1.1 快速入门：直流电源是电子电路的动力源_电子技术快速入门视频精讲-QQ阅读中文青春网

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1.1 快速入门：直流电源是电子电路的动力源

电子电路在工作时需要的是直流电源。直流电源是整个电子电路工作的动力源，就如同灯泡点亮需要电源一样。

能够产生电能或将其他形式能量转换成电能的装置称为电源。例如，家庭中的电器所使用的是交流电源，它是众多电源中的一种。家庭中的交流电源是发电厂输送的，发电厂通过火力或水力、核能方式产生电能。图1-2所示的家用电器的动力源为交流电源。

图1-2　家用电器的动力源为交流电源

电池是直流电源中最为常用的一种。电池是一种通过化学作用产生电源的装置。

知识扩展：直流电源概述

在电子电器中，通常使用的直流电源可以通过以下两种形式获取。

（1）电池可以作为直流电源。通常在直流工作电压比较低，且对电源消耗比较小的情况下使用电池作为整机电路的直流电源。例如，各种家用的红外遥控器等使用电池作为电源进行供电。图1-3所示为5号电池。

图1-3　5号电池

（2）采用降压、整流和滤波电路将交流市电转换成直流电源。大多数的电子电器采用这种形式的直流电源，因为这种方式获得的直流电源比较经济，且容易在整机电路中同时得到各种电压等级（直流电压的大小）的直流电源。图1-4所示为降压、整流和滤波电路实物示意图。

图1-4　降压、整流和滤波电路实物示意图

课堂测试1.1

选择题：

（1）电子电路工作时需要的是（　）。

A. 电池

B. 交流电源

C. 充电电池

D. 直流电源

（2）电子电路使用电池供电时，（　）。

A. 工作电压低

B. 电池不能串联

C. 电池不能并联

D. 使用充电电池

答案与解析1.1

（1）D。电池和充电电池都是直流电源中的一种，交流电源则要通过一个称为电源电路的装置转换成直流电源后才能用于电子电路中。

（2）A。电子电路使用电池供电时，通常要进行电池的串联，因为1节电池的电压只有1.5V，比较低，而这么低的电压对大多数电子电路而言不能使之正常工作。电池在特定的条件下是可以并联的，当需要有更大电流输出时，可以采用电池并联的方式，但是它不能提高电压。虽然有一些充电电池的电压比较高，但是其成本也比较高。

1.1.1 零点起步：电池串联提高了电压

1节5号或1号电池的直流电压只有1.5V，而这个电压对于一般的电子电路而言显得低了。为了提高直流电压，可以将2节或2节以上的电池进行串联，一般情况下，将2节或4节电池串联。

1　电池盒

图1-5所示为两种电池盒实物示意图，一种用来装2节5号电池，另一种用来装4节5号电池。这种电池盒在内部已将电池串联所需要的连接线接好，电池只要按规定方向装入电池盒，就自动构成了串联电路，然后电池盒引出两根引线，红色引线是电池串联后的正极，黑色引线是电池串联后的负极。

图1-5　两种电池盒实物示意图

1-1：电源简述和电池串并联

2　电池的电路图形符号

每种电子元器件在电子电路图中都有一个对应的电路图形符号（简称电路符号）。电路符号相当于电子元器件在电路图中用图形方式表示的身份符号，它会提供有用的信息来帮助大家进行电路分析，可以大大降低电路分析过程中的难度。图1-6（a）所示为电池的电路图形符号，图1-6（b）和图1-6（c）所示分别为2节和4节1.5V电池串联的电路。

图1-6　电池的电路图形符号

3　电池电路图形符号中识图信息的解读

图1-7所示为电池电路图形符号识图信息示意图。从这个图形符号中可以得到下列识图信息。

图1-7　电池电路图形符号识图信息示意图

（1）用字母E表示电池。每一种元器件电路图形符号中都会用一个字母来表示这个特定的元器件。E1中的1表示它是电路图中第一个电池，如果电路图中用到了两个独立的电池，那第二个电池用E2表示。在电路图中用数字1、2……来区分各个电池。

1-2：初步了解元器件的电路符号识图信息

（2）用两根引线表示电池有两个电极。电路图形符号通常都是用引线数量来表示该元器件有几根引脚（或电极）。例如，某元器件有6根引脚时，会用6根引线表示各个引脚。

（3）用一长一短线条表示正负性。电池有正负极之分，用长线段表示电池的正极端，短线段表示电池的负极端。这一识图信息非常重要，不仅表示了电池有正负极之分，还显示出了电流流动的方向。电流是从正极流出电池，从负极流入电池内部，由于这一符号标注，大大降低了电路分析的难度。根据电池的这一电路图形符号无须记忆就可以知道电流流动的方向，如图1-8所示。

