周紹敏版《電工基礎(chǔ)》第二章電子教案

電工基礎(chǔ)第二章簡(jiǎn)單直流電路1. 理解電動(dòng)勢(shì)、端電壓、電位的概念。2. 掌握閉合電路的歐姆定律。3. 掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系。4. 了解萬(wàn)用表的基本構(gòu)造和基本原理，掌握萬(wàn)用表的使用方法。5. 掌握電阻的測(cè)量方法。6. 學(xué)會(huì)分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。1. 運(yùn)用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系與并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路問(wèn)題、掌握擴(kuò)大電壓表與電流表量程的原理。2. 熟練分析計(jì)算電路中各點(diǎn)電位。 序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1第一節(jié)電動(dòng)勢(shì) 閉合電路的歐姆定律22第二節(jié)電池組3第三節(jié)電阻的串聯(lián)24第四節(jié)電阻的并聯(lián)5第五節(jié)電阻的混聯(lián)6第六節(jié)萬(wàn)用表的基本原理27實(shí)驗(yàn)2.1 練習(xí)使用萬(wàn)用表8實(shí)驗(yàn)2.2 電流表改裝電壓表29第七節(jié)電阻的測(cè)量210實(shí)驗(yàn)2.3 用惠斯通電橋測(cè)電阻211第八節(jié)電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算212實(shí)驗(yàn)2.4 電壓和電位的測(cè)定213本章小結(jié)與習(xí)題14本章總學(xué)時(shí)16第一節(jié)電動(dòng)勢(shì)閉合電路的歐姆定律一、 電動(dòng)勢(shì)衡量電源的電源力大小及其方向的物理量叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)通常用符號(hào)E或e(t)表示，E表示大小與方向都恒定的電動(dòng)勢(shì)(即直流電源的電動(dòng)勢(shì))，e(t)表示大小和方向隨時(shí)間變化的電動(dòng)勢(shì)，也可簡(jiǎn)記為e。電動(dòng)勢(shì)的國(guó)際單位制為伏特，記做V。電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)W為電源中非靜電力(電源力)把正電荷量q從負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移送到電源正極所作的功，則電動(dòng)勢(shì)大小為電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為從電源的負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部指向電源的正極，即與電源兩端電壓的方向相反。圖2-1 簡(jiǎn)單的閉合電路二、閉合電路的歐姆定律圖中r表示電源的內(nèi)部電阻，R表示電源外部聯(lián)接的電阻(負(fù)載)。閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為外電路兩端電壓U = RI = E - rI =，顯然，負(fù)載電阻R值越大，其兩端電壓U也越大；當(dāng)R >> r時(shí)(相當(dāng)于開(kāi)路)，則U = E；當(dāng)R << r時(shí)(相當(dāng)于短路)，則U = 0，此時(shí)一般情況下的電流(I = E/r)很大，電源容易燒毀。【例2-1】 如圖2-2所示，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合到位置1時(shí)，外電路的電阻R1 = 14 W，測(cè)得電流表讀數(shù)I1 = 0.2 A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合到位置2時(shí)，外電路的電阻R2 = 9 W，測(cè)得電流表讀數(shù)I2 = 0.3 A；試求電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r。解：根據(jù)閉合電路的歐姆定律，列出聯(lián)立方程組 圖2-2 例題2-1解得：r = 1 W，E = 3 V。本例題給出了一種測(cè)量直流電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的方法。 