日立挖掘机电气基础知识

1 1000
=10-3[A]，微
安[µA]，相当10-6[A]来表示。
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电压的大小和单位 用从低电位到高电位运送1[C]的电量所需的工作量表示电压的 大小，用伏[V]表示单位。 如图7所示，1V表示电压的大小，就是1C的电量从低电位送到 电电位需的所工作量1焦耳[J]。
电压单位常用千伏[KV]表示1000V；用毫伏[mV]表示 1
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电源与负荷
电路的构成 当今丰富快捷的生活离开了电是不可想象的。电在手电 筒那种简单的电气用品到电视机、计算机等复杂电子设备 方面，在社会的所有领域中发挥着重要的作用。 首先，看一下用干电池燃亮小灯泡的电路，如图1所示， 电池，小灯泡、开关靠铜丝连接起来，推动开关S，灯泡就 亮。这是由于电流在灯泡通过。这个输送电流的装置就叫 电源，电流通过的金属线就叫导线。电流流动的通路叫作 电路。电流流动作的工叫做负荷。负荷不仅会使灯泡发 光，还会使电热器产生热，使电机产生力。如图2所示，上 述灯泡燃亮的回路就是图示符号所表示的部分，即电路 图，图3示出图示符号的一个实例。
流动性好，另外，直径相同的管子，短的比长的易流
动。图、1（b）表示其关系。
2
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物质的电阻值不是固定值，随温度而变化。一般，金 属的温度上升，电阻也增加。相反，绝缘物或电解液 的电阻却随温度的上升而减少。所以，由于温度升 高， 电气设备的绝缘有恶化的危险，需要在冷却或耐热方 向研究对策。 欧姆定律 如图3所示，在R[Ω]电阻上施加V[V]电压时，可用下式 表示电路中移动的电流I[A]。
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表针指示（模拟）式
数字显示式 10
普通型万能表（模拟式万能表）的使用方法
刻度盘的读数
如图1所示，普通型万能表的刻度盘上有各种刻度。
刻度盘的符号及含义
Ω：检测电阻。
AC50VUP：检测交流50V以上的电压。
AC10V ：检测交流10V以下的电压。
DCV-mA ：检测直流电压和直流电流。
V ~
பைடு நூலகம்
银。 但是，价格昂贵。其次是铜，铜作为导线被广泛使
用。 与之相应，云母、陶磁、电木等电阻大的非导体因
为不导电，被用作绝缘体。
导体的电阻
导体的电阻值因其材质的差异如图1（a）所示，同一材 质的导体，其截面积（粗细）越大，电阻越小。相
反， 长度越长，电阻越大。例如，把电流看作水流，水压
相同、长度相同的管子，粗管子的水比细管子的水的
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开关
开关
电
灯泡
电池
池
灯泡
铜丝
图1 灯泡燃亮的电路
图2 电路图
品名 直流电源
图示符号
品名 接地
图示符号
交流电源 开关
保险丝 电阻或电阻器
按钮开关
导线交叉连 接的部位 导线不交叉连
接的部位
端子
或者
电容 带铁心线圈
电机 蜂鸣器
图3 电气图符号例
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水位高
落 差
水位低
水位相同
水流 电流 图4 有电位差，电流就流动
合成电阻 一般，几个灯泡与电源连接时，有串联和并联连接，见 图6，把灯泡看作1个电阻，电阻的串联电路、并联电阻 电路如图7所示。但是，几个电阻排列在一起很复杂，把 几个相连的作用相同的电阻当作1个电阻进行计算，就比 较简单。因此，几个相连的电阻作为1个电阻值表示，这 叫做合成电阻。
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图1 求电流值
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电阻的单位 欧姆 千欧 兆欧 1KΩ
长度短
截大 面 积小
电阻 小 电阻 大
截 电阻 小
面
积
长度长
相 同
电阻 大
长度相同
1MΩ
表1 导 体
图1 同一材质的截面积、长度与电阻值的关系 金属、不纯水、碳、电解液、动物、地球
非
导
大理石、陶磁、硫、云母、橡胶、玻璃、绝缘纸、绝缘油、
体
绢、木绵、电木、塑料
0.003 0.0039 0.00014
材质 硫 云母 陶磁器 大理石
塑料
电阻率 [Ω•m] 1014~1015 1012以上
1010~1012
105~1012 1014以上
锰铜镍线（Cu Ni Mn） 34~100 0.00001
