1、第二章第二章简单直流电路简单直流电路第二章简单直流电路第二章简单直流电路 教学重点：教学重点：1理解电动势、端电压、电位的概念。理解电动势、端电压、电位的概念。2掌握闭合电路的欧姆定律。掌握闭合电路的欧姆定律。3掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。4了解万用表的基本构造和基本原理，掌握万用表的使了解万用表的基本构造和基本原理，掌握万用表的使用方法。用方法。5掌握电阻的测量方法。掌握电阻的测量方法。6. .学会分析计算电路中各点电位。学会分析计算电路中各点电位。 教学难点：教学难点：1运用电阻串联分压关系与并联分流关系解决电阻电路运用电阻串联分压关系与并联分流
2、关系解决电阻电路问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。2熟练分析计算电路中各点电位。熟练分析计算电路中各点电位。学时分配：学时分配： 序序号号内内 容容 学时学时1第一节电动势第一节电动势 闭合电路的欧闭合电路的欧 姆定律姆定律 22第二节电池组第二节电池组 3第三节电阻的串联第三节电阻的串联 24第四节电阻的并联第四节电阻的并联 5第五节电阻的混联第五节电阻的混联 6第六节万用表的基本原理第六节万用表的基本原理 27实验实验2.1练习使用万用表练习使用万用表 序号序号 内内 容容学时学时8实验实验 2.2电流表改装电压表电流表改装电压表 29第七节电
3、阻的测量第七节电阻的测量 210实验实验 2.3用惠斯通电桥测电阻用惠斯通电桥测电阻 211第八节电路中各点电位的计算第八节电路中各点电位的计算 212实验实验 2.4电压和电位的测定电压和电位的测定 213本章小结与习题本章小结与习题 14本章总学时本章总学时 16第二章第二章简单直流电路简单直流电路第一节电动势闭合电路的欧姆定律第一节电动势闭合电路的欧姆定律第二节电池组第二节电池组第三节电阻的串联第三节电阻的串联第四节电阻的并联第四节电阻的并联第五节电阻的混联第五节电阻的混联第六节万用表的基本原理第六节万用表的基本原理第七节电阻的测量第七节电阻的测量第八节电路中各点电位的计算第八节电路中各
4、点电位的计算本章小结本章小结第一节电动势闭合电路的欧姆定律第一节电动势闭合电路的欧姆定律 一、电动势一、电动势二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律三、负载获得最大功率的条件三、负载获得最大功率的条件一、电动势一、电动势动画动画 M2-1 电动势电动势电动势通常用符号电动势通常用符号 E 或或 e ( (t) )表示，表示，E 表示大小与方向都恒定表示大小与方向都恒定的的电动势电动势( (即直流电源的电动势即直流电源的电动势) )，e ( (t) )示大小和方向随时间变化的示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为电动势，也可简记为 e 。电动势的国际单位制为伏特，记做。电动势的国际单位
5、制为伏特，记做 V 。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势电动势。qWE 电动势是一个标量。电动势是一个标量。电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。正极，即与电源两端电压的方向相反。 电动势的大小电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设电源内部移到电源正极所作
6、的功。如设 W 为电源中非静电力为电源中非静电力( (电电源力源力) )把正电荷量把正电荷量 q 从负极经过电源内部移送到电源正极所作的从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则功，则电动势大小电动势大小为为二、闭合电路的欧姆定律二、闭合电路的欧姆定律图中图中 R0 表示电源的内部电阻，表示电源的内部电阻，R 表示电源外部连接的电阻表示电源外部连接的电阻( (负载负载) )。闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律的数学表达式为的数学表达式为 E RI + + R0I 或或0RREI+ + 图图 2-1简单的闭合电路简单的闭合电路 R0 外电路两端电压外电路两端电压 ，显然，负载，显然，负载电阻电阻
