内容正文:
专题三.电阻混联、电阻测量(讲义)《电工技术基础与技能》高教版 专题复习讲练测
[考纲要求]
1. 理解电阻的混连,能够计算串联和并联电阻的等效电阻值。
2. 熟练掌握万用表的使用方法,并能解释测量结果的含义。
3. 理解伏安法和惠斯通电桥法在电路中的应用。
4. 理解不同电池类型的工作原理和性能。
5. 理解兆欧表的工作原理,熟练使用兆欧表测量大阻值电阻。
[课时安排]
2课时
[知识梳理]
一、进行电路等效变换的方法
(1)利用电流的流向和电路的分、合,画出等效电路图。如图2-15、2-16所示。
(2)利用电路中各等电位点分析电路, 画出等效电路图。如图2-17、2-18所示。
二、混连电路计算的一般步骤
对于混连电路的计算,只要按照串联和并联的计算方法,一步步的把电路化简,最好就可以求出总的等效电阻。
(1)首先对电路进行等效变换,也就是把不容易看清串、并联关系的电路整理、简化成容易看清串、并联关系的电路(整理电路过程中绝不能把原来的连接关系搞错;
(2)先计算各电阻串联和并联的等效电阻,再计算电路总的等效电阻;
(3)由电路总的等效电阻和电路的端电压计算电路的总电流;
(4)根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流关系,逐步推算出各部分的电压和电流。
三、万用表
在工作实际中,常常需要测量电流、电压以及电阻等参数,这些工作经常使用万用表来完成。另外,万用表还有许多其他用处,如判断电子元器件的好坏等。常见万能表外形及结构如图所示。
四、使用万用表注意事项
使用万用表时,为正确测量参数并保证仪表本身不致遭受损坏,需要注意以下几点:
(1)使用前认真阅读说明书,充分了解万用表的性能,正确理解表盘上各种符号和字母的含义及各条标度尺的读法,了解和熟悉转换开关等部件的作用和用法。
(2)测量前,要观察表头指针是否处于零位(电压、电流标度尺的零点)若不在零位,则应调整表头下方的机械调零旋钮,使其指零。否则,测量结果将不准确。
(3)测量前,还要根据被测量的性质和大小,把转换开关拨到合适的挡位和量程。尽量使指针偏转到满刻度的三分之二左右。如果事先无法估计被测量的大小,可在测量中从最大量程逐渐减小到合适的量程。每次拿起表笔准备测量时,一定要再校对一下测量项目、量程是否拨对、拨准。
(4)测量时,要根据选好的测量项目和量程,明确应在哪一条刻度尺上读数,并应清楚标度尺上一个刻度代表多大数值,读数时眼睛应位于指针正上方。对有反光镜的表盘,当看到指针与镜里的像重合时,读数最准确。一般情况下,除了应读出整数值外,还要根据指针的位置再估计读取一位小数。
(5)测量直流电流及电压时,为防止指针反方向偏转,在将万用表接入电路时,要注意“+”“-”端的位置。测电流时,应使被测电流从万用表“+”端流入从“-”端流出;测电压时,万用表“+”端应接被测电压的正极,“-”端接负极。如果事先不知道被测电流的方向和被测电压的极性,可将任意一支表笔先接触被测电路或元器件的任意一端,另一支表笔轻轻地试触一下另一被测端,若表头指针向右(正方向)偏转,说明表笔正、负极性接法正确,若表头指针向左(反方向)偏转,说明表笔极性接反了,交换表笔即可测量。
(6)测量电流时,万用表必须串联到被测电路中。如果将电流表误与负载并联,因它的内阻很小,近似于短路,会导致仪表被烧坏。更不可将电流表直接接在电源的两端,否则,将会造成更严重的后果。
(7)测量电压时,万用表必须并联在被测电压的两端。当测量高电压时,则要在测量前将电源切断,将表笔与被测电路的测试点连接好,待两手离开后,再接通电源进行读数,以保证人身安全。
(8)测量电阻前必须先将被测电路的电源切断,绝不可在被测电路带电的情况下进行测量;先将表笔短接调整电阻零点,每次更换量程时,都应重新调整;然后将表笔跨接在被测电阻或电路的两端进行测量。
五、伏安法
用伏安法测电阻,可以有两种把电压表和电流表接入电路的方法,如图2-20(a)、(b)所示、采用图(a)的接法时(电流灭外接法),由于电压表的分流,电流表测出的电流比通过电阻的电流要大些。这样计算出的电阻值就要比实际的小些。采用图(b)的接法时(电流表内接法),由于电流表的分压,电压表测出的电压比电阻两端的电压大些,这样计算出的电阻值就要比实际值大些。
六、常用电池
电池分为原电池和蓄电池两种,它们是可以将化学能、光能等转变为电能的器件。原电池是不可逆的,即只能由化学能变为电能(称为放电),故又称为一次电池;而蓄电池是可逆的,即既可由化学能转变为电能,又可由电能转变为化学能(称为充电),故又称为二次电池。因此,蓄电池对电能有储存和释放功能。图2-24所示为一些常见电池的实物图。
七、兆欧表
一般电阻的测量可以采用前面介绍的方法,但是对于电阻值很大的绝缘电阻需要使用兆欧表来测量。兆欧表主要由一台小容量、高输出电压的手摇发电机和一只磁电系比率表及测量线路组成,所以兆欧表也常被称为摇表,如图2-26所示。
兆欧表上有3个接线端,分别是L端(线路测试端)、E端(接地端)和G端(防护屏蔽端)。测量时一般只使用L和E两个接线端接被测对象。但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备有较严重漏电时,就需使用G端,以消除漏电引起的误差。
[真题练讲]
1.(2020年安徽省统一考试)在电路中,电阻的混连指的是?
