西門子PLC模塊6ES7314-6EH04-0AB0

什么是電壓,？

電荷移動需要力，推動電荷在電源外部移動（也就是導(dǎo)線和負載）的這種力稱為電場力,。電場力將單位正電荷沿電路中的一點推向另一點所做的功成為電壓,。就好比水流一樣，水壓可以控制水流的流動,。而如果電路中沒有電壓就不會產(chǎn)生電流了,。

做功越多電壓就越大（比如強大的水壓可以提高水流將其射出很遠），所以電路中電壓表現(xiàn)了電場力推動電荷做功的能力,。為了方便理解我們可以將電壓類比為水壓,，電流類比做水流，關(guān)于電壓如何產(chǎn)生的這個問題會在下面“電位的基本概念"中介紹到,。

電壓計算公式

和電流有直流和交流的區(qū)別一樣,，電壓也有直流電壓和交流電壓之分，這個在計算公式中表示的符號是不同的,，直流電壓用大寫字母“U"表示,，而交流電壓用小寫字母“u"表示，電壓計算公式是：

上面公式中的U代表電壓,、W代表電功率（單位焦耳）,、q代表電量（單位庫倫），功率除以電量就是電壓了,。AB是出點A到點B之間的電壓和這兩點之間的電功率,，有時候一般電路中沒有帶這兩個參數(shù)的簡寫形式：，但電工養(yǎng)成嚴格的共識書寫習(xí)慣總是利大于弊的,。

電壓單位換算

用上面的公式計算出了電壓那用什么單位來表示這個數(shù)值呢（就像電流電位用安培“A"一樣）,？當然有，電壓的國際單位為伏特（通常簡稱伏）,，用大寫字母V表示,。它的常用單位和電流單位安培一樣也有1KV（千伏）、V（伏）,、mV（毫伏）,、μV（微伏）這幾種，它們之間的劃算如下：

1KV=1000V、1V=1000mV,、1mV=1000μV

往下一個低級單位換算就除1000即可,，重要的是理順kV、V,、mV,、μV之間的大小順序。電壓的大小除了通過計算得到外也可以用電工工具：萬用表直接測量,，這個以后會介紹,。

電位差的基本概念

我們都知道水可以流通是因為有水壓，那為什么有水壓呢,？因為水位的高低不同，而電位也可以類比成這樣,。一般情況下物體所帶正電荷越多,，其電位越高。如果把兩個有電位差的不同帶電體用導(dǎo)線連接起來,，電位高的帶電體中的正電荷便向低電位的那個帶電體流去,，于是導(dǎo)體總就產(chǎn)生了電流（物質(zhì)中帶電粒子定向有規(guī)則的移動就形成電流）。

就如同水會從高處向低處流一樣,，與此類似在電源外部（導(dǎo)線,、負載）電流可以說是從高位流向低位。從這一點出發(fā),，電路中每一點都有一定的點位,。電路中某點的點位高低是一個相對值，他與所選取的參考點有關(guān),。在電路中任意兩點之間的電位差稱為這兩點之間的電壓,。

公式中A和B分別表示電位參考點。電位的單位就是電壓的單位,，用伏特（V）表示,。

電壓的方向規(guī)定與電場力方向一致，從高電位指向低電位,。和電流一樣,，在電路圖上所標的電壓和電位的方向都是參考方向。用“→"或“+",、“-"表示,。應(yīng)當指出的是：電壓和電位的區(qū)別在于，電壓是一個絕對值,，不隨參考點的改變而改變,；而電位是一個相對值，隨著參考點的改變而改變（因為參考點的改變必然影響電位差的結(jié)果）

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例1 利用寧定理（也稱戴維南定理）求下圖所示電路中的電壓U₀

圖1

分析：斷開待求電壓所在的支路（即3Ω電阻所在支路）,，將剩余一端口網(wǎng)絡(luò)化為戴等效電路,，需要求開路電壓U_oc和等效電阻R_eq,。

（1）求開路電壓U_oc，電路如下圖所示

由電路聯(lián)接關(guān)系得到,，U_oc=6I+3I,，求解得到，I=9/9=1A,，所以U_oc=9V

（2）求等效電阻R_eq,。上圖電路中含受控源，需要用第二（外加電源法（加電壓求電流或加電流求電壓））或第三種（開路電壓,，短路電流法）方法求解,，此時獨立源應(yīng)置零。

法一：加壓求流,，電路如下圖所示,，

根據(jù)電路聯(lián)接關(guān)系，得到U=6I+3I=9I（KVL）,，I=I₀′6/(6+3)=(2/3)I₀（并聯(lián)分流）,，所以U=9′(2/3)I₀=6I₀，R_eq=U/I₀=6Ω

法二：開路電壓,、短路電流,。開路電壓前面已求出，U_oc=9V,，下面需要求短路電流I_sc,。在求解短路電流的過程中，獨立源要保留,。電路如下圖所示,。

根據(jù)電路聯(lián)接關(guān)系，得到6I₁+3I=9（KVL）,，6I+3I=0（KVL）,，故I=0，得到I_sc=I₁=9/6=1.5A（KCL）,，所以R_eq=U_oc/I_sc=6Ω

最后,，等效電路如下圖所示

根據(jù)電路聯(lián)接，得到

注意：

計算含受控源電路的等效電阻是用外加電源法還是開路,、短路法,，要具體問題具體分析，以計算簡便為好

PLC的輸入輸出信號可以是開關(guān)量,、數(shù)字量或模擬量,，其中應(yīng)用的是開關(guān)量。PLC開關(guān)量輸入設(shè)備有兩種形式：一種是無源開關(guān)，如各種按鈕,、繼電器觸點,、控制開關(guān)等；一種是有源開關(guān),，如各種接近開關(guān),、傳感器、編碼器,、光電開關(guān)等,。PLC開關(guān)量輸出通常用三種形式：繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出,；由于PLC每個輸出點的負載能力較小,，因此一般能直接驅(qū)動很小功率的執(zhí)行機構(gòu)，或驅(qū)動控制執(zhí)行機構(gòu)的接觸器線圈或指示燈,。PLC常用開關(guān)量輸入輸出元器件的符號如表1所示,。