7、 R 值越大，其两端电压值越大，其两端电压 U 也越大；当也越大；当 R R0 时时( (相当于开相当于开路路) )，则，则 U = E；当；当 R R0时时( (相当于短路相当于短路) )，则，则 U = 0，此时一，此时一 般情况下的电流般情况下的电流 ( (I = E / R0) ) 很大，电源容易烧毁。很大，电源容易烧毁。ERRRIRERIU00+ + 【例【例2-1】 如图如图 2-2 所示，当单刀双掷开关所示，当单刀双掷开关 S 合到位置合到位置 1 时，时，外电路的电阻外电路的电阻 R1 = 14 ，测得电流表读数，测得电流表读数 I1 = 0.2 A；当开关；当开关 S 合合到
8、位置到位置 2 时，外电路的电阻时，外电路的电阻 R2 = 9 ，测得电流表读数，测得电流表读数 I2 = 0.3 A；试求电源的电动势试求电源的电动势 E 及其内阻及其内阻 R0 。 图图 2-2 例题例题 2-1 R0解解: :根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组E = R1I1 + + R0 I1( (当当 S 合到位置合到位置 1 时时) )E = R2I2 + + R0 I2( (当当 S 合到位置合到位置 2 时时) )解得：解得：R0 1 ，E 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电。本例题给出了一种测量直流电源电动势动势 E 和内阻和内阻
9、R0的方法。的方法。三、负载获得最大功率的条件三、负载获得最大功率的条件 电源输出的最大功率电源输出的最大功率是是REp42max max202EM222PREREP 容易证明：在电源电动势容易证明：在电源电动势 E 及其内阻保持不变时，及其内阻保持不变时，负载负载 R 获获得最大功率的条件得最大功率的条件是是 R =R0，此时负载的最大功率值为，此时负载的最大功率值为图图 2-3电源输出功率与外电路电源输出功率与外电路( (负载负载) )电阻的关系曲线电阻的关系曲线 【例【例2-22-2】如图如图 2-4 所示，直流电源的电所示，直流电源的电动势动势 E 10 V、内阻、内阻 R0 0.5
10、，电阻，电阻 R1 2 ，问：可变电阻，问：可变电阻 RP 调至多大时调至多大时可获得最大功率可获得最大功率Pmax？W104P2max REP图图 2-4 例题例题 2-2 R0 解解:将将( (R1 + + R0) )视为电源的内视为电源的内阻，阻， 则则 RP R1 + + R0 2.5 时，时，RP 获得最大功率获得最大功率第二节电池组第二节电池组 一、电池的串联一、电池的串联二、电池的并联二、电池的并联图图 2-5串联电池组串联电池组 一、电池的串联一、电池的串联 如果有如果有 n 个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分
11、别为势与等效内阻分别为E串串 nE ，r串串 n R0如图如图 2-5 所示串联电池组，每个电池的电动势均为所示串联电池组，每个电池的电动势均为 E、内阻均、内阻均为为 R0 。串联电池组的电动势是单个电池电动势的串联电池组的电动势是单个电池电动势的 n 倍，倍， 额定电流相额定电流相同。同。 二、电池的并联二、电池的并联如图如图 2-6 所示并联电池组，每个电池的电动势均为所示并联电池组，每个电池的电动势均为 E、内阻均、内阻均为为 R0 。如果有如果有 n 个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为势与等效内阻分别为E并并 E
12、 E ， r并并 R0 / /n 并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的 n 倍，电动势倍，电动势相同。相同。图图 2-6 并联电池组并联电池组 第三节电阻的串联第三节电阻的串联 一、电阻串联电路的特点一、电阻串联电路的特点二、应用举例二、应用举例一、电阻串联电路的特点电阻串联电路的特点图图 2-7电阻的串联电阻的串联设总电压为设总电压为 U、电流为、电流为 I、总功率为、总功率为 P。1. 等效电阻等效电阻: :R R1+ + R2 + + + + RnIRURURURUnn 22112. 分压关系：分压关系： 特例：两只电阻特例：两只电阻 R1、R
13、2串联时，等效电阻串联时，等效电阻 R = R1 + + R2 , 则则有分压公式有分压公式 URRRUURRRU21222111 + + + + ，22211IRPRPRPRPnn 3. 功率分配功率分配: :二、应用举例应用举例解：将电灯解：将电灯( (设电阻为设电阻为 R1) )与与一只分压电一只分压电 R2串联后，接入串联后，接入 U 220 V 电源上，如图电源上，如图 2-8 所示。所示。【例【例2-3】有一盏额定电压为】有一盏额定电压为 U1 40 V、额定电流为、额定电流为 I 5 A 的电灯，应该怎样把它接入电压的电灯，应该怎样把它接入电压 U 220 V 照明电路中。照明电
