电路原理图十篇

电路原理图篇1

即从信号源（麦克风、输入式传感器等）和被控元件（电机、显示器件或者扬声器等）两头同时画起，最终将电路板上的全部元件绘制完毕。（5）可以利用网络、图书资源，找到相类似的电路原理图，然后根据实际电路板进行更改图纸，这种方法对绘图而言相对更简单些。应当说明，实际运用时很难依靠一种方法来“反绘”原理图，一般采用多种方法的综合才能快速正确的完成绘画工作。现以图一所示“楼道声光控开关”灯泡不亮故障为例进行说明，该电路板是以集成电路CD4081为核心构成的。首先画出电源电路，从网络上查找到该集成电路的资料：CD4081是一个包含4个与门的CMOS电路，其中第14引脚和第7引脚分别是5伏电源的正极与负极，反向思维可查找出电源的整流二极管与滤波电容，元件如图一所示，对应的铜箔如图二所示，画出的原理图如图三所示。其次以信号输入端开始反绘，即从驻极体话筒开始画起，当然也可以从光敏电阻画起，顺藤摸瓜，依次画电阻，电容，三极管、集成电路，再画晶闸管，细加整理后如图四所示。当您“反绘”电路板时，也不一定采用与作者一样的步骤，可以“两边挤”的方法，即画好电源后，可从话筒和晶闸管两边同时开始，一直将所有电路画完为止。根据“反绘”出的原理图分析工作原理可知：当5V供电为零时、麦克损坏时、Q1击穿时、CD4081烧坏时或Q2断路均会造成灯泡不亮故障。经检查为三极管Q2击穿，声音无法到达集成电路，从而导致灯泡不会发光，更换三极管后工作正常。

2局部“反绘”

在实际维修过程中，维修人员面对更多的是庞大而复杂的电路板，此时，没有相应的原理图维修工作变得更为困难“，反绘”原理图要画出全部电路板吗？不！绘制全部原理图是不可能的，也是完全没有必要的。维修者更多关心的是有故障部分的电路，此时只要根据故障现象、电器工作原理、电路板上元器件的外形大致判断故障部位，只需将“可疑”部位仔细“反绘”出原理图之后，再加以分析排除故障即可。绘制时可找到供电电路，而后采用如下方法：（1）以三极管为核心绘出原理图。（2）以集成电路为核心进行绘制。电路实物中，集成电路是非常“显眼”的元器件，很容易看到和辨别型号。这为画图提供了方便。（3）以电路板上“特殊元器件”为中心进行绘制，比如：电视机的高频头、高压包、行激励变压器、电源管、行管等；VCD的激光头接插件、各种电机、开关；冰箱的压缩机、温控器等等，这些特殊的元件为快速绘图提供了突破口。（4）以信号流向进行绘制。比如视频信号、伴音信号、控制信号。（5）根据局部电路板上的字符进行绘制。比如电视机电路板上标有RFAGC、V-SIZE、ACK、ABL、AGC；VCD电路板上所标注的APC、RF等字符。这些字符具有特定的意义，从而理解了该部分电路的功能，加快了绘图的步伐。由于三极管、集成电路的在电路中更为普遍以及其重要性，故单独列为两项，其实二者都可以作为“特殊元件”放在第三项中。现以一昆仑B3110型黑白电视机出现图像上下压缩故障的绘图为例。由电视原理知道：该故障发生在场扫描电路，从经验上可知场扫描电路一般是个集成电路，而且常固定在散热片上，这样从这个思路出发很快找到该电视机电路板上的μPC1031H2为场扫描集成电路，该部分电路板的底层如图五所示。图五

