汽車電工電子基礎(chǔ)ppt教學(xué)課件（完整版）

1、2024/4/3,汽車電工電子基礎(chǔ),汽車電子技術(shù)教研室（7#304） 張?jiān)?2024/4/3,1、是一門汽車類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，2、是汽車維修技術(shù)中所應(yīng)用的電工電子基礎(chǔ)知識，3、是汽車電氣系統(tǒng)維修所必備的基本知識。,1、課堂認(rèn)真聽講，課后用少量時(shí)間復(fù)習(xí)。2、注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)分析解決實(shí)際問題的能力。,學(xué)習(xí)本課程的意義：,學(xué)習(xí)本課程的原則：,2024/4/3,1、直流電路2、正弦交流電

2、路3、三相交流電路4、電磁學(xué)的應(yīng)用5、發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)6、安全用電7、半導(dǎo)體二極管及晶體管的應(yīng)用8、集成運(yùn)算放大器及數(shù)字電路基礎(chǔ),本書主要講授內(nèi)容：,2024/4/3,單元一 直流電路,知識目標(biāo)： 電路的組成及基本概念 電路模型 電位的計(jì)算 電路分析的常用方法,能力目標(biāo)：能用萬用表測量直流電路中電流、電壓

3、、電阻 能解決直流電路中的聯(lián)結(jié)問題,2024/4/3,第一節(jié) 電路的組成及其基本概念,一 電路: 電流流經(jīng)的閉合路徑稱為電路（由電工設(shè)備和導(dǎo)線聯(lián)接組成）,電路的組成— ?電源（將非電能轉(zhuǎn)化成電能的裝置） ?中間環(huán)節(jié)（把電源與負(fù)載連接起來） ?負(fù)載（將電能轉(zhuǎn)化成非電能的設(shè)備）,電路的分類— ?電力電路：傳輸、轉(zhuǎn)

4、換和分配電能 ?電信電路：傳遞、變換和處理信號,2024/4/3,由干電池（電源）、小電珠（負(fù)載）和開關(guān)（中間環(huán)節(jié)）三部分組成的手電筒電路是電力電路,由話筒、放大器、揚(yáng)聲器組成的擴(kuò)音器電路是電信電路,2024/4/3,在電路理論中，信號源（或電源）提供的電壓或電流稱為激勵(lì)，由于激勵(lì)在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應(yīng)。,激勵(lì)和響應(yīng),電路分析就是在已知電路的結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的條件下，分析電路的激

5、勵(lì)與響應(yīng)之間的關(guān)系。,2024/4/3,電路模型,將實(shí)際元件理想化，在一定條件下考慮電路元件的主要性質(zhì)忽略其次要性質(zhì)，使之盡可能用簡單的數(shù)學(xué)式表達(dá)，這樣經(jīng)過簡化的元件稱為理想元件或元件模型。,理想的電路元件主要有：電阻元件、電容元件、電感元件及電壓源和電流源等。,用理想電路元件代替實(shí)際電路元件而構(gòu)成的電路稱為電路模型。,電路理論不是研究實(shí)際電路的理論，而是研究由理想元件構(gòu)成的電路模型的理論,2024/4/3,常見元件的圖形符號,,202

6、4/4/3,圖1-3 手電筒的電路模型,2024/4/3,電流強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量稱 為電流強(qiáng)度，簡稱電流,,電流的形成：帶電粒子（電子、離子等）在外力作用下有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。,二 電流,電流強(qiáng)度單位： A、mA、μA,2024/4/3,電流參考方向：可以任意假設(shè)，選定參考方向之后，電流才有正負(fù)之分；與實(shí)際方向一致時(shí)為正值與實(shí)際方向相反時(shí)為負(fù)值,I=？,電流實(shí)際方向：習(xí)慣上規(guī)

7、定正電荷移動(dòng)的方向或負(fù)電荷移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯姆较?電流的方向,如不特別說明，以后在電路中標(biāo)注的電流方向均為參考方向。,2024/4/3,在分析電路時(shí)，首先假定電流的參考方向，并據(jù)此分析計(jì)算，然后再從答案的正、負(fù)值來確定電流的實(shí)際方向,“實(shí)際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設(shè) 正方向”則 是人們在進(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí),任意假設(shè)的。,2024/4/3,直流電路與交流電路： 設(shè)在dt時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量為dq, 則任

8、意瞬時(shí)通過該截面的電流為 i= dq/ dt 若i= dq/ dt為常數(shù)，則這種電流為恒定電流，簡稱直流在直流電路中上式可以寫 : I=Q/t 若i= dq/ dt不是常數(shù)，大小與方向上都在發(fā)生變化，則這種電流為交流電路。,對電流要從大小、

9、方向及單位三個(gè)方面來進(jìn)行描述，缺一項(xiàng)則沒有意義。,2024/4/3,電壓：電場力把單位正電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)所作的功在數(shù)值上等于A、B兩點(diǎn)的電壓，是衡量電場力做功能力的物理量.,,三 電壓,uab=dw/dq,電壓單位：V=10-3kV=103mV,直流電壓：U= w/q,1V=,2024/4/3,電壓實(shí)際方向： 規(guī)定從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)為電壓方向，即電壓降的方向,電壓參考方向：可以任意假設(shè)，與實(shí)際方向一致時(shí)為正值與實(shí)際方向相反時(shí)為負(fù)值

10、,電壓的方向,電壓是標(biāo)量，但在分析電路時(shí)，和電流一樣，也說他們具有方向。,2024/4/3,關(guān)聯(lián)方向：電壓與電流的參考方向一致，則稱電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向。 非關(guān)聯(lián)方向：若電流與電壓的參考方向相反，則稱電流與電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向。,雖然電壓的參考方向可以任意設(shè)定，但一般情況下總是選擇關(guān)聯(lián)參考方向。,如不特別說明，以后在電路中標(biāo)注的電壓方向均為參考方向。,2024/4/3,電壓標(biāo)注的方式有以下三種：,極性符號表示，參考方向由正指向負(fù)