14、路中。图图 2-8例题例题 2-3 36518022IUR解法一：分压电阻解法一：分压电阻 R2 上的电压上的电压U2 = UU1 = (220 40 )V= 180 V，且，且 U2 = R2I，则，则解法二：利用两只电阻串联的分压公式解法二：利用两只电阻串联的分压公式 + + 8112111IURURRRU，且，且可得可得 361112UUURR即将电灯与一只即将电灯与一只 36 分压电阻串联后，接入分压电阻串联后，接入 U = 220 V 电源电源上即可。上即可。【例【例 2-4】有一只电流表，内阻】有一只电流表，内阻 Rg 1 k ，满偏电流为满偏电流为Ig 100A，要把它改成量程为
15、，要把它改成量程为 Un 3 V的电压表，应该串联一只多大的分的电压表，应该串联一只多大的分压电阻压电阻 R？ 解：如图解：如图 2-9 所示。所示。 该电流表的电压量程为该电流表的电压量程为 Ug = RgIg = 0.1 V，与分压电阻，与分压电阻 R串联后串联后的总电压的总电压 Un = 3 V，即将电压量程扩大到，即将电压量程扩大到 n = Un/Ug = 30 倍。倍。 利用两只电阻串联的分压公式，利用两只电阻串联的分压公式，可得可得 nURRRU+ + ggg k29)1(1gggggRnRUURUUURgnn则则 上例表明，将一只量程为上例表明，将一只量程为 Ug、内阻为内阻为
16、Rg 的表头扩大到量程为的表头扩大到量程为 Un ，所需要的分压电阻为所需要的分压电阻为 R = ( (n 1) ) Rg，其中，其中 n = ( (Un/Ug) )称为电压扩大称为电压扩大倍数。倍数。图图 2-9例题例题 2-4A第四节电阻的并联第四节电阻的并联一、电阻并联电路的特点一、电阻并联电路的特点二、应用举例二、应用举例nRRRR111121+ + + + + 设总电流为设总电流为 I，总电压为总电压为 U，总功率为，总功率为 P。1. 1. 等效电导等效电导: : G = G1 + + G2 + + + + Gn 即即 一、电阻并联电路的特点一、电阻并联电路的特点 图图 2-10电
17、阻的并联电阻的并联2. 2. 分流关系：分流关系： R1I1 = R2I2 = = RnIn = RI = U3. 3. 功率分配：功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U 2I特例：两只电阻特例：两只电阻 R1、R2 并联时，等效电阻并联时，等效电阻 2121RRRRR+ + 。，IRRRIIRRRI21122121 + + + + 则有分流公式则有分流公式 【例【例2-5】如图如图 2-11 所示，电源供电电压所示，电源供电电压U = 220 V，每根输电，每根输电导线的电阻均为导线的电阻均为 R1 = 1 ，电路中一共并联，电路中一共并联 100 盏额定电压
18、盏额定电压 220V、功率功率 40 W 的电灯。假设电灯正常发光时电阻值为常数。试求：的电灯。假设电灯正常发光时电阻值为常数。试求：( (1) )当只有当只有 10 盏电灯工作时，每盏电灯的电压盏电灯工作时，每盏电灯的电压 UL 和功率和功率 PL ；( (2) ) 当当 100 盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压 UL 和功率和功率 PL 。二、应用举例二、应用举例图图 2-11例题例题2-5解解:每盏电灯的电阻为每盏电灯的电阻为 R = U2/P = 1210 ，n 盏电灯并联后的盏电灯并联后的等效电阻为等效电阻为 Rn =R / n根据分压公式，可得每盏电
19、灯的电压根据分压公式，可得每盏电灯的电压 ，功率功率URRRUnn+ + 1L2RUP2LL ( (1) )当只有当只有 10 盏电灯工作时，即盏电灯工作时，即 n = 10，则，则 Rn = R/n = 121 ，因此因此 W39V21622LL1L + + RUPURRRUnn，( (2) ) 当当100盏电灯全部工作时，即盏电灯全部工作时，即 n = 100，则，则 Rn = R/n = 12.1 ，W29V18922LL1L + + RUPURRRUnn，【例【例2-6】有一只微安表，满偏电流为】有一只微安表，满偏电流为 Ig = 100 A、内阻、内阻 Rg=1 k ， 要改装成量程
