汽車電工電子基礎(chǔ)第一章

1、汽 車 電 工 電 子 基 礎(chǔ) 單元小結(jié) 一、安全用電常識(shí) 二、直流電路的基本概念 四、復(fù)雜電路 五、電容器 三、簡(jiǎn)單電路第一章 直流電路一、安全用電常識(shí)一、安全用電常識(shí)1.觸電對(duì)人體的傷害2.安全用電措施3.安全用電常識(shí)1.觸電對(duì)人體的傷害 觸電是指電流通過人體時(shí)對(duì)人體所造成的傷害。電流對(duì)人體的傷害有：電傷、電擊。 電傷是指電流對(duì)人體外部造成的傷害； 電擊是指電流通過人體內(nèi)部，對(duì)人體內(nèi)部器官造成傷害。小提示 一般情況下人體的電阻大約為800歐到幾萬歐不等，從安全角度出發(fā)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和事故分析結(jié)果表明：5060Hz的工頻交流電流對(duì)人體的傷害最嚴(yán)重，40V以上的電壓就是危險(xiǎn)電壓。2.安全用電措施（

2、1）合理選擇、正確使用專用電氣工具、裝置。（2）定期檢查電氣設(shè)備和線路（絕緣情況）。（3）正確安裝電氣設(shè)備，合理選用各種電路保護(hù)裝置。想一想 在我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫暮芏嗉矣秒娖鞯碾娫床孱^為何都用三角插頭？請(qǐng)說說理由？3.安全用電常識(shí)（1）檢修電氣設(shè)備或更換熔斷絲時(shí)，應(yīng)先切斷電源。（2）任何情況下都不能用手來鑒定導(dǎo)體是否帶電。（3）使用各種電氣設(shè)備，應(yīng)該嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，采用相應(yīng)的安全措施。（4）防止絕緣體破損或受潮，不得在電線上掛物件。（5）發(fā)生電線、電氣火災(zāi)時(shí)，應(yīng)迅速切斷電源。在帶電狀態(tài)下，不能用水或泡沫滅火器進(jìn)行滅火；可以使用沙子或二氧化碳滅火器滅火。（6）若有人觸電時(shí)，要立即切斷電源

3、，或者使用干燥的絕緣棒使觸電者脫離電源，然后進(jìn)行人工呼吸，不得打強(qiáng)心針。第一節(jié) 直流電路的基本概念 電路和電路圖 電路的基本物理量 電路的三種狀態(tài)一、電路和電路圖一、電路和電路圖1 1、電路、電路定義：電流流過的路徑復(fù)雜電路呈網(wǎng)狀，電路又稱網(wǎng)絡(luò)電路由哪幾部分構(gòu)成？ 電源 負(fù)載 中間環(huán)節(jié) 電源給電路提供電能或信號(hào)的器件干電池干電池電腦電源電腦電源 負(fù)載電路中吸收電能或輸出信號(hào)的器件電燈泡電燈泡電阻電阻 中間環(huán)節(jié)由起引導(dǎo)和控制或測(cè)量作用的器件構(gòu)成導(dǎo)線導(dǎo)線開關(guān)開關(guān)電路的作用1.實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換2.實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理2 2、電路圖、電路圖 電原理圖簡(jiǎn)稱電路圖，是指將實(shí)際電路中的各器件用規(guī)定的圖形

4、符號(hào)表示之后所畫出的圖。最簡(jiǎn)單的電路圖汽車單線制（負(fù)極搭鐵）二、電路的基本物理量1 1、電流、電流 定義：電流是電荷定向移動(dòng)形成的 用符號(hào)I或i表示，單位A（安培） 正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?電流方向與負(fù)電荷方向相反電流分為直流電流和交流電流直流電流：大小方向都不變電流大?。篞是在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量。交流電流：方向隨時(shí)間變化電流的參考方向 我們規(guī)定電流的實(shí)際方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動(dòng)的方向，我們規(guī)定電流的實(shí)際方向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動(dòng)的方向，但在電路分析中，往往并不能預(yù)先知道電流的實(shí)際方但在電路分析中，往往并不能預(yù)先知道電流的實(shí)際方向或電流的實(shí)際方向不斷的發(fā)生變化向或電流的實(shí)際方向不斷的發(fā)生變化(如交

