汽車電工與電子基礎(chǔ)1

1、汽車電工與電子基礎(chǔ)汽車電工與電子基礎(chǔ)單元單元1 直流電路直流電路1.1 電路的基本概念電路的基本概念 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量1.3 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路串聯(lián)電路與并聯(lián)電路1.4 歐姆定律歐姆定律1.5 分壓電路與分流電路分壓電路與分流電路1.7 電容器及其充放電電容器及其充放電1.6 基爾霍夫定律基爾霍夫定律 知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 1. 正確描述電路的基本概念；正確描述電路的基本概念； 2. 掌握電路中的基本物理量的含義；掌握電路中的基本物理量的含義； 3. 簡(jiǎn)單敘述串并聯(lián)電路的性質(zhì)；簡(jiǎn)單敘述串并聯(lián)電路的性質(zhì)； 4. 理解電路的基本定律。理解電路的基本定律。 能力目標(biāo)：能力目標(biāo)

2、： 1. 會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量電路的電壓、電流、電阻；會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量電路的電壓、電流、電阻； 2. 能解決直流電路中的連接問(wèn)題；能解決直流電路中的連接問(wèn)題； 3. 會(huì)分析較復(fù)雜的電路。會(huì)分析較復(fù)雜的電路。 建議學(xué)時(shí)：建議學(xué)時(shí)：14 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)1.1 電路的基本概念電路的基本概念1.1.1 電路的組成電路的組成1.1.2 電路圖電路圖1.1.3 汽車電路的特點(diǎn)汽車電路的特點(diǎn)1.1.1 電路的組成電路的組成n電路是指電流所經(jīng)過(guò)的路徑，一般是由電電路是指電流所經(jīng)過(guò)的路徑，一般是由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)四部分組成的閉源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)四部分組成的閉合回路。日常生活中的手電筒是一個(gè)最簡(jiǎn)合回路。日常生活中的

3、手電筒是一個(gè)最簡(jiǎn)單的直流電路。汽車上的照明系統(tǒng)是直流單的直流電路。汽車上的照明系統(tǒng)是直流電路的典型應(yīng)用。電路的典型應(yīng)用。n電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成為電能，為電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成為電能，為電路提供電能的設(shè)備或器件。其作用是提供電路提供電能的設(shè)備或器件。其作用是提供電子移動(dòng)的勢(shì)能或電壓。汽車上常見的電源電子移動(dòng)的勢(shì)能或電壓。汽車上常見的電源有蓄電池和發(fā)電機(jī)，前者可以在汽車未運(yùn)行有蓄電池和發(fā)電機(jī)，前者可以在汽車未運(yùn)行時(shí)向有關(guān)用電設(shè)備供電，后者可以在發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)向有關(guān)用電設(shè)備供電，后者可以在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后取代蓄電池向有關(guān)用電設(shè)備達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后取代蓄電池向有關(guān)用電設(shè)備供電，同時(shí)也對(duì)蓄電池進(jìn)

4、行充電。供電，同時(shí)也對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。n用電器是消耗電能的設(shè)備或器件，也常被稱用電器是消耗電能的設(shè)備或器件，也常被稱為電源的負(fù)載。其作用是把電能轉(zhuǎn)化為其他為電源的負(fù)載。其作用是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如熱、光、聲、機(jī)械能）。汽車形式的能（如熱、光、聲、機(jī)械能）。汽車上常見的負(fù)載有起動(dòng)機(jī)、電喇叭、照明燈、上常見的負(fù)載有起動(dòng)機(jī)、電喇叭、照明燈、刮水器和各種電子控制裝置等。刮水器和各種電子控制裝置等。n導(dǎo)線是指連接電源與用電器的金屬線，它可導(dǎo)線是指連接電源與用電器的金屬線，它可以把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器，常用銅、以把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器，常用銅、鋁等材料制成。鋁等材料制成。n開關(guān)是指控制

5、電路接通或斷開的器件。開關(guān)是指控制電路接通或斷開的器件。1.1.2 電路圖電路圖n電路圖是用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電器元件或設(shè)電路圖是用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電器元件或設(shè)備的符號(hào)來(lái)表示電路連接情況的圖。如圖備的符號(hào)來(lái)表示電路連接情況的圖。如圖1-1b）就是表示圖）就是表示圖1-1a）的實(shí)際電路的）的實(shí)際電路的電路圖。電路圖能幫助人們了解整個(gè)電路電路圖。電路圖能幫助人們了解整個(gè)電路工作原理和電器連接順序。工作原理和電器連接順序。n圖圖1-1實(shí)際電路和電路圖實(shí)際電路和電路圖na）實(shí)際電路）實(shí)際電路nb）電路圖）電路圖 n識(shí)圖就是看懂電路圖，它包括三個(gè)方面：識(shí)圖就是看懂電路圖，它包括三個(gè)方面：認(rèn)識(shí)電路圖中的符號(hào)，看

6、懂電路的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)電路圖中的符號(hào)，看懂電路的結(jié)構(gòu)，了解各部分的作用和工作原理。了解各部分的作用和工作原理。1.1.3 汽車電路的特點(diǎn)汽車電路的特點(diǎn)（1）低壓直流供電。）低壓直流供電。（2）單線制。）單線制。（3）負(fù)搭鐵。）負(fù)搭鐵。（4）用電設(shè)備并聯(lián)。）用電設(shè)備并聯(lián)。（1）低壓直流供電。）低壓直流供電。n為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和保證安全，汽車電器設(shè)備為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和保證安全，汽車電器設(shè)備采用低壓直流（采用低壓直流（DC）供電。柴油車大都）供電。柴油車大都采用采用24V低壓直流供電，汽油車大都采用低壓直流供電，汽油車大都采用12V低壓直流供電。低壓供電取自蓄電池低壓直流供電。低壓供電取自蓄電池或發(fā)電機(jī)，兩者的

7、電壓保持一致?；虬l(fā)電機(jī)，兩者的電壓保持一致。12V低低壓直流電壓由一節(jié)蓄電池或兩節(jié)蓄電池并壓直流電壓由一節(jié)蓄電池或兩節(jié)蓄電池并聯(lián)（要求電流較大的情況）后提供，聯(lián)（要求電流較大的情況）后提供，24V的的DC電壓由兩節(jié)電壓由兩節(jié)12V蓄電池串聯(lián)后提供。蓄電池串聯(lián)后提供。（2）單線制。）單線制。n所謂單線制，就是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤、所謂單線制，就是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤、車身等金屬機(jī)件作為各種電器設(shè)備的公用連車身等金屬機(jī)件作為各種電器設(shè)備的公用連線（俗稱搭鐵或接地），而用電設(shè)備到電源線（俗稱搭鐵或接地），而用電設(shè)備到電源只需另設(shè)一根導(dǎo)線。任何一個(gè)電路中的電流只需另設(shè)一根導(dǎo)線。任何一個(gè)電路中的電流都是

8、從電源的正極出發(fā)，經(jīng)導(dǎo)線流入用電設(shè)都是從電源的正極出發(fā)，經(jīng)導(dǎo)線流入用電設(shè)備后，由搭鐵的負(fù)極通過(guò)金屬車架流回電源備后，由搭鐵的負(fù)極通過(guò)金屬車架流回電源負(fù)極而形成回路。負(fù)極而形成回路。n采用單線制不僅可以節(jié)省材料（銅導(dǎo)線），采用單線制不僅可以節(jié)省材料（銅導(dǎo)線），使電路簡(jiǎn)化，而且也便于安裝、檢修，同時(shí)使電路簡(jiǎn)化，而且也便于安裝、檢修，同時(shí)也使故障率大大降低。也使故障率大大降低。（3）負(fù)搭鐵。）負(fù)搭鐵。n采用單線制時(shí)，電源的一端必須牢固地接到采用單線制時(shí)，電源的一端必須牢固地接到車架上，即搭鐵，用符號(hào)車架上，即搭鐵，用符號(hào)“”表示。按電表示。按電源搭鐵的極性，可分為正極搭鐵和負(fù)極搭鐵。源搭鐵的極性，可

