《电路检测与安装》课件学习情境1

学习情境1万用表的制作与测试学习情境1.1简单电路的连接与测试

第一部分基础知识

第二部分拓展学习

第三部分技能实训学习情境1.2万用表的装配与测试

第一部分基础知识

第二部分拓展学习

第三部分技能实训

学习情境1.1简单电路的连接与测试

学习目标

1.能连接简单用电电路。

2.会使用电流表、电压表。

3.能够识别、选择与检测电阻器、电位器。

4.能熟练应用欧姆定律和基尔霍夫定律分析计算电路。

5.能用万用表进行参数测试及分析。

6.能够判断电器设备的工作状态并掌握额定值的意义。

7.能排除简单电路的故障。

8.能列出完成工作所需的元器件和工具。

9.能按照规范编写技术文档，能记录制作过程和测试结果，并能制作课件汇报工作成果。工作任务

有12V、1W的小灯泡一个，可调直流电压源（0~30V）一个，电流表一只，电压表一只，开关一个，滑线变阻器一个（最大电阻为470Ω），导线若干。

要求：（1）连接电路，如图1-1所示，使小灯泡正常发光。

（2）利用电流表、电压表测量回路电流和灯泡两端的电压。图1-1简单电路的连接第一部分基础知识

知识链接一用电的基本知识

随着科学技术的不断发展，现代电工电子设备的种类越来越多，其结构和规模更是千变万化。但不论怎样变化，这些设备仍是由各种各样的电路组成的，它们和最简单的电路之间仍然具有许多共同的特性，遵循着相同的规律。

1.电路与电路图

1)电路

在日常生产、生活中，我们需要将电能转化为其他的能量形式，譬如光能、机械能、热能等，任何用电过程都是通过具体用电电路来完成的。电路是电流流经的闭合路径，是由一些电气设备或元器件按照一定的方式连接而成的。

(1)电路的组成。

任何电路必须包含电源、负载及中间环节三个基本组成部分。

①电源。②负载。③中间环节。

(2)电路的作用。

电路的作用有两个方面，一是使用电能、分配电能；二是传输信号、变换信号。

2)电路图

实际元器件的电磁特性十分复杂。为了便于用数学方法分析电路，一般要将实际电路模型化，用能够反映其主要电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，从而构成与实际电路相对应的电路模型，即电路图。

(1)理想电路元件。

理想电路元件是指突出实际电路元件的主要电磁性能，忽略了次要因素的元件。理想电路元件用规定的图形和文字符号来表示。常用电路元件的图形符号见表1-1。

表1-1常用电路元件的图形符号常用的电路元件有：

电阻元件：表示消耗电能的元件。典型设备：白炽灯。

电感元件：表示产生磁场、储存磁场能量的元件，常称线圈。典型设备：电机绕组。

电容元件：表示产生电场、储存电场能量的元件。典型设备：滤波电容。

电源元件：表示各种将其他形式的能量转变成电能的元件。典型设备：电池。

(2)电阻元件。

电阻是物体本身的性质，其大小反映了电流通过该物体时，对电流产生阻碍力的大小。物体的电阻大小由物质自身的结构来决定：(1-1)在国际单位制(SI)中，电阻的单位为欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。它们之间的关系为1MΩ=103kΩ=106Ω电阻元件是一个二端元件，它通过两个接线端子和外电路相连。电阻元件的电路符号如图1-2所示。

(3)电路图。实际用电过程可以用理想电路元件的组合来描述，手电筒电路的实物示意图与电路模型如图1-3所示。图1-2电阻元件图1-3手电筒电路的实物示意图与电路模型

3)电路的三种状态

(1)负载状态(通路)。

电路的负载状态又称通路，是电路的正常工作状态。如图1-4(a)所示，将开关S闭合，接通电源Us与负载R，电路中即有电流通过，电气设备获得一定的电压和电功率，并将电源Us提供的电能转化为我们所需要的能量形式(机械能、热能、光能等)。

(2)断路状态(开路)。

电路的断路状态也称开路。如图1-4(a)所示，当开关S断开时，电源Us处于断路(空载)状态，电路中电流为零。这种断路状态是由开关控制完成的。在电路中，还有一种断路状态，即由于导线断开、连接点连接不良、用电设备自身存在断路点等故障而形成的断路。

(3)短路状态。

如图1-4(b)所示，电源两端通过导线直接相连，这时由于导线电阻很小，造成电路中的电流非常大，大电流将使电源内部因过热而烧坏，这种现象称之为短路。由于短路电流远远大于电气设备正常工作的最大允许电流，所以，实际电路运行中是不允许短路现象发生的。为了防止短路，通常在电路中加入保护装置，如熔断器、断路器等。图1-4电路的状态

4)电气设备的额定值(UN，IN，PN)

(1)额定值。

额定值反映电气设备在长期使用过程中能安全、经济运行的极限值。用电设备的额定值通常标在铭牌上或者写在说明书中。按照额定值使用电器设备，能使电气设备具有最佳的电气性能和使用寿命，因此应按照电气设备的额定值使用电气设备。例如：某一灯泡的铭牌上标注：UN=220V,PN=40W，表示该灯泡的额定电压为220V，额定功率为

40W。该灯泡必须接在220V的额定电压下才能正常使用。

(2)电气设备的三种运行状态。

满载是用电设备的额定工作状态，即电气设备工作时,U=UN,I=IN，P=PN。

过载也称超载，是指用电设备工作电流大于其额定电流(I>IN)的工作状态。用电设备在这种状态下工作，会由于电流过大，造成设备过热而损坏。电气设备在过载状态较轻时，允许短时间运行，但不允许电气设备长期过载运行。当电气设备严重过载时，应通过过载保护装置断开电路，以保障用电过程的安全。

轻载(欠载)是指用电设备工作电流小于其额定电流(I<IN)的工作状态。这种状态下，电气设备的电气性能不能充分利用，所以达不到预期的工作效率。如电动机欠载运行时功率因数很低，效率也很低。

2.电路的基本物理量

1)电流

通常提到电流这个概念时，有两方面的含义：一是指处于电场内的电荷在电场力的作用下发生定向移动的现象；二是指电流的大小即电流强度的简称。实际用电过程中，电流有大小、有方向。

(1)电流产生的条件。

电路中产生电流必须满足的条件是：

①电路中有电源供电；②电路必须是闭合回路。

(2)电流的大小。

电流的大小称为电流强度，简称电流。电流的表示符号为i，是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，其一般性表达形式为(1-2)

(3)电流的单位。在国际单位制(SI)中，电流的单位为安培(A)。当每秒通过导体横截面的电量为1库仑时该导线上的电流为1安培(A)。常用的电流单位还有千安(kA)、毫安(mA)和微安(μA)，它们之间的关系为1kA＝103A＝106mA＝109μA

