大学课件-电路学-电工技能培训专题-电路-电阻电路的等效变换

电阻电路的等效变换电阻电路的等效变换是电路分析的重要基础。通过等效变换，可以将复杂的电路简化为更简单的电路，方便分析和计算。电阻的基本概念定义电阻是导体对电流阻碍作用的体现。阻碍电流流动的性质叫做电阻。单位欧姆(Ω)是电阻的国际单位。影响因素导体的材料、长度、横截面积和温度都会影响电阻大小。欧姆定律1电流与电压成正比电流的大小与电路两端的电压成正比。2电流与电阻成反比电流的大小与电路的电阻成反比。3公式表达I=U/R,其中I为电流，U为电压，R为电阻。4应用欧姆定律广泛应用于电路分析、设计和故障诊断中。电源与电阻串联电路1电源提供电压，推动电流2电阻阻碍电流，消耗能量3串联电流相同，电压分压电源与电阻串联，形成闭合回路。电流在电路中流动，遇到电阻消耗能量，最终回到电源。电阻串联，电流相同，电压分配到每个电阻。电源与电阻并联电路1特点在并联电路中，各电阻两端电压相等。电源电压等于每个电阻两端的电压。2电流电路总电流等于各支路电流之和。各支路电流大小与电阻成反比。3总电阻并联电路的总电阻小于最小的支路电阻。总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。电阻串联电路的电压分压电压分压定律串联电路中，每个电阻上的电压与其电阻值成正比，与总电阻成反比。分压公式UR=(RR/R总)×U总应用电压分压定律广泛应用于电路设计中，例如电压调节、信号调制等。电阻并联电路的电流分流并联电路中，电流会沿着多条路径流动，这称为电流分流。电流分流的大小取决于每个分支电阻的大小，阻值越小，电流流过该分支的比例越大。电流分流可以用以下公式计算：I1=I*(R2/(R1+R2))其中：I1是流过R1的电流，I是总电流，R1和R2分别是两个分支电阻。电阻网络的等效变换串联电路串联电路中，电阻的等效电阻等于各个电阻的总和。等效电阻更大，总电阻更强。并联电路并联电路中，电阻的等效电阻的倒数等于各个电阻的倒数的总和。等效电阻更小，总电阻更弱。混合电路混合电路中，将串联和并联电路进行组合。需要分步计算，将串联部分先计算等效电阻，再计算并联部分，最后得到整个电路的等效电阻。简化电路等效变换可以简化复杂的电路，方便计算电路中的电流、电压和功率。它可以将多个电阻组合成一个等效电阻，简化电路结构。电阻电路的简化及计算等效电阻电阻电路可以通过等效变换简化为更简单的形式。利用串联和并联电阻的等效计算公式，可以将复杂的电路简化为一个等效电阻。电路计算通过简化后的等效电路，我们可以方便地计算电路中的电流、电压和功率。例如，我们可以利用欧姆定律和功率公式进行计算，以确定电路的性能。电阻电路的输出功率电阻电路的输出功率是指电路中电阻器消耗的功率。它反映了电路工作效率的重要指标，可以用P=UI来计算，其中U是电压，I是电流。1功率功率代表了电能转换的速度。2电阻电阻器阻碍电流流动的程度。3电压电阻器两端的电压降。4电流流过电阻器的电流。动态电阻与静态电阻静态电阻在恒定温度下，电阻值保持不变，称为静态电阻。动态电阻电阻值随电流或电压的变化而改变，称为动态电阻。区别静态电阻是理想模型，动态电阻更接近实际情况。应用动态电阻广泛应用于电子电路，例如热敏电阻、可调电阻等。电阻的功率额定功率额定值电阻器的功率额定值是指在特定工作条件下，电阻器能够持续安全地工作而不被烧毁的最大功率。它通常以瓦特（W）为单位。额定功率与尺寸电阻器的大小和功率额定值成正比。一般来说，尺寸越大的电阻器，其功率额定值越高。标识与标注电阻器上的标识或标注通常会显示其功率额定值。如果电阻器长期工作在超过额定功率的条件下，可能会过热甚至烧毁。电阻器的发热和散热焦耳定律电阻器在通电时会产生热量，热量大小与电流的平方成正比。散热方式电阻器通过热传导、热对流、热辐射等方式散热。功率额定电阻器的功率额定值是其能够安全承受的最大功率值。过热保护过热会导致电阻器损坏，因此需要考虑散热和过热保护措施。热敏电阻的特性热敏电阻的阻值会随着温度变化而变化。它是一种重要的传感器，广泛应用于温度控制、测量等领域。热敏电阻通常分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大，而NTC热敏电阻的阻值随温度升高而减小。热敏电阻的特性曲线可以通过实验测量得到，并可用于设计和分析各种电路。可调电阻器的应用音量调节音频设备中，可调电阻器用于控制音量大小。光线调节在照明系统中，可调电阻器可以控制灯光亮度。速度控制可调电阻器可以改变电机转速，控制速度。温度控制在加热设备中，可调电阻器可以调节温度。电位器的应用及特点可调电阻电位器本质上是可调电阻，可以通过旋转旋钮来改变电阻值。音量调节常见的应用场景，例如音响、耳机等，通过旋转旋钮来控制音量大小。