9、分為正極搭鐵和負(fù)極搭鐵。由于負(fù)極搭鐵對(duì)無(wú)線電干擾較小，所以包括由于負(fù)極搭鐵對(duì)無(wú)線電干擾較小，所以包括我國(guó)在內(nèi)的大多數(shù)國(guó)家的汽車都采用負(fù)極搭我國(guó)在內(nèi)的大多數(shù)國(guó)家的汽車都采用負(fù)極搭鐵。鐵。n采用負(fù)極搭鐵方式的優(yōu)點(diǎn)是：汽車車架和車采用負(fù)極搭鐵方式的優(yōu)點(diǎn)是：汽車車架和車身均不易銹蝕，汽車電器對(duì)無(wú)線電設(shè)備（例身均不易銹蝕，汽車電器對(duì)無(wú)線電設(shè)備（例如汽車音響、通信系統(tǒng)等）的干擾也較電源如汽車音響、通信系統(tǒng)等）的干擾也較電源正極搭鐵方式小得多。正極搭鐵方式小得多。（4）用電設(shè)備并聯(lián)。）用電設(shè)備并聯(lián)。n所謂用電設(shè)備并聯(lián)是指汽車上的各種用電所謂用電設(shè)備并聯(lián)是指汽車上的各種用電設(shè)備都采用并聯(lián)方式與電源連接，每個(gè)用

10、設(shè)備都采用并聯(lián)方式與電源連接，每個(gè)用電設(shè)備都由各自串聯(lián)在其支路中的專用開電設(shè)備都由各自串聯(lián)在其支路中的專用開關(guān)控制，互不產(chǎn)生干擾。關(guān)控制，互不產(chǎn)生干擾。 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量1.2.1 電流電流1.2.2 電壓電壓1.2.3 電阻電阻1.2.4 電功率電功率1.2.1 電流電流n電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。在金屬導(dǎo)體中，電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。在金屬導(dǎo)體中，電流是自由電子在電場(chǎng)力作用下作定向運(yùn)電流是自由電子在電場(chǎng)力作用下作定向運(yùn)動(dòng)形成的。將良導(dǎo)體制成電線，一端連接動(dòng)形成的。將良導(dǎo)體制成電線，一端連接于蓄電池的負(fù)極（產(chǎn)生負(fù)電荷電子的一于蓄電池的負(fù)極（產(chǎn)生負(fù)電荷電子的一端），另一端

11、連接于蓄電池的正極（缺少端），另一端連接于蓄電池的正極（缺少負(fù)電荷電子的一端）。在同性相斥，異性負(fù)電荷電子的一端）。在同性相斥，異性相吸的作用下，導(dǎo)線內(nèi)的自由電子便受到相吸的作用下，導(dǎo)線內(nèi)的自由電子便受到負(fù)極的排斥，正極的吸引，而由負(fù)極往正負(fù)極的排斥，正極的吸引，而由負(fù)極往正極方向移動(dòng)。此自由電子的流動(dòng)便形成了極方向移動(dòng)。此自由電子的流動(dòng)便形成了“電子流電子流”，如圖，如圖1-2所示。所示。n圖圖1-2電子的流動(dòng)圖電子的流動(dòng)圖n在富蘭克林早期的實(shí)驗(yàn)中，因注明電流是在富蘭克林早期的實(shí)驗(yàn)中，因注明電流是由由“+”，流到，流到“-”，所以沿用下來(lái)都認(rèn)，所以沿用下來(lái)都認(rèn)為電流的方向是由正向負(fù)。隨著電子

12、學(xué)理為電流的方向是由正向負(fù)。隨著電子學(xué)理論的發(fā)展，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電流是電子由論的發(fā)展，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電流是電子由負(fù)極移向正極所產(chǎn)生的。為顧及已經(jīng)形成負(fù)極移向正極所產(chǎn)生的。為顧及已經(jīng)形成的習(xí)慣和避免混淆，就以的習(xí)慣和避免混淆，就以+ -表示電流表示電流的方向，而將的方向，而將- +定為電子流的方向定為電子流的方向（圖（圖1-3）。其實(shí)，電流和電子流根本指）。其實(shí)，電流和電子流根本指的是同一件事。的是同一件事。n圖圖1-3電子流的方向電子流的方向n電流的強(qiáng)弱用電流強(qiáng)度來(lái)表示，其數(shù)值等于電流的強(qiáng)弱用電流強(qiáng)度來(lái)表示，其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。

13、設(shè)在設(shè)在dt 時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量為為dq ，則通過(guò)該截面的電流強(qiáng)度為，則通過(guò)該截面的電流強(qiáng)度為 i = dq/ dtn在一般情況下，電流強(qiáng)度是隨時(shí)間而變的。在一般情況下，電流強(qiáng)度是隨時(shí)間而變的。如果電流強(qiáng)度不隨時(shí)間而變，即如果電流強(qiáng)度不隨時(shí)間而變，即dq/ dt =常常數(shù)，則這種電流就稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流。數(shù)，則這種電流就稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流。它所通過(guò)的路徑就是直流電路。在直流電路它所通過(guò)的路徑就是直流電路。在直流電路中，電流符號(hào)以中，電流符號(hào)以I表示。表示。n電流的度量單位是安培（電流的度量單位是安培（Ampere），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱A，1安培定

14、義為每一秒有安培定義為每一秒有1庫(kù)侖的電量流過(guò)。庫(kù)侖的電量流過(guò)。在實(shí)際電路中，電流常以毫安培（在實(shí)際電路中，電流常以毫安培（mA）來(lái)）來(lái)表示，表示，1A等于等于1000mA。1.2.2 電壓電壓n電壓是推動(dòng)電子流動(dòng)的動(dòng)力，是電流產(chǎn)生的電壓是推動(dòng)電子流動(dòng)的動(dòng)力，是電流產(chǎn)生的原動(dòng)力。圖原動(dòng)力。圖1-4a）所示的水流現(xiàn)象是因?yàn)楦撸┧镜乃鳜F(xiàn)象是因?yàn)楦咛幍乃谶_(dá)到一定的水位差（位能）后所形處的水在達(dá)到一定的水位差（位能）后所形成的。電的流動(dòng)也和水的流動(dòng)一樣，只有電成的。電的流動(dòng)也和水的流動(dòng)一樣，只有電子還不夠，尚需讓電子具有一定的電位差，子還不夠，尚需讓電子具有一定的電位差，電流才會(huì)產(chǎn)生。電位差就是

15、形成電壓的原因，電流才會(huì)產(chǎn)生。電位差就是形成電壓的原因，電子從高電位往低電位流。電子從高電位往低電位流。n圖圖1-4水流與電流水流與電流n電壓越高，電位差也越大，電子就較容易電壓越高，電位差也越大，電子就較容易發(fā)生流動(dòng)，而產(chǎn)生電流。相同數(shù)目的電子發(fā)生流動(dòng)，而產(chǎn)生電流。相同數(shù)目的電子分別在分別在110V和和20kV電壓下，后者會(huì)比前電壓下，后者會(huì)比前者更容易者更容易“電電”到人。有時(shí)，微量的電子到人。有時(shí)，微量的電子在在1.5V電壓時(shí)無(wú)法導(dǎo)通，卻可以在電壓時(shí)無(wú)法導(dǎo)通，卻可以在12V電電壓的條件下導(dǎo)通，便是這個(gè)道理。壓的條件下導(dǎo)通，便是這個(gè)道理。n然而，還有一種然而，還有一種“有電壓、無(wú)電流有電壓

16、、無(wú)電流”的現(xiàn)的現(xiàn)象，例如以萬(wàn)用表測(cè)量出蓄電池電壓為象，例如以萬(wàn)用表測(cè)量出蓄電池電壓為10.5V，但是蓄電池卻一點(diǎn)電都沒(méi)有，這，但是蓄電池卻一點(diǎn)電都沒(méi)有，這就是具有電位差，卻沒(méi)有電子所造成的結(jié)就是具有電位差，卻沒(méi)有電子所造成的結(jié)果。電流要能流動(dòng)的必備條件是：電位差果。電流要能流動(dòng)的必備條件是：電位差與電子，缺一不可。正如尼亞加拉大瀑布與電子，缺一不可。正如尼亞加拉大瀑布若只有若只有50m的水位差（相當(dāng)于電位差）的水位差（相當(dāng)于電位差）卻沒(méi)有一滴水（相當(dāng)于電子），也就不能卻沒(méi)有一滴水（相當(dāng)于電子），也就不能稱其為大瀑布了。稱其為大瀑布了。n在電學(xué)上，使電子產(chǎn)生流動(dòng)的動(dòng)力稱為電在電學(xué)上，使電子產(chǎn)生

