第一章 充电器、控制器维修基础知识

第一节　电路维修基础知识

一、电压

在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压又称作电势差或电位差。电压的概念与水位高低所造成的“水压”相似。例如我们常见的家用220V交流电压，其电路由两根导线组成，其中一根导线为火线，另一根导线为零线，我们将这两根导线通上220V交流电压后，这两根导线之间就形成220V电压；如果不通电，这两根导线之间就没有电压。

电压是形成电流的原因。电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。

电压通常用字母U表示，电压的国际单位为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、千伏（kV）等。它们的换算方式如下：1kV=1000V；1V=1000mV。

电压有交流电压（简称交流电）和直流电压（简称直流电）两种。交流电压一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压；直流电压是指大小和方向不随时间作周期性变化的电压，例如我国的家用电是220V交流电压；电动自行车蓄电池是12V直流电压。交流电压的特点是无极性，使用方便，但它极具危害性，在日常生活中要防止触电，具体措施有绝缘、屏护、间隔、接地、接零、加装漏电保护装置等。另外还要注意，不要用湿手触碰插座等带电的物体。直流电压的特点是有极性、危害性小，在使用中要注意正、负不可接反，否则会烧坏用电器。

电压的大小可以使用电压表测量。测量时，把电压表并联在电路中，选择电压表刻度要大于和接近量程。

电压测量电路如图1-1所示。交流电压测量实物如图1-2所示。

二、电流

电流是指电荷的定向移动。电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成了电流。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过1C的电量称为1安培（A）。

电流通常用字母I表示，它的单位是安培，安培是国际单位制中所有电性的基本单位，简称安，符号 “A”。常用的单位还有毫安（mA）、千安（kA）等。它们的换算方式如下：1kA=1000A；1A=1000mA。

电流分直流电流和交流电流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫作直流电流；电流的大小和方向随时间变化的叫作交流电流。

电流可以用电流表测量。测量时，把电流表串联在电路中，要选择电流表指针接近满偏转的量程。被测电流不要超过电流表的量程，这样可以防止电流过大而损坏电流表。正负接线柱的接法要正确，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。

电流测量电路如图1-3所示。

三、电阻

导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。

电阻是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可以说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都有一定的阻值，电阻的大小可以使用万用表的电阻挡测量，测量时万用表的量程要大于被测电阻的阻值。

四、导体

导电的物体称为导体。导体之所以导电，是因为它的电阻率很小。例如常见的金属铜、铝、锡、金、银都是导体，所以我们用铜和铝作导线。

铜导线外形如图1-4所示。

五、绝缘体

不导电的物体称为绝缘体。绝缘体不导电是因为它的电阻率为无穷大。例如常见的塑料、橡胶、玻璃、陶瓷都是绝缘体。

塑料绝缘体外形如图1-5所示。

六、半导体

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。例如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体在收音机、电视机以及其他电子产品上有着广泛的应用。无论从科技还是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。当今大部分的电子产品，例如计算机、移动电话或数字录音机中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

七、欧姆定律

导体中的电流（I）和导体两端的电压（U）成正比，和导体的电阻（R）成反比，即I=U/R。这个规律叫作欧姆定律。换句话说，电阻由导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值来定义，即R=U/I。所以，当导体两端的电压一定时，电阻愈大，通过的电流就愈小；反之，电阻愈小，通过的电流就愈大。因此，电阻的大小可以用来衡量导体对电流阻碍作用的强弱，即导电性能的好坏。电阻的值与导体的材料、形状、体积以及周围环境等因素有关。

八、功率

功率就是表示物体做功快慢的物理量。功率用P表示，单位是瓦特，简称瓦，符号是“W”。 电动机功率越大转速越高，电动机的最高速度也越高。

对于直流电来说，功率=电压×电流，在这个公式中，我们已知任意两个参数，就可求得另一个参数。例如：电动自行车的额定工作电压是48V，电动机的额定功率是500W，那么电动自行车的工作电流应为10.4A。

九、电路

电路是电流所流经的路径。也可以说电子走过的路叫电路。电路一般由电源、负载、导线、开关四要素组成。电路有3种工作状态，即通路、断路、短路。电路处处连通叫通路，这时电路中才有电流通过，电路工作正常。电路某一处断开叫作断路或者开路，此时电路不工作。电路中电源正负极间（或火线和零线）没有经过负载直接连通叫短路。这种情况是绝不允许的，因为电源的短路会产生短路电流，导致电源、用电器、电流表被烧坏，甚至产生火灾。所以在电路维修时要避免出现短路事故，可以采取断电维修、绝缘处理等措施。

最简单的电路如图1-6所示。最简单的电路实物如图1-7所示。

1.并联电路

并联电路是电路、线路或元件为达到某种设计要求的功能而使用的连接方式，特点是对2个或2个以上同类或不同类的元件、电路、线路等首首相接，同时尾尾亦相连。

并联电路特点如下：

① 并联电路中各支路的电压都相等，并且等于电源电压；

② 并联电路中的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和；

③ 并联电路中的各支路电流之比等于各支路电阻的反比。

并联电路的优点：一个用电器即可独立完成工作，适合于在电动自行车前大灯和后尾灯以及前转向灯和后转向灯中使用。

并联电路的缺点：若电路并联，各处电流加起来才等于总电流，由此可见，并联电路中电流消耗大。

并联电路原理如图1-8所示。并联电路实物如图1-9所示。

2.串联电路

串联电路是电流依次通过每一个组成元件的电路。串联电路的基本特征是只有一条支路。

串联电路特点：开关在任何位置都可以控制整个电路，即其作用与所在的位置无关。

串联电路的优点：在电路中，若想控制所有电路，可使用串联电路。

串联电路的缺点：若电路中有一个用电器坏了，整个电路就都断了。

串联电路原理如图1-10所示。串联电路实物如图1-11所示。

十、空载和负载

空载指电路中不接用电器。空载是拖动设备在没有加载任何负荷的情况下仅保持自身运转时的状态。例如，我们把充电器插上交流电，不插蓄电池，就叫空载。

负载是指电路中接上用电器，负载是某种设备在生产工作时的载荷。灯泡能把电能转换为光能，风扇能把电能转换为风能，我们就把灯泡和风扇叫负载。例如，我们把充电器插上蓄电池，然后插上交流电充电，就叫负载。

十一、电路图和框图

用导线将电源、开关（电键）、用电器、电流表、电压表等连接起来组成电路，再按照统一的符号将它们表示出来，这样绘制出的图形就叫作电路图。用方框表示电路工作原理，就叫作框图。

充电器工作原理框图如图1-12所示。