三、負(fù)載獲得最大功率的條件圖2-3 電源輸出功率與外電路(負(fù)載)電阻的關(guān)系曲線容易證明：在電源電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r保持不變時(shí)，負(fù)載R獲得最大功率的條件是R = r，此時(shí)負(fù)載的最大功率值為電源輸出的最大功率是【例2-2】如圖2-4所示，直流電源的電動(dòng)勢(shì)E = 10 V、內(nèi)阻r = 0.5 W，電阻R1 = 2 W，問(wèn)：可變電阻RP調(diào)至多大時(shí)可獲得最大功率Pmax？圖2-4 例題2-2解：將(R1 + r)視為電源的內(nèi)阻，則RP = R1 + r = 2.5 W 時(shí)，RP獲得最大功率 第二節(jié)電 池 組圖2-5 串聯(lián)電池組一、電池的串聯(lián)如圖2-5所示串聯(lián)電池組，每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均為E、內(nèi)阻均為r。圖2-6 并聯(lián)電池組如果有n個(gè)相同的電池相串聯(lián)，那么整個(gè)串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)與等效內(nèi)阻分別為E串 = nE ，r串 = nr串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)是單個(gè)電池電動(dòng)勢(shì)的n倍，額定電流相同。 二、電池的并聯(lián)如圖2-6所示并聯(lián)電池組，每個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均為E、內(nèi)阻均為r。如果有n個(gè)相同的電池相并聯(lián)，那么整個(gè)并聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)與等效內(nèi)阻分別為E并 = E ， r并 = r/n。并聯(lián)電池組的額定電流是單個(gè)電池額定電流的n倍，電動(dòng)勢(shì)相同。第三節(jié)電阻的串聯(lián)一、電阻串聯(lián)電路的特點(diǎn) 圖2-7 電阻的串聯(lián)設(shè)總電壓為U、電流為I、總功率為P。1. 等效電阻: R =R1 + R2 + + Rn2. 分壓關(guān)系： 3. 功率分配： 特例：兩只電阻R1、R2串聯(lián)時(shí)，等效電阻R = R1 + R2 , 則有分壓公式二、應(yīng)用舉例【例2-3】有一盞額定電壓為U1 = 40 V、額定電流為I = 5 A的電燈，應(yīng)該怎樣把它接入電壓U = 220 V照明電路中。圖2-8 例題2-3解：將電燈(設(shè)電阻為R1)與一只分壓電阻R2串聯(lián)后，接入U(xiǎn) = 220 V電源上，如圖2-8所示。解法一：分壓電阻R2上的電壓為U2 =UU1 = 220 - 40 = 180 V，且U2 = R2I，則解法二：利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式，可得即將電燈與一只36 W 分壓電阻串聯(lián)后，接入U(xiǎn) = 220V電源上即可?！纠?-4】有一只電流表，內(nèi)阻Rg = 1 kW，滿偏電流為Ig = 100 mA，要把它改成量程為Un = 3 V的電壓表，應(yīng)該串聯(lián)一只多大的分壓電阻R？圖2-9 例題2-4解：如圖2-9所示。該電流表的電壓量程為Ug = RgIg = 0.1 V，與分壓電阻R串聯(lián)后的總電壓Un = 3 V，即將電壓量程擴(kuò)大到n = Un/Ug = 30倍。利用兩只電阻串聯(lián)的分壓公式，可得，則上例表明，將一只量程為Ug、內(nèi)阻為Rg的表頭擴(kuò)大到量程為Un，所需要的分壓電阻為R = (n - 1) Rg，其中n = (Un/Ug)稱為電壓擴(kuò)大倍數(shù)。第四節(jié)電阻的并聯(lián)一、電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)設(shè)總電流為I、電壓為U、總功率為P。圖2-10 電阻的并聯(lián)1. 等效電導(dǎo): G = G1 + G2 + + Gn 即 2. 分流關(guān)系： R1I1 = R2I2 = = RnIn = RI = U3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U2特例：兩只電阻R1、R2并聯(lián)時(shí)，等效電阻 ，則有分流公式二、應(yīng)用舉例【例2-5】如圖2-11所示，電源供電電壓U = 220 V，每根輸電導(dǎo)線的電阻均為R1 = 1 W，電路中一共并聯(lián)100盞額定電壓220 V、功率40 W的電燈。