电路原理图(6篇)

时间：2024-07-09 来源：

电路原理图篇1

【关键词】电动势；内电阻；测量；物理模型与数、形结合

【作者简介】沈祖荣，江苏省木渎高级中学，硕士，中学高级教师，苏州市物理学科带头人。

实验研究是物理学研究的重要组成部分，物理学的发展史给予的启示是，物理学的发展遵循物理现象物理理论物理实验物理理论的验证、修正或对现有理论的否定并提出新的理论再进行新的实验原理下的实验验证。因此，高中物理实验教学也应是高中物理教学的重要组成部分，本文就“测定电池电动势和内电阻”实验的进行深入剖析与拓展。

一、公式法计算的隐患

根据闭合电路欧姆定律，可得出表达式U=E-Ir，设计如图1电路原理图，调节滑动变阻器R，分别测出（U1、I1）、（U2、I2）两组数据，分别代入得U1=E-I1r和U2=E-I2r两方程组，解上述方程组，可得出r=-、E=-。

然而，如果（U1、I1）、（U2、I2）两组数据中只要其中有一个值测量不准确或错误，计算出最终的电池的电动势和内电阻均会不准确或错误；所以，上述测量（U1、I1）、（U2、I2）两组数据、直接代入数据计算得出的电动势（E）和内电阻（r）出存在出现误差较大或错误的隐患。

为了避免上述隐患，实际在实验中，改变滑动变阻器阻值R，分别测出至6组或6组以上的（U、I）数据，可通过描点法画出如图2所示的U-I图象。

二、电池U-I图象的物理意义

由U=E-Ir可知，当电源两端被短路，即R=0时，则有U=0，此时I短=-，所以图2中I轴的截距为短路电流I短；当电源断路时，即R=∞，则有I=0，此时U=E，所以，图2中U轴的截距为电源电动势E。

U-I图象的斜率绝对值为k=|-|=-，由U=E-Ir可知，r=k=|-|=-。

三、U-I图象测得电池的电动势和内电阻的误差分析

测定测定电源电动势和内电阻的实验中，可用如下图3（a）、（b）两种电路进行实验。

1.利用U-I图象对图3（a）电路对测量值的误差分析。根据测定电源电动势和内电阻实验中，利用图3（a）进行实验，测得6组（U、I）数据、描点并画出U-I图象，得出如图4（a）U-I图象中实线，从U-I图象可得出，U轴截距为电源电动势E的测量值、从图线斜率可得出电源内电阻r的测量值。

利用图3（a）进行实验时，测得的电压U为电源的路端电压，但仅以流过电流表IA的电流作为流过电源的电流I，但实际上I应为IA+IV，即此时因电压表的分流而产生了误差。当U=0、IV=0，电源的电流I严格等于IA；由此可知，U=0时，I轴截距真实值和测量值严格相等。当取某一电压U1，作出如图4（a）中AB参考线，此时电流的测量值为IA、真实值I=IA+IV，电压U示数越大、对应IV越大，经修正可画出如图4（a）所示中虚线。由如图4（a）U-I图象中对比实线（反映测量值）、虚线（反映真实值）可得出：E测

从上述U-I图象中通过图线修正分析得出E测

2.利用U-I图象对图3（b）电路对测量值的误差分析。根据测定电池电动势和内电阻实验中，利用图3（b）进行实验时，测得6组（U、I）数据、描点并画出U-I图象，得出如图4（b）中实线，从U-I图象可得出，U轴截距为电池电动势E的测量值、从图线斜率可得出电源内电阻r的测量值。

利用图3（b）进行实验，测得电流IA为流过电源的电流，测得电压UV仅为电压表两端的电压，电池路端电压U应为UV+UA，即此时应电流表的分压是实验误差来源的主要原因。当IA=0、即UA=0，此时U严格等于UV；由此可知，U轴截距测量值和真实值严格相等。当取某一电流I1，作出如图4（b）中CD参考线，测量电源的路端电压的测量值为UV、真实值为UV+UA，电流I越大、对应的UA越大，经修正可画出如图4（b）中虚线所示。由如图4（b）U-I图象中对比实线（反映测量值）、虚线（反映真实值）可得出：E测=E真、r测≥r真。

