中职高一劳保版《电工电子技术（任务驱动型）》模块一电工技术 任务2 复杂直流电路故障检测与测量 课件

任务2 复杂直流电路故障检测与测量 1.会用仪表验证基尔霍夫定律 2.能正确应用支路电流法和节点电位法分析电路 3.会根据不同电路结构选择不同的分析方法 4.学会复杂直流电路故障诊断与检测 模块一 电工技术 任务提出 如图1-2-1所示，电路只有3个电阻，2个电源，看似很简单，可是不能直接用电阻串、并联化简，以及用欧姆定律求解。我们把不能用电阻串、并联化简求解的电路称为复杂电路。复杂电路用什么方法来求解呢？同时，在测量过程中出现流过R2电流表的读数为零，而流过R1、R2电流表读数相等，同时各段电压相加的代数和不满足基尔霍夫电压定律。那么是什么原因导致这种结果的呢？本任务要求学会用多种方法求解复杂直流电路的中的各条支路的电流和各元件的电压，同时能正确连接电路，通过测试相应数据来验证常用的分析方法，并能针对数据分析电路的故障。 图1-2-1 复杂直流电路 模块一 电工技术 任务分析 分析复杂电路的基本思路是对电路中的连接点和回路进行分析，找出规律，并进行计算。常用的复杂直流电路的分析 方法有支路电流法、节点电位法。通过典型电路的分析计算，掌握根据不同的电路选择不同的分析方法。 在验证基尔霍夫定律实验中，某组学生获得的实验数据如下:流过节点A的电流为I2=0A，I3=I1=100mA；ADBCA回路各段电压:UAD=0V，UDB=5V，UBC=3V，UCA=2V，ABCA回路各段电压UAB=1V，UBC=3V，UCA=2V，实验结果不满足基尔霍夫电压定律,验证失败。 根据我们所学的电路知识，电流表为零，说明流过电阻R2的电流表为零，说明该支路有可能短路，也有可能断路。因此，我们在排除故障时可重点对R2这条支路进行排除检查。 模块一 电工技术 相关知识 一、电路分析基本定律 1、基尔霍夫定律 （1）电路中的相关术语 节点：三条或三条以上支路的联接点叫节点。 回路：电路中任一闭合路径叫回路。 网孔：回路内部不含有跨接支路的回路叫网孔。 支路：由一个或几个电阻或电源等元件串联组成的无分支的电路叫支路。 模块一 电工技术 （2）基尔霍夫电流定律(KCL) a: 电路中任一瞬间，流出任一结点电流之和恒等于流入结点的 电流之和。 b:电路中任一瞬间，任意结点上电流代数和恒等于零。 正负由参考方向决定，一般流入为正，流出为负。 模块一 电工技术 基尔霍夫定律不仅适用于结点，还可以应用于电路和某一部分。 I1+I2=I3 模块一 电工技术 【例1-2-1】 在下图1-2-4所示电路中，已知I1＝2A，I2＝4A，I3＝1A， I4＝5A，求I5。 图1-2-4 例1-2-1题图 解：由基尔霍夫电流定律对A节点列方程： 或 代入数据得 模块一 电工技术 （3）基尔霍夫电压定律（KVL） 1)电路中任一瞬间，沿任一回路各段电压的代数和恒等于零。 2)在任意闭合回路中，电动势代数和等于电阻压降的代数和。 模块一 电工技术 或 模块一 电工技术 基尔霍夫电压定律不仅适用于闭合回路，还可以推广应用于电路中的假想回路（开口电路） 模块一 电工技术 ①首先选定各支路电流的参考方向。 ②任意选定沿回路的绕行方向，绕行方向标注方法有以下两种：顺时针法或者逆时针法。 ③凡是支路电流方向与回路绕行方向一致者，该电流为“＋”号，在电阻上产生的电压降也为“＋”号。反之为“－”号。 ④凡是电动势方向与回路绕行方向一致者，该电动势为“＋”号，反之为“－”号。 ⑤对回路应用KVL定律列出方程。 列写基尔霍夫电压定律的步骤： 模块一 电工技术 【例1-2-2】 在下图1-2-7所示闭合回路中，已知E1＝12V，E2＝18V，R1＝R2＝3Ω，R＝6Ω，试求电路中的电流I。 图1-2-7 例1-2-2题图 解： （1）支路电流的参考方向和独立回路的绕行方向如图1-2-7所示。 （2）由基尔霍夫电压定律列出回路电压方程： 或者 代入数据得 模块一 电工技术 2、叠加原理 （1）叠加原理的内容 在线性电路中，任一支路上的电流或元件两端的电压都是电路中 各个电源单独作用时在该支路中产生的电流或元件两端电压的代数和。 1)分别做出由一个电源单独作用的分图，其余电源不作用（即电压源短路，电流源开路）而保留内阻。 2)按电阻串、并联的计算方法，分别计算出各分图中每一支路电流的大小及方向。 3)求出各电源在各支路产生的电流的代数和。 （2）叠加定理求解复杂电路中电流的具体步骤： 模块一 电工技术 1)叠加定理只能用于求解线性电路的电流和电压； 2)每个独立源单独作用时，其余独立源不作用，其相应的电压、电流为零； 3)叠加时要注意电流和电压的参考方向； 4)不能用叠加定理直接计算