第1章 家电维修基础
1.1 家电维修的电路基础
1.1.1 直流电路
直流电路是指电流流向不变的电路,是由直流电源、控制器件及负载(电阻、灯泡、电动机等)构成的闭合导电回路。图1-1为简单的直流电路。
图1-1 简单的直流电路
可以看到,该电路是将一个控制器件(开关)、一个电池和一个灯泡(负载)通过导线进行首尾相连构成的简单直流电路。当开关闭合时,直流电流可以流通,灯泡点亮,此时灯泡处的电压与电池电压值相等;当开关断开时,电流被切断,灯泡熄灭。
在直流电路中,电流和电压是两个非常重要的基本参数,如图1-2所示。
图1-2 直流电路中的电流和电压
电流是指在一个导体的两端加上电压,导体中的电子在电场作用下做定向运动形成的电子流。
电压就是带正电体与带负电体之间的电势差。也就是说,由电引起的压力使原子内的电子移动形成电流,该电流流动的压力就是电压。
在生活和生产中用电池供电的电器都采用直流供电方式,如低压小功率照明、直流电动机等,还有许多电器是利用交流-直流变换器,将交流变成直流后再为电器供电。
直流电路的供电方式根据直流电源类型的不同,主要有电池直接供电、交流-直流变换电路供电两种方式。
(1)电池直接供电方式
干电池、蓄电池都是家庭最常见的直流电源,由这类电池供电是直流电路最直接的供电方式。一般采用直流电动机的小型电器产品、小灯泡、指示灯及大多数电工用仪表类设备(万用表、钳形表等)都采用这种供电方式。图1-3为一种典型的电池直接供电电路(直流电动机供电电路)。
图1-3 典型的电池直接供电电路
+12V蓄电池经电源开关为直流电动机供电;当闭合电源开关时,由蓄电池正极输出电流,经电源开关、直流电动机到蓄电池负极构成回路。直流电动机线圈中有电流流过,启动运转。
(2)交流-直流变换电路供电方式
在家用电子产品中,一般都连接220V交流电源,而电路中的单元电路及功能部件多需要直流方式供电。因此,若想使家用电子产品各电路及功能部件正常工作,首先就需要通过交流-直流变换电路将输入的220V交流电压变换成直流电压,如图1-4所示。
图1-4 典型交流-直流变换电路
220V交流电压经变压器T1降压后输出交流低压,该交流低压再经整流二极管VD18整流、滤波电容器C67滤波后变为直流电压为负载供电。
1.1.2 交流电路
交流电路是指电压和电流的大小和方向随时间做周期性变化的电路,是由交流电源、控制器件和负载(电阻、灯泡、电动机等)构成的。常见的交流电路主要有单相交流电路和三相交流电路两种,如图1-5所示。
图1-5 常见的交流电路
(1)单相交流电路
单相交流电路是指交流220V/50Hz的供电电路。这是我国公共用电的统一标准,交流220V电压是指火线对零线的电压,一般的家庭用电都是单相交流电路。如图1-6所示,单相交流电路主要有单相两线式、单相三线式两种供电方式。
图1-6 常见的单相交流供电方式
(2)三相交流电路
三相交流电路是指电源由三条相线来传输的电路,三相线之间的电压大小相等,都为380V,频率相同,都为50Hz,每个相线与零线之间的电压均为220V。如图1-7所示,三相交流电路主要有三相三线式、三相四线式和三相五线式三种供电方式。
图1-7 常见的三相交流供电方式
1.1.3 电路的基本连接关系
在实际应用电路中,只接一个负载的情况很少。由于在实际的电路中不可能为每个晶体管和电子器件都配备一个电源,因此,在实际应用中总是根据具体的情况把负载按适当的方式连接起来,达到合理利用电源或供电设备的目的。电路中常见的连接形式有串联、并联和混联三种。
(1)串联电路
把两个或两个以上的电子元器件(或负载)依次首尾连接起来的方式称为串联。图1-8为电阻器的串联电路。
图1-8 电阻器的串联电路
提示说明
如果电阻器串联到电源两极,则电路中各处电流相等,有
U1=IR1,U1=IR2,…,Un=IRn
而U=U1+U2+…+Un,所以有U=I(R1+R2+…+Rn),因而串联后的总电阻R为R=U/I=R1+R2+…+Rn,即串联后的总电阻为各电阻之和。
(2)并联电路
把两个或两个以上的电子元器件(或负载)按首首连接和尾尾连接起来的方式称为并联。图1-9为电阻器的并联电路。在并联电路中,各并联电阻器两端的电压是相等的。
图1-9 电阻器的并联电路
提示说明
假定将并联电路接到电源上,由于并联电路各并联电阻器两端的电压相同,因而根据欧姆定律有I1=U/R1,I2=U/R2,…In=U/Rn,而I=I1+I2+…+In,所以有
电路的总电阻(R)与电压(U)和总电流(I)也应满足欧姆定律,即I=U/R,因而可得
说明并联电路总电阻的倒数等于各并联支路各电阻的倒数之和。
(3)混联电路
在一个电路中,把既有串联方式又有并联方式的电路称为混联电路。图1-10是简单的电阻器混联电路。
图1-10 简单的电阻器混联电路
电路中,电阻器R2和R3并联连接,R1和R2、R3并联后的电路串联连接,该电路中总电阻值为三只电阻器混联计算后的电阻值。