汽车电工电子技术基础第一章

汽车电工电子技术基础项目一认识直流电路知识目标1.电路的组成及各个部分的作用2.认识基础电路元件3.能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算能力目标1.能用万用表测量电路中电阻、电压及电流值2.解决直流电路中的连结问题电路组成及其基本物理量导线、电阻、电容、电感电路分析与计算电路组成及其基本物理量引题电路组成及其基本物理量引题电路组成及其基本物理量新课电源电阻开关导线电源负载中间环节电路组成电路组成及其基本物理量新课电源：将非电能转化成电能的装置负载：将电能转化成非电能的设备中间环节：把电源与负载连接起来电路组成电路组成及其基本物理量新课电路是电流的通路它是为了实现某种功能，由各种电气设备和器件，按一定方式互相连接的电流通路。电源电阻开关导线功能：电能的转换、传输和分配信号的传递和处理电路主要物理量电流电压电位和电动势电路组成及其基本物理量新课CommunalVoice电流定义所谓电流就是单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。i=dq/dtI=Q/t直流在国际单位制（SI）中，规定电流的单位是安培（A）。新课电路组成及其基本物理量单位电流还有哪些单位？与国际单位之间如何进行换算？1.实际方向习惯上规定正电荷移动的方向或者负电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）。电路组成及其基本物理量电流新课方向1.实际方向习惯上规定正电荷移动的方向或者负电荷移动的反方向为电流的方向（实际方向）。2.参考方向电流参考方向是假定的电流流向。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。电路组成及其基本物理量电流新课方向2.参考方向电流参考方向是假定的电流流向。当电流参考方向与实际方向一致时，电流为正值。当电流参考方向与实际方向相反时，电流为负值。电路组成及其基本物理量电流新课方向方向一致，I0方向不一致，I0电路图上标出的电流方向一般都是指参考方向定义直流电路电路组成及其基本物理量电压新课在电路中，如果设正电荷由A点移动到B点时电场力所做的功为dw，则A、B两点间的电压为uAB=dw/dqU=W/Q单位在国际单位制中，电压的单位是伏特（V）。电压还有哪些单位？与国际单位之间如何进行换算？方向一致，U0方向不一致，U01.电压实际方向：习惯上规定从高电位点指向低电位点的方向为电压方向（实际方向），即电压降的方向2.电压参考方向：电压参考方向是假定电压方向，在电路中可以任意选定。电路组成及其基本物理量电压新课方向电流和电压常取一致的参考方向，称为关联参考方向。当U、I为关联参考方向时，则电压与电流的关系为U=RI，否则电压与电流的关系是U=-RI。电路组成及其基本物理量电流、电压新课关联参考方向100m30m100m定义电场力把单位正电荷从电路中某点移动到参考点所做的功，用大写字母V表示。参考点在电路中选定某一点A为电位参考点，就是规定该点的电位为零。电路组成及其基本物理量电位新课定义电场力把单位正电荷从电路中某点移动到参考点所做的功，用大写字母V表示。电路组成及其基本物理量电位新课结论：电路中任意两点之间的电压就等于这两点间的电位差即为某点和参考点两点之间的电压Va=Uao参考点O某点A某点BUab=Uao+Uob=Va-Vb•借助电位的概念可以简化电路作图bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd电路组成及其基本物理量电位新课引入电位的作用例1：图中,Ua=-6V,Ub=4V,那么Uab=____。电路组成及其基本物理量电位例题电动势是衡量电源力做功能力的物理量，恒定电动势用字母E来表示，单位也是伏特（V）。方向在电源内部由低电位指向高电位端。电路组成及其基本物理量电动势新课电路有空载、短路、有载工作三种状态。有载工作状态当上图开关S闭合时，电路中有电流流过，电源输出电功率，负载取用电功率，这称为有载工作状态。电路组成及其基本物理量电路的三种状态新课额定值每种设备和器件在工作时所允许的最大电流、最高电压和最大功率，称为电气设备和器件的额定值，常用下标符号N表示，如IN,UN,PN。