假設(shè)電燈在工作(發(fā)光)時(shí)電阻值為常數(shù)。試求：(1) 當(dāng)只有10盞電燈工作時(shí)，每盞電燈的電壓UL和功率PL；(2) 當(dāng)100盞電燈全部工作時(shí)，每盞電燈的電壓UL和功率PL。解：每盞電燈的電阻為R = U2/P = 1210 W，n盞電燈并聯(lián)后的等效電阻為Rn = R/n圖2-11 例題2-5根據(jù)分壓公式，可得每盞電燈的電壓，功率 (1) 當(dāng)只有10盞電燈工作時(shí)，即n = 10，則Rn = R/n = 121 W，因此(2) 當(dāng)100盞電燈全部工作時(shí)，即n = 100，則Rn = R/n = 12.1 W，【例2-6】 有一只微安表，滿偏電流為Ig = 100 mA、內(nèi)阻Rg = 1 kW，要改裝成量程為In = 100 mA的電流表，試求所需分流電阻R。圖2-12例題2-6解：如圖2-12所示，設(shè) n =In/Ig(稱為電流量程擴(kuò)大倍數(shù))，根據(jù)分流公式可得In，則本題中n = In/Ig = 1000，。上例表明，將一只量程為Ig、內(nèi)阻為Rg的表頭擴(kuò)大到量程為In，所需要的分流電阻為R =Rg /(n - 1)，其中n = (In/Ig)稱為電流擴(kuò)大倍數(shù)。第五節(jié)電阻的混聯(lián)一、 分析步驟在電阻電路中，既有電阻的串聯(lián)關(guān)系又有電阻的并聯(lián)關(guān)系，稱為電阻混聯(lián)。對(duì)混聯(lián)電路的分析和計(jì)算大體上可分為以下幾個(gè)步驟：1. 首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系，必要時(shí)重新畫(huà)出串、并聯(lián)關(guān)系明確的電路圖；2. 利用串、并聯(lián)等效電阻公式計(jì)算出電路中總的等效電阻；3. 利用已知條件進(jìn)行計(jì)算，確定電路的總電壓與總電流；4. 根據(jù)電阻分壓關(guān)系和分流關(guān)系，逐步推算出各支路的電流或電壓。二、解題舉例【例2-7】如圖2-13所示，已知R1 = R2 = 8 W，R3 = R4 = 6 W，R5 = R6 = 4 W，R7 = R8 = 24 W，R9 = 16 W；電壓U = 224 V。試求：(1) 電路總的等效電阻RAB與總電流IS；(2) 電阻R9兩端的電壓U9與通過(guò)它的電流I9。解：(1) R5、R6、R9三者串聯(lián)后，再與R8并聯(lián)，E、F兩端等效電阻為REF = (R5 + R6 + R9)R8 = 24 W24 W = 12 WREF、R3、R4三者電阻串聯(lián)后，再與R7并聯(lián)，C、D兩端等效電阻為RCD= (R3 + REF + R4)R7 = 24 W24 W = 12 W總的等效電阻 RAB =R1 + RCD + R2 = 28 W總電流 IS = U/RAB = 224/28 = 8 A圖2-13 例題2-7(2) 利用分壓關(guān)系求各部分電壓：UCD =RCD IS = 96V，【例2-8】如圖2-14所示，已知R = 10 W，電源電動(dòng)勢(shì)E = 6 V，內(nèi)阻r = 0.5 W，試求電路中的總電流I。圖2-15 例題2-8的等效電路圖2-14 例題2-8解:首先整理清楚電路中電阻串、并聯(lián)關(guān)系，并畫(huà)出等效電路，如圖2-15所示。四只電阻并聯(lián)的等效電阻為Re = R/4 = 2.5 W根據(jù)全電路歐姆定律，電路中的總電流為第六節(jié)萬(wàn)用電表的基本原理一、萬(wàn)用表的基本功能萬(wàn)用電表又叫做復(fù)用電表，通常稱為萬(wàn)用表。它是一種可以測(cè)量多種電量的多量程便攜式儀表，由于它具有測(cè)量的種類多，量程范圍寬，價(jià)格低以及使用和攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于電氣維修和測(cè)試中。一般的萬(wàn)用表可以測(cè)量直流電壓、直流電流、電阻、交流電壓等，有的萬(wàn)用表還可以測(cè)量音頻電平、交流電流、電容、電感以及晶體管的 b 值等。二、萬(wàn)用表的基本原理萬(wàn)用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律基礎(chǔ)之上的。萬(wàn)用表的表頭是進(jìn)行各種測(cè)量的公用部分。