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電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材)

電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材)

出版社：中國輕工業(yè)出版社出版時(shí)間：2021-06-01
開本： 16開 頁數(shù)： 240
中 圖 價(jià):¥19.3(5.5折) 定價(jià)  ¥35.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 版權(quán)信息

電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 本書特色

《電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐》致力于培養(yǎng)職業(yè)院校機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人、電氣自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生的電工學(xué)基礎(chǔ)與實(shí)踐。由淺入深，層層遞進(jìn)，理論結(jié)合實(shí)踐，讓學(xué)生可以學(xué)以致用。

電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 內(nèi)容簡介

本教材結(jié)合近年增加的新技術(shù)、新器件應(yīng)用對(duì)電工提出新的要求，以及電工職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)在理論和實(shí)踐考試方面的變化編寫，較好的體現(xiàn)了當(dāng)前新的實(shí)用知識(shí)與操作技能，對(duì)于提高從業(yè)人員的電工基本素質(zhì)、掌握中不錯(cuò)維修電工的核心知識(shí)與技能起 到較好的輔導(dǎo)作用。全書包含8個(gè)章節(jié)，主要內(nèi)容有：電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、供配電技術(shù)、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)、典型設(shè)備電氣控制電路的分析與檢修、PLC控制技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)。8個(gè)內(nèi)容涵蓋電工職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，增加了新技術(shù)和新器件 ，包涵理論和實(shí)踐操作部分，理論和實(shí)踐相結(jié)合，除講述必要的理論知識(shí)，還對(duì)各章中電工涉及到的操作技能進(jìn)行實(shí)例分析，部分技能作為一個(gè)獨(dú)立的小節(jié)列入到各章中。每章均附有技能鑒定對(duì)應(yīng)測試題，全書簡明扼要，通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)。 本教材可作為高職院校機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人、電氣自動(dòng)化等專業(yè)的學(xué)生電工學(xué)習(xí)用書，也可作為參加中不錯(cuò)電工技能考級(jí)人員參考用書。

電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 目錄

目 錄

第1章 電工基礎(chǔ)

第1節(jié) 直流電路

第2節(jié) 交流電路

第3節(jié) 電路中的過渡過程

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第2章 電子技術(shù)基礎(chǔ)

第1節(jié) 放大電路

第2節(jié) 正弦波振蕩電路

第3節(jié) 直流穩(wěn)壓電源

第4節(jié) 邏輯門電路

第5節(jié) 負(fù)反饋放大電路

第6節(jié) 集成運(yùn)算放大器

第7節(jié) 數(shù)字電路基礎(chǔ)

第8節(jié) 集成邏輯門電路和組合邏輯電路

第9節(jié) 觸發(fā)器與時(shí)序邏輯電路

第10節(jié) 脈沖電路

第11節(jié) 儀表與儀器應(yīng)用

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第3章 電力電子技術(shù)

第1節(jié) 電力電子器件

第2節(jié) 晶閘管可控整流電路

第3節(jié) 三相可控整流電路

第4節(jié) 晶閘管觸發(fā)電路

第5節(jié) 晶閘管有源逆變電路

第6節(jié) 電力電子技術(shù)技能操作實(shí)例

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第4章 供配電技術(shù)

第1節(jié) 高、低壓供電系統(tǒng)基本知

第2節(jié) 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

第3節(jié) 接地電阻的測試

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第5章 電機(jī)與驅(qū)動(dòng)

第1節(jié) 直流電機(jī)

第2節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)

第3節(jié) 控制電機(jī)及特種電機(jī)

第4節(jié) 交、直流電焊機(jī)

第5節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻測試

測試題

測試題答案

第6章 典型設(shè)備電氣控制電路的分析與檢修

第1節(jié) 低壓電器

第2節(jié) 典型電氣控制電路的分析與檢修

第3節(jié) 典型機(jī)床電氣控制電路的分析與檢修

第4節(jié) VMC850/1立式加工中心電氣控制電路分析與檢修

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第7章 PLC控制技術(shù)

第1節(jié) 可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)