从上述U-I图象中通过图线修正分析得出E测

四、实例检验

例1.在用电压表和电流表测定电源电动势的实验中，所用电压表和电流表的内阻约分别为1kΩ和0.1Ω，实验中所提供的仪表、器材如图6（a）所示。现作如下研究：

（1）根据提供的实验仪表、仪器设计测定电池电动势和内电阻实验原理图，并画在如图6（c）虚线框内，结合实验原理图在图6（a）中画出连线，将各仪器按实验电路原理图连接成实验电路。

（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图6（b）中画出U-I图象，根据图象读出电源的电动势E=V，求出电池内阻r=Ω。（结果小数点后保留两位有效数字。）

（3）若不作出图线，只选用其中两组（U、I）数据，用公式列出方程E=U+Ir求E和r，这样可能得出误差很大的结果，其中选用第组和第组的数据，求得的误差最大。

解析：（1）因本题中电压表和电流表的内阻未知，所以应设计如图7（a）实验电路原理图，选用这一电路图尽管电动势和内电阻都存在偏小的系统误差，但误差均较小。结合实验电路原理图7（a），连接电路实物图如图7（b）。

（2）上表中6组（U、I）数据在图6（b）上描点、画出U、I图象，得如图7（c）所示。由图象可知，当I=0时，U轴截距为电动势E=1.46V；斜率的绝对值为内电阻r=k=|-|=0.71Ω。

（3）从图7（c）可知，第4组偏离直线较远，若选用与之较近的第3组和第4组数据，若利用E=U+Ir求的E和r误差会很大、甚至会是错误的。

点评：本例中的第（1）小题是根据测定电池电动势和内电阻设计合适的电路原理图、并连接电路实物图，考查学生对电路图的理解，涉及仪器、仪表量程的选择、线头连接等基本功；本题的第（2）小题考查了电池U-I图象的斜率、截距的物理意义以及有效数字的理解等；本题的第（3）小题考查了直接选用其中两组（U、I）数据，若用公式列出方程E=U+Ir求E和r，存在隐患可能性。

综上所述，在电流表内阻RA未知情况下，选用图3（a）实验原理图进行实验，虽然测得的电动势和内电阻均有误差，但总体误差不大，相对误差较小；在电流表内阻RA已知情况下，选用图3（b）实验原理图进行实验，电动势有E测=E真，此时r真=r测-RA，可较准确测出电池内电阻。

拓展1：若实验中如果没有电流表，可用电压表和变阻箱结合，设计成如图8所示的电路图，进行实验测量。

（1）公式法计算的隐患。

由闭合电路欧姆定律，只要测得两组（U1、R1）、（U2、R2）代入得E=U1+-r、E=U2+-r两组方程，解得E=――、r=――。同样，如果两组（U1、R1）、（U2、R2）数据中只要四个值中有一个误差很大或错误，计算出的电动势E和内电阻r就误差很大、甚至是错误，同样存在实验误差很大或错误的隐患。所以，还需要进一步优化实验方法，而研究含有电动势E和内电阻r图像是一种重要的方法。

（2）---图象的物理意义。

由E=U+-r可推导出-=-?-+-，测出多组（U、R），画出---图象是一条直线，则其斜率为k=-、-轴的截距是-。

（3）系统误差的来源。

由图8可知，系统误差的来源是由于电压表的分流，与图3（a）电路误差来源相同；同样，测得的电动势和内电阻为如图5（a）的等效电源的电动势和内电阻，可与前述类比得出，此时测得的电动势和内电阻结果会比真实值均偏小。

现应用如下例2：

例2.某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成的电路，测定该电池电动势。

①根据电路图，用笔画线替代导线，将实物图连接成完整的电路，如图9。

②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应的示数U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的-、-的值。请用表中数据在坐标纸，如图10上描点，并作出---。

从图线中可得出E=V。

解析：①由电路图知，电压表的另一接线柱处于R0与R之间，具体连线如图11所示。

②描点、连线如图12所示。

从图线中可得-=0.09V-1，即E=11.1V。

点评：本例是2012年福建高考物理试卷中真题的一部分，考查的是在没有电流表情况下的电源电动势的测量；由于路端电压U和外电阻R呈非线性关系，如果画出U-R图象应为曲线，所以没有从U-R图象角度研究；结合E=U+-（r+R0），得出-=-?-+-，式中以-为自变量，-为因变量时，为一次函数，画出函数-=-?-+-的---图线为直线。---图线中，-轴的截距为-，即电动势为-轴的截距的倒数、斜率k=-，本题中r=kE-R0，若R0已知，则本题中可求出内电阻r。