满载电气设备和器件应尽量的工作在额定状态，这种状态又称为满载。轻载若低于额定值的工作状态称为轻载。过载高于额定值的工作状态称为过载。电路组成及其基本物理量电路的三种状态——有载工作状态新课空载状态当开关断开时，电路电流为零，这称为空载，也称为开路电源端电压称为开路电压，等于电源的电动势，负载电压为零。I=0U1=E；U2=0P=0电路空载特征电路组成及其基本物理量电路的三种状态新课短路状态I=Is=E/R0U1=U2=0PE=I2scR0=E2/R0P=0电路短路状态的特征：电路组成及其基本物理量电路的三种状态新课当电路两端的导线由于某种事故而直接相连，这时电源输出电流不经过负载，只经过导线直接流回电源，这种状态称为短路状态，简称短路。常用导线的分类按材料不同：铜线、铝线按电压不同：高压导线、低压导线按有无绝缘：裸线、绝缘线按绝缘材料不同：塑料绝缘线、橡胶绝缘线导线型号选择及用途导线截面选择导线、电阻、电容、电感导线新课导线的选择汽车常用导线低压导线：导线截面积：导线标称截面是经过换算的线心截面积，而不是实际几何面积。导线颜色：颜色要容易区别，多用字母表示线束：大多用绝缘材料缠绕包扎成束高压导线：在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线。分为普通铜心高压线及高压阻尼点火线。高压线工作电压一般为15kV以上，电流小，高压导线绝缘包层厚、耐压性能好、线心截面小。导线、电阻、电容、电感导线新课标称截面积/mm2用途0.5尾灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油表、水温表、油压表等电路0.8转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路1.0前照灯、电喇叭（3A以下）电路1.5前照灯、电喇叭（3A以上）电路1.5～4.0其它5A以上电路4～6柴油车电热塞电路6～25电源电路16～95起动电路导线、电阻、电容、电感导线颜色新课导线、电阻、电容、电感新课电路组成电源负载电阻电容电感中间环节电阻元件是反映电流热效应这一物理现象的理想电路元件。用字母R表示。u=Ri定义导线、电阻、电容、电感新课在关联参考方向下，若R=u/i为常数，也称其为线性电阻，其伏安特性曲线如下图特性曲线导线、电阻、电容、电感新课电阻型号命名方法%1%5.0%2.0%1.0、、、按阻值分：固定电阻，可变电阻按材料分：碳膜电阻，金属膜电阻，线绕电阻按功率分：1/16W,1/8W等额定功率的电阻按精确度分：等普通电阻，等精密电阻分类导线、电阻、电容、电感新课20%10%%5、、1）直标法：电阻值直接用数字与字母印在电阻上举例：3Ω3I表示3.3Ω2）色标法：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值及误差。固定电阻值的标识导线、电阻、电容、电感新课1）直标法：电阻值直接用数字与字母印在电阻上举例：3Ω3I表示3.3Ω±5%2）色标法：将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值及误差。3）文字标号法：例3MΩ3K表示3.3MΩ±10%固定电阻值的标识导线、电阻、电容、电感新课可变电阻一般称为电位器。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。可变电阻导线、电阻、电容、电感新课导线、电阻、电容、电感新课特殊电阻在汽车上的应用热敏电阻压敏电阻电阻式温度传感器的一种，分正温度系数热敏电阻（PTC）与负温度系数热敏电阻(NTC)两种。热敏电阻例：冷却水温度传感器：其特性曲线如下图导线、电阻、电容、电感新课热敏电阻的分类正温度系数热敏电阻：电阻值随温度上升而增加（PTC）负温度系数热敏电阻：电阻值随温度上升而降低（NTC）临界温度热敏电阻：在临界温度时，其阻值发生跃变热敏电阻的应用工作温度范围为-20～130℃的热敏电阻可用于水温和气温的检测，工作温度范围为600～1000℃的高温检测电阻，用于排气温度的检测。