第2節(jié) 可編程序控制器的指令及編程

第3節(jié) 可編程序控制器的應(yīng)用及安裝維護(hù)

練習(xí)題

練習(xí)題答案

第8章 自動(dòng)控制技術(shù)

第1節(jié) 自動(dòng)控制的基本概念

第2節(jié) 傳感器基礎(chǔ)知識(shí)

第3節(jié) 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)

第4節(jié) 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)

練習(xí)題

練習(xí)題答案


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電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 節(jié)選

第1章 電工基礎(chǔ) 在現(xiàn)代，電與人們的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，但人們對(duì)電又有著神秘感和恐懼感，因?yàn)殡姷谋旧硎侨藗兠恢涂床灰姷，只能通過轉(zhuǎn)換和檢測人們才得知電的存在。通過轉(zhuǎn)換，電能被轉(zhuǎn)換成光能、熱能、機(jī)械能等等，通過儀表檢測，我們知道電的有無、大小或高低、有無危害等等。從日常生產(chǎn)和生活中設(shè)備設(shè)施和電力輸送角度來看，使用的電能都是正弦交流電，而在生活方面和生產(chǎn)輔助設(shè)施方面，較多的是使用單相正弦交流電。一般的電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)都是按正弦量考慮的，為了安全正確規(guī)范的使用電能，需要掌握正弦交流電的基本知識(shí)，認(rèn)識(shí)在不同負(fù)載下電路的性質(zhì)和狀態(tài)，掌握必要的日常電路的安裝技能。 第1節(jié) 直流電路 一、電路組成和基本物理量 （一）電路組成 電荷有規(guī)律的移動(dòng)就形成了電流，電路是電流流經(jīng)的路徑。實(shí)際電路是由電器設(shè)備和元件組成的。電路的作用是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配及信號(hào)的傳遞和處理。隨著電流的通過，進(jìn)行著將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，以及把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的過程。用抽象的元件代替實(shí)際元件，從而構(gòu)成了與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型，我們生活中所用的手電筒就是一個(gè)典型的基本電路，如圖l-1所示。 a） b） 圖l-1 a）手電筒電路示意圖 b）手電筒電路模型 電路一般由下列三個(gè)部分組成：電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。 電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。例如發(fā)電機(jī)和蓄電池等。 負(fù)載是利用電流來工作、將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的設(shè)備。例如電動(dòng)機(jī)和電燈等。 中間環(huán)節(jié)是出輸電線路、變壓器和開關(guān)等設(shè)備組成。中間環(huán)節(jié)將電源和負(fù)載連接起來，對(duì)電能進(jìn)行輸送和分配，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳遞和處理，對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)等。 無論是簡單的還是復(fù)雜的實(shí)際電路都可以抽象成理想電路元件組成的電路模型。理想電路元件件包括：電阻、電感、電容和理想電源等元件。 電路的三種狀態(tài)：通路、短路、斷路。 （二）電路的主要物理量 電路的主要物理量指電流、電壓、電位、電動(dòng)勢等。其定義在高中物理學(xué)中描述的很清楚，在此僅簡要地說明它們的基本概念及參考方向（正方向）設(shè)定的意義。 （1）電流 ①電流的大小和方向 在電路中電荷的定向有規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成電流。