《汽車電工電子技術(shù)》全套教案（完整版）

1、PAGE PAGE 73汽車電工電子技術(shù)教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)與作用汽車電工電子技術(shù)是汽車類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為一門考試課，一般開設(shè)在大一的第2學(xué)期。課程總學(xué)時(shí)為7072學(xué)時(shí)，其中理論62學(xué)時(shí)，實(shí)踐82學(xué)時(shí)（根據(jù)學(xué)校的實(shí)際設(shè)備和課時(shí)要求去安排理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)）。它的前導(dǎo)課程是高等數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)，它的后續(xù)專業(yè)課程是汽車電氣設(shè)備與維修、汽車電子控制技術(shù)、汽車電路分析。通過對汽車電工電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握必需的直流電路、正弦交流電路的理論知識(shí)和運(yùn)算基礎(chǔ)，掌握磁路和電磁理論的知識(shí)，熟悉并掌握汽車常用儀器儀表的使用，能掌握基本半導(dǎo)體元件的特點(diǎn)，了解三極管放大電路、開關(guān)電路

2、的特點(diǎn)及在汽車上的應(yīng)用，了解邏輯代數(shù)和運(yùn)算，掌握數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)等。通過課程教學(xué)，要讓學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的電路分析和計(jì)算能力、實(shí)踐能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下必要的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。該課程教學(xué)質(zhì)量與效果對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)有著至關(guān)重要的作用和影響。二、教學(xué)內(nèi)容組織安排（建議學(xué)時(shí)分配）學(xué)習(xí)單元教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)單元一 直流電路課題一電路及基本物理量課題二 電路的工作狀態(tài)及電器設(shè)備的額定值212課題三 常用的電路元件2課題四 基爾霍夫定律2分組實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律的驗(yàn)證2課題五 惠斯通電橋電路2課題六 特殊電阻在汽車上的應(yīng)用2單元二 正弦交流電路課題一 交流電的基本概

3、念214課題二 正弦交流電的表示2課題三 單一參數(shù)的正弦交流電路的計(jì)算2課題四 RLC串聯(lián)電路的諧振2課題五 三相電路交流電源2課題六 三相負(fù)載的連接2分組實(shí)驗(yàn)三相電路中電壓和電流的測量2單元三 磁路及電磁器件課題一 磁場與電磁感應(yīng)課題二 鐵磁材料的磁性能課題三 磁路及磁路歐姆定律28課題四 變壓器2課題五 幾種特殊的變壓器課題六 電磁鐵及繼電器2實(shí)驗(yàn)繼電器的檢測2單元四 電動(dòng)機(jī)課題一直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性26課題二 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速2課題三 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2單元五 汽車常用儀器儀表的使用實(shí)驗(yàn)課題一和二：汽車用數(shù)字萬用表的使用、兆歐表的使用24課題三 汽車專用示波器的使

4、用2單元六 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課題一 半導(dǎo)體知識(shí)218課題二 晶體二極管及應(yīng)用2課題三 整流及濾波電路2課題四 硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2課題五 晶體三極管及應(yīng)用4課題六 特殊晶體管的應(yīng)用課題七 場效應(yīng)和及應(yīng)用2課題八 集成運(yùn)算放大器2課題九 常用電壓比較器在汽車電路中的應(yīng)用2單元七 數(shù)字電路基礎(chǔ)課題一 數(shù)字電路的基本知識(shí)課題二 邏輯代數(shù)及運(yùn)算規(guī)則28課題三 基本邏輯門電路2課題四 集成邏輯門電路2課題五 觸發(fā)器2合計(jì)70二、課程目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)（1）了解直流電路的組成，認(rèn)識(shí)電路的幾種工作狀態(tài)及特點(diǎn)，熟悉電路基本元件的特點(diǎn)，掌握電路元件的檢測。掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容和使用方法，達(dá)到能用基爾霍夫定律進(jìn)行復(fù)雜