20、为要改装成量程为 In =100A的电流表，试求所需分流电阻的电流表，试求所需分流电阻 R。图图 2-12例题例题2-6 解：如图解：如图 2-12 所示，所示，设设 n =In/Ig( (称为电流量程扩大倍数称为电流量程扩大倍数) )，根据分流公式可得根据分流公式可得 I n ，则，则RRRI+ + gg1 nRRg本题中本题中 n = In/Ig = 1000， 111000k11nRRg上例表明，将一只量程为上例表明，将一只量程为 Ig、内阻为、内阻为 Rg 的表头扩大到量程为的表头扩大到量程为 In ，所需要的分流电阻为，所需要的分流电阻为 R =Rg /( (n 1) )，其中，其中
21、 n = ( (In/Ig) )称为电称为电流扩大倍数。流扩大倍数。第五节电阻的混联第五节电阻的混联一、电阻混联电路分析步骤一、电阻混联电路分析步骤二、解题举例二、解题举例一、电阻混联电路分析步骤一、电阻混联电路分析步骤在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为称为电阻混联电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：个步骤：1首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；出串、并联关系明确的电路图
22、；2利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；3利用已知条件进行计算，确定电路的端电压与总电流；利用已知条件进行计算，确定电路的端电压与总电流；4根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或各部分的电压。流或各部分的电压。二、解题举例二、解题举例【例【例2-72-7】如图如图 2-13 所示，已知所示，已知 R1 R2 8 ， R3 R4 6 ，R5 R6 4 ，R7 R8 24 ，R9 16 ；电压；电压 U 224 V。试求：试求：( (1) ) 电路总的等效电阻电路总的等效电
23、阻 RAB 与总电流与总电流 I ； ( (2) 电阻电阻 R9 两端的电压两端的电压 U9 与通过它的电流与通过它的电流 I9。图图2-13例例2-7 V32 A2V48V962412999965EF9CD4EF3EFEF + + + + + + IRURRRUIURRRRU，( (2) )利用分压关系求各部分电压：利用分压关系求各部分电压：UCD = RCD I = 96 V， 解解:( (1) ) R5、R6、R9三者串联后，再与三者串联后，再与 R8 并联，并联，E、F两端两端等效电阻为等效电阻为 REF (R5 + + R6 + + R9)R8 12 REF、R3、R4 三电阻串联后
24、，再与三电阻串联后，再与 R7 并联，并联，C、D 两端等效电阻为两端等效电阻为 RCD (R3 + + REF + + R4)R7 12 总的等效电阻总的等效电阻 RAB R1 + + RCD + + R2 28 总电流总电流 I U /RAB （224/28） A 8 A 【例【例2-8】如图如图 2-14 所示，已知所示，已知 R 10 ，电源电动势，电源电动势 E = 6 V，内阻，内阻 r 0.5 ，试求电路中的总电流，试求电路中的总电流 I。图图2-14 例题例题 2-8 的等效电路的等效电路解解:首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，并画出等效电路，首先整理清楚电路中电阻串、并联关
25、系，并画出等效电路，如图如图 2-15 所示。所示。 四只电阻并联的等效电阻为四只电阻并联的等效电阻为 Re R/4 2.5 根据全电路欧姆定律，电路中的总电流为根据全电路欧姆定律，电路中的总电流为 A2 + + rREIe图图 2-15例题例题 2-8 的等效电路的等效电路 第六节第六节 万用电表的基本原理万用电表的基本原理一、万用表的基本功能一、万用表的基本功能二、万用表的基本原理二、万用表的基本原理三、万用表的使用三、万用表的使用万用电表又叫做复用电表，通常称为万用表。它是一种可以万用电表又叫做复用电表，通常称为万用表。它是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多、