(4)电流的分类。

直流(DC)电流：当电流的大小和方向都不随时间变化时，称为直流电流，简称直流。直流电流常用大写英文字母I表示。

交流(AC)电流：大小和方向随着时间按周期性变化的电流，称为交流电流，简称交流。交流电流常用小写英文字母i表示。其表达形式见式(1-2)。

(5)电流的参考方向。

电流的实际方向：通常将正电荷移动的方向规定为电流的正方向。

电流的方向是客观存在的，但在电路分析中，对于一些较为复杂的电路，有时某段电流的实际方向难以判断，甚至有时电流的实际方向还在随时间不断变化，于是要在电路中标出电流的实际方向较为困难。为了解决这一问题，在电路分析时，常采用电流的“参考方向”这一概念。电流的参考方向可以任意选定，在电路图中用实线箭头表示。当然，所选的电流参考方向不一定就是其实际方向，一般通过电流的正负来反映二者之间的关系。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值(i>0)；当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值(i<0)。这样，在选定的参考方向下，根据电流的正负，就可以确定电流的实际方向。电流参考方向可以采用实线箭头或双下标的形式来表示。采用双下标形式时，电流参考方向由前一个下标指向后一个下标。电流的参考方向及标注如图1-5(a)、(b)、(c)所示。图1-5电流的参考方向及标注

2)电压

河水之所以能够流动，是因为有水位差；电荷之所以能够移动，是因为有电压。电压是衡量电能转化成其他形式能量的能力，也是电路中形成电流的根本原因。

(1)电压的大小。

正、负电荷之间的吸引力叫做电场力，单位正电荷在电场力作用下，由a点运动到b点时，电场力所做的功称为电路中a、b两点之间的电压。电压是衡量电场力做功本领的物理量。

(1-4)

(2)电压的单位。

在国际单位制中，电压的单位为伏特(V)，另外还有千伏(kV)、毫伏(mV)和微伏(μV)。它们之间的关系为

1kV=103V=106mV=109μV

实际使用电压时，有等级的概念。如：干电池的电压是1.5V，日常照明的电压是220V，机床照明电压为24V，输电线路的电压是220kV等。

(3)电压的分类。

直流(DC)电压：如果电压的大小和方向都不随时间变化，这种电压叫直流电压，用大写字母U表示。如：干电池的电压是直流1.5V。

交流(AC)电压：如果电压的大小和方向随时间变化，则称这种电压为交流电压，用小写字母u表示。我们日常使用的电压通常是按照正弦规律变化的，称为正弦交流电。

(4)电压的方向。

电压的实际方向：规定从高电位(＋)指向低电位(－)为电压的正方向。

电压的参考方向：分析电路时，使用电压参考方向的概念。电压的参考方向可以任意选定，在选定电压的参考方向后，若电压为正值(u>0)，说明电压的参考方向与实际方向相同，否则，说明二者方向相反。这样，在选定的参考方向下，根据电压的正负就可以确定电压的实际方向。

可以采用图1-6所示的几种方式来表示电压的参考方向。图1-6电压参考方向的标注法

(5)关联参考方向和非关联参考方向。

进行电路分析计算时，对于一个用电设备，我们既要对流过设备的电流选取参考方向，又要对设备两端的电压选取参考方向，两者是相互独立的，可以任意选取。也就是说，它们的参考方向可以一致，也可以不一致。如果电流的参考方向与电压的参考方向一致，则称之为关联参考方向，如图1-7(a)所示；如果电流的参考方向与电压的参考方向不一致，则称之为非关联参考方向。如图1-7(b)所示。图1-7电压、电流的关联参考方向和非关联参考方向

3)电位

(1)电位的定义。

在电子电路中，经常会用到电位的概念。电位是指电路中某点与参考点之间的电压，用带下标的字母V表示，单位也是伏特(V)。

通常把参考点的电位规定为零，又称零电位。参考点可以任意选择，不过习惯上一般选大地为参考点，即视大地为零电位。在电子仪器和设备中又常把金属外壳或电路公共接点的电位规定为零电位，一个电路只能选一个参考点。

零电位的符号有三种：

表示接大地；或表示接机壳或公共接点。

(2)电位与电压的关系。

电路中，a、b两点间的电压等于两点的电位之差，即

Uab=Va－Vb

(1-5)

4)电动势

(1)电动势的大小。

电动势是反映电源把其他形式的能量转换成电能的本领的物理量。在用电过程中，电能要转化成我们所需的其他能量形式，这是一个电能被消耗的过程。为了提供电能，在电源中，就必须通过电源力使电荷移动而对电荷做功。在这个过程中，电源力将单位正电荷从低电位移动到高电位的能力定义为电动势。在电路中，电动势常用e表示。电动势的单位和电压的单位相同，也是伏特(V)。

(1-6)电动势使电源两端产生电压。电动势是由电源本身的性质决定的，与外电路的情况无关。

(2)电动势的方向。

电动势的方向规定为在电源内部由低电位端指向高电位端，即电动势的方向从负极指向正极，也就是电位升的方向。

(3)电动势和电压之间的关系。

电压是电场力做功，其方向由高电位指向低电位。

电动势是电源力做功，其方向由低电位指向高电位。对任何一个电源而言，其两个输出端的电压与电动势如果选择关联参考方向，则电压等于负的电动势；否则，电压等于电动势。

电源的电动势可以用电压表测量。测量的时候，要求电源开路。

5)电能

电路在工作状态中总伴随着能量的转换，如电流通过电灯时发光，电机旋转输出机械能等。电路所消耗的能量叫做电能。电能用字母W表示，在国际单位制(SI)中其单位为焦耳(J)，简称焦。

W=UIt

(1-7)

在实际工作中，常用千瓦时(kW·h)作为电能的单位，俗称度，１度＝１千瓦×１小时=3.6×106J，如1千瓦的用电设备使用1小时，消耗1度电。

6)电功率

(1)电功率的定义。

电功率是实际使用电器设备时经常会用到的一个概念，是描述电能转换快慢的物理量，即单位时间内消耗的电能叫做电功率，简称功率，用符号P表示。(1-8)在国际单位制中，功率的单位为瓦特(W)，简称瓦，常用的还有千瓦(kW)和毫瓦(mW)，它们之间的关系为1kW=103W=106mW

[例1-1]

某电阻元件的铭牌上标有“1kΩ/10W”，求这个电阻元件允许通过的最大电流和允许加在其两端的最大

电压。

解：由求得电阻允许通过的最大电流为允许加在电阻两端的最大电压为

(2)电功率吸收与释放的判定。

在电路分析过程中，如何判别元器件是吸收还是释放电功率呢？

在进行功率计算时，如果元件上电流和电压的参考方向一致，如图1-8(a)所示，则P=UI；如果电路元件上电流和电压的参考方向不一致，如图1-8(b)所示，则P=－UI。

若功率计算的结果为P>0，说明U、I的实际方向一致，元器件吸收电功率，为负载；如果P<0，则说明U、I的实际方向相反，元器件发出电功率，为电源。所以，从P的正、负可以区分元器件的性质，或是电源，或是负载。图1-8电功率的吸收与释放的判定

[例1-2]