17、流動(dòng)的動(dòng)力稱為電動(dòng)勢(shì)。電位差則指某一點(diǎn)電位與參考點(diǎn)動(dòng)勢(shì)。電位差則指某一點(diǎn)電位與參考點(diǎn)（零電位）間的差值。在汽車電路中常用（零電位）間的差值。在汽車電路中常用的的“搭鐵搭鐵”一詞，其意義即是指一詞，其意義即是指“接地接地”，也就是以搭鐵作為參考點(diǎn)，電壓值為也就是以搭鐵作為參考點(diǎn)，電壓值為0V。所以，所以，12V的蓄電池是指蓄電池的正、負(fù)的蓄電池是指蓄電池的正、負(fù)極間電位差是極間電位差是12V。在電學(xué)中電位差、電。在電學(xué)中電位差、電動(dòng)勢(shì)或電壓三個(gè)名詞常被互換使用，然而動(dòng)勢(shì)或電壓三個(gè)名詞常被互換使用，然而其中卻略有不同：其中卻略有不同：（1）電位差：指導(dǎo)體任兩點(diǎn)間的電壓差值。）電位差：指導(dǎo)體任兩點(diǎn)間

18、的電壓差值。（2）電動(dòng)勢(shì)：指蓄電池或發(fā)電元件兩端的電位）電動(dòng)勢(shì)：指蓄電池或發(fā)電元件兩端的電位差。電動(dòng)勢(shì)的定義為：在電源內(nèi)部，電源力將差。電動(dòng)勢(shì)的定義為：在電源內(nèi)部，電源力將單位正電荷從電源負(fù)極移到電源正極所做的功，單位正電荷從電源負(fù)極移到電源正極所做的功，用字母用字母 E表示。表示。（3）電壓：常指電力數(shù)值的大小。原指引起電）電壓：常指電力數(shù)值的大小。原指引起電子在導(dǎo)線上流動(dòng)的壓力。正電荷在電場(chǎng)力的作子在導(dǎo)線上流動(dòng)的壓力。正電荷在電場(chǎng)力的作用下，從高電位向低電位移動(dòng)為電壓的正方向。用下，從高電位向低電位移動(dòng)為電壓的正方向。n另外一個(gè)常見的名詞是電壓降，它是指電另外一個(gè)常見的名詞是電壓降，它是指

19、電壓受到線路中電阻的影響所產(chǎn)生的衰減。壓受到線路中電阻的影響所產(chǎn)生的衰減。n電壓的單位為伏特（電壓的單位為伏特（Vo lt），簡(jiǎn)寫成），簡(jiǎn)寫成V。1安培電流流過(guò)安培電流流過(guò)1歐姆電阻所需的壓力為歐姆電阻所需的壓力為1伏特。電壓的符號(hào)，在直流電源中以大寫伏特。電壓的符號(hào)，在直流電源中以大寫的的U表示，在交流電源中則以小寫的表示，在交流電源中則以小寫的“ u”表示。表示。 1.2.3 電阻電阻n電阻是指電子在流動(dòng)時(shí)所受到的阻力。所有電阻是指電子在流動(dòng)時(shí)所受到的阻力。所有的物質(zhì)都有電阻，只是大小的不同而已。容的物質(zhì)都有電阻，只是大小的不同而已。容易導(dǎo)電的物質(zhì)，電阻較小，稱為導(dǎo)體；不容易導(dǎo)電的物質(zhì)，電

20、阻較小，稱為導(dǎo)體；不容易導(dǎo)電的物質(zhì)，電阻較大，稱為絕緣體。易導(dǎo)電的物質(zhì)，電阻較大，稱為絕緣體。n在直流電路中，電流唯一的阻力為電阻；但在直流電路中，電流唯一的阻力為電阻；但是交流電路中，除了電阻之外，電感器、電是交流電路中，除了電阻之外，電感器、電容也都會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生阻力。因此，在交流電容也都會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生阻力。因此，在交流電路中便以阻抗來(lái)代表這些阻力的向量和。電路中便以阻抗來(lái)代表這些阻力的向量和。電阻的單位為歐姆，用符號(hào)阻的單位為歐姆，用符號(hào)表示。表示。1歐姆定義歐姆定義為當(dāng)具有為當(dāng)具有1V電位差的導(dǎo)體兩端，能夠產(chǎn)生電位差的導(dǎo)體兩端，能夠產(chǎn)生1安培電流時(shí)的阻力。任何電路中的電阻大小安培電流時(shí)的阻

21、力。任何電路中的電阻大小由下列由下列5個(gè)因素所決定：個(gè)因素所決定：（1）材料的原子結(jié)構(gòu)：導(dǎo)體材料的自由電子數(shù)目）材料的原子結(jié)構(gòu)：導(dǎo)體材料的自由電子數(shù)目越少，電阻越大。越少，電阻越大。（2）導(dǎo)體的長(zhǎng)度：導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻也越大。）導(dǎo)體的長(zhǎng)度：導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻也越大。（3）導(dǎo)體的直徑：導(dǎo)體截面積越小，其電阻越大。）導(dǎo)體的直徑：導(dǎo)體截面積越小，其電阻越大。（4）溫度：一般來(lái)說(shuō)，金屬材質(zhì)導(dǎo)體的溫度升高）溫度：一般來(lái)說(shuō)，金屬材質(zhì)導(dǎo)體的溫度升高時(shí)，電阻也隨之增大。時(shí)，電阻也隨之增大。（5）導(dǎo)體的物理狀況：如果導(dǎo)體出現(xiàn)腐蝕、斷裂）導(dǎo)體的物理狀況：如果導(dǎo)體出現(xiàn)腐蝕、斷裂等毀損狀況時(shí)，電阻就會(huì)增加。這是由于導(dǎo)體的等毀

22、損狀況時(shí)，電阻就會(huì)增加。這是由于導(dǎo)體的截面積變小的緣故。另外，觸點(diǎn)松動(dòng)也會(huì)使線路截面積變小的緣故。另外，觸點(diǎn)松動(dòng)也會(huì)使線路電阻增大。電阻增大。n電阻器可以說(shuō)是電子電路中最基本且重要的電阻器可以說(shuō)是電子電路中最基本且重要的電子元件。電阻器一般簡(jiǎn)稱為電阻，其用途電子元件。電阻器一般簡(jiǎn)稱為電阻，其用途不外乎下列不外乎下列3種：種：（1）作為負(fù)載。）作為負(fù)載。（2）控制電流量。）控制電流量。（3）作為感測(cè)元件，提供電腦系統(tǒng)變化信號(hào)。）作為感測(cè)元件，提供電腦系統(tǒng)變化信號(hào)。n電阻器的符號(hào)如圖電阻器的符號(hào)如圖1-5所示。所示。n圖圖1-5 電阻器的符號(hào)電阻器的符號(hào)n電阻器符號(hào)的種類繁多，若依工作性質(zhì)可電阻器

23、符號(hào)的種類繁多，若依工作性質(zhì)可分成固定電阻、可變電阻及特殊用電阻等分成固定電阻、可變電阻及特殊用電阻等三大類?？勺冸娮杵骺捎脕?lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的三大類?？勺冸娮杵骺捎脕?lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，如圖轉(zhuǎn)速，如圖1-6所示。所示。n圖圖1-6 利用可變電阻來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速利用可變電阻來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n汽車上的可變電阻根據(jù)接線和作用的不同汽車上的可變電阻根據(jù)接線和作用的不同又分為變阻器與電位計(jì)兩種，如圖又分為變阻器與電位計(jì)兩種，如圖1-7所所示。這兩種可變電阻極易被混淆。示。這兩種可變電阻極易被混淆。n圖圖1-7 兩種汽車上常見的可變電阻器兩種汽車上常見的可變電阻器n變阻器是一種兩線式的可變電阻器，用來(lái)變阻器是