A. 串联连接
B. 并联连接
C. 串联与并联连接的组合
D. 纵联连接
解析:C. 串联与并联连接的组合。电阻的混连即是串联和并联连接的组合形式。
2.(2020年浙江省统一考试)下列哪种仪器适合用来测量电阻的值?
A. 万用表
B. 示波器
C. 电压表
D. 定标电阻器
解析:A. 万用表。万用表可以测量电阻的值。
3.(2022年河南省统一考试)伏安法是一种测量电阻的方法,其原理是通过测量?
A. 电压和电阻
B. 电流和电阻
C. 电流和电压
D. 电流、电压和电阻
解析:C. 电流和电压。伏安法是通过测量电路中的电流和电压来计算电阻的方法。
4.(2019年浙江省统一考试)惠斯通电桥法是一种精密测量电阻的方法,利用了电桥平衡时的条件,以下哪种条件描述的是电桥平衡的条件?
A. R1/R2=R3/R4
B. R1×R4=R2×R3
C. R1+R2=R3+R4
D. R1-R2=R3-R4
解析:A. R1/R2=R3/R4。电桥平衡时满足R1/R2=R3/R4的条件。
5.(2022年浙江省统一考试)在电路中,一般选取地电位为多少V?
A. 0
B. 1
C. 5
D. 10
解析:A. 0。一般选取地电位为0V。
[限时练讲]
1. 常用电池中,下列哪种电池电压较高?
A. 镍氢电池
B. 锂电池
C. 铅酸蓄电池
D. 碱性锰电池
解析:B. 锂电池。锂电池的电压较高。
2.兆欧表是用来测量?
A. 电压
B. 电流
C. 电阻
D. 电容
解析:C. 电阻。兆欧表是用来测量电阻。
3.在串联电路中,总电阻比任何一个分支电阻?
A. 小
B. 大
C. 相等
D. 无法比较
解析:B. 大。串联电路中,总电阻等于各分支电阻的和,总电阻比任何一个分支电阻都大。
4.电阻的阻值单位是?
A. 安培
B. 伏特
C. 欧姆
D. 瓦特
解析:C. 欧姆。电阻的阻值单位是欧姆。
5.电路中的可变电阻器也称为?
A. 电感
B. 电容
C. 电位计
D. 电位器
解析:D. 电位器。电路中的可变电阻器又称为电位器。
6.万用表测量电压时,应该选择的档位是?
A. VΩmA
B. 20V
C. 200V
D. 2000V
解析:A. VΩmA。万用表测量电压一般选择VΩmA档位。
7.电子元件中,电感的单位是?
A. H
B. F
C. V
D. Ω
解析:A. H。电感的单位是亨利。
8.常见的干电池有哪些种类?请简要说明它们的特点和用途。
解析:常见的干电池有AAA、AA、C、D等,不同大小的电池具有不同的电压和容量,用途广泛,如遥控器、手电筒、玩具等。
9.兆欧表是用来测量什么量的?请说明兆欧表的工作原理。
解析:兆欧表用于测量较大电阻值,工作原理是利用电压或电流的比例关系测量电阻值,通常采用电桥平衡等方法。
10电流在串联电路和并联电路中的分布方式有何不同?请简述其原理。
解析:在串联电路中,电流会依次经过各个电阻,电流大小相同;而在并联电路中,电流可以选择不同路径,因此电流会根据路径的不同分流。
11.请举例说明电路中如何进行电位差的计算,并解释计算过程中的基本原理。
解析:例如,在一个简单的串联电路中,可以通过欧姆定律和基尔霍夫电压定律来计算各点电位差,电位差即为通过电路中各部分时所消耗的电压。
12.为什么需要注意兆欧表测量时被测电阻器件的状态?请说明在不同状态下会对测量结果产生的影响。
解析:在测量时,被测电阻器件需保持断路状态,因为若处于导通状态会影响测量结果的准确性,使得表測量读数出现误差。因此,不同状态会使得电阻值有偏移,需注意在测量时的状态控制。
[学法建议]
重点复习知识点:
1. 电阻的混连:在电路中,电阻可以采用串联或并联方式连接,串联电阻等效值为各电阻之和,而并联电阻等效值与各电阻值的倒数之和成反比。
2.万用表:可以用来测量电阻、电流、电压等参数,是电工实验和维修中常用的工具。
3.伏安法:伏安法是一种电路分析方法,根据欧姆定律,通过测量电流和电压来计算电阻值。
4.电池:电池分为原电池和蓄电池两种,它们是可以将化学能、光能等转变为电能的器件。
5.兆欧表:主要由一台小容量、高输出电压的手摇发电机和一只磁电系比率表及测量线路组成,所以兆欧表也常被称为摇表。
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