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1、YCF（中职）电工技术基础与技能（第2版）项目二 直流电路的基本知识和基本技能电子课件任务一任务一 认识电路认识电路基本知识基本知识 一、电路的组成一、电路的组成 人们在日常生活中经常用手电筒照明，手电筒由一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，就组成一个最简单的直流电路，如图1-1所示。当开关闭合时，灯泡就发光，电路中有电路通过；当开关断开时，灯泡熄灭，电路中没有电路通过。（a）实物连接图（b）电路图 图1-1 电路和电路的组成 通常把这种由电气设备和若干元件按照一定的连接方式构成的电流通路称为电路。也就是说，电路就是电流所流经的路径。不论结构如何，只要是一个完整的实际电路，一般都是由电源
2、、负载、连接导线和控制装置（开关）等四部分组成的。1电源电源 电源是将其它形式的能转变为电能的装置，如发电机、干电池、光电池等。发电机是将机械能转变为电能的装置，干电池是将化学能转变为电能的装置，光电池是将光能转变为电能的装置。2负载负载 负载是将电能转变为其它形式能量的装置，如白炽灯（灯泡）、电烙铁、电动机、电解槽等都是负载。白炽灯是将电能转变为光能、热能，电烙铁是将电能转变为热能，电动机是把电能转变为机械能，电解槽是将电能转变为化学能。3控制装置控制装置 用来控制电路的通断，使电路正常工作的装置。如开关、保险丝、继电器等。4连接导线连接导线 用来传输和分配电能，把电源和负载连接成一个闭合的
3、回路。常用的导线是铜线。二、电路的工作状态二、电路的工作状态 电路的工作状态常有以下三种：1通路通路 通路是指电源与负载连通的电路，也称闭合电路，这种电路中有工作电流，如图1-2（a）所示。但须注意，处于通路状态下的各种电气设备的电压、电流、功率等数值不能超过其额定数值。2断路（开路）断路（开路）断路是指电路中某处断开，不能使电路构成通路的状态。此时电路中没有电流流过，如图1-2（b）所示。在测试或检修电路时，经常需要将某一部分电路断开进行测试或判断故障。3短路短路短路是指整个电路或某一部分被导线直接短接，电流直接流经导线而不再经过电路中的元件。这时，电路中的电流往往较大，容易损坏电源或发生火
4、灾，一般应该避免短路的情况发生。但在电子设备的调试过程中，常常遇到将电路的某一部分短路的情况，这是为了使与调试过程无关的部分没有电流通过而采取的一种方法。（a）通路（b）断路（c）短路 图1-2 电路的三种状态 三、电路图三、电路图 要说明一个实际电路的结构原理，用图纸来表示往往非常方便，同样，电气工人可根据电路来了解电路的连接方式和电路中各元件的作用，以便进行安装、调试和检修。电路图一般可以分为原理图和装配图两种。原理图只是表示线路的连接方式，并不反映线路的几何尺寸和各零件的实际形状。装配图除了表示电路的实际接法外，还要画出不相关部分的装置和结构，图1-1（b）表示的就是图1-1（a）所对应
5、的原理图。电路图中常用的部分图形符号如表1-1所示。表表1-1 部分部分电电工工图图形符号形符号或图形符号名称图形符号名称图形符号名称电池电容器电流表电阻器无铁心电感接地电位器有铁心电感不连接交叉导线开关电压表连接交叉导线基本技能基本技能 观察手电筒的构成观察手电筒的构成一、手电筒简介一、手电筒简介普通手电筒的结构有电路元件和非电路元件组成，如图1-3所示。电路元件：a灯泡负极连接环；b金属触点；c弹簧；d金属片；g电池；f灯泡非电路元件：e手电筒外壳（塑料）；h开关按键（塑料）；i前盖（玻璃）；j灯泡固定件（塑料）图1-3 手电筒的结构 当向前推动开关h时，使金属片b和灯泡负极连接环a接触，
6、这样电路元件就构成一个闭合回路，电流经过电池g的正极灯泡f灯泡负极连接环a金属片d弹簧c电池g的负极，构成一个闭合回路，回路中有电流流过，当电流流过灯泡时，灯泡发光。当把开关h向后退时，金属片b与灯泡的负极连接环a断开，电路因断路没有电流，灯泡熄灭。二、技能练习二、技能练习 1目的：目的：了解手电筒的组成元件及元件的作用。2材料材料工具一套，手电筒一个。3步骤（略）步骤（略）任务二任务二 了解电流产生了解电流产生基本知识基本知识 一、电流的基本概念1.电流的定义 电荷的定向移动形成了电流。如金属导体中自由电子的定向移动，电解液中的正、负离子沿着相反方向的移动，都形成了电流。2.电流的形成 当手