24、一種兩線式的可變電阻器，用來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載元件（如燈泡）的電流大小。電調(diào)節(jié)負(fù)載元件（如燈泡）的電流大小。電阻器的一頭為固定端，另一頭則連接到滑阻器的一頭為固定端，另一頭則連接到滑動(dòng)臂觸點(diǎn)處。汽車儀表板上的調(diào)光器開關(guān)動(dòng)臂觸點(diǎn)處。汽車儀表板上的調(diào)光器開關(guān)便是變阻器的應(yīng)用實(shí)例。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)光鈕時(shí)，便是變阻器的應(yīng)用實(shí)例。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)光鈕時(shí)，滑動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻值跟著變化，使燈泡亮滑動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻值跟著變化，使燈泡亮度改變。度改變。n電位計(jì)則是一個(gè)三線式的可變電阻器，其作用電位計(jì)則是一個(gè)三線式的可變電阻器，其作用如分壓電路。當(dāng)滑動(dòng)觸點(diǎn)改變位置時(shí)，輸出的如分壓電路。當(dāng)滑動(dòng)觸點(diǎn)改變位置時(shí)，輸出的電壓值亦隨之呈連續(xù)比例性變化。

25、安裝電位計(jì)電壓值亦隨之呈連續(xù)比例性變化。安裝電位計(jì)時(shí)，將電阻器一頭接到電源端，另一頭連接搭時(shí)，將電阻器一頭接到電源端，另一頭連接搭鐵端，第三條線則接到滑動(dòng)臂。當(dāng)滑動(dòng)臂在電鐵端，第三條線則接到滑動(dòng)臂。當(dāng)滑動(dòng)臂在電阻器上移動(dòng)時(shí)，使可感測(cè)出電壓降的變化。阻器上移動(dòng)時(shí)，使可感測(cè)出電壓降的變化。n由于電流所流經(jīng)的電阻大小一直保持在固定值，由于電流所流經(jīng)的電阻大小一直保持在固定值，因此電位計(jì)所測(cè)得的總電壓降非常穩(wěn)定。這也因此電位計(jì)所測(cè)得的總電壓降非常穩(wěn)定。這也是電位計(jì)能夠成為現(xiàn)今汽車電腦所常用的輸入是電位計(jì)能夠成為現(xiàn)今汽車電腦所常用的輸入傳感器的原因。傳感器的原因。n汽車上常用的特殊電阻器為熱敏電阻，它汽

26、車上常用的特殊電阻器為熱敏電阻，它是一種電阻值隨溫度改變而變化的電子元是一種電阻值隨溫度改變而變化的電子元件，分為正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種，件，分為正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種，多用在溫度傳感器上。多用在溫度傳感器上。n圖圖1-8 各種電阻器各種電阻器n利用先進(jìn)的制造技術(shù)，如真空蒸著法、濺利用先進(jìn)的制造技術(shù)，如真空蒸著法、濺射法，將導(dǎo)電物質(zhì)或半導(dǎo)體物質(zhì)于高真空射法，將導(dǎo)電物質(zhì)或半導(dǎo)體物質(zhì)于高真空中蒸發(fā)，噴涂在陶瓷棒表面形成很薄的金中蒸發(fā)，噴涂在陶瓷棒表面形成很薄的金屬薄膜，再覆以塑膠保護(hù)絕緣就可制成同屬薄膜，再覆以塑膠保護(hù)絕緣就可制成同軸圓筒形金屬膜電阻器，如圖軸圓筒形金屬膜電阻器，如圖1-9

27、所示。所示。n圖圖1-9 炭膜、金屬膜同軸圓筒型電阻構(gòu)造炭膜、金屬膜同軸圓筒型電阻構(gòu)造n目前，隨著電子產(chǎn)品輕量化需求的增加，目前，隨著電子產(chǎn)品輕量化需求的增加，除了傳統(tǒng)的圓筒形電阻器之外，芯片電除了傳統(tǒng)的圓筒形電阻器之外，芯片電阻、網(wǎng)絡(luò)狀的集成電阻器也越來(lái)越多。阻、網(wǎng)絡(luò)狀的集成電阻器也越來(lái)越多。厚膜式產(chǎn)品已漸漸取代傳統(tǒng)導(dǎo)線型產(chǎn)品，厚膜式產(chǎn)品已漸漸取代傳統(tǒng)導(dǎo)線型產(chǎn)品，如圖如圖1-10所示。所示。n圖圖1-10 厚膜式電阻厚膜式電阻na）外觀）外觀nb）尺寸）尺寸nc）引腳）引腳 n芯片電阻是采用精純氧化鋁結(jié)晶陶瓷基板，芯片電阻是采用精純氧化鋁結(jié)晶陶瓷基板，印上高品質(zhì)的金屬厚膜導(dǎo)體，外層涂以玻印上

28、高品質(zhì)的金屬厚膜導(dǎo)體，外層涂以玻璃釉保護(hù)體制成的。其優(yōu)點(diǎn)為：小型化，璃釉保護(hù)體制成的。其優(yōu)點(diǎn)為：小型化，適于高精密度的小型基板、高穩(wěn)定性、低適于高精密度的小型基板、高穩(wěn)定性、低裝配費(fèi)，并且可用在自動(dòng)表面貼片生產(chǎn)線裝配費(fèi)，并且可用在自動(dòng)表面貼片生產(chǎn)線上。上。n網(wǎng)絡(luò)電阻是精選穩(wěn)定性佳的厚膜電阻材料，網(wǎng)絡(luò)電阻是精選穩(wěn)定性佳的厚膜電阻材料，將它先印刷在陶瓷基板上，然后燒制，再將它先印刷在陶瓷基板上，然后燒制，再用高速激光切割，加上引線后涂裝制成的。用高速激光切割，加上引線后涂裝制成的。其特點(diǎn)為：高密集包裝、適于印刷電路板、其特點(diǎn)為：高密集包裝、適于印刷電路板、價(jià)廉、穩(wěn)定性高等。價(jià)廉、穩(wěn)定性高等。1.2

29、.4 電功率電功率n電功率是指電在單位時(shí)間內(nèi)做功的能力。電功率是指電在單位時(shí)間內(nèi)做功的能力。常用的單位為瓦特（常用的單位為瓦特（Watt），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱W，1W定義為每一秒鐘可產(chǎn)生定義為每一秒鐘可產(chǎn)生1焦耳（焦耳（Joule）功的電力。功的電力。1W等于等于1000mW。電功率。電功率以符號(hào)以符號(hào)P代表。代表。n電路中的電功率值可以由電壓乘上電流得電路中的電功率值可以由電壓乘上電流得出，即出，即P =VI。若代入歐姆定律，則。若代入歐姆定律，則 P =I2R =V2 / R1.3 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路串聯(lián)電路與并聯(lián)電路1.3.1 串聯(lián)電路串聯(lián)電路1.3.2 并聯(lián)電路并聯(lián)電路1.3.3 混合電路混

30、合電路n將電源、負(fù)載以導(dǎo)線連接起來(lái)，就構(gòu)成將電源、負(fù)載以導(dǎo)線連接起來(lái)，就構(gòu)成一個(gè)電路。此負(fù)載也就是一個(gè)消耗或轉(zhuǎn)一個(gè)電路。此負(fù)載也就是一個(gè)消耗或轉(zhuǎn)換電能的電子元件，例如：電阻、線圈換電能的電子元件，例如：電阻、線圈等。電流從電壓源正極流出后，流經(jīng)負(fù)等。電流從電壓源正極流出后，流經(jīng)負(fù)載并回到電壓源的負(fù)極，而完成一個(gè)回載并回到電壓源的負(fù)極，而完成一個(gè)回路，如圖路，如圖1-11所示。所示。n圖圖1-11 簡(jiǎn)單的完整電路簡(jiǎn)單的完整電路n在汽車電子學(xué)中常常會(huì)遇見幾個(gè)與電路有在汽車電子學(xué)中常常會(huì)遇見幾個(gè)與電路有關(guān)的名詞：斷路、短路與搭鐵?，F(xiàn)以回路關(guān)的名詞：斷路、短路與搭鐵?，F(xiàn)以回路的觀念進(jìn)行解釋：的觀念進(jìn)行