5、流電路中如交流電路中的電流的電流)，因此很難在電路中標(biāo)明電流的實(shí)際方向。，因此很難在電路中標(biāo)明電流的實(shí)際方向。為此，在電路中引入人為假定的電流方向，稱之為電為此，在電路中引入人為假定的電流方向，稱之為電流的流的“參考方向參考方向”。如圖如圖1-4所示，在分析計(jì)算電路之前，任意選擇支路電流的所示，在分析計(jì)算電路之前，任意選擇支路電流的參考方向參考方向(圖中以圖中以實(shí)線箭頭實(shí)線箭頭表示表示)。通過計(jì)算，如果所得的電。通過計(jì)算，如果所得的電流正值流正值(I I0)，說明，說明電流實(shí)際方向與參考方向一致電流實(shí)際方向與參考方向一致；若為負(fù)；若為負(fù)值值(I I0)，則，則電流實(shí)際方向與參考方向相反電流實(shí)際

6、方向與參考方向相反。引入電流參考。引入電流參考方向后，根據(jù)電流的正負(fù)，便可以確定其實(shí)際方向方向后，根據(jù)電流的正負(fù)，便可以確定其實(shí)際方向(圖中以圖中以虛線箭頭表示虛線箭頭表示)。圖圖1-4 電流的參考方向與實(shí)際方向電流的參考方向與實(shí)際方向 （a）I I0時(shí)時(shí) （b）I I0 0時(shí)時(shí)2 2、電壓、電壓 定義:電荷在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)需要電場(chǎng)力的作用。 用符號(hào)U或u表示，單位V（伏特） 若電荷q在電場(chǎng)力作用下沿著導(dǎo)體從a點(diǎn)移到 b點(diǎn)時(shí)所需要的電能為 ，則a點(diǎn)到b點(diǎn)的電壓 為abWqWUabababU電壓的參考方向電壓的實(shí)際方向:從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，即電壓降的方向。與電流一樣，為方便電路分析，需選定一個(gè)電

7、壓的參考方向。設(shè)定參考方向后，若計(jì)算所得電壓為正值（U0），則實(shí)際方向與電壓的參考方向一致；若電壓為負(fù)值（U0），則電壓的實(shí)際方向與電壓的參考方向相反。在選定的電壓參考方向下，根據(jù)電壓值的正負(fù)，就可以確定電壓的實(shí)際方向。電壓參考方向可用箭頭來表示，如圖1-5(a)所示；或用極性符號(hào)來表示，“+”表示高電位，“-”表示低電位，如圖1-5(b)所示；也可用雙下標(biāo)表示， 表示“ a ”為高電位，“ b ”為低電位，如圖1-5(c)所示。 圖圖1-5 電壓的參考方向電壓的參考方向 （a）用箭頭表示（）用箭頭表示（b）用極性符號(hào)表示（）用極性符號(hào)表示（c）用雙下標(biāo)表示）用雙下標(biāo)表示abu關(guān)聯(lián)參考方向和非

8、關(guān)聯(lián)參考方向 一段電路或一個(gè)元件上的電壓參考方向和電流參考方向可以分別獨(dú)立地加以任意指定。當(dāng)電流、電壓的參考方向選得一致時(shí)，稱之為關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-6(a)中的U和I，反之稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-6(b)中的U和I。 一般來說，對(duì)負(fù)載采用關(guān)聯(lián)參考方向，電源采用非關(guān)聯(lián)參考方向。 圖圖1-6 關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向 （a）關(guān)聯(lián)參考方向）關(guān)聯(lián)參考方向 （b）非關(guān)聯(lián)參考方向）非關(guān)聯(lián)參考方向3 3、電位、電位 關(guān)鍵：參考點(diǎn)，用符號(hào)V表示，單位V（伏特）（1）參考點(diǎn)的電位為零，所以參考點(diǎn)又稱零 電位點(diǎn)Vo=0V（2）某一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓 Va=Uao

