汽车电工电子技术学习情境1任务2 认知汽车基本电气元件

任务1.2认知汽车基本电气元件•1.2.1电阻•1.电阻的定义•电荷在导体内做定向移动会遇到阻碍作用，这种阻碍称为电阻。具有一定的电阻数的元器件称为电阻器，简称为电阻。•经过大量的实验，得出了电阻定律：在一定温度下，导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比，还与导体的材料有关系。其表达式是•R=ρSL•2．电阻与温度的关系•第一类导体电阻随温度的升高而增加，如银、铝、铜、铁、钨等金属。第二类导体电阻随温度升高而减小，如电解液、碳素和半导体材料，第三类导体的电阻几乎不随温度改变而变化，如康铜、锰钢、镍铬合金等•通常金属导体的电阻随温度的升高而增加，它们的关系是•R2=R1121tt•3.线性电阻与非线性电阻•电阻元件的端电压u与通过该元件的电流i之间的函数关系，用u＝f(i)来表示，在坐标平面上表示电阻元件的电压电流关系曲线称为伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。（a）线性电阻的伏安特性（b）非线性电阻的伏安特性举例•4.电阻的特性•在关联参考方向下，如图1-12所示，电阻元件的功率•P=ui=Ri2=≥0•电阻总是消耗能量的Ru2•5.电阻的分类•（1）按阻值特性分为固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻)。•（2）按制造材料分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等。薄膜电阻是用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。•（3）按安装方式分为插件电阻、贴片电阻。•（4）按功能分分为负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等。6.电阻器的标称方法•（1）直标法。直标法是将一种常见的标注方法，特别是在体积较大（功率大）的电阻器上经常采用此法。它将该电阻器的标称值和允许偏差、型号、功率等参数直接标注在电阻器表面。•（2）文字符号法。文字符号法和直标法相同，也是直接将有关参数标电阻器上，如将5.7KΩ电阻器标成5K7，其中K既做单位，又做小数点。文字表示法中，偏差通常用百分数表示•（3）数码法。数码法是指在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧姆。允许误差通常采用文字符号表示。•（4）色环表示法。色环表示法就是将不同的颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的值及允许的误差。误差环0的个数（倍乘数）有效数字有效数字误差环0的个数（倍乘数）有效数字有效数字有效数字•7.电阻器额定功率的识别•电阻器额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率，有两种标志方法：功率1W或大于1W的电阻器，一律以阿拉伯数字标出；1W以下的电阻，以自身体积大小来表示功率。常用的有0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5W、7W、10W，在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号采用如图1-16所示的符号。8.电位器•X型电位器，其阻值变化与转角成直线关系，也就是电阻体上导电物质的分部是均匀的，所以单位长度的阻值相等。它适用于一些要求均匀调节的场合，如分压器、偏流调整等电路。•Z型电位器在开始转动时阻值变化较小而在转角接近最大转角一端时，阻值的变化就比较显著，适合与音量控制电路，因为人耳对较小的声音稍有增加时，感觉很灵敏，但声音大到某一值后，即使声音功率有了较大的增加，人耳的感觉却变化不大。因此，采用这种电位器作音量控制，可获得音量与电位器转角近似于线性的关系。•D型电位器的阻值变化与Z型正好相反，它在开始转动时阻值变化很大，而在转角接近最大值附近时，阻值变化就比较缓慢。它适用于音量控制等电路。1.2.2特殊电阻器及其在汽车上的应用•1．热敏电阻•（1）负温度系数热敏电阻(NTC)。其电阻值随温度升高而减小。这种电阻是由镍、铜、钴、锰等金属氧化物按适当比例混合后，高温烧结而成的，现广泛用于汽车发动机冷却水温度传感器、进气温度传感器、机油温度传感器和空调用温度传感器中。•（2）正温度系数热敏电阻(PTC)。其电阻值随温度升高而按指数函数增加。这种电阻在汽车发动机、仪器、仪表等测温感温部件中广泛应用。•（3）临界温度系数热敏电阻（CTR）。其电阻值随温度升高而按指数函数减小。2．光敏电阻•光敏电阻是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。汽车中的光电式光量传感器中就采用了光敏电阻——硫化镉(CdS)光导电元件，应用了光照强度能引起电阻值变化的特性。当光线照射硫化镉(CdS)时，若周围环境暗时则电阻值大，若周围环境亮时电阻值则变小。光量传感器通过硫化镉(CdS)光导电元件，将周围光照的变化转换为电阻值的变化，并以电信号的形式输入给控制器。光电元件硫化镉特性如图1-19所示。•光电式光量传感器在汽车上可用于各种灯具亮、熄的自动控制。光电式光量传感器的结构如图1-20所示。在该传感器中，光电元件硫化镉为多晶硅结构，在传感器中把硫化镉作成曲线形状，目的是增大与电极的接触面积，从而提高该传感器的灵敏度。灯光控制器安装在仪表板的上方，到傍晚时，它使尾灯点亮，当天色变得更暗时，前照灯被点亮。当对方来车时，还具有变光功能，这些都是自动完成的。1.2.3电容•1.