31、解釋：（1）斷路：在一完整電路中，任何一處出現(xiàn)）斷路：在一完整電路中，任何一處出現(xiàn)電壓源負(fù)載中斷，使電流無(wú)法流回電源負(fù)極，電壓源負(fù)載中斷，使電流無(wú)法流回電源負(fù)極，稱為斷路，也有稱為開路的。發(fā)生斷路現(xiàn)象稱為斷路，也有稱為開路的。發(fā)生斷路現(xiàn)象會(huì)使電路無(wú)法開關(guān)工作。會(huì)使電路無(wú)法開關(guān)工作。（2）短路：電流原來(lái)應(yīng)流過(guò)整個(gè)負(fù)載及導(dǎo)）短路：電流原來(lái)應(yīng)流過(guò)整個(gè)負(fù)載及導(dǎo)線而完成回路，卻因?qū)Ь€或負(fù)載的絕緣損線而完成回路，卻因?qū)Ь€或負(fù)載的絕緣損壞使電流流經(jīng)的路線縮短后再回到電源負(fù)壞使電流流經(jīng)的路線縮短后再回到電源負(fù)極，此現(xiàn)象稱作短路，如圖極，此現(xiàn)象稱作短路，如圖1-12所示。短所示。短路是否會(huì)影響負(fù)載的工作，需視短

32、路所發(fā)路是否會(huì)影響負(fù)載的工作，需視短路所發(fā)生的位置而定。生的位置而定。n圖圖1-12 短路現(xiàn)象短路現(xiàn)象（3）搭鐵：搭鐵現(xiàn)象也可以算是短路的一種。）搭鐵：搭鐵現(xiàn)象也可以算是短路的一種。當(dāng)電流因線路絕緣破損而不流經(jīng)原來(lái)電路或負(fù)當(dāng)電流因線路絕緣破損而不流經(jīng)原來(lái)電路或負(fù)載，直接流到車身搭鐵并回到電源負(fù)極的現(xiàn)象載，直接流到車身搭鐵并回到電源負(fù)極的現(xiàn)象稱作搭鐵。搭鐵發(fā)生點(diǎn)以后的原電路就不再有稱作搭鐵。搭鐵發(fā)生點(diǎn)以后的原電路就不再有電流流過(guò)。如圖電流流過(guò)。如圖1-13所示，搭鐵出現(xiàn)的位置所示，搭鐵出現(xiàn)的位置不同，其所產(chǎn)生的作用結(jié)果亦不同。不同，其所產(chǎn)生的作用結(jié)果亦不同。n圖圖1-13 搭鐵現(xiàn)象搭鐵現(xiàn)象n電路

33、依照其連接方式的不同，可分成：電路依照其連接方式的不同，可分成：串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、混聯(lián)電路（串并串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、混聯(lián)電路（串并聯(lián)電路）。聯(lián)電路）。1.3.1 串聯(lián)電路串聯(lián)電路n在講述串聯(lián)電路之前，先來(lái)看看什么叫做串聯(lián)。在講述串聯(lián)電路之前，先來(lái)看看什么叫做串聯(lián)。串聯(lián)與并聯(lián)有何不同？我們利用圖串聯(lián)與并聯(lián)有何不同？我們利用圖1-14中小朋中小朋友的牽手方式來(lái)做說(shuō)明。友的牽手方式來(lái)做說(shuō)明。A、B、C三位小朋友三位小朋友一字排開，手牽手，小朋友一字排開，手牽手，小朋友A的左手連接小朋友的左手連接小朋友B的右手，小朋友的右手，小朋友B的左手則連接小朋友的左手則連接小朋友C的右的右手，假設(shè)電子從小朋友

34、手，假設(shè)電子從小朋友A右手端進(jìn)入，則電子會(huì)右手端進(jìn)入，則電子會(huì)根據(jù)前述的順序經(jīng)過(guò)每個(gè)小朋友，最后從小朋根據(jù)前述的順序經(jīng)過(guò)每個(gè)小朋友，最后從小朋友友C左手流出。每位小朋友的右手都是電子的進(jìn)左手流出。每位小朋友的右手都是電子的進(jìn)入端，而左手則都是流出端，如此將不同狀態(tài)入端，而左手則都是流出端，如此將不同狀態(tài)的端點(diǎn)連接在一起的接法即稱作串聯(lián)。的端點(diǎn)連接在一起的接法即稱作串聯(lián)。n圖圖1-14 串聯(lián)的示意串聯(lián)的示意n以上述觀念來(lái)看圖以上述觀念來(lái)看圖1-15電路中的電路中的3個(gè)電感，個(gè)電感，便可以清楚地了解其串聯(lián)的關(guān)系。便可以清楚地了解其串聯(lián)的關(guān)系。n同樣地，在圖同樣地，在圖1-16中，共有中，共有3個(gè)電

35、阻：個(gè)電阻：R1、R2及及R3，但其中卻只有，但其中卻只有R1與與R2為串聯(lián)關(guān)系。為串聯(lián)關(guān)系。n串聯(lián)電路可以說(shuō)是最簡(jiǎn)單的電路形式，電路中串聯(lián)電路可以說(shuō)是最簡(jiǎn)單的電路形式，電路中流過(guò)所有負(fù)載元件的電流的大小均相等，如圖流過(guò)所有負(fù)載元件的電流的大小均相等，如圖1-17所示。所示。n串聯(lián)電路具有下列特性：串聯(lián)電路具有下列特性：（1）串聯(lián)電路中，不論電壓源或電阻如何變）串聯(lián)電路中，不論電壓源或電阻如何變化，流經(jīng)各個(gè)負(fù)載的電流均相同?；鹘?jīng)各個(gè)負(fù)載的電流均相同。（2）串聯(lián)電路中，如有任何一個(gè)負(fù)載斷路，）串聯(lián)電路中，如有任何一個(gè)負(fù)載斷路，則整個(gè)電路便不再有電流流過(guò)，所有負(fù)載的則整個(gè)電路便不再有電流流過(guò)，

36、所有負(fù)載的電流皆等于零。電流皆等于零。（3）串聯(lián)電路負(fù)載連接越多，電路的電阻也）串聯(lián)電路負(fù)載連接越多，電路的電阻也越大，電阻串聯(lián)后的等效電阻等于各個(gè)電阻越大，電阻串聯(lián)后的等效電阻等于各個(gè)電阻的總和，如圖的總和，如圖 1-17c）所示。）所示。n串聯(lián)電路的電流、電阻及電壓關(guān)系分別如下：串聯(lián)電路的電流、電阻及電壓關(guān)系分別如下：n如圖如圖 1-18所示，電源電壓為所示，電源電壓為 V，電路中分別串，電路中分別串聯(lián)聯(lián) R1、R2及及R3電阻，電阻， V1、V2及及V3分別為分別為3個(gè)電個(gè)電阻的電壓降，而阻的電壓降，而 I1、I2、I3則分別為流經(jīng)則分別為流經(jīng)3個(gè)電個(gè)電阻上的電流值。阻上的電流值。n總電

37、流總電流 I =I1 =I2 =I3 =n總電阻總電阻 R =R1+R2+R3+n總電壓總電壓 V =V1+V2+V3+ =I1R1+I2R2+I3R3+ =IRn圖圖1-18 串聯(lián)電路的計(jì)算串聯(lián)電路的計(jì)算1.3.2 并聯(lián)電路并聯(lián)電路n在了解了串聯(lián)的定義之后，我們?cè)龠M(jìn)一步了在了解了串聯(lián)的定義之后，我們?cè)龠M(jìn)一步了解并聯(lián)。串聯(lián)是將不同狀態(tài)的端點(diǎn)（如左或解并聯(lián)。串聯(lián)是將不同狀態(tài)的端點(diǎn)（如左或右、右、in或或out）彼此連接在一起，如圖）彼此連接在一起，如圖1-14所示的小朋友們。而將狀態(tài)相同的端點(diǎn)連接所示的小朋友們。而將狀態(tài)相同的端點(diǎn)連接在一起的接法，稱為并聯(lián)，如圖在一起的接法，稱為并聯(lián)，如圖1-1