5、電路（兩個(gè)節(jié)點(diǎn)、2個(gè)網(wǎng)孔、3條支路）的計(jì)算。了解惠斯通電橋電路的平衡條件及測量電阻和溫度的方法。了解幾種特殊電阻的特點(diǎn)及其在汽車上的應(yīng)用。 （2）認(rèn)識(shí)正弦交流電的基本概念，了解正弦交流電的表示方法，掌握單相交流電路的計(jì)算。了解RLC串聯(lián)電路的串聯(lián)諧振條件及諧振特征。了解三相四線制供電的特點(diǎn)，熟悉三相交流電源、三相負(fù)載的星形和三角形連接，掌握三相交流電路的簡單計(jì)算。（3）了解磁場及磁路的知識(shí)，掌握變壓器的變壓、變流原理、阻抗變換原理及其應(yīng)用。了解幾種特殊變壓器的特點(diǎn)及使用。掌握直流電磁鐵及繼電器的特點(diǎn)及在汽車上應(yīng)用。 （4）熟悉直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理、工作特性。知道如何進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、

6、反轉(zhuǎn)、調(diào)速。了解反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。（5）了解并掌握兆歐表、汽車專用數(shù)字表、汽車專用示波器的使用。（6）了解半導(dǎo)體的基本知識(shí)，掌握二極管、三極管的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用、檢測方法。掌握特殊二極管的結(jié)構(gòu)和原理及在汽車上的應(yīng)用。了解整流、濾波電路的原理，掌握三極管放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用，了解三極管的開關(guān)作用及開關(guān)電路在汽車上的應(yīng)用。 了解集成運(yùn)算放大器的作用、基本組成、電路特點(diǎn)。了解電壓比較器的特點(diǎn)及應(yīng)用。（7）了解數(shù)字電路的基本概念，熟悉邏輯代數(shù)和普通代數(shù)的區(qū)別，熟悉邏輯運(yùn)算法則，掌握基本門電路的結(jié)構(gòu)、功能及在汽車上的應(yīng)用。了解TTL與非門電路、CMOS門電路的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。2技能目標(biāo)學(xué)生學(xué)習(xí)

7、完本課程后，應(yīng)當(dāng)具有以下能力：（1）能通過識(shí)讀電路圖，分析并解釋直流電路、正弦交流電路；能進(jìn)行直流電路、復(fù)雜直流電路、單相交流電路、三相交流電路等電路的計(jì)算。（2）能診斷電阻類、電感類、電容類部件的性能，能夠正確識(shí)別電路基本元件的型號。（3）能分析、掌握直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，能夠正確完成直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速過程。（4）能夠進(jìn)行變壓器的計(jì)算，熟悉幾種特殊變壓器的使用。（5）能夠熟練的使用兆歐表、萬用表、示波器，能正確使用這些儀器進(jìn)行汽車電路和電器設(shè)備的檢測。（6）能夠?qū)ΧO管進(jìn)行好壞的判別、極性的判別。會(huì)繪制硅穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路，能分析其穩(wěn)壓過程。（7）學(xué)會(huì)分析集成運(yùn)算放大器，熟悉集成運(yùn)放在汽

8、車上的具體應(yīng)用。（8）能夠正確區(qū)分三極管的幾種狀態(tài)，會(huì)分析三極管的放大電路和開關(guān)電路（9）能使用電工電子手冊、半導(dǎo)體手冊等工具書，查找電氣元件的參數(shù)，正確選擇并更換電氣元件。3情感目標(biāo)（1）具有自主學(xué)習(xí)能力，具有效獲取所需信息和制定和安排計(jì)劃并有效實(shí)施工作任務(wù)的能力。 （2）學(xué)會(huì)總結(jié)和評價(jià)，達(dá)到舉一反三，建構(gòu)自己學(xué)習(xí)策略和方法的能力。 （3）形成安全用電意識(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行安全用電操作規(guī)范的能力。（4）在解決實(shí)際電路等問題的過程中，善于科學(xué)思維，從戰(zhàn)勝困難、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、完善成果中體驗(yàn)喜悅。（5）具有團(tuán)結(jié)協(xié)作、踏實(shí)、誠實(shí)、苦干的素質(zhì)。四、教材及參考書推薦使用教材：汽車電工電子技術(shù)陳昌建 主編 大連理工大

9、學(xué)出版社 2009.10推薦參考書目：汽車電工與電子技術(shù)基礎(chǔ) 馮淵 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002汽車電工電子基礎(chǔ) 劉皓宇 主編 高等教育出版社 2005五、教學(xué)方法建議本課程宜采用的教學(xué)方法有：講授法、示范教學(xué)法、四步教學(xué)法、小組討論法等。汽車電工電子技術(shù)電子教案單元一 直流電路（共12學(xué)時(shí)）課題一 電路及基本物理量一、電路的組成電路就是電流所通過的路徑。它有兩個(gè)方面的作用：一是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實(shí)現(xiàn)電信號的處理與傳遞。電路也稱為電網(wǎng)絡(luò)。電路都由三個(gè)基本部分組成：電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)。1電源電源是將非電能轉(zhuǎn)換成電能、并向外提供電能的裝置。例如汽車上有兩個(gè)電源：蓄電池、硅整流發(fā)電

