,下一頁,返回,2.1電路和電路模型,實際電路的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但就其功能而言，可以劃分為電力電路(強電電路)、電了電路(弱電電路)兩大類。電力電路主要是實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。電了電路主要是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。 2.1.2電路模型 由電路元件構(gòu)成的電路，稱為電路模型。

3、電路元件一般用理想電路元件代替，并用國標(biāo)規(guī)定的圖形符號及文字符號表示。今后本書中未加特殊說明時，所研究的電路均為電路模型。圖2.1所示為乎電簡電路，其電路模型如圖2.2所示。,上一頁,下一頁,返回,2.1電路和電路模型,2.電路元件 實際電路中的元器件品種繁多，有的元器件主要是消耗電能，如各種電阻器、電燈、電烙鐵等;有的元器件主要是儲存磁場能量，如各種電感線圈;有的元器件主要是儲存電場能量，如各種類型電容器;有的元器件主要是提供電能，如電池、發(fā)電機等。 對某一個元器件而言，其電磁性能卻并不是單一的。例如，實驗室用的滑線電阻器，它由導(dǎo)線繞制而成，主要具有消耗電能的性質(zhì)，即具有電阻的性質(zhì);其次由于

4、電壓和電流會產(chǎn)生電場和磁場，它又具有儲存電場能量和磁場能量的性質(zhì)，即具有電容和電感的性質(zhì)。上述性質(zhì)總是交織在一起的，當(dāng)電壓、電流的性質(zhì)不同時，其表現(xiàn)程度也不一樣。,上一頁,下一頁,返回,2.1電路和電路模型,為了便于對電路進行分析和計算，將實際元器件近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現(xiàn)一種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是實際元器件的模型。理想化元器件簡稱電路元件。 實際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來近似表示。例如，上面提到的滑線電阻器可用電阻元件來表示;若考慮磁場的作用，則可用電阻元件和電感元件的組合來表示。同時，對電磁性能相近的元器件，也可用同一種電路元件近似地表示。例如，

5、各種電阻器、電 燈、電烙鐵、電熨斗等，都可用電阻元件近似表示。,上一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,電路的功能，無論是能量的輸送和分配，還是信號的傳輸和處理，都要通過電壓、電流和電功率來實現(xiàn)。因此，在電路分析中，人們所關(guān)心的物理量是電流、電壓和電功率，在分析和計算電路之前，首先要建立并深刻理解這些物理量及其相勻_關(guān)系的基本概念。 2.2.1電流 1.電流的大小 電荷的有規(guī)則的定向運動就形成了電流。長期以來，人們習(xí)慣規(guī)定以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,電流的大小用電流強度(簡稱電流)來表示。電流強度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線

6、某一截面的電荷量，用符號i表示，則 i= dQ / dt(2-1) 式中，dQ為時間dt內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。 大小和方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流，簡稱直流電流，采用大寫字母I表示，則 i=Q/t 式中，Q為時間t內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,電流的單位是安培(簡稱安)，用符號A表示;電荷量的單位為庫侖(簡稱庫)，用符號C表示;時間的單位為秒，用符號s表示。當(dāng)電流很小時，常用單位為毫安(mA)或微安(A);當(dāng)電流很大時，常用單位為千安(kA)。它們之間的換算關(guān)系為: 1 A=1 000 mA=103 mA 1 A=1 000

7、 000 A=106 A 1 kA=1 000 A=103 A,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,2.電流的實際方向與參考方向 電流不但有大小，而A.還有方向。在簡單電路中，如圖2.3所示，可以直接判斷電流的方向。即在電源內(nèi)部電流由負極流向正極，而在電源外部電流則由正極流向負極，以形成一閉合回路。但在較為復(fù)雜的電路中，如圖2.4所示的橋式電路中，電阻R5的電流實際方向有時難以判定。 由此可見，在分析、計算電路時，電流的實際方向很難預(yù)先判斷出來，交流電路中的電流實際方向還在不斷地隨時間而改變，很難也沒有必要在電路圖中標(biāo)示其實際方向。為了分析、計算的需要，引入了電流的參考方向

8、。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,在電路分析中，任意選定一個方向作為電流的方向，這個方向就稱為電流的參考方向(如圖2.4中用實線表示的I5)，有時又稱為電流的正方向，當(dāng)然，所選定的參考方向并不一定就是電流的實際方向。當(dāng)電流的參考方向與實際方向相同時，電流為正值。反之，若電流的參考方向與實際方向相反，則電流為負值。這樣，電流的值就有正有負，它是一個代數(shù)量，其正、負可以反映電流的實際方向與參考方向的關(guān)系。因此，電流的正、負，只有在選定了參考方向以后才有意義。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,電流的參考方向一般用實線箭頭表示，既可以畫在線上，如圖2.

9、5 (a)所示;也可以畫在線外，如圖2.5 (b)所示;還可以用雙下標(biāo)表示，如圖2.5 (c)所示，其中，Iab表示電流的參考方向是由a點指向b點。 2.2.2電壓 1.電壓的大小 電路中a, b兩點間電壓，在數(shù)值上等于將單位正電荷從電路中a點移到電路中b點時電場力所做的功，用uab表示，則 uab = dWab / dQ (2-2) 式中，dWab為電場力把正電荷dQ從電路中a點移到電路中b點時所做的功。并規(guī)定:電壓的方向為電場力做功使正電荷移動的方向。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,大小和方向都不隨時間變化的電壓稱為恒定電壓，簡稱直流電壓，采用大寫字母U表示，如a

