实验二 电阻性电路故障的检查 一、实验目的 1．学习用观察法检查电路故障。 2．学习使用电流表、欧姆表检查电路故障。 3．掌握用电压表（电位法）检查电路故障。 二、实验原理与方法 在电路的实验和实际应用中，会出现各种故障，例如断路、短路、接触不良或接线错误等。电路若出现故障，轻者会使电路不能正常工作，重者还会造成设备的损坏甚至造成人身事故。因此，在电路出现故障时，应该立即切断电源进行检查。检查故障的方法很多，具体使用哪种方法应根据不同的电路和不同的故障情况而异，现将检查电阻性电路故障的两种主要方法－－观察法和测量法介绍如下。 1．观察法 观察法就是通过观察了解电路故障的类型、性质、范围，尽快作出正确的判断，减少检修工作的盲目性。对于较简单的电路故障，可以通过观察直接发现故障并予排除。观察的主要方法可归纳为：一望、二问、三摸、四闻、五听。 一望，指对电路的有关部件进行仔细观察，看有无由故障引起的明显的外观征兆，例如接线松动、脱落、断线、短路、熔断器烧断等情况。还应对电路的接线、元器件的选用、测量仪表的使用是否正确等进行检查。 二问，向操作者和现场人员询问发生故障前、后的现象和过程。例如声响、冒烟、电火花、异味等情况，这对判断故障的位置和原因有较大帮助。 三摸，必须先切断电源，若电路中有储能元件（如电容）还需将储能元件放电后，可对电路的可疑部位、元器件摸一下看是否过热，以帮助确定是否正常。 四闻，对烧坏电阻、烧毁线圈这一类故障，可通过闻气味的办法帮助确定故障的部位和性质。 五听，指听听一些电气设备（如电动机、变压器等）运行时的声音有无异常，但注意在听设备的声音而需要通电时，应以不损坏设备和不会扩大故障为前提。 通过望、问、摸、闻、听等方法观察取得对故障情况的具体了解后，应根据电路的工作原理、结构，对故障现象进行具体分析。如果仍未能够直接发现电路的故障，至少可以缩小可疑范围或作出初步判断，然后采用下面介绍的测量方法进一步寻找故障点。采用观察法了解电路故障的情况进行分析，可以使一些貌似复杂的问题逐渐变得条理清晰，有助于减少检查故障的盲目性。 2．测量法 测量法是利用各种仪表、工具对电路进行带电或者断电测量，这是寻找电路故障点最直接有效的方法之一。 （1）使用电压表检查电路故障。如图1的串联电路，闭合开关Ｓ接通电源。使用直流电压表（或万用电表直流电压挡）先检查直流电源的电压是否正常，如果电源电压正常，再逐点测量电位或逐段测量电压降，检查故障的位置和原因。在图1电路中，电路正常时，各点的电位Va＝0，Vb＝Vc＝12V，Vd＝10V，Ve＝5V，Vf＝0；各段电压Uab＝Uac＝-12V，Ucd＝2V，Ude＝Uef＝5V。若开关Ｓ断开（模拟该点断路故障），可测得Vb＝12V，而c、d、e各点电位均为零（或Uab＝-12V，其余各段电压均为零）；又若电阻R1开路，则Vb＝Vc＝12V，Vd＝Ve＝0（Ｕcd＝12V，Ｕde＝Ｕef＝0）；若R1短路，则Vb＝Vc＝Vd＝12V，Ve＝6V（Uab＝Uac＝Uad＝-12V，Ucd＝0，Ude＝Uef＝6V）。可见，通过测量电位或电压值，可以判断出电路故障的部位和性质。这种方法也适用于交流电路。 （2）使用欧姆表检查电路故障。若怀疑电路有接触不良、接线松脱、或元器件有断路或短路时，可用欧姆表（万用电表的电阻挡）测量电路的通、断状况。现仍以图1所示电路为例，说明用欧姆表检查电路故障的基本方法。测量前先断开开关Ｓ切断线路的电源，用万用电表的欧姆挡进行测量，f-e、f-d、f-c两点之间的电阻应分别为50Ω、100Ω和120Ω，c-b两点间为开关Ｓ，在Ｓ闭合时两点间电阻应为零，Ｓ断开时电阻应为无穷大，如图2所示。由此可检查出电路中有无断路或短路故障。测量电路的电阻时应注意将电路中所有电源切除。本实验仅限于电阻性电路，若电路含有储能元件，还需将电路中的储能元件（如电容器）放电。如在图2中没有撤掉直流电源Ｅ而仅仅断开开关Ｓ，则不能用欧姆表测量开关c-b两点间的电阻，否则电源将通过欧姆表表头构成回路，使大电流通过表头而造成损坏。   图1 电压表检查电路故障示意图 图2 欧姆表检查电路故障示意图 除了测量电路的电压（电位）、电阻外，还可以在电路中串联电流表测量电流发现电路的故障。但由于测量电流时要断开电路并串入电流表，所以不如测量电压、电阻那么方便。 三、实验仪器与设备 1．直流稳压电源 1台 2．直流电压表（或万用表） 1只 3．万用电表 1只 4．定值电阻 4只 四、实验内容与步骤 1．使用电压表检查电路故障 （1）检查串联电路的故障 按图3接线。以电路中的a点作为参考点，用直流电压表（或万用电表的直流电压挡）测量电路中各点的电位和各段的电压，并将测量结果记录于表1中。 （2）将电路中任意一点开路，重复以上测量，将结果记录于表1中。 将电路中任一个电阻短接，重复以上测量，同样将结果记录于表1中。 表1 串联电路故障实验数据 电路状态 电 位 值 /V 电 压 值 /V   Vb Vc Vd Uab Ubc Ucd  正常        断路故障        短路故障        （2）检查混联电路的故障 按图4接线。以电路中的a点作为参考点，测量电路中各点的电位和各段的电压，记录于表2中。 将电路中任意一点开路，重复以上测量，将结果记录于表2中。 将电路中R3或R4任一电阻短接，重复以上测量，将结果记录于表2中。 表2 混联电路故障实验数据 电路状态 电 位 值 / V 电 压 值 / V   Vb Vc Vd Ve Uab Ubc Ucd Ude Ucf  正常           断路故障           短路故障             图3 检查串联电路故障的实验电路 图4 检查混联电路故障的实验电路 2．用欧姆表检查电路故障 用万用电表的电阻（R×100）挡检查图4电路在上步实验中设定的开路和短路故障点。在检查时必须注意先断开电源。自行设计记录表格，将测量结果记录下来。应用测量结果，进一步验证故障点和故障性质（短路或开路）。 五、注意事项 1．本实验可由学生自己设置故障，也可由教师设置故障（设置若干个不同的故障），然后让学生观察故障现象，分析判断故障，并用测量电压、电阻的方法检查故障点。 2．做短路实验时可将电阻元件短接或将一条并联支路短路，注意不要将电源短路。 七、实验报告要求 1．根据实验数据，分析故障原因。 2．自行设计欧姆表检查短路故障表格，并记录数据于表中。 3．总结如何用观察法和测量法检查电路故障。