图1-9中，用方框代表某一电路元件，其电压、电流如图中所示，求图中各元件的功率，并说明该元件实际上是吸收功率还是发出功率。

解：图1-9(a)中，电压、电流为关联参考方向，元件吸收的功率为

P=UI=5×3=15W＞0

元件实际上是吸收功率，其在电路中是一个用电负载。

图1-9(b)中，电压、电流为非关联参考方向，元件吸收的功率为

P=－UI=－5×3=－15W＜0

元件实际上是发出功率，其在电路中是一个电源。图1-9例1-2图

[例1-3]

在图1-10所示电路中，方框表示电源或电阻，各元件电压和电流的参考方向如图1-10(a)所示。通过测量得知：I1=3A，I2=3A，I3=2A，U1=5V，U2=－3V，U3=

4V，U4=－1V。

(1)标出各电流和电压的实际方向。

(2)求每个元件的功率，并判断其是电源还是负载。

图1-10例1-3图解：(1)当电流和电压为正值，其实际方向与参考方向一致；电流和电压为负值，其实际方向和参考方向相反。按照上述原则，各电流和电压的实际方向如图1-10(b)中虚线所示。

(2)计算各元件的功率。

元件1：电压和电流为关联参考方向

P1=U1I1=5×3=15W＞0，该元件吸收功率，为负载。

元件2：电压和电流为关联参考方向

P2=U2I2=－3×3=－9W＜0，该元件发出功率，为电源。

元件3：电压和电流为非关联参考方向

P3=－U3I3=－4×2=－8W＜0,该元件发出功率,为电源。元件4：电压和电流为非关联参考方向

P4=－U4I3=－(－1)×2=2W＞0，该元件吸收功率，为负载。

在例1-3中，元件吸收的总功率为P1+P4=15W+2W=

17W，元件发出的总功率为P2+P3=－9W－8W=－17W，可见，元件吸收的功率之和等于元件发出的功率之和。

3.电路的基本定律

1)欧姆定律

电阻、电流、电压是电路最基本的三个物理量。欧姆定律反映了这三个物理量之间的关系。

(1)电阻元件欧姆定律。

如图1-11(a)所示，电阻元件端子间的电压和电流取关联参考方向时，欧姆定律的表达形式为

(1-9a)如图1-11(b)所示，当选定电压与电流为非关联方向时，欧姆定律可用下式表示(1-9b)图1-11欧姆定律

[例1-4]

如果正常人体的电阻为1700Ω，又知通过人体的电流超过30mA就会有生命危险。用电过程中，加在人体上的电压在什么范围内可以保证用电过程的安全性？

解：由欧姆定律

U=IR=0.03×1700=51V

即只要加在人体的电压小于50V，就可保证通过人体的电流小于30mA，所以将50V以下的电压称为安全电压。

(2)全电路欧姆定律。

如图1-12所示，在由电源、负载、导线构成的闭合回路中，电压、电流、电阻三者之间的关系称为全电路欧姆定律，其表达形式为图1-12全电路欧姆定律

(1-10)式中：I——回路电流，单位为安培(A);

E——电源电动势，单位为伏特(V);

R——电阻元件的电阻值，单位为欧姆(Ω);

r0——电源、导线的等效电阻值，单位为欧姆(Ω)。全电路欧姆定律在应用中的实际意义在于：用电过程中，电源、导线上有电阻，电流流过电源、导线时，会产生压降，电流越大，这个压降越大，所以实际用电设备两端的电压会比电源电压低。

2)基尔霍夫定律

对于某一个元件来说，元件上的电压与电流服从欧姆定律。对于一个电路来说，电路中的电压和电流服从基尔霍夫定律。基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析计算电路的基础。它包括两方面的内容，其一是基尔霍夫电流定律，简写为KCL；其二是基尔霍夫电压定律，简写为KVL。

(1)相关电路名词。

①支路：电路中没有分支的一段电路称为支路。单个电路元件或若干个电路元件串联构成电路的一个分支,一个分支上流经的是同一个电流。电路中的每个分支都称做支路。如图1-13中ab、ad、aec、bc、bd、cd都是支路，其中aec是由三个电路元件串联构成的支路,ad是由两个电路元件串联构成的支路,其余四个都是由单个电路元件构成的支路。

②节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。如图1-13中a、b、c、d都是节点。

③回路：电路中的任一闭合路径称为回路。如图1-13中共有abda、bcdb、abcda、aecda、aecba五条回路。

④网孔：平面电路中，如果回路内部不包含其他任何支路，这样的回路称为网孔。因此，网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。如图1-13中的回路aecba、abda、bcdb都是网孔，其余的回路则不是网孔。图1-13电路术语说明图

(2)基尔霍夫电流定律。

基尔霍夫电流定律是对电路中任意节点而言的，它描述电路中任一节点上所连接的各支路电流之间的相互约束关系。基尔霍夫电流定律简称KCL，又叫节点电流定律，它的主要内容是：对电路中的任一节点，在任一瞬间，流出或流入该节点电流的代数和为零，即(1-11a)在直流的情况下，则有(1-11b)在列写节点方程时，通常规定，流出节点的电流取正号，流入节点的电流取负号。图1-14KCL示例例如，图1-14所示为某电路中的节点a，连接在节点a的支路共有五条，在所选定的参考方向下有

－I1+I2－I3+I4+I5=0

基尔霍夫电流定律不仅适用于电路中的节点，还可以推广应用于电路中的任一假设的封闭面。即在任一瞬间，通过电路中的任一假设封闭面的电流的代数和为零。

例如，图1-15所示为某电路中的一部分，选择封闭面如图中虚线所示，在所选定的参考方向下有

I1－I2－I3－I5+I6+I7=0

下面是KCL的两个实际例子。图1-15KCL推广应用

[例1-5]

已知图1-16所示电路中I1=2A、I2=－3A、I4=

8A、I6=－4A，计算电流I3及I5。

解：对节点a，根据KCL可知

－I1－I2+I3+I4=0

则

I3=I1+I2－I4=2+(－3)－8=－9A

对节点b，根据KCL可知

－I4－I5－I6=0

则

I5=－I4－I6=－8－(－4)=－4A

图1-16例1-5图

[例1-6]

已知I1=8A、I6=－4A、I8=5A，试计算图1-17所示电路中的电流I7。

解：在电路中选取一个封闭面，如图中虚线所示，根据KCL可知

－I1－I6+I7－I8=0

则

I7=I1+I6+I8=8－4+5=9A图1-17例1-6图

(3)基尔霍夫电压定律。

基尔霍夫电压定律是对电路中任意回路而言的，它描述电路中组成任一回路的各支路电压之间的约束关系。基尔霍夫电压定律简称KVL，又叫回路电压定律，它的主要内容是：

对电路中的任一回路，在任一瞬间，沿回路绕行方向，各段电压的代数和为零，即(1-12a)在直流的情况下，则有(1-12b)在列写回路电压方程时，应注意以下几个问题：

①首先要对回路选取一个回路“绕行方向”。回路“绕行方向”

是任意选定的，通常在回路中以虚线表示。

②在回路中任意选择一个起始点，从起始点出发，按回路绕行方向沿闭合回路绕一圈，最终要回到起始点。

③在绕行过程中，对参考方向与回路“绕行方向”相同的电压取正号，对参考方向与回路“绕行方向”相反的电压取负号。将所有回路中的电压相加，令其等于零，便得到回路方程。④在绕行过程中，对参考方向与回路“绕行方向”相同的电动势取负号，对参考方向与回路“绕行方向”相反的电动势取正号。