10、, b兩點間的直流電壓為 uab = Wab/ Q 式中，Wab為電場力把正電荷Q從電路中a點移到電路中b點時所做的功。 電壓的單位為伏特(V)常用的單位為千伏(kV),毫伏(mV)、微伏( V)。它們之間的換算關(guān)系為: 1 V=1 000 mV=103 mV 1 V=1 000 000 uV=106 V 1 kV=1 000 V=103 V,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,2.電壓的實際方向與參考方向 與電流類似，分析、計算電路時，也要預(yù)先設(shè)定電壓的參考方向。同樣，所設(shè)定的參考方向并不一定就是電壓的實際方向。當(dāng)電壓的參考方向與實際方向相同時，電壓為正值;當(dāng)電壓的參考方

11、向與實際方向相反時，電壓為負值。這樣，電壓的值有正有負，它也是一個代數(shù)量，其正、負表示電壓的實際方向與參考方向的關(guān)系。 電壓的參考方向既可以用實線箭頭表示，如圖2.6 (a)所示;也可以用正(+)、負(-)極性表示，如圖2.6 (b)所示，正極性指向負極性的方向就是電壓的參考方向;還可以用雙下標(biāo)表示，如圖2.6 (c)所示，其中，uab表示a, b兩點間的電壓參考方向由a指向b。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,進行電路分析時，對于一個元件，既要對流過元件的電流選取參考方向，又要對元件兩端的電壓選取參考方向，兩者是相勻_獨立的，可以任意選取。也就是說，它們的參考方向可以

12、一致，也可以不一致。如果電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則稱之為關(guān)聯(lián)參考方向，如圖2.7 (a)所示;如果電流的參考方向與電壓的參考方向不一致，則稱之為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖2.7 ( b)所示。 當(dāng)選取電壓、電流方向為關(guān)聯(lián)參考方向時，電路圖上只需標(biāo)出電流的參考方向或電壓的參考方向，如圖2.8所示的是兩種等效的表示方法。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,2.2.3電功率與電能 如前所述，帶電粒了在電場力作用下作有規(guī)則運動，形成電流。根據(jù)電壓的定義，電場力所做的功為Wab=QUab，單位時間內(nèi)電場力所做的功稱為電功率，簡稱為功率。它是描述傳送電能速率的一個物理量，以符號

13、P表示，即: P=QU/t= UI (2-3) 式中，若電流的單位為安培(A)，電壓的單位為伏特(V)，則功率的單位為瓦特(W)簡稱為瓦。,上一頁,下一頁,返回,2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系,用式(2.3)計算電路吸收的功率時，若電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，則等式的右邊取正號;否則取負號。當(dāng)P0，表明元件吸收功率;當(dāng)P0，表明該元件釋放功率。 當(dāng)己知設(shè)備的功率為P時，則在t秒內(nèi)消耗的電能為 W=Pt (2-4) 電能就等于電場力所做的功，單位是熱耳(J)。工程上，直接用千瓦小時(kW.h)作單位，俗稱“度”。且 1 kWh=3 600 000 J。,上一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及

14、其特性,單相異步電動機屬于感性負載，它常用于功率不大的電動工具(如電鉆、攪拌器等)和眾多的家用電器(如洗衣機、電風(fēng)扇、抽油煙機等)，圖2.9是吊扇的電氣原理。其中，LA,LB分別是單相異步電動機(M)的工作繞組、啟動繞組;電容C是啟動電容，它與啟動繞組LB串聯(lián);S是開關(guān);電感L是調(diào)速電抗器。 在研究的電路中一般含有電阻元件、電容元件、電感元件和電源元件，如圖2.9所示，這些元件都屬于一端元件，它們都只有兩個端鈕與其他元件相聯(lián)接。其中電阻元件、電容元件、電感元件不產(chǎn)生能量，稱為無源元件;電源元件是電路中提供能量的元件，稱為有源元件。,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,上述一端元件

15、兩端鈕間的電壓與通過它的電流之間都有確定的約束關(guān)系，這種關(guān)系叫做元件的伏安特性。該特性由元件性質(zhì)決定，元件不同，其伏安特性不同。這種由元件的性質(zhì)給元件中通過的電流、元件兩端的電壓施加的約束又稱為元件約束。用來表示伏安特性的數(shù)學(xué)方程式稱為該元件的特性方程或約束方程。 2.3.1電阻元件及歐姆定律 1.電阻元件的圖形、文字符號 電阻器是具有一定電阻值的元器件，在電路中用于控制電流、電壓和控制放大了的信號等。電阻器通常就叫電阻，在電路圖中用字母R或r表示，電路圖中常用電阻器的符號如圖2.10所示。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,電阻器的SI(國際單位制)單位是歐姆，簡稱歐

16、，通常用符號 表示。常用的單位還有 , ，它們的換算關(guān)系如下: 電阻元件是從實際電阻器抽象出來的理想化模型，是代表電路中消耗電能這一物理現(xiàn)象的理想一端元件。如電燈泡、電爐、電烙鐵等這類實際電阻器，當(dāng)忽略其電感等作用時，可將它們抽象為僅具有消耗電能的電阻元件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,電阻元件的倒數(shù)稱為電導(dǎo)，用字母G表示，即 G=1/R 電導(dǎo)的SI單位為西門子，簡稱西，通常用符號S表示。電導(dǎo)也是表征電阻元件特性的參數(shù)，它反映的是電阻元件的導(dǎo)電能力。 2.電阻元件的特性 電阻元件的伏安特性，可以用電流為橫坐標(biāo)，電壓為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)平面上的曲線來表示，稱為電阻元件

17、的伏安特性曲線。如果伏安特性曲線是一條過原點的直線，如圖2.11 (a)所示，這樣的電阻元件稱為線性電阻元件，線性電阻元件在電路圖中用圖2.11(b)所示的圖形符號表示。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,在工程上，還有許多電阻元件，其伏安特性曲線是一條過原點的曲線，這樣的電阻元件稱為非線性電阻元件。圖2.12所示曲線是一極管的伏安特性，所以一極管是一個非線性電阻元件。 嚴格地說，實際電路器件的電阻都是非線性的。如常用的百熾燈，只有在一定的工作范圍內(nèi)，才能把百熾燈近似看成線性電阻，而超過此范圍就成了非線性電阻。 今后本書中所有的電阻元件，除非特別指明，都是指的線性電阻元

