基尔霍夫定律的验证讲义教材

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1、主讲教师：刘文超 办公室：电气教研室（科技楼902） 电话：18875118493 QQ：1276310400,维修电工（中级）,西安古城墙,傍晚时分的古城墙,大明宫之丹凤门,大明宫之含元殿,大明宫之宣政殿,大明宫之紫宸殿,兵马俑,大雁塔,陕西历史博物馆,兽首玛瑙杯,一、课程的性质与任务,本课程是电气自动化技术专业的主要专业课之一，本课程特点是实践性强，与生产实际联系紧密，运用知识的复盖面较宽，是强电与弱电的结合，机、电与拖动控制的配合及生产工艺过程紧密结合的一门课。 本课程任务是：学习好基本理论的基础上，结合生产实际设备情况，牢固掌握基本电气技术、电机与拖动、电气控制技术等电气主要课程的基本

2、结构，机电参数与选择方法，交直流电动机的起动、调速和制动实施正确控制的基本原理与方法。掌握常用工具、仪器、仪表的使用方法 。掌握安全用电。,二、基本要求,1、掌握安全用电常识，常用电子元器件及符号的识别和检测方法，掌握常用工具、仪器、仪表的使用方法 。 2、让学生掌握常用变压器的基本结构原理，并学习变压器的空载及负载运行情况，掌握变压器参数的测定、运行特性及并联运行理论。 3、熟悉和掌握继电器一接触器控制系统的基本环节，通过实践，掌握生产机械电力装备的使用和维修，为实际生产打下良好的基础。,成绩考核 平时成绩：30%（作业、考勤、实验报告等） 考试成绩：70%（考核方式：机考）,本次课课程任务

3、,（一）电阻器 电阻器的定义及作用 电阻器的分类 电阻器的型号命名 电阻器的标识方法 （二）基尔霍夫定律及验证实验,1. 电子设备的构成 电子元器件是构成电子产品的基础。任何一台电子设备都是由具有一定功能的电路、部件，按照一定的工艺结构所组成。 2. 电子设备的性能与质量 电子设备的性能及质量的优劣好坏，不仅取决于电路原理设计，结构设计，工艺设计的水平，还取决于能否正确合理地选用电子元器件及各种原材料。,第一部分 电子元器件综述,3. 电子元器件的发展方向 随着电子技术的发展，老产品逐渐被更新换代，新产品、新技术不断涌现，总的发展趋向是：集成化、小型化、性能更好，结构更合理。 4. 电子元器件

4、的分类 元器件一般分为有源器件和无源器件两大类： （1）有源器件：工作时，其输出除了需输入信号外，还必须有专门的电源。它在电路中的作用主要是能量转换，如晶体管、集成电路等。,（2）无源元件：工作时，不需要专门的附加电源，如电阻、电容、电感和接插件。 无源元件又分为电抗元件和结构元件，而电抗器件又可分为耗能元件和储能元件。电阻器是典型的耗能元件；电容器、电感器则属于储能元件。而开关、接插件属于结构元件。 通常称有源器件为“器件”，称无源器件为“元件”。,由于电子元器件的制造技术发展很快，品种规格也极为繁多，我们无法一一详述。课堂上只是介绍一些常用的电阻、电容和电感元件的主要特点、性能、参数指标和

5、型号命名方法。我们希望通过课堂上的学习，大家能对五花八门的电阻、电容和电感元件有一个概括性的了解，有利于今后的学习和工作。,一、电阻基本概念 电阻器是电子设备中使用最多的基本元件之一。统计表明，电阻器在一般电子产品中要占到全部元件的50%左右。那么何为电阻呢？各种材料的物体对通过它的电流都呈现一定的阻碍作用，我们把这种阻碍电流的作用叫做电阻（物体阻碍电流通过的属性，叫物体的电阻）。 在远距离传输电能的强电工程中，电阻是十分有害的，它消耗了大量的电能。然而在无线电工程中，在电子仪器当中，尽管电阻同样会消耗电能，但在许多情况下，它具有特殊作用。,电阻（位）器,1.定义 具有一定阻值，一定几何形状，

