常用的電路圖基本構(gòu)成和繪制規(guī)則?
?識(shí)別電路圖的技巧和方法主要包括以下幾個(gè)方面?:
?熟悉電氣文字符號(hào)和圖形符號(hào)?:識(shí)別電路圖的第一步是了解并熟悉電路圖中的電氣文字符號(hào)和圖形符號(hào),這樣才能準(zhǔn)確識(shí)別電路中的元器件。?
?掌握電工電子基礎(chǔ)知識(shí)?:具備一定的電工電子基礎(chǔ)知識(shí)是識(shí)別電路圖的關(guān)鍵。理解電流、電壓、電阻等基本概念,以及串并聯(lián)電路、歐姆定律、基爾霍夫定律等基本原理,有助于快速定位關(guān)鍵元件并理解其工作原理。?1?分區(qū)域分析?:在看復(fù)雜的電路圖時(shí),可以將電路圖劃分為不同的區(qū)域或模塊,逐一分析每個(gè)區(qū)域的功能和連接方式。這樣可以化繁為簡(jiǎn),逐個(gè)擊破。?2?主回路和控制回路的區(qū)分?:先看主回路,后看控制回路。主回路的動(dòng)作原理相對(duì)簡(jiǎn)單,有助于快速把握整個(gè)電路的基本功能。?
?從上到下的閱讀順序?:正規(guī)的電路圖通常從上到下逐步闡明電路的保護(hù)、控制和原理。按照這種順序閱讀可以事半功倍。
?把握線號(hào)?:電路圖中每條線和接線端子都有線號(hào),線號(hào)代表了導(dǎo)線的名稱和功能。通過(guò)線號(hào)可以快速識(shí)別復(fù)雜的電路圖。
?結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?:理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的安裝、調(diào)試和維修工作,可以直觀地理解電路圖的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式,提升識(shí)圖能力。
?電路圖的基本構(gòu)成和繪制規(guī)則?:
?電源電路、主電路和輔助電路?:電源電路通常畫成水平線,主電路畫在左側(cè)并垂直于電源電路,輔助電路畫在右側(cè)。各電器的觸頭位置按常態(tài)位置畫出,不畫各電器元件的實(shí)際外形圖,而是采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號(hào)。?3?線號(hào)和顏色代碼?:電路圖中每條線和接線端子都有線號(hào),顏色代碼則用于表示導(dǎo)線的功能和狀態(tài)。
通過(guò)掌握這些技巧和方法,可以有效地識(shí)別和理解復(fù)雜的電路圖。
電路問(wèn)題計(jì)算的先決條件是正確識(shí)別電路,搞清楚各部分之間的連接關(guān)系。對(duì)較復(fù)雜的電路應(yīng)先將原電路簡(jiǎn)化為等效電路,以便分析和計(jì)算。識(shí)別電路的方法很多,現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例介紹十種方法。
一、特征識(shí)別法
串并聯(lián)電路的特征是;串聯(lián)電路中電流不分叉,各點(diǎn)電勢(shì)逐次降低,并聯(lián)電路中電流分叉,各支路兩端分別是等電勢(shì),兩端之間等電壓。根據(jù)串并聯(lián)電路的特征識(shí)別電路是簡(jiǎn)化電路的一種最基本的方法。
例 1. 試畫出圖 1 所示的等效電路。

解:設(shè)電流由 A 端流入,在 a 點(diǎn)分叉,b 點(diǎn)匯合,由 B 端流出。支路 a—R1—b 和 a—R2—R3(R4)—b 各點(diǎn)電勢(shì)逐次降低,兩條支路的 a、b 兩點(diǎn)之間電壓相等,故知 R3 和 R4 并聯(lián)后與 R2 串聯(lián),再與 R1 并聯(lián),等效電路如圖 2 所示。
二、伸縮翻轉(zhuǎn)法
在實(shí)驗(yàn)室接電路時(shí)常??梢赃@樣操作,無(wú)阻導(dǎo)線可以延長(zhǎng)或縮短,也可以翻過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)過(guò)去,或?qū)⒁恢贩絼e處,翻轉(zhuǎn)時(shí)支路的兩端保持不動(dòng);導(dǎo)線也可以從其所在節(jié)點(diǎn)上沿其它導(dǎo)線滑動(dòng),但不能越過(guò)元件。這樣就提供了簡(jiǎn)化電路的一種方法,我們把這種方法稱為伸縮翻轉(zhuǎn)法。
例 2. 畫出圖 3 的等效電路。