11、。,雙下標(biāo)表示，參考方向由a指向b 。,箭頭表示。,2024/4/3,注意：,1.電壓是針對電路中某兩點(diǎn)之間來說的，描述電路中的某一點(diǎn)或多于兩點(diǎn)的電壓是沒有任何意義的。,2.與電流一樣，對電壓的描述也要求指出電壓的大小、方向及單位，缺一不可。,2024/4/3,練 習(xí),1.在圖中，Uab=-5V ，試問a,b兩點(diǎn)哪點(diǎn)電位高？,解：Uab的參考方向?yàn)橛蒩指向b，而Uab<0，實(shí)際方向同參考方向相反，即電壓實(shí)際方向?yàn)閎指向a，故b點(diǎn)電

12、位高于a點(diǎn)電位。,a,b,2.在下圖中，U1=-6V，U2=4V，試問Uab等于多少伏？,解；在兩元件之間設(shè)點(diǎn)c,如圖所示。則 Uab=Uac+Ucb =U1-U2 =（-6-4）V=-10V,Uab是否表示a端電位高于b端電位。,,,2024/4/3,電流值和電壓值的測量,1.電流 在實(shí)際中，將電流表串接在電路中來測量某支路的電流，測量時(shí)要注意選擇電流表的量程

13、、極性（直流表），以減小誤差、保護(hù)儀表。由于電流表必須串接入電路中，往往顯得不太方便，在測量電阻上的電流時(shí)，可以測其電壓然后根據(jù)歐姆定律換算出流經(jīng)電阻的電流。根據(jù)電流值選擇線路導(dǎo)線時(shí)，要查閱電工手冊，注意選擇導(dǎo)線的線徑，以防止線路因電流過大而燒壞。,2.電壓 電路中兩點(diǎn)間的電壓可用電壓表測量，測量時(shí)只需將表筆并接于被測電路的兩點(diǎn)之間即可，注意選擇電壓表合適的量程和極性（直流電壓表）。,注意:電壓表和電流表的連接都要根據(jù)實(shí)際方向來

14、進(jìn)行，不能靠參考方向來進(jìn)行。,2024/4/3,四 電動(dòng)勢,電動(dòng)勢：是衡量電源力做功能力的物理量，在數(shù)值上等于電源力將單位正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移送到正極時(shí)所做的功,電動(dòng)勢參考方向：可以任意假設(shè)，與實(shí)際方向一致時(shí)為正值與實(shí)際方向相反時(shí)為負(fù)值,電動(dòng)勢實(shí)際方向：在電源內(nèi)部由低電位指向高電位端，是電位升高的方向,2024/4/3,直流電動(dòng)勢的表示方法：,2024/4/3,五 電 位,電壓是什么？,電壓實(shí)際上是電路中兩點(diǎn)之間的電位差

15、，它只能說明一點(diǎn)的電位高，另一點(diǎn)的電位低，以及兩點(diǎn)之間的電位差是多少，并不能說明電路中某一點(diǎn)的電位是多少。,2024/4/3,電位定義： 電位就是電場力把單位正電荷從電路中某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功，（通常設(shè)參考點(diǎn)電位為零，電位符號用V表示，單位與電壓單位相同） 根據(jù)上述電壓、電位的定義，可以證明：電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓就等于這兩點(diǎn)間的電位差，即：

16、 UAB=VA-VB,某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高；某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。,2024/4/3,(2)電位值是相對的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中 各點(diǎn)的電位也將隨之改變；,(3) 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會因參考 點(diǎn)的不同而變， 即與零電位參考點(diǎn)的選取無關(guān)。,(1)參考點(diǎn)可以任意選擇，一個(gè)電路只能同時(shí)選擇一個(gè)參考點(diǎn)；,電路中的參考點(diǎn)：,2024/4/3,借助電位的概念采用習(xí)慣畫法可以簡化電路

17、圖。,電路圖習(xí)慣畫法：對于有一端接地的電壓源不再畫出電壓源符號，而只在電源的非接地端處標(biāo)明電壓的數(shù)值和極性，,例1：有一電路如1-6所示，問（1）零電位參考點(diǎn)在那里？畫電路圖表示出來。（2）當(dāng)將電位器Rp的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，A,B兩點(diǎn)的電位增高了還是降低了？,圖1-6,解：（1）零電位參考點(diǎn)在正負(fù)電位之間的C點(diǎn)，如圖所示,（2）電流為I=（12+12）/（Rp+R1+R2），根據(jù)UDA=VD-VA，則A點(diǎn)的電位為VA=VD-UDA=1

18、2-IR1。根據(jù)UEB=VE-VB則B點(diǎn)的點(diǎn)位為 VB=VE-UEB=-12+IR3 當(dāng)電位器 的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)Rp增大電流I減小，則 VA增大，VB 減小。,解： 圖中B點(diǎn)的電位VB=3V，可以理解為B點(diǎn)與零電位參考點(diǎn)O之間接有E2=3V的理想電壓源，其“+”端接B點(diǎn)，“-”端接O點(diǎn)。同理Vc=-6V,可理解為C點(diǎn)與參考點(diǎn)O之間接有E1=6V理想電壓源，“-”端接C點(diǎn)，“+”端接O點(diǎn)，而A點(diǎn)是懸空的。因此，上圖可改畫成下