7、电筒的开关闭合时，手电筒发光的原因是手电筒里的灯泡通过了合适的电流。那么电流是如何形成的呢？要形成电流，其条件是：首先要有自由移动的电荷自由电荷；其次导体两端必须有使电荷移动的动力电压；再者就是在闭合电路中形成通路。这就好比河流的形成，一要有水，二要有地势的高低，水会沿着一定的路径（通路）自高向低流动。3.电流的方向（理论）与参考方向（实际）电流的方向（理论）与参考方向（实际）（1）电流的方向（理论）。物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。电荷指的是自由电荷，在金属导体中的电子是自由电子，在酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子。在电源外部电流沿着正电荷移动的方向流动，在电源内部由负极流回正
8、极。（2）电流的参考方向（实际）。在实际工作中对于简单的电路来说，很容易判明电流的方向，如图2-4所示；但在计算和分析较复杂的电路时，某段电路中的电流方向一般很难确定，如图2-5中的电阻R3中的电流。此时可以先假设电路中的电流方向，即假设电路中的电流的参考方向，然后进行计算。如果解出电流值为正值，认为电路中的实际电流方向和假设的电流方向一致；如果解出来的电流值为负值，则说明电路中的实际电流方向和假设的电流方向相反，如图2-6所示。图1-4 简单电路中的电流方向 图1-5 复杂电路中的电流方向 电流实际方向和参考电流方向相同 电流实际方向和参考方向相反 图1-6 电流方向 二、电流的种类二、电流
9、的种类 根据电流的实际用途，电流的种类可以分为三大类，稳恒电流、脉动电流和正弦交流电电流。三种电流的特点见表1-2。表表1-2 三种三种电电流的特点流的特点名称定义波形图稳恒电流电流的大小和方向都不随时间的改变而改变。脉动电流电流的大小随时间的改变而改变，但电流的方向不改变。正弦交流电电流电流的大小和方向随时间的变化作正弦函数的变化三、电流的大小 电流的强弱用电流强度来表示。单位时间内通过导体横截面的电量叫做电流强度，简称电流，用符号I 表示。如果在时间t内，通过导体横截面的电量为Q，那么导体中流过的电流I为：在国际单位制中，电流的单位是安培（A）。如果1秒（s）内通过导体横截面的电量为1库仑
10、（c），则规定导体中的电流强度为1安培，即1安培（A）=1库仑(C)/1秒(s)常用的电流单位还有毫安（mA）、微安(A)等，它们之间的换算关系为：1mA=10-3A，1A=10-6A 电流的测量电流的测量基本技能基本技能 一、测量步骤 1.选择量程 万用表直流电流挡有0.05mA、0.5mA、5mA、50mA、500mA和5A六个量程。测量电流（或电压）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电流，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电流，那么指针偏转太小，无法准确读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电流的大小，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。
11、2.测量方法 万用表应与被测电路串联。电流应该从红表笔流进电流表，从黑表笔流出电流表。3.正确读数 仔细观察表盘，直流电流挡刻度线是第二条刻度线，用某一挡时，可用刻度线下第三行数字读出相应的数值，然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对指针。测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大挡位，收好万用表。二、技能练习图2-11 原理图 1目的 用万用表测量电路中的电流。2器材 电池一块、稳压源一个、开关一个、电阻两个、导线若干、万用表。3步骤 （1）按图2-11所示连接电路。（2）将稳压电源电压调到10V，估算电路中的电流。（3）将万用表调到 电流挡，测量电流时，开关应 ，将
12、万用表 串接到 d、c两点，d点接 表笔，c点接 表笔，测量值为 。（4）将稳压电源调到15V，重复上述测量过程。任务三任务三 电源及电动势 基本知识基本知识 一、一、电压电压 我们知道，物体的运动是因为受到力的作用，电荷受到电场力作用作定向移动形成电流。图1-7 电场和电荷的运动 电荷在电场中受到力的作用，这种力叫电场力，在电场力的作用下，电荷沿力的方向移动一段距离，那么电场力就对电荷做了功，如图1-7所示。电场力F把正电荷q从电场中a点移动到了b点，那么电场力对电荷q做的功为Wab=FLab，如果在电场中的电荷为nq，则受到的电场力为nF，电场力所做的功为nWab。即电场力所做的功与电荷量