绘图时以集成电路μPC1031H2为中心，从其1脚开始，先画出与1脚相连的所有元件，由图五可以看出：1脚与7C9的负极、7C8的负极和7C7的一脚相接；2脚接12V电源（由于电路板太大摄图时被截掉），接下去画出与3脚相接的元件，依次画下去，如图六所示。为说明问题，图六只画了1、2、3、5、6、8脚外的元件。这样将局部电路画出来之后，分析该部分电路的工作原理，测量一些电阻值、电压点或支路电流，为维修工作提供依据。从而找到相应故障元件并加以排除。当然运用局部“反绘”时，也可以根据具体故障元件画得再少些，比如上例关于场扫描电路故障，根据工作原理可知，该故障与μPC1031H2的第四、六脚关系最大，这时其它引脚电路可以不画出。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见

3“反绘”原理图的知识储备

电路原理图篇2

面对元件密布、线路纵横交错的印制电路板，如何准确、快速地绘制出与其对应的电路原理图呢？我曾经参与过一些复杂电子设备的仿制和二次开发，下面根据自己绘制原理图的经验，简单介绍根据PCB板绘制原理图的方法。

一般来说，我们遇到的电路板多数是单面板或双面板。

一、单面板电路原理图的绘制

所谓单面板，就是只有一面有铜膜线另一面是元件面的电路板。与双面板相比，单面电路板上电子元器件数量较少，铜膜线较宽也较稀疏。画这类电路原理图需要的工具有：绘图纸、橡皮、铅笔、直尺、万用表。拿到单面电路板后，首先要仔细观察，寻找以下线索：

（一）电源和地线。无论多复杂的电路都是由单元电路构成的，而每一个单元电路都离不开供电电源和地线。电源和地线的重要特征是它们往往与电源变压器、桥堆或四个二极管构成的桥式整流电路、稳压器件如7805等相连。大个的电解电容往往跨接在电源和地线之间。电源和地线的铜膜线比其它线路宽且长，而且地线的面积最大，有些地方还故意将地线布成环状以屏蔽电磁干扰。印制板上往往印刷有字符，如：GND、COM、+24V、+5V等。

（二）信号输入端和输出端以及信号传输路径。有些电路板上焊接有接线端子，在接线端子旁边的印制板上往往印刷有标志或字符，如：In、Out、L、R等，可以帮助我们找到信号输入端和输出端。与信号输入端相连的器件，如：磁棒天线、驻极体话筒、光敏电阻等可以帮助我们找到信号输入端。电路板上的负载器件，如扬声器、继电器、LED数码管等可以帮助我们找到信号输出端。而单元电路之间往往以变压器耦合、阻容耦合、光电耦合等形式连接（直接耦合一般存在于集成电路中）。因此小容量的电解电容、中周、小个头的变压器、光耦等可以帮助我们找到信号传输路径。

（三）寻找单元电路核心元件。我们学习的单元电路其实并不多，无非放大电路、振荡电路、功放电路、稳压电路、整流电路等，仔细研究这些电路我们会发现：大部分单元电路的核心器件都是三极管、场效应管。所以单元电路的核心元件是比较容易找到的。对于含有集成电路的电路板，其核心元件当然非集成电路莫属了。对于这些三极管、场效应管或集成电路的型号和电路符号，我们可能认识，如果不认识也好办，只需上网查一下就可以了。如果元件上的字符被故意打磨掉就要麻烦些了。当然也是有办法的，由于篇幅有限，在此不加赘述，有兴趣的同仁可深入探讨。

当上述线索找到后，我们就可以着手绘制单元电路了。

首先把电路板分成若干单元电路，在绘图纸上逐个绘制出单元电路。绘制单元电路的方法是：先绘制出电源、地线、信号输入端和输出端、核心器件。以电源为上边界，地线为下边界，信号输入端为左边界，信号输出端为右边界；核心器件为中心。然后从核心器件的任一引脚开始，仔细观察与该引脚相连的元器件的另一端与哪部分相连。一般来说，核心器件的任一引脚与电源或地线、信号输入端和输出端之间的元件数量只是一、二个。逐个引脚绘制出这些元件就完成了单元电路的绘制。在绘制过程中，顺便把这些器件的参数识读并记录在图纸上。