拓展2：若实验中如果没有电压表，可用电流表和变阻箱结合，设计成如图13所示的电路图，进行实验测量。

（1）公式法计算的隐患。

由闭合电路欧姆定律，只要测得两组（I1、R1）、（I2、R2）代入得E=I1（r+R1）、E=I2（r+R2）两组方程，解得E=-、E=-。同样，如果两组（I1、R1）、（I2、R2）数据中只要四个值中有一个误差很大或错误，计算出的电动势E和内电阻r就误差很大、甚至是错误，同样存在实验误差很大或错误的隐患。

（2）--R或R--图象的物理意义。

由E=I（r+R），解得-=-?R+-，--R图象是一条直线，结合函数的物理意义，可知斜率k=-，纵轴-轴的截距为-。求出图象的斜率k，可得E=-；进而根据截距即可求出r。

或由E=I（r+R），解得R=E（-）-r，R--的图象也是一条直线，结合函数的物理意义，可知其斜率k=E，纵轴R轴的截距是-r。也可由图像计算得出电动势E和内电阻r。

（3）系统误差的来源。

由图13可知，系统误差的来源是由于电流表的分压，与图3（b）电路误差来源相同；同样，测得的电动势和内电阻为如图5（b）的等效电源的电动势和内电阻，可与前述类比得出，此时测得的电动势无系统误差，即E测=E真；但内电阻结果会比真实值明显偏大。现举例应用如例3。

例3.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程Ig=0.6A，内阻rg=0.1Ω）和若干导线。

①请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图14中器件的连接方式，画线把它们连接起来。

②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图15所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作坐标图，如图16所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图15实验数据对应的坐标点也标注在图16上。

③在图16上把描绘出的坐标点连成图线。

④根据图16描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____Ω

解析：①根据所设计实验的需要，将图14所示中连接成实验图如图17所示。

②、③两步骤如图18所示。

④函数R=E（-）-r结合其图像的物理意义，可知r=0.4Ω，斜率k=E=1.5V。

电路原理图篇2

关键词：电气原理图识读控制电路

随着社会的发展，各种电气设备随之增加，电气控制电路越来越复杂，这就给《机床电气控制系统》教学带来了困难。要想掌握各种电气设备的工作原理，就必须熟悉电气原理图的识读方法和步骤。下面以三相异步电动机双重联锁正反转控制电路为例，介绍电气原理图的识读方法。

一、识读电气原理图前，掌握绘制原理图的基本原则

（一）主电路用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制，有时为简捷，不刻意用粗、细线条区分。主电路一般画于左侧，控制电路画于右侧，无论是主电路还是控制电路各电气元件一般均按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。

（二）线路交叉处应标明是否有电的联系，若电路相连，则应在交叉处画一个实心圆点。

（三）电气原理图各种电气元件不画实际的外形图，必须采用国家统一规定的图形符号和文字符号。

（四）同一电气元件的各个部件可以不画在一起即采用分散表示法，但必须采用同一文字符号标注。如下图1中的交流接触器KM1的线圈、辅助常开触点、辅助常闭触点、主触点均用KM1来表示。对于同类型的电器，在同一电路中的表示可在其文字符号后加注阿拉伯数字序号下角标来区分。如图1中用到了两个交流接触器，分别用KM1、KM2来表示。

（五）原理图中各电气元件的图形符号均按没有通电和没有受到外力作用时的状态画出。如图1中的KM1，其主触点、辅助常开触点、辅助常闭触点均按线圈没有得电，衔铁未吸合时触点所处的状态表示；按钮SB1、SB2、SB3均按没有按下时表示。

二、电气原理图识读的基本步骤

（一）识图前了解生产工艺对控制线路的基本要求，这是阅读和分析的前提，尤其对机、电、气、液控制配合密切的机械，有时单凭电气原理图往往掌握不了动作原理。

（二）识图时的步骤：（1）先看主电路，后看控制电路。看图的原则是自上而下、从左至右的顺序。（2）看主电路：根据电流的流向由电源到被控制的设备（电动机），掌握主电路中有哪些电器，熟悉图中各电器元件的结构、动作原理。（3）看控制电路：自上而下，按动作先后次序一个一个分析，当一个电器动作后，应逐一找出它的主、辅触点分别接通和断开了哪些电路，或为哪些电路的工作做好了准备，搞清它们的动作条件和作用，理清它们的逻辑顺序。（4）弄清电路中的保护环节。