图1-8　电路图形符号指示电流流动方向示意图

知识扩展：关于电路图形符号

• 新电路图形符号。

重要提示：元器件在电路图中用一种电路图形符号来表示，若不认识这种符号就无法分析电路的工作原理。各种电子元器件都有它们相对应的电路图形符号，且这些电路图形符号中还能读出有用的识图信息。

这部分知识要深入且全面掌握。

• 旧电路图形符号。

重要提示：一些电子元器件会有多种电路图形符号，新标准实施以前使用的电路图形符号为旧符号，因为在一些老的电路图中还会采用这些旧符号，所以对这方面知识还是需要了解的。

• 非国标电路图形符号。

重要提示：新的电子元器件在国家标准没有出来之前，会采用非国标电路图形符号，如生产厂家自己设定的电路图形符号。

• 识图信息解读。

重要提示：许多电子元器件电路图形符号都表达了一定的具体含义，了解这些含义对分析电路工作是有帮助的。

这部分知识要深入掌握。

• 其他信息（型号、标称值等）。

重要提示：电路图中的元器件符号旁边会标出该元器件的型号或标称值。它说明了该元器件的一些情况，必须学会这些信息的识别。

1-3：万用表综述和保险丝表棒

课堂测试1.2

选择题：

（1）每种电子元器件在电子电路图中都有一个与之相对应的（　）。

A. 实物符号

B. 相应符号

C. 电路图形符号

D. 电池电路图形符号

（2）电子元器件的（　）可以表达出一些有用的识图信息。

A. 电路图形符号

B. 规格

C. 体积

D. 指标

（3）电子元器件电路图形符号不能表示该元器件（　）。

A. 有几根引脚

B. 材料特性

C. 哪根引脚是正极

D. 哪根引脚是负极

答案与解析1.2

（1）C。各种元器件的电路图形符号是不同的，且没有实物符号、相应符号的说法。

（2）A。规格、体积、指标并不用来表达有用的识图信息。

（3）B。元器件电路图形符号是可以明确表示该元器件有几根引脚的。当元器件有正负极性时，能表示出哪根引脚是正极，哪根引脚是负极。

4　电池串联电路

1节5号电池的电压只有1.5V，将多节电池串联起来，电压就会增加。例如，2节电池串联后是1.5V×2=3V，4节电池串联后是1.5V×4=6V。本书中电路使用3V电压供电，2节电池串联后才满足电路的使用要求。图1-9所示为2节电池串联电路。

图1-9　2节电池串联电路

所谓电池串联就是1节电池的正极与另1节电池的负极相连接，串联后余下的两个电极一个是正极，另一个是负极，见图1-9。

5　电池串联电压增大

电池串联电路后每增加1节电池，电路电压就增加1.5V。1节5号电池的电压只有1.5V，2节串联后总的电压是1.5V+1.5V=3V，3节串联后总的电压是1.5V+1.5V+1.5V=4.5V。

为了使用方便，电池盒中已将需要串联的电池正负极连接线接好，如图1-10所示，只要将电池放入电池盒中即可以使用。注意，电池是有正负极之分的，放入电池时切不可将正负极接反，否则电池盒不能正常工作，还会损坏电池，实验中切记这一点。

图1-10　电池盒连接线示意图

课堂测试1.3

选择题：

（1）电池串联电路（　）整个电池组直流电压。

A. 降低了

B. 不改变

C. 是为了稳定

D. 提高了

（2）在电池串联电路中，要求（　）相连接。

A. 一个电池正极与另一个电池负极

B. 电池正极

C. 电池负极

D. 电池正负极随便

答案与解析1.3

（1）D。电池串联后总电压是相加的关系。

（2）A。因为电池并联时，各个电池的正极相连接，各个电池的负极相连接；电池在串联或并联时，均不可以将电池正负极随便连接，否则会出现烧坏电池的情况。

1-4：数字和指针式万用表的面板

知识回顾：话说直流电压

电池一般是直流电源，直流电源的电压大小是不变的，如新的5号电池的电压是1.5V。电压类似水压，水在压力下流动，电路中的电流流动也需要电压的“驱使”。电压是有大小和方向的，直流电压也有大小和方向之分。图1-11所示为用波形表示的直流电压。