19、圖的形式。,例2：計(jì)算下圖中所示電路中A點(diǎn)的電位，VB=3V， Vc=-6V。,I=(E1+E2)/(R1+R2)=(6+3)/(3+2)=1.8mA,3V,例3：求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd 。,,解：設(shè) a為參考點(diǎn)， 即Va=0V,Vb=Uba= –10×6= ?60VVc=Uca = 4×20 = 80 VVd =Uda= 6×5 = 30 V,設(shè) b為參考點(diǎn)，即Vb=0V

20、,Va = Uab=10×6 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 V,Uab = 10×6 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,Uab = 10×6 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,b,a,練 習(xí),1.如下圖所示，試求圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位。如將A，B兩點(diǎn)直

21、接連接或接一電阻，對電路工作有無影響？,解：對左邊回路：VA=8×[20/（12+8）]V=8V,對右邊回路：VB=4×[16/（4+4）]V=8V,可見A,B兩點(diǎn)等電位。如將A，B兩點(diǎn)直接聯(lián)接或接一電阻，對電路工作無影響,2.如下圖a所示，在開關(guān)S斷開和閉合的兩種情況下試求A點(diǎn)的電位。,解：將原電路改畫成上圖b所示電路。 S斷開時(shí) I=【（12+12）/（20+3.9+3）】mA=0.892mA

22、 A點(diǎn)電位 VA=-20I+12=-5.84V,S閉合時(shí) I=【12/（20+3.9）】mA=0.502mA VA=3.9I=1.96V,2024/4/3,電位計(jì)算步驟: (1) 任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零； (2) 將電路補(bǔ)充完整 (3) 標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算； (4) 計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。,2024/4/3,六 功率,電功率：是電路元件在

23、單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放的電能，或者說電能對時(shí)間的變化率，簡稱功率。,在直流電路中，功率用大寫字母P表示 功率P=UI=I2R=U2/R,電壓、電流取關(guān)聯(lián)參考方向 1.若P>0,表明該元件吸收功率，屬于負(fù)載性質(zhì)，電流從“+”端流入。 2.若P<0,表明該元件產(chǎn)生功率，屬于電源性質(zhì)，電流從“+”端流出。,電源和負(fù)載的判斷方法：,電源和負(fù)載分別是吸收功率還是釋放功率？,2024/4/3,電路有空載、短路、有載工

24、作三種狀態(tài)，現(xiàn)在以圖1所示的簡單直流電路為例來分析電路的各種狀態(tài)。,七 電路的三種狀態(tài) ：空載、短路、有載,圖1-,E為電源電動(dòng)勢，R0為電源內(nèi)阻，RL為負(fù)載電阻,2024/4/3,有載工作狀態(tài) 當(dāng)上圖開關(guān)S閉合時(shí)，電路中有電流流過，電源輸出電功率，負(fù)載取用電功率，這稱為有載工作狀態(tài)。,有載工作狀態(tài)特點(diǎn)：,1.電路中電流I=E/(R0+RL),2024/4/3,2.負(fù)載電阻兩端的電壓U=RLI=E-R0I，當(dāng)電源內(nèi)阻極小時(shí)，

25、U≈E,由上式可見，電源端電壓小于電動(dòng)勢，兩者之差為電流通過電源內(nèi)阻所產(chǎn)生的電壓降R0I。電流愈大，則電源端電壓下降的愈多。,3.又因?yàn)閁I=EI-R0I2則P=PE-ΔP式中PE=EI，是電源產(chǎn)生的功率；ΔP=R0I2，是電源內(nèi)阻上損耗的功率；P=UI是電源輸出的功率。,例：在下圖中，U=220V，I=5A，內(nèi)阻R01=R02=0.6Ω。（1）試求電源的電動(dòng)勢和負(fù)載的反電動(dòng)勢；（2）試說明功率的平衡,解： （1）電源 U=

26、E1-ΔU1=E1-R01I E1=U+R01I=220V+0.6×5V=223 V 負(fù)載 U=E2+ΔU2=E2+R02I E2=U-R02I=220V-0.6×5=217 V,（2）有（1）中兩式可得,E1=E2+R01I+R02I,等號兩邊同乘I，則得E1I=E2I+R01I2+R02I2,E1I=223×5W=

27、1115W是電源功率E2I=217×5W=1085W是負(fù)載取用功率R01I2=15W電源內(nèi)阻功率R02I2=15W負(fù)載內(nèi)阻功率,,,誰是電源？誰是負(fù)載？,2024/4/3,空載狀態(tài) 當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電路電流為零，這稱為空載，也稱為開路，電源端電壓稱為開路電壓，等于電源的電動(dòng)勢，負(fù)載電壓為零。,I=0U1=E；U2=0PE=P2=0,,電路空載特征：,2024/4/3,短路狀態(tài) 當(dāng)電路兩端的

28、導(dǎo)線由于某種事故而直接相連，這時(shí)電源輸出電流不經(jīng)過負(fù)載，只經(jīng)過導(dǎo)線直接流回電源，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)，簡稱短路。,I=Isc=E/R0U2=0PE=I2scR0=E2/R0P2=0,,電路短路狀態(tài)的特征：,2024/4/3,為了保證電氣設(shè)備和器件能安全、可靠和經(jīng)濟(jì)地工作，制造廠規(guī)定了每種設(shè)備和器件在工作時(shí)所允許的最大電流、最高電壓和最大功率，稱為電氣設(shè)備和器件的額定值，常用下標(biāo)符號N表示，如IN,UN,PN。又稱銘牌值。