下面以图1为例分析识图的方法和步骤：

1.主电路

主电路是一台三相鼠笼式异步电动机，从上至下，有电源开关QS、熔断器FU1、交流接触器KM1、KM2主触点、热继电器FR控制。

2.控制电路

控制电路共有两个交流接触器KM1、KM2回路，KM1有一个主触点、一个辅助常开触点、一个辅助常闭触点，其主触点用来控制电动机的起、停；辅助常开触点并联于SB2两端，用于当松开SB2时，接触器KM1线圈回路也不会断电，电动机仍能继续运行，实现自锁；辅助常闭触点串联于接触器KM2线圈回路，保证当接触器KM1线圈得电时（KM1主触点闭合），接触器KM2线圈不能得电（KM2主触点不闭合），不会发生相线L1与相线L3之间的短路，实现两个接触器之间的相互制约，即电气互锁。接下来，找出控制电路中的其他低压电器，此电路中还有复合按钮SB2和SB3，判断其动合触点和动断触点各处于什么回路，各起什么作用。有了总体了解后，就可以分析得出其动作原理如下：

首先合上电源开关QS。

正转启动：按下SB2，SB2的动断触点先断开，保证KM2线圈不得电，SB2的动合触点后闭合，KM1的线圈回路得电，共有三个触点：①主触点KM1闭合，电动机正转；②辅助常开触点KM1闭合自锁，保证松开SB2后电动机继续正转；③辅助常闭触点KM1断开互锁，保证电动机正转时，KM2线圈不能得电，即防止KM1和KM2的主触点同时闭合导致短路事故的发生。

反转启动：按下SB3，SB3的动断触点先断开，让KM1线圈失电有了以下动作：①主触点KM1复位（即断开），电动机停止；②辅助常开触点KM1断开；③辅助常闭触点KM1闭合，为KM2线圈的得电做好准备。SB3的动合触点后闭合，KM2线圈回路得电：①主触点KM2闭合，电动机反转；②辅助常开触点KM2闭合自锁，保证松开SB3后电动机继续反转；③辅助常闭触点KM2断开互锁，保证电动机反转时，KM1线圈不能得电，同样防止KM1和KM2的主触点同时闭合导致短路事故的发生。

停止：按下SB1，由于其处在控制电路的干路中，因此线圈KM1和KM2均不可能得电，它们对应的主触点均断开，电机停止。

通过上述分析可知，该电路可以实现电动机的“正-反-停”控制。

3.保护环节

（1）短路保护：FU1保护主电路；FU2保护控制电路。（2）欠压保护与零压保护：由交流接触器KM1、KM2实现。（3）过载保护：由热继电器FR实现。

4.与相近的电路进行比较，分析各自的优缺点

学过《电气控制》的同学都应该了解电气互锁正反转控制电路及按钮联锁正反转控制电路，为了进一步弄清楚双重联锁正反转控制电路的优越性，我们有必要对这三种电路进行比较：①电气互锁正反转控制电路只是取消了图1中复合按钮的动断触点，则当按下SB2，线圈KM1得电，电机正转时其辅助常闭触点KM1断开，若此时按下SB3，线圈KM2不能得电，导致此电路只能实现“正―停―反”控制，操作起来没有双重联锁正反转电路方便。②按钮联锁正反转控制电路取消了图1中交流接触器的辅助常闭触点，当主电路的正转接触器KM1的主触点发生熔焊时，此时若按下SB3，由于SB2松开时其动断触点已经复位，KM2线圈可以得电，造成电源两相短路，如果是双重连锁正反转，由于熔焊时KM1的触点在线圈断电时也不会复位，KM1的动断触点处于断开状态，按下SB3，KM2线圈也不能得电，可防止短路事故的发生。经过以上分析，笔者相信读者对图1应该有了比较完整的认识。

综上所述，电气原理图的识读是一个系统的工作，需要从最简单的控制电路开始，不断深入，抽丝剥茧，把电路中每一个电器元件的结构和作用分析清楚，那么对一个复杂的控制电路就不难掌握。