10、機(jī)。2負(fù)載用電設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置，也稱為負(fù)載。3中間環(huán)節(jié)主要是指把電源和負(fù)載聯(lián)接起來的部分，構(gòu)成電流通路，起著傳遞和控制電能的作用。二、電路模型1電原理圖用規(guī)定的圖形符號表示實(shí)際電路中的各器件聯(lián)結(jié)關(guān)系的原理圖稱為電原理圖。2理想電路元件及電路模型用理想電路元件及其組合來代替實(shí)際電路元件構(gòu)成的電路稱為電路模型?！鞠胍幌搿磕闼赖钠囯娐穲D中常用到的圖形符號有哪些？（可查閱“汽車電器設(shè)備”書籍）三、電路中的幾個(gè)基本物理量1電流電流指帶電粒子在電路中的定向移動(dòng)。電流可分為兩類：恒定電流、變動(dòng)電流。其中隨時(shí)間按正弦函數(shù)變化的（一個(gè)周期內(nèi)電流的平均值為零）的變動(dòng)電流則稱為正弦交變電流

11、，簡稱交流，簡寫作AC。對于直流電流，對于交流電流，（1）電流的正方向 規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娐分须娏鞯恼较颉＃?）電流的參考方向 對于復(fù)雜電路，當(dāng)某支路的電流實(shí)際方向難以判斷時(shí)，可假定其電流的參考方向。當(dāng)電流為正值時(shí)，說明實(shí)際電流方向與選取的參考方向相同；當(dāng)電流為負(fù)值時(shí)，說明實(shí)際電流方向與選取的參考方向相反。2電壓電場力把單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓（a、b是電場中的任意兩點(diǎn)），記為Uab。電壓它總是和電路中的兩個(gè)點(diǎn)有關(guān)?！鞠胍幌搿寇囉眯铍姵氐恼?fù)極樁之間的電壓是多少？每個(gè)單格電池電壓是多少？【課堂互動(dòng)】什么電壓正方向？在事先難以判斷元件兩端電壓或電路中兩

12、點(diǎn)間電壓的真實(shí)極性時(shí)怎么辦？（1）電壓的正方向。電壓的正方向由高電位（“+”極性）指向低電位（“”極性），即表示電位降落的方向。（2）電壓的參考方向。在分析復(fù)雜電路時(shí)，往往事先難以判斷元件兩端電壓的真實(shí)極性，這時(shí)，可以任意選取電壓的參考方向，并以此計(jì)算。3電位（1）定義 在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)0，該電路中某一點(diǎn)a到參考點(diǎn)0的電壓就稱為a點(diǎn)的電位。（2）參考點(diǎn)（也叫零電位點(diǎn)）V0=0V。Va=Ua0=VaV0 某點(diǎn)a的電位數(shù)值上就等于點(diǎn)a與零電位點(diǎn)之間的電壓。（3）電位是相對值 電路中某點(diǎn)的電位是相對于參考點(diǎn)的選擇而改變的?！居懻摗?電位和電壓有什么異同點(diǎn)？4電動(dòng)勢電動(dòng)勢只存在于電源內(nèi)部，它表

13、示電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的能力，用E表示，單位是伏特。電動(dòng)勢的正方向：由電源的負(fù)極電源正極，即從低電位點(diǎn)高電位點(diǎn)?！居懻摗侩娫吹亩穗妷汉碗妱?dòng)勢的關(guān)系？5電能和電功率（1）電功 W =U I t （J）電阻元件在t秒內(nèi)所消耗（或吸收）的電能為 （J）（2）電功率 P，單位瓦特（W）。1kWh=1000W3600s=3.6106J舉例，如【例題1-1】 【想一想】例1-1中，若讓a點(diǎn)接地，那么圖中a、b、c各點(diǎn)的電位如何？Ubd間的電壓值變不變？電阻R1消耗的電功率如何？【例1-2】課題二 電路的工作狀態(tài)及電氣設(shè)備額定值一、電路的三種工作狀態(tài)1. 負(fù)載狀態(tài)負(fù)載狀態(tài)即電源的帶載狀態(tài)，或稱作一