18、件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,3.歐姆定律 歐姆定律是電路分析中的重要定律之一，它說明流過線性電阻的電流與該電阻兩端電壓之間的關(guān)系，反映了電阻元件的特性。 歐姐定律指出:在電阻電路中，當(dāng)電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向，電流的大小與電阻兩端的電壓成正比，與電阻值成反比。即歐姐定律可用式(2.5)表示，即 I=U/R (2-5) 當(dāng)選定電壓與電流為非關(guān)聯(lián)方向時，則歐姐定律可用式(2.6)表示，即 I=U/R (2-6),上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,在國際單位制中，電阻的單位為歐姆( )。當(dāng)電路兩端的電壓為1V，通過的電流為1A則該段電路的電

19、阻為1 。歐姆定律表達了電路中電壓、電流和電阻的關(guān)系，它說明: (1)如果電阻保持不變，當(dāng)電壓增加時，電流與電壓成正比例地增加;當(dāng)電壓減小時，電流與電壓成正比例地減小。 (2)如果電壓保持不變，當(dāng)電阻增加時，電流與電阻成反比例地減小;當(dāng)電阻減小時，電流與電阻成反比例地增加。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,根據(jù)歐姐定律所表示的電壓、電流與電阻三者之間的相護關(guān)系，可以從兩個己知的數(shù)量中求解出另一個未知量。因此歐姆定律可以有3種不同的表示形式。 (1)電壓、電阻，求電流 I=U/R (2)己知電流、電阻，求電壓 U= RI (3)己知電壓、電流，求電阻 R= U/I,上一

20、頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,無論電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向還是非關(guān)聯(lián)參考方向，電阻元件功率為 P=I2RR=U2R/R (2-7) 上式表明，電阻元件吸收的功率恒為正值，而與電壓、電流的參考方向無關(guān)。因此，電阻元件又稱為耗能元件。 上式表明，電阻元件吸收的功率恒為正值，而與電壓、電流的參考方向無關(guān)。因此，電阻元件又稱為耗能元件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,2.3.2電容元件 1.電容元件的圖形、文字符號 實際電容器是由兩片金屬極板中間充滿電介質(zhì)(如空氣、云母、絕緣紙、塑料薄膜、陶瓷等)構(gòu)成的。在電路中多用來濾波、隔直、交流耦合、交流旁路及

21、與電感元件組成振蕩回路等。電容器又名儲電器，在電路圖中用字母C表示，電路圖中常用電容器的符號如圖2.13所示。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,電容器的SI單位是法拉，簡稱法，通常用符號F表示。常用的單位還有F, pF，它們的換算關(guān)系如下: 1 F=106 F=1012pF 電容元件是從實際電容器抽象出來的理想化模型，是代表電路中儲存電能這一物理現(xiàn)象的理想一端元件。當(dāng)忽略實際電容器的漏電電阻和引線電感時，可將它們抽象為僅具有儲存電場能量的電容元件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,2.電容元件的特性 在電路分析中，電容元件的電壓、電流關(guān)系是十

22、分重要的。當(dāng)電容元件兩端的電壓發(fā)生變化時，極板上聚集的電荷也相應(yīng)地發(fā)生變化，這時電容元件所在的電路中就存在電荷的定向移動，形成了電流。當(dāng)電容元件兩端的電壓不變時，極板上的電荷也不變化，電路中便沒有電流。 當(dāng)電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，線性電容元件的特性方程為 i=Cdu/dt (2-8),上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,它表明電容元件中的電流與其端鈕間電壓對時間的變化率成正比。比例常數(shù)C稱為電容，是表征電容元件特性的參數(shù)。當(dāng)u的單位為伏特(V), i的單位為安培(A)時，C的單位為。 法拉，簡稱法(F)。習(xí)慣上常把電容元件簡稱為電容，所以“電容”這個名詞，既表示電路元

23、件，又表示元件的參數(shù)。 本書只討論線性電容元件。線性電容元件在電路圖中用圖2.14所示的符號表示。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，則電容元件的特性方程為 i=-Cdu/dt (2-9) 從式(2.8)、式(2.9)很清楚地看到，只有當(dāng)電容元件兩端的電壓發(fā)生變化時，才有電流通過。電壓變化越快，電流越大。當(dāng)電壓不變(直流電壓)時，電流為零。所以電容元件有隔直通交的作用。 從式(2.8)、式(2.9)還可以看到，電容元件兩端的電壓不能躍變，這是電容元件的一個重要性質(zhì)。如果電壓躍變，則要產(chǎn)生無窮大的電流，對實際電容器來說，這當(dāng)然是不可能的。,上

24、一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,在u、i關(guān)聯(lián)參考方向下，線性電容元件吸收的功率為 P=ui=Cudu/dt (2-10) 在t時刻，電容元件儲存的電場能量為 WC(t)=1/2CU2(t) (2-11) 該式表明，電容元件在某時刻儲存的電場能量只與該時刻電容元件的端電壓有關(guān)。當(dāng)電壓增加時，電容元件從電源吸收能量，儲存在電場中的能量增加，這個過程稱為電容的充電過程。當(dāng)電壓減小時，電容元件向外釋放電場能量，這個過程稱為電容的放電過程。電容在充、放電過程中并不消耗能量。因此，電容元件是一種儲能元件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,在選用電容器時，除