硅油
1012以上
表3 金属的电阻率ρ与温度俘数α(20°C) 表4 绝缘体的电阻率
然后，如图2所示，在30Ω电阻下，移动0.3A电流,应施加 多少伏电压? 利用欧姆定律,已知R • I,解V.接下式
I= V ⌫ V=I • R[V] V=0.3×30=9[V] R
施加的电压为9V。另外，如图3所示施加3V电压，0.3A 电流移动的电阻值R如果发生变化则宜。
I= V ⌫R= V [Ω]
图2 求电压值 图3 求电阻值
图4 电压
图5 电阻串联的电压
串联 并联
图6 灯泡的连接
串联 并联
图7 电阻的连接方法 8
万用表的使用方法
万用表的普通使用方法 万用表是检测电路的电压、电流和电阻的简易检测器, 能够检测频率和电容容量。
表针指示（模拟）式 一般，内部电阻低。 因是复数刻度，不太容易识别。 读取精度差，有误差。 检测电压、电流不需要电池。 能够目测电压、电流的变化，易了解变化情况。 在二极管、半导体电路中使用模拟式，能够判断数字 式不能判断的动作。
使用注意事项 i）用电流量程或电阻量程检测电压，往往会使检测电
路或万用表破损。 ii）必须切断电路电源之后，再检测电阻、另外，检测
电阻时，试棒有电压，应检查是否会给电路带来影 响。 iii）待万用表稳定之后，再检测。不能检测快速变化的 数字信号。 iv）如果数字显示式万用表的显示发生异常时，检测值 也不可靠，应更换电池并进行检查。 v）使用数字显示式万用表时，应该设定在所需数据能 被检测的量程范围。
电流（直流）刻度 图1
交流10V专 用刻度
刻度盘与读数方法
电压、（直 流、交流） 刻度盘
图2 调零
图3 直流电压的检测 12
作为直流电流表的万能表的刻度与电压表的相同。 切断电路电源之后，注意极性连接试棒。检测时， 接通电源。检测完毕应切断电源，再卸下连接部 分。 图4是直流电流的检测例。
交流电压的检测 不考虑正负极性，试棒与检测部位相应，呈并联连 接进行检测。 测电力线，即AC100V、200V时，应充分注意安全 以防触电。图5是电力线的交流电压检测例。
转换量程，指针应在中央部分摇动。
使用后，拔出检测插头，开关对看OFF。
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直流电压的检测 调节量程开关钮，与指示盘的DCV量程重合。 已知值的场合，在能够测该值的量程范围检测，未 知的场合，从最高量程开始测。 红色试棒触及正极，黑色试棒触及负极进行检测。 图3是干电池电压的检测例。
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电阻刻度
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电阻与单位
阻碍电移动的导体的性质称作电阻或者单纯地称作阻
力，单位采用欧姆[Ω]表示。1 Ω表示1A的电流移动而 需要1V电压的阻力的大小。
常用单位有103 Ω千欧、106 Ω兆欧[MΩ]。 导体与非导体
电阻小，导电性好的物质叫作导体。相反，电阻非常
大，几乎不导电的物质叫作非导体。电阻最小的是
图5 电位相同，电流就不流动
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如图6所示，用泵把B槽的水吸到A槽就能使水继续流 动。同样，要使电流继续流动，就需要经常形成电位 差。这个力就叫做电动势。总之，在电池内部，利用化 学作用，在电极之间形成电位差。 利用电动势形成电能的供给源，即电源。此外，产生 电动势的还有靠电磁感应作用的发电机，靠光的太阳能 电池。
电阻的检测 检测前先调0 Ω。每次改变量程时，都应调0 Ω。
（图6） 即使调零也不指示0 Ω时，说明电池电压不足，应
换 电池。图7是电阻的检测例。 13/1
导通试验 调到测电阻状态的最低量程，检查指针是否摇动。图8 是电熨斗的导通试验例。
普通万能表的应用 （1）检测二极管
如图9所示检测杆与二极管的正向和反向接触。 电阻差越大越好。 （2）检测半导体 调到电阻表量程（1M Ω）进行检测时，如果如 图 10所示则没有问题；PNP形时，如果相反则没有 问题。 （3）数字式 设定在半导体检测量程 + ，与模拟式的相反， 如图11所示红色试棒接触正 极，黑色试棒接触负极，如果导通，就没有问 题。 半导体的检测也相同。
R
I
V= 9 =30[Ω] 0.3
利用欧姆定律，只要知道电流、电压、电阻中的两个
值， 就能求出另一个值。