13、之比为一常数，这个常数就是电压。电压是用来衡量电场力移动电荷做功本领的物理量。图1-10 电场和电荷的运动图1-7 电场和电荷的运动 所谓电压就是单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功，用Uab表示，即 在国际单位制中，电压的单位为伏（特），符号为V，表示的含义为：如果将1库仑（C）的正电荷从A点移动到B点，电场力所做的功为1焦耳（J），则ab两点之间的电压为1伏特（V）。常用的单位还有千伏（KV）、毫伏（mV）、微伏（V），它们之间的换算关系为：1千伏（KV）=103伏（V）1毫伏（mV）=10-3伏（V）1微伏（V）=10-3毫伏（mV）=10-6伏（V）和电流一样，电压不仅有大小，也有
14、方向。电压总是对电路中某两点而言，常用双下标表示，如用Uab表示 a、b两点之间的电压，a表示起点，b表示终点。在电路中，任意两点之间的电压的实际方向往往不能预先确定，和电流一样，可以先假设电路中电压的参考方向，并按参考方向进行计算，如果计算结果为正值。说明假设的电压参考方向和实际方向一致；若计算结果为负值，说明电压的参考方向和实际方向相反。二、二、电位电位 电位又称电势，是指单位电荷在静电场中的某一点所具有的电势能。2.电压与电位的区别 由电位的定义可知，电位表示的也是电场力对电荷所做的功，这是与电压的共同点；不同点是电位是指某点到参考点的电压，而电压则表示的是任意两点之间的电压；某点的电位
15、会随着参考点的不同而改变，具有多值性，而某两点的电压值不会随参考点的不同而改变，具有单一性。电路中任意两点之间的电压可以用这两点之间的电位差来表示。UabVaVb （2-3）Va、Vb分别表示a点、b点的电位，Uab表示a、b两点之间的电压，所以电压又叫电位差（也称电压降）。1.电位参考点 电压是对电路中的某两点而言的，在电工技术中常常用到。在电子技术中或分析较为复杂的电路时，要求解电路中某两点的电压，常常较为复杂，如果利用电位的概念去分析则十分方便。如果在电路中选择一点作为参考点（参考点的选择是任意的），规定参考点的电位为零，那么对于电路中某点的电位，就是电场力移动单位电荷从该点到参考点所做
16、的功。电位的符号用V表示，电位的单位也是伏特（V）。参考点为零电位点，电路中的其他点的电位都是针对这个基准点而言的。电力工程中规定大地为电位参考点，在电子电路中常取机壳或公共地线的电位为零，称为“地”，在电路图中用符号“”表示。这往往使分析或计算较为简单。3电位的计算 4.电位与路径的关系电位是指电路中各点对参考点的电压，规定参考点的电位为0V。电路中电位数值的大小、极性和参考点的选择有关。原则上，参考点可以任意选择，在电工（强电）一般选大地为参考点，在电子（弱电）一般选接地线（接地符号）点为参考点。参考点不同时，电位值就不一样。当参考点选定后，电位与路径无关。电压是两点间的电位之差，具有绝对
17、的意义，与参考点的选择毫无关系。三、三、电源电源 当电流流经用电器时，用电器把电能转化为其它形式的能，为了使电路中能够有源源不断的电流，就需要一种把其它形式的能量转化为电能的装置，这种装置就是电源。电源的种类很多，有把化学能转化为电能的干电池或蓄电池，有能把机械能转化成电能的发电机，也有将太阳能转化成电能的太阳能电池。不论什么类型的电源，其作用都是克服电场力将正电荷从电源的负极移动到电源的正极（或者将负电荷从电源的正极移动到电源的负极）。我们把电源所具有的这种力叫做非电场力（也叫非静电力或电源力），如图1-13所示。图1-13 电源电路 在电源外部，电场力将正电荷从电源的正极通过用电器移送到电
18、源的负极，将电能转化为其它形式的能，电场力做功，称为电源的外电路。在电源内部，非静电力将正电荷从电源的负极移送到电源的正极，非静电力做功，将其它形式的能转换为电能。称为电源的内电路。这样，电源的外电路和电源的内电路形成一个闭合回路，在闭合回路中就会有持续的电流。图1-13 电源电路四、四、电源的电动势电源的电动势 在电源内部，非静电力把正电荷从电源的负极移送到电源的正极，为了衡量非静电力做功能力的大小，引入电动势这个物理量。即非静电力将单位正电荷从电源的负极移动到电源的正极所做的功，用E表示。电动势的单位也是伏特。表示把1库仑（C）的正电荷从电源的负极移动到电源的正极所做的功为1焦耳（J），则
19、电源的电动势就是1伏特（V）。电源的电动势不仅有大小而且有方向，电动势的方向从电源的负极指向电源的正极，其大小等于电源两端的电压。电源的电动势仅决定于电源本身，与外电路无关。电动势与电压的关系：电动势和电压的单位都是伏特，都表示做功能力的大小，所不同的是电动势表示电源非静电力做功的本领，而电压表示电场力做功的本领；电动势只存在于电源的内部，电压不仅存在于电源的内部，而且也存在于电源的外部；电动势与电压的方向相反，电动势是从低电位指向高电位，而电压是从高电位指向低电位。五、五、电能（电功）电能（电功）能量转换是我们研究电学的目的，因此电能是一个重要的物理量。假设导体两端的电压为U，通过导体的横截