导线、电阻、电容、电感新课压敏电阻半导体压敏电阻式进气压力传感器：变形与压力成正比，尺寸小、精度高、成本低及响应性、再现性、抗振性较好电阻应变计式碰撞传感器：应变计的应变电阻产生变形，阻值随之发生变化，经过信号处理与放大后，传感器输出端的信号电压就会发生变化。电阻应变式碰撞传感器1-密封树脂；2-传感器底板；3-壳体；4-电子电路；5-电阻应变计；6-振动块；7-缓冲介质；8-硅膜片导线、电阻、电容、电感新课导线、电阻、电容、电感新课定义电容元件是反映存储电荷产生电场，储存电场能量这一物理现象的理想电路元件。实际电容器实际的电容器通常由中间充满介质的两块金属板构成。电容器极板上储存的电荷量q与外加电压u成正比，即：uqC电容量C式中C-电容，是表征电容元件的参数，在国际单位制中电容单位是法拉（F）.在下图中电容上的电压与电流为关联参考方向时，有dtduCdtdqi导线、电阻、电容、电感新课电压变化越快，电流越大电压恒定不变时，电流为0，即直流时，电容元件相当于开路功能通交流，隔直流在下图中电容上的电压与电流为关联参考方向时，有电容元件储存的电场能量为：dtduCdtdqi2021CuCuduWuC导线、电阻、电容、电感新课电容分类按电容值分：固定电容器，可调电容器按介质分：纸介电容器，金属化纸介电容器，有机薄膜介质电容器，瓷介电容器，云母电容器，电解电容器。电容额定电压电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工作而不被击穿时所能承受的最大直流电压（又称耐压）。如果电容器用在交流电路里，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过额定直流工作电压导线、电阻、电容、电感新课导线、电阻、电容、电感新课定义电感元件是反映电流周围存在磁场，储存磁场能量这一物理现象的理想电路元件，其相当于一个电阻为零的线圈。忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，电感上的磁链与电流成正比，即：iL电感L式中L-电感，是表征电感元件的参数，在国际单位制中电感单位是亨利（H）当电压、电流和电动势的参考方向一致，则有：导线、电阻、电容、电感新课电流变化越快，自感电动势越大电流恒定不变时，自感电动势为0，即直流时，电感元件相当于短路功能通直流，阻交流dtdiLdtdeuL电感元件中储存的磁场能量为：2021LiLidiWiL导线、电阻、电容、电感新课当电压、电流和电动势的参考方向一致，则有：dtdiLdtdeuL电磁感应右手定则用右手握线圈，手指沿着电流流动的方向，大拇指便指向N极。导线、电阻、电容、电感新课新课电路分析与计算节点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为节点。支路：电路中每一个含有电路元件的分支，同一支路上流过的电流相同，即支路电流。回路：电路中由支路组成的任意闭合路径，回路有顺时针和逆时针两个方向，可以用箭头表示回路的方向。基本概念基尔霍夫电流定律KCL基尔霍夫电压定律KVL电路分析与计算新课基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw,简写成KCL）描述了联接在同一节点上的各支路电流之间的约束关系，反映了电流的连续性，即：在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。基尔霍夫电流定律（KCL）电路分析与计算新课对于节点a，应用kcl有：I1+I2=I3I1+I2-I3=0ΣI=0在任一瞬时，电路中流入任一节点的所有电流的代数和等于零。流入节点时取正号，流出节点时取负号。基尔霍夫电流定律（KCL）电路分析与计算新课在任一瞬间，流入任一节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和。例1：在图中，I1=5A,I2=-2A，求I3I1I2I3解：根据图示的电流参考方向，应用基尔霍夫电流定律有I1+I2=I3I3=I1+I2=5+（-2）=3A基尔霍夫电流定律（KCL）电路分析与计算新课基尔霍夫电压定律（Kirchhoff’sVoltageLaw简写为KVL）描述了闭合回路