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电压 如图4所示，电阻R[Ω]内如有I[A]电流移动，电阻的两端 就产生V1=I •R[V]的电压。如图5所示，R1和R2串联时， 电流移动为同—I[A]，在R1的两端产生V1=I •R1[V]电 压； 在R2的两端产生V2=I •R2[V]的电压。该电压之和与电源 电压相等，故用V=V1+V2 表示 总之，各电阻的电压与电阻的大小成比例，电源电压被 各个电阻分割。这就叫做电压分配。
电流[I]= 电压[伏] V = [A] 电阻[欧姆] R
该公式是欧姆定律，电路中移动的电流与电压成比 例， 与电阻成反比例。 该定律是德国物理学家欧姆（1787年~1854年）， 于1827年，在金属线的导电率实验中发现的。 欧姆定律适用于直流电路，交流电路中，只适用于只 有电阻器的电路。总之；对于有线圈或电容器的电 路， 该公式不成立。
表2 导体、非导体（绝缘体）之例
材质
电阻率ρ [Ω • ×10-8]
温度俘数α
银 Ag
1.62
铜 Cu
1.69
金 Au
2.40
铅 Al
2.62
钨W
5.48
铁 Fe
10.0
白金 Pt
10.5
铅 Pb
21.9
镍铬镍电热线（NiCr） 95~113
0.0038 0.00393 0.0034 0.0039 0.0045 0.0050
数字显示式 一般，内部电阻高。 单一的数字显示，容易读数。 读取精度在三位数以上，无误差。 全部检测都需要用电池。
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万用表的使用方法 i）检查万用表电源（电池）的消耗情况。
用电阻量程检测万用表试棒的开（无限大Ω）和试棒 的短路（0Ω）情况。 ii）用设定开关切换到要检测内容的高量程侧。然后， 用试棒触及检测电路。 iii）检测电压时，测电路两端的电压；检测电流时，从 电路的中间检测。 iv）内部电阻变化较大时，最好使用高量程检测电压、 电流。
：检测交流和直流电压。
Ω
：检测电阻。
mA
：检测直流电流。
K ：千 M：兆 使用注意事项
∞：无限大
水平放置，正对着刻度盘读数。
指针与左端0位重合。如果不能重合，可旋转调节螺
钉调整。（图2）
不得有强烈的振动或冲击。
不得放置在高温、潮湿的地方。
先确认量程，然后，再检测。改换量程时，试棒应
离开电路。
红色检测插头插入正端子，黑色的插入负 端子。
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电压、电流和电动势 灯泡与干电池相连，电流产生流动是由于电池的阳极电 位比阴极电位高，电流必定从阳极流向阴极。这样，两个 电极之间产生高低之差，该差称作电位差。 如图4所示，电流就像水一样，水从高处向低处流，电流 也从高电位方向向低电位方向流动。另外，落差（电位 差）越大水流动越佳，电流流动也越佳。从这个角度可把 电位差考虑成为使电流流动的电的压力，也称作电压。 总之，如图5所示没有落差，水就不流动，没有电位差， 电流则不流动。
V。
1000
直流与交流 正和图8的干电池电流那样，方向和大小都一定的电流、电压叫 做直流（DC）。 另外，类似家用电灯线那样的电压、电流，其大小和方向随时 间变化而呈周期变化的叫做交流（AC）。
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泵
电
动
电
势
池
水流
电流
图6 产生电位差的电动势
太发 阳电 能机 电 池
高电位
产生的工作量=1J
1C的 电荷
低电位
图7 实际使用中1V的大小
电 压 或 电 直流 流 （DC）值电
压 或 交流 电 （AC） 流 值
方向 大小
一定
方向 大小
变化
时间 时间
图8 直流（DC）与交流（AC）的波形
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电流单位 安培 毫安 微安
1000mA 1000µA
电压单位 伏 千伏 毫伏
1000mV 1000V
表1 电流与电压的单位
电阻[Ω]
碳素灯泡 （60W）
钨丝灯泡 （60W）
电压 [V]
电压[V]
图2 灯泡的电阻变化状 况
电流[A]
电阻 R[Ω]
I=
V R
[A]
图3 欧姆定律
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欧姆定律与合成电阻
电流 • 电压 • 电阻的关系 如图1所示,向30Ω电阻施加9V电压时,求有多少安培的电 流。利用欧姆定律，则
I= V = 9 =0.3[A] R 30
电流的大小和单位
电流用安培[A]的单位表示。 用1秒钟通过导线截面积1的0100电量的大小表示电流的大 小。1A就是电量以每秒1库仓[C]的比例移动的量。例 如，用下式表示七秒内Q[C]的电量移动时的电流I[A]。
电流[I]=
电量[库仓] 时间[秒]
Q t
= [A]
电流的单位常用毫安[mA]，相当于