26、测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多、量程范围宽、价格低以及使用和携带方便等优点，因此广泛应用量程范围宽、价格低以及使用和携带方便等优点，因此广泛应用于电气维修和测试中。于电气维修和测试中。一般的万用表可以测量一般的万用表可以测量直流电压直流电压、直流电流直流电流、电阻电阻、交流电交流电压压等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的以及晶体管的 值等。值等。 一、万用表的基本功能一、万用表的基本功能 万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、
27、并联分流等规律基础之上的。分流等规律基础之上的。万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈（叫做动圈），它的电阻可动的线圈（叫做动圈），它的电阻 Rg 称为表头的内阻。动圈处称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，
28、动圈中所通过的电流称为满偏电流中所通过的电流称为满偏电流 Ig。Rg与与 Ig 是表头的两个主要参数。是表头的两个主要参数。 二、万用表的基本原理二、万用表的基本原理1直流电压的测量直流电压的测量 将表头串联一只分压电阻将表头串联一只分压电阻 R ，即构成一个简单的直流电压表，即构成一个简单的直流电压表，如图如图 2-16 所示。所示。图图 2-16简单的直流电压表简单的直流电压表gxRRUI+ + 测量时将电压表并联在被测电压测量时将电压表并联在被测电压 Ux 的两端，通过表头的电流的两端，通过表头的电流与被测电压与被测电压 Ux 成正比成正比 在万用表中，用转换开关分别将不同数值的分压电阻
29、与表头在万用表中，用转换开关分别将不同数值的分压电阻与表头串联，即可得到几个不同串联，即可得到几个不同 的电压量程。的电压量程。 【例【例2-9】如图】如图 2-17 所示某万用表的直流电压表部分电路，所示某万用表的直流电压表部分电路，五个电压量程分别是五个电压量程分别是 U1 2.5 V，U2 10 V，U3 50 V，U4 250 V，U5 500 V，已知表头参数，已知表头参数Rg 3 k ，Ig 50A。试求电路中各分压电阻试求电路中各分压电阻 R1、R2、 R3、R4、R5 。图图 2-1例题例题2-9 解解:利用电压表扩大量程公式利用电压表扩大量程公式 R ( (n 1) )Rg
30、，其中，其中 n ( (Un/Ug) )，Ug RgIg 0.15 V。( (1) )求求 R1：n1 ( (U1/Ug) ) 16.67，R1 ( (n 1) ) Rg 47 k ( (2) )求求 R2：把：把 Rg2 Rg + + R1 50 k 视为表头内阻，视为表头内阻，n2 ( (U2/U1) ) 4，则，则 R2 ( (n 1) ) Rg2 150 k ( (3) )求求 R3：把：把 Rg3 Rg + + R1 + + R2 200 k 视为表头内阻，视为表头内阻，n3 ( (U3/U2) ) 5，则，则 R3 ( (n 1) ) Rg3 800 k ( (4) ) 求求 R4
31、：把：把 Rg4 Rg + + R1 + + R2 + + R3 1000 k 视为表头内阻，视为表头内阻，n4 ( (U4/U3) ) 5，则，则 R4 ( (n 1) ) Rg4 4000 k 4 M ( (5) ) 求求 R5：把：把 Rg5 Rg + + R1+ +R2 + + R3 + + R4 5 M 视为表头内阻，视为表头内阻，n5 ( (U5/U4) ) 2，则，则 R4 ( (n 1) ) Rg5 5 M 将表头并联一只分流电阻将表头并联一只分流电阻 R，即构成一个最简单的直流电流，即构成一个最简单的直流电流表，如图表，如图 2-18 所示。所示。 设被测电流为设被测电流为
32、Ix ，则通过表头的电流与被测，则通过表头的电流与被测电流电流 Ix 成正比，即成正比，即 xgGIRRRI+ + ggLgRIIIR 分流电阻分流电阻 R 由电流表的量程由电流表的量程 IL 和表头参数确定和表头参数确定 2. .直流电流的测量直流电流的测量图图 2-18简单的直流电流表简单的直流电流表 实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，如图如图 2-19 所示。所示。 图图 2-19多量程的直流电流表多量程的直流电流表 A万用表测量电阻万用表测量电阻( (即欧姆表即欧姆表) )的电路如图的电路如图 2-20 所示。所示。3. .电阻