图1-18所示为某电路中的一个回路ABCDA，各支路的电压在选择的参考方向下和选定的回路“绕行方向”下有

U1+U2－U3－U4=0

KVL不仅适用于电路中的闭合回路，还可以推广应用于开口回路，即在任一瞬间，沿回路绕行方向，电路中虚拟回路中各段电压的代数和为零。图1-19不是闭合回路，但是当假设开口处的电压为U时，可以将电路想象成一个虚拟的回路，对虚拟回路列写KVL方程有

U1－U+Us=0图1-18KVL示例图1-19KVL推广应用知识链接二关于电源

1.电源

电源是一种把其他形式的能量转换成电能的装置和设备。常见的电源形式有：发电机能把机械能转换成电能；干电池能把化学能转换成电能；通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。电子电路中的晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去，对后面的电路来说，晶体三极管可以看做是信号源。整流电源和信号源有时也叫做电源。从输出方式来看，实际电源分为两种类型，其一为电压源，如发电机、电池、信号源等；其二为电流源，如光电池等。

1)电压源

(1)理想电压源。

理想电压源是一个二端元件，它有两个基本特点：

①在电路分析中，理想电压源不考虑其内阻，工作时自身没有能量损耗。所以无论它的外电路如何变化，其两端的输出电压或为恒定值Us，或为随时间按一定规律变化的函数us(t)。

②通过电压源的电流是任意的，电流的大小取决于外电路。

图1-20是电压源在电路图中的符号。图1-20电压源符号

(2)理想电压源的外特性。

电源的外特性是指电源的端电压随负载电流的变化关系。

对直流理想电压源，其外特性为

U=Us

(1-13a)

对交流理想电压源，外特性为

u=us(t)

(1-13b)

(3)实际电压源。

实际电压源有一定的内阻，工作时其内部有能量损耗。实际的直流电压源可用数值等于Us的理想电压源和一个内阻Ri相串联的模型来表示，如图1-21所示。图1-21实际电压源及其伏安特性实际直流电压源的外特性为

U=Us－UR=Us－IRi

(1-14)

式中：U——实际电压源端口电压，单位为伏特(V)；

Us——直流理想电压源输出的电压值,单位为伏特(V);

UR——实际电压源等效内阻的压降，单位为伏特(V);

I——实际电压源端口电流，单位为安培(A)；

Ri——实际电压源等效内阻，单位为欧姆(Ω)。

2)电流源

(1)理想电流源。

理想电流源也是一个二端元件，它有两个基本特点：

①无论它的外电路如何变化，其输出电流为恒定值Is，或为随时间按一定规律变化的函数is(t)。

②电流源两端的电压是任意的，电压的大小取决于外电路。

电流源在电路图中的符号如图1-22所示。图1-22电流源的符号

(2)理想电流源的外特性。

对直流理想电流源，其外特性为

I=Is

(1-15a)

对交流理想电流源，其外特性为

i=is(t)

(1-15b)

式中：Is——直流理想电流源输出的电流值，单位为安培(A)。

is(t)——交流理想电流源输出的电流值，单位为安培(A)。

(3)实际电流源。

实际的直流电流源可用数值等于Is的理想电流源和一个内阻Ri′相并联的模型来表示，如图1-23所示。图1-23实际电流源及其伏安特性实际直流电流源的外特性为(1-16)式中：I——实际电流源端口电流，单位为安培(A)；

Is——直流理想电流源输出的电流值,单位为安培(A)；

U——实际电流源端口电压，单位为伏特(V)；

Ri′——实际电流源等效内阻，单位为欧姆(Ω)。

3)实际电压源与实际电流源的等效变换

如果实际电压源和实际电流源的外特性相同，即如果在ab端加一电阻R，在R上产生相等的电压U与电流I，则此电压源和电流源之间的关系称为等效。具有等效关系的两个电源，在实际应用过程中，可以按照需求进行形式上的互换，如图1-24所示。图1-24实际电压源与实际电流源的等效变换等效的两个电源之间的对应关系为

Us=RiIs

(1-17)

2.直流稳压电源

直流稳压电源是电工实验室中基本的仪器之一，它可以将交流电压转变为稳定可调的直流电压，在电网电压或负载变化时，能保持其输出电压基本稳定不变。在直流电路实验中，常使用直流稳压电源向电路提供直流电。HH1713型直流稳压电源具有两路电压输出，输出电压调节范围为0～30V，每路输出电流为0～2A，并具有输出端短路自动保护、过载保护的功能，安全可靠，使用方便。HH1713型直流稳压电源的面板如图1-25所示。图1-25HH1713型直流稳压电源面板图电源——按下“电源”按钮，接通交流电源。

V/A转换开关——弹起时，输出直流电压；按下时，输出直流电流。

电压粗调——分左、右两挡，顺时针方向调节输出电压增大(粗调范围为3V步进)

电压微调——各挡微调在±3V。

电压输出接线柱——接线柱上方标有＋、－字样，“＋”(红色)是电源的正端，“－”(黑色)是电源的负端。直流稳压电源的使用方法：

(1)接通电源前，检查电源输入、输出端有无短路现象。

(2)将面板各旋钮、步进选择开关调到最小值。(一般逆时针旋转为减小)

(3)将直流稳压电源的电源线插头接到交流电插座上，打开直流稳压电源的开关，电源指示灯亮。

(4)通过V/A转换开关选择输出电压或电流。输出信号可以在一个挡位内连续调整(由微调旋钮操作)，注意换挡时先将微调旋钮调至零位，然后旋转粗调旋钮。根据需要调节电压，电压由“+”、“－”端输出。

(5)开启电源开关，即有电压输出可调使用。如果开启电压后，表头无指示，用万用表检测是否有输出，如各挡均无输出，应停机检查。当电源在使用过程中，短路或过载会造成输出电压表为零，这时应检查负载。

(6)使用完毕先将全部旋钮旋转到最小位置，再关闭稳压电源开关，最后再拆除连接电路所用的导线。知识链接三直流电路中的负载

1.电阻器

1)电阻器的分类

根据电阻器的阻值是否可变，一般将其分为两类，阻值固定的电阻器称为固定电阻器；阻值连续可变的电阻器称为可变电阻器。电阻器按电阻材料和结构特征还可分为线绕式电阻器、膜式(碳膜、金属膜)电阻器，按用途可分为精密电阻器、功率型电阻器、高频电阻器和敏感电阻器等。

选择电阻时,主要根据电阻的阻值和额定功率进行选择,即电阻的阻值应该符合电路的阻值要求,电阻的额定功率要大于电阻在电路中实际消耗的功率,以免电阻过热而损坏。

2)电阻器的命名

根据国家标准GB240—1981，电阻器和电位器的型号由以下四部分组成：RJ71型表示精密金属膜电阻器。

3)电阻器的主要性能参数

由于电阻器的材料、结构不相同，因此性能也存在一定的差异。要想正确地选择和使用电阻器，就需要掌握各种电阻器的特性。电阻器的主要性能参数有标称阻值、允许偏差、额定功率等。

