高一航空工业版《走进电工技术》项目二 万用表的组装与调试03 直流电路

2 万用表的组装与调试 万用表是电工日常工作中常用的电工仪表，其构造（包括元器件）、组装和调试都是电类专业学生必须掌握的内容。该项目中涉及的理论知识点如简单电路中的欧姆定律、电阻定律等都属于电学基础性的内容，是今后学生分析简单电路必需的理论知识。而调试和检测中涉及的操作技能知识点，如利用电工仪表检测相关元器件也是维修电工操作考试中的内容。 1 项目目标 了解通用电工工具、线路装修工具和设备装修工具等 常用电工工具。 掌握常用电工仪表的类型和使用方法。 了解电路常见的电量和电路中常见的电子元器件，能够进行直流电路的相关计算。 掌握电阻器和电容器在串、并、混联电路中的应用。 掌握万用表的组装和调试方法。 2 教学单元三 直流电路及其电路组成 【实验研究一】 电流与电路的状态 选择合适的电流表、灯泡、开关和直流电源或电池若干，将其用导线连接电路。连接好后，完成以下步骤： （1）断开开关，此时灯 ，电流表读数为 ，说明电路中 电流。 （2）闭合开关，此时灯 ，电流表读数为 ，说明电路中 电流。 我们知道，电路中有电流流过时，灯就会亮。那么，什么是电流呢？ 实验电路（1） 3 教学单元三 直流电路及其电路组成 【实验研究二】 电位与电压的研究 选择3个适当阻值的电阻和直流电源，将其连接成电路，用电压表或万用表的电压挡测量从a点到d点每两点间的电压值并记录。 Uab＝ ， Ubc＝ ， Ucd＝ 根据所测数据可知，从a点到d点，电压逐渐 。 实验电路（2） 4 教学单元三 直流电路及其电路组成 一、常见的几个电量 1．电流 导体内存在着大量的运动电子，这些电子运动通常是无规则且不定向的。当在导体两端加上电压形成闭合电路时，这些电子会在电压的作用下发生定向移动，从而形成电流。 导体中的电子运动 电荷的定向移动形成电流。规定单位时间内流过导线某 一横截面的电荷量 称为电流强度，简称电流，用字母I 表示。 电流的公式为 其中，Q——通过导体某一横截面的电荷量，单位是库仑（C）； t——电荷通过导体的时间，单位是秒（s）。 常用的电流单位有安培（A）、毫安（mA）、微安（µA），它们之间的换算关系为 1 A＝1 000 mA＝1 000 000 µA。 5 教学单元三 直流电路及其电路组成 2．电位 首先要在电路中选择一个参考点，并设定参考点的电位能为零（电路中一般选电源负极为参考点，工程上一般选择大地为参考点）。 在实验研究二中，我们可以选电源负极为参考点，a点与负极之间有3个电阻在消耗电能，b点与负极之间有2个电阻在消耗电能，c点与负极之间只有1个电阻在消耗电能，即a、b、c、d各点的电位能是依次下降的。 电工学中常用电位来描述某个点的电位能的高低。某点的电位规定为单位正电荷自该点移动到参考点时电场力所做的功，用Ua、Ub等表示。电位的国际单位为伏特，简称伏（V），常用的还有毫伏（mV）、千伏（kV），其换算关系为 1 kV=1 000 V=1 000 000 mV 6 教学单元三 直流电路及其电路组成 3．电压 在电路中，两点间的电位差称为这两点间的电压，其单位与电位的单位相同，都是伏特（V）。若已知a点电位为Ua，b点电位为Ub，则a、b两点间的电压为Uab＝Ua－Ub。 4．电动势 为了保证电路中有源源不断的电流，在电源中就必须要有一个力将正电荷从低电位（负极）“搬至”高电位（正极），这个力就是电源力。这样在电源外部才有正电荷从正极流向负极，形成连续不断的电流。 在电源中，电源力对电荷做功的能力称为电动势。电动势用E表示，单位为伏特（V），在数值上等于电源力将单位正电荷从电源低电位端经电源内部移到高 电位端所做的功，即 电动势是标量，但和电流一样，也有规定的方向。一般规定，由负极经电源内部指向正极的方向为电动势的方向。 7 教学单元三 直流电路及其电路组成 二、直流电路的计算 1．节点 三条及三条以上支路的汇聚点称为节点，a和b两点都是节点，而c和d两点不是节点。 2．回路 电路中任一闭合路径称为回路。US1、R1、R2、US2四个元件构成了一个闭合电路，同样的R1、R3、US1以及US2、R2、R3也分别构成了闭合电路，这些闭合电路都称为回路。 3．网孔 内部不包含支路的回路称为网孔。在图中，3个闭合回路中有两个网孔，分别为abca和adba；而cadbc不是网孔，因为它内部包含了ab支路。 节点和回路 8 教学单元三 直流电路及其电路组成 4．欧姆定律 在同一电路中，导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，该规律称为欧姆定律。 即