29、 滿載：電氣設(shè)備和器件應(yīng)盡量的工作在額定狀態(tài)，這中狀態(tài)又稱為滿載。能保證電氣設(shè)備工作可靠，而且具有足夠的使用壽命。,輕載：電氣設(shè)備低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載，得不到正常的工作情況，不能充分利用設(shè)備的工作能力。,過載：電氣設(shè)備高于額定值的工作狀稱為過載，會導(dǎo)致過熱，絕緣層破壞，長時(shí)間過載會縮短設(shè)備的使用壽命損壞電氣設(shè)備。,2024/4/3,1.電路及電路模型,2.電流,3.電壓,4.電動(dòng)勢,5.電位,6.電功率,7.電路的三種工作狀態(tài)

30、8.電氣設(shè)備的三種工作狀態(tài),2024/4/3,第二節(jié) 電阻,電荷在電場力的作用下在導(dǎo)體中移動(dòng)時(shí)遇到的阻力稱為電阻，材料的電阻僅與自身因素有關(guān)，用公式表示：,上式中 ρ是與材料有關(guān)的物理量，稱為電阻率，其單位Ω·m，L為材料的長度，S為材料的橫截面積。電阻的單位為:,電阻的符號如圖1-７所示，(a)圖為線性電阻，(b)為非線性電阻。,2024/4/3,在關(guān)聯(lián)參考方向下，當(dāng)Ｒ=ｕ／ｉ是常數(shù)時(shí)，該電阻稱為線性電阻，其伏安特性曲線為

31、通過原點(diǎn)的一條直線。,電阻元件的功率為：ｐ＝ｕｉ＝Ｒｉ２＝ｕ２／Ｒ≥０,,電阻是耗能元件，即總是消耗能量的。,在國際單位制中電阻單位：歐姆（歐）,2024/4/3,線性電阻與非線性電阻,線性電阻：如果電阻值始終為一常數(shù)，其大小僅取決于材料的性質(zhì)，而與加在其兩端的電壓和與流過其電流無關(guān)，這種電阻稱之為線性電阻。,非線性電阻：如果電阻不是一個(gè)常數(shù)，其大小不僅取決于材料的性質(zhì)，而與其所處的外界因素有關(guān)，例如溫度、光照等，這種電阻稱之為非線性電

32、阻，如光敏電阻，其電阻值與光照有關(guān)。,2024/4/3,二、電阻器的分類與標(biāo)記,電阻器是汽車電氣電子設(shè)備中用得最多的基本元件之一。,1、電阻器的用途：,1、控制和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓。2、用作消耗電能的負(fù)載。,2024/4/3,2、電阻器的分類：,按阻值分－固定電阻器和可調(diào)電阻器（常稱為電位器）；按材料分--碳膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻等；按功率分--1/16Ｗ、1/8Ｗ、1/4Ｗ、1/2Ｗ、1Ｗ、2Ｗ；按精確度分--精

33、確度為±5%、±10%、±20%等普通電阻器， 精確度為±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%、±2%的精密電阻器。,2024/4/3,3、固定電阻器,電阻器型號：命名方法根據(jù)國家規(guī)定，如表1-7所示。,電阻器型號標(biāo)稱實(shí)例：,電阻型號命名方法,2024/4/3,電阻器阻值的標(biāo)注方法有兩種：直標(biāo)法、色標(biāo)法

34、。,（1）直標(biāo)法,3W3 Ⅰ 表示阻值為3.3W，允許誤差±5%；5M1 Ⅱ表示阻值為5.1MW,允許誤差±10%；1K8 Ⅲ 表示阻值為1.8KW，允許誤差±20%,將電阻器的阻值和誤差直接用數(shù)字和字母印在電阻上（無誤差標(biāo)示為允許誤差20%）。也有采用習(xí)慣標(biāo)記法的，如：,2024/4/3,,（2）色標(biāo)法,色標(biāo)法--用顏色表示元件的各種參數(shù)并且直接標(biāo)志在產(chǎn)品上的一種標(biāo)志方法。,表1-1 常用電阻

35、器色碼與數(shù)值的對應(yīng)表,,,,,,銀,10%,36000Ω，5%，1.87kΩ，1%怎么用色標(biāo)法表示,2024/4/3,10,2024/4/3,電阻器額定功率的識別：,電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中，長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。,有兩種表示方法：2Ｗ以上的電阻器--直接用數(shù)字印在電阻體上；2Ｗ以下的電阻--以自身體積大小來表示功率。,2024/4/3,在電路圖上表示電阻器功率時(shí)，采用圖1-12所示的符號。,2024/

36、4/3,2、可調(diào)電阻器,一般稱為電位器。,從形狀分--圓柱形、長方體等；從結(jié)構(gòu)上分--直滑式、旋轉(zhuǎn)式、帶開關(guān)式、帶鎖緊裝置式、多聯(lián)式、多圈式、微調(diào)式、無接觸式等；從材料上分--碳膜、合成膜、有機(jī)導(dǎo)電體、金屬玻璃釉、合金電阻絲等；,2024/4/3,歐姆定律,歐姆定律的內(nèi)容：流過電阻上的電流與加在電阻上的電壓成正比，與該電阻的阻值成反比。,當(dāng)電流、電壓參考方向選擇相同（關(guān)聯(lián)）時(shí)見圖1-８（a）所示，用公式表示為：,當(dāng)電流、電壓參考方向

37、選擇相反時(shí)（非關(guān)聯(lián)）見圖1-８(b)所示，用公式表示為：,（1-11）,（1-10）,一個(gè)式子中有兩套正負(fù)號，參考方向不同加負(fù)號，電壓和電流本身還有正值和負(fù)值之分。,例1.應(yīng)用歐姆定律對下圖中的電路列出式子，并求電阻R。,解：a). R=U/I=(6/2)Ω=3Ω,b). R=-U/I=[-6/(-2)]Ω=3Ω,c). R=-U/I=[-(-6/2)]Ω=3Ω,d). R=U/I=(-6/-2)Ω=3Ω,解：（a） Ua