33、的测量电阻的测量图图 2-20 电阻表原理电阻表原理 AAA可变电阻可变电阻 R 叫做叫做调零电阻调零电阻，当红、黑表笔相接时，当红、黑表笔相接时( (相当于相当于被测电阻被测电阻 Rx 0 ) )，调节，调节 R 的阻值使指针指到表头的满刻度，的阻值使指针指到表头的满刻度， 即即RRREI+0gg万用表电阻挡的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大万用表电阻挡的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时时( (即红、黑表笔间开路即红、黑表笔间开路) )指针指针在表头的零度位置上。在表头的零度位置上。 当红、黑表笔间接被测电阻当红、黑表笔间接被测电阻 Rx 时，通过表头的电流为时，通过表头的电流为x
34、RRRREI+ + + + 0g可见表头读数可见表头读数 I 与被测电阻与被测电阻 Rx 是一一对应的，并且成反比是一一对应的，并且成反比关系，因此欧姆表刻度不是线性的。关系，因此欧姆表刻度不是线性的。 万用表有红与黑两只表笔（测棒），表笔可插入万用表的万用表有红与黑两只表笔（测棒），表笔可插入万用表的“+ + 、 ”两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入“+ +”极性极性孔里，黑表笔插入孔里，黑表笔插入“ ”极性孔里。测量直流电流、电压等物理极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时，必须注意正、负极性。根据测量对象，将转换开关旋至量时，必须注意正、负极性。
35、根据测量对象，将转换开关旋至所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高挡试所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高挡试测，如不合适再逐步改用较低的挡位，以表头指针移动到满刻测，如不合适再逐步改用较低的挡位，以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。度的三分之二位置附近为宜。1. .正确使用转换开关和表笔插孔正确使用转换开关和表笔插孔三、万用表的使用三、万用表的使用2. .正确读数正确读数 万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。被测量的种类、性质和所用量程认清
36、所对应的读数标尺。 3. .正确测量电阻值正确测量电阻值 在使用万用表的欧姆挡测量电阻之前，应首先把红、黑表笔在使用万用表的欧姆挡测量电阻之前，应首先把红、黑表笔短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选择电阻倍率挡。短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选择电阻倍率挡。测量某电阻测量某电阻 Rx 时，一定要使被测电阻断电不与其它电路有任何接时，一定要使被测电阻断电不与其它电路有任何接触，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利触，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时用欧姆表内部电池作为测试电源时( (例如判断二极管或三极管的管例
37、如判断二极管或三极管的管脚脚) )，要注意到，要注意到黑表笔接的是电源正极，红表笔接的是电源负极黑表笔接的是电源正极，红表笔接的是电源负极。 4. .测量高电压时的注意事项测量高电压时的注意事项在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上，然后再用红表笔去接触被测点处，接在被测电路的地电位上，然后再用红表笔去接触被测点处，操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防触电。在测量较高电压或较大电流时，触电。在测量较高电压或较大电流时，不能在测量时带电转动不
38、能在测量时带电转动转换开关旋钮转换开关旋钮改变量程或挡位。改变量程或挡位。5. .万用表的维护万用表的维护万用表应水平放置使用，要防止受震动、受潮热，使用万用表应水平放置使用，要防止受震动、受潮热，使用前首先看指针是否指在机械零位上，如果不在，应调至零位。前首先看指针是否指在机械零位上，如果不在，应调至零位。每次测量完毕，要将转换开关置于空挡或最高交流电压挡上。每次测量完毕，要将转换开关置于空挡或最高交流电压挡上。在测量电阻时，如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆在测量电阻时，如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆标尺的零位，则说明应更换万用表内部的电池；长期不用万标尺的零位，则说明应更换万