9、（3）兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位的差，電壓又稱電壓差 Uab=Va-Vb（4）電位具有相對(duì)性 電位因?yàn)閰⒖键c(diǎn)的不同而有所改變（5）電位差（電壓）具有絕對(duì)性 電位差不因參考點(diǎn)的不同而改變（6）Uab=-Uba Uab0，則VaVb；Uab0，則Va0(p0)時(shí)，吸收（接受、消耗）功率 P0(p0)時(shí)，釋放（發(fā)出、產(chǎn)生）功率（4）額定電流 最大允許通過的電流，用IN表示 額定電壓 能夠承受的最大電壓，用UN表示 額定功率 額定電流和額定電壓的乘積，用PN表示 PN=UN*IN（5）單位換算 汽車中的功率單位PS（馬力） 1PS=735W 1kW*h=3.6*106J（俗稱度）電路的功率平衡 一個(gè)

10、電路中，每一瞬間，吸收電能的各元件功率的總和等于發(fā)出電能的各元件功率的總和?；蛘哒f，所有元件吸收的功率總和為零，符合能量守恒定律。P吸=P放小明家有一臺(tái)額定功率為1200W的熱水器，若每天打開4h，每度電的電費(fèi)為0.50元，一個(gè)月（30天）需要多少電費(fèi)？例 題三、電路的三種狀態(tài)1 1、通路、通路 定義：電源與負(fù)載構(gòu)成了閉合回路，電流從電源出發(fā)，經(jīng)過負(fù)載后回到電源的狀態(tài)。 分為三種情況（1）輕載：負(fù)載低于額定功率下的工作狀態(tài)（2）滿載：負(fù)載在額定功率下的工作狀態(tài)（3）過載：負(fù)載在高于額定功率下的工作狀態(tài)又稱超載 輕載沒有充分利用負(fù)載設(shè)備，過載容易燒壞電氣設(shè)備，前者尚可使用，后者一般不允許長(zhǎng)時(shí)間出

11、現(xiàn)2 2、斷路、斷路 定義：斷路又稱開路，是指電源與負(fù)載沒有接成閉合通路，電路中沒有電流的狀態(tài)分為： （1）控制性斷路 人們根據(jù)需要利用開關(guān)將處于通路狀態(tài)的電路斷開； （2）故障性斷路 突發(fā)性、意想不到的斷路狀態(tài)生活中最常見的斷路:關(guān)閉開關(guān)（控制性斷路）接觸不良（故障性斷路）3 3、短路、短路 定義：電流從電源出發(fā)，不經(jīng)負(fù)載而經(jīng)導(dǎo)體直接回到電源 發(fā)生短路時(shí)電路中的電阻近似為零，因此電路中的短路電流比負(fù)載正常工作時(shí)的電流大幾十或幾百倍。這樣大的短路電流通過電路將產(chǎn)生大量的熱，使導(dǎo)線溫度迅速升高，不僅損壞導(dǎo)線、電源和其他電器設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)。所以，一般電路上都要加短路保護(hù)裝置(熔斷器）以避

12、免發(fā)生短路。汽車中的短路 原因：導(dǎo)線絕緣損壞，裸銅導(dǎo)體直接與車體的金屬部分想碰，容易造成短路故障，又稱接地短路故障（俗稱搭鐵短路故障） 避免：汽車電路中一方面加裝短路保護(hù)裝置，另一方面對(duì)連接導(dǎo)線的絕緣提出較高要求。第二節(jié) 簡(jiǎn)單電路l 電阻l 歐姆定律l 電流的熱效應(yīng)焦耳定律l 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路1 1、電阻、電阻 定義：物體對(duì)電流的阻礙作用的大小 用字母R或r表示，單位（歐姆） 電阻的倒數(shù)：電導(dǎo)，用字母G表示，G= 單位：S（西門子） 電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度以及導(dǎo)體橫截面積，還有環(huán)境溫度有關(guān)一、電阻一、電阻R1電阻的計(jì)算公式:L導(dǎo)體的長(zhǎng)度，mS導(dǎo)體的橫截面面積，放映導(dǎo)體材料性質(zhì)的