38、b和I參考方向一致，故I=Uab/R=（-6/3×103）=-2mA I<0,表明I的實(shí)際方向同參考方向相反。（b） 設(shè)三個(gè)元件的聯(lián)接點(diǎn)為d,則 Uab=Uad+Udb=5I1+5I2=[5×2+5×（-1）]V=5V Ubc=Udb+Udc=-5I2-5I3=[-5×(-1)

39、-5×(-3)]V=20V Uca=U=+Uda=5I3-5I1=[5×(-3)-5×2]V=-25V,例2.計(jì)算I和U,2024/4/3,電阻元件特性： 電阻元件是表示電路中消耗電能，反映電流熱效應(yīng)這一物理現(xiàn)象的理想電路元件。是從實(shí)際電阻器中抽象出來的如燈、電爐等用做消耗電能的負(fù)載 ，用字母R表示。,電阻這個(gè)名詞即表示電路元件，又表示元件的參數(shù),電阻作用：控制和

40、調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，對各種電熱器件如電熨斗、電烙鐵、電阻爐等，常忽略其電感、電容的性質(zhì)，而認(rèn)為它們是只具有消耗電能特性的電阻元件。,2024/4/3,電阻的串聯(lián)、并聯(lián)以及等效變換,1.電阻的串聯(lián)：如果電路中有兩個(gè)或更多個(gè)電阻一個(gè)接一個(gè)地順序相連，并且這些電阻通過同一個(gè)電流，則這樣的連接法就稱為電阻的串聯(lián)。,串聯(lián)電阻的等效：兩個(gè)串聯(lián)電阻可以用一個(gè)等效電阻R來代替，等效的條件在同一電壓U的作用下電流I保持不變。等效電阻等于各個(gè)串聯(lián)電阻之

41、和，即,R=R1+R2,兩個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓分別為：U1=R1I=【R1/(R1+R2)】U U2=R2I=【R2/(R1+R2)】U,串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。,2024/4/3,1.電阻的并聯(lián)：如果電路中有兩個(gè)或更多個(gè)電阻連接在兩個(gè)公共的結(jié)點(diǎn)之間，則這樣的連接法就稱為電阻的并聯(lián),并聯(lián)電阻的等效：兩個(gè)并聯(lián)電阻也可以用一個(gè)等效電

42、阻R來代替，等效的條件是各個(gè)并聯(lián)支路電阻上受到同一電壓。等效電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和即,1/R=1/R1+1/R2,上式也可寫成 G=G1+G2,式中G稱為電導(dǎo)，是電阻的倒數(shù)。在國際單位中，電導(dǎo)的單位是西【門子】,2024/4/3,兩個(gè)并聯(lián)電阻上的電流分別為：,I1=U/R1=RI/R1=IR2/（R1+R2）,I2=U/R2=RI/R2=IR1/（R1+R2）,并聯(lián)電阻上的電流分配與電阻成反比。當(dāng)其中某個(gè)

43、電阻較其他電阻大很多時(shí)，通過它的電流就較其他電阻上的電流小很多。一般這個(gè)電阻的作用可以忽略不計(jì)。,并聯(lián)的負(fù)載愈多，則總電阻愈小，電路中總電流和總功率也就愈大。但是每個(gè)負(fù)載的電流和功率卻基本沒有變動(dòng)。,例：下圖所示的是用變阻器調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL兩端電壓的分壓電路。RL=50Ω，電源電壓U=220V，中間環(huán)節(jié)是變阻器。變阻器的規(guī)格是100Ω 3A。現(xiàn)把它平分為四段，在圖上用a，b，c，d，e等點(diǎn)標(biāo)出。試求滑動(dòng)觸點(diǎn)分別在a，b，c，d，e五點(diǎn)時(shí)

44、，負(fù)載和變阻器各段所通過的電流及負(fù)載電壓，并就流過變阻器的電流與其額定電流比較來說明使用時(shí)的安全問題。,解：（1）在a點(diǎn)：UL=0 IL=0 Iea=U/Rea=2.2A,（2）在c點(diǎn)： R'=RcaRL/(Rca+RL)+Rec=75Ω,Iec=U/R'=2.93A,IL=Ica=1.47A,UL=RLIL=73.5V,2024/4/3,當(dāng)

45、電流流經(jīng)電阻時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換，將電能轉(zhuǎn)換為光能、熱能或其它形式的能。能量之間轉(zhuǎn)換的快慢程度可用功率來描述：在外電路中，電場力移動(dòng)電荷做功w與單位時(shí)間t的比值定義為電路的功率。用公式表示：,根據(jù)歐姆定律可得，電阻上的功率：,電阻的功率,P總是大于0，故電阻總是取用功率的負(fù)載,【例 】 一電阻標(biāo)稱值為10Ω、10W，在8V的電壓下工作， 其工作電流為多少？，如工作12小時(shí)，用電量是多少？若在12V電壓下工作，情況又怎樣？,解：在8V

46、電壓下工作，消耗功率為：,可正常工作。此時(shí)電流為：,工作12小時(shí)，消耗電能為：,若工作在12V電壓下，電阻上的功率為：,超過電阻額定功率電阻將損壞。,2024/4/3,通過上例可知，在使用電阻器時(shí)要根據(jù)其標(biāo)稱值，先計(jì)算電阻能夠承受的電流或電壓，以避免損壞電阻器。對于一個(gè)任意的電路元件，用下面方法算出其功率，若功率大于零則該元件吸收功率，在電路中作為負(fù)載元件；若功率小于零，則該元件為發(fā)出功率，在電路中作為電源元件。,元件的電壓與電流為關(guān)