表頭內(nèi)部有一個(gè)可動(dòng)的線圈(叫做動(dòng)圈)，它的電阻Rg稱為表頭的內(nèi)阻。動(dòng)圈處于永久磁鐵的磁場(chǎng)中，當(dāng)動(dòng)圈通有電流之后會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。固定在動(dòng)圈上的指針隨著動(dòng)圈一起偏轉(zhuǎn)的角度，與動(dòng)圈中的電流成正比。當(dāng)指針指示到表盤(pán)刻度的滿標(biāo)度時(shí)，動(dòng)圈中所通過(guò)的電流稱為滿偏電流Ig。Rg與Ig是表頭的兩個(gè)主要參數(shù)。1. 直流電壓的測(cè)量圖2-16 簡(jiǎn)單的直流電壓表將表頭串聯(lián)一只分壓電阻R，即構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電壓表，如圖2-16所示。測(cè)量時(shí)將電壓表并聯(lián)在被測(cè)電壓Ux的兩端，通過(guò)表頭的電流與被測(cè)電壓Ux成正比在萬(wàn)用表中，用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別將不同數(shù)值的分壓電阻與表頭串聯(lián)，即可得到幾個(gè)不同的電壓量程?！纠?-9】如圖2-17所示某萬(wàn)用表的直流電壓表部分電路，五個(gè)電壓量程分別是U1 = 2.5 V，U2 = 10 V，U3 = 50 V，U4 = 250 V，U5 = 500 V，已知表頭參數(shù)Rg = 3 kW，Ig = 50 mA。試求電路中各分壓電阻R1、R2、R3、R4、R5 。解:利用電壓表擴(kuò)大量程公式R = (n - 1) Rg，其中n = (Un/Ug)，Ug = RgIg = 0.15 V。(1)求R1： n1= (U1/Ug) = 16.67，R1 = (n - 1) Rg = 47 kW(2)求R2：把Rg2 = Rg + R1 = 50 kW 視為表頭內(nèi)阻，n2 = (U2/U1) = 4，則R2 = (n - 1)Rg2 = 150 kW(3) 求R3：把Rg3 = Rg + R1 + R2 = 200 kW 視為表頭內(nèi)阻，n3 = (U3/U2) = 5，則圖2-17 例題2-9R3 = (n - 1)Rg3 = 800 kW(4) 求R4：把Rg4 = Rg + R1 + R2 + R3 = 1000 kW 視為表頭內(nèi)阻，n4 = (U4/U3) = 5，則R4 = (n - 1)Rg4 = 4000 kW = 4 MW(5)求R5：把Rg5 = Rg + R1 + R2 + R3 + R4 = 5 MW 視為表頭內(nèi)阻，n5 = (U5/U4) = 2，則R5 = (n - 1)Rg5 = 5 MW2. 直流電流的測(cè)量將表頭并聯(lián)一只分流電阻R，即構(gòu)成一個(gè)最簡(jiǎn)單的直流電流表，如圖2-18所示。設(shè)被測(cè)電流為Ix ，則通過(guò)表頭的電流與被測(cè)電流Ix成正比，即圖2-19 多量程的直流電流表圖2-18 簡(jiǎn)單的直流電流表分流電阻R由電流表的量程IL和表頭參數(shù)確定實(shí)際萬(wàn)用表是利用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將電流表制成多量程的，如圖2-19所示。3. 電阻的測(cè)量萬(wàn)用表測(cè)量電阻(即歐姆表)的電路如圖2-20所示?？勺冸娮鑂叫做調(diào)零電阻，當(dāng)紅、黑表筆相接時(shí)(相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx = 0)，調(diào)節(jié)R的阻值使指針指到表頭的滿刻度， 即萬(wàn)用表電阻檔的零點(diǎn)在表頭的滿度位置上。而電阻無(wú)窮大時(shí)(即紅、黑表筆間開(kāi)路)指針在表頭的零度位置上。當(dāng)紅、黑表筆間接被測(cè)電阻Rx時(shí)，通過(guò)表頭的電流為可見(jiàn)表頭讀數(shù)I與被測(cè)電阻Rx是一一對(duì)應(yīng)的，并且成反比關(guān)系，因此歐姆表刻度不是線性的。圖2-20 歐姆表原理三、萬(wàn)用表的使用1正確使用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和表筆插孔萬(wàn)用表有紅與黑兩只表筆(測(cè)棒)，表筆可插入萬(wàn)用表的“+”、“-”兩個(gè)插孔里，注意一定要嚴(yán)格將紅表筆插入“+”極性孔里，黑表筆插入“-”極性孔里。測(cè)量直流電流、電壓等物理量時(shí)，必須注意正負(fù)極性。