把正電荷運(yùn)動(dòng)的方向規(guī)定為電流的實(shí)際力向。 描述電流強(qiáng)弱的物理量稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流。電流強(qiáng)度以單位時(shí)間通過導(dǎo)體橫截面的電量表示。即 （1-1） 如果電流強(qiáng)度不隨時(shí)間變化，即 = 常數(shù)，則這種電流稱為恒定電流，簡稱直流。用大寫 I 表示，其大小為 I= （1-2） 電流強(qiáng)度的國際單位是安培（A），有時(shí)還常用毫安（mA）、微安（μA）等單位，大電流用千安（kA）表示，它們的關(guān)系為 1A＝103 mA=106μA 1 kA＝103A 在一段電路中，電流有兩個(gè)可能的方向，為便于分析計(jì)算。把其中的一個(gè)為向假定為正，稱為正方向或參考方向。當(dāng)電流的正方向與實(shí)際方向一致時(shí)，電流的值為正；反之，電流的正方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電流的值為負(fù)，如圖l-2所示。這樣，在電路中設(shè)定電流的正方向，結(jié)合代數(shù)式，就基本能明確地表示出該段電路任何時(shí)刻的電流大小和實(shí)際方向。在電路中一般用箭頭表示電流正方向。 圖l-2 電流方向規(guī)定 ②電流形成的原因 因?yàn)橛须妷海妱莶睿┑拇嬖，所以產(chǎn)生了電力場強(qiáng)，使電路中的電荷受到電能力的作用前產(chǎn)生定向移動(dòng)，從而形成了電路中的電流。 ③電流的三大效應(yīng) a.熱效應(yīng)，導(dǎo)體通電時(shí)會(huì)發(fā)熱、把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。 b.磁效應(yīng)，奧斯特發(fā)現(xiàn)，任何通有電流的導(dǎo)線都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。 c.化學(xué)效應(yīng)，電的化學(xué)效應(yīng)主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與向使得物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化，如化學(xué)中的電解水或電鍍等都是電流的化學(xué)效應(yīng)。 ④電流密度 電流密度是描述電路中某點(diǎn)電流強(qiáng)弱和流動(dòng)方向的物理量，它是矢量，其大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于電流方向單位面積的電量，以正電荷流動(dòng)的方向?yàn)槭噶康恼较颉Ｋ话阌肑表示，單位為安培每平方米，記作 （1-3） 式中J—電流的密度，； I—流過的電流，A； S—導(dǎo)線的截面積，。 在變壓器設(shè)計(jì)中，不同鐵心大小、不同溫升、不同的壓降要求及不同的散熱條件，其繞組電流密度都會(huì)不同，不能認(rèn)為多大的線徑允許多大的電流密度是一個(gè)值。 ⑤電流強(qiáng)度和電流密度之間的關(guān)系 選擇合適的導(dǎo)線橫截面積就是考慮導(dǎo)線的電流密度在允許的范圍內(nèi)，保證用電 和用電安全。導(dǎo)線允許的電流密度隨導(dǎo)體橫截面的不同而不同。例如，1及2.5銅導(dǎo)線的；而120銅導(dǎo)線的，當(dāng)導(dǎo)線中通過的電流超過允?值時(shí)，導(dǎo)線將過熱、冒火，甚至出現(xiàn)電氣設(shè)備事故。 【例1-1】某照明電路需要通過15A的電流，問應(yīng)采用多粗的銅導(dǎo)線（設(shè)）？ 解： 以上為例題，實(shí)際應(yīng)用還可通過查“導(dǎo)線安全流量表”來選擇導(dǎo)線的截面。 （2）電壓 ① 電壓的大小和方向 電壓是描述電場力移動(dòng)電荷作功的本領(lǐng)的物理量，并定義：電場力把單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功，稱為A點(diǎn)到B點(diǎn)間的電壓，用 uAB 表示，即 uAB = （1-4） 式中，表示電場力將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)所做的功，功的單位為焦耳（J）、電荷單位為庫侖（C）、電壓的單位為伏特，簡稱伏（V），有時(shí)還用（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV）等單位，它們的關(guān)系為 1V＝103 mV =106μV 1 kV＝103V 電壓的實(shí)際方向規(guī)定為電場力移動(dòng)正電荷做功的方向，即電位（或電壓）降低的方向。