47、聯(lián)方向：,元件的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)方向：,即P ＞0時(shí)元件吸收功率；P ＜0時(shí)元件發(fā)出功率。,2024/4/3,三、特殊電阻器在汽車上的應(yīng)用,1、熱敏電阻器是電阻式溫度傳感器的一種。一般把金屬氧化物陶瓷半導(dǎo)體材料，經(jīng)成形、燒結(jié)等工藝制成的測溫元件叫熱敏電阻（有一部分熱敏電阻由碳化硅材料制成）。,2024/4/3,熱敏電阻的分類：,,正溫度系數(shù)熱敏電阻：電阻值隨溫度上升而增加（PTC）,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：電阻值隨溫度上升而降低（NT

48、C）,臨界溫度熱敏電阻：在臨界溫度時(shí)，其阻值發(fā)生躍變,熱敏電阻的應(yīng)用：工作溫度范圍為-20～130℃的熱敏電阻可用于水溫和氣溫的檢測，工作溫度范圍為600～1000℃的高溫檢測電阻，用于排氣溫度的檢測。,熱敏電阻式冷卻水溫傳感器外觀與特性曲線,,2024/4/3,壓敏電阻,半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣壓力傳感器：變形與壓力成正比尺寸小、精度高、成本低及響應(yīng)性、再現(xiàn)性、抗振性較好,電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器 ：應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變電阻產(chǎn)生變形，阻值隨之發(fā)生變

49、化，經(jīng)過信號處理與放大后，傳感器輸出端的信號電壓就會發(fā)生變化。,,電阻應(yīng)變式碰撞傳感器,2024/4/3,一、電容元件及其特性,電容元件是從實(shí)際電容器抽象出來的電路模型。該元件具有儲存電場能量的性質(zhì)。,實(shí)際電容器的結(jié)構(gòu)：,由兩塊金屬板中間充滿介質(zhì)，再引出兩個(gè)電極就構(gòu)成一個(gè)電容器。,第三節(jié) 電容,2024/4/3,,,充電—使電容器帶電的過程充電的過程就是儲存電能的過程放電—充電的電容器失去電荷的過程,電容器的特點(diǎn)1：,充電和放電

50、,電容器兩端加上電壓后，兩塊極板上將出現(xiàn)等量異號電荷，并在兩極板間形成電場，儲存電場能。,2024/4/3,電容器符號：,電容器的特點(diǎn)2：,隔直流通交流,2024/4/3,用符號C表示，公式,國際單位制中的單位：法拉（法，F(xiàn)）,電容量：,簡稱電容，是表征電容器儲存電荷本領(lǐng)的物理量，其大小等于電容器任一極板上所儲存的電荷量ｑ與兩極板間電壓ｕ的比值。,充放電電流：,電容元件上通過的電流與元件兩端的電壓相對時(shí)間的變化率成正比。電壓變化越快，

51、電流越大。當(dāng)電容元件兩端加恒定電壓時(shí)，因ｄｑ／ｄｔ＝０，ｉ＝０，這時(shí)電容元件相當(dāng)于開路，所以電容元件有隔直流的作用。,（μF） （pF）,2024/4/3,電容元件極板間儲存的電場能量為：,,電容元件在某時(shí)刻儲存的電場能量與元件在該時(shí)刻所承受的電壓的平方成正比，與電流無關(guān)。電容元件不消耗能量，是儲能元件。,2024/4/3,電容元件的用途：,隔直流耦合交流旁路交流濾波定時(shí)組成振蕩電路,2024/4/3,二、電容器的類型及標(biāo)記

52、,1、電容器的主要種類和特點(diǎn),分為固定電容器和可調(diào)電容器。按電容器的介質(zhì)材料分為：紙介、金屬化紙介、有機(jī)薄膜紙介、瓷介、云母、鋁電解、電解等類型。,（1）紙介電容器用紙做介質(zhì)，其溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性差，損耗大，有較大的固有電感，只適合要求不高的低頻電路。,2024/4/3,（2）金屬化紙介電容器結(jié)構(gòu)和性能與紙介電容器相近，但體積和損耗較后者小，內(nèi)部紙介質(zhì)擊穿后有自愈作用。（3）有機(jī)薄膜介質(zhì)電容器包括極性介質(zhì)和非極性介質(zhì)兩類。極

53、性介質(zhì)電容器耐熱和耐壓性能好，常用的極性介質(zhì)電容器有滌綸電容器（耐熱性能好，但損耗較大，不宜用于高頻）和聚碳酸酯電容器（性能優(yōu)于滌綸電容器）；非極性介質(zhì)電容器損耗小，絕緣電阻高，廣泛用于高頻電路和對容量要求精密、穩(wěn)定的電路中，常用的非極性電容器有聚苯乙烯電容器、聚丙烯電容器等。,2024/4/3,（4）瓷介電容器介質(zhì)材料為電容器陶瓷。其中高頻瓷介電容器損耗小、穩(wěn)定性好，可在高溫下使用。低頻瓷介電容器損耗大、穩(wěn)定性差，但容量易做得大。獨(dú)

54、石電容器是一種多層結(jié)構(gòu)的陶瓷電容器，具有體積小，容量大（低頻獨(dú)石電容器可達(dá)0.47 Ｆ)，耐高溫和性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。,（5）云母電容器以云母作為介質(zhì)的云母電容器具有很高的絕緣性能，即使在高頻時(shí)使用也只有很小的介質(zhì)損耗。自身電感很小，工作頻率高，工作電壓高等特點(diǎn)。,2024/4/3,（6）電解電容器電解電容器的介質(zhì)為很薄的氧化膜，故容量可做得很大。電解電容器一般有正、負(fù)極性，使用中要注意把正極接到電路中高電位的一端。電解電容器的主

