万用电桥的调试与使用方法.ppt
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1、情境2 万用电桥的调试与使用,.3 支路电流法、叠加定律,.4 万用电桥的调试与使用,.2 基尔霍夫定律,本章小结,主要内容,.1 电路的三种状态,本章要求:1.理解霍夫定律、并掌握运用以上基尔霍夫定律分析电路的方法;2.理解电流的叠加定律,并掌握运用叠加定律分析简单电路的方法;3.熟悉万用电桥的调试与使用方法。,情境2万用电桥的调试与使用,2.1 电路的三种状态,2.1.1 空载状态,2.1.2 短路状态,2.1.2 有载工作状态,主要内容,特征:,开关 断开,空载状态(断路或开路状态),1.开路处的电流等于零;I=02.开路处的电压 U 视电路情况而定。,电路中某处断开时的特征:,电源外部
2、端子被短接,短路状态,1.短路处的电压等于零;U=02.短路处的电流 I 视电路情况而定。,电路中某处短路时的特征:,开关闭合,接通电源与负载,负载端电压,U=IR,特征:,2.1.3 有载工作状态,电流的大小由负载决定。,在电源有内阻时,I U。,或 U=E IR0,当 R0R 时,则U E,表明当负载变化时,电源的端电压变化不大,即带负载能力强。,电源输出的功率由负载决定。,P=PE P,电源与负载的判别,U、I 参考方向不同,P=UI 0,电源;P=UI 0,负载。,U、I 参考方向相同,P=UI 0,负载;P=UI 0,电源。,1.根据 U、I 的实际方向判别,2.根据 U、I 的参考
3、方向判别,电源:U、I 实际方向相反,即电流从“+”端流出,(发出功率);,负载:U、I 实际方向相同,即电流从“-”端流出。(吸收功率)。,电气设备的额定值,额定值:电气设备在正常运行时的规定使用值,电气设备的三种运行状态,欠载(轻载):I IN,P PN(不经济),过载(超载):I IN,P PN(设备易损坏),额定工作状态:I=IN,P=PN(经济合理安全可靠),例1-1 在图1-10所示的电路中,已知E=36 V,R1=2 k,R2=8 k,试在下列三种情况下,分别求出电压U2和电流I2、I3。(1)R3=8 k;(2)R3=(即R3处断开);(3)R3=0(即R3处短接)。,图1-1
4、0 例1-1 的电路,(1)当R3=8 k时,电路中的总电阻为,故,图1-10 例1-1 的电路,解:,(2)当R3=时,电路中的总电阻为 R=R1+R2=10 k 故,U2=R2I2=83.6=28.8 V,(3)当R3=0时,R2被短路,电路中的总电阻为 R=R1=2 k I2=0,图1-10 例1-1 的电路,2.2 基尔霍夫定律,2.2.1 基尔霍夫电流定律,2.2.2 基尔霍夫电压定律,主要内容,课堂小结,2.2 基尔霍夫定律,支路:电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流,称为支路电流。,结点:三条或三条以上支路的联接点。,回路:由支路组成的闭合路径。,网孔:内部不含支路的回路。,
5、例1:,支路:ab、bc、ca、(共6条),回路:abda、abca、adbca(共7 个),结点:a、b、c、d(共4个),网孔:abd、abc、bcd(共3 个),2.2.1 基尔霍夫电流定律(KCL定律),1定律,即:入=出,在任一瞬间,流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。,实质:电流连续性的体现。,或:=0,对结点 a:,I1+I2=I3,或 I1+I2I3=0,基尔霍夫电流定律(KCL)反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。,电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。,2推广,I=?,例:,广义结点,I=0,IA+IB+IC=0,在任一瞬间,沿任一回路循行