把各个单元电路按电路板上连接关系“组装”到一起，就完成了电路板绘制原理图。

二、双面板电路原理图的绘制

所谓双面板，就是电路板两面都有铜膜线，一面或两面安装元件的电路板。相对单面板来说，双面板上安装的元器件排列密集而且数量较多，线路也更复杂，铜膜线更细密。绘制这种点路板的电路原理图，还需要游标卡尺、丁字尺、绘图板、胶带等工具。我们以单面安装元件的双面板为例，简述双面板电路原理图的绘制方法。

首先，用胶带把绘图纸固定在绘图板上，然后用游标卡尺精确测量出双面板的长和宽。根据绘图纸的尺寸，在绘图纸上把电路板尺寸按1∶2或1∶3的比例放大，绘出边框。再用丁字尺在边框上标出精确到毫米的坐标。

将所有元件逐一绘制到图纸上。用游标卡尺逐个测量电路板上元件的焊盘到边界的距离，按比例标在绘图纸上，一个元件的焊盘标注完后，把元件符号绘制到图纸上，同时把参数标在符号旁边。

将接线端子的位置按比例标注在绘图纸上，同时将接线端子旁边的文字符号也标在绘图纸上。

将电路板上的过孔也按比例标注在绘图纸上。

按照电路板上的铜膜线条，利用万用表、直尺在绘图纸上绘出元件之间的连接线。在这里，电源和地线可以直接标注在图纸上，以简化电路图。

最后就是复查了。用万用表测量元件之间是否有铜膜线连接，然后对照绘制好的电路原理图，看是否有绘错、遗漏的地方。

当把上述这些做好后，就可以利用绘图软件如Protel 99se在计算机上把双面板的电路原理图绘制出来了。

电路原理图篇3

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4

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5

1.教学内容更为直观电工电子教学

以实践应用型教学为主，理论教学课时相对较少。作为电工电子课程的基础性教学内容，对于学生的专业发展至关重要。运用信息技术可以省去教师课堂上的板书时间，提高课堂有效利用率。比如，在进行仪器仪表教学的时候，往往会涉及电路焊接、搭接以及电路调试等等环节，对于电路中所出现的故障问题，还要及时解决。教师如果使用多媒体课件开展教学，运用动态的画面就可以将各种需要讲解的问题直观地展示出来。

2.加深学生对原理知识的理解

针对极具抽象性的原理性内容，教师可以在多媒体课件中插入视频，链接到实际操作领域。学生接受着课件中专业技术与视听融于一体的教学内容，同时还能够体会到自身未来的工作环境。在加深了学生对于专业原理知识的理解的同时，还掌握了相关知识。

