电的基础知识

0电的基础知识1电的基础知识一、电气基础二、电子基础三、发动机和车身电气四、电路图2一、电气基础概述基本原理并联和串联电路电容器功能丰田万用电表电路故障电产生的基本原理电气基础3概述电的三大效应1.热效应当电流经过电阻时，电阻会产生热的现象，如点烟器和熔断器等。2.光效应当电流经过电阻时，电阻会发光。如灯泡。3电磁效应当电流经过导体或线圈时，导体或线圈周围空间会产生电磁场。如点火线圈，交流发电机，喷油器。4电的三个要素电包含三个基本要素1.电流这是指流经电路的电流量。单位A(安培)2.电压这是使电流流过电路的一种压力。单位V(伏特)3.电阻电子通过物体的困难程度。单位Ω(欧姆)5欧姆定律电流，电压和电阻间存在以下关系：1:增加电压可以增大电流。2:减少电阻可以增大电流。这种关系可归纳如下：电流与电压成正比，与电阻成反比。由欧姆定律定义，公式：E:电压（Ｖ）R:电阻（Ω）I:电流（Ａ）EI=R6电功率电功率是电器设备在单位时间内所做的功。它的测量单位是瓦特(W)，1W是指用1V的电压加在负荷为1欧姆的电阻上，通过在1安培的电流一秒内所做的功。电功率可以用以下公式计算：P=IxVP:功率，单位WI:电流，单位AV:电压，单位V例：若在一秒内用12V电压,5A电流施加到电器设备上，则电器设备所做的功为60W。(5x12=60)7直流电和交流电电流的方向不变，电流量也不变的电叫直流电。另一方面，电流方向改变，电流量也改变的电叫交流电。1.直流电（DC）这一类型的电流以恒定方向流动，从正极到负极，如同汽车蓄电池或干电池一样。2.交流电（AC）这一类型的电流按一定的时间间隔改变方向。家庭用的电及工厂工业用三相电源就是交流电的例子。直流电交流电8并联和串联1.串联如图多个用电器用一条电线遂个顺次连接。根据电器设备的连接方法电路可分为串联或并联电路。流过每个瀑布的水流量（电流）相等。(I0=I1=I2=I3)此外，三个单独的瀑布高度（电压）之和等于总水头高度。(V0=V1+V2+V3)92.并联如图，用这种方式，多个用电器并列连接起来。所有瀑布高度（电压）都相等。(V0=V1=V2=V3)此外，流经各个瀑布的水量（电流）之和等于水源头流出的总水流量。(I0=I1+I2+I3)10串并联电阻1.串联电路电阻整个电路的总电阻等于电路中各电阻之和。R0=R1+R2+R32.并联电路电阻整个电路的总电阻用以下公式计算:R0=1/(1/R1+1/R2+1/R3)R0比R1,R2,和R3中最小的电阻还要小。11参考:电压降当电流流经一个电路时，它的电压每经过一电阻器都要降低。这一电压的下降称为电压降。在右图串联电路中，电源电压为12V，电流每流过一电阻的电压下降量可以用以下公式计算：当电流通过2Ω的电压降:12Vx2Ω/(2Ω+4Ω+6Ω)=2V当电流通过4Ω的电压降：12Vx4Ω/(2Ω+4Ω+6Ω)=4V当电流通过6Ω的电压降：12Vx6Ω/(2Ω+4Ω+6Ω)=6V12利用弱电流去接通和断开继电器，使后者通过的大电流接通或断开灯泡。因此，使用继电器，可用较低容量的开关及接线。1.开关2.电池3.线圈4.移动触头5.弹簧6.灯泡7.熔断器8.低电流9.强电流继电器⒏⒐13继电器类型1.常开型不工作时触电是开路的，只在其线圈受激时才闭合。图中(A)及(B)2.常闭型触点不工作时是闭合的，只在其线圈受激时才断开。图中(C)3.枢纽式这种类型在两个触点之间切换，由线圈受激状态决定。如图中(D)14电容器的特性当向没电的电容器加上直流电压时，最初电流强度很大。在电容器开始贮存电能后，电流强度变小。在达到电容器的静电容量时（电容器贮存电能的容量），电流即行停止。此时电容器上的电压即等于所施加的电压。当已充电的电容器两极短接时，会有瞬时的电流，贮存的电荷随之中和并消失。电容器另一种主要特性是阻止直流电流通。15丰田电气测试仪丰田电子检测仪可以用来测量电路中的电流，电压及电阻，以及测试电路的通断及测试二极管等。