20、面的电量为q，根据电压的定义可得出电场力对电荷q所做的功，即电路所消耗的电能为由于q=It，可得W=UIt 上式表示，在一段电路中，电场力移动电荷通过导体所做的功W与加在这段电路两端的电压U、通过导体的电流I和通电时间t成正比。电场力做多少功，表示将多少电能转化为其它形式的能。在国际单位制中，W、U、I、t的单位分别是焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）和秒（s）。在实际生活中，我们常用到电能的另一个单位是千瓦时（kWh），1 kWh就是1度电。表示1千瓦的用电器工作1小时所消耗的电能。1度=1 kWh=3.6106J六、六、电功率电功率 电功不能表示电流做功的快慢，电功率则是可以表示电流做功快
21、慢的物理量。人们把单位时间内电流所做的功，称为电功率，用字母P表示由于W=UIt，代入上式得 式中，P、W、t、U、I的单位分别是瓦特（W）、焦耳（J）、秒（s）、伏特（V）和安培（A）。若电流在1s内所做的功为1J，则电功率就是1W。常用的电功率的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。1千瓦（kW）=103瓦特（W）1毫瓦（mW）=10-3瓦特（W）电器上所标明的电压、功率为用电器的额定电压和额定功率，所谓额定电压是指用电器长期工作时所允许加的最高电压。额定功率是指在额定电压下，用电器所消耗的功率。如灯泡上的220V、40W即为额定电压和额定功率。基本技能基本技能 电压的测量电压的测量 1用
22、万用表测量直流电压 测量步骤是：（1）选择量程。万用表直流电压挡标有“”，有0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1 000V和2 500V共九个量程。测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有损坏的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。（2）测量方法。万用表应与被测电路并联。红表笔应接被测电路高电位处，黑表笔应接低电位处。（3）正确读数。仔细观察表盘，直流电压挡刻度线是第二条刻度线，用某一挡时，可用
23、刻度线下第三行数字读出相应的数值，然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对指针。2用万用表测量交流电压 二、技能练习用万用表测量电压测量步骤是：（1）选择量程。万用表交流电压挡标有“”，有10V、50V、250V、500V和1 000V共五个量程。量程的选择和测量直流电压时相同。（2）测量方法。万用表应与被测电路并联，但没有高低电位之分。（3）正确读数。同测量直流电压。1目的学会用万用表测量电压。2器材电池一块、稳压源一个、开关一个、电阻两个、导线若干、万用表。3步骤（1）电池电压的测量。电池电压一般为1.5V，用万用表测量时，万用表的挡位为 ，黑表笔接 ，红表笔接 ，读值为 。
24、（2）稳压电源电压测量。直流稳压电源一般为030V，如果测量其输出电压范围，万用表的挡位为 ，黑表笔接 ，红表笔接 ，读值为 。（3）交流电压的测量。用万用表测量市电电压（电源插座），万用表挡位应该放在 ，测量时黑、红表笔（）（用/不用）区分接哪一个待测点，读值为 。（4）电压、电位的测量。原理图如图2-11所示（图中元件参数自定）。当开关K打开时，用万用表测量a、b电压Uab V，c、d之间的电压Ucd V。闭合开关K，用万用表测量a、d之间的电压Uad V，b、c之间的电压Ubc V。以c点为参考点，测量a、b、c点的电位，Va V，Vb V，Vc V。假如以b点为参考点，那么Va V，V
25、b V，Uab V。通过上述测量，可以得到结论，某点（如a点）的电位与参考点的选择 关，而两点之间的电压（如Uab）与选择的参考点 关。（5）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大挡位，收好万用表。在上述测量过程中，读值时需要注意 。图2-11 原理图任务四任务四 识别识别电阻基本知识基本知识 一、电阻一、电阻 1导电、非导电物质的分类 根据物体的导电能力的强弱，一般可分为导体、绝缘体和半导体。其中导电性能良好的物体叫导体，导体内部有大量的自由电荷，如银、铜、铝等都是导体；导电能力很差的物体叫绝缘体，绝缘体中几乎没有自由电荷存在，如玻璃、胶木、陶瓷等都是绝缘体；导电能力介于导体和绝
