《电工技术模块》2.直流电路（2）（讲义） 湖南省电子电工类专业 考点讲练测

编写说明：《电子电工类专业考点讲练测》专辑，是依据湖南省电子电工类专业综合知识考试基本要求及考试大纲——电子电工类考试说明编写的。紧密围绕电子电工类专业考纲所涉及的四门高考课程的 19 个考点，精心编撰 50 套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《电子电工类专业考点讲练测》的第 7 套，包含课件、讲义以及测验三个教学文件，且与之配套使用的还有湖南省《电子电工类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 湖南省《电子电工类专业考点讲练测》 【电工技术模块】 2.直流电路（2） 讲义 [考纲要求] （2）仪器仪表的使用与操作：会使用直流电桥测量电阻。 [思维导图] [知识梳理] 一、直流电路概述 在了解直流电桥测量电阻之前，我们先简要回顾一下直流电路的基本概念。直流电路是指电流方向始终保持不变的电路。在直流电路中，电源提供的电压和电流是恒定不变的。直流电路广泛应用于家用电器、电子产品、电力系统等领域。 二、电阻测量概述 电阻是电路中的一种基本元件，它对电流具有阻碍作用。电阻的大小通常用欧姆（Ω）表示。在电路设计和故障排查过程中，准确测量电阻的值至关重要。测量电阻的方法有很多，其中直流电桥是一种常用的测量方法。 三、直流电桥原理及分类 1. 直流电桥原理 直流电桥是基于比较法的原理进行电阻测量的。它将待测电阻与已知电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而得出待测电阻的值。直流电桥的核心部分是一个桥臂，由四个电阻组成，分别称为R1、R2、R3和Rx。其中，R1和R2为已知电阻，R3为可调电阻，Rx为待测电阻。 2. 直流电桥分类 直流电桥根据工作原理和结构的不同，可分为以下几种类型： （1）惠斯顿电桥：惠斯顿电桥是最常见的直流电桥，适用于测量中值电阻。其特点是桥臂电阻比例固定，通过调节可调电阻使电桥平衡。 （2）开尔文电桥：开尔文电桥适用于测量低值电阻，可以有效减小引线电阻和接触电阻的影响。 （3）交流电桥：交流电桥主要用于测量电容、电感等参数，与本题无关，不再赘述。 四、直流电桥测量电阻的操作步骤 下面以惠斯顿电桥为例，详细介绍直流电桥测量电阻的操作步骤： 1. 准备工作 （1）检查电桥：确保电桥各部分完好，无损坏。 （2）连接电源：将电桥的电源端子与直流电源相连，注意正负极。 （3）短接检流计：将检流计两端短接，观察检流计是否正常。 2. 初始设置 （1）选择合适的桥臂电阻：根据待测电阻的大致范围，选择合适的R1、R2和R3。 （2）连接待测电阻：将待测电阻Rx接入电桥的相应位置。 3. 调节电桥平衡 （1）打开电源：接通直流电源，观察检流计指针。 （2）调节R3：缓慢调节可调电阻R3，使检流计指针指向零位。此时，电桥达到平衡状态。 4. 读取待测电阻值 当电桥平衡时，根据以下公式计算待测电阻Rx的值： Rx = (R1 × R3) / R2 5. 断开电源 测量完成后，及时断开电源，以免浪费电能。 五、注意事项 1. 操作过程中，避免触碰到高压部分，确保人身安全。 2. 测量前，要确保待测电阻与电桥连接可靠，避免接触不良。 3. 调节可调电阻时，动作要缓慢，以免损坏检流计。 4. 测量过程中，避免外界干扰，如振动、电磁场等。 5. 定期对电桥进行校准，确保测量精度。 六、总结 直流电桥测量电阻是一种简单、实用的方法，广泛应用于电子、电气等领域。通过掌握直流电桥的原理和操作步骤，我们可以更加准确地测量电阻，为电路设计和故障排查提供有力支持。在实际操作过程中，要严格遵守操作规程，确保测量结果的准确性。 [概念强化] 1. 直流电桥是一种用于测量________的仪器。 【答案】电阻值 2. 直流电桥主要由________、________和________组成。 【答案】桥臂、检流计、电源 3. 在直流电桥中，当电桥达到________状态时，可以测量未知电阻。 【答案】平衡 4. 使用直流电桥测量电阻时，需要通过________来判断电桥是否平衡。 【答案】检流计指针是否指向零位 5. 在使用直流电桥前，应先进行________操作，以消除内部电路误差。 【答案】调零 6. 在使用直流电桥测量电阻时，如何避免误差？ 【答案】在使用直流电桥测量电阻时，避免误差的方法有：保持电桥及被测电阻的温度稳定、正确操作电桥、选用合适的测量范围、确保电桥平衡、注意读数误差等。 7. 直流电桥的测量范围是多少？如何选择合适的测量范围？ 【答案】直流电桥的测量范围取决于电桥的类型。单电桥的测量范围一般为1Ω至几十千欧；双电桥的测量范围为1mΩ至1Ω。选择合适的测量范围时，应确保被测电阻值在电桥测量范围内，以提高测量精度。 8. 在测量电阻时，为什么有时需要使用双电桥而不是单电桥？ 【答案】在测量电阻时，当被测电阻值较小（如1mΩ至1Ω），使用单电桥可能导致较大的测量误差。