项目二汽车电路的组成和特点

教师姓名授课形式讲授授课时数授课日期年月日授课班级授课项目及任务名称项目二汽车电路的组成和特点教学目标知识目标1.了解电路的组成；电气测量的单位；电压、电流和电阻之间的关系。2.掌握断路、局部短路和完全短路的判断方法。3.了解基尔霍夫电压定律与电流定律；串联电路和并联电路的特点。4.掌握电容器的基本概念及物理意义；结构及原理。技能目标1.掌握使用万用表测量电压、电流和电阻的方法。2.掌握测量蓄电池电压降的方法；了解燃油传感器的电路连接。3.掌握万用表测量电压、电流、电阻的操作方法。4.掌握汽车典型串联电路（汽车空调鼓风机电路连接）、并联电路（捷达小灯电路）的连接。教学重点1.掌握断路、局部短路和完全短路的判断方法。2.识别串联电路与并联电路。教学难点掌握汽车典型串联电路（汽车空调鼓风机电路连接）、并联电路（捷达小灯电路）的连接。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授汽车电路的组成和特点的内容。通过教师的示范和视频的示范讲授汽车电路的组成和特点，让学生更直接地学习汽车电路的组成和特点。学时安排1.了解电路的组成电气单位；电压、电流和电阻之间的关系约40分钟。2.掌握断路、局部短路和完全短路的判断方法约80分钟。3.基尔霍夫电压定律与电流定律；串联电路和并联电路特点约40分钟。4.掌握电容器的基本概念及物理意义；结构及原理约35分钟。5.使用万用表测量电压、电流和电阻的方法约240分钟。6.测量蓄电池电压降的方法约80分钟。7.了解燃油传感器的电路连接约120分钟。8.掌握万用表测量电压、电流、电阻的操作方法约240分钟。9.掌握汽车典型串联电路（汽车空调鼓风机电路连接）、并联电路（捷达小灯电路）的连接约36个课时。教学条件多媒体课件、汽车空调鼓风机电路连接台架、捷达线路台架。课外作业断路、局部短路和完全短路的判断方法。检查方法1.随堂提问，计平时成绩。2.拆装完成质量评分，计平时成绩。教学后记授课主要内容【项目引入】电路就是电流所流过的路径，或称电子回路，是由电器设备和元器件按一定方式连接起来的，为电荷流通提供路径的总体，简称回路。电路通常由电源、电阻、电容、电感、二极管、三极管、晶体管、IC和开关等组成。电源是将其他形式的能量(机械能、化学能等)转换成为电能的设备，用来向负载提供电能。汽车上的直流电源是蓄电池和发电机；负载是将电能转换成其他形式能量的设备；开关用来控制电路的接通或断开。导线用来连接电源、负载和开关。任务一电路的组成及工作状态【任务引入】日常生活中常见的两种照明灯。打开手电筒的开关，电筒就会发光,接通汽车大灯开关，大灯就会点亮，两者间有共同之处吗？试分析其电路组成及工作状态，并掌握影响电路的相关物理量。【知识目标】1.了解电路的组成，知道电气测量的单位。2.了解电压、电流和电阻之间的关系。3.掌握断路、局部短路和完全短路的判断方法。【技能目标】1.能够识别一个完整电路中的各个组成部件。2.掌握使用万用表测量电压、电流和电阻的方法。【知识链接】一、电路及电路1.电路电路是电流所流经的路径。一个完整的电路由电源、负载和中间环节（包括控制装置、保护装置及连接导线）三部分组成。（1）电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。如发电机、蓄电池。（2）负载是将电能转换成其他形式能量的装置。负载按性质可分为电阻元件、电感元件和电容元件三种。如汽车灯泡、起动机电机等。（3）中间环节包括连接导线、开关及保险等。2.电路图为手电筒实际电路示意图表示的实际电路，直观形象，但画法复杂，不便于分析和研究。电路图能帮助人们了解整个电路的工作原理和电气元件安装顺序。常用的部分电工图形。二、电路的基本物理量1.电流电路中，开关闭合时灯泡发光，说明灯泡中有电流通过。电流虽然看不见，但是可以通过各种现象被人们察觉，如灯泡发光。在国际单位制中，电流这个物理量的单位是安培（库仑/秒），简称“安”，用大写字母“A”表示。另外还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA），它们的换算关系如下：1kA=103A；1A=103mA；1mA=103μA2.电压电路中，开关闭合时灯泡发光，此时用电压表测量，电压表会有示数显示。