26、缘体之间的物体叫半导体，半导体的导电能力随外界条件变化有较大的变化，如硅、锗等。2电阻定义 导体中存在着大量的自由电荷，自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。但在自由电荷移动的过程中不断地与其他原子发生碰撞，阻碍了自由电荷的定性运动。这种对自由电荷运动的阻碍作用叫电阻，用字母R表示。3电阻定律电阻定律 任何物体都有电阻，而导体的电阻是由导体本身的性质所决定的，不随导体两端的电压改变而改变。导体电阻的大小不仅和导体的材料有关，还和导体的尺寸有关。经验证明，在温度一定时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，还与导体的材料有关系，这就是电阻定律。式中 R导体的电阻，单
27、位是欧姆，符号为；。电阻率，导体的电阻率是由导体本身的性质决定的，单位是欧姆米，符号是m，常见导体的电阻率见表1-4；L导体的长度，单位是米，符号为m；导体的横截面，单位是平方米，符号是m2。在国际单位制中，电阻的常用单位还有千欧（K）和兆欧（M）；1k=1031M=103k=106表表1-4 200C时时材料的材料的电电阻率阻率材料名称 20的电阻率（m）电阻温度系数（1/）导体材料银1.610-80.0036铜1.710-80.0041金2.210-80.00365铝2.910-80.0042电阻材料钨5.310-80.0044铂1.010-70.0039锰铜（铜86%、12%锰、2%镍）
28、410-70.00002康铜（铜 54%、镍46%）510-70.00004镍铬（镍80%、铬20%）1.110-60.00007碳1.110-6-0.0005绝缘材料橡胶10131016塑料10151016陶瓷10121013云母10111015 由表1-1可知，银的导电性能最好，但银的价格昂贵，用它做导线不太经济，只作一些电器设备的触点使用，在现实生活中常用铜做导线。二、电阻与温度的关系二、电阻与温度的关系 实验表明，导体的电阻还与温度有关。人们把温度升高1时，导体电阻的变化与原电阻的比值称为温度系数，用字母表示，单位是1/。如果在温度为t1时，导体的电阻为R1；在温度为t2时，导体的电阻
29、为R2，那么电阻的温度系数是 在通常情况下，几乎所有的金属材料的电阻率都随温度的升高而增大，即0，称为正温度系数。由于电阻率较小，当温度变化较小时，对电阻的影响不大，一般不予考虑。但当温度变化较大时，温度对电阻的影响不容忽视。有些材料（如碳）在温度升高时，当温度升高时，导体的电阻值反而减小，即0，称为负温度系数。具有负温度系数的电阻在电路中常用作温度补偿用。还有些 合金材料（如猛铜、康铜等）的电阻温度系数很小，导体的电阻几乎不随温度的变化而变化，常用来制造标准电阻用。此外，有些稀有材料及其合金在超低温下，失去了对电流的阻碍作用，这种现象称为超导现象，随着科学技术的发展，超导技术逐步应用到电子通
30、信、医疗卫生等方面。基本技能基本技能 常用的电阻器识别和测量常用的电阻器识别和测量一、常用电阻器的识别1电阻器的分类电阻器的分类电阻器一般分为固定电阻器和可变电阻器两大类。常用的固定电阻器有线绕电阻、各种膜电阻和实心电阻三类。可变电阻器的阻值可在一定范围内变化，如电位器、电阻箱等。常用的电阻器外形如图2-12所示。图1-16 常见电阻器外形 常用固定电阻器的构造特点见表2-4。分类构造阻值大小特点线绕电阻由镍铬、康铜等电阻丝绕在瓷管上制成，外涂保护层由电阻丝的长度、粗细和电阻率决定功率较大，稳定性高，但阻值较小薄膜电阻由瓷棒上涂一层碳膜或金属模并刻以槽纹制成由薄膜材料、厚度、槽纹长度决定稳定性
31、好、误差小、阻值大；功率较小实心电阻由炭黑、石墨、黏土、石棉等按比例混合压制而成由材料比例、电阻的几何尺寸等因素决定阻值较大、功率较小，稳定性差表2-4 常用固定电阻器的构造特点电阻器的主要指标电阻器的主要指标 电阻器的指标有标称阻值、允许偏差、标称功率、最高工作电压、稳定性、温度等，其中主要指标包括标称值、允许偏差（误差）和标称功率。（1）标称阻值 标称阻值是指根据国家的统一阻值标准而生产的电阻器阻值，表1-6列出了E24系列的标称系列值，电阻器的标称值为表中所列之中的10n倍，n为整数。表1-6 电阻的标称系列值系列偏差标称系列值E245%1.01.11.21.31.51.61.82.02