二、运用信息技术开展电工电子教学

电工电子技术所涉及的教学内容多为抽象的原理性知识和逻辑电路图。在传统的教学模式下，学生对于知识的学习局限于教师的传授。电工电子属于应用性很强的学科，特别是在中职教育领域，更要体现其应用实践性。那么，在进行电工电子教学中，就要从实践应用的角度展开。中职教育引进了多媒体技术用于辅助电工电子教学，省去了教师板书的时间，同时，还扩大了课堂知识容量。电工电子教学运用多媒体技术辅助，原理知识可以动态变换的图形呈现出来，加深了学生对电工电子技术原理的理解。以电工电子学内容中时序逻辑电路的讲解为例。专业教师需要讲解的逻辑图形为组合逻辑电路框图和时序逻辑电路框图，以两种电路框图进行对比展开研究。如果在黑板上讲解，教学要使用挂图，以口头描述的形式进行讲解。学生虽然对于两个逻辑框图从理论的角度有所理解，但是一旦诉诸实践，则难以实现该知识的应用价值，导致理论知识与实践的脱离。运用多媒体技术进行讲解，将组合逻辑电路框图和时序逻辑电路框图使用课件展示出来，引导学生使用自己所学过的原理知识进行分析和比较，从而将时序逻辑电路的特点分析出来。学生在分析逻辑电路框图的过程中，不仅有效运用了相关知识，而且还会激发起探索欲望，针对自己所遇到的难题进行多方查找资料。学生在寻求知识答案的同时，无形中就扩展了知识面，有利于培养学生主动思考的习惯。当然，运用多媒体技术开展电工电子教学，并不意味着抛弃传统教学，而是在涉及电工电子知识在实践应用领域的教学的时候，才会运用多媒体辅助教学，以帮助学生更能够深刻地领会抽象的知识。比如，在讲解电路图的时候，将电路图的内容与日常生活实际相结合，让学生从熟悉的生活领域对于电路的路基关系进行思考。教师运用多媒体可以配合学生的思考，将复杂的电路图直观化。为了获得良好的教学效果，教师还可以将电路图处理为动画形态，将电路图在实际应用中的运行方式展示出来，使难懂而复杂的知识原理简单化，并获得事半功倍的教学效果。但是与电路图相关的原理性知识，电工电子教室有必要采用传统的教学模式，才能够引起学生对于知识的重视。学生只有具备了扎实的原理知识基础，才能够在实践应用教学中积极地配合教师的教学，实现学生学习与教师教学进度的一致性。

三、小结

电路原理图篇6

论文关键词：多用电表,欧姆档,多倍率,电路图

多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点，也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律，而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础，更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中，人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念，摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解，而是先以例题的形式引入，让学生结合教材中的电路图（图1），通过“体验式探究”的方式，来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表，通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的，结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。

笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时，学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同，并向教师提出疑问：教材的电路图（图3）虽然能实现多功能测量，即能测电流、电压、电阻，而且能实现测电流和电压的多量程功能，但却不能实现测电阻的多量程功能，即不能实现电阻档的倍率转换功能。

学生的提出的两个主要问题如下：

1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾

keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时，确实能实现多倍率功能，但有一个基本要求：即每路电源的电动势关系应满足E=nE1。（E1是×1档的那条支路电源电动势）。由此可推知若E1=1.5V，则×10、×100档的电源分别为15V、150V，而×1K档的电源电动势就应高达1500V！显然这不可能，也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!

提出第1个问题，是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路，且通常只装有一节或两节干电池，即电动势只有1.5V或3V，这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。

提出第2个问题，是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表，选择开关置于3或者4，等于制作了两个欧姆表（类似图1），很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时，只要指针偏角相同，流过两个表头的电流就应相等（因为表头G一样），且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同（因为安培表内部结构一定，流入表头的电流占总电流的比例也就确定）。不防设3为×1档，4为×10档，显然多用电表要求用这两档测电阻时，若指针均指在I0（假设为半偏）的地方，3档对应的阻值若为R0，则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻（阻值就为R0），首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔，调节电源支路的可调电阻，使指针满偏，操作的结果是欧姆表现在的总内阻

R内=E/Ig，(由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)决定的)；然后测电阻R0时，指针刚好半偏，则必有R内= R0。同理用4档来测另一个电阻R`X（其阻值为10R0）时，也要进行以上操作，且必有R`内=E`/ Ig ，R`内=10R0，综上可知R`内=10R内，即有E`/Ig= 10E/Ig，显然要求E`=10E。同理可推：若多用电表还有其它倍率档，辟如×n（n可以为1、10、100、1K）档，则必须要增加类似3、4那样的含源支路，且电动势大小应是E`=nE（E为×1档支路电源的电动势）。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足E`=nE这一条件。试想一上，若×1档支路是一节干电池， E1=1.5V，那么×10档的支路电池就必须为15V，而×1K档的电池就会高达1500V！这显然是不可能的！

