学习任务3 电压和电流的分析与测量（课件）-《汽车电工电子基础》同步精品课堂（高教版）

同步精品课程——中职专业课 学习任务3 电压和电流的分析与测量 1 知识目标 1. 掌握电压、电位、电动势的概念。 2. 了解基尔霍夫定律。 3. 能用万用表、钳形电流表测量电路中的电流。 4. 能用数字式万用表测量电位、电压、电流。 5. 了解模拟式万用表测量电位、电压、电流的方法。 6. 知道生态环境保护的重要性，会垃圾分类。 教学目标 加工工表明 导入情景 任务引入 电路中的基本物理量包括电流、电位、电压、电动势等,它们是学习电工电子的基础，对今后深入学习专业知识有着重要的意义。基尔霍夫定律是分析与计算电路的基本定律。在汽车电气与电子系统的检测及故障诊断中,经常需要检测电压、电流。通过本任务的学习,使学生能够理解电路基本物理量的概念,并能正确测量电路中的电流及电压值。 01 新知学习 一、电位的概念 因为电的许多性能和效应与水的性能和效应相似,所以把电看作水更加容易理解。水总是由高处流向低处,即由高水位流向低水位,与此相似,外电路中的电流也是从高电位点流向低电位点，也就是电荷在电路中每一点都有一定的电位,就好比从高处流下来的水,在每一高度上都有一定的水位。电位是表示电荷在电路中某一点所具有的电位能的一个物理量,用符号V表示,如a点的电位为Va,b点的电位为Vb。电位的单位是伏[特](V)。 水位的高低是以海平面为参考点，称为零水位。为便于分析,在电路中常任选一点为参考点,其参考电位为零,习惯上常规定大地的电位为零，称为参考点。 02 新知学习 二、电压的概念及方向 如果用一个导管将2个盛水的容器A和B连接起来,水将从水平面较高的容器A流向水平面较低的容器B。水流是由容器A和容器B的水平面差即水压产生的,如图3-1所示。 02 新知学习 如果从电方面考虑,水平面相当于电位,水平而差产生水压相当于电位差产生电压,流动的水相当于电路电流。电流经过某一点能够流向另一点就位差称为这两点之间的电压。因此,电流的产生必须有电位差,如图3-2所示。 02 新知学习 由此可见,电路中两点之间的电压就是该两点的电位之差,即UAB=VA-VB。 例3.1 如果VA=5V,VB=3V,那么A、B之间的电压为UAB=VA-VB=5V-3V=2V 电压的单位是伏[特],用符号V表示,此外还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μ V)等,它们之间的换算关系如下: 1kV=1000V, 1V=1000 mV=1000 000 μ V 02 新知学习 电压方向规定为由高电位指向低点位，即电压降方向。在电路分析中，也常选取电压的参考方向,当电压的实际方向与参考方向一致时,电压为正，即Uab>0,如图3-3(a)所示;反之,电压为负即Uab<0,如图3-3(b)所示。电压参考方向通常还用参考极性(+,-)表示。应用中,常将某一元件上的电流参考方向和电压参考方向选取一致,此时称为关联参考方向,如图3-3(c)所示。 02 新知学习 三、电动势 在图3-2中,为维持电路中的电流流通而使灯泡不断发光，则必须保持灯泡两端的电压恒定,这就需要电源力(非电场力)源源不断地把正电荷由负极移向正极。维持电压不变的这一装置称为电源。电源内部将其他形式的能量转换为电能(如干电池会消耗掉化学能),并在电源两极间建立的电位差称为电动势,用E表示,电动势的方向由负极指向正极,即电位升方向。其单位也是伏[特](V)。例如,常用的1.5V干电池,指的就是其电动势为1.5 V。 02 新知学习 四、支路、节点和回路 1.支路 电路中每一段不分岔的电路称为支路。在图3-4中,BAGF、,BF、BCDF都是支路。 2.节点 三个或三个以上支路的连接点称为节点,如图3-4中的B点和F点。 3.回路 电路中任一闭合路径称为回路。图3-4中,ABFGA、BCDFB、ABCDFGA都是回路。 02 新知学习 本任务需要准备的实训设备及数量见表3-1。 02 新知学习 任务实施 一、电位的测量 1. 按图3-5所示连接电路。 2. 将数字式万用表红表笔插入万用表的V/Ω插孔,黑表笔插人万用表的COM 插孔,如图3-6所示。 02 新知学习 3. 选择合适的量程,确保最高电位能被测量。数字式万用表量程挡的位置和被测量的电位值关系见表3-2。 4. 选C点为多考点,则Vc=0。将黑表笔接C,红表笔分别接A、B、D,将测量结果填人表3-3。 02 新知学习 二、直流电压的测量 1. 按图3-7所示连接电路，然后合上开关。 2. 将红表笔插人万用表的V/Ω插孔，黑表笔插人万用表的COM插孔。 3. 选择合适的量程,确保最高电压能被测量。 4. 将数字式万用表与被测电路并联,即电流从万用表的正极(红表笔)流入，从负极(黒表笔)流出。 注意：因为电压表内阻很大,如果它与电源串联,就不能准确地测量电压。 5