6、一定技术性能的在电路中起特定作用的元件，叫做电阻器（简称电阻）。,2.单位：电阻器的基本单位是欧姆（）。 在实际当中，常常使用由导出的单位：千欧（k），兆欧（M），吉欧（G），太欧（T），拍欧（P），艾欧（E）等。 进率以k为界限，千以下（包含千）用小写，以上用大写。,4.符号 在画电路图时，电阻用符号“ ”表示，长是宽的3倍（至少2倍)。当加上限定符号后，可表示不同特性的电阻，后面将分别介绍。,3.作用：在电子设备中，作负载、分流、限流、分压、降压、取样等。取样电阻就是做参考的电阻，常用在反馈电路里，拿个稳压电源的电路举例说，为了可以使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（

7、常用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少。,1.按结构分：固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器。,二、 电阻器的分类,2.按外形分：圆柱形、管形、方形、片状、集成电阻。,3.按用途分：普通型、精密型、功率型、高压型、高阻型、高频型、保险型。,普通型（通用型）：适用于一般技术要求的电阻，功率为0. 05（1/20）W2W，阻值为122M，偏差为5%20%。,精密型：功率小于2W，阻值0.0120M，偏差为2%0. 001%。,功率型：功率在2W200W之间，阻值0.151M，精度5%20%，多为线绕电阻，不宜在高频电路中使用。,高压型：适用于高压装置中，工作在1000V

8、100KV之间，高的可达35GV，功率在0. 5100W之间，阻值可达1000 M。,高阻型：阻值在10 M以上，最高可达1014。,高频型（无感型）：电阻自身电感量极小，又称无感电阻，阻值小于1k，功率可达100W，可用于频率在10MHz以上的电路。,集成电阻：这是一种电阻网络，具有体积小，规整化，精密度高等特点，适用于电子仪器仪表及计算机产品中。,保险型：采用不燃性金属膜制造，具有电阻与保险丝的双重作用，阻值范围为0.3310K。当实际功率为额定功率30倍时，7s断，当实际功率是额定功率12倍时，30120s断。,4. 按材料分,合金型：用块状电阻合金拉制成合金线或碾成合金箔片，制成电阻。

9、如线绕电阻，精密合金箔电阻等。,薄膜型：在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下，薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜、金属氧化膜等。,合成型：电阻体由导电颗粒（石墨、碳黑）和有机（无机）粘接剂混合而成，可以制成薄膜或实芯两种类型。 表1.5列出了电阻器的型号和命名。,表1.5 电阻器型号与命名,三、 电阻器主要技术参数指标,额定功率 标称阻值 允许偏差 温度系数 非线性度 噪声系数,由于电阻器表面积有限，一般只标明阻值，精度，材料和额定功率，对于小于0. 5W的小电阻，通常只标明阻值和精度，材料及功率由外形颜色和尺寸判断。,1. 负荷功率（额定功率） 电阻器在电路中长时间连

10、续工作不损坏或不显著改变其性能时所允许消耗的最大功率，称为电阻器的额定功率。 电阻器是耗能元件，在工作电路中将电能转化为热能释放。如果耗能太多，将会被烧毁。电阻器的额定功率不是电阻器在实际工作时所必须消耗的功率，而是电阻器在工作时允许消耗功率的限制。为防止电阻器在电路中被烧毁，选择电阻器时，应使额定功率高于实际消耗功率的1. 52倍。 市场上销售的电阻器，对小于0. 5W的一般不标其功率，使用者凭经验，按体积大小估计。同类电阻，体积越大，功率越大。 表1. 6列出了常用电阻器的功率与外形尺寸。,表1.6 常用电阻器功率与外形尺寸,在线路图中，常用下列符号表示电阻器及其功率：,2. 标称阻值与偏

11、差（前已讲）,功率1W或大于1W的电阻器，一律以阿拉伯数字标出。,电抗元件包括电阻器（含电位器）、电容器和电感器（含变压器），它们在电子产品中应用非常广泛，尤其是电阻器和电容器，往往占一个产品元器件的80%以上。因此，电抗器件被称为基础元件。 1、标称值与偏差 由于工厂商品化生产的需要，电抗元件产品的规格是按一种特定数列提供的，考虑到技术上和经济上的合理性，目前主要采用E数列作为电抗元件规格。,（一）电抗元件的标称值与偏差,E数列通项公式： n=1、2、3 当E取不同数值时，计算所得数值四舍五入取近似值，形成数值系列。（此系列E一经选定，取E个值时，即可得出E个数值，当n大于E时，可得出又一组