13、物理量，*mR導(dǎo)體的電阻，電阻溫度系數(shù): 定義：反映電阻與溫度的關(guān)系 用表示，單位-1溫度升高1時(shí)電阻所產(chǎn)生的變化量與原電阻的比值。 =)(12212ttRRRl部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律l全電路歐姆定律全電路歐姆定律二、歐姆定律二、歐姆定律1 1、部分電路歐姆定律、部分電路歐姆定律 定義：在部分電路中，電路中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比RUI關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向：IRURUI或RIURUI或 一標(biāo)有220V/60W的電燈泡，接在110V的電源上，消耗的功率為多少？會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？例例 題題想一想 將部分電路歐姆定律公式變形可得：R=U/I，能否說，電阻R與外加電

14、壓U成正比，與電阻中的電流I成反比？ 不能，因?yàn)镽是客觀存在的，R只取決于溫度、材料、長(zhǎng)度、橫截面積，與外加電壓和電阻中的電流無關(guān)，公式R=U/I只能說明，對(duì)于同一電阻，當(dāng)電阻兩端的電壓升高（或降低）時(shí)流過電阻的電流將相應(yīng)增加（或減?。?。2 2、全電路歐姆定律、全電路歐姆定律 定義：全電路中電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的內(nèi)、外電阻之和成反比E電源的電動(dòng)勢(shì)，VR外電路電阻，r內(nèi)電路電阻，I電路中的電流，ArREI簡(jiǎn)單全電路 E=RI+rI=U+UE=RI+rI=U+Ur r U外電路電壓降，也稱路端電壓Ur內(nèi)電路電壓降，也稱內(nèi)阻壓降做一做 有一電源的電動(dòng)勢(shì)E為3V，內(nèi)電阻Ro為0.4，外

15、接負(fù)載電阻R為9.6。求電源端電壓和內(nèi)壓降？3 3、電源的外特性、電源的外特性定義：電源的端電壓U與電流I的關(guān)系 U=E-rI對(duì)于給定的電源，E和r是不變的電路的3種工作狀態(tài)（1）開路：R=，I=0，U=E ； 電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于開路電壓（2）R變小時(shí)，電流I變大，內(nèi)阻r的電壓降也變大， 端電壓U跟著變小，（3）短路：R=0， ，U=0； 理想電源： r=0，U=E， ；rEI RUI 三、電流的熱效應(yīng)焦耳定律1 1、電流的熱效應(yīng)、電流的熱效應(yīng) 定義：當(dāng)電流通過導(dǎo)體（用電器）時(shí)，由于電阻的存在，會(huì)產(chǎn)生熱量 電阻功率的計(jì)算公式：RuRipRURIP2222或2 2、焦耳定律、焦耳定律 定義：電流通過導(dǎo)體（用電器）時(shí)產(chǎn)生的熱量Q與電流I的平方、電阻R以及通電時(shí)間t成正比 導(dǎo)體（用電器）在t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q=Pt=I2Rt或q=pt=i2Rt 熱量的單位：J（焦耳）想一想 電流的熱效應(yīng)有哪些利弊？四、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 1 1、電阻的串聯(lián)、電阻的串聯(lián) 定義：幾個(gè)電阻首尾順序相連，引出兩接線端，中間無分支 用符號(hào)“+”表示 R1+R2+R3（1）電流處處相等。 I=I1=I2=Ii=In（i=1,2,3,，n）（2）總電壓等于各段分電壓之