32、.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1（2）允许偏差 允许偏差表示电阻器的精度，常用百分数表示，是指电阻器实际值和标称值的差值，与标称值相除的百分数。常见的误差值见表2-6。（3）标称功率在电路图中，通常不加功率标注的电阻均为1/8（W）的，如果电路对电阻的功率值有特殊要求，就按图2-13所示的符号标注，或用文字说明。实际中不同功率的电阻体积是不同的，一般来说，功率越大，电阻的体积就越大。例如，电工用的启动线绕电阻大家可以参考图2-13和图2-14进行学习。图2-123 电阻功率标注图2-14 不同功率的电阻体积实物对比电阻器的标称方法电
33、阻器的标称方法 标称阻值的常见表示方法有直标法、色标法和数码法。（1）直标法：就是在电阻的表面直接用数字和单位符号标出产品的标称阻值,其允许误差直接用百分数表示,如图2-15 所示。它的优点是直观,一目了然。但体积小的电阻则无法这样标注。图115 电阻的直标法 （2）色标法：用不同色环标明阻值及误差,具有标志清晰、从各个角度都容易看清标志的优点。各种颜色表示的数值应符合表2-6的规定。表表2-6 色色环电环电阻阻颜颜色色标记标记颜色第1数字第2数字第3数字（五环）乘数误差黑000100棕1111011%红2221022%橙333103黄444104绿5551050.5%蓝6661060.2%紫
34、7771070.1%灰888108白999109金注：第三数字是五环电阻才有！10-15%银10-210%色环电阻的识别方法见表2-7，注意电阻的标称值的单位是欧姆()。表表2-7 色色环电环电阻的阻的识别识别方法方法环数四环电阻的识别五环电阻的识别图示阻值第一、二色环数值组成的两位数 第三色环表示的倍率（10n）第一、二、三色环数值组成的三位数 第四环倍率（10n）误差误差：第四色环代表误差误差：第五色环代表误差举例例：四环电阻四环颜色为：蓝、灰、棕、金。阻值为：680，误差5%例：五环电阻四环颜色为：蓝、紫、绿、黄、棕阻值为：6.75M，误差 1%（3）数码法 对于体积较小的电阻（如贴片电
35、阻），由于体积较小，无法用上述两种方法表示其阻值，其阻值常用数码法表示。数码法表示电阻的方法是：用一个三位有效数字表示电阻值的大小，如472，其中前两位数字表示数值的大小，第三位数字表示0的个数（如果是9，表示0.1倍），单位为。如472表示4700，119表示1.1。二、常用电阻器的测量 在任务三的技能知识储备中我们练习过用万用表测量电压，现在我们来学习如何用万用表测量电阻的阻值。万用表测量电阻阻值的档位叫欧姆档，共有1、10、100、1K和10K五个档位，用万用表测量电阻时，应按下列步骤进行：（1）机械调零。在使用之前，应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零，避免不必要的误差。（2）选择合适
36、的倍率档。万用表欧姆档的刻度线是不均匀的，所以倍率档的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/32/3间。（3）欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆档刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足。并且每换一次倍率档，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。（4）读数：仔细观查表盘，欧姆档刻度线是第一条刻度线，表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。二、技能练习二、技能练习电阻的识别、测量1目的目的：识别电阻阻值、功率；用万用表测量电阻的阻值。2材料：材
37、料：阻值、功率不同的电阻10个，万用表一块。3步骤：（略）步骤：（略）任务五任务五 欧姆定律应用基本知识基本知识 一、一、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 大量实验表明，在一段不包括电源的电路中，通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。这个结论是物理学中一个十分重要的定律，是德国物理学家欧姆首先在19世纪初期用实验的方法研究得出的，叫做部分电路欧姆定律。它揭示了一段电路中电阻、电压、电流三者之间的关系。如果用I表示通过导体的电流，U表示导体两端的电压，R表示这段导体两端的电阻，那么部分电路欧姆定律可以表示为式中，电流（I）的单位是安培（A），电压（U）的单位是伏特（V），电