39、用表内部的电池；长期不用万用表时，应将电池取出，以防止电池受腐蚀而影响表内其它用表时，应将电池取出，以防止电池受腐蚀而影响表内其它元件。元件。 第七节电阻的测量第七节电阻的测量 一、电阻的测量方法一、电阻的测量方法二、伏安法测电阻二、伏安法测电阻 三、惠斯通电桥三、惠斯通电桥一、电阻的测量方法电阻的测量方法电阻的测量在电工测量技术中占有十分重要的地位，电阻的测量在电工测量技术中占有十分重要的地位，工程中所测量的电阻值，一般是在工程中所测量的电阻值，一般是在 10-6 1012 的范围内。的范围内。为减小测量误差，选用适当的测量电阻方法，通常是将电为减小测量误差，选用适当的测量电阻方法，通常是将
40、电阻按其阻值的大小分成三类，即小电阻阻按其阻值的大小分成三类，即小电阻( (1 以下以下) )、中等电、中等电阻阻( (1 0.1 M ) )和大电阻和大电阻( (0.1 M 以上以上) ) 。测量电阻的方。测量电阻的方法很多，常用的方法分类如下：法很多，常用的方法分类如下： 1. .按获取测量结果方式分类按获取测量结果方式分类 ( (1) )直接直接测阻法测阻法采用直读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以采用直读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以电阻的单位（电阻的单位（ 、k 或或 M ) )刻度的，根据仪表指针在标尺上的刻度的，根据仪表指针在标尺上的指示位置，可以直接读取测量结果。例如用万用表的电阻
41、挡或兆指示位置，可以直接读取测量结果。例如用万用表的电阻挡或兆欧欧 表等测量电阻，就是直接测阻法。表等测量电阻，就是直接测阻法。 ( (2) )比较测阻法比较测阻法采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零时，可以根据行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。 ( (3) )间接测阻法间接测阻法通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单公式计算
42、，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是电流、电压表法测量电阻（即伏安法）。它是用的间接测阻法是电流、电压表法测量电阻（即伏安法）。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。 2. .按被测电阻的阻值的大小分类按被测电阻的阻值的大小分类( (1) )小小电阻的测量是指测量电阻的测量是指测量 1 以下的电阻。测量小电阻时，以下的电阻。测量小电阻时，一般是选用毫欧表。要求测量精度比较高时，则可选用双臂电
43、桥一般是选用毫欧表。要求测量精度比较高时，则可选用双臂电桥法测量。法测量。( (2) )中等电阻的测量是指测量阻值在中等电阻的测量是指测量阻值在 1 0.1 M 之间的之间的电阻。对中等电阻测量的最为方便的方法是用电阻表进行测量，电阻。对中等电阻测量的最为方便的方法是用电阻表进行测量，它可以直接读数，但这种方法的测量误差较大。中等电阻的测量它可以直接读数，但这种方法的测量误差较大。中等电阻的测量也可以选用伏、安表测阻法，它能测出工作状态下的电阻值。其也可以选用伏、安表测阻法，它能测出工作状态下的电阻值。其测量误差比较大。若需精密测量可选用单臂电桥法。测量误差比较大。若需精密测量可选用单臂电桥法
44、。( (3) )大电阻的测量是指测量阻值在大电阻的测量是指测量阻值在 0.1 M 以上的电阻。在测以上的电阻。在测量大电阻时可选用兆欧表法，可以直接读数，但测量误差也较大。量大电阻时可选用兆欧表法，可以直接读数，但测量误差也较大。 图图 2-21伏安法测电阻伏安法测电阻 二、伏安法测电阻二、伏安法测电阻 图图 2-21( (a) ) 是电流表外接的伏安法，是电流表外接的伏安法，这种测量方法的特点是电流表读数这种测量方法的特点是电流表读数 I 包包含被测电阻含被测电阻 R 中的电流中的电流 I 与电压表中的与电压表中的电流电流IV ，所以电压表读数，所以电压表读数 U 与电流表读与电流表读数数I