38、9所示。所示。并聯(lián)的電路電流流入之后，便流向各個(gè)分路，并聯(lián)的電路電流流入之后，便流向各個(gè)分路，然后再匯集流出。然后再匯集流出。n圖圖1-19 并聯(lián)的示意并聯(lián)的示意n以上述觀念來(lái)看圖以上述觀念來(lái)看圖1-20的的3個(gè)電感器，便個(gè)電感器，便可輕易分辨其并聯(lián)的關(guān)系。再看圖可輕易分辨其并聯(lián)的關(guān)系。再看圖1-21的的串并聯(lián)電路，其中有串并聯(lián)電路，其中有4個(gè)電阻：個(gè)電阻： R1、R2、R3及及R4，其中，其中R1與與R4為串聯(lián)，為串聯(lián)， R2與與R3為為串聯(lián)，然后兩組電阻再發(fā)生并聯(lián)關(guān)系，如串聯(lián)，然后兩組電阻再發(fā)生并聯(lián)關(guān)系，如圖圖1-21b）所示的等效電路。）所示的等效電路。n圖圖1-20 并聯(lián)的電感器并聯(lián)的

39、電感器n圖圖1-21 串并聯(lián)電路電阻間的關(guān)系串并聯(lián)電路電阻間的關(guān)系n在并聯(lián)電路中，所有分路上的負(fù)載元件都具在并聯(lián)電路中，所有分路上的負(fù)載元件都具有相同的端點(diǎn)電壓，但電流大小則視負(fù)載電有相同的端點(diǎn)電壓，但電流大小則視負(fù)載電阻大小而不相同，如圖阻大小而不相同，如圖1-22所示。所示。n并聯(lián)電路具有下列特性：并聯(lián)電路具有下列特性：（1）并聯(lián)電路中，不論負(fù)載大小，各個(gè)負(fù)載兩端）并聯(lián)電路中，不論負(fù)載大小，各個(gè)負(fù)載兩端的電壓都相等。的電壓都相等。（2）并聯(lián)電路中，任一分路負(fù)載斷路，并不會(huì)影）并聯(lián)電路中，任一分路負(fù)載斷路，并不會(huì)影響其他負(fù)載上原本流過(guò)的電流。響其他負(fù)載上原本流過(guò)的電流。（3）并聯(lián)電路負(fù)載連接

40、越多，對(duì)總電流而言，其流）并聯(lián)電路負(fù)載連接越多，對(duì)總電流而言，其流通的面積將增大，因此，當(dāng)并聯(lián)越多負(fù)載時(shí)，其總通的面積將增大，因此，當(dāng)并聯(lián)越多負(fù)載時(shí)，其總電阻將越小，電路電流越大。并聯(lián)后的總電阻為各電阻將越小，電路電流越大。并聯(lián)后的總電阻為各負(fù)載電阻倒數(shù)和的倒數(shù)，即負(fù)載電阻倒數(shù)和的倒數(shù)，即（4）并聯(lián)電路中，各分路的電流視其電阻大小而定：）并聯(lián)電路中，各分路的電流視其電阻大小而定：電阻越小，流過(guò)電流越大；反之，電阻越大，則流電阻越小，流過(guò)電流越大；反之，電阻越大，則流過(guò)電流越小。電阻大到無(wú)限大（過(guò)電流越小。電阻大到無(wú)限大（）即視同斷路；）即視同斷路；電阻小到零時(shí)則視同短路。電阻小到零時(shí)則視同短路

41、。n并聯(lián)電路的電流、電阻及電壓關(guān)系分別如下：并聯(lián)電路的電流、電阻及電壓關(guān)系分別如下：n如圖如圖1-23所示，設(shè)電源電壓為所示，設(shè)電源電壓為V，電路中分別并，電路中分別并聯(lián)聯(lián) R1、R2及及R3電阻，電阻， I 為總電流，為總電流， I1、I2、I3分別為流經(jīng)分別為流經(jīng) R1、R2、R3的電流，的電流， V1、V2及及V3則則分別為分別為3個(gè)電阻的電壓降。個(gè)電阻的電壓降。n圖圖1-23 并聯(lián)電路的計(jì)算并聯(lián)電路的計(jì)算n在并聯(lián)電路中，如果每個(gè)分路負(fù)載電阻都在并聯(lián)電路中，如果每個(gè)分路負(fù)載電阻都相同，如圖相同，如圖1-24所示，則可利用下列公所示，則可利用下列公式算出總電阻：式算出總電阻：n式中：式中：

42、Rb分路上的負(fù)載電阻值；分路上的負(fù)載電阻值； N 分路數(shù)目。分路數(shù)目。n圖圖1-24 相同分路負(fù)載的電阻計(jì)算相同分路負(fù)載的電阻計(jì)算n若并聯(lián)電路中只有兩條分路，如圖若并聯(lián)電路中只有兩條分路，如圖1-25所示，則可利用公式計(jì)算出總電阻：所示，則可利用公式計(jì)算出總電阻：n圖圖1-25 兩分路電阻的簡(jiǎn)易算法兩分路電阻的簡(jiǎn)易算法1.3.3 混合電路混合電路n混合電路是將串聯(lián)電路與并聯(lián)電路混合而混合電路是將串聯(lián)電路與并聯(lián)電路混合而成，故又稱作串并聯(lián)電路。在混合電路中，成，故又稱作串并聯(lián)電路。在混合電路中，電流會(huì)分別流過(guò)串聯(lián)的負(fù)載元件而同時(shí)又電流會(huì)分別流過(guò)串聯(lián)的負(fù)載元件而同時(shí)又流過(guò)并聯(lián)的負(fù)載組件。圖流過(guò)并聯(lián)

43、的負(fù)載組件。圖1-26所示為兩種所示為兩種基本的混合電路?；镜幕旌想娐?。n圖圖1-26 混合電路混合電路n在圖在圖1-26a）中，欲求其等效電阻，只要先以）中，欲求其等效電阻，只要先以并聯(lián)電路公式算出并聯(lián)電路公式算出 R2和和R3的總電阻后，再和的總電阻后，再和 R1及及R4串聯(lián)即可。而在圖串聯(lián)即可。而在圖1-26b）圖中，等）圖中，等效電阻的算法，則需先將效電阻的算法，則需先將 R1和和R2，R3和和R4分分別相加后，再用并聯(lián)公式計(jì)算。在絕大多數(shù)的別相加后，再用并聯(lián)公式計(jì)算。在絕大多數(shù)的電路中，都不只是單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路，而電路中，都不只是單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路，而是采用較復(fù)雜的連接的形式

44、。盡管如此，我們是采用較復(fù)雜的連接的形式。盡管如此，我們?nèi)孕枰ㄟ^(guò)運(yùn)用各樣定理來(lái)將電路化簡(jiǎn)成等效仍需要通過(guò)運(yùn)用各樣定理來(lái)將電路化簡(jiǎn)成等效電路，并視為串、并聯(lián)電路。電路，并視為串、并聯(lián)電路。1.4 歐姆定律歐姆定律nl827年，時(shí)值年，時(shí)值40歲的德國(guó)物理學(xué)家歐姆在歲的德國(guó)物理學(xué)家歐姆在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流的強(qiáng)度和阻力（電阻）之間實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流的強(qiáng)度和阻力（電阻）之間的關(guān)系而發(fā)表了重要的歐姆定律。為了紀(jì)念的關(guān)系而發(fā)表了重要的歐姆定律。為了紀(jì)念歐姆先生的發(fā)現(xiàn)，后人也將電阻的單位取作歐姆先生的發(fā)現(xiàn)，后人也將電阻的單位取作歐姆。所謂歐姆定律是指電路中的電流大小，歐姆。所謂歐姆定律是指電路中的電流大小，與所加

45、的電壓成正比，而與電路的電阻成反與所加的電壓成正比，而與電路的電阻成反比，其數(shù)學(xué)式為：比，其數(shù)學(xué)式為：n若以文字來(lái)描述歐姆定律，則可以說(shuō)：以若以文字來(lái)描述歐姆定律，則可以說(shuō)：以1伏特的電壓將伏特的電壓將1安培的電流推動(dòng)而通過(guò)安培的電流推動(dòng)而通過(guò)1歐姆的電阻。在公式中，符號(hào)歐姆的電阻。在公式中，符號(hào) I代表流過(guò)代表流過(guò)整個(gè)電路的電流，單位為安培（整個(gè)電路的電流，單位為安培（A）；）； V表示加在電阻（負(fù)載）兩端的電壓或電位表示加在電阻（負(fù)載）兩端的電壓或電位差，單位為伏特（差，單位為伏特（V）；）； R代表電路中的代表電路中的電阻，單位為歐姆（電阻，單位為歐姆（）。）。 n歐姆定律是電子學(xué)最基本