(1)电阻器的标称阻值和允许误差。

大多数电阻器上都标有阻值，这就是电阻器的标称阻值。在生产过程中由于材料、设备和工艺的原因，同一批电阻器的标称阻值与实际所测阻值之间存在一定的差异，其最大偏差范围称为阻值允许误差。通用电阻器的标称阻值和允许误差见表1-2。

(2)电阻器的额定功率。

额定功率是指电阻器在一定的气压和温度下长期连续工作时所允许承受的最大功率。各种电阻器的额定功率见表1-3。有的电阻上没有功率标志，这时就要根据电阻体积大小来判断，常用碳膜电阻与金属膜电阻的额定功率和体积大小的关系见表1-4。

4)电阻器的标识方法

(1)直标法。

直标法是用数字和文字符号把电阻标称值直接标在电阻体上，其允许误差直接用百分数表示，如图1-26所示。图1-26电阻器的直标法

(2)文字符号法。

文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值、额定功率、允许误差等级等。标称阻值文字符号的位置代表标称阻值有效数字中小数点所在的位置。文字符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，如：2K7J表示

2.7kΩ，误差为±5%；8R7F表示8.7Ω，误差为±1%。其文字符号所表示的单位如表1-5所示，阻值允许误差的文字符号表示见表1-6。例如，某电阻上标有如下文字：由标号可知，它是精密金属膜电阻器，额定功率为1/4W，标称阻值为5.1kΩ，允许误差为±10%。

(3)色标法。

色标法是将电阻器的标称阻值与误差用不同的颜色(色环或色点)标注在它的外表面上。目前，一般都为四色环电阻(普通电阻)和五色环电阻(精密电阻)。

四色环：前面两条色环代表的数字为有效数字，第三条色环表示阻值倍率，第四条色环表示阻值的允许误差，如图1-27所示。

五色环：精密色环电阻。前面三条色环代表的数字为有效数字，第四条色环表示阻值倍率，第五条色环表示阻值的允许误差。

色环符号及意义见表1-7。图1-27电阻器的色标法

2.电位器

电位器实际上是一种连续可调的电阻器，它靠一个活动点(电刷)在电阻体上滑动，可以获得与转角成一定关系的电阻值。

电位器实质上是电阻器的一种，所以许多参数与电阻器相同，如标称阻值、误差等级、额定功率等。电位器的电路符号如图1-28所示。图1-28电位器的电路符号电位器的主要性能参数如下：

(1)额定功率。电位器的两个固定端上允许耗散的最大功率即为电位器的额定功率。

(2)标称阻值。电位器的标称阻值是指电位器的最大阻值，即标在产品上的阻值，它的阻值系列与电阻的系列类似。

(3)允许误差等级。实测阻值与标称阻值误差范围根据不同精度等级允许有±20%、±10%、±5%、±2%、±1%的误差。精密电位器的精度可达0.1%。

(4)阻值变化规律。电位器的阻值变化规律是指阻值随滑动片触点旋转角度之间的变化关系，这种变化关系常见的有直线式、对数式和指数式。直线式电位器适合于要求调节均匀的场合，如分压器；指数式电位器适合于音量控制电路，如收音机、录音机、电唱机、电视机中的音量控制器。维修时若找不到同类产品，可用直线式电位器代替。

(5)电位器的一般标注方法。

电位器的一般标注方法如下：知识链接四连接导线

1.导线的种类及用途

导线在电路中的作用是连接电源和负载，形成闭合回路。要求导线材料的导电性能要好。常用导体金属材料有银、铜、铝、铁，它们的导电性能依次下降，价格也各有不同。因此，从综合性能指标考虑，常用的导线有铜芯线和铝芯线。铝导线的耐腐蚀能力、导电性能比铜导线要差，但它的重量较轻，价格便宜，可用于架空线路、照明线路等。铜导线的导电性能、焊接特性、机械强度、耐腐蚀能力和使用寿命比铝导线好，所以较重要的线路或可靠性要求比较高的电气设备，如各种电机、变压器的绕组都采用铜导线。目前，在各种用电场所，优先选用铜导线。各种导线实物图如图1-29所示。图1-29各种导线实物图导线又分为单股导线和多股导线两种。一般截面积在6mm2以下的为单股导线，截面积在10mm2以上的为多股导线。

导线可分为绝缘导线和裸导线两大类。其中低压配电、一般性的生产用电应采用绝缘导线且要求导线绝缘电阻≥0.5MΩ。一般常用的绝缘导线有以下几种：

(1)橡皮绝缘导线。型号：BLX——铝芯橡皮绝缘线，BX——铜芯橡皮绝缘线。

(2)聚氯乙烯绝缘导线(塑料线)。型号：BLV——铝芯塑料线，BV——铜芯塑料线。

(3)橡皮电缆。型号：YHC——重型橡套电缆、NYHF——农用氯丁橡套拖拽电缆。

橡皮绝缘导线有铜芯、铝芯，线芯分为单芯、双芯及多芯，用于屋内布线，工作电压一般不超过500V，其常用型号和主要用途见表1-8。导线型号的含义如下：产品规格表示法如下：

2.导线的选用

导线一般应具备的特点是：电阻率要低，有一定的机械强度，有较好的耐腐蚀性能，容易进行各种机械加工，价格便宜。导线的选择主要是对导线截面的选择，导线的截面积以mm2(平方毫米)为单位。一般在选择导线截面积时要考虑以下几个方面的问题。

1)发热问题

由于导线存在电阻，且导线的阻抗与其长度成正比，与其线径成反比。使用导线时，电流将引起导线发热，使其温度升高，当通过的电流超过其允许电流时，将使导线的绝缘层老化、损坏，严重时将烧毁导线，因此，要注意导线的线材与线径问题，以防止电流过大使导线过热而造成事故。通常把导线允许通过的最大电流称为安全载流量。导线的截面积越大，允许通过的安全电流就越大。在同样的使用条件下，铜导线的截面积可以比铝导线小一号。选择导线截面积时的主要依据是导线的安全载流量，一般根据式(1-18)来选择导线的截面积。

Iy≥Ij

(1-18)

式中：Iy——导线的安全载流量，单位为安培(A)。

Ij——用电回路的工作电流，单位为安培(A)。

各种导线的载流量通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。口诀是：10下五，100上二；25、35，四、三界；70、95，两倍半；穿管、温度，八、九折；裸线加一半；铜线升级算。上述口诀反映的是铝芯绝缘线安全载流量与截面的倍数关系。

根据口诀，我国常用导线标称截面积(平方毫米)与倍数的关系排列如下：

例如，环境温度不大于25℃时，铝芯绝缘线的载流量为：截面积为6mm2时，载流量为30A；截面积为150mm2时，载流量为300A。

若是穿管敷设(包括槽板等敷设，即导线加有保护套层，不明露)，计算后再打八折；若环境温度超过25℃，计算后再打九折。例如截面积为10mm2的铝芯绝缘线在穿管并且高温条件下，载流量为10×5×0.8×0.9=36A。