图1-11　用波形表示的直流电压

对于一个特定的直流电源，如电池，它的电压大小不变。

直流电压有正负之分，有正的直流电压，也有负的直流电压。

电压的单位是伏特，简称伏，用V表示。电压单位除伏之外，还有千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV）。它们之间的换算关系如下：

1kV＝1000V；1 V＝1000mV；1 mV＝1000μV。

应用扩展：手机的充电电池

现代手机大多使用的是锂电池。锂电池为手机提供电力，即为手机内部的电子电路提供直流工作电压。锂电池成本较高，使用不当（如充电或放电不当）会影响电池的使用寿命。

（1）电压范围与电量。手机锂电池的电压范围为3～4.2 V。当放电的时候，电池电压随电量的损耗会逐渐降低。电量与电压之间的关系：电量99%，电压4.150V；电量81%，电压3.913V；电量10%，电压3.559V。

电量的单位是W·h（瓦·时），手机电池标准放电电压统一为3.7V，所以手机电池容量也可以用mA·h（毫安·时）来替代。这两个单位在手机电池上的换算关系是：瓦·时=安·时×3.7。

（2）电池容量。电池容量是衡量电池的一个重要指标。例如，某个手机的电池容量为1250mA·h，如图1-12所示，即工作电流为1250mA时，电池能工作1h；当工作电流为125mA时，电池则能工作10h。

图1-12　手机电池

1-5：熟悉指针式万用表的测量挡位

（3）不简单的电池。手机电池使用过程中的过充、过放和短路都会严重损害电池的性能，并有可能导致使用风险。为此，手机电池中一般有一块细长的保护电路板，用来预防这些风险。保护功能通常包括过充电保护、过放电保护、过电流保护、短路保护和反充保护。

手机充电器分为直冲和座冲。现在普遍使用直冲，它是将220V交流市电转换为5V直流电，输入手机中并由其内部的充电电路降压给电池充电。

课堂测试1.4

判断题：

（1）普通电池的电压是150mV。（　）

（2）直流电压只有正的没有负的。（　）

（3）手机电池的电压在一定范围内都能使手机正常工作。（　）

（4）某手机电池容量为4000mA·h，说明该电池电流为100mA时能工作40h。（　）

（5）手机电池可以反复充电，科学充电和放电能提高手机电池的使用寿命。（　）

答案与解析1.4

（1）×。1500mV=1.5V。mV与V之间是1000倍的关系。

（2）×。直流电压有正也有负。

（3）√。

（4）√。

（5）√。

1.1.2 课堂实训：初识万用表

在电子技术实践活动中，测量电压是一项常见的项目。测量电压使用的仪表为万用表，如图1-13所示。万用表分为数字式万用表和指针式万用表两种，数字式万用表读数方便，测量功能强大；指针式万用表也有其特点，两种万用表初学者都可以选用。注意，初学者不必购置比较高级的万用表，因为操作不当损坏万用表的情况时有发生。

图1-13　万用表的实物图

万用表又称为多用表、三用表、复用表、繁用表等。

数字式万用表的方便之处是它所测量的数据直接用熟悉、清晰的数字显示出来，如测量电池直流电压时，数字直接显示1.5V。

1　人身安全注意事项

万用表使用安全永远第一。万用表的操作关系到人身和仪表的安全，切记安全第一。

安全重要提示

在电子技术实验活动中，主要接触220V交流市电，220V交流市电对生命安全是有危险的。

万用表测量220V交流电压时，手指和身体不要碰到表棒头的任何金属部位，表棒线不能有破损（以避免遇到因表棒线被电烙铁烫坏而不小心触电的情况）。

测量时，应先将黑表棒接地线，再去连接红表棒，如果红表棒连接后而黑表棒悬空，手碰到黑表棒时同样有触电危险。

1-6：熟悉数字式万用表的测量挡位

2　保险型表棒

万用表有红色和黑色两支表棒。红色代表正极性，黑色代表负极性。

为了确保万用表的安全，防止操作失误使大电流流过万用表，初学者最好购买有串联保险丝的表棒。如图1-14所示，它对过电流有一定的保护作用。

图1-14　保险型表棒示意图

1-7：数字式万用表的挡位

3　挡位开关的选择

万用表顾名思义它是“万用”的，测量功能有许多。不同的测量功能可以使用不同的挡位，如图1-15所示，它通过一个拨动开关进行各个测量挡位之间的转换。测量前正确选择挡位开关，如测量直流电压时不要将挡位选择开关置于其他挡位上。特别是测量电压时，不能选择电流挡等。许多情况下的万用表损坏是测量电压时将挡位放在了电流挡位上。