46、的定律，它說(shuō)明歐姆定律是電子學(xué)最基本的定律，它說(shuō)明V 了電路中電流與電阻之間的反比關(guān)系。了電路中電流與電阻之間的反比關(guān)系。以圖以圖 1-27為例，當(dāng)電壓固定不變時(shí)，則為例，當(dāng)電壓固定不變時(shí)，則電路的電阻越大，其所流過(guò)的電流就越小；電路的電阻越大，其所流過(guò)的電流就越小；而當(dāng)電阻值固定不變時(shí)，電路的電壓越大，而當(dāng)電阻值固定不變時(shí)，電路的電壓越大，則電流也越大。則電流也越大。n圖圖1-27 電阻電路電阻電路n在圖在圖 1-28中，兩電路同為中，兩電路同為 12V系統(tǒng)，燈系統(tǒng)，燈泡都是泡都是3，在圖，在圖 1-28a）中，流過(guò)燈泡的）中，流過(guò)燈泡的電流為電流為4 A，假如在電路，假如在電路 中加裝一個(gè)

47、中加裝一個(gè)1的的電阻，如圖電阻，如圖 1-28b）所示，則電路總電阻）所示，則電路總電阻值為值為4，電阻值增加了，根據(jù)歐姆定律計(jì)，電阻值增加了，根據(jù)歐姆定律計(jì)算求出，流過(guò)燈泡的電流變成算求出，流過(guò)燈泡的電流變成3A。由于電。由于電阻增加，電流減少，因此燈泡將變得不太阻增加，電流減少，因此燈泡將變得不太亮。亮。n圖圖1-28 歐姆定律的應(yīng)用歐姆定律的應(yīng)用n利用歐姆定律還可以解釋關(guān)于電壓降現(xiàn)象。在加利用歐姆定律還可以解釋關(guān)于電壓降現(xiàn)象。在加裝裝1電阻以前，電源電阻以前，電源12V的電壓完全加在燈泡的電壓完全加在燈泡上，即燈泡兩端的電壓降為上，即燈泡兩端的電壓降為12V，如圖，如圖1-28a）電壓表

48、所示。然而當(dāng)電路中多了電壓表所示。然而當(dāng)電路中多了1電阻之后，電阻之后，燈泡的電壓降降至燈泡的電壓降降至9V，即只有，即只有9V的電壓用以推的電壓用以推動(dòng)燈泡發(fā)光，剩下的動(dòng)燈泡發(fā)光，剩下的3V則被用來(lái)加在則被用來(lái)加在1電阻上電阻上面，如圖面，如圖1-28b）所示。這個(gè)現(xiàn)象可以利用歐姆）所示。這個(gè)現(xiàn)象可以利用歐姆定律獲得證明。當(dāng)電路中的電流值為定律獲得證明。當(dāng)電路中的電流值為4A，而燈，而燈泡電阻為泡電阻為3時(shí)，則電壓降可由電流乘上燈泡電時(shí)，則電壓降可由電流乘上燈泡電阻得到：阻得到： V =IR 即即 V=43=12（V）n但是當(dāng)電路中加入額外的電阻時(shí)，燈泡仍但是當(dāng)電路中加入額外的電阻時(shí)，燈泡仍

49、為為3，電流卻降為，電流卻降為3A。燈泡的電壓降仍。燈泡的電壓降仍可由歐姆定律計(jì)算得到：可由歐姆定律計(jì)算得到： V=IR 即即V=33=9（V） n電路中所加裝額外電阻的電壓降也可以用電路中所加裝額外電阻的電壓降也可以用相同計(jì)算方法得出：相同計(jì)算方法得出： V =IR 即即V=31=3（V）n在兩個(gè)電路實(shí)例中，其總電壓皆相同（同為在兩個(gè)電路實(shí)例中，其總電壓皆相同（同為12V），但是發(fā)生在燈泡上的電壓降卻出現(xiàn)變），但是發(fā)生在燈泡上的電壓降卻出現(xiàn)變化。由于電壓降的減少，燈泡的亮度也因此產(chǎn)化。由于電壓降的減少，燈泡的亮度也因此產(chǎn)生改變。在許多汽車電路實(shí)例中，由于電路出生改變。在許多汽車電路實(shí)例中，由

50、于電路出現(xiàn)了額外不需要的電阻，例如線束芯部分?jǐn)鄵p、現(xiàn)了額外不需要的電阻，例如線束芯部分?jǐn)鄵p、觸點(diǎn)不良等，而使得負(fù)載兩端的電壓降降低，觸點(diǎn)不良等，而使得負(fù)載兩端的電壓降降低，導(dǎo)致出現(xiàn)燈泡不夠亮、電子元件作用不正?；?qū)е鲁霈F(xiàn)燈泡不夠亮、電子元件作用不正常或是電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢等的故障現(xiàn)象。是電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢等的故障現(xiàn)象。n以圖以圖1-29來(lái)說(shuō)明負(fù)載上電壓降的意義。電來(lái)說(shuō)明負(fù)載上電壓降的意義。電路上有兩個(gè)電子元件（負(fù)載）：燈泡與電路上有兩個(gè)電子元件（負(fù)載）：燈泡與電機(jī)。用電壓表量得機(jī)。用電壓表量得 A、B點(diǎn)的電壓值分別為點(diǎn)的電壓值分別為12V和和9V，因此在燈泡兩端的電壓降即為，因此在燈泡兩端的電壓降即為12

51、V-9V=3V，此，此3V也為燈泡的工作電壓。也為燈泡的工作電壓。再以電壓表測(cè)得再以電壓表測(cè)得 C、D點(diǎn)的電壓分別為點(diǎn)的電壓分別為9V和和0V，即電機(jī)的電壓降為，即電機(jī)的電壓降為9V。倘若電路中。倘若電路中各點(diǎn)出現(xiàn)與上述測(cè)得電壓值不符的數(shù)值時(shí)，各點(diǎn)出現(xiàn)與上述測(cè)得電壓值不符的數(shù)值時(shí)，即表示有額外的電阻加入，其結(jié)果將導(dǎo)致即表示有額外的電阻加入，其結(jié)果將導(dǎo)致元件作用不良。元件作用不良。 n圖圖1-29 電壓降的意義電壓降的意義1.5 分壓電路與分流電路分壓電路與分流電路1.5.1 分壓法則分壓法則1.5.2 分壓電路在汽車上的實(shí)例分壓電路在汽車上的實(shí)例1.5.3 分流法則分流法則1.5.1 分壓法則

52、分壓法則n如圖如圖1-30所示，兩個(gè)電阻所示，兩個(gè)電阻R1與與R2為串聯(lián)關(guān)系，為串聯(lián)關(guān)系，兩電阻分用了電源電壓（或交流電壓）。通過(guò)任兩電阻分用了電源電壓（或交流電壓）。通過(guò)任意調(diào)節(jié)兩個(gè)電阻的大小，而將一電壓分配為兩電意調(diào)節(jié)兩個(gè)電阻的大小，而將一電壓分配為兩電壓的電路稱為分壓。分壓電路適用于直流與交流壓的電路稱為分壓。分壓電路適用于直流與交流的串聯(lián)電路。設(shè)電路的電壓源電壓值為的串聯(lián)電路。設(shè)電路的電壓源電壓值為V，則由，則由歐姆定律可得到流經(jīng)此電路的總電流為：歐姆定律可得到流經(jīng)此電路的總電流為： 式中：式中： I 總電流（總電流（A）；）； V電源電壓電源電壓（V）；）； Rt總電阻（總電阻（）。