14、般的有載工作狀態(tài)。此時(shí)電路特征：（1）電路中的電流 （2）電源的端電壓 U1=EIR0U1總是小于電源的電動(dòng)勢。若忽略線路上的壓降，則負(fù)載的端電壓與電源的端電壓相等，U2=U1。（3）電源的輸出功率 若不計(jì)線路損失，則有P1=U1I=U2I=P2，即電源的輸出功率等于負(fù)載的消耗功率?！菊n堂互動(dòng)】當(dāng)電源E和內(nèi)阻R0一定時(shí)，負(fù)載電阻R為多少時(shí)，電源的輸出功率（負(fù)載的消耗功率）最大？2.短路狀態(tài)由于電源線絕緣損壞或操作不當(dāng)?shù)纫痣娫吹膬奢敵龆讼嘟佑|，造成電源被直接短路的情況，是電路的一種極端運(yùn)行狀態(tài)。（1）電源中的電流IS最大，但對外輸出電流I為零（最小）。IS=E/R0， （2）電源和負(fù)載的端電壓

15、均為零，即U1=EISR0=0，U2=0。表明電源的電動(dòng)勢全部降落在電源的內(nèi)阻上，因而無輸出電壓。（3）電源的輸出功率P1=U1I=0，負(fù)載所消耗的功率P2=U2I=0。3.空載狀態(tài)空載狀態(tài)又稱為斷路或開路狀態(tài)。（1）電路中的電流為零，即I=0。（2）電源的端電壓（又稱為開路電壓或空載電壓）等于電源的電動(dòng)勢，用U0表示，即U1=U0=EIR0=E。（3）因?yàn)榭蛰d時(shí)電源對外不輸出電流，故電源的輸出功率（P1=U1I）和負(fù)載所消耗的功率（P2=U2I）均為零?！鞠胍幌搿恳陨线@三種狀態(tài)，哪種應(yīng)是電路的正常工作狀態(tài)？二、電氣設(shè)備的額定值各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個(gè)額定值，該值是為了使電氣設(shè)備

16、能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常允許值，分別用UN、IN、PN來表示。本課小結(jié)：（1）電路及組成；電壓和電位的區(qū)別；電壓、電流、電動(dòng)勢的正方向。（2）電路通常有三種工作狀態(tài)：負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)、空載狀態(tài)。各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個(gè)額定值，電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守各有關(guān)額定值的規(guī)定。作業(yè)：同步訓(xùn)練1-11-6題。課題三 常用的電路元件復(fù)習(xí)：1、簡述電流及電壓參考方向的含義2、電壓與電位有何區(qū)別？你知道電路中有哪些電路元件呢？理想電路元件（簡稱元件）是組成電路的基本單元，了解電路基本元件的基本性質(zhì)對分析電路有著重要的意義，這里主要討論電阻、電感、電容等基本元件。一、電阻

17、元件（一）電阻及分類1電阻的定義物體對電流通過時(shí)的阻礙作用稱為“電阻”。2電阻R與什么有關(guān)電阻定律表達(dá)式為：R=L/S。3電阻的分類（二）認(rèn)識(shí)固定電阻1固定電阻的命名方法如：RJ73中，R第一部分主稱，電阻器；J第二部分表示材料，金屬膜；7第三部分表示類別，精密電阻；3表示設(shè)計(jì)序號。2電阻值的標(biāo)識(shí)（1）直標(biāo)法也有采用習(xí)慣標(biāo)記法的，例如：5M6 ，表示電阻值為5.6M，表示允許誤差為10%。（2）色標(biāo)法例如：電阻的四色環(huán)顏色為：紅紅棕金，紅第一位數(shù)是2，紅第二位數(shù)是2，棕倍乘數(shù)為10，金允許誤差為5%。即電阻值為220，其誤差為5%。【想一想】電阻的五色環(huán)為：棕紫綠金棕，它表示的電阻值和允許誤差