说明电池两端有电压，也就是我们平时说的“有电”。电压这个物理量便是用来表示电场力移动电荷所做的功。电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功就称为a、b两点之间的电压。用符号Uab表示。3.电位电压又叫电位差，它表示电场中两点的电位差别。由计算结果可知，电压和电位的根本区别在于某两点间的电压值是绝对的，与参考点无关；某点电位的高低是相对的，随参考点而改变。电压和电流一样，不仅有大小而且有方向。电压的方向总是从高电位到低电位，即电位降的方向。对于负载来说，电压的方向由正极指向负极。电压的方向在电路图中有两种表示方法，分别用箭头和电极符号表示。4.电动势电路图中，由于电源两端有恒定电压，灯泡才会持续发光。电池中电解液与极板发生化学作用产生电源力克服电场力，将正电荷源源不断地移到正极，以维持稳定的电压。发电机的电源力是电磁作用产生的。电动势是用来衡量电源转换其他形式能量能力的一个物理量。电源的电动势在数值上等于电源把单位正电荷从负极b（低电位）经由电源内部移到电源正极a（高电位）所做的功。用大写字母“E”表示。电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特（V）。电动势的方向规定为：在电源内部由负极指向正极。图2-1-9分别表示直流电动势的两种图形符号。5.电阻电路图中，当电路连接不同的灯泡时，其亮度不同，即电路中电流的大小不同。可见，不同的导体对电荷有不同的阻碍。电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。导体的电阻是自身存在的。阻值大小与其几何尺寸及材料有关。实践证明，导体的电阻还与温度有关，一般金属的电阻随温度的升高而增大。实践证明，纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。目前电气设备中常用导电性良好的铜、铝作导线。电阻用大写字母“R”表示，单位是欧姆（Ω），另外还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等。常用单位的换算关系如下：1MΩ=103kΩ=106Ω三、电路相关定率1.部分电路欧姆定律只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。当在电阻R两端加上电压U时，电阻中就会有电流流过。通过实验可知：如果加在电阻R两端的电压U发生变化时，流过电阻的电流也随之变化，而且这种变化是成比例的，即电压和电流的比值是一个常数，这个常数就是电路中电阻的电阻值。2.全电路欧姆定律含有电源的闭合电路称为全电路，包括用电器和导线等。电源内部的电路称为内电路，如发电机的线圈，电池内的溶液等。电源内部的电阻称为内电阻R0，简称内阻。电源外部的电路称为外电路，外电路中的电阻称为外电阻R。欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液，对气态导体和其他一些导电元件（电子管、热敏电阻）不适用。汽车用蓄电池由于电解液内阻的存在，并因电解液溶液纯净度的影响而不同，将导致蓄电池供电容量的变化。空载的情况下，测量得到蓄电池电动势为12.06V。当打开汽车小灯时，由于电池存在内阻，测量得到的电压有所下降，为11.99V。两次测量相差的0.07V即为电池内阻的电压U内。3.电路的工作状态1通路通路是指电路中开关闭合，有电流流通的线路。2.断路断路又称为开路。当开关断开或连接线任何一处断开时，电源与负载未构成闭合电路，电路中没有电流通过，此时外电路呈现的电阻为无穷大。3.短路短路指电流未经用电器而直接流入电源两极。短路分为局部短路和完全短路。局部短路是指电流未流经电路中的一部分元件而直接通过导线流过，即某一用电器被短路，并不是所有用电器都没有电流通过。4.电功电流在一段时间内通过某一电路，电场力所做的功，称为电功，用大写字母“W”表示。电流通过电炉时发热，电能转化为内能。电流通过电灯时，灯丝灼热发光，电能转化为热能和光能。电流给蓄电池充电的过程是将电能转化为化学能。电功的实质是电能转化为其他形式能量的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，但能量的总量不变。