本系列教程,将带一个焊工小白,全维度熟悉修理钳工的基础知识,包括基础理论、电路剖析、电子技术、电工修理工艺、PLC、变频器、计算机与网路、测量、CNC设备,设备管理等基础知识。
回顾一下相关基础理论知识,基础理论扎实,能够做到百通。
1.1基础概念
要做一个理智的修理焊工,以下概念必须镌刻在骨子里,但是做到真懂。
一、欧姆定理
追忆中学课程,在同一电路中,导体中的电压跟导体两端的电流成反比,跟导体的内阻电阻成正比,这就是欧姆定理。
I=U/R,单位:安/伏/欧姆(A/V/Ω)
欧姆定理是焊工理智剖析的基础串联电路总电阻怎么计算?,应用极为广泛。
二、电压平衡方程式
图1-1:直流内阻电路
上图是一个典型的直流内阻电路。实线内为电源,R为负载,R0为电源电阻。于是有如下电流平衡方程式:
E-IR-IR0=0
即在电路一个回路中,所有负载上的压降与电动势的代数和等于零,即电流升等于电压降。
三、功率与发热估算
电路中,内阻消耗的功率为:
P=UI=I^2R=U^2/R
单位:P/瓦、U/伏、I/安、R/欧
内阻所发出的热量为:
Q=UIt=I^2Rt=(U^2/R)t
单位:Q/焦耳、U/伏、I/安、R/欧、t/秒
例:试估算1度电够40W镇流器使用多少个小时?
解:
1度电=1千瓦.小时=1000瓦.小时
40W灯座可以使用小时数:
T=1000/40=25(小时)
**拓展思索:40W灯泡的阻值等于多少?如此简单吗?
估算:R=U^2/P=220^2/40=1210(欧姆)
实测时,发觉灯丝内阻为零,这是如何回事?
钨丝冷却状态的内阻叫冷态内阻,发热状态的内阻叫热态内阻。灯丝在冷态时的内阻是0,1210欧姆是灯丝发光(发热)时的内阻。
所以,白炽灯在冷态时启动电压很大,频繁开关会烧断钨丝。
1.2直流电路剖析基础
一、电阻的串并联
(一)内阻串联电路
器件之间首尾相连时称作串联。
两个内阻串联时,其总内阻:
R=R1+R2
(二)内阻并联电路
器件之间首首相连,尾尾相连时叫并联。
两个内阻并联时,其总内阻:
R=R1R2/(R1+R2)
(三)混联电路
电路串联、并联混和使用,或结构更复杂时,称作混联。
混联电路的估算有两种方式:
1)通分成等效的串联、并联电路,用前述方式估算。
2)应用方程式求解。
下边就是一个简单的由串、并联混和而成的电路,估算上去相对简单。
例:
如下电路中,其中R1=R2=1.1KΩ,R3=2.2KΩ,R4=1.1KΩ。
试估算(电流单位用V、电流单位用mA):
(1)电路的总内阻;
(2)内阻R1的端电流;
(3)通过R3的电压;
(4)通过R4的电压。
图1-2:混联内阻电路
答:
并联电路的内阻:R并=[(R1+R2)R3]/(R1+R2+R3)
=[(1.1+1.1)2.2]/(1.1+1.1+2.2)=1.1(KΩ)
总内阻:R=R4+R并=1.1+1.1=2.2(KΩ)
R1的端电流:U1=[R1/(R1+R2)]*[R并/(R并+R4)]*U
=[1.1/(1.1+1.1)]*[1.1/(1.1+1.1)]*10=2.5(V)
R4的电压:I=U/R=10/2.2=4.55(A)
R3的电压:I3=[(R1+R2)/(R1+R2+R3)]*I
=[(1.1+1.1)/(1.1+1.1+2.2)]*4.55=2.27(A)
二、复杂的混联电路
复杂的混联电路常常难以简单归纳为串联、并联来解决问题,因此须要更复杂的剖析方式。
(一)节点、回路、支路
节点:电路中导线与导线的联接点叫节点。中间没有器件分隔的导线联接看做一个节点。
回路:电路中起码有2个及以上数目器件构成的闭合通路叫回路。
大道:相邻两个节点间的任意一条电流通路称作大道。
图1-3:节点与回路
上图中:
节点有:B、H两个,A、B、C属于同一节点即B,F、H、D属于同一节点即H。
回路有:ABHF、BCDH、三个。ABHF、BCDH又叫网孔。
大道有:AF、BH、CD三个。
(二)基尔霍夫定理
1、基尔霍夫电压定理
称作为节点电压定理,它确定了节点电压之间的关系。即在任意时刻流入节点的电压等于流出节点的电压,即流过节点电压的代数和等于零。
I3=I1+I2
借助这个定理,我们可以找到复杂电路的各个节点,之后把大道电压设为未知数,因而列举“节点电压多项式”。
2、基尔霍夫电流定理
基尔霍夫电流定理是说明回路中各电流之间互相关系的定理,即:在任意时刻,沿回路绕行一周,回路中所有的电动势的代数和等于回路中所有内阻电压降的代数和,即电流升降代数和为零。
如对右边网孔:
E1=I1R01+I3R
借助这个定理,我们可以找到复杂电路的各个回路,之后把回路电压设为未知数,因而列举“回路电流多项式”。
三、复杂电路的剖析方式
(一)大道电压法
大道电压法是以电路中的环路电压为未知量进行求解的一种方式,下边仍以以图1-3的电路为例来说明大道电压法的解题过程。
图1-4:大道电压法估算图
如图1-4。求解之前先要设定电压的正方向(参考方向)和回路的绕行方向。设定的电压正方向不一定就是电压的实际方向,当估算出的电压值为正,说明电压的实际方向与设定的方向相同;当估算出的电压值为负,则说明电压的实际方向与设定的方向相反。沿回路的绕行方向可顺秒针也可逆秒针,在图1-4中标出了电压、电动势及绕行方向的参考方向。
1、根据基尔霍夫电压定理列节点电压多项式
可以证明,在一个复杂电路中,假如有n个节点,则可列举n-1个独立的等式。本电路有两个节点(节点A和节点B),因而只能列举一个独立的等式。
I3=I1+I2
2、根据基尔霍夫电流定理列回路电流多项式
在复杂电路中,并不是列举的所有回路电流多项式都是独立的。理论剖析可以证明,以电路中的自然网孔列举的回路电流多项式都是独立的。本电路有两个自然网孔串联电路总电阻怎么计算?,可以列举两个独立的等式。
E1=I1R1+I3R3
E2=I2R2+I3R3
将以上三个独立的等式联立代入数值求解,即
I3=I1+I2
13.5=0.2I1+3I3
11.83=0.05I2+3I3
解得:I1=7.5A,I2=-3.5A,I3=4A
(二)回路电压法
回路电压法以回路电压作为变量去列回路电流多项式。如上例中,可以列举两个回路电流多项式。
回路电压法中,要估算两个回路共用大道的大道电压,须要用两个回路电压来做加加法。如前面多项式中的I3要写成I1+I2。
多项式组为:
13.5=0.2I1+3(I1+I2)
11.83=0.05I2+3(I1+I2)
同样可以解出I1、I2,并借助I1、I2估算I3。
据悉,常见的剖析方式中,还有节点电流法,本次备考略。