18、分別是多少？ （3）文字符號法例如：3M9K，表示3.9M，K表示允許誤差為10%。3電阻額定功率的識(shí)別有兩種標(biāo)志方法：2W以上的電阻，直接用數(shù)字印在電阻體上；2W以下的電阻，以自身體積大小來表示功率。4電阻允許誤差標(biāo)志符號【課堂互動(dòng)】學(xué)習(xí)了電阻標(biāo)識(shí)后，用固定電阻實(shí)物訓(xùn)練學(xué)生讀取電阻數(shù)值及誤差。（三）可變電阻電位器的電阻值隨旋轉(zhuǎn)角度而變。其變化規(guī)律有三種不同形式：X型：直線型。Z型：指數(shù)型。D型：對數(shù)型。（四）電阻的測量電阻的大小可用歐姆表進(jìn)行測量，測量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。 【討論】如果不按規(guī)定方式測量電阻，會(huì)產(chǎn)生什么情況呢？二、電感元件【課?；?dòng)】可以用各類電感實(shí)物，讓學(xué)生識(shí)別和檢測。1電感器的

19、分類電感器按電感量是否可調(diào)分為：固定電感器和可變電感器。按磁心材料可以分為：空心電感器、鐵心電感器、磁心電感器。按照其作用可分為：具有自感作用的線圈、具有互感作用的變壓器線圈。2電感器的命名3固定電感器的識(shí)別方法（1）直標(biāo)法。 （2）色環(huán)標(biāo)法。【想一想】某一電感器的色環(huán)標(biāo)志依次是：棕紅紅銀，它表示的電感量和允許誤差分別是多少？4電感器的檢查與測試（1）電感器的檢查包括外觀檢查和絕緣檢查。（2）測量其電阻?！居懻摗孔寣W(xué)生分析教材中電感測試方法的理論依據(jù)是什么？三、電容元件【課?；?dòng)】可以先讓學(xué)生識(shí)別和檢測各類電容器的實(shí)物。電容也是組成電子電路的基本元件，它在電路中主要功能：可用于穩(wěn)定電壓；可用于

20、隔離直流；與電阻或電感形成諧振電路；可用于控制時(shí)間；用于交流通路可起到耦合作用。1電容的基本性質(zhì)電容器有兩個(gè)重要的特性：（1）阻隔直流電通過、而允許交流電通過的特性。（2）充電特性、放電特性。2電容器的型號命名方法3電容的單位和符號電容：C=q/U，單位：法拉（F）電容電路中電壓和電流的關(guān)系：4電容的主要參數(shù)（1）電容器的標(biāo)稱容量和偏差（2）電容的額定直流工作電壓 （3）電容器的誤差 電容器的誤差通常分為三個(gè)等級：級（5%）、（10%）、（20%）。5電容器的主要種類和特點(diǎn)電容器按有無極性可分為無極性電容器和有極性電容器。按電容量是否可變可分為固定電容器和可變電容器。有極性電容器指電容器的兩極

21、有正、負(fù)極性之分，使用時(shí)一定要正極性端連接電路的高電位，負(fù)極性端連接電路的低電位；否則會(huì)引起電容器的損壞。6. 電容器的檢測（1）測電容的漏電阻（適用于0.1F以上容量的電容）（2）判斷電解電容的極性【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生總結(jié)電容器測量的步驟。7. 介紹電容器在汽車電路中的典型應(yīng)用課堂小結(jié)：電阻值的標(biāo)識(shí)方法有：直標(biāo)法、色標(biāo)法、文字符號法等?？勺冸娮璋雌渥柚底兓?guī)律有三種不同形式：直線型、指數(shù)型、對數(shù)型。測量電阻時(shí)，要斷開電路上的電源，并使被測電阻的一端斷開。電感器的標(biāo)識(shí)方法有直標(biāo)法、色環(huán)標(biāo)注法?？梢杂萌f用表測量線圈阻值來判斷其好壞。電容器的幾個(gè)主要參數(shù)。作業(yè)：1-71-9題課題四 基爾霍夫定律重點(diǎn)