根據(jù)測(cè)量對(duì)象，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至所需位置，在被測(cè)量大小不詳時(shí)，應(yīng)先選用量程較大的高檔試測(cè)，如不合適再逐步改用較低的檔位，以表頭指針移動(dòng)到滿刻度的三分之二位置附近為宜。2正確讀數(shù)萬(wàn)用表有數(shù)條供測(cè)量不同物理量的標(biāo)尺，讀數(shù)前一定要根據(jù)被測(cè)量的種類、性質(zhì)和所用量程認(rèn)清所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)標(biāo)尺。3正確測(cè)量電阻值在使用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)量電阻之前，應(yīng)首先把紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)指針到歐姆標(biāo)尺的零位上，并要正確選擇電阻倍率檔。測(cè)量某電阻Rx時(shí)，一定要使被測(cè)電阻不與其它電路有任何接觸，也不要用手接觸表筆的導(dǎo)電部分，以免影響測(cè)量結(jié)果。當(dāng)利用歐姆表內(nèi)部電池作為測(cè)試電源時(shí)(例如判斷二極管或三極管的管腳)，要注意到：黑表筆接的是電源正極，紅表筆接的是電源負(fù)極。4測(cè)量高電壓時(shí)的注意事項(xiàng)在測(cè)量高電壓時(shí)務(wù)必要注意人身安全，應(yīng)先將黑表筆固定接在被測(cè)電路的地電位上，然后再用紅表筆去接觸被測(cè)點(diǎn)處，操作者一定要站在絕緣良好的地方，并且應(yīng)用單手操作，以防觸電。在測(cè)量較高電壓或較大電流時(shí)，不能在測(cè)量時(shí)帶電轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋鈕改變量程或檔位。5萬(wàn)用表的維護(hù)萬(wàn)用表應(yīng)水平放置使用，要防止受震動(dòng)、受潮熱，使用前首先看指針是否指在機(jī)械零位上，如果不在，應(yīng)調(diào)至零位。每次測(cè)量完畢，要將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于空檔或最高電壓檔上。在測(cè)量電阻時(shí)，如果將兩只表筆短接后指針仍調(diào)整不到歐姆標(biāo)尺的零位，則說(shuō)明應(yīng)更換萬(wàn)用表內(nèi)部的電池；長(zhǎng)期不用萬(wàn)用表時(shí)，應(yīng)將電池取出，以防止電池受腐蝕而影響表內(nèi)其它元件。第七節(jié)電阻的測(cè)量一、電阻的測(cè)量方法電阻的測(cè)量在電工測(cè)量技術(shù)中占有十分重要的地位，工程中所測(cè)量的電阻值，一般是在10-6 W 1012 W 的范圍內(nèi)。為減小測(cè)量誤差，選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電阻方法，通常是將電阻按其阻值的大小分成三類，即小電阻(1 W 以下)、中等電阻(1 W 0.1 MW)和大電阻(0.1 MW 以上)。測(cè)量電阻的方法很多，常用的方法分類如下：1. 按獲取測(cè)量結(jié)果方式分類(1) 直接測(cè)阻法采用直讀式儀表測(cè)量電阻，儀表的標(biāo)尺是以電阻的單位(W、kW 或MW)刻度的，根據(jù)儀表指針在標(biāo)尺上的指示位置，可以直接讀取測(cè)量結(jié)果。例如用萬(wàn)用表的 W 檔或MW 表等測(cè)量電阻，就是直接測(cè)阻法。(2) 比較測(cè)阻法采用比較儀器將被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行比較，在比較儀器中接有檢流計(jì)，當(dāng)檢流計(jì)指零時(shí)，可以根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻值，獲取被測(cè)電阻的阻值。(3) 間接測(cè)阻法通過(guò)測(cè)量與電阻有關(guān)的電量，然后根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算，求出被測(cè)電阻的阻值。例如得到廣泛應(yīng)用的、最簡(jiǎn)單的間接測(cè)阻法是電流、電壓表法測(cè)量電阻(即伏安法)。它是用電流表測(cè)出通過(guò)被測(cè)電阻中的電流、用電壓表測(cè)出被測(cè)電阻兩端的電壓，然后根據(jù)歐姆定律即可計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值。