在電路圖上所標(biāo)的電壓方向是任意設(shè)定的，當(dāng)電壓U的方向（極性）與實(shí)際方向一致時(shí)，U為正值，反之，U為負(fù)值。 對(duì)于同一個(gè)元件或同一段電路上的電壓和電流的參考方向，習(xí)慣上常將電壓和電流的參考方向標(biāo)為同一方向，稱其為關(guān)聯(lián)的參考方向，簡稱關(guān)聯(lián)方向。 對(duì)于電阻負(fù)載而言，沒有電流就沒有電壓，有電流就一定有電壓。電阻兩端的電壓稱為電壓降。 ② 常見的電壓值 a.在電路中提供電壓的裝置是電源。 b.電視信號(hào)在天線上感應(yīng)的電壓，約0.1mV。 c.維持人體生物電流的電壓，約1.2mV。 d.干電池標(biāo)稱電壓1.5V。 f.電子手表用氧化銀電池兩極之間的電壓1.5V。 g.一節(jié)蓄電池的電壓為2V。 h.手持移動(dòng)電話的電池兩極之間的電壓3.6V。 i.對(duì)人體安全的電壓，干燥情況下不高于36V。 j.家用電的電網(wǎng)電壓220V（日本和一些歐洲的國家的家用電壓為110V）。 l.動(dòng)力電路電壓380V（日本和一些歐洲的國家的家用電壓為220V）。 m.地鐵接觸網(wǎng)的電壓750V或1500V。 n.發(fā)生閃電的云層間電壓可達(dá)kV。 （3）電位 在電路中任選一點(diǎn)O作為參考點(diǎn)，則該電路中A到參考點(diǎn)O的電壓就叫做A點(diǎn)的電位，也就是電場力把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)O點(diǎn)所做的功，用A表示。 A = uAO 電路參考點(diǎn)本身的電位為零，即O = 0，也稱為零電位點(diǎn)。電路中除了參考點(diǎn)外，其他各點(diǎn)的電位可能是正值，也可能是負(fù)值，某點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高，則該點(diǎn)電位就是正值，反之，則為負(fù)值。 某兩點(diǎn)的電壓，就等于該兩點(diǎn)的電位之差，因此，電壓也叫電位差；可以說電壓的實(shí)際方向是由高電位指向低電位的。 uAB = A–B uAB =–uBA 圖1-3 例題1-2圖 【例1-2】在圖1-3所示電路中，已知：Uco＝5V，UCD＝2V，若分別以“O”和“C”點(diǎn)作參考點(diǎn)，求C.D.O及UOD 。 解：（1）若取“O”為電位的參考點(diǎn)，即O = 0 UCO＝C－O 5 =C－0 C = 5 V UCD＝C－D 2 = 5－D D= 3V UOD＝O－D = 0－3 = －3V （2）若取“C”為電位的參考點(diǎn)，即C＝0 UCD＝C－D 2 = 0－D D= －2V UCO＝C－O 5 =0－O O = －5V UOD＝O－D = －5－（－2）= －3V 由例1-2可知，參考點(diǎn)是可以任意選定的，一經(jīng)選定，電路中其他各點(diǎn)的電位也就確定了，參考點(diǎn)選擇的不同，電路中同一點(diǎn)的電位會(huì)隨之而變，但兩點(diǎn)之間的電壓（即電位差）是不變的。在電路中不指明參考點(diǎn)而談某點(diǎn)的電位是沒有意義的。在一個(gè)電路中只能選一個(gè)參考點(diǎn)，至于選哪點(diǎn)為參考點(diǎn)，要根據(jù)分析問題的方便而定。在實(shí)際電路中常選一條（或一點(diǎn)）特定的公共線或公共點(diǎn)作為參考點(diǎn)，這條公共線（點(diǎn)）常是諸多元件的匯集處，常用接地符號(hào)表示，該點(diǎn)的電位等于零。 （4）電動(dòng)勢 如圖1-4，為了在電路中保持持續(xù)的電流，就必須使正電荷從電源負(fù)極，經(jīng)過電源內(nèi)部，移動(dòng)到電源正極。由于電源內(nèi)部存在某種非電場力，例如電池內(nèi)部因化學(xué)作用而產(chǎn)生的化學(xué)力，發(fā)電機(jī)內(nèi)部因電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的電磁力等等，這些非電場力叫電源力，它能夠把正電荷從電源的負(fù)極移到正極。