双电桥具有更高的测量精度，适用于测量小电阻。因此，在这种情况下，应使用双电桥进行测量。 [高考模拟] 一、单项选择题 1. 直流电桥主要用于测量（ ）。 A. 电流 B. 电压 C. 电阻 D. 功率 【答案】C 2. 以下哪种电桥用于测量电阻？（ ） A. 交流电桥 B. 直流电桥 C. 霍尔电桥 D. 瓦特电桥 【答案】B 3. 在使用直流电桥测量电阻之前，需要进行（ ）。 A. 电流校准 B. 电压校准 C. 零点校准 D. 功率校准 【答案】C 4. 惠斯通电桥测量电阻时，若电桥不平衡，可以通过调节（ ）来达到平衡。 A. 电源电压 B. 可变电阻 C. 被测电阻 D. 电桥的灵敏度 【答案】B 5. 直流电桥的平衡状态是指（ ）。 A. 电流达到最大值 B. 电压达到最大值 C. 电桥两端的电压差为零 D. 电阻值不变 【答案】C 6. 在直流电桥中，若电桥的灵敏度较高，则（ ）。 A. 测量误差较大 B. 测量误差较小 C. 测量范围较窄 D. 测量范围较宽 【答案】B 7. 直流电桥不能测量（ ）。 A. 小于1欧姆的电阻 B. 大于1欧姆的电阻 C. 非线性电阻 D. 所有电阻 【答案】D 8. 被测电阻的温度变化会（ ）测量结果。 A. 不影响 B. 影响 C. 有时影响 D. 无法确定 【答案】B 9. 直流电桥的读数通常需要通过（ ）来转换为电阻值。 A. 直接读取 B. 比例计算 C. 查表 D. B和C 【答案】D 10. 在惠斯通电桥中，若比例臂的电阻值已知，则可以通过电桥的平衡状态直接得到（ ）。 A. 电流值 B. 电压值 C. 电阻值 D. 功率值 【答案】C 二、判断题 11. 直流电桥是一种用来测量电阻值的仪器。（ ） 【答案】√ 12. 使用直流电桥测量电阻时，不需要进行零点校准。（ ） 【答案】× 13. 在惠斯通电桥中，电阻的测量是通过比较已知电阻和未知电阻的比例来完成的。（ ） 【答案】√ 14. 直流电桥的灵敏度越高，测量电阻时的误差越大。（ ） 【答案】× 15. 在使用直流电桥测量电阻时，如果电桥不平衡，可以通过调节电桥中的可变电阻来达到平衡。（ ） 【答案】√ [课堂练习] 一、选择题 1. 直流电桥是一种用于测量什么的仪器？（ ） A. 电流 B. 电压 C. 电阻 D. 功率 【答案】C 2. 使用直流电桥测量电阻时，电桥达到平衡状态时，下列哪项是正确的？（ ） A. 电源电压发生变化 B. 测量臂的电阻发生变化 C. 电桥的输出电压为零 D. 电桥的输出电流为最大 【答案】C 3. 直流电桥的平衡条件是什么？（ ） A. 电源电压等于测量臂电阻 B. 测量臂电流等于比较臂电流 C. 测量臂电阻等于比较臂电阻 D. 测量臂电压等于比较臂电压 【答案】C 4. 在使用直流电桥测量电阻时，如果比较臂的电阻已知，测量臂的电阻未知，电桥平衡时可以如何确定测量臂的电阻？（ ） A. 通过比较臂的电阻和电源电压 B. 通过比较臂的电阻和测量臂的电流 C. 通过比较臂的电阻和测量臂的电压 D. 通过比较臂的电阻和电桥的输出 【答案】D 5. 直流电桥的类型中，惠斯通电桥主要用于测量哪种电阻？（ ） A. 低电阻 B. 高电阻 C. 标准电阻 D. 动态电阻 【答案】A 二、填空题 6. 直流电桥的三种主要类型分别是________、________和________。 【答案】单电桥、双电桥、变压器电桥 7. 单电桥适用于测量________以上的电阻。 【答案】1Ω 8. 双电桥的测量范围一般为________至________。 【答案】1mΩ、1Ω 9. 为了提高测量精度，测量小电阻时应使用________电桥。 【答案】双电桥 10. 在使用直流电桥测量电阻时，应确保被测电阻值在电桥的________范围内。 【答案】测量 三、简答题 11. 在使用直流电桥测量电阻时，如何判断电桥是否达到平衡？ 【答案】在使用直流电桥测量电阻时，可以通过观察检流计的指针是否指向零位来判断电桥是否达到平衡。若指针指向零位，说明电桥平衡；若指针偏离零位，则需要调整桥臂电阻，直至电桥平衡。 12. 在使用直流电桥时，为什么要先进行调零？ 【答案】在使用直流电桥时，先进行调零是为了消除电桥内部电路的误差，确保测量结果的准确性。调零过程包括调整检流计零点和平衡桥臂电阻，使电桥在无负载情况下达到平衡。 13. 直流电桥有哪些类型？请简要说明它们的特点。 【答案】直流电桥主要有三种类型：单电桥、双电桥和变压器电桥。单电桥适用于测量1Ω以上的电阻；双电桥适用于测量1mΩ至1Ω的电阻，具有较高的测量精度；变压器电桥适用于测量小电阻，具有更高的测量精度。 [课堂小结] 1.直流电路概述； 2.电阻测量概述 3.直流电桥原理及分类； 1. 直流电桥原理 2. 直流电桥分类 4.直流电桥测量电阻的操作步骤； 1. 准备工作 2. 初始设置 3. 调节电桥平衡 4. 读取待测电阻值 5. 断开电源 学科网（北京）股份有限公司 $$