161.交流电压测量目的:用于测量供电线路的交流电压测量方法:将功能选择开关设置到电压档，连接测试探头。测试探头的极性是可以互相交换的。172.直流电压测量目的:测量各种类型的电池，电器设备及晶体管电路，电路的电压及电压降。测量方法:将功能选择开关设置到直流电压档位置。将黑色负极测量探头连接地电位，红色正极测量探头放到待测试的部位，并读数。18目的：测量电阻器电阻，电路的通断，短路，开路。测量方法：设定电阻或连续性的功能选择开关。(若在此时显示“”则是处于通断测试方式。按蓝色Ω模式选择开关改变测试器电阻检测模式。)然后，将测试笔放到待测电阻或线圈两端测量。此时应保证电阻不带电。3.电阻测量194.通断检查目的:为了检查电路的通断。测量方法:将功能选择开关旋到通断测试档，（保证此时显示出“”如不是，按Ω模式开关。)将测试笔接到测试电路。如果电路接通，蜂鸣器会响。205.二极管测试目的:测试二极管。测试方法:将开关旋到二极管测试档位。检测二极管两个方向的通状态。•若只在一个方向是通的，则说明二极管良好。②若二极管两个方向都通路，则二极管被击穿。③若两个方向均不通导，说明它已开路。216.直流电流的测量目的:测量使用设备或器件的电流量。测量方法:将功能选择开关旋到电流测量档位。选择量程的正确插孔，插入正极测试引线。电流表应串联在电路中。将正极测试笔连接高电位一侧，负极测试笔连接低电位一侧。22电气故障1.开路在电器设备工作不正常时，电路便会有某种故障。可以由测量接头处电压来确定故障所在。23确定故障部位如图所示，假定灯泡不亮（或一个电器设备工作不正常）。对各点进行测试电压，很明显，我们发现在接头A（或C）处没有电压。这便说明在接头A（或C）处断路，阻断了电流。这种故障叫开路。24电路接触不良若电路中没有故障，灯泡会明亮发光。然而，若灯泡发光暗、淡，电路中很可能有故障。25确定故障所在电路中灯泡两端电压为9V.在此电路中，灯泡两端正常电压应为12V.由于这是个直流电路，这一症状说明除灯泡外，还存在一个电阻。随后再检测开关两端的压差为3V.这说明开关存在电阻，可能是因为接触不良造成的。26短路假定图中电路的保险丝熔断，检测保险丝熔断的原因。27确定故障部位熔断器烧断可以认为是通过的电流过大。串联电路的电压是恒定的，那么只有线路和接地发生短路，才可能引起电流过大。测量各接地处的电阻值，在插接器B侧的对地为0Ω，这就表明连接器B对地短路，从而引起电流过大。28电产生的基本原理电磁感应如图，当导体在磁极间运动，那么电流表的指针就会摆动。因此，这个导体运动在磁极之间，导体切割磁力线，就产生了电流。如果导体的运动平行于磁力线方向，就没有电流产生。这种产生电流的现象，称为电磁感应。这种通过导体的电流叫做感应电流。感应电流是靠电动势产生的，电动势是由于导体的电磁感应所产生的。所以这种电动势也就是感应电动势。29感应电动势的方向图中显示了电磁场的方向、感应电动势的方向和导体运动的方向，这三者之间的关系。这也就是弗莱明右手定则。根据这一定则，把右手的大拇指、食指和中指按图示伸直：食指：磁力线的方向（B）中指：电流的方向（I）大拇指：运动方向（F）30电动势的强度电动势的强度和导体在单位时间内切割磁力线的数量成正比。一个导体它以恒定的速度朝一个方向运动密度同样的磁力线中，那么这个导体的感应电动势大小在各个位置上同样相等。然而如果导体运动的方向不同的，那么，即使是在速度恒定、磁力线密度相同的情况下，电动势也会变化。31如图：导体绕点沿逆时针方向旋转在磁极之间。当导体在位置0和6处，磁力线的方向和导体运动方向相平行。因此这种情况下不产生电动势。相反当导体在位置3和9时，导体运动的方向正交于磁力线方向，这时产生的电流最大。下面的正弦图说明了导体运动方向和电动势的强度之间的关系。34电的基础知识一、电气基础二、电子基础三、车身电气四、电路图35电子基础概述半导体二极管三极管热敏电阻其他元件逻辑电路二、电子基础36概述半导体是一种电阻比良导体（比如：铜、铁）要高，但电阻又低于绝缘体（比如：玻璃、橡皮）的一种材料。