解:先將連接 a、c 節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線縮短,并把連接 b、d 節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線伸長(zhǎng)翻轉(zhuǎn)到 R3—C—R4 支路外邊去,如圖 4。
再把連接 a、C 節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線縮成一點(diǎn),把連接 b、d 節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線也縮成一點(diǎn),并把 R5 連到節(jié)點(diǎn) d 的導(dǎo)線伸長(zhǎng)線上(圖 5)。由此可看出 R2、R3 與 R4 并聯(lián),再與 R1 和 R5 串聯(lián),接到電源上。
三、電流走向法
我們一直尋找的,卻是自己原本早已擁有的;我們總是東張西望,唯獨(dú)漏了自己想要的,這就是我們至今難以如愿以償?shù)脑颉?
電流是分析電路的核心。從電源正極出發(fā)(無(wú)源電路可假設(shè)電流由一端流入另一端流出)順著電流的走向,經(jīng)各電阻繞外電路巡行一周至電源的負(fù)極,凡是電流無(wú)分叉地依次流過(guò)的電阻均為串聯(lián),凡是電流有分叉地分別流過(guò)的電阻均為并聯(lián)。
例 3. 試畫出圖 6 所示的等效電路。

解:電流從電源正極流出過(guò) A 點(diǎn)分為三路(AB 導(dǎo)線可縮為一點(diǎn)),經(jīng)外電路巡行一周,由 D 點(diǎn)流入電源負(fù)極。第一路經(jīng) R1 直達(dá) D 點(diǎn),第二路經(jīng) R2 到達(dá) C 點(diǎn),第三路經(jīng) R3 也到達(dá) C 點(diǎn),顯然 R2 和 R3 接聯(lián)在 AC 兩點(diǎn)之間為并聯(lián)。二、三絡(luò)電流同匯于 c 點(diǎn)經(jīng) R4 到達(dá) D 點(diǎn),可知 R2、R3 并聯(lián)后與 R4 串聯(lián),再與 R1 并聯(lián),如圖 7 所示。
四、等電勢(shì)法
在較復(fù)雜的電路中往往能找到電勢(shì)相等的點(diǎn),把所有電勢(shì)相等的點(diǎn)歸結(jié)為一點(diǎn),或畫在一條線段上。當(dāng)兩等勢(shì)點(diǎn)之間有非電源元件時(shí),可將之去掉不考慮;當(dāng)某條支路既無(wú)電源又無(wú)電流時(shí),可取消這一支路。我們將這種簡(jiǎn)比電路的方法稱為等電勢(shì)法。
例 4. 如圖 8 所示,已知 R1 = R2 = R3 = R4 = 2Ω ,求 A、B 兩點(diǎn)間的總電阻。

解:設(shè)想把 A、B 兩點(diǎn)分別接到電源的正負(fù)極上進(jìn)行分析,A、D 兩點(diǎn)電勢(shì)相等,B、C 兩點(diǎn)電勢(shì)也相等,分別畫成兩條線段。電阻 R1 接在 A、C 兩點(diǎn),也即接在 A、B 兩點(diǎn);R2 接在 C、D 兩點(diǎn),也即接在 B、A 兩點(diǎn);R3 接在 D、B 兩點(diǎn),也即接在 A、B 兩點(diǎn),R4 也接在 A、B 兩點(diǎn),可見四個(gè)電阻都接在 A、B 兩點(diǎn)之間均為并聯(lián)(圖 9)。所以,PAB=3Ω。
五、支路節(jié)點(diǎn)法
節(jié)點(diǎn)就是電路中幾條支路的匯合點(diǎn)。所謂支路節(jié)點(diǎn)法就是將各節(jié)點(diǎn)編號(hào)(約定;電源正極為第 1 節(jié)點(diǎn),從電源正極到負(fù)極,按先后次序經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)分別為 1、2、3……),從第 1 節(jié)點(diǎn)開始的支路,向電源負(fù)極畫??赡苡卸鄺l支路(規(guī)定:不同支路不能重復(fù)通過(guò)同一電阻)能達(dá)到電源負(fù)極,畫的原則是先畫節(jié)點(diǎn)數(shù)少的支路,再畫節(jié)點(diǎn)數(shù)多的支路。然后照此原則,畫出第 2 節(jié)點(diǎn)開始的支路。余次類推,最后將剩余的電阻按其兩端的位置補(bǔ)畫出來(lái)。
例 5. 畫出圖 10 所示的等效電路。