2按被測(cè)電阻的阻值的大小分類(1) 小電阻的測(cè)量是指測(cè)量1 W 以下的電阻。測(cè)量小電阻時(shí)，一般是選用毫歐表。要求測(cè)量精度比較高時(shí)，則可選用雙臂電橋法測(cè)量。(2) 中等電阻的測(cè)量是指測(cè)量阻值在1 W 0.1 MW 之間的電阻。對(duì)中等電阻測(cè)量的最為方便的方法是用歐姆表進(jìn)行測(cè)量，它可以直接讀數(shù)，但這種方法的測(cè)量誤差較大。中等電阻的測(cè)量也可以選用伏、安表測(cè)阻法，它能測(cè)出工作狀態(tài)下的電阻值。其測(cè)量誤差比較大。若需精密測(cè)量可選用單臂電橋法。(3) 大電阻的測(cè)量是指測(cè)量阻值在0.1 MW 以上的電阻。在測(cè)量大電阻時(shí)可選用兆歐表法，可以直接讀數(shù)，但測(cè)量誤差也較大。二、伏安法測(cè)電阻圖2-21(a)是電流表外接的伏安法，這種測(cè)量方法的特點(diǎn)是電流表讀數(shù)I包含被測(cè)電阻R中的電流I與電壓表中的電流IV，所以電壓表讀數(shù)U與電流表讀數(shù)I的比值應(yīng)是被測(cè)電阻R與電壓表內(nèi)阻RV并聯(lián)后的等效電阻，即(R/RV) = U/I，所以被測(cè)電阻值為 如果不知道電壓表內(nèi)阻RV的準(zhǔn)確值，令，則該種測(cè)量方法適用于R << RV情況，即適用于測(cè)量阻值較小的電阻。圖2-21 伏安法測(cè)電阻圖2-21(b)是電流表內(nèi)接的伏安法，這種測(cè)量方法的特點(diǎn)是電壓表讀數(shù)U包含被測(cè)電阻R端電壓U與電流表端電壓UA，所以電壓表讀數(shù)U與電流表讀數(shù)I的比值應(yīng)是被測(cè)電阻R與電流表內(nèi)阻RA之和，即R + RA = U/I，所以被測(cè)電阻值為 如果不知道電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，令，則該種測(cè)量方法適用于R >> RA的情況，即適用于測(cè)量阻值較大的電阻。三、惠斯通電橋圖2-22 惠斯通電橋法測(cè)量電阻惠斯通電橋法可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量電阻，其原理如圖2-22所示。R1、R2、R3、為可調(diào)電阻，并且是阻值已知的標(biāo)準(zhǔn)精密電阻。R4為被測(cè)電阻，當(dāng)檢流計(jì)的指針指示到零位置時(shí)，稱為電橋平衡。此時(shí)，B、D兩點(diǎn)為等電位，被測(cè)電阻為惠斯通電橋有多種形式，常見(jiàn)的是一種滑線式電橋。第八節(jié)電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算一、電位參考點(diǎn)(即零電位點(diǎn))在電路中選定某一點(diǎn)A為電位參考點(diǎn)，就是規(guī)定該點(diǎn)的電位為零， 即UA= 0。電位參考點(diǎn)的選擇方法是：(1) 在工程中常選大地作為電位參考點(diǎn)；(2) 在電子線路中，常選一條特定的公共線或機(jī)殼作為電位參考點(diǎn)。在電路中通常用符號(hào)“”標(biāo)出電位參考點(diǎn)。二、電位的定義電路中某一點(diǎn)M的電位UM就是該點(diǎn)到電位參考點(diǎn)A的電壓，也即M、A兩點(diǎn)間的電位差，即UM = UMA計(jì)算電路中某點(diǎn)電位的方法是：(1) 確認(rèn)電位參考點(diǎn)的位置；(2) 確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正負(fù)極性；(3) 從被求點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)一定的路徑繞到電位參考點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位等于此路徑上所有電壓降的代數(shù)和：電阻元件電壓降寫(xiě)成 RI形式，當(dāng)電流I的參考方向與路徑繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)；反之，則選取“-”號(hào)。電源電動(dòng)勢(shì)寫(xiě)成 E形式，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的方向與路徑繞行方向一致時(shí)，選取“-”號(hào)；反之，則選取“+”號(hào)?！纠?-10】 如圖2-23所示電路，已知：E1 = 45 V，E2 = 12 V，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)；R1 = 5 W，R2 = 4 W，R3 = 2 W。