6、方向,回路中各段电压的代数和恒等于零。,2.2.2 基尔霍夫电压定律(KVL定律),1定律,即:U=0,在任一瞬间,从回路中任一点出发,沿回路循行一周,则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。,对回路1:,对回路2:,E1=I1 R1+I3 R3,I2 R2+I3 R3=E2,或 I1 R1+I3 R3 E1=0,或 I2 R2+I3 R3 E2=0,基尔霍夫电压定律(KVL)反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。,1列方程前标注回路循行方向;,电位升=电位降 E2=UBE+I2R2,U=0 I2R2 E2+UBE=0,2应用 U=0列方程时,项前符号的确定:如果规定电位降取正号,则
7、电位升就取负号。,3.开口电压可按回路处理,注意:,对回路1:,例:,对网孔abda:,对网孔acba:,对网孔bcdb:,R6,I6 R6 I3 R3+I1 R1=0,I2 R2 I4 R4 I6 R6=0,I4 R4+I3 R3 E=0,对回路 adbca,沿逆时针方向循行:,I1 R1+I3 R3+I4 R4 I2 R2=0,应用 U=0列方程,对回路 cadc,沿逆时针方向循行:,I2 R2 I1 R1+E=0,例1-8 图1-25所示的电路中,已知E1=23 V,E2=6 V,R1=10,R2=8,R3=5,R4=R6=1,R5=4,R7=20,试求电流IAB及电压UCD。,解 电路
8、中各支路电流的参考方向及回路的绕行方向如图1-25所示,各支路电压与电流采取关联参考方向。,图中虚线框所示部分可看成广义节点,由于C、D两点之间断开,流出此闭合面的电流为零,故流入此闭合面的电流IAB=0,在回路ABCD中应用基尔霍夫电压定律,假定回路的绕行方向如图1-25所示,可列出方程:,由于IAB=0,上式代入数据可得,要求:掌握支路电流法、叠加原理等电路的基本分析方法。,2.3 电路的分析方法,支路电流法,支路电流法:以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律(KCL、KVL)列方程组求解。,对上图电路支路数:b=3 结点数:n=2,回路数=3 单孔回路(网孔)=2,若用支路电流法求各支路
9、电流应列出三个方程,1.在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路 标出回路循行方向。,2.应用 KCL 对结点列出(n1)个独立的结点电流 方程。,3.应用 KVL 对回路列出 b(n1)个独立的回路 电压方程(通常可取网孔列出)。,4.联立求解 b 个方程,求出各支路电流。,对结点 a:,例1:,I1+I2I3=0,对网孔1:,对网孔2:,I1 R1+I3 R3=E1,I2 R2+I3 R3=E2,支路电流法的解题步骤:,支路数b=4,但恒流源支路的电流已知,则未知电流只有3个,能否只列3个方程?,例2:试求各支路电流。,1,2,支路中含有恒流源。,可以。,注意:(1)当支路中含有恒流源
10、时,若在列KVL方程时,所选回路中不包含恒流源支路,这时,电路中有几条支路含有恒流源,则可少列几个KVL方程。,(2)若所选回路中包含恒流源支路,则因恒流源两端的电压未知,所以,有一个恒流源就出现一个未知电压,因此,在此种情况下不可少列KVL方程。,(1)应用KCL列结点电流方程,支路数b=4,但恒流源支路的电流已知,则未知电流只有3个,所以可只列3个方程。,(2)应用KVL列回路电压方程,(3)联立解得:I1=2A,I2=3A,I3=6A,例2:试求各支路电流。,对结点 a:I1+I2 I3=7,对回路1:12I1 6I2=42,对回路2:6I2+3I3=0,当不需求a、c和b、d间的电流时
11、,(a、c)(b、d)可分别看成一个结点。,支路中含有恒流源,1,2,因所选回路不包含恒流源支路,所以,3个网孔列2个KVL方程即可。,(1)应用KCL列结点电流方程,支路数b=4,且恒流源支路的电流已知。,(2)应用KVL列回路电压方程,(3)联立解得:I1=2A,I2=3A,I3=6A,例2:试求各支路电流。,对结点 a:I1+I2 I3=7,对回路1:12I1 6I2=42,对回路2:6I2+UX=0,1,2,因所选回路中包含恒流源支路,而恒流源两端的电压未知,所以有3个网孔则要列3个KVL方程。,3,+UX,对回路3:UX+3I3=0,例3:电路如图2-2所示。已知E1=4 V,R1=
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- 万用 电桥 调试 使用方法
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