12、数值，分别是前一组数值的10倍）。,n=1 2 3 4 5 6 a1 a2 a3 a4 a5 a6 1 1. 467 2. 15 3.16 4.64 6. 81 7 8 9 10 11 12 a7 a8 a9 a10 a11 a12 10 14. 6 21. 531. 646. 468. 1,例： E=6时,E取6、12、24、48所得数值构成数列，分别称为E6、E12、E24、E48系列。电抗元件的数值即是按此数列分布的。同时，对应不同的数列，允许偏差值也不同，数值分布越疏，偏差越大。常用的E6、E12、E24系列对应的偏差分别为20%、10%、5%，（E48为2%、E96为1%）。,其偏差

13、规定也是很科学的。理论上讲，任一数值规格，都可在相邻两数值中找到，即在同一数列中，标称值的偏差是衔接或重叠的（有少数因取舍化整的缘故略有间隙）。例如E12系列中的2. 7与3. 3，由于偏差为10%，则2. 7（1+0. 1）为2. 97，而3. 3（1-0.1）也为2. 97，即2. 7与3. 3之间所有数值均被覆盖。因此，工厂生产的电抗元件都是按E系列生产的，具体生产时，系列的数值乘以10n即可得出全系列数值。,由上可知，市场上买不到50k的电阻，26F的电容和5.9mH的电感，而只能根据精度要求在相应系列中选择接近的规格（除非电路性能有特别要求），一般尽可能选择普通系列规格。 精密电抗元

14、件可选用E48（2%），E96（1%），E192（0. 5%）等系列，但由于制造、筛选及测试成本增高，使用数量较少，这些元件价格要比常用系列高出数倍甚至数十倍。 表1.1列出了E6、E12、E24系列的数值及相应的允许偏差。,表1.1 常用电抗元件标称系列,2、单位与偏差标准符号 将表1. 1中的数列乘以10 n （n为正整数或负整数），就形成E全系列数值，即各种不同规格的电抗元件规格。为称呼和使用方便，通常采用标准字符代表倍数，电抗元件常用字符如表1.2所示。 偏差也由标准符号代表，常用偏差符号与精度级数对照如表1.3所示。,表1.2 电抗元件常用倍率符号,表1.3 常用电抗元件偏差符号表,

15、3. 温度系数 所有材料的电阻率，都随温度而变化，在衡量电阻温度稳定性时，使用温度系数： 式中 为电阻温度系数，单位为1/ 0C，R1、R2分别是温度为t1、t2时电阻的电阻值，单位为。 电阻的温度系数可为正，也可为负。其绝对值越大，性能越不稳定。一般金属膜、合成膜具有较小的正温度系数，碳膜电阻具有负温度系数。,四、电阻器的标准及命名方法,电阻器的表面积有限。一般大型电阻器标出电阻的材料、阻值、功率、偏差，其顺序是：,小电阻只标阻值与偏差，材料由表体颜色表示，功率由尺寸大小估计。,表1.5 电阻器型号与命名,电位器外表上还应标出规格，常见的标注方法为： （1）单联电位器标注方法为： 型号功率阻

16、值阻值变化规律轴长及型式,单联电位器,双联电位器,多联电位器,这里我们所介绍的是电抗元件的电阻值、电容值、电感值及其偏差的标志，其它如功率、电压、电流的标志，将在后面各个部分分别介绍。 1.直标法（文字标注法） 在元件表面直接标出数值与偏差，如图1.1所示。直标法中，可以用单位符号代替小数点，例如：0.33可标为33，3.3k可标为3k3。 直标法一目了然，但只适用于较大体积元件，且国际上不能通用。,电抗元件的标注方法,阻值 510,制造年月,图1.1 电抗元件直标法示例,2. 数码标注法 用三位数字表示元件的标称值，如图1.2所示，从左至右，前二位数表示有效数，第三位是有效数字后的零的个数，即前两位数乘以10 n（ n=08）。当n=9时，为特例，表10 1。 例如，电容479表示4. 7pF。 采用数码