第一章 充電器、控制器維修基礎知識

第一節　電路維修基礎知識

一、電壓

在電路中，任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。電壓又稱作電勢差或電位差。電壓的概念與水位高低所造成的“水壓”相似。例如我們常見的家用220V交流電壓，其電路由兩根導線組成，其中一根導線為火線，另一根導線為零線，我們將這兩根導線通上220V交流電壓后，這兩根導線之間就形成220V電壓；如果不通電，這兩根導線之間就沒有電壓。

電壓是形成電流的原因。電壓的方向規定為從高電位指向低電位的方向。

電壓通常用字母U表示，電壓的國際單位為伏特（V，簡稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、千伏（kV）等。它們的換算方式如下：1kV=1000V；1V=1000mV。

電壓有交流電壓（簡稱交流電）和直流電壓（簡稱直流電）兩種。交流電壓一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓；直流電壓是指大小和方向不隨時間作周期性變化的電壓，例如我國的家用電是220V交流電壓；電動自行車蓄電池是12V直流電壓。交流電壓的特點是無極性，使用方便，但它極具危害性，在日常生活中要防止觸電，具體措施有絕緣、屏護、間隔、接地、接零、加裝漏電保護裝置等。另外還要注意，不要用濕手觸碰插座等帶電的物體。直流電壓的特點是有極性、危害性小，在使用中要注意正、負不可接反，否則會燒壞用電器。

電壓的大小可以使用電壓表測量。測量時，把電壓表并聯在電路中，選擇電壓表刻度要大于和接近量程。

電壓測量電路如圖1-1所示。交流電壓測量實物如圖1-2所示。

二、電流

電流是指電荷的定向移動。電源的電動勢形成了電壓，繼而產生了電場力，在電場力的作用下，處于電場內的電荷發生定向移動，形成了電流。電流的大小稱為電流強度（簡稱電流，符號為I），是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量，每秒通過1C的電量稱為1安培（A）。

電流通常用字母I表示，它的單位是安培，安培是國際單位制中所有電性的基本單位，簡稱安，符號 “A”。常用的單位還有毫安（mA）、千安（kA）等。它們的換算方式如下：1kA=1000A；1A=1000mA。

電流分直流電流和交流電流兩種。電流的大小和方向不隨時間變化的叫作直流電流；電流的大小和方向隨時間變化的叫作交流電流。

電流可以用電流表測量。測量時，把電流表串聯在電路中，要選擇電流表指針接近滿偏轉的量程。被測電流不要超過電流表的量程，這樣可以防止電流過大而損壞電流表。正負接線柱的接法要正確，電流從正接線柱流入，從負接線柱流出。

電流測量電路如圖1-3所示。

三、電阻

導體對電流的阻礙作用就叫導體的電阻。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種性質。

電阻是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可以說它是一個耗能元件，電流經過它就產生熱能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用，對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。 電阻都有一定的阻值，電阻的大小可以使用萬用表的電阻擋測量，測量時萬用表的量程要大于被測電阻的阻值。

四、導體

導電的物體稱為導體。導體之所以導電，是因為它的電阻率很小。例如常見的金屬銅、鋁、錫、金、銀都是導體，所以我們用銅和鋁作導線。

銅導線外形如圖1-4所示。

五、絕緣體

不導電的物體稱為絕緣體。絕緣體不導電是因為它的電阻率為無窮大。例如常見的塑料、橡膠、玻璃、陶瓷都是絕緣體。

塑料絕緣體外形如圖1-5所示。

六、半導體

半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等。例如二極管就是采用半導體制作的器件。半導體在收音機、電視機以及其他電子產品上有著廣泛的應用。無論從科技還是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。當今大部分的電子產品，例如計算機、移動電話或數字錄音機中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。

七、歐姆定律

導體中的電流（I）和導體兩端的電壓（U）成正比，和導體的電阻（R）成反比，即I=U/R。這個規律叫作歐姆定律。換句話說，電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義，即R=U/I。所以，當導體兩端的電壓一定時，電阻愈大，通過的電流就愈小；反之，電阻愈小，通過的電流就愈大。因此，電阻的大小可以用來衡量導體對電流阻礙作用的強弱，即導電性能的好壞。電阻的值與導體的材料、形狀、體積以及周圍環境等因素有關。

八、功率

功率就是表示物體做功快慢的物理量。功率用P表示，單位是瓦特，簡稱瓦，符號是“W”。 電動機功率越大轉速越高，電動機的最高速度也越高。

對于直流電來說，功率=電壓×電流，在這個公式中，我們已知任意兩個參數，就可求得另一個參數。例如：電動自行車的額定工作電壓是48V，電動機的額定功率是500W，那么電動自行車的工作電流應為10.4A。

九、電路

電路是電流所流經的路徑。也可以說電子走過的路叫電路。電路一般由電源、負載、導線、開關四要素組成。電路有3種工作狀態，即通路、斷路、短路。電路處處連通叫通路，這時電路中才有電流通過，電路工作正常。電路某一處斷開叫作斷路或者開路，此時電路不工作。電路中電源正負極間（或火線和零線）沒有經過負載直接連通叫短路。這種情況是絕不允許的，因為電源的短路會產生短路電流，導致電源、用電器、電流表被燒壞，甚至產生火災。所以在電路維修時要避免出現短路事故，可以采取斷電維修、絕緣處理等措施。

最簡單的電路如圖1-6所示。最簡單的電路實物如圖1-7所示。

1.并聯電路

并聯電路是電路、線路或元件為達到某種設計要求的功能而使用的連接方式，特點是對2個或2個以上同類或不同類的元件、電路、線路等首首相接，同時尾尾亦相連。

并聯電路特點如下：

① 并聯電路中各支路的電壓都相等，并且等于電源電壓；

② 并聯電路中的總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數和；

③ 并聯電路中的各支路電流之比等于各支路電阻的反比。

并聯電路的優點：一個用電器即可獨立完成工作，適合于在電動自行車前大燈和后尾燈以及前轉向燈和后轉向燈中使用。

并聯電路的缺點：若電路并聯，各處電流加起來才等于總電流，由此可見，并聯電路中電流消耗大。

并聯電路原理如圖1-8所示。并聯電路實物如圖1-9所示。

2.串聯電路

串聯電路是電流依次通過每一個組成元件的電路。串聯電路的基本特征是只有一條支路。

串聯電路特點：開關在任何位置都可以控制整個電路，即其作用與所在的位置無關。

串聯電路的優點：在電路中，若想控制所有電路，可使用串聯電路。

串聯電路的缺點：若電路中有一個用電器壞了，整個電路就都斷了。

串聯電路原理如圖1-10所示。串聯電路實物如圖1-11所示。

十、空載和負載

空載指電路中不接用電器。空載是拖動設備在沒有加載任何負荷的情況下僅保持自身運轉時的狀態。例如，我們把充電器插上交流電，不插蓄電池，就叫空載。

負載是指電路中接上用電器，負載是某種設備在生產工作時的載荷。燈泡能把電能轉換為光能，風扇能把電能轉換為風能，我們就把燈泡和風扇叫負載。例如，我們把充電器插上蓄電池，然后插上交流電充電，就叫負載。

十一、電路圖和框圖

用導線將電源、開關（電鍵）、用電器、電流表、電壓表等連接起來組成電路，再按照統一的符號將它們表示出來，這樣繪制出的圖形就叫作電路圖。用方框表示電路工作原理，就叫作框圖。

充電器工作原理框圖如圖1-12所示。