解:圖 10 中有 1、2、3、4、5 五個(gè)節(jié)點(diǎn),按照支路節(jié)點(diǎn)法原則,從電源正極(第 1 節(jié)點(diǎn))出來(lái),節(jié)點(diǎn)數(shù)少的支路有兩條:R1、R2、R5 支路和 R1、R5、R4 支路。取其中一條 R1、R2、R5 支路,畫出如圖 11。
再由第 2 節(jié)點(diǎn)開始,有兩條支路可達(dá)負(fù)極,一條是 R5、R4,節(jié)點(diǎn)數(shù)是 3,另一條是 R5、R3、R5,節(jié)點(diǎn)數(shù)是 4,且已有 R6 重復(fù)不可取。所以應(yīng)再畫出 R5、R4 支路,最后把剩余電阻 R3 畫出,如圖 12 所示。
六、幾何變形法
幾何變形法就是根據(jù)電路中的導(dǎo)線可以任意伸長(zhǎng)、縮短、旋轉(zhuǎn)或平移等特點(diǎn),將給定的電路進(jìn)行幾何變形,進(jìn)一步確定電路元件的連接關(guān)系,畫出等效電路圖。
例 6. 畫出圖 13 的等效電路。

解:使 ac 支路的導(dǎo)線縮短,電路進(jìn)行幾何變形可得圖 14,再使 ac 縮為一點(diǎn),bd 也縮為一點(diǎn),明顯地看出 R1、R2 和 R5 三者為并聯(lián),再與 R4 串聯(lián)(圖 15)。
七、撤去電阻法
根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)知,在串聯(lián)電路中,撤去任何一個(gè)電阻,其它電阻無(wú)電流通過(guò),則這些電阻是串聯(lián)連接;在并聯(lián)電路中,撤去任何一個(gè)電阻,其它電阻仍有電流通過(guò),則這些電阻是并聯(lián)連接。

仍以圖 13 為例,設(shè)電流由 A 端流入,B 端流出,先撤去 R2,由圖 16 可知 R1、R3 有電流通過(guò)。再撤去電阻 R1,由圖 17 可知 R2、R3 仍有電流通過(guò)。同理撤去電阻 R3 時(shí),R1、R2 也有電流通過(guò)由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,R1、R2 和 R3 并聯(lián),再與 R4 串聯(lián)。
八、獨(dú)立支路法
讓電流從電源正極流出,在不重復(fù)經(jīng)過(guò)同一元件的原則下,看其中有幾條路流回電源的負(fù)極,則有幾條獨(dú)立支路。未包含在獨(dú)立支路內(nèi)的剩余電阻按其兩端的位置補(bǔ)上。應(yīng)用這種方法時(shí),選取獨(dú)立支路要將導(dǎo)線包含進(jìn)去。
例 7. 畫出圖 18 的等效電路。
方案一:選取 A—R2—R3—C—B 為一條獨(dú)立支路,A—R1—R5—B 為另一條獨(dú)立支路,剩余電阻 R4 接在 D、C 之間,如圖 19 所示。

方案二:選取 A—R1—D—R4—C—B 為一條獨(dú)立支路,再分別安排 R2、R3 和 R5,的位置,構(gòu)成等效電路圖 20。
方案三:選取 A—R2—R3—C—R4—D—R5—B 為一條獨(dú)立支路,再把 R1 接到 AD 之間,導(dǎo)線接在 C、B 之間,如圖 21 所示,結(jié)果仍無(wú)法直觀判斷電阻的串并聯(lián)關(guān)系,所以選取獨(dú)立支路時(shí)一定要將無(wú)阻導(dǎo)線包含進(jìn)去。

九、節(jié)點(diǎn)跨接法
將已知電路中各節(jié)點(diǎn)編號(hào),按電勢(shì)由高到低的順序依次用 1、2、3……數(shù)碼標(biāo)出來(lái)(接于電源正極的節(jié)點(diǎn)電勢(shì)最高,接于電源負(fù)極的節(jié)點(diǎn)電勢(shì)最低,等電勢(shì)的節(jié)點(diǎn)用同一數(shù)碼,并合并為一點(diǎn))。然后按電勢(shì)的高低將各節(jié)點(diǎn)重新排布,再將各元件跨接到相對(duì)應(yīng)的兩節(jié)點(diǎn)之間,即可畫出等效電路。
例 8. 畫出圖 22 所示的等效電路。

解:節(jié)點(diǎn)編號(hào):如圖 22 中所示。
節(jié)點(diǎn)排列:將 1、23 節(jié)點(diǎn)依次間隔地排列在一條直線上,如圖 23。
元件歸位:對(duì)照?qǐng)D 22,將 R1、R2、R3、R4 分別跨接在排列好的 1、2 得等效電路如圖 24。
十、電表摘補(bǔ)法
若復(fù)雜的電路接有電表,在不計(jì)電流表 A 和電壓表 V 的內(nèi)阻影響時(shí),由于電流表內(nèi)阻為零,可摘去用一根無(wú)阻導(dǎo)線代替;由于電壓表內(nèi)阻極大,可摘去視為開路。用上述方法畫出等效電 搞清連接關(guān)系后,再把電表補(bǔ)到電路對(duì)應(yīng)的位置上。

