电工电子技术 课件 1任务三 照明电路的工作状态分析

任务三、照明电路工作状态分析电工电子技术

黄燕华任务导学生产生活中的照明电路(如手电筒电路)存在几种工作状态?为什么有时灯不亮?为什么有时灯不够亮或者太亮?开关设备为什么会跳闸?

任务导学开路、短路、带负载工作三种工作状态。灯不亮可能是回路断开，比如灯是坏的，保险丝烧坏、开关未合闸等。灯不够亮可能是因为电压太低，低于额定电压，灯太亮可能是因为电压高于额定电压。家里的开关设备会跳闸可能是因为回路短路了，过载了等原因。任务情境基于亮度可调的手电筒电路，分析电路的工作状态，总结各种工作状态中电参数的特点。任务实施１)如图１-２８所示，当开关ＱＳ断开时，电路中两个万用表的数值是多少?其中万用表１(XＭＭ１)用来测量白炽灯的端电压，万用表２(ＸＭＭ２)用来测量路中的电流。图1-28开关QS断开时手电筒电路中各电参量的特性２)当图１-２８中开关ＱＳ闭合时，电路中两个万用表的数值是多少(假设电位器ＲＰ的调节量ɑ＝５０％)。图1-28开关QS闭合时手电筒电路中各电参量的特性３)如图１-２９所示，开关ＱＳ闭合，电位器调到最小档位(电位器调节增量ɑ＝０％)，白炽灯的两端用一导线连接时，电路中两个万用表的数值是多少?图1-29用导线短接灯泡４)如图１-３０所示，开关ＱＳ闭合，电路中串联两个白炽灯Ｘ１、Ｘ２，其中白炽灯Ｘ１用导线短接，电路中三个万用表的数值是多少(假设电位器ＲＰ的调节量ɑ＝５０％)?其中万用表１(ＸＭＭ１)测量路中的电流ꎬ万用表２(ＸＭＭ２)测量白炽灯Ｘ１的端电压，万用表３(ＸＭＭ３)测量白炽灯Ｘ２的端电压。图1-30导线短接的应用５)思考第４步中把白炽灯Ｘ１用导线短接的做法在实际工程中是否有应用?(提示:可从电路检修、排故等方面分析)知识链接一、开路二、短路三、负载工作状态和电气设备的额定值

一、开路负载与电源之间用闸刀开关QS隔开。电路的这种状态称为开路，又称断路。开路状态下，电路电流为零。电源不向负载提供功率，所以又称为空载状态。二、短路电路的任何一部分被电阻等于零的导线连接起来（图中红色虚线连接部分），使该电路二端电压等于零,这种现象称为短路。此时流过电源的电流，称为短路电流。通常电源的内阻总是很小，所以短路电流很大，可能是正常工作电流的几十倍，甚至更多。电源产生的电功率P全部消耗在内阻上，会产生大量热量，造成人员伤害或设备损坏，是一种严重的事故,应尽力避免。为此要在电路上加装保护电器，如熔断器。当不需要测量电流时，可以用闭合开关QS的方法，将电流表短路，以保护电流表。有用短路三、负载工作状态和电气设备的额定值当开关闭合，电源与负载接通，电源向负载提供电功率,这种状态就是负载工作状态，其中，E为电源电动势，R0为电源的等效内阻，QS为刀开关，R为负载，U为负载端电压，I为流过负载的电流。负载工作状态负载工作状态下电路中各电参量:（1）电流

（2）电源的端电压，即负载电压

（3）电压平衡方程

上式两边乘以I，得到功率平衡方程

负载工作状态任务实施１)如图１-２８所示，当开关ＱＳ断开时，电路中两个万用表的数值是多少?其中万用表１(XＭＭ１)用来测量白炽灯的端电压，万用表２(ＸＭＭ２)用来测量路中的电流。图1-28开关QS断开时手电筒电路中各电参量的特性当开关S1断开时，电路中两个万用表中的数值可知，灯泡两端的电压U1为零，流过灯泡的电流I1也为零，电路是处于断开的状态。图1-28开关QS断开时手电筒电路中各电参量的特性２)当图１-２８中开关ＱＳ闭合时，电路中两个万用表的数值是多少(假设电位器ＲＰ的调节量ɑ＝５０％)。图1-28开关QS闭合时手电筒电路中各电参量的特性当开关S1闭合时，此时灯泡是亮的，说明电路中有电流流过，灯泡两端电压为4V（当电位器调整为50%时），电路中流过的电流为160mA，电路是处于通路的状态。图1.28开关S1闭合时手电筒电路中各电参量的特性３)如图１-２９所示，开关ＱＳ闭合，电位器调到最小档位(电位器调节增量ɑ＝０％)，白炽灯的两端用一导线连接时，电路中两个万用表的数值是多少?图1-29用导线短接灯泡当电位器调整到最小档位(电位器调节增量ɑ=0%)，且灯泡的两端用导线连接时，灯泡不亮，灯泡端电压为零，电路中的电流非常大，此时电路处于短路状态，是不允许出现的故障回路。图1-29开关S1闭合，电位器调到最小档位（电位器调节增量ɑ=0%）且灯泡两端用导线连接时手电筒电路中各电参量的特性４)如图１-３０所示，开关ＱＳ闭合，电路中串联两个白炽灯Ｘ１、Ｘ２，其中白炽灯Ｘ１用导线短接，电路中三个万用表的数值是多少(假设电位器ＲＰ的调节量ɑ＝５０％)?其中万用表１(ＸＭＭ１)测量路中的电流ꎬ万用表２(ＸＭＭ２)测量白炽灯Ｘ１的端电压，万用表３(ＸＭＭ３)测量白炽灯Ｘ２的端电压。图1-30导线短接的应用当电路中串联两个灯泡时，如果其中一个灯泡两端被导线连接起来，则该灯泡不会亮，其两端的端电压为零，另一个未被导线短接的灯泡则会亮，该灯泡两端有端电压。图1-30开关S1闭合且灯泡两端用导线连接时手电筒电路中各电参量的特性５)思考第４步中把白炽