38、阻（R）的单位是欧姆（）。值得注意的是，电阻值不随电压、电流的变化而变化的电阻叫线性电阻，如线绕电阻，金属膜电阻等，线性电阻的阻值只与元件本身的材料和尺寸有关系，由线性电阻组成的电路叫线性电路。阻值随电压、电流的变化而变化的电阻，叫非线性电阻，如半导体二极管，含有非线性电阻的电路叫非线性电路。欧姆定律只适用于线性电路。一般把电阻两端的电压U和通过电阻的电流I之间的对应变化关系，称为伏安特性，表示两者之间变化关系的曲线称为伏安特性曲线。如果以电压、电流分别做为坐标轴，可以得到线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线，如图2-16所示。线性电阻伏安特性曲线 非线性电阻伏安特性曲线 图2-16 电阻伏安特
39、性曲线 二、二、全电路欧姆定律全电路欧姆定律 全电路是指含有电源的电路，如图 2-17所示，图中虚线框内代表一个电源，电源的内部一般都有电阻，这个电阻称为电源内阻，用r表示，事实上内阻在电源内部，与电源不分开，因而不单独画出，在电源符号边注明电阻值就可以了。电源内部的电路叫内电路，电源以外的电路叫外电路。在开关S闭合时，负载电阻R上有电流，这是因为电阻两端有电压的原因，这个电压由电源电动势E产生，称为负载电压UR，而电源两端的压降称为电源的路端电压，此时两者的大小相等，为U=UR=IR，在开关断开时U=E（在数值上），在开关闭合时，URE，这是为什么呢？这是因为在电流流过电源内部时，在内阻上产
40、生了电压降Ur，Ur=Ir。可见在电路闭合时，U与E之间的关系为图2-17 全电路图1-21 全电路即 式中，电流、电动势（电压）、电阻的单位分别是安培（A）、伏特（V）和欧姆（）。也就是说，在一个闭合电路中，电流强度的大小与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比。这个规律称为全电路欧姆定律。三、三、电源的外特性电源的外特性 由公式可知，电路的路端电压与电源的电动势E、电路中的电流I和电源的内阻r三个量有关系。在通常情况下，电源的电动势和电源的内阻都可以认为是不变的，并且rR，因而电路中的电流主要受R变化的影响。当外电阻R较大时，电路中的电流I较小，路端电压较高，此时我们称电路的
41、负载较轻，当外电阻为时，此时电路的电流为0，路端电压U=E，称为空载。反之，当外电阻R较小时，电路中的电流I较大，路端电压较低，此时我们称电路的负载较重，如果外电阻R为0，此时电路中的电流很大，可能损坏电源设备，过载是指电路中的电流超过了电路所允许的电流。为了防止短路事故，在电路中串接有保险丝，同时绝对不允许将一根导线或将电流表直接接在电源的两端。人们把电源端电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性，绘成的曲线称为外特性曲线，如图2-18所示。图2-18 电路的外特性图1-22 电路的外特性 路端电压的高低不仅和负载电阻有关，还与电源内阻的大小有关，在负载电流不变的情况下，内阻越小，路端电压就
42、越高；内阻越大，路端电压就越低。当内阻为零时，路端电源U的大小就恒等于电源的电动势E，此时的电源称为理想电源。四、四、电阻元件上消耗的能量与功率电阻元件上消耗的能量与功率 电流做功的过程就是将电能转化成其他形式的能的过程，我们在任务三中已学过电功和电功率的计算方法，结合部分电路欧姆定律的知识，我们可以推导出当负载是纯电阻时电功和电功率的计算方法。已知电功的计算公式为将部分电路欧姆定律 代入,可得出电阻R上消耗的电功为 在国际单位制中U、I、R、t、W的单位分别是伏特（V）、安培（A）、欧姆（）、秒（s）和焦耳（J）。同理，将部分电路欧姆定律 带入电功率的计算公式，可得出负载是纯电阻时的功率的计
43、算公式为在国际单位制中，P的单位为瓦特（W）。在这里需要特别指出的是，当负载是纯电阻电路时，上述等式才能成立，如果电路中存在电解槽、电动机等（将电能转化为热能以外的能量），W=UIT和P=UI将仍然成立，而 和将不再成立，因为此时 等式不再成立。五、电路的基本知识在信息类专业中的具体应用1电路图在电子产品中的应用 电路图是用来表示电路的组成和电路中各元器件之间连接关系的图形，它能帮助我们了解电路的结构及工作原理。在电子产品中电路图的种类有装配图、整机电路原理图、单元电路图、方框图、信号流程图、供电电路图、印制电路板图、等效电路图和集成电路应用电路图等几种形式。在实际应用中主要是装配图、方框图、
44、整机电路图、单元电路图和印制电路板图。装配图除了表示电路的实际接法外，还要画出相关部分的装置和结构，其作用是在生产、装接产品过程中作为工作依据。装配图的正确与否直接影响到产品能否正常工作。例如，在组装收音机的技能训练中，要给大家发收音机的装配图，其目的是在组装收音机的过程中，保证元器件的安装一定要正确，这样才能保证收音机的工作性能。左图表示某收音机的安装图 装配图 方框图 方框图用来表示电气线路由哪几部分组成，以及它们之间的关系。方框内用文字注明电路的相应功能，各方框之间画出连线或箭头，以表示各部分电路之间的联系或信号流程。左图表示某收音机电路的方框图 整机电路图 把单元电路图按照一定的方式连
