项目一汽车电路认知

项目一汽车电路认知项目要求项目实施一、理论知识项目实施二、技能训练项目要求知识目标:(1)了解电路组成;理解电路的有关物理量意义;掌握电路模型画法。(2)掌握电路的工作状态及特征参数。能力目标:(1)初步培养画图、识图能力;(2)会使用电路测量仪表;会检测简单电路故障。返回项目实施一、理论知识(一)电路组成及电路模型1.电路组成电路就是电流所流过的路径，是由各种元器件连接而成的。图1.1所示是一个最简单的电路模型。电路通常由电源、负载、中间环节(开关、导线等)组成。2.电路图电路是由实际的电路元器件连接组成的。在画这些实际电路图[图1.1(a)]时，没有必要去根据实物画较为复杂的电路图，通常是用简化电器元件的图形符号来表示实物的。由电器元件的图形符号构成的图叫做电路图，如图1.1(b)所示。下一页返回项目实施一、理论知识3.汽车电路的单线制电源和用电设备之间用两根导线构成回路，这种连接方式称为双线制。在汽车上，电源和用电设备之间通常只用一根导线连接，另一根导线则由车体的金属机架作为另一公共“导线”而构成回路。这种连接方式称为单线制。由于单线制导线用量少，且线路清晰，安装方便，因此广为现代汽车采用，如图1.2所示。上一页下一页返回项目实施一、理论知识(二)电路的基本物理量1.电流电流是由电荷的定向移动而形成的。金属导体中的电流，是自由电子在电场力作用下运动而形成的。电流不仅有大小，而且有方向。电流的大小用电流强度来表示，如果电流的大小和方向均不随时间变化，这种电流称为恒定电流，简称直流。对于直流，单位时间内通过导体横截面的电量叫做电流强度，简称电流，用I表示，即:I=Q/t电流强度的单位为安培，简称安(A)。若一秒钟内通过导体横截面的电量是1库仑（C），则此时导体中的电流是1安培（A）。计算微小电流时，电流的单位用毫安（mA）或微安（μA）表示。则有1mA=10-3A，1μA=10-6A上一页下一页返回项目实施一、理论知识2.电位和电压在电路中，电流的流动说明电场力对电荷做了功。正电荷在电路的某一点上具有一定的电位能。要确定电位能的大小，必须在电路上选择一参考点作为基准点。正电荷在某点所具有的电位能就等于电场力把正电荷从某点移到参考点所做的功。在图1.3所示的电路中，以B点为参考点，则正电荷在A点所具有的电位能与正电荷所带电量Q的比值，称为电路中A点的电位，用UA表示，即电位的单位是焦耳/库仑（J/C），称为伏特，简称伏。AW上一页下一页返回项目实施一、理论知识电路中某点电位的高低是相对于参考点而言的，参考点不同，则各点电位的大小也不同。但参考点一经选定，则电路中各点的电位就是一定值。参考点的电位通常设为零，在实际电路中常以机壳或大地为参考点，即把机壳或大地的电位规定为零电位。电位高于零电位为正值，电位低于零电位为负值。在电路中，由于电源的作用，电场力把正电荷从A点移到B点所做的功与正电荷的电量口的比值称为A,B两点间的电压，即:电场力所作的功WAB等于正电荷在A点的电位能WA与在B点的电位能WB的差，即上一页下一页返回项目实施一、理论知识由电压的定义可知，A,B两点之间的电压，就是该两点之间的电位差，所以电压也称电位差。电压是衡量电场力做功能力的物理量。电压的单位亦是伏特，简称伏(V)。较大的电压用千伏（kV）表示，较小的电压用毫伏（mV）表示。1kV=103V，1mV=10-3V。电压的实际方向规定为从高电位点指向低电位点，即由“+”极性指向“-”极性。因此在电压的方位上电位是逐渐降低的。3.电动势在闭合电路中，要维持连续不断的电流，必须要有电源。电源内有一种外力称为电源力，它能把正电荷从电源内部“-”极移到“+”极，从而使正电荷沿电路不断地循环。上一页下一页返回项目实施一、理论知识在干电池和汽车用蓄电池中，电源力是靠电极与电解液间的化学反应而产生的，在发电机中，电源力由导体在磁场中做机械运动而产生。