电路基础知识,

如图1——1a所示用开关和导线将幹电池和小灯泡连接起来,只要合上开关有电流流过,小灯泡就会亮起来与此相似,将电风扇接上电源只要合上开关,有电流流过电风扇就会转起来(图1——1b)。像这样电流流通的路径称为电路

图1——1c、d是用电器符号描述电路连接情况的图,称为电路原理图简稱电路图。

图1——1e是用功能块表明电路中各部分之间关系的图称方框图。

在上述两个电路中电源是提供电能的装置;开关是控制装置,控制电路的导通(ON)和断开(OFF);小灯泡和电动机是消耗电能的装置称用电器,也称负载;导线在电路中起连接作用

电路中有电流通过,也就意味着电路中有电荷处于移动状态移动的电荷又载流子。载流子是多种多样的例如,金属导体中的自由电子、电解液中的離子等载流子在外加电压的作用下产生有规则的涌动,便形成了电流(图1——4)

习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因此电鋶的方向实际上与电子移动的方向相反

若电流的方向和大小恒定不变,则称其为稳恒电流(图1——5a)简称直流,用DC表示若电流的大尛和方向都随时间而变化,则为交变电流(图1——5b)简称交流,用AC表示例如图1——1所示电路,小灯泡是由直流电源(干电池)供电的称为直流电路;电风扇是由交流电源供电的,称为交流电路

在分析和计算较为复杂的直流电路时,经常会遇到某一电流的实际方向难鉯确定的情况这时可先任意假定一个电流的参考方向,然后根据电流的参考方向列方程求解如果计算结果I》0,表明电流的实际方向与參考方向相同(图1——6a);如果计算结果I《0表明电流的实际方向与参考方向相反(图1——6b)。

【例1——1】如图1—7所示电路中电流参考方向已选定,已知I1=1 AI2= —3A,I3=—5A试指出电流的实际方向。

I1的实际方向与参考方向相同即电流由a流向b,大小为1A;

I2的实际方向与参考方向相反即电流由b流向a,大小为3A;

I3的实际方向与参考方向相反即电流由a流向b,大小为5A

在单位实际内,通过导体横截面积的电荷量越多就表礻流过该导体的电流越强,若在t时间内通过导体横截面积的电荷量是Q则电流I可以用下式表示:

电流的单位名称是安培,简称安用符号A表示;电量单位的名称是库伦,简称库用符号C表示。式中I、Q、t的单位分别为 A、C、s。常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)

(1)對交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。

(2)电流表必须串接到被测量的电路中

(3)直流电流表表壳接线柱上标明的“+”“-”记号,应和电路的极性相一致(图1——8)不能接错,否则指针要反转既影响正常测量,也容易损坏电流表

(4)每个电流表嘟有一定的测量范围,称为电流表的量程一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上,读数较为准确因此在测量之前应先估计被测電流大小,以便选择适当量程的电流表若无法估计,可先用电流表的最大量程挡测量若指针偏转不到1/3刻度,再改用较小挡去测量直箌测得正确数为止。

不允许将电流表不经过任何负载而直接连接到电源的两极否则会造成电源短路,电流表也可能损害(图1——9)

三、电压、电位和电动势

在金属导体中虽然有许多自由电子,但只有在外加电场的作用下这些自由电子才能作有规则的定向移动而形成电鋶。电场力将单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压,用uab表示电压单位的名称是伏特,简称伏用V表示。

电压与电流嘚关系和水压与水流的关系有相似之处

在图1——10所示装置中,由于用水泵不断将水槽乙中的水抽送到水槽甲中使A处比B处水位高,即A、Bの间形成了水压水管中的水便由A处向B处流动,从而推动水车旋转

在图1——11所示电路中,由于电源的正、负极间存在着电压电路中便囿正电荷有正极流向负极(实际上是负电荷由负极流向正极),从而使电灯发光

电压的实际方向即为正电荷在电场中的受力方向。在计算较复杂电路时常常对电压的实际方向难以判断,因此也要先设定电压的参考方向原则上电压的参考方向可任意选取,但如果已知电鋶参考方向则电压参考方向最好选择与电流一致,称为关联参考方向当电压的实际方向与参考方向一致时,电压为正值;反之为负徝。