参考文献：

电路原理图篇3

关键词：教学方法Y-降压启动IT教学法原理图

一、问题的提出

机床电气控制技术是高职院校机电类学生必修的一门专业核心课程，课程的实践性和应用性很强，学生学习掌握本课程可以为将来的职业发展奠定坚实的基础。机床电气控制原理图是领会仪器设备设计意图、分析设备工作原理的关键，并且它是技术人员在进行仪器设备调试、安装、维修时的重要依据。笔者在机床电气控制原理图的教学过程中引入IT教学法法，从实现的结果出发，一步一步分析实现结果的条件，即RAC（FromResultAnalysisCondition）。通过此种方法，一是可以与学生共同分析问题，甚至可以由学生自己分析，从而体现学生在教学过程中的主体地位；二是分析过程由简单到复杂、循序渐进，便于学生学习理解，提高学生的学习兴趣；三是这种教学可以提高学生分析问题、创新问题的能力，有助于培养现代社会所需要的技术技能型人才。

二、Y-降压启动原理

对于大功率电动机（通常指功率在10kW以上的电动机）在启动时因为会产生很大的启动电流，容易把电动机烧坏，所以在此类电动机启动时一般要采取降压启动的方式。降压启动有多种方式，而Y-降压启动只是其中一个比较常用的方法。所谓Y-降压启动，就是在电动机启动时电动机定子线圈用Y形接法，每相定子线圈相电压为220V，当电动机速度升高后（即转差率较小时）再把电动机定子线圈改为形接法，电动机线圈相电压达到额定电压380V，电动机正常工作。

三、传统机床电气控制教学方法

笔者查阅了以往的文献，了解到很多关于机床电气控制教学模式、教学模式改革的研究，但具体对机床电气控制原理图的教学方法研讨较少。从以往文献的教学流程可以看出对于原理图的教学方法有很多，如刘文胜老师在《〈机床电气控制课程〉教学改革与实践》中提到了教学流程说明，他把教学流程分为五步：一是资讯，二是决策，三是计划，四是实施，五是检查与评估。在资讯中主要是一些引导问题，其中第三条是电动机点动和长动电气控制线路的原理图和接线图。从此可以看出，他是先给学生提供了整体的原理图，然后根据原理图分析动作原理以及器件的选择等等。郝文莉老师在《机床电气控制线路的教学方法》中也提出了机床原理图的学习方法，她在文章中的第二部分以T68为例介绍了教学过程。她把学习过程分成元器件介绍，在原理图分析时把整体电路分成了主电路、辅助电路、控制电路等进行讲解学习，也就是在学习讲解时把整个原理图给了学生。

四、IT教学法

IT教学法，也称发现法、探究式教学法、研究法，最早提出在教学中使用这种方法的是美国教育家杜威。IT教学法是指学生在学习概念和原理时，从一些事例和问题出发，让学生通过阅读、观察、实验、思考等途径，以发现并掌握相应原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，让学生参与到问题的讨论之中，主动探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤。具体到机床电气控制课程，就是通过IT教学法，培养学生的设计思想、创新思维，从而实现教育的主要目的，在让学生学会大量知识的同时，学会科学研究的过程和方法。

五、IT教学法Y-降压启动课程设计

1.导入

大功率电动机（一般指额定功率在10kW以上）在启动时会产生很大启动电流，启动电流一般为电动机额定工作电流的4～6倍。较大的启动电流主要会带来两点不利影响：一是大电流会使电动机发热，容易烧坏电动机；二是大电流会冲击同线路中的其他电器，影响其他电器的正常工作。所以在实际生产中，为了减小大功率电动机较大启动电流带来的破坏作用，一般在启动时采取降压的方式。

2.IT教学法教授Y-降压启动的步骤

（1）提出问题。电动机用形接法时，定子相电压是380V，而采用Y形接法时，定子线圈上的相电压是220V。所以对于在正常工作时采用形接法的电动机来说，如果启动时接成Y形，那么启动电流就会变小，等到电动机转速基本上达到额定转速时再接成形就可以正常工作了。通过这个过程，实现电动机降压启动。那么怎么才能通过继电器-接触器来实现这一控制过程呢。

（2）分析过程。这个过程，教师要引领同学们一起思考，一个小问题一个小问题地解决。每一个小问题都是以前学习过的内容，所以可以采取让学生自己来描述，或者是让学生用多媒体画出来，让学生们积极参与问题的整个思考过程，增强学生主动性。