电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。电压U的单位用伏特（V），电流I的单位用安培（A），时间t的单位用秒（S），电功W的单位用焦耳（J），计算电功的公式是：W=Uq=UIt（q为电荷）5.电功率电流在单位时间内所做的功叫作电功率，电功率用大写字母“P”表示。在相同时间内，电流通过不同用电器所做的功，一般并不相同。电功率等于电压与电流的乘积，公式表示为：P=W/t=UI电功率P的单位是瓦特（W）。电功率的单位还有千瓦（符号是kW）、毫瓦（符号是mW）。它们的换算关系如下：1kW=103W；1W=103mW各物理量单位匹配：任务二汽车电路中的串联与并联电路【任务引入】目前很多重型车都是采用24V的电源，这样可以保证汽车电气设备的功率输出达到要求。但为什么我们在车上看到的是如图2-2-1所示的两块12V蓄电池串联连接的电源呢？【知识目标】1.识别串联电路与并联电路。2.了解基尔霍夫电压定律与电流定律。3.了解串联电路和并联电路的特点。【技能目标】1.会计算串联和并联电路的电压降。2.掌握测量蓄电池电压降的方法。【知识链接】一、串联电路1.串联.路定义串联电路是具有两个以上负载的完整电路。在电路中，将两个或两个以上负载（如电阻、电容及电感等用电器）逐个顺次首尾相连接，只有一条通道供电流流经所有负载。电流要在串联电路中流通，则电路必须是连续的或者是具有连续性。2.基尔霍夫电压定律串联电路中，电流经过每个电阻后都会有电压降，就像运动员在每次奋力拼搏后体力都会有所下降一样。电阻越大，电压降也就越大。基尔霍夫电压定律关于电压降的阐述为：任意闭合电路两端的电压等于所有电阻上电压降之和。3.串联电路的特点①串联电路中流过每个电阻的电流都相等：I=I1=I2=I3……=In。②等效电阻：几个电阻串联的电路，可以用一个等效电阻R替代：R=R1+R2+R3+……+Rn。③电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和：U=U1+U2+U3+……+Un（分压原理）。④串联电路总功率等于各用电器功率之和：P总=P1+P2+P3+……+Pn。3.电压降的应用汽车电气系统中使用内置电阻以产生电压降，其应用如下：（1）仪表灯（2）风扇电机（加热器或空调风扇用）（3）电压降用作测试手段二、并联电路1.并联.路的定义把电路中的元件并列地接到电路中的两点间，电路中的电流分为几个分支，分别流经几个元件的连接方式叫并联，为n个电阻的并联电路。2.并联电路的特点①并联电路中各电阻两端的电压相等。且等于电路两端的电压，即U=U1=U2=U3=……=Un。②并联电路中的总电流等于各电阻中电流之和，即I=I1+I2+I3+……+In（分流电路）。③几个电阻并联后的电路，可以用一个等效电阻R替代，即1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn，G=G1+G2+G3+……+Gn。④并联电路总功率等于各功率之和，即P总=P1+P2+P3+……+Pn；负载增加，则并联的电阻越来越多，总电阻R越小，电源供给的电流和功率也随之增加。3.基尔霍夫电流基尔霍夫电流定律（节点电流定律）的第一种表述为：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即：ΣI流入=ΣI流出节点A上：I1+I3=I2+I4+I5基尔霍夫电流定律的第二种表述为：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即：ΣI=0一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“－”号。节点A上：I1－I2+I3－I4－I5=0。任务三认识电容器【任务引入】电容器在我们日常生活中随处可见，如电脑、电视机、收音机等电器中。电容器在汽车上的应用也十分广泛，丰田5A发动机控制电脑，你能指出哪些是电容元件吗？其上的电容是什么类型的，各有什么作用呢？【知识目标】1.掌握电容器的基本概念及物理意义。2.掌握电容器的结构及原理。【技能目标】掌握汽车上不同位置电容器的用途。【知识链接】一、电容器的构造电容元件又称电容器（简称电容），它的品种和规格很多,