25、了選擇合適的電容量外，還需注意實際工作電壓與電容器的額定電壓是否相等。如果實際工作電壓過高，介質(zhì)就會被擊穿，電容器就會損壞。 2.3.3電感元件 1.電感元件的圖形、文字符號 實際電感線圈就是用漆包線或紗包線或裸導(dǎo)線一圈靠一圈地繞在絕緣竹上或鐵芯上而又彼此絕緣的一種元件。在電路中多用來對交流信號進行隔離、濾波或組成諧振電路等。電感線圈簡稱線圈，在電路圖中用字母L表示，電路圖中常用線圈的符號如圖2.15所示。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,電感線圈是利用電磁感應(yīng)作用的器件。在一個線圈中，通過一定數(shù)量的變化電流，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的能力就稱為線圈的電感量，簡稱電感。

26、電感常用字母L表示。 電感的SI單位是亨利，簡稱亨，通常用符號H表示。常用單位還有 H, mH，它們的換算關(guān)系如下: 電感元件是從實際線圈抽象出來的理想化模型，是代表電路中儲存磁場能量這一物理現(xiàn)象的理想一端元件。當(dāng)忽略實際線圈的導(dǎo)線電阻和線圈匝與匝之間的分布電容時，可將其抽象為僅具有儲存磁場能量的電感元件。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,2.電感元件的特性 任何導(dǎo)體當(dāng)有電流通過時，在導(dǎo)體周圍就會產(chǎn)生磁場;如果電流發(fā)生變化，磁場也隨著變化，而磁場的變化又引起感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生。這種感應(yīng)電動勢是由于導(dǎo)體本身的電流變化引起的，稱為自感。 自感電動勢的方向可由楞次定律確定。即

27、當(dāng)線圈中的電流增大時，自感電動勢的方向和線圈中的電流方向相反，以阻止電流的增大;當(dāng)線圈中的電流減小時，自感電動勢的方向和線圈中的電流方向相同，以阻止電流的減小?？傊?，當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，自感電動勢總是阻止電流的變化。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,自感電動勢的大小，一方面取決于導(dǎo)體中電流變化的快慢，另一方面還與線圈的形狀、尺寸、線圈匝數(shù)及線圈中介質(zhì)情況有關(guān)。 當(dāng)電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，線性電感元件的特性方程為 u=Ldi/dt (2-12) 它表明電感元件端鈕間的電壓與它的電流對時間的變化率成正比。 是表征電感元件特性的參數(shù)。當(dāng)“的單位為伏特(V)， i的

28、單位為安(A)時，比例常數(shù)L稱為電感，L的單位為亨利，簡稱亨(H)。習(xí)慣上常把電感元件簡稱為電感，所以“電感”這個名詞，既表示電路元件，又表示元件的參數(shù)。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,本書只討論線性電感元件。線性電感元件在電路圖中用圖2.16所示的符號表示。 若電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，則電感元件的特性方程為 u=-Ldi/dt (2-13) 從式(2.12)、式(2.13)可以很清楚地看到，只有當(dāng)電感元件中的電流發(fā)生變化時，元件兩端才有電壓。電流變化越快，電壓越高。當(dāng)電流不變(直流電流)時，電壓為零，這時電感元件相當(dāng)于短路。,上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、

29、電容、電感元件及其特性,從式(2.12)、式(2.13)還可以看到，電感元件中的電流不能躍變，這是電感元件的一個重要性質(zhì)。如果電流躍變，則要產(chǎn)生無窮大的電壓，對實際電感線圈來說，這當(dāng)然是不可能的。 在u、i關(guān)聯(lián)參考方向下，線性電感元件吸收的功率為 P=ui=Lidi/dt (2-14) 在t時刻，電感元件儲存的磁場能量為 WL(t)=0.5Lt2(t) (2-15),上一頁,下一頁,返回,2.3電阻、電容、電感元件及其特性,該式表明，電感元件在某時刻儲存的磁場能量只與該時刻電感元件的電流有關(guān)。當(dāng)電流增加時，電感元件從電源吸收能量，儲存在磁場中的能量增加;當(dāng)電流減小時，電感元件向外釋放磁場能量。

30、電感元件并不消耗能量，因此，電感元件也是一種儲能元件。 在選用電感線圈時，除了選擇合適的電感量外，還需注意實際的工作電流不能超過其額定電流;否則，由于電流過大，線圈發(fā)熱而被燒毀。,上一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,蓄電池是一種常見的電源，它多用于汽車、電力機車、應(yīng)急燈等，圖2.17是汽車照明燈的電氣原理。其中，RA, RB是一對汽車照明燈;S是開關(guān);Us是12 V的蓄電池。 常見的電源還有發(fā)電機、干電池和各種信號源。凡是向電路提供能量或信號的設(shè)備稱為電源。電源有兩種類型，其一為電壓源，其一為電流源。電壓源的電壓不隨其外電路而變化，電流源的電流不隨其外電路而變化。因此，電壓源和電流源總稱為獨

31、立電源，簡稱獨立源。 2.4.1電壓源 1.理想電壓源 理想電壓源簡稱為電壓源，是一個_端元件，它有兩個基本特點:,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,cm無論它的外電路如何變化，它兩端的輸出電壓為恒定值Us，或為一定時間的函數(shù)us(t)。 (2)通過電壓源的電流雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于與之相聯(lián)接的外部電路，有時甚至完全取決于外電路。 電壓源在電路圖中的符號如圖2.18 (a)所示，其電壓用us表示。若us(t)的大小和方向都不隨時間變化稱為直流電壓源，其電壓用Us表示。圖2.18 (b)是直流電壓源的另一種符號，目長線表示參考正極性，短線表示參考負極性。,上一頁,下一

32、頁,返回,2.4電路中的獨立電源,直流電壓源的伏安特性如圖2.19所示，它是一條以I為橫坐標(biāo)A.平行于I軸的直線，表明其電流由外電路決定，不論電流為何值，直流電壓源端電壓總為Us。 us(t)=0的電壓源是電壓保持為零、電流由其外電路決定的一端元件，因此， us(t)= 0的電壓源可相當(dāng)于R=0的電阻元件。在實際應(yīng)用中，可以用一條短路導(dǎo)線來代替us(t)= 0的電壓源。 同樣，在實際應(yīng)用中，不能將us(t)不相等的電壓源并聯(lián)，也不能將us(t) 0的電壓源短路。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,2.實際電壓源 電壓源這種理想一端元件實際上是不存在的。實際的電壓源，其端電壓都是隨著