45、的比值应是被测电阻的比值应是被测电阻 R 与电压表内与电压表内阻阻 RV 并联后的等效电阻，并联后的等效电阻， 即即 ( (R/RV) ) U/I，所以被测电阻值为，所以被测电阻值为VRUIUR IUR 如果不知道电压表内阻如果不知道电压表内阻 RV 的准确值，令的准确值，令 ，则该种测，则该种测量方法适用于量方法适用于 R RA 的情况，即适用于测量阻值较大的电阻。的情况，即适用于测量阻值较大的电阻。IUR 三、惠斯通电桥三、惠斯通电桥惠斯通电桥法可以比较准确地测量电阻，其原理如图惠斯通电桥法可以比较准确地测量电阻，其原理如图 2-22 所示。所示。3124RRRR R1、R2、R3为可调电
46、阻，并为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。且是阻值已知的标准精密电阻。R4 为被测电阻，当检流计的指针为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时，称为电桥平衡。指示到零位置时，称为电桥平衡。此时，此时，B、D 两点为等电位，被测两点为等电位，被测电阻为电阻为图图2-22 惠斯通电桥法测量电阻惠斯通电桥法测量电阻惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。 动画动画 M 2-2 惠斯通电桥惠斯通电桥被测电阻为被测电阻为 RllR12x 第八节电路中各点电位的计算第八节电路中各点电位的计算 一、电位参考点一、电位参考点( (即零电位点即零电位点)
47、 ) 二、电位的定义二、电位的定义 一、电位参考点一、电位参考点( (即零电位点即零电位点) )在电路中选定某一点在电路中选定某一点 A 为为电位参考点电位参考点，就是规定该点的电位，就是规定该点的电位为零为零, 即即 VA 0。电位参考点的选择方法是：。电位参考点的选择方法是：( (1) )在工程中常选大地作为电位参考点；在工程中常选大地作为电位参考点；( (2) )在电子线路中在电子线路中,常选一条特定的公共线或机壳作为电位参常选一条特定的公共线或机壳作为电位参考点。考点。 在电路中通常用符号在电路中通常用符号“ ”标出电位参考点。标出电位参考点。二、电位的定义二、电位的定义 电路中某一点
48、电路中某一点M的电位的电位 VM 就是该点到电位参考点就是该点到电位参考点 A 的电压，的电压，也即也即 M、A 两点间的电位差，即两点间的电位差，即VM UMA计算电路中某点电位的方法是：计算电路中某点电位的方法是：( (1) ) 确认电位参考点的位置；确认电位参考点的位置；( (2) ) 确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正、负极性；确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正、负极性；( (3) ) 从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则该点从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和：电阻元件电压降写成的电位等于此路径上所有电压降的代数和：
49、电阻元件电压降写成 RI 形式，当电流形式，当电流I的参考方向与路径绕行方向一致时，选取的参考方向与路径绕行方向一致时，选取“ + + ”号；反之，则选取号；反之，则选取“ ”号。电源电动势写成号。电源电动势写成 E 形式，当形式，当电动势的方向与路径绕行方向一致时，选取电动势的方向与路径绕行方向一致时，选取“ ”号；反之，则选号；反之，则选取取“+ +”号。号。 【例【例2-102-10】如图如图 2-23 所示电路，已知：所示电路，已知：E1 45 V，E2 12 V，电源内阻忽略不计；电源内阻忽略不计；R1 5 ，R2 4 ，R3 2 。求。求 B、C、D 三点的电位三点的电位 VB、V
50、C、VD 。图图2-232-23例题例题2-102-10 A332121 + + + RRREEI解解:利用电路中利用电路中 A 点为电位参考点点为电位参考点( (零电位点零电位点) )，电流方向为顺，电流方向为顺时针方向：时针方向：B 点电位：点电位：VB = UBA = R1I = 15 VC 点电位：点电位：VC = UCA = E1 R1I = ( (45 15) ) V= 30 VD 点电位：点电位：VD = UDA = E2 + + R2I = ( (12 + + 12) )V= 24 V必须注意的是，电路中两点间的必须注意的是，电路中两点间的电位差电位差( (即电压即电压) )是