第一，主电路分析。要实现Y-降压启动，我们很自然地得知要在同一台电动机上必须接成Y和形两种形式。那么，此时教师可以让学生画出Y形接法。学生画出电路图后，教师注意提醒学生因为需要短路、过载保护，需要熔断器和热继电器保护。因为Y形法需要进行通断控制所以需要加上接触器，最后效果如图1所示。然后，教师再接着分析，如何把电动机接成形，并引导学生共同完成，如图2所示。KM和KMY能不能同时闭合？如果同时闭合会造成电路短路，所以KM和KMY需要互锁。

图1电动机可通断控制的Y形接法

图2电动机可通断控制的Y-形接法

第二，控制电路分析。在完成主电路的设计以后，教师要和学生再分析一遍要实现Y-启动过程原理。Y-降压启动过程就是在启动时电动机用Y形接法，相电压为220V，此时需要KM和KMY主触头闭合。当电动机转速升高以后，电动机要变为形接法，即需要KM和KM接触器主触头闭合。控制电路主要实现这两个功能就可以了。控制电路引导问题的提出及教学过程如下：问题引导部分由教师引导，和学生一起完成。原理图的绘制由学生独立完成。在表中的步骤全部完成后，再带领学生按总的电路图分析一遍Y-降压启动的全过程。

控制电路IT教学法设计教学过程：

①引导问题：辅助电路短路保护。

解决思路：在线路中加入熔断器。

对应原理图（图3）。

图3

②引导问题：电动机过载保护。

解决思路：在控制线路中加入热继电器常闭触头。

对应原理图（图4）。

图4

③引导问题：电动机停止。

解决思路：常闭按钮。

对应原理图（图5）。

图5

④引导问题：电动机Y形接法，降压启动。

解决思路：KM和KMY主触头闭合，KM和KMY线圈通电。

对应原理图（图6）。

图6

⑤引导问题：电动机需要连续运转。

解决思路：SB1需要自锁，转子转速升高后KMY需要断电，所以可以把KM常开并联在SB1两端。

对应原理图（图7）。

图7

⑥引导问题：电动机形接法，正常工作，并且一开始不能直接通电，所以需要一个开关控制，并且正常工作时要连续运转，所以开关处要形成自锁。

解决思路：KM线图用一个常开按钮控制接入电路，并且把KM常开辅助触头并联在按钮两边。

对应原理图（图8）。

图8

⑦引导问题：KMY和KM互锁。

解决思路：在KMY线圈和KM线圈电路中分别加入对方的常开辅助触头。

对应原理图（图9）。

图9

⑧引导问题：电动机转速升高以后，由Y形接法转变为接法时，即SB2接通之前，KMY线圈必须断开。

解决思路：把SB2按钮的常闭触头接到KMY线圈电路中。

对应原理图（图10）。

图10

参考文献：

电路原理图篇4

关键词：开关电源;原理;原理框图;电路图

电子技术教学中，我们有的教师对开关电源部分内容常常忽视，这与目前生产、生活实际是不符，本文根据自己的教学实践，对开关电源教学谈一些认识。

一、明确开关电源教学的重要性

简单的分类，直流稳压电源有串联型线性直流稳压电源和开关型直流稳压电源。串联型线性直流稳压电源由整流、滤波、稳压等部分组成，稳压部分的调整部分工作在线性状态，学生易理解，掌握串联型线性直流稳压电源的工作原理和进行实际电路分析也是较为容易的。

开关电源（SwitchingModePowerSupply，SMPS）采用“交流直流交流直流”变换技术，是一种组合变流电路，包括由冲击电流限幅、输入滤波器、输入侧整流与滤波、逆变、输出侧整流与滤波等部分组成的主电路，以及控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源较直流线性稳压电源复杂，但开关电源功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%―30%，目前它已成为稳压电源的主流产品。因此我们在教学时应重视开关电源这部分内容，不要淡化它。