33、電流的變化而變化的。例如，當(dāng)電池接通負載后，其電壓就會降低，這是因為電池內(nèi)部存在電阻的緣故。由此可見，實際的直流電壓源可用數(shù)值等于Us的理想電壓源和一個內(nèi)阻Ri相串聯(lián)的模型來表示，如圖2.20 (a)所示。 于是，實際直流電壓源的端電壓為 U= US-UR=US-IRi(2.16) 式中，Us的參考方向與U的參考方向一致，取正號;UR的參考方向與U的參考方向相反，取負號。式(2.16)所描述的U與I的關(guān)系，即實際直流電壓源的伏安特性，如圖2.20 (b)所示。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,2.4.2電流源 1.理想電流源 理想電流源簡稱為電流源，是一個一端元件，它有兩個基本特

34、點: (1)無論它的外電路如何變化，它的輸出電流為恒定值Is，或為一定時間的函數(shù)Is(t)。 (2)電流源兩端的電壓雖是任意的，但僅由它本身是不能決定的，還取決于與之相聯(lián)接的外部電路，有時甚至完全取決于外電路。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,電流源在電路圖中的符號如圖2.21所示，其中電流源的電流用is表示，電流源的端電壓為us。若is(t)的大小和方向都不隨時間變化稱為直流電流源，其電流用IS表示。 直流電流源的伏安特性如圖2.22所示，它是一條以I為橫坐標(biāo)A垂直于I軸的直線，表明其端電壓由外電路決定，不論其端電壓為何值，直流電流源輸出電流總為IS。 is(t) =0的電流源

35、是電流保持為零、電壓由其外電路決定的一端元件，因此， is(t) =0的電流源就相當(dāng)于 的電阻元件。在實際應(yīng)用中，可以用一條開路導(dǎo)線來代替is(t) =0的電流源。 同樣，在實際應(yīng)用中，不能將is(t)不相等的電流源串聯(lián)，也不能將 的電流源開路。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,2.實際電流源 電流源這種理性一端元件實際上是不存在的。實際的電流源，其輸出的電流是隨著端電壓的變化而變化的。例如，光電池在一定照度的光線照射下，被光激發(fā)產(chǎn)生的電流，并不能全部外流，其中的一部分將在光電池內(nèi)部流動。由此可見，實際的直流電流源可用數(shù)值等于Is的理想電流源和一個內(nèi)阻R1相并聯(lián)的模型來表示，如圖

36、2.23 (a)所示。 于是，實際直流電流源的輸出電流為 I= Is- U/R1 (2-17) 式中，IS為實際直流電流源產(chǎn)生的恒定電流;U/R1為其內(nèi)部分流電流。式(02.17)所描述的U與I的關(guān)系，即實際直流電流源的伏安特性，如圖2.23 (b)所示。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,2.4.3電源的等效變換 任何一個實際電源本身都具有內(nèi)阻，因而實際電源的電路模型往往由理想電源元件與其內(nèi)阻組合而成。理想電源元件有電壓源和電流源，因此，實際電源的電路模型也相應(yīng)的有電壓源模型和電流源模型，如圖2.24所示。 在圖2.24 (a)所示電路中，由式(2.16)可知 U=US-IRi

37、式中，US為電壓源的電壓。 在圖2.24 (b)所示電路中，由式(2.17)可知 I=IS-U/R1,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,整理后得 U=ISR1-IR1 由此可見，實際電壓源和實際電流源若要等效勻_換，其伏安特性方程必相同，則其電路參數(shù)必須滿足條件: R1=R1;US=ISR1 (2.18) 即當(dāng)實際電壓源等效變換成實際電流源時，電流源的電流等于電壓源的電壓與其內(nèi)阻的比值，電流源的內(nèi)阻等于電壓源的內(nèi)阻;當(dāng)實際電流源等效變換成實際電壓源時，電壓源的電壓等于電流源的電流與其內(nèi)阻的乘積，電壓源的內(nèi)阻等于電流源的內(nèi)阻。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,在進行等效

38、勻_換時，必須重視電壓源的電壓極性與電流源的電流方向之間的關(guān)系，即兩者的參考方向要求一致，也就是說電壓源的正極對應(yīng)著電流源電流的流出端。 實際電源的兩種模型的等效勻_換只能保證其外部電路的電壓、電流和功率相同，對其內(nèi)部電路，并無等效可言。通俗地講，當(dāng)電路中某一部分用其等效電路替代后，未被替代部分的電壓、電流應(yīng)保持不變。,上一頁,下一頁,返回,2.4電路中的獨立電源,應(yīng)用電源等效勻_換分析電路時還應(yīng)注意以下幾點: (1)電源等效互換是電路等效變換的一種方法。這種等效是對電源輸出電流I、端電壓U的等效。 (2)有內(nèi)阻Ri的實際電源，它的電壓源模型與電流源模型之間可以互換等效;理想的電壓源與理想的電

39、流源之間不便勻_換。 (3)電源等效互換的方法可以推廣運用，如果理想電壓源與外接電阻串聯(lián)，可把外接電阻看作其內(nèi)阻，則可互換為電流源形式;如果理想電流源與外接電阻并聯(lián)，可把外接電阻看作其內(nèi)阻，則可互換為電壓源形式。,上一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,基爾霍夫定律是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析計算電路的基礎(chǔ)。它包括兩方面的內(nèi)容，其一是基爾霍夫電流定律，簡寫為KCL定律，其一是基爾霍夫電壓定律，簡寫為KVL定律。 它們與構(gòu)成電路的元件性質(zhì)無關(guān)，僅與電路的聯(lián)接方式有關(guān)。 為了敘述問題方便，在具體討論基爾霍夫定律之前，首先以圖2.25所示電路為例介紹電路模型圖中的一些常用術(shù)語。,下一頁,返回

