项目三简单直流电路制作与调试

NetworkOptimizationExpertTeam项目3项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam1.多媒体展示我国生产生活中的直流线路的应用场合，明确直流电路是电工技术及应用中的重要组成部分。2.引领学生学习直流电路的基本分析方法和步骤。3.引领学生学会电气识图与制图的基本要求与技能。4.学生自主分组训练项目：“基尔霍夫定律电路板的制作与调试”。5.总结归纳直流电路分析、设计、制作与调试方法，每人写出项目报告。一、项目学习目标项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam电气识图的基本知识1.电气图的分类与制图规则1）电气图的分类按国家标准GB6988—86《电气制图》规定，电气技术领域中电气图有：系统图或框图、功能图、逻辑图、功能表图、电路图、等效电路图、端子功能图、程序图、接线图、单元接线图、互连接线图及位置简图等。（1）系统图或框图用符号或带注解的框，概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及主要特征的一种简图。（2）功能图表示理论与理想的电路而不涉及方法的一种简图。（3）逻辑图主要用二进制逻辑单元图形符号绘制的一种简图。（4）电路图用图形符号并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部组成和连接关系，而不考虑实际位置的一种简图。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam（5）程序图详细表示程序单元和程序片及其互连关系的一种简图。（6）接线图表示成套装置的连接关系，用以进行接线和检查的一种简图。（7）端子接线图表示成套装置或设备的端子以及接在端子上的外部接线的一种接线图。（8）位置简图和位置图表示成套装置、设备或装置中各个项目的位置的一种简图或一种图。2）电气制图规则国家标准GB6988—86《电气制图》规定了电气技术领域中图的编制方法，规定了《电气制图》的一般规则。关于图纸幅面、格式、图幅区、图线等的要求，需要时可查阅国标。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam2.文字符号、图形符号与项且代号1）文字符号文字符号分基本文字符号（单字母和双字母）和辅助文字符号。（1）基本文字符号单字母符号按拉丁字母将各种电气设备、装置和元器件划为23大类，每大类用一个专用单字母符号表示。（2）双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，其组合形式应以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出。双字母符号是在单字母符号不能满足要求，需将大类进一步划分时，采用的符号，可以较详细和更具体地表述电气设备装置和元器件。（3）辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的辅助文字符号。使用时放在表示种类的单字母符号后面组成双字母符号，也可以单独使用。2）图形符号与项目代号电气图用图形符号见GB4728《电气图用图形符号》。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam3.机械设备电气图、接线图的构成及作用1）机械设备电气图的构成机械设备电气图由电气控制原理图、电气装置位置图、电器元件布局图、接线图等组成。2）接线图的组成接线图由单元接线图、互连接线图和端子接线图组成。3）作用主要用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理等。在实际应用中，常将电路原理图、位置图和接线图一起使用。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam4.电气图的绘制及识读方法在绘制、识读电气控制原理图时应遵循以下原则：（1）原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路。电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3由上而下依次排列画出，中线N和保护地线PE画在相线之下。直流电源则正端在上，负端在下画出。电源开关要水平画出。主电路是指受电的动力装置及保护电路，它通过的是电动机的工作电流，电流较大。主电路要垂直电源电路画在原理图的左侧。控制电路是指控制主电路工作状态的电路。信号电路是指显示主电路工作状态的电路。照明电路是指实现机床设备局部照明的电路。这些电路通过的电流都较小，画原理图时，控制电路、信号电路、照明电路要跨接两相电源之间，依次画在主电路的右侧，且电路中的耗能元件要画在电路的下方，而电器的触头要画在耗能元件的上方。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam（2）原理图中，各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时，应从触头的常态位置出发。（3）原理图中，各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一国标符号画出。（4）原理图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起作用分画在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，必须标以相同的文字符号。图中相同的电器较多时，需要在电器文字符号后面加上数字以示区别。（5）原理图中，对有直接接电联系的交叉导线接点，要用小黑圆点表示；无直接接电联系的交叉导线连接点不画小黑圆点。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam直流电路的基本知识1.电路的组成与作用1）电路的组成实际电路是由电气器件如一些用电设备、控制电器等实际电路部件相互联接而成的。我们把供给电能的设备称为电源、把用电设备称为负载，把联接电源与负载的输送线路、控制设备称为中间环节。因此，不论电路结构的复杂程序如何，都可视为由电源、负载以及联接电源与负载的中间环节构成。