例 9. 如圖 25 的電路中,電表內(nèi)阻的影響忽略不計(jì),試畫出它的等效電路。
解:先將電流去,用一根導(dǎo)線代摘替,再摘去電壓表視為開路,得圖 26。然后根據(jù)圖 25 把電流表和電壓表補(bǔ)接到電路中的對(duì)應(yīng)位置上,如圖 27 所示。
識(shí)讀電路圖時(shí)應(yīng)遵循以下原則:
1)電路圖一般分電源電路、主電路和輔助電路三部分繪制。
①電源電路畫成水平線,三相交流電源相序L1、L2、L3自上而下依次畫出,中線N和保護(hù)地線PE依次畫在相線之下。直流電源的“十”端畫在上邊,“一”端在下邊畫出。電源開關(guān)要水平畫出。
②主電路是指受電的動(dòng)力裝置及控制、保護(hù)電器的支路等它是由主熔斷器、接觸器的主觸頭、熱繼電器的熱元件以及電動(dòng)機(jī)等組成的。主電路通過(guò)的電流是電動(dòng)機(jī)的工作電流,其電流較大。主電路圖要畫在電路圖的左側(cè)并垂直電源電路。
③輔助電路一般包括控制主電路工作狀態(tài)的控制電路;顯示主電路工作狀態(tài)的指示電路;提供機(jī)床設(shè)備局部照明的照明電路等。它是由主令電器的觸頭、接觸器線圈及輔助觸頭、繼電器線圈及觸頭、指示燈和照明燈等組成的。輔助電路通過(guò)的電流都較小,一般不超過(guò)5A。畫輔助電路圖時(shí),應(yīng)畫在電路圖的右側(cè),且電路中與下邊電源線相連的耗能元件(如接觸器和繼電器的線圈、指示燈、照明燈等)要畫在電路圖的下方,而電器的觸頭要畫在耗能元件與上邊電源線之間。為讀圖方便,一般應(yīng)按照自左至右、自上而下的排列來(lái)表示操作順序。
2)電路圖中,各電器的觸頭位置都按電路未通電或電器未受外力作用時(shí)的常態(tài)位置畫出。分析原理時(shí),應(yīng)從觸頭的常態(tài)位置出發(fā)。
3)電路圖中,不畫各電器元件實(shí)際的外形圖,而采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號(hào)畫出。
4)電路圖中,同一電器的各元件不按它們的實(shí)際位置畫在一起,而是按其在線路中所起的作用分別畫在不同電路中,但它們的動(dòng)作卻是相互關(guān)聯(lián)的,因此,必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。若圖中相同的電器較多時(shí),需要在電器文字符號(hào)后面加注不同的數(shù)字,以示區(qū)別,如KM1、KM2等。
5)畫電路圖時(shí),應(yīng)盡可能減少線條和避免線條交叉導(dǎo)線,對(duì)有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn),要用小黑圓點(diǎn)表示;無(wú)直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線則不畫小黑點(diǎn)。
6)電路圖采用電路編號(hào)法,即對(duì)電路中的各個(gè)接點(diǎn)用字母或數(shù)字編號(hào)。
①主電路在采用電源開關(guān)的出線端按相序依次編號(hào)為U11、V11、W11,然后按從上至下、從左至右的順序,每經(jīng)過(guò)一個(gè)電器元件后,編號(hào)要遞增,如U12、V12、W12;U13、V13、W13…。單臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)(或設(shè)備)的三根引出線按相序依次編號(hào)為U、V、W。對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)引出線的編號(hào),為了不致引起誤解和混淆,可在字母前用不同的數(shù)字加以區(qū)別,如1U1V、1W;2U、2V、2W…
②輔助電路編號(hào)按“等電位”原則從上至下、從左至右的順序用數(shù)字依次編號(hào),每經(jīng)過(guò)一個(gè)電器元件后,編號(hào)要依次遞增控制電路編號(hào)的起始數(shù)字必須是1,其他輔助電路編號(hào)的起始數(shù)字依次遞增100,如照明電路編號(hào)從101開始;指示電路編號(hào)從201開始等。
7)看電路圖時(shí),首先要分清主電路和輔助電路,交流電路和直流電路。其次按照先看主電路、再看輔助電路的順序讀圖,看主電路時(shí),通常從下往上看,即從電氣設(shè)備開始,經(jīng)控制元件,順次往電源看;看輔助電路時(shí),則自上而下、從左向右看即先看電源,再順次看各條回路,分析各條回路元件的工作情況及其對(duì)主電路的控制關(guān)系。