若是裸线，则载流量加大一半。例如截面为16mm2的裸铝线在高温条件下的载流量为16×4×1.5×0.9=86.4A。对于铜导线的载流量，口诀指出“铜线升级算”，即将铜导线的截面积按截面排列顺序提升一级，再按相应的铝线条件计算。例如截面为35mm2的裸铜线在环境温度为25℃时的载流量为：按升级为50mm2裸铝线即得50×3×1.5=225A。

对于电缆，口诀中没有介绍。一般直接埋地的高压电缆，大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算。例如35mm2高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35×3=

105A。

2)电压损失问题

使用绝缘导线时，根据不同的用途进行选择，要求导线额定电压要大于线路工作电压。导线在使用时，由于线路上有电阻，将产生电压降。当电压损失超过一定的范围后，将会使用电设备端子上的电压不足，严重地影响用电设备的正常运行。所以欲使电气设备正常运行，必须根据线路的允许电压损失选择导线的截面，或根据已知的截面来校验线路的电压损失是否超过允许范围。

3)机械强度

导线安装后，由于本身的自重和不同的连接方式使导线受到不同的张力，如果导线不能承受张力，会造成断线事故。因此必须有足够的机械强度以保证线路安全运行。现场常用的是绝缘铜线或绝缘铝线，为满足机械强度要求，要求绝缘铜线截面不小于10mm2，绝缘铝线截面不小于16mm2。在跨越铁路、公路、河流、电力线路挡距内，绝缘铜线截面不小于16mm2

，绝缘铝线截面不小于25mm2。对于有些负荷小的设备，虽然选择很小的截面就能满足允许电流的要求，但还必须查看是否满足导线机械强度所允许的最小截面。如果这项要求不能满足，就要按导线机械强度所允许的最小截面重新选择。

导线截面按不同的选择方法，可以得出不同的计算结果，但是必须同时满足上述三个条件。所以，在计算时可以分别按三个条件来选择导线截面，从中取最大值作为所选导线的截面积。

知识链接五电压、电流的测量

1．测量的基本知识

1)测量方法

电工测量就是利用电工测量仪表对电路中物理量的大小进行测量。测量的方法有两种，一种是直接测量，一种是间接测量。

直接测量：利用仪器仪表直接得到被测量值。

间接测量：利用直接测量得到的值，通过一定的关系式或计算，才能得到被测量值。

2)测量误差

不论用什么样的仪表和测量方法，其测量结果与被测量的实际值之间都会有差异，这就是测量误差。所以，在测量过程中，为了获得准确的测量结果，对误差来源必须认真分析，并采取相应的措施，尽量减小误差的影响。

(1)绝对误差。

某被测量的测得值X与真实值X0之差为绝对误差，通常简称为误差，记作ΔX

ΔX=X－X0

(1-19)

式中：ΔX为绝对误差；X为测量值；X0为真实值。

绝对误差用以表征测量的精确程度。

(2)相对误差。

绝对误差ΔX与真实值X0之比称为相对误差，记作δ，(1-20)式中：δ为相对误差；ΔX为绝对误差；X0为真实值。相对误差用以表征测量结果的相对精度。测量的结果用有效数字来表示，即用所有可靠位加上一位估计位组成的数字来表示。

2．测量用的仪表

在电路测量过程中，经常会用到一些电工测量仪表。表1-9所示是常用电工仪表的符号和含义。为了表示常用电工仪表的技术性能，在电工仪表的表盘上有许多符号，如被测量单位的符号、工作原理符号、电流种类符号、准确度等级符号、工作位置符号和绝缘强度符号等，如图1-30所示为1T1-A型交流电流表，其表盘左下角符号含义如下：“1”为电流种类符号，“～”为交流；“2”是仪表工作原理符号，图示符号为电磁式；“3”为防外磁场等级符号，为Ⅲ级；“4”为绝缘强度等级符号，仪表绝缘可经受2kV/1min耐压试验；“5”表示B组仪表；“6”为工作位置符号；“⊥”表示盘面应位于垂直方向；“7”表示仪表准确度等级为1.5。有关仪表符号的更多知识请查阅《电工手册》。图1-30表盘符号

1)电流表

电工测量中，电流表是最常用的测量仪表，其外形如图1-31所示。电流表分为直流电流表和交流电流表两种。电流表的内阻较小，且量程越大，内阻越小。

(1)电流表的分类。

直流电流表：直流电流表用来测量直流电路中电流的大小。磁电系电流表的灵敏度和准确度较高，所以使用最为广泛。

交流电流表：用来测量交流电路中电流的大小，可选用电磁系仪表和电动系仪表，其中电磁系仪表较为常用。图1-31电流表

(2)电流表的量程选择。

量程选择的原则如下：

①安全。电路中最大电流不能超过所选量程。

②读数准确。在电流不超过量程的前提下，应选尽量小的量程，因为量程越小，每一小格代表的电流值越小，因而读数越准确，一般应使指针工作在不少于满刻度2/3的区域。

量程的选择方法如下：

估算法。预先估计一下被测电流的大小，根据估计值选择合适的量程。

试触法。如果测量时不能预先确定被测电流的大小，可用此法。先用电路的一个线头迅速试触电流表最大量程的接线柱。如果其示数在较小量程的范围内，可选用较小量程的接线柱；如果超过最大量程，则要选择量程更大的电流表。

(3)电流表使用注意事项。

①零位调整。使用前，应注意指针是否与零刻度线重合，如果不重合，应调整表盖上的机械零位调节器，使指针指零。

②使用电流表时，要将电流表串联在电路中。电流表只能测出流过电表本身的电流，只有将它与被测电路串联，让被测电路的电流全部通过电流表，被测电路的电流才与通过电流表的电流相等，所以必须将电流表与该部分电路串联。

③在测量直流电流时，要注意电表的极性。即正确接好“＋”、“－”接线柱。电流表接入电路后，电流必须是从其“＋”接线柱流入电表，从“－”接线柱流出电表。④电流表的量程选择。量程指电流表允许通过的最大电流。测量时，若被测电流超过量程，有可能烧坏电流表，或损坏电流表指针。因此，使用电流表前，首先要粗略估计待测值的大小，然后选择量程，不要使测量值超过电流表量程，但是也不应选择过大量程，否则会导致测量精确度降低。

特别强调：不要将电流表直接接在电源两极上！

因为电流表的内阻很小，若直接接在电源两极间，就像在电源两极间接上一根导线，电源被短路，将产生很大的电流，这样电流表和电源都可能被损坏。图1-32电压表

2)电压表

电压表用来测量任意两点之间的电压，分为直流电压表和交流电压表两种，其外形如图1-32所示。电压表的内阻较大，且量程越大，电压表的内阻越高。

(1)电压表的分类。

直流电压表：用来测量直流电路中两点之间电压的大小，通常采用磁电系仪表。

交流电压表：用来测量交流电路中两点之间电压的大小，一般交流电压表属电磁系仪表，可与电压互感器配合使用，以扩大量程。

(2)使用注意事项。

①零位调整。使用前，应注意指针是否与零刻度线重合，如果不重合，应调整表盖上的机械零位调节器，使指针指零。

②测量电压时，电压表必须与被测部分并联。

③使用前，要先估计被测电压的大小，选择适当的量程。

④使用直流电压表时，注意正、负极性不要接错。电表正极“＋”接线柱为电流流入端，负极“－”接线柱为电流流出端。

⑤电压表量程的选择同电流表。

3)万用表

“万用表”是万用电表的简称，是一种多功能、多量程的便携式电子测量仪表。一般的万用表可以测量电阻、交/直流电流、交/直流电压。有的万用表还可以用来测量电容量、电感量和晶体管的β值等。