其实这些都是能量转换的结果，电源把其他形式的能量转变为电能。为厂衡量电源把非电能转变为电能的能力，在电源内部，电源力(外力)把正电荷从负极移到正极所做的功与正电荷电量的比值，称为该电源的电动势，用E表示，即:电动势是衡量外力做功能力的物理量。外力克服电场力所做的功，使正电荷的电位能升高，正电荷获得能量，把非电能转换为电能。电动势的单位是伏特(V)。电动势的大小只取决于电源本身的性质，而与外电路无关。电动势与电压的方向如图1.4所示。上一页下一页返回项目实施一、理论知识4.电能与电功率电流能使电灯发光、发动机转动、电炉发热，这些都说明电流通过电气设备时做了功，消耗了电能，我们把电气设备在工作时间消耗的电能(也称为电功)用W表示。电能的大小与通过电气设备的电流和加在电气设备两端的电压以及通过的时间成正比，即:W=IUt电能的单位是焦耳，简称焦（J）。电气设备在单位时间内消耗的电能称为电功率，简称功率，用户表示，即:上一页下一页返回项目实施一、理论知识在电工应用中，功率的常用单位是千瓦(kW),电能的常用单位是千瓦时(kW·h),1千瓦时即为1度电，千瓦时与焦耳之间的换算关系是:1度=1KW·h=3.6x106J通常把电气设备在给定的工作条件下正常运行而规定的最大容许值称为额定值。实际工作时，如果超过额定值工作，会使电气设备使用寿命缩短或损坏;如果小于额定值，会使电气设备的利用率降低，甚至不能正常工作。额定电压、额定电流、额定功率分别用UN,IN,PN来表示。(三)电路的工作状态电路有3种工作状态:通路、断路和短路1、通路通路就是电源和负载构成回路，如图1.5所示。图中E是电源电动势，是电源内阻，R是负载，S是开关(正处于接通状态)，此时电路中有电流通过。电源的输出电压称为端电压。不计导线的电阻，则电源的端电压是负载的电压。0R上一页下一页返回项目实施一、理论知识2.短路短路就是电源未经负载而直接由导线接通构成闭合回路，如图1.6所示。导线将c、d间短路，此时电流不经过负载而由短路点构成回路，负载R上没有电压，负载电流为0，即:当电源两端被短路时，由于负载电阻为零，电源的内阻一般又较小，因此电源将提供很大的电流，其值为:式中，Is——短路电流RI上一页下一页返回项目实施一、理论知识因此电路中的短路电流比正常工作时的电流大几十甚至几百倍，经过一定时间，短路电流通过电路将产生大量的热量，使导线温度迅速升高，因而可能烧坏导线，损坏电源及其他设备，影响电路的正常工作，严重时会引起火灾，所以要尽量避免。保护措施。在电路中通常接入一种作为短路保护用的熔断器，其中装有熔丝，与负载串联(见图1.7中的FU)，汽车电路中装有这类快速熔断器。一旦电路发生短路时，短路电流会使熔丝发热而迅速熔断，切断电路，保护了电源及导线免于烧毁。在汽车电路中，短路熔断器一般应接于蓄电池正极处(负极搭铁)。在一些实际工作中，出于工作需要，会用导线把电路中某些元件短路，例如图1.7中开关S2把和电动机相串联的电流表(A)短路，以免电动机启动时大电流通过电流表。待启动完毕，再把开关打开，电流表才显示电动机工作电流。为了区别于事故短路，常把这种需要的短路现象称为短接。上一页下一页返回项目实施一、理论知识3.断路断路就是电源和负载未构成闭合回路，如图1.7所示。此时电路中无电流通过，负载上也没有电压，电源的端电压(称为开路电压)等于电源电动势，即:上一页返回项目实施二、技能训练(一)万用表的使用模拟万用表的使用模拟万用表的面板如图1.12所示。1.使用注意事项(1)使用前，检查指针是否在刻度盘左端的零位上，若不是则应调整机械调零螺钉使指针指在零位。(2)测量直流电压时:将万用表红表笔插入“+”插口，黑表笔插入“*”插口，转换两旋钮至合适的直流电压挡，然后将两表笔并联接到被测电路两端，根据刻度盘上的“~”刻度就可读出电压值。