40、,2.5基爾霍夫定律,1.支路 將兩個或兩個以上的_端元件依次聯(lián)接稱為串聯(lián)。單個電路元件或若干個電路元件的串聯(lián)，構(gòu)成電路的一個分支，一個分支上流經(jīng)的是同一個電流。電路中的每個分支都稱為支路。如圖2.25中ab, ad, aec, bc, bd, cd都是支路，其中aec是由3個電路元件串聯(lián)構(gòu)成的支路，ad是由兩個電路元件串聯(lián)構(gòu)成的支路，其余4個都是由單個電路元件構(gòu)成的支路。 2.節(jié)點 電路中3條或3條以上支路的聯(lián)接點稱為節(jié)點。如圖2.25中a, b, c, d都是節(jié)點。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,3.回路 電路中的任一閉合路徑稱為回路。如圖2.25中abda, bcdb, ab

41、cda, aecda, aecba等都是回路。 4.網(wǎng)孔 平面電路中，如果回路內(nèi)部不包含其他任何支路，這樣的回路稱為網(wǎng)孔。因此，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定是網(wǎng)孔。如圖2.25中的回路aecba, abda, bcdb都是網(wǎng)孔，其余的回路則不是網(wǎng)孔。 聯(lián)接在同一個節(jié)點上的各支路的電流，必然受到KCL定律的約束;任意一個閉合回路中各元件上的電壓，必然受到KVL定律的約束。這種約束稱為互連約束，亦即元件聯(lián)接方式的約束?；ミB約束關(guān)系是線性關(guān)系。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,2.5.1基爾霍夫電流定律 KCL定律是描述電路中任一節(jié)點所聯(lián)接的各支路電流之間的相h_約束關(guān)系。KCL定律指出:

42、對電路中的任一節(jié)點，在任一瞬間，流出或流入該節(jié)點電流的代數(shù)和為零，即 (2-19) 在直流的情況下，則有 (2-20) 通常把式(2.19)、式(2.20)稱為節(jié)點電流方程，簡稱為KCL方程。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,應(yīng)當(dāng)指出:在列寫節(jié)點電流方程時，各電流變量前的正負號取決于各電流的參考方向?qū)υ摴?jié)點的關(guān)系(是“流入”還是“流出”);而各電流值的正負則反映了該電流的實際方向與參考方向的關(guān)系(是相同還是相反)。通常規(guī)定，對參考方向背離節(jié)點的電流取正號，而對參考方向指向節(jié)點的電流取負號。 例如，圖2.26所示為某電路中的節(jié)點a，聯(lián)接在節(jié)點a的支路共有5條，在所選定的參考方向下有 -

43、I1+I2+I3-I4+I5=0,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,KCL定律不僅適用于電路中的節(jié)點，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假設(shè)的封閉面。即在任一瞬間，通過電路中的任一假設(shè)的封閉面的電流的代數(shù)和為零。 例如，圖2.27所示為某電路中的一部分，選擇封閉面如圖中虛線所示，在所選定的參考方向下有 I1-I2-I3-I5+I6+I7=0,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,2.5.2基爾霍夫電壓定律 KVL定律是描述電路中組成任一回路的各支路(或各元件)電壓之間的約束關(guān)系。KVL定律指出:對電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路繞行方向，各段電壓的代數(shù)和為零，即 (2-21) 在直流

44、的情況下，則有 (2-22) 通常把式(2.21)、式(2.22)稱為回路電壓方程，簡稱為KVL方程。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,應(yīng)當(dāng)指出:在列寫回路電壓方程時，首先要對回路選取一個回路“繞行方向”，各電壓變量前的正負號取決于各電壓的參考方向與回路“繞行方向”的關(guān)系(是相同還是相反);而各電壓值的正、負則反映了該電壓的實際方向與參考方向的關(guān)系(是相同還是相反)。通常規(guī)定，對參考方向與回路“繞行方向”相同的電壓取正號，同時對參考方向與回路“繞行方向” 相反的電壓取負號?；芈贰袄@行方向”是任意選定的，通常在回路中以虛線表示。 例如，圖2.28所示為某電路中的一個回路ABCDA，各支

45、路的電壓在選擇的參考方向下為u1、u2、u3、u4，因此，在選定的回路“繞行方向”下有 u1 + u2 - u3 - u4 =0,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,KVL定律不僅適用于電路中的具體回路，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假想的回路。即在任一瞬間，沿回路繞行方向，電路中假想的回路中各段電壓的代數(shù)和為零。 例如，圖2.29所示為某電路中的一部分，路徑a, f, c, b并未構(gòu)成回路，選定圖中所示的回路“繞行方向”，對假象的回路afcba列寫KVL方程有 -u4+u5-uab=0 則 uab=u4-u5,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,由此可見，電路中a, b兩點的電壓U

46、ab等于以a為出發(fā)點，以b為終點的繞行方向上的任一路徑上各段電壓的代數(shù)和。其中，a, b可以是某一元件或一條支路的兩端，也可以是電路中任意兩點。今后若要計算電路中任意兩點間的電壓，可以直接利用這一推論。 2.5.3支路電流法 支路電流法是以支路電流變量為未知量，利用基爾霍夫定律和歐姆定律所決定的兩類約束關(guān)系，建立數(shù)日足夠目相勻_獨立的方程組，解出各支路電流，進而再根據(jù)電路有關(guān)的基本概念求解電路其他響應(yīng)的一種電路分析計算方法。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,為了敘述方便，首先以一個具體的例子，介紹支路電流法分析電路的全過程。 例如，圖2.30所示電路有6條支路、4個節(jié)點，選定的各支