53、）。n圖圖1-30 分壓電路分壓電路n設(shè)電阻設(shè)電阻R1與與R2的兩端端點(diǎn)電壓（電壓降）的兩端端點(diǎn)電壓（電壓降）分別為分別為V1及及V2，則，則V1與與V2為：為：n由式可知，電阻由式可知，電阻 R1兩端的端電壓兩端的端電壓V1為電源電為電源電壓的壓的R1/Rt倍；電阻倍；電阻R2的端電壓則為電源電壓的端電壓則為電源電壓的的R2/Rt倍，即串聯(lián)的電阻越大，其所分配到倍，即串聯(lián)的電阻越大，其所分配到的電壓值也越大；反之，則越小。的電壓值也越大；反之，則越小。3個(gè)以上的個(gè)以上的多個(gè)電阻串聯(lián)，其分壓法則也相同：多個(gè)電阻串聯(lián)，其分壓法則也相同：n式中：式中：Vx串聯(lián)電路中任一電阻的電壓降；串聯(lián)電路中任一

54、電阻的電壓降； Rx該電阻的電阻值；該電阻的電阻值； Rt串聯(lián)電路上的總電阻值串聯(lián)電路上的總電阻值 （R1+R2+R3+）；）； V電源電壓。電源電壓。n公式為分壓電路的通式，可適用于多個(gè)串聯(lián)電公式為分壓電路的通式，可適用于多個(gè)串聯(lián)電阻的電壓降或端電壓計(jì)算。阻的電壓降或端電壓計(jì)算。n圖圖1-31為分壓電路中并聯(lián)電阻的影響。在為分壓電路中并聯(lián)電阻的影響。在R2有一并聯(lián)電阻有一并聯(lián)電阻RL，要計(jì)算所分配的端電，要計(jì)算所分配的端電壓值，需要先算出壓值，需要先算出R2與與RL的并聯(lián)電阻，然的并聯(lián)電阻，然后再用分壓公式求出端電壓。后再用分壓公式求出端電壓。n圖圖1-31 分壓電路中并聯(lián)電阻的影響分壓電路

55、中并聯(lián)電阻的影響1.5.2 分壓電路在汽車上的實(shí)例分壓電路在汽車上的實(shí)例1.電子控制模塊（電子控制模塊（ECM）2.溫度傳感器溫度傳感器3.接口與電路接口與電路n在汽車上應(yīng)用最廣泛的感測(cè)元件之一，便在汽車上應(yīng)用最廣泛的感測(cè)元件之一，便是溫度傳感器。溫度傳感器電路用于電子是溫度傳感器。溫度傳感器電路用于電子控制系統(tǒng)中以檢測(cè)各種元件、油液或空氣控制系統(tǒng)中以檢測(cè)各種元件、油液或空氣的溫度，例如：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、電的溫度，例如：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、電子控制變速器和電子儀表等。雖然溫度傳子控制變速器和電子儀表等。雖然溫度傳感器電路分別用在不同的系統(tǒng)中，但是其感器電路分別用在不同的系統(tǒng)中，但是其作用原

56、理卻都相同。作用原理卻都相同。n圖圖1-32 溫度傳感器溫度傳感器1.電子控制模塊（電子控制模塊（ECM）n它包括：它包括：（1）穩(wěn)壓器（）穩(wěn)壓器（VR）：提供穩(wěn)定電壓的電路。）：提供穩(wěn)定電壓的電路。（2）限流電阻）限流電阻R1：為一固定的精密電阻，用于保：為一固定的精密電阻，用于保護(hù)線路避免受到超載的大電流的損壞。護(hù)線路避免受到超載的大電流的損壞。（3）信號(hào)處理器：作用如同電壓表，能夠根據(jù)溫）信號(hào)處理器：作用如同電壓表，能夠根據(jù)溫度傳感器電阻的變化，測(cè)量出度傳感器電阻的變化，測(cè)量出M點(diǎn)的電壓值，并點(diǎn)的電壓值，并傳送到傳送到ECM的的CPU作運(yùn)算用。作運(yùn)算用。2.溫度傳感器溫度傳感器n通常為一

57、負(fù)溫度系數(shù)可變電阻。它的電阻值通常為一負(fù)溫度系數(shù)可變電阻。它的電阻值能根據(jù)所測(cè)得環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生反比關(guān)能根據(jù)所測(cè)得環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生反比關(guān)系的改變。即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值會(huì)變??；系的改變。即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值會(huì)變??；反之，溫度降低時(shí)，電阻值會(huì)增加。反之，溫度降低時(shí)，電阻值會(huì)增加。3.接口與電路接口與電路n溫度傳感器電路屬于典型的分壓電路，如溫度傳感器電路屬于典型的分壓電路，如圖圖 1-33所示。所示。n在這個(gè)分壓電路里，限流電阻在這個(gè)分壓電路里，限流電阻R1與溫度傳感器（可與溫度傳感器（可變電阻變電阻R2）為串聯(lián)關(guān)系。從圖中可以看出，）為串聯(lián)關(guān)系。從圖中可以看出，R2會(huì)產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生一電壓降

58、，并且此電壓降會(huì)根據(jù)其在總電阻生一電壓降，并且此電壓降會(huì)根據(jù)其在總電阻（R1+R2）值中所占的比例而定。由分壓公式可以）值中所占的比例而定。由分壓公式可以輕易地導(dǎo)出溫度傳感器的分壓電路公式如下：輕易地導(dǎo)出溫度傳感器的分壓電路公式如下：n式中：式中：VM M點(diǎn)處的電壓，即檢測(cè)所得的電壓點(diǎn)處的電壓，即檢測(cè)所得的電壓 ; Rt總電阻值（總電阻值（R1+R2）; R2溫度傳感器電阻；溫度傳感器電阻； VR 穩(wěn)壓器供應(yīng)的參考電壓（穩(wěn)壓器供應(yīng)的參考電壓（5V）。）。n如圖如圖1-34所示，當(dāng)溫度傳感器電阻為所示，當(dāng)溫度傳感器電阻為10時(shí)，時(shí)，則則ECM內(nèi)的電壓表所檢測(cè)到的電壓值為：內(nèi)的電壓表所檢測(cè)到的電壓

59、值為：n圖圖1-34 溫度傳感器電路的作用溫度傳感器電路的作用n現(xiàn)在，讓我們來(lái)看看當(dāng)溫度出現(xiàn)變化時(shí)，現(xiàn)在，讓我們來(lái)看看當(dāng)溫度出現(xiàn)變化時(shí)，ECM內(nèi)部所檢測(cè)到的變化情形如何：內(nèi)部所檢測(cè)到的變化情形如何：（1）如圖）如圖1-35所示，當(dāng)溫度為低時(shí)，設(shè)溫度傳所示，當(dāng)溫度為低時(shí)，設(shè)溫度傳感器的電阻值為感器的電阻值為40，則，則ECM內(nèi)將檢測(cè)到電壓內(nèi)將檢測(cè)到電壓值為：值為：n圖圖1-35 溫度低時(shí)溫度低時(shí)（2）如圖）如圖1-36所示，當(dāng)溫度升高時(shí)，設(shè)溫度傳所示，當(dāng)溫度升高時(shí)，設(shè)溫度傳感器的電阻為感器的電阻為1，則，則ECM將檢測(cè)到將檢測(cè)到VM為：為：n圖圖1-36 溫度高時(shí)溫度高時(shí)n溫度傳感器分壓電路在正

60、常作用情形下，當(dāng)溫度傳感器分壓電路在正常作用情形下，當(dāng)感測(cè)到的溫度較高時(shí)，溫度傳感器的電阻變感測(cè)到的溫度較高時(shí)，溫度傳感器的電阻變小，因此，在小，因此，在M點(diǎn)的檢測(cè)電壓降低；反之，點(diǎn)的檢測(cè)電壓降低；反之，當(dāng)溫度降低時(shí)，傳感器電阻增加，使當(dāng)溫度降低時(shí)，傳感器電阻增加，使M點(diǎn)所點(diǎn)所測(cè)得的電壓值升高：測(cè)得的電壓值升高：溫度低溫度低電阻大電阻大VM電壓值高。電壓值高。溫度高溫度高電阻小電阻小VM電壓值低。電壓值低。n控制模塊控制模塊ECM利用利用M點(diǎn)的電壓值大小來(lái)點(diǎn)的電壓值大小來(lái)作為輸入信號(hào)，以決定系統(tǒng)應(yīng)如何改變。作為輸入信號(hào)，以決定系統(tǒng)應(yīng)如何改變。此電路能產(chǎn)生一個(gè)模擬電壓信號(hào)，范圍此電路能產(chǎn)生一個(gè)模