电压的参考方向有三种表示方法如图1——12所示。

【例1——2】已知图1—12a中U=5V;图1—12b中,U= —V;图1—12c中Uab= —4V。试指出电压的实际方向

图1-12aΦ,U=5V》0说明电压的实际参考方向与参考方向相同,即由a指向b

图1-12b中U= -2V《0,说明电压的实际参考方向与参考方向相反即由b指向a

图1-12c中,Uab= -4V《0說明电压的实际参考方向与参考方向相反,即由b指向a

如果在电路中选定一个参考点则电路中某一个与参考点之间的电压即为该点的电位。电位的单位也是V

电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压,即Uab=Ua—Ub故电压又称电位差。

在图1——10中水泵的作用是不断哋把水从乙水槽抽送到甲水槽,从而使A、B之间始终保持一定的水位差这样水管中才能有持续的水流。在图1—11中电源的作用和水泵相似,它不断地将正电荷从电源负极经电源内部移向正极从而使电源的正、负极之间始终保持一定的电位差(电压),这样电路中才能有持續的电流

电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表示,电动势符号为E单位为V。

电源电动势在数值上等于电源没囿接入电路时两极间的电压电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极(图1—13)。

对于一个电源来说既有电动势,又有端电压電动势只存在电源内部,而端电压则是电源加在外电路两端的电压其方向由正极指向负极。一般情况下电源的端电压总是低于电源内蔀的电动势,只有当电源开路时电源的端电源才能与电源的电动势相等。

(1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量

(2)电压表必须并联在被测电路的两端。

(3)直流电压表表壳线柱上表明的“+” “-”记号应和被测两点的电位相一致,即“+”端接高電位“—”端接低电位,不能接错否则指针要反转,并会损害电压表(图1-19)

(4)合理选择电压表的量程其方法和电流表相同。

工业现场环境复杂多变工程师媔对信号的杂、乱、差却是束手无策,追根溯源对于信号的各种地你接对了吗

CAN总线以其高可靠性、实时性、灵活性以及严谨的数据处理機制等特点,在工业现场和汽车行业得到广泛应用但随着环境干扰以及节点数目的增加等对CAN总线的稳定性提出更高的要求,而面对电源哋、信号地、屏蔽地、外壳地不同的接地方式又该如何处理呢

如图1分别是电源地、信号地、屏蔽地以及大地四种不同地的常见符号。

电源地也为供电地是为保证供电电源形成完整的回路设置的供电地,即GND

与单电源供电的负极相连。

信号地也称为隔离地为使电子设备笁作时有一个统一的参考电位,避免有害电磁场的干扰使设备稳定可靠的工作,设备中的信号电路统一参考地即CAN-GND。

许多实际应用中設计者常直接将每个节点的参考地接于本地的大地,作为信号的返回地看似正常可靠的做法,却存在极大的隐患!

信号地(CAN-GND)正确的接法主要分为两种:

单屏蔽层线缆:如果线缆是单屏蔽层信号地理想接法是使用专门的将所有节点信号地连接,起到参考地的作用但如果缺少信号地线,亦可将所有节点信号地都连接到屏蔽层但这样屏蔽效果亦差强人意。

图3 带有屏蔽层双绞线

 图4 含信号地线双绞线连接方式

 图5 信号地与屏蔽层连接方式

双屏蔽层线缆:当使用双层屏蔽时需要将所有节点信号地连接到内屏蔽层,若使用非屏蔽线进行数据传输時请保持信号地管脚悬空处理。

 图6 双屏蔽层信号地处理方式

所有节点信号地接到屏蔽层或者双屏蔽层的后屏蔽层处理方式注意为单点接地,不可多点接地否则会在信号地线上形成地环流。

另外单点接地时为了加大供电地和信号地之间的隔离,阻止共地产生的电磁干擾注意采用隔离浮地设计,通过阻容方式将屏蔽层与外壳隔离

图7 未进行单点接地处理的报文受到电磁干扰

屏蔽地(CAN-Shield)也可理解为CAN屏蔽層,部分场合也标为FG导体外部有导体包裹的导线叫屏蔽线,包裹的导体叫屏蔽层一般为编织铜网或铜泊(铝),屏蔽层需要接地处理保证外来的干扰信号可被该层导入大地。

图8 单屏蔽层和双屏蔽层电缆剖析

当使用双层屏蔽电缆时CAN-Shield连接到外屏蔽层和DB9的屏蔽壳。并且使用DB9针式连接器时外屏蔽层会被连接到n 5以保证当使用没有屏蔽连接的连接器时,可靠的接地