万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程范围广，是维修仪表和调试电路的重要工具，是一种最常用的测量仪表。

根据其测量原理和测量结果显示方式的不同，万用表可分为指针式万用表和数字式万用表两大类。近年来，随着数字集成电路技术的发展，数字式万用表被广泛使用。

(1)指针式万用表。

指针式万用表是用指针指示测量数值的万用表，属于一种模拟显示万用表。各种型号的万用表使用方法大致相同。下面以MF47型万用表为例介绍其使用方法。MF47型万用表如图1-33所示。

①测量前的准备。万用表在使用之前应检查指针是否指在机械零位上，如不在零位，可调整表盖上的机械零位调节器，使指针指在零位。之后，把两根表笔分别插入插座中，红表笔插入“＋”插座内，黑表笔插入“COM”插座内。图1-33MF47型万用表②直流电流的测量。当选择开关拨至mA挡时，万用表就是一个多量程安培表。首先估计被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的电流量程上，再把万用表串接在电路中，红表笔接触在电路的正端，黑表笔接触在电路的负端。

当测量大电流时，红表笔插入标有“5A”的插座中，转动开关可放在500mA直流电流量程上，再将红、黑表笔串接于被测电路中。

电流测量的刻度看第二条标度尺(见图1-34)。图1-34MF47型万用表刻度盘③直流电压的测量。当选择开关拨至V时，万用表就是一个多量程电压表。首先估计被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的电压量程，将红表笔接被测电压“+”端，黑表笔接被测电压“-”端。测出的电压在第二条标度尺上读出(见图1-34)。

当测量2500V电压时，红表笔插入标有“2500V”的插座中。测量高电压时，注意防止触电现象的发生。

④交流电压的测量。测交流电压的方法与测直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，测试表笔也就不需分正、负。交流电压10V挡刻度看第三条标度尺，其他各挡看第二条标度尺(见图1-34)。～⑤直流电阻的测量。把1.5V和9V电池装入万用表电池夹内，先将开关转到电阻挡范围内，把红黑二表笔棒搭在一起短路，调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0位置上(若不能指示到欧姆零位，说明电池电压不足，应更换电池)，然后将两根表笔分别接触被测电阻(或电路)两端，读出指针在欧姆刻度线(第一条标度尺)上的读数，再乘以该挡的倍率，就是所测电阻的阻值。例如用R×100挡测量电阻，指针指在60，则所测得的电阻值为60×100=6kΩ。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆挡，使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换挡都应重新将两表笔短接，重新调整指针到零位，才能测准。万用表的类型较多，面板上旋钮、开关的布局也有所不同。所以在使用万用表之前必须仔细了解和熟悉各部件的作用，认真分清表盘上各条标度所对应的量，详细阅读使用说明书。万用表的正确使用应注意以下几点：

①测量高压或大电流时，为避免烧坏开关，应在切断电源的情况下变换量程。

②在测量电流或电压时，如果对被测电流或电压大小心中无数，应将选择开关旋到最大量程上试测，注意电表指针偏转情况，并随时准备在出现不正常现象时使表笔离开测试点，待第一次读取数值后，再根据指示值的大约数，逐渐转至适当的量程进行测试。应使指针得到最大的偏转，从而提高测试精度。③测量直流电流时，切勿跨接在电源的两端，应使电源、负载和万用表相串联。

④当测量电路中的电阻时，应在本仪表中装入一节

1.5V电池和一节6F22型9V电池。当电路中有电容时，应先进行放电，然后再测量。

⑤使用欧姆挡时，每次换挡都要调节欧姆零点。不得测带电的电阻，不得测额定电流极小的电阻。

⑥万用表面板上的插孔都有极性标记，测直流时，应注意正负极性。正负端应与被测的电压、电流的正负端相接。用欧姆挡判别二极管极性时，注意“＋”插孔接表内电池的负极，而“－”插孔(也有标为“*”插孔)接表内电池正极。⑦量程转换开关必须拨在需测挡位置，不能拨错。如在测量电压时误拨在电流或电阻挡，将会损坏表头。

⑧测量时，禁止用手触摸测试笔上的裸露金属棒和表上的插孔，以免伤及测试者。

⑨每次测量完毕，将转换开关拨到交流电压最高挡，防止他人误用而损坏万用表，也可防止转换开关误拨在欧姆挡时，表笔短接而使表内电池长期耗电。

⑩万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液腐蚀和损坏万用表内零件。

(2)数字式万用表。

数字式万用表采用液晶显示器来指示测量数值，具有显示直观、准确度高等优点。各种型号的数字万用表使用方法大致相同，下面以图1-35所示的DT830型万用表为例介绍其使用方法。

①直流电压测量。先估计被测电压的大小，然后将转换开关拨至DCV的适当量程上。测量时将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V·Ω”插孔，将表笔并接在被测负载或信号源上。图1-35DT830型万用表②交流电压测量。测量时将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V·Ω”插孔。根据被测电压的数值，将转换开关置于ACV的适当量程，并将表笔并接在被测负载或信号源上。

③直流电流测量。测量直流电流前，应将转换开关拨至直流电流挡(DCA挡)的适当量程。将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“10A”插孔。测试笔串入被测电路中。

④电阻测量。测量电阻前，应将转换开关拨至电阻挡的适当量程。被测电阻值应略低于所选择的量程。测量时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V·Ω”插孔(注意：红表笔极性为“＋”)。将测试笔跨接在被测电阻上。第二部分拓展学习

常用电工工具的使用

1.低压验电器

低压验电器又称试电笔、测电笔，是检验导线、电器是否带电的一种常用工具，检测范围为50~500V，有钢笔式、旋具式和组合式多种。

低压验电器由笔尖、降压电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等部分组成，如图1-36所示。

使用低压验电器时，必须按照图1-37所示的握法操作。注意手指必须接触笔尾的金属体(钢笔式)或测电笔顶部的金属螺钉(螺丝刀式)。图1-36验电笔图1-37低压验电器握法使用时只要带电体与大地之间的电位差超过50V，电笔中的氖泡就会发光。

低压验电器的使用方法和注意事项：

(1)使用前，先要在有电的导体上检查电笔是否正常发光，检验其可靠性。

(2)在明亮的光线下往往不容易看清氖泡的辉光，应注意避光。

(3)低压验电器可用来判断电压的高低。氖泡越暗，则表明电压越低；氖泡越亮，则表明电压越高。

(4)低压验电器可以用来区分相线和零线，氖泡发亮的是相线，不亮的是零线。低压验电器也可用来判别接地故障。如果在三相四线制电路中发生单相接地故障，用电笔测试中性线时，氖泡会发亮；在三相三线制线路中，用电笔测试三根相线，如果两相很亮，另一相不亮，则该相可能有接地故障。