22、：理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的概念；正確認(rèn)識(shí)基爾霍夫電流定律和電壓定律內(nèi)容及推廣應(yīng)用。難點(diǎn)：學(xué)會(huì)用基爾霍夫定律列方程，會(huì)求電路中任一點(diǎn)的電位和任意兩點(diǎn)之間的電壓；學(xué)會(huì)用“支路電流法”求具有2個(gè)節(jié)點(diǎn)、3條支路的雙電源供電電路的各支路電流。問題引入：由書上圖1-23復(fù)雜電路，若已知各電動(dòng)勢和電阻的數(shù)值，怎樣求各電流的大小和方向呢？導(dǎo)入新課。在介紹定律之前，先來說明電路中的幾個(gè)術(shù)語（以圖1-23為例講解）。圖1-23 復(fù)雜電路示例（1）支路 ；（2）節(jié)點(diǎn)；（3）回路 (4)網(wǎng)孔。應(yīng)當(dāng)注意的是：網(wǎng)孔和回路是有區(qū)別的，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定就是網(wǎng)孔。【課堂互動(dòng)】由學(xué)生指出圖1-23中的節(jié)點(diǎn)、支路、

23、回路、網(wǎng)孔的數(shù)目。一、基爾霍夫電流定律（KCL）1基爾霍夫電流定律也稱為節(jié)點(diǎn)電流定律，敘述（略），公式：I入=I出或者說：流過電路中任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和恒等于0。即 I=0該定律體現(xiàn)了什么原理？與支路上是什么元件有關(guān)嗎？針對圖1-23列方程：I1+I2=I3 或 I1+I2+（I3）=02基爾霍夫電流定律的推廣由一個(gè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到一個(gè)任意一個(gè)假想的封閉面（或封閉網(wǎng)絡(luò)）?！纠?-3】 （略）【想一想】求出I5電流后，將A-B-F-E-A電路看成一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，可以求出I6嗎？二、基爾霍夫電壓定律（KVL）1基爾霍夫電壓定律也稱為回路電壓定律，它反映的是電路中任一回路各元件的電壓和電動(dòng)勢之間的關(guān)

24、系。該定律內(nèi)容是（略）： 公式：E = I R該定律也可表述為：U =0。它體現(xiàn)了什么定律？與路徑的選擇方向有關(guān)嗎？ 應(yīng)用該定律列方程時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在列方程時(shí)，必須首先選取回路的繞行方向，假定各支路的電流方向。電阻電壓降的正、負(fù)號的確定； 電動(dòng)勢的正、負(fù)號的確定。2基爾霍夫電壓定律推廣該定律的使用可以由一個(gè)閉合的真實(shí)路徑推廣到一個(gè)不完全由實(shí)際元件組成的假想的回路。如圖1-26所示的abdca回路。圖1-27 例1-4圖【例1-4】 如圖1-27所示，R1=R2=15，E1=E2=E3=12V，E4=E5=3V，求電路中的電流的大小和方向?！窘狻?（略）【想一想】若設(shè)電路中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

25、方向，結(jié)果如何？三、基爾霍夫定律的應(yīng)用1用支路電流法求解復(fù)雜電路支路電流法概念：應(yīng)用支路電流法解題的方法步驟（假定某電路有n條支路、m個(gè)節(jié)點(diǎn)）：（1）首先標(biāo)定各待求支路的電流參考正方向及回路繞行方向；（2）應(yīng)用基爾霍夫電流定律可列出（m1）個(gè)節(jié)點(diǎn)方程；（3）應(yīng)用基爾霍夫電壓定律可列出n（m1）個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程；（4）由電流定律和電壓定律聯(lián)立方程組來求解各支路的電流。（5）根據(jù)求出結(jié)果的正負(fù)，確定支路中實(shí)際的電流方向?！纠?-5】 如圖1-28所示，E1=10V，R1=6，E2 =26V，R2=2，R3=4，求各支路電流的大小和方向。圖1-28 例1-5圖【解】 假定各支路電流方向如圖1-2

26、8所示，對于節(jié)點(diǎn)A有：I1+I2=I3 設(shè)圖中兩個(gè)閉合回路的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針方向（見圖），對于回路I有E1E2=I1R1I2R2對于回路有 E2=I2R2+I3R3聯(lián)立方程組 I1+I2=I3 1026=6I12 I2 26=2 I2+4 I3解方程組得I1=1A， I2=5 A I3=4AI1為負(fù)值，說明實(shí)際方向與假定方向相反，同時(shí)說明E1此時(shí)相當(dāng)于負(fù)載?！居懻摗勘绢}中若選擇不同的回路繞向，結(jié)果如何？若選擇E1-R1-R3-E1回路和分別和回路或列電壓方程，如果如何？若假設(shè)圖中相反電流方向，結(jié)果會(huì)如何？ 通過這些問題，就會(huì)明確結(jié)果與實(shí)際方向、參考方向的關(guān)系，熟悉支路電流法解題步驟。2應(yīng)用基爾