求B、C、D三點(diǎn)的電位UB、UC、UD 。圖2-23 例題2-10解:利用電路中A點(diǎn)為電位參考點(diǎn)(零電位點(diǎn))，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍築點(diǎn)電位：UB = UBA = - R1I = -15VC點(diǎn)電位：UC = UCA = E1 - R1I = 45 - 15 = 30 VD點(diǎn)電位：UD = UDA = E2 + R2I = 12 + 12 = 24 V必須注意的是，電路中兩點(diǎn)間的電位差(即電壓)是絕對(duì)的，不隨電位參考點(diǎn)的不同發(fā)生變化，即電壓值與電位參考點(diǎn)無(wú)關(guān)；而電路中某一點(diǎn)的電位則是相對(duì)電位參考點(diǎn)而言的，電位參考點(diǎn)不同，該點(diǎn)電位值也將不同。例如，在上例題中，假如以E點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則B點(diǎn)的電位變?yōu)閁B = UBE = - R1I - R2I = - 27 V；C點(diǎn)的電位變?yōu)閁C = UCE = R3I + E2 = 18 V；D點(diǎn)的電位變?yōu)閁D = UDE = E2 = 12 V。本章小結(jié)一、閉合電路的歐姆定律負(fù)載R獲得最大功率的條件是R = r，此時(shí)負(fù)載的最大功率值為。二、電池組n個(gè)相同的電池相串聯(lián)，那么整個(gè)串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)E串 = nE，等效內(nèi)阻r串 = nr。n個(gè)相同的電池相并聯(lián)，那么整個(gè)并聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)E并 = E，等效內(nèi)阻r并= r/n。三、電阻的串聯(lián)1. 等效電阻: R = R1 + R2 + +Rn2. 分壓關(guān)系： 3. 功率分配： 四、電阻的并聯(lián)1. 等效電導(dǎo): G =G1 + G2 + + Gn 即 2. 分流關(guān)系： R1I1 =R2I2 = = RnIn = RI = U3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U2五、萬(wàn)用表萬(wàn)用表的基本原理是建立在歐姆定律和電阻串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律基礎(chǔ)之上的。一般的萬(wàn)用表可以測(cè)量直流電壓、直流電流、電阻、交流電壓等。六、電阻的測(cè)量1直接測(cè)阻法采用直讀式儀表測(cè)量電阻，儀表的標(biāo)尺是以電阻的單位(W、kW 或MW)刻度的，可以直接讀取測(cè)量結(jié)果。例如用萬(wàn)用表的 W 檔測(cè)量電阻，就是直接測(cè)阻法。2比較測(cè)阻法采用比較儀器將被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行比較，在比較儀器中接有檢流計(jì)，當(dāng)檢流計(jì)指零時(shí)，可以根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻值，獲取被測(cè)電阻的阻值。3間接測(cè)阻法通過(guò)測(cè)量與電阻有關(guān)的電量，然后根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算，求出被測(cè)電阻的阻值。例如得到廣泛應(yīng)用的、最簡(jiǎn)單的間接測(cè)阻法是伏安法。它是用電流表測(cè)出通過(guò)被測(cè)電阻中的電流、用電壓表測(cè)出被測(cè)電阻兩端的電壓，然后根據(jù)歐姆定律即可計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值?；菟雇姌蚍梢员容^準(zhǔn)確的測(cè)量電阻，電橋平衡時(shí)，被測(cè)電阻為?；菟雇姌蛴卸喾N形式，常見(jiàn)的是一種滑線式電橋，被測(cè)電阻為。七、電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算在電路中選定某一點(diǎn)A為電位參考點(diǎn)，就是規(guī)定該點(diǎn)的電位為零，即UA= 0。電路中某一點(diǎn)M的電位UM就是該點(diǎn)到電位參考點(diǎn)A的電壓，也即M、A兩點(diǎn)間的電位差，即UM = UMA。21