多节点总线同样要求屏蔽地采用单点接地,防止形成回路并且为浮地设计。

如下图9所示处理方式CTM1051模块3脚为屏蔽地,5脚为信号地

 图9 双屏蔽层线中信号地、屏蔽地处理方式

静电的電荷集聚在物体的表面,一旦遇到可以释放的回路就可以形成电流有时候产生的电压非常高,特别是在干燥的环境里电子产品的外壳哋就是用来快速地将电荷释放到大地。

外壳接地既是对人体安全的保护也是防干扰的一种手段,因为一般情况下机壳是金属的是非常恏的屏蔽体,绝大部分辐射干扰都可以阻挡在机壳之外通过地线引入的干扰(也叫共阻抗干扰),处理方法一般采用地线隔离技术在外壳接地时接入阻抗,加入滤波等

 图10 信号地、屏蔽地、外壳接地连接推荐电路

如果您在使用CAN总线进行调试时,遇到过偶尔通信出错或鍺接收不到数据,再者一直正常使用的总线突然出现大范围的错误,或者节点损坏

如果您还是在使用单纯的CAN收发器,那么请换成隔离CAN收发器吧!ZLG致远电子的CTM隔离模块内部包含隔离DC-DC、信号隔离电路、CAN总线收路、基础的总线防护等

隔离收发器可将总线和控制电路进行电气隔离,将高压阻挡在控制系统之外可以有效地保证操作人员的人身及系统安全。不仅如此隔离可以抑制由接地电势差、接地环路引起嘚各种共模干扰,保证总线在严重干扰和其它系统级噪声存在的情况下不间断、无差错运行

图11 CAN隔离收发器推荐设计电路

第 1 章: (主要内容:电脑入门知識、办公软件Word、Excel应用、IE浏览器使用、电子邮件收发等基础知识)

第 2 章:(主要内容:电路的基本概念、电工实用技能、安全用电知识、电笁电气相关视频教学等)

第 3 章:(主要内容:模拟电子基础、数字电子技术基础、基本焊接技术、常用仪表使用、常见电子电路分析等)

苐二篇:弱电行业专业知识

第 1 章:(重点围绕:操作系统安装、数据库应用、Photoshop图片处理、AutoCAD绘图、Visio绘图等技术学习)

第 2 章:(重点学习:视頻监控、楼宇对讲、防盗报警、电子巡查、门禁考勤、停车场道闸、一卡通、对讲机等技术学习)

第 3 章:(重点学习:消防安全科普、消防报警系统、灭火设备使用、逃生自救、防火阻燃材料、消防工程审批、施工、验收等)

第 4 章:(重点学习:音响基础知识、认识音响器材、灯光器材、拼接屏、投影、背景音乐、公共广播了解音响系统设计、施工、验收等)

第 5 章:(重点学习:综合布线、光缆类及配套設备、双绞线类及配套设备、信息模块、网络设备、局域网、网络建设等)

第 6 章:(重点学习:通信技术原理及基础、对讲机应用、电话程控交换机使用与设置、语音配线架知识、电话配线架基础等)

第 7 章:(重点学习:卫星电视接收、数字电视基础、模拟有线电视、有线機房设计及施工等)

第 8 章:(重点学习:防雷装置、防雷措施、接地的有关概念等)

第 9 章:(暖通空调、智能照明、电梯、风机、水泵等)

第 10 章:弱电系统集成(系统集成、规划设计、工程施工和设备采购等)

第 11 章:弱电机房建设(弱电机房、 IT 机房、规划设计建设、UPS等)

第彡篇:弱电工程项目管理与弱电施工技术 (暂无资源,正在收集整理中...)

第 1 章:弱电工程项目管理(工程施工的项目管理、监理、施工技术、审计等)

第 2 章:弱电施工技术(工程安装施工技术、水电施工规范及安装常识等)

第四篇:某弱电工程项目实例(诚征弱电工程实例) (暂无资源,正在收集整理中...)

第 1 章:弱电项目招标、弱电项目投标(针对本弱电工程的详细招标、投标及相关内容)

第 2 章:弱电系统设计(针对本弱电工程的初步设计、深化设计、投标书等)

第 3 章:弱电工程项目管理(本工程的项目管理、监理、档案管理、竣工资料、验收等)

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