实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的，更不可能有那么高的电动势，但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢？通过查找各种厂家多用电表的资料，发现实际电路远非教材中的示意图那么简单，矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能，并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现，而是靠改变安培表的量程来实现的！笔者研究后设计了一个简单的电路图（图4），用它向学生说明欧姆档多量程原理，就很容易，也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程IA不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=E/IA可知，由于IA不同（IA是安培表的满偏电流，流过总电路而不是流过电流计的满偏电流Ig），所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的，由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)可知，当指针指在相同的电流值Ix上，由于R内不同，所以RX不同，举例来说：假设现在来测一个未知电阻RX，刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为IA/2，所以所测电阻RX =R内，如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω，则说明所测的RX =15Ω；若开关置的是2且R内=150Ω，则所测的RX =150Ω；如果开关置1且R内=1500Ω，则RX =1500Ω。可见，尽管原来的电流刻度盘一样，但改装时相同电流刻度值I（注：不是电源的总电流，而是流过电流计的电流）所对应的电阻值RX是不同的，因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘，因而实现了多倍率功能。

教材中电路图和本图的最大区别在于，是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档，当表头指针偏转角度相同，电路的总电流也会相同，由Ix=E/(RX+R内)知，欧姆调零时由于指针都要满偏，所以电路总电流Ix相等，此时Ix=E/R内，所以要想R内不同只有改变E才行，这也是前面学生发现的矛盾E=nE1原因所在。对于后者（图4）即使表头指针偏转相同角度，由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化，总电流仍然是不同的。可见，本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同，但流经电源的总电流也是不同的；同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同，这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。

参考文献

1．廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社

2．赵沃槐．优化物理实验教学培养学生创新能力．教学仪器与实验，2002，（10）．

3．安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社

电路原理图篇7

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;

h.绘制装配图和接线图;

i.编写设计计算说明书和使用操作说明书。

3)设计过程中应注意的问题

a.同一电器的不同器

件在线路中尽可能具有更多的公共联线，以简化电器的外部接线，缩短连接导线的数量和长度;

b.在满足生产工艺要求的前提下，减少不必要的触点以简化电路;

c.在控制电路中，除其工作的必要电器通电外，其余的回路尽可能不通电，以提高系统的稳定性和可靠性;

d.在控制线路中应避免出现寄生电路;

e.避免电器依次动作;

f.在线路中采用小容量继电器触点来控制大容量接触器的线圈。

4.电气控制线路的连接

根据接线图的连接，主电路板用粗线连接，控制电路板用细线连接。在连接当中，可以将各导线标号，便于连接，防止导线接错带来不必要的麻烦。

接线时应合理使用工具可以方便接线，导线连接尽量美观。

9.问题分析

此次实习中通过从始到终的一系列操作，我觉得在此过程中应注意以下问题：

1.在绘制接线图时要统一规划，尽量避免线路交叉，为每个节点标好号，线路图要清晰明了;

2.在熟悉元器件时要用万用表测试各器件，看各器件是否完好，另外还要测试其功能，如交流接触器、热继电器的常开、常闭触点，开关的用途等;

3.在下线前要将线给弄直，长短合适，接口处要将线往上拱一下，以便于维修时操作。尽量避免线路交叉、架空，为线路标好号;

4.要注意灯泡的位置是否正确，不要将小瓦数的安放在大瓦数处，以免烧掉;

5.在线路中间尽量避免接口，以防止中电;

电路原理图篇8

【关键词】兴趣；教法；目标

《电力拖动与技能训练》是我校机电，电子电工专业的关键课程之一，该学科有个显著的特点是公式量化少，要求分析的知识点多，实际动手操作的多。要使学生快、易、轻松地学好相关电机控制知识，通过自己这些年的教学探索，加上每年的电工技能等级考评之经验，总结出启发学生的学习兴趣，理论联系实际的教法，以及渐进实施教学目标对学生很有效果。