47、路電流的參考方向均標(biāo)注在圖中，A.各支路電流變量分別用I1、I2、I3、I4、I5、I6表示。 由KCL定律，可以列寫出4個節(jié)點電流方程: 節(jié)點a: I1-I3+I4=0 節(jié)點b: -I1-I2+I5=0 節(jié)點c : I2+I3-I6=0 節(jié)點d: -I4-I5+I6=0,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,觀察上述所列寫的4個方程可知，它們是相勻_不獨立的，其中任一個方程都可以從其他3個方程中推導(dǎo)出，即這4個方程中只有3個方程是獨立的。推而廣之，對節(jié)點數(shù)為n的電路，根據(jù)KCL定律，只能列寫出n-1個獨立的節(jié)點電流方程，并將這n-1個節(jié)點稱為一組獨立節(jié)點。獨立節(jié)點是任選的。 同樣，由KV

48、L定律，對電路中的每一個回路都可以列寫出回路電壓方程，但這些方程也不全是獨立的?？梢宰C明，如果電路的支路數(shù)為b，則獨立的回路電壓方程數(shù)l為 l=b-(n-1) 而在平面電路中，網(wǎng)孔就是一組獨立回路。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,于是，在圖2.30所示電路中，有3個網(wǎng)孔，即回路abda, adca, bcdb，它們是一組獨立回路。由KVL定律，可以列寫出獨立回路電壓方程: 網(wǎng)孔abda -US1+R1I1+R5I5-R4I4=0 網(wǎng)孔dbcd -R5I5-R2I2+US2-R6I6+US6=0 網(wǎng)孔adca R4I4-US6+R6I6+R3I3+US3=0 因此，任選3個節(jié)點電流方

49、程，加上上述3個網(wǎng)孔電壓方程，由此就可以求解出6條支路的電流，從而可以獲得電路中的其他響應(yīng)。,上一頁,下一頁,返回,2.5基爾霍夫定律,綜上所述，對于一個具有n個節(jié)點，b條支路的電路，利用支路電流法分析計算電路的一般步驟如下: (1)在電路中假設(shè)出各支路(b條)電流的變量，目選定其參考方向，并標(biāo)示于電路中。 (2)根據(jù)KCL定律，列寫出n-1個獨立的節(jié)點電流方程。 (3)根據(jù)KVL定律，列寫出Z=b-(n-1)個獨立回路電壓方程。 (4)聯(lián)立求解上述所列寫的b個方程，從而求解出各支路電流變量，進而求解出電路中其他響應(yīng)。,上一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,2.6.1電阻元件的

50、識別與應(yīng)用 1.電阻元件的識別 1)電阻的分類、特點及用途 電阻的種類較多，按制作的材料不同，可分為繞線電阻和非繞線電阻兩大類。非繞線電阻因制造材料的不同，有炭膜電阻、金屬膜電阻、金屬氧化膜電阻、實心碳質(zhì)電阻等。另外還有一類特殊用途的電阻，如熱敏電阻、壓敏電阻等。,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,熱敏電阻的阻值是隨著環(huán)境和電路工作溫度變化而改變的。它有兩種類型:一種是隨著溫度增加而阻值增加的i1:溫度系數(shù)熱敏電阻;另一種是隨著溫度增加而阻值減小的負溫度系數(shù)熱敏電阻。在電信設(shè)備和其他設(shè)備中作正或負溫度補償，或作測量和調(diào)節(jié)溫度之用。 壓敏電阻在各種自動化技術(shù)和保護電路的交、直

51、流及脈沖電路中，作過壓保護、穩(wěn)壓、調(diào)幅、非線性補償之用。特別是對各種電感性電路的熄滅火花和過壓保護有良好作用。 常用的電阻元件的外形、特點與應(yīng)用如表2.1所示。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,2)電阻的類別和型號 隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電阻的種類也越來越多，為了區(qū)別電阻的類別，在電阻上可用字母符號來標(biāo)明，如圖2.31所示。 電阻類別的字母符號標(biāo)志說明見表2.2，如“RT”表示炭膜電阻; RJJ”表示精密金屬膜電阻。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,3)電阻的主要參數(shù) 電阻的主要參數(shù)是指電阻標(biāo)稱阻值、誤差和額定功率。前者是指電阻元件

52、外表面上標(biāo)注的電阻值(熱敏電阻則指25時的阻值);后者是指電阻元件在直流或交流電路中，在一定大氣壓力和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫度下(-55125不等)，長期、連續(xù)工作所允許承受的最大功率。在實際應(yīng)用中，根據(jù)電路圖的要求選用電阻時，必須了解電阻的主要參數(shù)。 (1)標(biāo)稱阻值和誤差。使用電阻，首先要考慮的是它的阻值是多少。為了滿足不同的需要，必須生產(chǎn)出各種不同大小阻值的電阻。但是，絕不可能也沒有必要做到要什么阻值的電阻就有什么樣的成品電阻。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,為了便于大量生產(chǎn)，同時也讓使用者在一定的允許誤差范圍內(nèi)選用電阻，國家規(guī)定出一系列的阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，這

53、一系列阻值就叫做電阻的標(biāo)稱阻值。另外，電阻的實際阻位也不可能做到與它的標(biāo)稱阻值完全一樣，兩者之間總存在一些偏差。最大允許偏差值除以該電阻的標(biāo)稱值所得的百分數(shù)就叫做電阻的誤差。對于誤差，國家也規(guī)定出一個系列。普通電阻的誤差有5%、 10%、 20%這3種，在標(biāo)志上分別以I,II和III表示。例如，一看電阻上印有“47 kII”的字樣，就知道它是一只標(biāo)稱阻值為47 ,最大誤差不超過士10%的電阻。誤差為士2%、士1%、士0.5%,的電阻稱為精密電阻。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,(2)電阻的額定功率。當(dāng)電流通過電阻時，電阻因消耗功率而發(fā)熱。如果電阻發(fā)熱的功率大于它

