第一章 充電器、控制器維修基礎(chǔ)知識

第一節(jié)　電路維修基礎(chǔ)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(dǎo)線組成，其中一根導(dǎo)線為火線，另一根導(dǎo)線為零線，我們將這兩根導(dǎo)線通上220V交流電壓后，這兩根導(dǎo)線之間就形成220V電壓；如果不通電，這兩根導(dǎo)線之間就沒有電壓。

電壓是形成電流的原因。電壓的方向規(guī)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(hù)、間隔、接地、接零、加裝漏電保護(hù)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(fù)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(lián)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(chǎn)生了電場力，在電場力的作用下，處于電場內(nèi)的電荷發(fā)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(nèi)通過導(dǎo)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(lián)在電路中，要選擇電流表指針接近滿偏轉(zhuǎn)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(fù)接線柱的接法要正確，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。

電流測量電路如圖1-3所示。

三、電阻

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

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(jīng)過它就產(chǎn)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(dǎo)體

導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體。導(dǎo)體之所以導(dǎo)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(dǎo)體，所以我們用銅和鋁作導(dǎo)線。

銅導(dǎo)線外形如圖1-4所示。

五、絕緣體

不導(dǎo)電的物體稱為絕緣體。絕緣體不導(dǎo)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(dǎo)體

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

七、歐姆定律

導(dǎo)體中的電流（I）和導(dǎo)體兩端的電壓（U）成正比，和導(dǎo)體的電阻（R）成反比，即I=U/R。這個規(guī)律叫作歐姆定律。換句話說，電阻由導(dǎo)體兩端的電壓U與通過導(dǎo)體的電流I的比值來定義，即R=U/I。所以，當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)體對電流阻礙作用的強弱，即導(dǎo)電性能的好壞。電阻的值與導(dǎo)體的材料、形狀、體積以及周圍環(huán)境等因素有關(guān)。

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(zhuǎn)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(shù)，就可求得另一個參數(shù)。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(yīng)為10.4A。

九、電路

電路是電流所流經(jīng)的路徑。也可以說電子走過的路叫電路。電路一般由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開關(guān)四要素組成。電路有3種工作狀態(tài)，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(fù)極間（或火線和零線）沒有經(jīng)過負(fù)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(chǎn)生短路電流，導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞，甚至產(chǎn)生火災(zāi)。所以在電路維修時要避免出現(xiàn)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(lián)電路

并聯(lián)電路是電路、線路或元件為達(dá)到某種設(shè)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(lián)電路特點如下：

① 并聯(lián)電路中各支路的電壓都相等，并且等于電源電壓；

② 并聯(lián)電路中的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)和；

③ 并聯(lián)電路中的各支路電流之比等于各支路電阻的反比。

并聯(lián)電路的優(yōu)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(zhuǎn)向燈和后轉(zhuǎn)向燈中使用。

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

并聯(lián)電路原理如圖1-8所示。并聯(lián)電路實物如圖1-9所示。

2.串聯(lián)電路

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

串聯(lián)電路特點：開關(guān)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(guān)。

串聯(lián)電路的優(yōu)點：在電路中，若想控制所有電路，可使用串聯(lián)電路。

串聯(lián)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(lián)電路原理如圖1-10所示。串聯(lián)電路實物如圖1-11所示。

十、空載和負(fù)載

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

負(fù)載是指電路中接上用電器，負(fù)載是某種設(shè)備在生產(chǎn)工作時的載荷。燈泡能把電能轉(zhuǎn)換為光能，風(fēng)扇能把電能轉(zhuǎn)換為風(fēng)能，我們就把燈泡和風(fēng)扇叫負(fù)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(fù)載。

十一、電路圖和框圖

用導(dǎo)線將電源、開關(guān)（電鍵）、用電器、電流表、電壓表等連接起來組成電路，再按照統(tǒng)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。