55、要品種有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。前者價(jià)格便宜，最大容量可達(dá)幾法，但性能較差，壽命短；后者性能優(yōu)于鋁電解電容器，但價(jià)格較貴。,2024/4/3,2、電容器的額定直流工作電壓,指在線路上能夠長期可靠地工作而不被擊穿時(shí)所能承受的最大直流電壓（又稱耐壓）。額定直流工作電壓的大小與介質(zhì)的種類和厚度有關(guān)。如果電容器用在交流電路里，則應(yīng)注意所加的交流電壓的最大值（峰值）不能超過額定直流工作電壓。,2024/4/3,三、電容器在汽車

56、電路中的應(yīng)用,電容器所承受的電壓不能超過其額定電壓。在汽車上，雖然蓄電池的電壓是12Ｖ，但有些電路上有超過300Ｖ的高電壓，因此選用電容器時(shí)要認(rèn)真研究電路的工作狀態(tài)，選用額定電壓有足夠余量的電容；當(dāng)環(huán)境溫度很高時(shí)，電容器會加速老化，所以在可靠性有要求的部件上，一般要選用云母、聚酯電容器。,2024/4/3,電容器作為單體元件應(yīng)用的典型例子就是傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中分電器上的電容器。在點(diǎn)火過程中，與分電器觸點(diǎn)并聯(lián)的電容器具有重要作用。,電容器在汽

57、車上的應(yīng)用,電容器裝在分電器的殼體上，它由兩條鋁箔或錫箔組成，在兩條箔帶之間夾以絕緣蠟紙，然后卷成筒狀在真空中抽去層間的空氣，再經(jīng)浸蠟處理裝在金屬外殼3中。其中一條箔帶的底部與外殼緊密接觸；另一條箔帶則通過與外殼絕緣的導(dǎo)電片由導(dǎo)線引出。電容器工作時(shí)要承受200~300Ｖ的電動(dòng)勢，因此要求其耐壓為50０Ｖ。,2024/4/3,1.5 電感,一、電感元件及其特性,電感元件：是從實(shí)際電感線圈抽象出來的電路模型。,電感元件的特點(diǎn)1：,通以電流

58、時(shí)，將產(chǎn)生磁通，在其內(nèi)部及周圍建立磁場，儲存磁場能量。,,2024/4/3,自感系數(shù)（電感）：物理意義--當(dāng)同一電流通入結(jié)構(gòu)不同的線圈時(shí)，所產(chǎn)生的自感磁通量是不同的。為了衡量不同線圈產(chǎn)生自感磁通的能力，引入自感系數(shù)（簡稱電感）這一物理量，用Ｌ表示；它在數(shù)值上--等于一個(gè)線圈中通過單位電流所產(chǎn)生的自感磁鏈。,在國際單位制中電感的單位：亨利，簡稱亨，用H表示,,公式：,Ｌ=Y/ｉ,2024/4/3,根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)電感線圈中的電流ｉ

59、變化時(shí)，磁場也隨之變化，并在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢ｅ。當(dāng)電壓、電流和電動(dòng)勢的參考方向如圖所示時(shí)，則有：,電感元件兩端的電壓與電流相對時(shí)間的變化率成正比。電流變化越快，電感元件產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢越大。與其平衡的電壓也越大。當(dāng)電感元件中流過穩(wěn)定的直流電流時(shí)，因ｄｉ／ｄｔ＝０，ｅＬ＝０，故ｕ＝０，這時(shí)電感元件相當(dāng)于短路，所以電容元件有通直流的作用。,2024/4/3,電感元件中儲存的磁場能量為：,電感元件在某時(shí)刻儲存的磁場能量只與該時(shí)刻流過

60、的電流的平方成正比，與電壓無關(guān)。電感元件不消耗能量，是儲能元件。,2024/4/3,電感線圈特點(diǎn)2：,兩條相距較近且相互平行的直導(dǎo)線間的作用規(guī)律： 當(dāng)同以相同方向的電流時(shí)——它們相互吸引； 當(dāng)通以相反方向的電流時(shí)----------它們相互排斥。原因：每個(gè)電流都處于另一個(gè)電流的磁場中，因而每個(gè)電流都受到電磁力的作用。,2024/4/3,電感線圈特點(diǎn)3：,若將導(dǎo)線繞成線圈，每匝產(chǎn)生的弱磁場便合成為較強(qiáng)的磁場。合成的強(qiáng)磁場，有真實(shí)的N

61、極和Ｓ極。,磁極方向判斷：用右手握住通電線圈，彎曲的四指指向電流方向，則伸直的拇指指向就是線圈內(nèi)部的磁場方向，即通電線圈的磁場北極（N極）方向。,2024/4/3,電感線圈特點(diǎn)4：,導(dǎo)線盤成環(huán)形，在導(dǎo)線交匯處的磁感應(yīng)線密度成倍的增加。,2024/4/3,電磁感應(yīng),右手定則 用右手握線圈，手指沿著電流流動(dòng)的方向，大拇指便指向N極。,2024/4/3,電感線圈特點(diǎn)5：,增加線圈的匝數(shù)，磁感應(yīng)線密度隨之增加。要使線圈的磁場更強(qiáng)，可在線圈中插

62、入用軟鐵制成的鐵芯。軟鐵是一種具有高磁導(dǎo)率的材料，它為穿過線圈中的磁場提供優(yōu)良的導(dǎo)磁體。,,,,,,,2024/4/3,電感線圈特點(diǎn)6：,通直流阻交流。即直流電很容易通過線圈，但交流電難以通過，而且交流電的頻率越高，就越難以通過，交流電加在線圈上，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要一定的時(shí)間。,2024/4/3,電感線圈在汽車中的應(yīng)用：,在車內(nèi)、尾燈、牌照燈及停車燈的燈絲是否斷開是無法確認(rèn)的，而電流傳感器就可用于檢測這類燈具的燈絲是否斷開。笛簧開關(guān)