一、培养兴趣

（一）举生活中的实例让学生产生对该学科的兴趣，特别注意绪言课。分析电的产生、发展和应用。例如讲电的应用时，重点阐明电在生活，教学，生产中的具体应用，让教学走进生。经过引导，打消对电的畏惧心理，培养其好奇心。

（二）理论与实践续结合，维持兴趣。启发的方式工不断更新，学生的兴趣易因疲劳自然转移每次实习课前都要分解课题，就具体的课题要与生活中经常发生的各种故障进行分析，明确可能的原因，找到处理的方法。将实训内容与实际应用相结合。

（三）从比赛在激发兴趣。学生好胜心强，迫切需要得到成功，征对这一特点，我们专业组每月都组织班级间的比赛。在比赛中发现人才，培养人才，形成一个你追我赶的良好氛围。

二、活的教学方法

（一）常用低压电器的教学方法

1.认识电器的结构，如接触器，继电器，首先用实物讲解，对接触器进行拆装，同时用摄像头影图片，要求学生把拆下的零件与图片进行对照，强化其名称，就可以快速记住接触器，不用硬背。

2.掌握电器的工作原理，拿一个CJ10-20、220V的交流接触器，给交流接触器的线圈两端加上220v电压，听到“啪”的一声，交流接触器衔铁被吸合，带动触点动作；一断开电源，又“啪”的一声，交流接触器触点很快复位，让学生仔细观察刚交流接触器的动作顺序，用贴切的话描述出交流接触器的操作过程，原理也就自然能书面写出来了。

3.理解并掌握图形符号、文字代号，为下一章学习控制线路奠定基础，要力争课堂内掌握。

掌握电器的重要参数，有助于电器的选用，这是关键点，又是学生能力的反映。

（二）三相电动机控制线路教法

本章内容要求学生熟练掌握三相异步电动机的基本控制线路，做到快速默画出控制线路，为何这样呢？我们认为控制电路的原理图是分析其电路组成与工作原理的基本依据，一个看不懂原理的人绝不可能明白电路的真正的工作原理，所以要求学生对控制线路图要十分熟悉，对一些较为简单的控制电路提笔就能画出来。

1.掌握控制线路首先从控制电路原理图开始。由简单到复杂，渐进深入。例如掌握自锁正转控制线路，先分析点动控制线路，再出学生分析电机不能连续转动的原因，最终明白是因为没有给接触器线圈以持续通电的机会。解决的办法是在按钮两端并联辅助触点克服了点动控制，但控制线路又出现了不能停车的现象，因此必须要加入停止按钮。控制功能满足了要求，再让学生思考电路是否已经好了，稍后提示从加强保护功能角度出发考虑问题。短路保护、过载保护、欠压、失压保护是否齐全了，连续运转的电动机需要过载保护，所以控制线路还要加入热继电器，问题到此解决好了。这样的讲法，一是起到承上启下的作用，二是启发学生如何去开发设计的思路，挖掘学生的潜能，把“设计”这个学生认为不可能做到的难题融入了平时的教学之中，并且教师还可以采用压缩的方法，把基本的控制线路进行归纳，使得学生不用花费很多的时间去记忆各个独立的控制线路。教师的关键任务是教会学生设计思路，慢慢地培养学生的设计能力。

2.电路工作原理分析。如何解决工作原理分析，突破控制电路原理图与实物安装图分不清的问题。原理图要分主电路与辅助电路，明确在电路是向电机供电的干路，辅助电路是从主电路的两相引出的，向交流接触器线圈供电，从而通过交流接触器辅助触头实现对电路的控制的电路。电机控制电路的实物连线图是根据具体电器分布来连接线路的图。也就是说分析控制电路的工作原理要使用原理图。实际安装电机控制电路要用安装图。特别是前些年学样实习条件较差时，我们就要求学生经常对一些常见的电机控制电路由原理图画出实物安装图，从已知的实物安装图画出其原理图。

三、渐进式实施目标

电路原理图篇9

【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10

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（From Result Analysis Condition）。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：