两种常用的半导体材料是：锗、硅。用纯的锗和硅是不能作半导体的。因此它们必须掺进杂质来提高它们的实际用途。半导体的特性：它的温度升高时它的电阻值降低。当它掺入其它特定物质时导电性增加。它接触光、磁化或机械应力都可以改变它的电阻值。加上电压时它可以发光等等。半导体可以分为两种类型：N型和P型。37二极管半导体二极管是由N型和P型半导体结合成。二极管的类型：1.普通整流二极管2.齐纳二极管3.LED发光二极管4.光敏二极管38图中展示了电流是怎样通过二极管的。(1)当蓄电池的正极接在p一侧，负极接在n一侧时，P型半导体的正空穴和蓄电池的正极相互排斥。N型半导体的自由电子和蓄电池的负极相互排斥，排斥力把它们推到（P-N结合区）。结果自由电子和空穴相互吸引，使得电流流过P-N结区。(2)当蓄电池的接法相反，那么P型半导体的正空穴和蓄电池的负极相互吸引，N型半导体的自由电子和蓄电池的正极相互吸引，因此，空穴与自由电子远离P-N接合区。结果在P-N结接面上，没有自由电子，也没有正空穴，这样就阻止了电流通过。39普通二极管1.概述普通二极管只允许电流向一个方向流。从P侧到N侧。2.特点最低电压是指电流从P侧到N侧所要求的电压。以下是所要求电压的例子：硅二极管（A）：约0.3V锗二极管（B）：约0.7V然而如果反向漏电流增加到足够大的时候，那么二极管的电流会突然增加，这种现象叫做二极管击穿。二极管击穿时所施加的电压叫击穿电压。42发光二极管概述和普通二极管一样，发光二极管是P-N结二极管。当发光二极管正向导通时能够发光。（比如：红、黄、绿）。特性：1、比普通灯泡发热小，寿命长。2、以低功率消耗发出亮光。3、只需较低电压便可工作（反应速度快）。应用实例：发光二极管用于刹车灯、指示灯和传感器等。43三极管1.概述三极管（晶体管）由三层组成：P型半导体夹在两个N型半导体之间，或一个N型半导体夹在两个P型半导体之间。附在各基片层上的电极是：B（基极）、E（发射极）、和C（集电极）。普通三极管有两种类型：NPN型和PNP型，取决于半导体如何排列。三极管有以下功能：1.放大功能2.开关功能442.基本工作原理在一个NPN的三极管中，当电流IB从B极流到E极时，电流IC从C极流到E极。在PNP的三极管中，电流IB从E极流到B极，电流IC从E极流到C极。电流IB叫做基极电流电流，IC叫做集电极电流。因此，只有在IB流通时IC才会流通。453.特性在普通的三极管中，集电极电流和基极电流有以下的关系(IC)(IB)如左图所示。普通三极管有两个基本的功能：“A”部份可以作为信号放大器，“B”部分可以做为开关。4.信号放大在A的曲线部分，集电极电流是基极电流的10至1000倍。因此输入信号被放大后的信号，只要把三极管的电信号“B”基极作为输入时，它就是输出端的输出。465.开关功能在三极管中没有IB流动(IC)(IB)就没有IC的流动，因此可根据基极电流的开和关来控制集电极电流的开和关(IB)。三极管的这种特性可以被用作继电器开关。476.应用实例三极管用于数字电路中。在NPN和PNP的三极管间没有功能上的差异。49热敏电阻热敏电阻是一种半导体，它的电阻是随着温度的变化而变化。换而言之，测定它的电阻就可以确定它的温度是多少。最普通类型的热敏电阻是负温度系数热敏电阻。它的电阻值是随温度增而减少。52模拟信号和数字信号1.模拟信号模拟信号是随着时间连续平滑地变化。因此模拟信号的通常、特性是它的输出变化和它的输入成正比的。532.数字信号数字信号的变化（开和关）是随时间间断变化的。数字电路一个通常特性是当它的输入增加到一定值时，它的输出会突然变化。例如，输入从0V增加到5V前的过程中，它的输出一直是0V，当输入达到5V的瞬间，它的输出突然跃至5V。54通和断表明信号是送还是不送。通常ON（通）用1代表，OFF（