2）电路的作用电路的作用根据其工作领域的不同分成两个方面：⑴电能的输送和转换这方面通常指的是电力工程，它包括发电、输电、配电，把电能转换成机械能、光能、热能等，以及交直流之间的整流、逆变过程等。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam⑵信号的传递和处理这是以传递和处理信号为目的的电路。例如在生产过程中各种非电物理量的自动调节，如语音、文字、音乐、图像这一类转换而成的电信号的接收和处理等。3）电路模型在电路中，有各种各样的用电设备和电源，它们分别属于不同的电路元件。这些元件按一定的方式联接起来，就构成了电路。这些元件在电路中的性质以及所起的作用是不同的。2.电路的基本物理量1）电流电荷有规则的移动就形成电流。电流又可以分成直流电流和交流电流两大类。凡方向不随时间变化的电流都可以称为直流电流。大小、方向都不随时间变化的电流叫稳恒直流，简称直流电。凡大小、方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流或交流电流。电流用符号“I”表示，电流的基本单位为A（安）。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam2）电阻导体对电流的阻碍作用叫电阻。电阻用符号“R”表示，电阻的基本单位为Ω（欧）。在一定温度下，一段均匀导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与组成导体材料的性质有关。3）电位及电位差带电体周围存在着一种叫做电场的特殊物质，它具有电场力和电位能这两个基本性质。电荷在电场中要受到电场力的作用而发生运动，故可以认为电荷在电场中具有电位能。单位正电荷在电场中某点所具有的电位能叫做这一点的电位，单位是V（伏）。电场中任意两点电位之差叫电位差，又叫电压，单位为V。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam4）电路电流经过的路径称为电路。最基本的电路由电源、负载和连接导线组成。电源是把其他形式的能量转换为电能的设备。在电源内部存在着一种非静电力，它能够把正电荷从负极移送到正极，使电源两极之间形成一个电位差。衡量电源力移动电荷做功本领大小的物理量叫电源的电动势，用符号E表示，单位为V。电动势的方向规定为由负极指向正极，由低电位指向高电位，且仅存于电源内部。电路分为外电路和内电路。从电源一端经负载回到另一端的电路称为外电路。电源内部的通路称为内电路。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam3.欧姆定律1）部分电路欧姆定律不含电源的电路称为无源电路。在电阻R两端加上电压U时，电阻中就有电流I流过。欧姆定律公式成立的条件是电压和电流的标定方向一致，否则公式中就应出现负号。2）全电路欧姆定律含有电源的闭合电路称为全电路，如图3-1所示。图中虚线框内代表一个电源。电源除具有电动势E外，一般都是有电阻的，这个电阻称为内电阻，用r0表示。当开关S闭合时，负载R中有电流I流过。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam项目三简单直流电路制作与调试图3-1全电路欧姆定律电路图NetworkOptimizationExpertTeam4.电功率电流所做的功叫电功，用符号A表示。电功的数学式为：若电压单位为V，电流单位为A，电阻单位为Ω，时间单位为S，则电功的单位为J（焦）。单位时间内电流所做的功叫电功率，用符号P表示，即：若电功单位为J，时间为S，则电功率的单位为J/S，又称W（瓦）。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试tRURtIIUtA22tAPNetworkOptimizationExpertTeam5.电源的外部特性与电路的三种状态1）电源的外部特性在电动势E不变的情况下，电源的端电压与电路中电流大小及电源的内电阻大小有关。一般情况下，电流越大，电源的端电压就越低。2）电路的三种状态当电路接通，负载中有电流流过时，电路处于导通状态；若外电路与电阻值近似为零的导体接通时，电路处于短路状态；若电路中有断开处，电路中没有电流流过时，电路处于开路（断路）状态。电路在开路状态时，电源的端电压与电动势相等。6.电阻的串联、并联及混联1）电阻的串联将电阻依次首尾连接，组成无分支的电路，叫做电阻的串联。电阻串联电路具有以下特点：二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam（1）流过每一个电阻的电流都相等。（2）电路的总电压等于各个电阻上电压的代数和。（3）电路的等效电阻等于各串联电阻之和。（4）各电阻上分配的电压与各自电阻的阻值成正比。（5）各电阻上消耗的功率之和等于电路所消耗的总功率。2）电阻的并联将电阻两端分别连接在一起的方式叫电阻的并联。电阻并联电路具有以下特点：（1）并联电路中各电阻两端电压相等。（2）电路的总电流等于各支路电流之和。（3）并联电路等效电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和。（4）各并联电阻中的电流即电阻所消耗的功率均与各电阻的阻值成反比。3）电阻的混联既有电阻串联又有电阻并联的电路称为混联电路。混联电路的计算方法是：先按串、并联等效简化的原则，将混联电路逐步化简，最终得到一个无分支电路。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimizationExpertTeam7.电路中电位、电压的计算1）零电位要确定电路中各点的电位高低，就必须在电路中确定一个电位参考点。这个参考点的电位为零，即是零电位。通常选大地为参考点，大地的电位就是零电位。2）电位的计算要计算电路中各点的电位，必须首先确定零电位点，再选择路径，即要计算某点的电位，可以从这点出发，经过一定的路径（路径可以任意选择）绕到零电位点。该点的电位就等于此路径上各段电压的代数和。绕行路径上电阻两端电压的正负以电流流入端为正；电动势的正负为计算电位时的正负。3）电压的计算电路中任意两点间电压的计算方法有两种：第一种方法是由电位求电压。第二种方法是分段计算法，即把两点间的电压分成若干小段进行计算，各小段电压的代数和即为所求电压值。二、项目相关知识项目三简单直流电路制作与调试NetworkOptimization