传感器电位器可用于制作各种传感器，例如位置传感器、压力传感器等。电路设计电位器在电路设计中起到重要的调节作用，可以方便地改变电路参数。分压器电路的设计1确定分压比根据实际需求确定输入电压和输出电压的比例2选择电阻值根据分压比和电路电流选择合适的电阻值3计算电阻功率根据电阻值和电流计算电阻的功率4选择电阻类型根据功率和环境选择合适的电阻类型分压器电路的设计需要综合考虑分压比、电阻值、功率、类型等因素。分压器的利用及特点11.信号调制分压器可以改变信号幅度，例如在音频电路中调整音量。22.电压参考分压器可以产生稳定的参考电压，用于其他电路模块。33.偏置电压分压器可为放大器等电路提供稳定的偏置电压，保证正常工作。44.电压保护分压器可以降低电压，保护敏感电路免受高压损坏。分流器电路的设计确定分流比例首先，根据实际需求确定电流分流的比例。例如，将总电流分成两部分，其中一部分为总电流的80%，另一部分为总电流的20%。选择合适的电阻根据电流分流比例和总电流，计算出每个分流支路所需的电阻值。选择合适阻值和功率等级的电阻器。连接电路将电阻器连接到电路中，并确保连接方式正确。分流器通常将多个电阻器并联连接。测试和调整在电路连接完成后，使用万用表或其他测量仪器进行测试，验证电流分流比例是否符合预期。根据实际情况进行调整。分流器的利用及特点电流分配分流器将总电流分配到不同的支路，从而实现对不同负载的控制。例如，在电子电路中，分流器可以用于将电流分配到多个LED灯，实现不同亮度的照明效果。电流保护分流器可以保护电路中的敏感元件，例如，在电源电路中，分流器可以将电流分配到多个并联保险丝，避免过电流损坏电路。分流器可以减小电路中的电流波动，保证电路的稳定工作。电桥电路的基本原理惠斯通电桥惠斯通电桥由四个电阻组成，通过调节其中一个电阻，可以实现电桥平衡。基尔霍夫定律电桥平衡的关键是基尔霍夫电流定律和电压定律的应用。分压原理电桥利用分压原理，将电压信号进行比例分配，从而实现测量。电桥电路的类型与应用惠斯通电桥惠斯通电桥是最常见的电桥电路之一，广泛应用于测量电阻、电容和电感等参数。凯尔文电桥凯尔文电桥专门用于测量低电阻值，尤其适用于测量导体的电阻，例如导线或短路片。麦克斯韦电桥麦克斯韦电桥主要用于测量电感，适用于测量各种电感元件，例如线圈或变压器。维恩电桥维恩电桥用于测量电容，适用于测量各种电容元件，例如电容器或电解电容器。平衡电桥的条件11.电桥两臂电阻比值相等平衡电桥时，两臂电阻之比必须相等，即R1/R2=R3/R4。22.电源电压稳定电源电压的稳定性是保证电桥平衡的重要条件，否则电桥读数会不稳定。33.环境温度稳定温度变化会影响电阻的阻值，导致电桥失衡，因此需要保持环境温度稳定。44.连接线接触良好连接线接触不良会导致电流泄漏，影响电桥的平衡，因此要确保连接线接触良好。电桥的测量原理平衡电桥当电桥处于平衡状态时，桥臂上的电压降相等。未知电阻利用已知电阻和平衡电桥的原理，可以测量未知电阻。测量公式通过计算平衡电桥的桥臂比值，可以得出未知电阻的值。电桥电路的误差分析测量误差来源电桥电路中误差主要来自元器件的误差、测量仪器的误差和环境因素的影响。元器件误差包括电阻值偏差、温度系数和稳定性等。误差分析方法可以使用误差传递公式来计算电桥测量结果的误差。可以通过分析不同误差来源对测量结果的影响程度来确定误差的主要来源。电桥电路的调整与检查1平衡检查确保电桥处于平衡状态2电阻调节调整可变电阻至平衡3连接检查检查所有连接是否牢固4环境检查确保环境干燥无腐蚀电桥电路的调整与检查至关重要，可以提高测量精度，避免误差。要仔细检查所有连接，确保牢固可靠。并根据测量需要调整可变电阻至平衡状态，确保电路稳定工作。电阻箱的使用及注意事项电阻箱的结构电阻箱是通过拨动开关来选择不同阻值的电阻器。电阻箱的使用步骤选择合适的量程。拨动开关选择需要的阻值。注意不要同时拨动多个开关。电阻箱的注意事项使用前检查电阻箱是否完好，避免使用有损坏的电阻箱。实验电路电阻的测量1选择合适的测量仪器选择与被测电阻阻值范围相匹配的万用表或电阻箱。2连接电路将待测电阻连接到电路中，并确保连接正确。3进行测量使用测量仪器测量电路中的电阻值，并记录数据。4分析结果分析测量结果，判断是否符合预期。测量电路参数的方法11.电压测量使用电压表测量电路中的电压，注意电压表的量程选择，确保测量精度。22.电流测量使用电流表测量电路中的电流，将电流表串联到电路中，确保测量精度。33.电阻测量使用万用表或电阻箱测量电路中的电阻，注意电阻值的单位和精度。44.其他参数测量根据需要，使用其他仪器测量电路中的其他参数，例如功率、频率等。电压表和电流表的使用电压表电压表用于测量电路中两点之间的电压差，通常与电路并联连接。使用时应注意选择合适的量程，确保测量的电压值在量程范围