在這個(gè)過程中，電源力所做的功轉(zhuǎn)換為電能。為了表征電源內(nèi)部電源力對(duì)正電荷做功的能力，或者說，電源將其他形式能量轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng)，引人電動(dòng)勢的概念。電源力將單位正電荷由負(fù)極移到正極所做功稱為電源的電動(dòng)勢，用E表示。 圖1-4 電動(dòng)勢方向 電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從低電位端（電源負(fù)極）經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端（電源正極）所作的功，電動(dòng)勢的單位也是伏特。 從電位概念可知，電壓的實(shí)際方向是從高電位指向低電位，即電位是降的，而電動(dòng)勢的作用是使正電荷從低電位移到高電位，所以規(guī)定電動(dòng)勢的實(shí)際方向是從低電位指向高電位，即電位升的方向，剛好與端電壓實(shí)際方向相反。 （1-5） （5）電功率 根據(jù) P = 可以推導(dǎo)出電功率等于電壓和電流的乘積，直流時(shí)為 P = UI （1-6） 由此式又可以推出 P = I 2 R = U 2 / R （1-7） 功率的單位為瓦特（W），大的功率亦可以用千瓦（kW）和兆瓦（MW）。其關(guān)系為 1 kW＝10 3 W 1 MW＝10 6 W 一段電路，在 u 和 i 的關(guān)聯(lián)方向下，若 P＞0，說明這段電路上的電壓和電流的實(shí)際方向是一致的，正電荷在電場力作用下做了功，電路消耗了功率；若P＜0，則這段電路上電壓和電流的實(shí)際方向不一致，一定是電源力克服電場力做了功，電路發(fā)出功率。 （6）電能 電能等于電功?乘以時(shí)間，即 W＝Pt （1-8? 能的單位為瓦·秒＝焦耳（J），它表示功率為1W的用電設(shè)備在1s 時(shí)間內(nèi)所消耗的電能，實(shí)際生活中測量電能的電度表的單位是千瓦小時(shí)（kW·h），稱為1度電。 1度電＝l kW·h＝（1 ×10 3 ×3600）J＝3．6 ×10 6J （三）電阻元件 （1）電阻與電阻定律 電荷在電場力作用下運(yùn)動(dòng)，通常要受到阻礙作用。例如，在金屬導(dǎo)體中，電荷在作定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)相互碰撞、摩擦，受到阻礙作用（即阻礙電流的作用），表現(xiàn)為“電阻”，我們用電阻元件集中表示這種阻礙作用。 對(duì)于金屬導(dǎo)體的電阻，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定的溫度下，電阻除了和導(dǎo)體的材料有關(guān)，還與導(dǎo)體的長度L、導(dǎo)體的橫截面積S有關(guān)，其表達(dá)式為 R = （1-9） 式中，L為導(dǎo)體長度 （m），S為導(dǎo)體截面積（m2），為電阻系數(shù)（m），R為電阻（）。 （2）線性電阻及其伏安特性 電阻元件是反映電路元件消耗電能這一物理性能的理想元件。它有兩個(gè)端鈕與電路相連接，這樣的元件以后都稱為二端元件。 在電壓與電流的關(guān)聯(lián)方向下，歐姆定律表達(dá)式為 u＝iR （1-10） 直流電路中為 U＝IR （1-11） 上兩式中， R為電阻元件的電阻值，常用單位有歐（）、千歐（k）、兆歐（M）等。 圖1-5 電阻伏安特性 若電阻R值與其工作電壓或電流無關(guān)，它就是一個(gè)常數(shù)，那么這樣的電阻元件稱為線性電阻元件。 在u-i坐標(biāo)平面上畫出電阻元件的電壓與電流的關(guān)系曲線稱為該元件的伏安特性曲線，簡稱伏安特性，線性電阻的伏安特性是一條通過原點(diǎn)的直線，如圖1-5所示。 如果電阻元件的電阻值不是一個(gè)常數(shù)，也就是說，它的數(shù)值會(huì)隨著其工作電壓或電流的變化而變化，那么這樣的電阻元件稱為非線性元件，它的伏安特性就不再是一條通過原點(diǎn)的直線，如以后學(xué)習(xí)的二極管伏安特性曲線。 應(yīng)用歐姆定律時(shí)要注意電壓和電流的參考方向，在電阻元件中，電壓及電流為非關(guān)聯(lián)方向下，歐姆定律應(yīng)表達(dá)為 u＝－iR 二、電阻的聯(lián)結(jié)和計(jì)算 （一）電阻的串聯(lián) （1）串聯(lián)電路的特點(diǎn) 總電阻等于各個(gè)電阻之和，； 串聯(lián)電阻中流過的電流相等，； 總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，。 （2）串聯(lián)電阻分壓公式（以三只電阻串聯(lián)為例，如圖1-6所示） 圖1-6 電阻串聯(lián)分壓 在萬用表電壓測量中，常常用到電阻串聯(lián)的特性，進(jìn)行量程擴(kuò)大。 【例1-3】有一只電流表頭，內(nèi)阻Rg = 1 k，滿偏電流為Ig = 100 A，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？ 解：表頭電路如圖1-6a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)。 （二）電阻的并聯(lián) （1）并聯(lián)電路的特點(diǎn) 總電阻倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和，（電阻倒數(shù)也稱為電導(dǎo)，用字母G表示，單位為S西門子，所以也可以表示為）； 各電阻兩端的電壓相等，； 總電流等于各電阻流過的電流之和，。 （2）并聯(lián)電阻分流公式（以三只電阻并聯(lián)為例，如圖1-7所示） 圖1-7 電阻并聯(lián)分流 在萬用表電流測量中，也常常用到電阻并聯(lián)的特性，進(jìn)行量程擴(kuò)大。 【例1-4】有一只微安表，滿偏電流為Ig = 100 A.內(nèi)阻Rg = 1 k，要改裝成量程為In = 100 mA的電流表，試求所需分流電阻R。 解：如圖1-7a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，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)。 （三）電阻的混聯(lián) 電路中既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，成為電阻的混連。電阻混聯(lián)通常需要求等效電阻。 電阻混連的分析、方法和步驟： （1）標(biāo)注點(diǎn)：對(duì)要求的混連電阻的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，導(dǎo)線直接連接的點(diǎn)用相同字母表示，沒有直接連接的點(diǎn)用不同字母標(biāo)注。 （2）畫等效圖：將所求兩端字母寫在兩端，其余字母依次寫在中間，畫出電阻之間的等效連接關(guān)系。 （3）計(jì)算等效電阻：根據(jù)等效電路圖進(jìn)行電阻連接關(guān)系分析，計(jì)算出等效電阻值。 【例1-5】如圖1-8所示：求在開關(guān)打開和閉合時(shí)的電流I？ 圖1-8 電阻混連電路圖 解：標(biāo)注點(diǎn)如圖1-9所示。 圖1-9 電阻混連電路點(diǎn)的標(biāo)注 圖1-10 電阻混連等效電路圖 三、主要計(jì)算方式方法 （一）有關(guān)的幾個(gè)概念 （1）支路 電路中至少有一個(gè)電路元件且通過同一電流的分支。 （2）節(jié)點(diǎn) 三個(gè)或三個(gè)以上的支路的交匯點(diǎn)。 （3）回路 電路中的任意閉合路徑。 （4）網(wǎng)孔 不含有其他支路的單回路 【例1-6】對(duì)照圖1-11，根據(jù)概念說出節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、回路數(shù)和網(wǎng)孔數(shù)。 圖1-11 復(fù)雜電路 對(duì)照電路圖1-11，可知圖中的節(jié)點(diǎn)數(shù)為2， 支路數(shù)為3，回路數(shù)為3，網(wǎng)孔數(shù)為2。 （二）基爾霍夫定律 （1）基爾霍夫**定律（KCL） 基爾霍夫**定律也叫節(jié)點(diǎn)電流定律。 定律含義：在任意時(shí)刻，任一節(jié)點(diǎn)上流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流之和∑Ii等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和∑Io，即： ∑Ii=∑Io （1-12） 基爾霍夫**定律體現(xiàn)了電流連續(xù)性。 【例1-7】圖1-12電路中，I1=5A，I2=3A，I4=2A，求I5=？ 圖1-12 節(jié)點(diǎn)電流定律應(yīng)用舉例 分析：根據(jù)KCL定律，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a，I1=I2+I3， 故I3=2A。