电容元件及其特性•C=•在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等uquiC如图1-19所示，当电容上的电压与电流取关联参考方向时有i=dtdqi==Cdtdu=C电容元件有隔直流的作用•WC==Cu2•式（1-12）说明，电容元件在某一时刻储存的电场能量与元件在该时刻所承受的电压的平方成正比，与电流无关。电容元件不消耗能量，是储能元件。uOCudu212.电容器的标称方法•（1）直标法。就是在电容器的表面上直接标出容量大小和耐压值。如某电容“CD11——10μF25V”该电容为电解电容，容量为10μF，耐压25V。•（2）文字符号法。用2～4位数字与字母混合表示电容的容量的，字母有时表示小数点（字母放在数字中间）。例：2P2容量为2.2PF，1F2容量为1.2F，15p容量为15pF。•（3）三位数表示法。前两位数表示有效数字，第三位表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。例：103容量为10000pF,201容量为200pF,683容量为68000pF，104容量为10000pF。•（4）色表法。电容器的色标法与电阻的色标法大致相同蓝灰红银标称值6800pF偏差±10%色点标示的电容器棕黑黑红银标称值0.01μF偏差±10%工作电压63V标称值0.015μF标称值4700pF偏差±10%偏差±20%立式色电容器卧式色环电容器位置方向棕绿橙银误差环•3.电容器的两个重要特性•（1）阻隔直流电通过而允许交流电通过的特性。•（2）充电和放电特性。①电容器的充电。充电过程中，随着电容器两极板上所带的电荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，当充电结束时，电流为零，电容器两端电压等于电源电压。②电容器的放电。放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从最大慢慢变成零。•4.电容器的额定直流工作电压5.电容器在汽车上的典型应用•1）电容式中控门锁系统•电容式中控门锁电路如图1-23所示。其工作原理如下：•正常状态时，蓄电池给电容器C1充电。其电路为蓄电池→熔断器2→电阻R1→电容器C1→搭铁→蓄电池负极。•（1）车门锁定。当按下门锁开关4时，电容器C1放电，使锁门继电器线圈5有电流通过，继电器触点闭合；此时，门锁执行器L1的电路接通而动作，通过操纵机构将车门锁定。当电容器C1放电到一定程度时，锁门继电器线圈断电，门锁执行器的电路被切断。另外，当按下门锁开关4时，电容器C2开始充电。•（2）车门开锁。当按回门锁开关后，电容器C2放电，使开门继电器线圈6有电流通过，继电器触点闭合；此时，门锁执行器L2的电路接通而动作，通过操纵机构将车门开启。当电容器C2放电到一定程度时，开门继电器线圈断电，门锁执行器的电路被切断。另外，当按回门锁开关时，电容器C1开始充电，回到原始状态。1-接蓄电池；2-熔断器；3-热敏断电器；4-门锁开关；5-锁门继电器；6-开门继电器；7-接其他门锁(锁)；8-接其他门锁(开)；9-门锁执行器图1-23电容式中控门锁电路•2）电容式闪光器•电容式闪光器主要由继电器和电容器组成。电路结构如图1-24所示。继电器铁心上绕有串联线圈3和并联线圈4，电容器是大容量电解电容器5（约1500μF）。电容式闪光器是根据电容器充电、放电特性使继电器串联线圈和并联线圈的电磁力时而相加，时而相减，致使触点2周期性的开和闭，从而使转向信号灯和转向指示灯闪烁。1-弹簧片；2-触点；3-串联线圈；4-并联线圈；5-电容器；6-灭弧电阻；7-转向灯开关；8-右转向信号灯；9-右转向指示灯；10-左转向指示灯；11-左转向信号灯图1-24电容式闪光电路1.2.4电感•1.电感元件及其特性•L=•电感的单位是亨利（H），也常用毫亨（mH）或微亨（μH）做单位。1H=103mH，1H=106μH。•eL=－L•u=－eL=－（－L）=L•WL==Li2idtdidtdidtdiiLidi0212.电感元件的标称方法•1)直标法•电感量用数字直接标注，用字母表示额定电流，用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示允许误差•2)色标法•色标法是指在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，用来标注其主要参数。第一条色环表示电感量的第一位有效数字，第二条色环表示第二位有效数字，第三条色环表示倍乘数，第四条表示允许偏差。数字与颜色的对应关系和色环电阻标注法相同。•3）线圈命名•（1）用拼音字母表示，如LGX型，表示小型高频电感线圈；•（2）是用字母和阿拉伯数字并列组成。如固定电感线圈LG1系列标注方法中LG1一B一560µH±10％,表示LG1型号、最大工作电流组别为B，标称电感量为560µH、允许误差为±10％•4.电感的作用•（1）做为滤波线圈阻止交流干扰（隔交通直）。•（2）可起隔离作用。•（3）与电容组成谐振电路。•（4）构成各种滤波器、选频电路等，这是电路中应用最多的方面。•（5）利用电磁感应特性制成磁性元件。如磁头和电磁铁。•（6）制成变压器传递交流信号，并实现电压的升、降。5.电感在汽车上的典型应用•在车内、尾灯、牌照灯及停车灯的灯丝是否断开是无法确认的，而电流传感器就可用于检测这类灯具的灯丝是否断开。舌簧开关式电流传感器的结构原理如图1-27所示，在电流线圈的周围绕有电压线圈，在线圈的中央设置舌簧开关。电压线圈的功能是防止电压变化时引起传感器的误动作。•1-舌簧开关；2-至微机端子；3-电流线圈；4-电压线圈；5-开关图1-27舌簧开关式电流传感器•舌簧开关式电流传感器的电路如图1-27所示。当图中所示开关闭合时，因为电流线圈3中有规定的电流流过，所以在电流线圈所形成的电磁力的作用下，舌簧开关闭合，当有一个灯丝断开时，电流线圈中的电流减小，电磁力减弱，舌簧开关打开，报警处于异常状态。这样，利用舌簧开关的通断就可以发出灯丝是否正常的信号。