二、读懂开关电源原理框图

要理解开关电源工作原理，会分析开关电源电路图，那就要读懂开关电源原理框图。下图就是典型的开关直流稳压电源原理框图。

图1开关直流稳压电源原理框图

（一）框图组成

框图由主电路、控制电路、检测比较放大电路、辅助电源四大部份组成。

1.主电路。主电路即完成“交流直流交流直流”变换的功能电路部分，由冲击电流限幅、输入滤波器、输入侧整流与滤波、逆变、输出侧整流与滤波等部分组成;冲击电流限幅部分功能：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流;输入滤波器功能：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网;输入侧整流与滤波：将电网送来的交流电直接整流滤波为较平滑的直流电;逆变：利用开关调整电路将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分;输出侧整流与滤波：根据负载需要，将高频交流电进行整流与滤波，提供稳定可靠的直流电源。

2.控制电路。一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器（开关调整电路），改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

3.检测电路。提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

4.辅助电源。实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。

（二）开关电源的工作原理

开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件（开关管），开关元件以一定时间间隔重复地接通和断开，在开关元件接通时输入侧整流滤波的直流电通过逆变器（开关管）、输出侧整流滤波电路向负载提供能量，当开关元件断开时，电路中的储能装置（有电感、电容等组成）向负载释放开关接通时所储存的能量，使负载得到连续稳定的能量。

根据开关电源输出的直流电压情况，经过取样进行检测比较放大得到反映输出电压稳定情况的误差信号，将其送入控制电路产生控制信号，控制信号经驱动电路后对逆变器的开关元件的占空比（导通时间与周期之比）进行控制，这样传到输出端的能量得到调整，即调整输出电压使其稳定。

三、读懂开关电源电路图

读开关电源电路图，不要急于弄清某一元器件的作用，要按一定顺序逐步进行。首先，找到来自电网的交流电位置（即“信号”入口，）和直流稳压电源稳定电压输出位置（“信号”出口）;其次，找到开关电源电路的主电路（“主信号”电路，正向电路），它由冲击电流限幅、输入滤波器、输入侧整流与滤波、逆变、输出侧整流与滤波等部分组成;找到反馈控制电路，它由取样比较放大、时钟振荡电路、脉宽（脉频）调制电路、驱动电路等组成;最后对开关稳压电源的主电路和反馈控制电路的各组成部分进行分析，分析出各部分的功能和作用，具体到每一个元器件的功能和作用;完成以上分析后，引导学生再回头体会开关稳压电源的原理，会有更深刻的理解。

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。作为电子技术的教学专业人员，有必要将开关电源这部分教学内容向学生讲清楚，讲明白。

参考文献：

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].机械工业出版社.2009.

电路原理图篇5

一、汽车电路图分类

汽车电路图，是将汽车电气设备和电子设备用图形符号和代表导线的线条连接在一起的关系图。现代汽车电路图种类众多，不同国家不同车系的电路图不一样，但总结一下主要有以下几种：接线图、电路原理图、布线图。

1.接线图

按照电器设备在汽车的大致位置来绘制的电路图，该图具有电器设备数量正确、线路走向清晰，方便查找，但图中电线纵横交叉、很难看懂电流的流向。

2.电路原理图

它表达了汽车各电器之间的连接，又展示了汽车电气内部的连接情况。因此，很容易分析电流具体的流经线路。分为整车电路原理图和局部电路原理图。（如启动电路图）

3.布线图

可以认为是简化了的汽车电器元件位置图，主要表明各电器在汽车上的位置以及连接关系。

二、汽车电路读图方法与技巧

当你看到一张电路图，多数是电路原理图。首先掌握图中各种图形符号的意义、标注规则以及符号的含义。可以从以下几个方法入手分析。

1.化整为零

我们可以把整车电路分为以下几个系统来具体分析（如电源、启动、点火、照明与信号、仪表与报警、辅助电器等），把局部电路图从整车电路图中抽取出来，这样既可以有重点地分析某一系统，还能找出与其他系统相关联的线路，也避免了眉毛胡子一把抓，越看越糊涂的现象。

2.继电器的工作状态

对于一些复杂的电路，通常采用各种型号的继电器进行控制。掌握继电器的工作特性，有助于我们分析电路。

对于含有线圈和触点的继电器，可以把它分成两个电路来分析，一个是触点连接的主电路，另一个是线圈工作的控制电路。主电路中的触点何时闭合，关键是看控制电路中的线圈是否有电流，只有线圈中有电流流过之后，常开触点才闭合，主电路导线才通电。而在电路图中绘出的是线圈处于失电状态，触点常开。