對(duì)于節(jié)點(diǎn)b，I3=I4+I5，故 I5=0A。 若將流入某節(jié)點(diǎn)的電流視為“+”，流出則為“-”，反之亦可，則 ∑I=0 （1-13） 基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律也適用于封閉面。 （2）基爾霍夫第二定律（KVL） 基爾霍夫第二定律也叫回路電壓定律。 定律含義：在任意時(shí)刻，任意回路電壓的代數(shù)和等于零，即： ∑U=0 （1-14） 如果規(guī)定電位升取為正，則電位降就取為負(fù)，反之亦可。 基爾霍夫第二定律體現(xiàn)了電壓與路徑無關(guān)這一性質(zhì)。 【例1-8】列出圖1-13電路中回路的方程。 圖1-13 回路電壓定律應(yīng)用舉例 解：回路方程為： 若將電阻壓降寫在等式的一邊，電動(dòng)勢寫在等式的另一邊，則 ?? （1-15） 這是KVL的另一種表達(dá)式。即回路中電動(dòng)勢（電位升）的代數(shù)和等于電阻上電壓降（電位降）的代數(shù)和。 在應(yīng)用此表達(dá)方式時(shí)，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)規(guī)定。 ① 首先要在圖中標(biāo)明各支路電壓、電流的參考方向，然后規(guī)定一個(gè)計(jì)算的繞行方向。 ② 將電阻壓降寫在等式的一邊，當(dāng)支路電流的參考方向與繞向一致時(shí)，電阻壓降取為正，反之取為負(fù)。 ③ 將電動(dòng)勢寫在等式的另一邊，當(dāng)電勢的參考方向與繞向一致時(shí)取為正，反之為負(fù)。 （三）支路電流法 支路電流法就是運(yùn)用基爾霍夫**和第二定律列出方程來求解和分析復(fù)雜電路。 具體解題步驟如下： （1）選取各支路電流的參考方向，各支路電流為待求未知數(shù) （2）如果節(jié)點(diǎn)數(shù)為n，列出（n-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程 （3）列出補(bǔ)充的回路方程 （4）將列出的方程聯(lián)立求解，計(jì)算出各支路電流 【例1-9】如圖圖1-14，已知Us1=15V，Us2=30V，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，試計(jì)算電路中各支路電流？ 圖1-14 支路電流法舉例 解：由題義可知：該電路共有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，3條支路，要求出3個(gè)未知電流，分別為I1，I2 ，I3。標(biāo)出電流的參考方向，如圖： 由于有2個(gè)節(jié)點(diǎn)，*多只能列出1個(gè)電流方程方程如下： I1=I2+I3 （1） 要求出3個(gè)未知數(shù)，還需補(bǔ)充2個(gè)回路方程，故選取任意2個(gè)回路，如圖的Ⅰ，Ⅱ。列出回路方程如下： Us1-I3R3-I1R1=0 （2） Us2-I3R3+I2R2=0 （3） 以上3個(gè)方程代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立求解，可得： I1=1A I2=-3A I3=4A

電工理論基礎(chǔ)與實(shí)踐(高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)系列教材) 作者簡介

陳洪容，機(jī)電一體化專業(yè)骨干教師，宜賓市優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。主持科研、教研教改項(xiàng)目4項(xiàng)，主研省市級(jí)項(xiàng)目三項(xiàng)，參研項(xiàng)目20余項(xiàng)；其中公開出版教材5本（2本副主編其中1本獲優(yōu)秀教材獎(jiǎng)；3本參編）。參與機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)方案獲得全國機(jī)械高職教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。公開發(fā)表論文20余篇，其中獨(dú)撰及第1作者11篇（中文核心3篇；一般期刊8篇）；實(shí)用新型專利7項(xiàng)；取得維修電工技師證，多次參與中高級(jí)電工技能培訓(xùn)及鑒定工作。

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