45、接在一起就构成了整机电路图。整机电路图反映信号在电路内的流动和处理过程，可供检修人员分析设备的工作原理和元器件的作用。左图表示某收音机电路的原理图 单元电路图 单元电路图是用元器件组合起来，以一定的工作原理完成某个组成单元功能的图形。在单元电路图中，用规定的图形、文字、符号代替实际的元器件，并在旁边标注主要规格和数据，它们之间用连线代替实际连接导线。含有集成块的单元电路，集成块内部电路不必画出，而是把它作为一个特殊元件，只要把它的各脚与外围元器件的连线画出即可。左图表示某电视机显现管单元电路 印制电路板图 印制电路板图表示整机原理图中各元器件在电路板上的分布状况和具体的位置，并给出了各元器件引
46、脚之间连线（铜箔线路）。它的走向、位置、形状都和实际情况一样，对安装、检修人员是十分主要的资料 2电工常用物理量和名词在电子产品中的应用 电工常用物理量和名词在电子产品中的应用如表2-10所示。表2-10 电工常用物理量和名词在电子产品中的应用 物理量示 意 图应 用 说 明电流脉动直流电恒定直流电正弦交流电 只要是电气产品在工作，那么就一定有电流的存在。恒定电流、脉动电流和正弦交流电电流只是在不同电路中的表现形式。在一些简单的电路中，电流以单一的形式存在，如：手电筒在工作时仅有直流电流存在；白炽灯工作时仅有交流电流存在。但在电子产品中电流则多以多种形式共同存在，如：在以三极管为核心的放大电路
47、中，需要放大的往往是交流信号，为了保证信号的正常放大，需要加上恒定的直流信号，这样流过三极管基极和集电极的电流则成了交流和直流的叠加信号。再如电视机电源是将交流电变化成直流电，其变化过程是：交流脉动直流直流交流脉动直流直流表2-10 电工常用物理量和名词在电子产品中的应用 解：IB=(VCCUBE)Rb=(60.7)4.71.127mA电压和电位 左图中有两个电压，VCC代表直流电压；us表示交流电压。左图中“GND”表示地线或者叫零电位。那么UA与 UB电位的数值是不一样的电能和电功率如左图所示放大器直流通路电路的参数，求Rb在1h所消耗的电能和功率。W=IB(VCCUBE)t =(6-0.
48、7)1.1271033 600 21.5J P=UI =(VCCUBE)IB=(60.7)1.127 5.97mW 3电源在电子产品中的应用 凡是用电器都需要电源提供能量，在电子产品中，电源的形式多种多样，如：微型收音机电源多用干电池作为电源，手机多用锂电池作为电源，电视机、收录机等多以交流电作为电源。图2-19 贴片电阻实物图 图2-20 将电流表串联在电路中测量电流 4电阻在电子产品中的应用 电阻是构成电子产品的基本元件之一，电阻在电路中起到的作用是分压和限流。我们在电子产品中可以看到不同样式的电阻。例如：电阻本身的颜色与其材料有关，而材料又决定了电阻的特点；电阻体积的大小与电阻的功率有关
49、，体积越大，其功率就越大。随着科技的发展，贴片电阻元件应用越来越广泛，其特点是体积小，节省空间和成本，其实物如图2-19所示。5欧姆定律在电子产品中的应用 在分析、检修电子产品时常常用到欧姆定律。如：需要知道某个电阻上的电流是否正常，一种方法是用电流表进行测量，但往往需要将电路断开，将电流表串联在电路中进行测量，如图2-20所示；另一种方法是测量出电阻两端的电压，根据欧姆定律I=U/R可以计算出流过电阻的电流，这种方法比较简单。基本技能绝缘电阻的测量绝缘电阻的测量 绝缘电阻的定义：绝缘物在规定条件下的直流电阻（加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘
50、电阻）。通俗地讲：“当一个物体两端加上电压后基本没有电流通过（注意：如果有注意：如果有电流应该理解为此时的电流为泄漏电流电流应该理解为此时的电流为泄漏电流），此时的电阻就是绝缘电阻。”绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。一、电气设备、线路和电动工具绝缘电阻的要求 在工作中对各种电气设备、线路和电动工具的绝缘电阻，具体要求如下。对于低压电气装置的交接试验，常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5M（对于运行中的设备线路，绝缘电阻不应低于每伏工作电压1 000）。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1M；在比较潮湿的环境不应低于0.5M；二次回路小母线的绝