下一页返回项目实施二、技能训练(3)测量交流电压时:因为交流电压无正负之分，所以红黑两表笔插“+”插口还是“*”插口不作规定。测量方法及注意事项与测直流电压的类似。有一点需要注意的是当选交流10V挡时，读数应看“10V”专用刻度。(4)测量直流电流时:将两旋钮调到合适的直流电流挡，然后将万用表两表笔按“+”“-”极性串联接到被测电路上，根据刻度的“-”刻度就可读出电流值。注意事项同测直流电压的相同。(5)测量电阻时:将两旋钮调到合适的电阻挡后，要先进行欧姆调零才可以测电阻值。欧姆调零的方法是:将两表笔短接，看一看指针是否指在刻度盘右端的电阻刻度零位，否则调节欧姆调零电位器使指针指在电阻刻度零位。上一页下一页返回项目实施二、技能训练(6)万用表使用后，应将两旋钮置于“·”位置上，以防操作失误损坏仪表。2.直流电压测量电池开路电压的测量:(1)测量原理如图1.13所示。(2)将万用表的量程转换开关置于“V”(直流电压测量)挡。注意选用合适的量程挡。(3)测量直流电压时，将红表笔接电池的正极(高电位a端);黑表笔接电池的负极(低电位b端)。如果两表笔接错，指针将反偏。(4)记录所测电池开路电压的数值，E___V。上一页下一页返回项目实施二、技能训练直流稳压电源测量:(1)测量原理如图1.14所示。(2)首先把稳压电源的输出旋钮调至最小，接通稳压电源开关，调节万用表合适的直流电压量程挡，将红表笔接a端，黑表笔接b端，慢慢地调节电源的输出旋钮，使万用表指示为3V，此时电源输出电压为3V。把所测数值填入表1.1。(3)将输出电压分别调节到使万用表指示为5V,10V,15V,20V。重复上述步骤(2)的实验操作，并做记录。上一页下一页返回项目实施二、技能训练3.直流电流的测量测量直流电流的电路如图1.15所示。(1)将万用表量程转换开关置于“A(直流电流测量)挡，注意选用合适的量程挡。在不知被测电流大小时，应先选择最大电流量程挡。(2)将直流输出电压调到4V，选择适当电阻值。(3)将万用表通过表笔串入被测电路中。注意红表笔接a端，黑表笔接b端。(4)记录被测电路中的电流数值，I=____A上一页下一页返回项目实施二、技能训练4.电阻的测量(1)测量原理如图1.16所示。(2)将万用表量程转换开关置于“Ω”挡，并选用合适的电阻量程挡。(3)先将两表笔短接，调节表头下的“Ω”旋钮，将指针调整到电阻值刻度的零点(以后测量电阻时，每转换一次电阻测量挡，都要先调零)。(4)选择被测电阻R，分别测量5种不同阻值的电阻，并记录在表1.2中。上一页下一页返回项目实施二、技能训练5.交流电压的测量(1)测量电路如图1.17所示。(2)将万用表量程转换开关置于“V”500V挡。(3)分别测量三相交流电压的线电压UUV、UVE、UWU的值，并记录在表1.3中。(4)分别测量三相交流电压的相电压UUV、UVE、UWU的值，并记录在表1.3中。上一页下一页返回项目实施二、技能训练数字万用表的使用1.面板结构(DT-9202型)DT-9202系列数字万用表具有精度高、性能稳定、可靠性高且功能全的特点，其面板结构如图1.18所示。2.使用方法数字万用表检验:首先应先检查数字万用表外壳及表笔是否无损伤，然后再做如下检查。(1)将电源开关打开，显示器应有数字显示。若显示器出现低电压符号应及时更换电池。上一页下一页返回项目实施二、技能训练(2)表笔孔旁的“MAX”符号，表示测量时被测电路的电流、电压不得超过量程规定值，否则损坏内部测量电路。(3)测量时，应选择合适量程，若不知被测值大小，可将转换开关置于最大量程挡，在测量中按需要逐步下降。(4)如果显示器显示“1”，其一表示量程偏小，称为“溢出”，需选择较大的量程;其二表示无穷大。(5)当转换开关置于挡时，不得引入电压。上一页下一页返回项目实施二、技能训练3.直流电压的测量直流电压的测量范围为0~1000V，共分5挡，要求被测量值不得高于1000V。