54、所能承受的功率，電阻就會燒壞。所以電阻發(fā)熱而消耗的功率不得超過某一數(shù)值。這個不至于將電阻燒壞的最大功率值就稱為電阻的額定功率。 與電阻元件的標(biāo)稱阻值一樣，電阻的額定功率也有標(biāo)稱值，通常有1/8 W , 1/4 W , 1/2 W ,1 W, 2 W, 3 W, 5 W, 10 W, 20 W等。圖2.32畫出了不同瓦數(shù)的電阻符號。 當(dāng)有的電阻上沒有瓦數(shù)標(biāo)志時，就要根據(jù)電阻體積大小來判斷，常用的炭膜電阻與金屬膜電阻，它們的額定功率和體積大小的關(guān)系見表2.3。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,4)電阻的規(guī)格標(biāo)注方法 電阻的類別、標(biāo)稱阻值及誤差、額定功率一般都標(biāo)注在電阻

55、元件的外表面上，目前常用的標(biāo)注方法有兩種: (1)直標(biāo)法直標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)直接標(biāo)注在它的表面上，如圖2.33 (a)所示。有的國家或廠家用一些文字符號標(biāo)明單位，如3.3 k 標(biāo)為3 k3，這樣可以避免因小數(shù)點面積小，不易看清的缺點。 (2)色標(biāo)法色標(biāo)法是將電阻的類別及主要技術(shù)參數(shù)用顏色(色環(huán)或色點)標(biāo)注在它的表面上，如圖2.33 (b)所示。碳質(zhì)電阻和一些小炭膜電阻的阻值和誤差一般用色環(huán)來表示(個別電阻也有用色點表示)。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,色標(biāo)法是在電阻元件的一端上畫有3道或4道色環(huán)(圖)，緊靠電阻端的為第一色環(huán)，其余依次為第一、三、

56、四色環(huán)。第一道色環(huán)表示阻值第一位數(shù)字，第一道色環(huán)表示阻值第一位數(shù)字，第三道色環(huán)表示阻值倍率的數(shù)字，第四道色環(huán)表示阻值的允許誤差。 色環(huán)所代表數(shù)及數(shù)字意義見表2.4。例如，有一只電阻有4個色環(huán)，顏色依次為紅、紫、黃、銀，這個電阻的阻值為270 000 誤差為士10%(即270 k 士10%);另有一只電阻標(biāo)有棕、綠、黑3道色環(huán)，顯然其阻值為15 ，誤差為士2%(即15 士20%);還有一只電阻的4個色環(huán)顏色依次為綠、棕、金、金，其阻值為5.1 ，誤差為士10%(即5.1 士10% )。 用色點表示的電阻，其識別方法與色環(huán)表示法相同，這單不再重復(fù)。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件

57、的識別與應(yīng)用,順便指出，目前市售電阻元件中，炭膜電阻器的外層漆皮多呈綠色和藍灰色，也有的為米黃色;金屬膜電阻呈深紅色，繞線電阻則呈黑色。 2.電阻元件的應(yīng)用 1)電阻器、電位器的檢測 電阻器的主要故障是:過流燒毀，變值，斷裂，引腳脫焊等。電位器還經(jīng)常發(fā)生滑動觸頭與電阻片接觸不良等情況。 (1)外觀檢查。對于電阻器，通過目測可以看出引線是否松動、折斷或電阻體燒壞等外觀故障。 對于電位器，應(yīng)檢查引出端了是否松動，接觸是否良好，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸時應(yīng)感覺平滑，不應(yīng)有過松、過緊等情況。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,(2)阻值測量。通常可用萬用表歐姆擋對電阻器進行測量，需要精確測

58、量阻值可以通過電橋進行。值得注意的是，測量時不能用雙乎同時捏住電阻或測試筆;否則，人體電阻與被測電阻器并聯(lián)，影響測量精度。 電位器也可先用萬用表歐姆擋測量總阻值，然后將表筆接于活動端子和引出端子，反復(fù)慢慢旋轉(zhuǎn)電位器轉(zhuǎn)軸，看萬用表指針是否連續(xù)、均勻變化，如指針平穩(wěn)移動而無跳躍、抖動現(xiàn)象，則說明電位器正常。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,2)電阻器和電位器的選用方法 (1)電阻器的選用。類型選擇:對于一般的電了線路，若沒有特殊要求，可選用普通的炭膜電阻器，以降低成本;對于高品質(zhì)的收錄機和電視機等，應(yīng)選用較好的炭膜電阻器、金屬膜電阻器或線繞電阻器;對于測量電路或儀表、

59、儀器電路，應(yīng)選用精密電阻器;在高頻電路中，應(yīng)選用表面型電阻器或無感電阻器，不宜使用合成電阻器或普通的線繞電阻器;對于工作頻率低、功率大，目對耐熱性能要求較高的電路，可選用線繞電阻器。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,阻值及誤差選擇:阻值應(yīng)按標(biāo)稱系列選取。有時需要的阻值不在標(biāo)稱系列，此時可以選擇最接近這個阻值的標(biāo)稱值電阻，當(dāng)然也可以用兩個或兩個以上的電阻器的串、并聯(lián)來代替所需的電阻器。 誤差選擇應(yīng)根據(jù)電阻器在電路中所起的作用，除一些對精度有特別要求的電路(如儀器儀表、測量電路等)外，一般電了線路中所需電阻器的誤差可選用I、II , III級誤差即可。 額定功率的選取:電阻器在電路中實際消耗的功率不得超過其額定功率。為了保證電阻器長期使用不會損壞，通常要求選用的電阻器的額定功率高于實際消耗功率的兩倍以上。,上一頁,下一頁,返回,2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用,(2)電位器的選用。電位器結(jié)構(gòu)和尺寸的選擇:選用電位器