3.1计算电压与电位（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块3 分析直流电路 任务一 任务二 任务六 任务四 任务三 任务五 计算电压与电位 应用基尔霍夫定律 学习戴维南定理 学习叠加原理 认识电压源与电流源 学习基尔霍夫定律 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务一 计算电压与电位 电路中电位与电压的关系 直流电桥电路 任务一学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 掌握电压与电位的计算方法。 ● 理解电桥的结构及电桥平衡的原理。 任务一 计算电压与电位 任务描述 任务分析 ● 通过前面的学习，我们了解了电压与电位的特点 及它们之间的区别与联系，那么在具体电路中如何 计算电压与电位呢？ ● 我们必须先理解电压与电位的概念，通过对概念 进行透彻的分析才能搞清楚电压与电位之间的区别和 联系，同时在熟记电压与电位计算公式的基础上，才 能够熟练掌握电压与电位的计算。通过本任务的学 习，我们将掌握具体电路中电压与电位的计算方法。 任务一 计算电压与电位 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 Step1 选定参考点。如果电路中已经给定了参考点，则应以给定 点作为零电位点计算其余各点电位；如果未给定参考点，则 可以任意假定参考点，但应以便于计算为选择条件。通常情 况下我们把大地作为参考点，也就是把大地的电位规定为 零；而在电子仪器和设备中常把金属机壳和电路的公共接点 作为参考点。在电路图中，参考点（即零电位点）通常标上 "接地"符号" "。这里的"接地"并非真的与大地相接。 一、电路中电位与电压的计算 任务一 计算电压与电位 Step2 选择路径，列出方程并计算结果。若要计算某点的电位， 可以从该点开始，经过一定的路径绕行至参考点，则该点电 位就等于所选路径中各元件两端电压的代数和。元件两端电 压正负的判断方法如下： （1）电阻两端电压的正负：当流过电阻的电流方向与所选路径绕行方向一致时，取"+"，反之则取"-"。 （2）电源两端电压的正负：当电动势的方向与所选路径绕行方向相反时，取“+”，反之则取“-”。 知识链接 任务一 计算电压与电位 知识链接 例1.14 在图1-57所示的部分电路中R=5ΩR=3Ω，I=1A， 以o为参考点，试求a、b两点的电位与电压Uab。 解：以o点为参考点，故o=0V a=IR1=1×5 V=5 V b=-IR2= -1×3 V=-3 V Uab=a-b=［5-（-3）］V=8V 例1.15 在图 1-58中，已知R1=10Ω，R2= 20Ω，E=6V。分 别以c点和o点作为参考点，求d点电位 d与Uco。 任务一 计算电压与电位 知识链接 解： 由题可得 （1）以c点为参考点，即c=0V d=-IR1=-0.2 10V=-2V o=-E=-6V Uco= c-o=6V （2）以o点为参考点，即o’=0V d’=IR2=0.2 20=4V c’=E=6V Uco’= c’-o’=6V 任务一 计算电压与电位 知识链接 在电路中，常常难以事先判断元件两端电压的实际方向。因此在分析电路时，和判 断电流实际方向的方法一样，也要先为电压选定参考方向。参考方向又称为正方向，有三种表示方法，如图 1-59 所示。第一种表示方法是用箭头表示，箭头由假定的高电位指 向低电位，如图 1-59（a）所示；第二种表示方法用"+","-"符号表示，"+"端为高电位端，"-"端为低电位端，如图1-59（b）所示；第三种表示方法用双下标字母表示。如 U ab 前一个下标字母a表示假定的高电位，后一个下标字母b表示假定的低电位， 如图 1-59（c）所示。 任务一 计算电压与电位 二、直流电桥电路 1、直流电桥电路 直流电桥（如图1-60）是一种常用的精密测量仪器，其电路图如图 1-61所示。电路中的四个电阻 R1、R2、R3、R4接成一个四边形，这四个电阻支路称为（四个）“桥臂”。电桥的一组对角顶点 a、c 之间接入直流电压U，另一组对角顶点 b、d之间接入一个检流计 G，bd 支路称作“桥”，这种电路就是直流电桥，也叫做惠斯登电桥。当检流计支路断开时，R1与R2 串联，R3与R4 串联，若以d点为参考点，则对角b、d之间的电压为 Ubd=U2-U3或Ubd=-U1+U4 知识链接 任务一 计算电压与电位 若U2 =U3或U1=U4，则Ubd =0。在这种情况下，b、