3.开关的作用

电路的通断主要依靠开关来控制，在标准的电路图里，开关常处于断开状态。在许多复杂电路控制里，一个主开关通常控制许多导线，分析时应注意以下几点。

（1）哪几个电器是被这个开关控制，这几个电器有什么功用。

（2）蓄电池正极的电流是流经哪些导线到达这个开关的，在这过程中是否流经其他开关和熔断丝。

（3）要明白在被控制的电器中，哪些电器优先通电、哪些电器应后通电、哪些电器是单独工作、哪些电器是同时工作的，其中又有哪些电器不被许可同时通电工作。

（4）在开关众多接线柱中，哪几个接线柱是接电源的，哪几个接线柱是接用电器的。

4.回路原则

在电路图中，电流总是从蓄电池正极流出，经过导线、熔断丝、开关后到达用电器。再经过导线（搭铁）流回电源负极。电器只有有电流流过时，它才能正常工作。而且汽车电路中都是单线制。

5.读图的思路

一种可以逆着电流流向，从用电设备开始顺着导线找到蓄电池正极。找出中间经过哪些开关、继电器和熔断丝等。对于一些复杂的电路图可以尝试这种方法。另一种是对于简单的电路图，可以顺着电流流向从电源正极开始到用电器再到搭铁。

电路原理图篇6

接触器是一种用来频繁地接通和断开负荷电流的电磁式自动化切换电器，主要用于控制电动机、电焊机、电容器组等设备，具有低压释放的保护功能，适用于频繁操作和远距离控制，是电力拖动自动控制系统中使用最广泛的电气元器件之一。交流接触器主要由电磁机构、触电系统、灭弧装置和其他辅助部件四大部分组成。当吸引线圈得电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，使衔铁带动触点动作。触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈中的电压值降低到某一数值时(无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至线圈额定电压的85%)，铁心中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合。这也是接触器的失压保护功能。接触器的符号如图4。

2.电气控制线路的绘制

电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组成结构，工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统一的工程语言即用工程图的形式来表达，这种工程图即是电气图。常用于机械设备的电气工程图有3种：电路原理图、接线图、元器件布置图。电气工程图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制而成的。

1)电气原理图

电气原理图是根据电气动作原理绘制的，用来表示电气的动作原理，用于分析动作原理和排除故障，而不考虑电气设备的电气元器件的实际结构和安装情况。通过电路图，详细地了解电路、设备电气控制系统的组成和工作原理，并可在测试和寻找故障时提供足够的信息，同时电气原理图也是编制接线图的重要依据。电气控制线路分主电路和控制电路。主电路用粗线绘出，而控制线路用细线绘出。一般主电路画在左侧，控制电路画在右侧。电气控制线路中，同一电器的各导电部分如线圈和

出头常常不画在一起，但要用同一文字符号标注。本次实习的电气原理图见附录。

2)电气安装接线图

电气安装接线图也叫电气装配图，它是根据电气设备和电器元件的实际结构、安装情况绘制的，用来表示接线方式、电气设备和电气元器件的位置、接线场所的形状和尺寸等。电气安装接线图只从安装、接线角度出发，而不明显表示电气动作原理，是供电气安装、接线、维修、检查用的。电气安装接线图的特点是：所有的电气设备和电气元器件都按其所在位置绘制在图纸上。本次实习的电气安装接线图见附录。

3.电气控制线路的设计

工业生产中，所用的机电设备很多，但其电气控制系统的设计原则和方法却基本相同。电气控制系统的设计一般包括确定拖动方案，选择电动机容量和设计电气控制线路。电气控制线路的设计又分为主电路设计和控制电路设计，一般情况下电气控制线路指的是控制电路的设计。电气控制线路设计主要采用两种设计方法：经验设计法和逻辑设计法。

1)电气控制线路设计的一般原则

最大限度的满足机电设备对电气控制线路的要求;

在满足生产要求的同时，应尽可能地使线路简单、实用;

保证控制安全，便于操作和维修。

2)电气控制线路设计的内容和步骤

a.确定电气设计的技术条件;

b.选择电气传动形式和控制方案;

c.确定电动机的类型、容量、转速、和型号;

d.设计电气控制原理图;

e.选择电器器件，制定电动机和电器器件明细表;

f.设计电动机、执行电磁铁、电气控制元件，以及检测元件的总布置图;

g.设计电气柜、操作台、器件安装板以及非标准器件专用安装零件;