2.电工刀

电工刀是用来剖削和切割电工器材的常用工具，主要用于剖削导线绝缘层、削制木棒、切割木台缺口等。由于它的刀柄没有绝缘，因此不能直接在带电体上进行操作。电工刀外形如图1-38所示。

在剖削电线绝缘层时，可把刀略微向内倾斜，用刀刃的圆角抵住线芯，刀口向外推出。这样既不易削伤线芯，又可防止操作者受伤。切忌把刀刃垂直对着导线切割绝缘，以免削伤线芯。严禁在带电体上使用没有绝缘柄的电工刀进行操作。图1-38电工刀

3.钢丝钳

钢丝钳是一种夹持或折断金属薄片、切断金属丝的工具。电工用钢丝钳的柄部套有绝缘套管(耐压等级500V)，其规格用钢丝钳全长的毫米数表示，常用的有150mm、175mm、200mm等。钢丝钳的构造及应用如图1-39所示。

电工钢丝钳由钳头和钳柄两部分组成。钳头包括钳口、齿口、刀口、铡口四部分，其结构如图1-39(a)所示。其中钳口可用来钳夹和弯绞导线；齿口可代替扳手来拧小型螺母；刀口可用来剪切电线、掀拔铁钉；铡口可用来铡切钢丝等硬金属丝。图1-39电工用钢丝钳的构造及用途

4.尖嘴钳

尖嘴钳的外形如图1-40所示，尖嘴钳的头部尖细，适用于在狭小的空间操作，钳头用于夹持较小的螺钉、垫圈、导线和把导线端头弯曲成所需形状；小刀口用于剪断细小的导线、金属丝等。电工用尖嘴钳采用绝缘手柄，其耐压等级为500V。

5.斜口钳

斜口钳又称断线钳，其头部扁斜，电工用斜口钳的钳柄采用绝缘柄，外形如图1-41所示，其耐压等级为1000V。

斜口钳专用来剪断较粗的金属丝、线材及电线电缆等。图1-40尖嘴钳图1-41斜口钳

6.剥线钳

剥线钳用来剥削直径3mm及以下的绝缘导线的塑料或橡胶绝缘层，其外形如图1-42所示。它由钳口和手柄两部分组成。剥线钳钳口分有0.5~3mm的多个直径切口，用于不同规格线芯的剥削。使用时应使切口与被剥削导线芯线直径相匹配，切口过大难以剥离绝缘层，切口过小会切断芯线。剥线钳手柄也装有绝缘套。耐压等级为500V。图1-42剥线钳

7.活扳手

活扳手用来旋紧或放松六角头螺母或六角头螺栓，如图1-43所示。活扳手的钳口可在规格所定范围内任意调整大小，用于旋动螺杆、螺母。电工常用的活扳手有150×

19(6in)、200×24(8in)、250×30(10in)和300×36(12in)

四种。图1-43活扳手活扳手的使用方法：

①扳动大螺母时，需用较大力矩，手应握在靠近柄尾处，如图1-43(b)所示。扳动小螺母时，需用力矩不大，但螺母过小，易打滑，因此手应握在接近头部的地方，如图

1-43(c)所示，并且可随时调节涡轮，收紧活扳唇，防止打滑。

②活扳手不可反用，也不可用钢管接长手柄来施加较大的扳拧力矩。

③活扳手不得当作撬棒或手锤使用。图1-44螺丝刀及其使用

8.螺丝刀

螺丝刀又称起子或旋凿，是用来紧固或拆卸带槽螺钉的常用工具。螺丝刀按头部形状可分为一字型和十字型两种，如图1-44所示。一字型螺丝刀用来紧固或拆卸带一字槽的螺钉，其规格用柄部以外的体部长度表示，电工常用的有50mm、

150mm两种。

十字型螺丝刀专用于紧固或拆卸带十字槽的螺钉，其长度和十字头大小有多种，按十字头的规格分为四种型号：

1号适用的螺钉直径为2~2.5mm，2号为3~5mm，3号为6~

8mm，4号为10~12mm。

另外，还有一种组合式螺丝刀，它配有多种规格的一字头和十字头，螺丝刀可以方便更换，具有较强的灵活性，适合紧固和拆卸多种不同的螺钉。螺丝刀是电工最常用的工具之一，使用时应选择带绝缘手柄的螺丝刀，使用前先检查绝缘是否良好；为防止金属杆触到人体或邻近带电体，金属杆应套上绝缘管。带电作业时，手不可触及螺丝刀的金属杆，以免发生触电事故。螺丝刀的头部形状和尺寸应与螺钉尾槽的形状和大小相匹配，严禁用小螺丝刀去拧大螺钉，或用大螺丝刀拧小螺钉；更不能将其当凿子使用。导线的连接工艺

1.导线线头绝缘层的剖削

导线线头绝缘层的剖削是导线加工的第一步，是为以后导线的连接作准备。常用电工刀、钢丝钳或剥线钳来剖削绝缘层。

1)塑料硬线绝缘层的剖削

(1)用钢丝钳剖削塑料硬线绝缘层。

线芯截面为4mm2及以下的塑料硬线，一般用钢丝钳进行剖削。剖削方法如下：

①用左手捏住导线，在需剖削线头处用钢丝钳刀口轻轻切破绝缘层，但不可切伤线芯。②用左手拉紧导线，右手握住钢丝钳头部用力向外勒去塑料层，在勒去塑料层时，不可在钢丝钳刀口处加剪切力，否则会切伤线芯。剖削出的线芯应保持完整无损。

(2)用电工刀剖削塑料硬线绝缘层。

线芯面积大于4mm2的塑料硬线，可用电工刀来剖削绝缘层，方法如下：

①在需剖削线头处，用电工刀以45°角倾斜切入塑料绝缘层，注意刀口不能伤着线芯。

②刀面与导线保持25°，用刀向线端推削，只削去上面一层塑料绝缘，不可切入线芯。

③将余下的线头绝缘层向后扳翻，把该绝缘层剥离线芯，再用电工刀切齐。

2)塑料护套线绝缘层的剖削

塑料护套线具有二层绝缘：护套层和每根线芯的绝缘层。塑料护套线绝缘层用电工刀剖削，方法如下：

(1)护套层的剖削。按线头所需长度，用电工刀刀尖对准护套线中间线芯缝隙处划开护套线，向后扳翻护套层，用电工刀把它齐根切去，如图1-45所示。

(2)内部绝缘层的剖削。在距离护套层5～10mm，用电工刀以45°倾斜切入绝缘层，其剖削方法与塑料硬线剖削方法相同。图1-45护套层的剖削

2．导线的连接

当导线长度不够或需要分接支路时，需要将导线与导线连接。在去除了线头的绝缘层后，就可进行导线的连接。

导线的接头是线路的薄弱环节，导线的连接质量关系到线路和电气设备运行的可靠性和安全程度。导线线头的连接处要有良好的电接触性及足够的机械强度，具有