63、式電流傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-24所示，在電流線圈的周圍有電壓線圈，在線圈的中央設(shè)置笛簧開關(guān)。電壓線圈的功能是防止電壓變化時(shí)引起傳感器的誤動(dòng)作。,2024/4/3,電流傳感器的電路如圖1-24（Ｃ）所示，當(dāng)圖中所示開關(guān)閉合時(shí)，因?yàn)殡娏骶€圈中有規(guī)定的電流通過，所以在電流線圈所形成的電磁力的作用下，笛簧開關(guān)閉合，當(dāng)有一個(gè)燈絲斷開時(shí)，電流線圈中的電流減小，電磁力減弱，笛簧開關(guān)打開，報(bào)警處于異常狀態(tài)。這樣，利用笛簧開關(guān)的通、斷，就可以發(fā)出燈絲

64、是否異常的信號。,2024/4/3,小結(jié)：１、實(shí)際電容器是什么樣的2、電容量公式3、電容器特點(diǎn)4、電容是什么元件5、電容器儲存的電場能6、電容器的作用7、電容器的性能指標(biāo)8、電容器的種類,1、電感元件特點(diǎn)2、自感系數(shù)（電感）3、電感元件性質(zhì)4、磁場能量5、磁場方向判斷,2024/4/3,第五節(jié) 導(dǎo)線,常用導(dǎo)線的分類,一 導(dǎo)線的選擇,,按材料不同：銅線、鋁線,按電壓不同：高壓導(dǎo)線、低壓導(dǎo)線,按有無絕緣：裸線、絕

65、緣線,按絕緣材料不同：塑料絕緣線、橡膠絕緣線,2024/4/3,按材料選擇：銅線和鋁線銅線特點(diǎn)--電阻率小，機(jī)械強(qiáng)度大。應(yīng)用---汽車電路和移動(dòng)電器接線一般用銅線。鋁線特點(diǎn)--質(zhì)量小，價(jià)格便宜，但機(jī)械強(qiáng)度小，較脆。應(yīng)用--固定電氣接線盡量采用鋁線。,導(dǎo)線的選擇,表1-1 常用導(dǎo)線的型號及主要用途,2024/4/3,我國的導(dǎo)線規(guī)格是以其截面積作為標(biāo)稱值。導(dǎo)線標(biāo)稱截面是經(jīng)過換算的線芯截面積，而不是實(shí)際幾何面積。一般根據(jù)電路的額

66、定電壓、工作電流和絕緣要求等選取導(dǎo)線截面、絕緣層的類型。,按截面積來選擇,2024/4/3,對于短距離配電線路（200ｍ以內(nèi)），常用發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面。一般家庭、修理廠和汽車上的導(dǎo)線均按此方法選線。具體方法如下：由公式I=Ｐ/Ｕ計(jì)算出該負(fù)載的工作電流，然后根據(jù)導(dǎo)線的允許電流等于或略大于計(jì)算電流，直接從表1-2中選擇導(dǎo)線。,表1-2 部分500V橡皮與塑料絕緣電力電纜載流量表,,,單位：A,例1 某修理廠的照明負(fù)載為額定電壓220

67、Ｖ，額定功率5ＫＷ，電源總線采用雙芯塑料絕緣導(dǎo)線、穿塑料管，采用鋁芯和銅芯時(shí)，分別應(yīng)選擇多大的導(dǎo)線截面積？解：電源總線上實(shí)際流過的最大電流為Ｉ=Ｐ/Ｕ=５０００/２２０=２２．７３Ａ直接查表1-2鋁芯塑料絕緣導(dǎo)線、穿塑料管、2根（塑料）一欄，其中24A＞22.73A符合要求，對應(yīng)導(dǎo)線的截面為4ｍｍ２。直接查表1-2銅芯塑料絕緣導(dǎo)線、穿塑料管、2根（塑料）一欄，其中24A＞22.73A符合要求，對應(yīng)導(dǎo)線的截面為２．５ｍｍ２。,20

68、24/4/3,二 汽車常用導(dǎo)線,低壓導(dǎo)線,,導(dǎo)線截面積：主要根據(jù)工作電流選擇,導(dǎo)線顏色：顏色要容易區(qū)別，多用字母表示,線束：大多用絕緣材料纏繞包扎成束,高壓導(dǎo)線：在汽車點(diǎn)火線圈至火花塞之間的電路使用高壓點(diǎn)火線，簡稱高壓線。高壓線工作電壓一般為15kV以上，電流小，高壓導(dǎo)線絕緣包層厚、耐壓性能好、線心截面小。,2024/4/3,帶阻尼的高壓點(diǎn)火線它分為普通銅芯高壓線及高壓阻尼點(diǎn)火線。帶阻尼的高壓線可抑制和衰減點(diǎn)火系產(chǎn)生的高頻電磁波，降低

69、對無線電設(shè)備及電控裝置的干擾。 國產(chǎn)汽車用的高壓導(dǎo)線有銅芯線和阻尼線兩種。高壓阻尼線的線芯采用聚氯乙烯樹脂、葵二酸二辛脂等有機(jī)材料配制而成，又稱半導(dǎo)體塑芯高壓線。線芯具有一定阻值，具有低電磁輻射的特點(diǎn)，可減小點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁波公害。,2024/4/3,2024/4/3,導(dǎo)線顏色,2024/4/3,基爾霍夫定律分為電流定律和電壓定律，是分析電路的重要基礎(chǔ)。,一 基爾霍夫定律,第六節(jié) 電路分析與計(jì)算,基爾霍夫電流定律應(yīng)用于結(jié)點(diǎn)