项目４　测量复杂直流电路参数（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（北理工版）

项目４　测量复杂直流电路参数 ４.１　任务书 ４.２　学习指导 ４.３　工作单 返回 ４.１　任务书 ４.１.１　任务单 下一页 返回 ４.１　任务书 ４.１.２　资讯途径 上一页 返回 ４.２　学习指导 ４.２.１　训练目的 (１)能够正确描述惠斯通电桥中的节点、网孔和支路,认识节点电流定律与回路电压定律并运用定律解决问题. (２)能够运用惠斯通电桥测量电阻并了解其原理. (３)认识凯尔文电桥结构,能够运用支路电流法解决实际问题. ４.２.２　训练重点及难点 (１)认识惠斯通电桥电路. (２)利用惠斯通电桥测电阻. (３)认识凯尔文电桥. 下一页 返回 ４.２　学习指导 ４.２.３　测量复杂直流电路参数的相关理论知识 １.认识复杂直流电路 复杂电路是指不能用串并联简化的电路,它是各种电工电子设备电路的基础和重要组成部分.如果复杂电路的电源都是直流电源,则把它称为复杂直流电路.要分析复杂直流电路,从分析表４ -１中的例图来熟悉复杂直流电路中的几个概念,如表４ １所示. 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 认真观察图４ -１,请指出图中有几个节点、几条支路、几条回路、几个网孔? 下面介绍基尔霍夫定律. (１)认识基尔霍夫电流定律(节点电流定律,简称KCL). ① 节点电流定律.在电路中任一节点上,任何时刻流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和,这就是基尔霍夫电流定律,又称节点电流定律.其表达式为 如图４ -２所示,由支路I１、I２、I３、I４、I５ 共同连接到点A,形成了节点A.在节点A 上,有 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 ② 节点电流定律应用注意事项. a.对于含有n 个节点的电路,只能列出n -１个独立的电流方程. b.列节点电流方程时,只需考虑电流的参考方向,然后再代入电流的数值. c.利用节点电流定律分析电路时,通常需要预先选定(假定)所研究的那段支路电流的方向,称之为电流的参考方向,常用“→”号表示. ③ 节点电流定律的应用. a.节点电流定律适用于电路中所选取的任一封闭面. 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 图４ -３所示的电路是一只晶体三极管３个极之间的电流流向,可以假定一个封闭面S 将晶体管包围起来,把它看成一个节点.这样,对于封闭面S 来说,流入封闭面的电流等于流出封闭面的电流.据图中选取的电流正方向可得IB＋IC＝IE或IB＋IC－IE＝０ b.对于网络(电路)之间的电流关系,仍然可由节点电流定律判定. 在图４- ４所示的电路中,流入网络B的电流和流出网络B的电流必然相等. c.若两个网络之间只有一根导线相连,那么这根导线中一定没有电流通过. d.若一个网络只有一根导线与地相连,那么这根导线中一定没有电流通过. 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 (２)认识基尔霍夫电压定律(回路电压定律). ① 回路电压定律(KVL).在任何时刻,沿着电路中的任一回路绕行方向, 回路中各段电压的代数和恒等于零,这就是基尔霍夫电压定律,又称为回路电压定律.其表达式为 ΣU ＝０ 图４ -６所示电路说明基尔霍夫电压定律,对回路abcdea 按顺时针的绕行方向,有 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 则整个回路的电压为 Uac＋Uce＋Uea＝０ R１I１＋E１－R２I２－E２＋R３I３＝０ 即 ΣU ＝０ 上式也可写成 R１I１－R２I２＋R３I３＝－E１＋E２ 上式表明,对于电阻电路来说,任何时刻,在任一闭合回路中,各段电阻上 的电压降代数和等于各电源电动势的代数和,即: 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 ② 回路电压定律应用注意事项. a.在电路中电流的参考方向是唯一的,即从起点开始,最终按唯一方向绕回起点. b.用ΣU ＝０列回路电压方程的原则: • 当支路电流的参考方向和回路的绕行方向一致时,取正值;否则取负值. • 当电动势的方向(从负端到正端)和回路的绕行方向相同时,取负值; 否则取正值. ③用ΣRI ＝ ΣE 列回路电压方程的原则: a.电流正负取值:当支路电流的参考方向和回路的绕行方向一致时,取正值;否则取负值. 上一页 下一页 返回 ４.２　学习指导 b.电源电动势的正负取值:当电动势的方向(从负端到正端)和回路的绕行方向相同时,取正值;否则取负值. ２.利用惠斯通电桥测电阻 １)认识惠斯通电桥测量原理 惠斯通电桥的电路原理如图４ -７所示.４个电阻R１、R２、RX 和RS 连成一个四边形,每一条边称为电桥的一个臂,其中:R１、R２ 组成比例臂,RX 为待测臂,RS 为比较臂,四边形的一条对角线AB 中接电源E,另一条对角线CD 中接检流计G.“桥”就是指接有检流计的CD 这条对角线,检流计用来判断C、D 两点电位是否相等,或者说判断“桥”上有无电流通过. 上一