27、霍夫定律進(jìn)行電位的計(jì)算在電路中要想求出某點(diǎn)的電位值，也必須在電路中選擇一個(gè)參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）。零電位點(diǎn)可以任意選擇。汽車電路中常用搭鐵表示零電位。電路中某點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)出發(fā)，沿任選的一條路徑“走”到參考點(diǎn)所經(jīng)過的全部電位降的代數(shù)和。強(qiáng)調(diào)計(jì)算電路中某點(diǎn)A電位的方法和步驟：下面以圖1-29電路為例說明計(jì)算電位的方法、步驟。圖1-29 電位的計(jì)算以圖中的點(diǎn)D為參考點(diǎn)，各電源的極性和電流I的方向如圖1-29所示，求點(diǎn)A的電位時(shí)有三條路徑：沿AE1D路徑： VA=E1沿ABD路徑： VA=I1R1+I3R3+E3沿ABCD路徑： VA=I1R1+I2R2E2顯然，沿AE1D路徑計(jì)算點(diǎn)A電位最簡單，

28、但三種計(jì)算方法的結(jié)果是完全相同的。【例1-6】 （略） 【想一想】你能從該例題中各點(diǎn)的電位及UCD的數(shù)值中得出什么結(jié)論？課堂小結(jié)：基爾霍夫電流定律反映了復(fù)雜電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各支路電流之間關(guān)系。基爾霍夫電壓定律反映的是電路中任一回路各元件的電壓和電動(dòng)勢之間的關(guān)系。作業(yè)：1-10，1-12題課題五 惠斯通電橋電路 重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)電橋電路的連接特點(diǎn)，掌握電橋平衡狀態(tài)及處于平衡狀態(tài)的條件難點(diǎn)：能夠運(yùn)用電橋電路，學(xué)會(huì)分析汽車上某些傳感器的工作原理復(fù)習(xí)：基爾霍夫定律的內(nèi)容及推廣？一、惠斯通電橋圖1-31是用比較法測量電阻的電路，又叫單臂電橋。電阻R1、R2、R3、R4為四個(gè)橋臂的電阻，靈惠斯通電敏電流計(jì)（

29、也稱為檢流計(jì)）好像在c、d兩點(diǎn)間架設(shè)的一道橋。圖1-31 惠斯通電橋電路電橋有兩種應(yīng)用方式：平衡方式；不平衡方式。1電橋平衡的必要條件調(diào)節(jié)R3、R4的比值,使電流計(jì)中電流為零，這時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)，c、d兩點(diǎn)的電位相等(Uc=Ud，即Ucd=0)，c、d之間無電流，Ig=0，可以得到 或R1R4=R2R32電橋平衡時(shí)測量電阻若選用三個(gè)（R1、R2、R3的數(shù)值）很精確的定值電阻，再采用高靈敏度的檢流計(jì)組成上面的電橋電路，調(diào)節(jié)電橋使其處于平衡狀態(tài)，這樣就可測得另外一個(gè)橋臂R4的電阻。即通過R4=R2R3/R1 從而求出R4。3電橋的不平衡電橋不平衡是指c、d中有電流通過。這時(shí)，也可以測量電阻，但它

30、和電橋平衡時(shí)測電阻有原則上的區(qū)別，將圖中的檢流計(jì)G改為使用電流計(jì)，它的作用不是檢測該支路有無電流，而是測量該支路電流的大小。 二、惠斯通電橋的應(yīng)用【例1-7】 圖1-32為一個(gè)測量技術(shù)中常用的可以測量溫度的電橋電路。已知：E=4V，R1=R3=R4=400，R2=347，儀表電阻Rg=600。Rt為銅熱電阻，0時(shí)，Rt=53，放在需要測量溫度的地方，用導(dǎo)線把它接到電橋的一個(gè)橋臂中。求：溫度為0、100時(shí)，儀表中通過的電流Ig及其兩端電壓Ug。圖1-32 例1-7圖【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生分析該電路的特點(diǎn)（即節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、網(wǎng)孔數(shù)）?！窘狻?分析圖1-32電路可知：電路共有6條支路，若用支路電流法解題

31、，需要列6個(gè)方程。但實(shí)際上由基爾霍夫電流定律可得I2=II1； I3=I1Ig I4=II1+Ig這樣就把支路未知電流的數(shù)目由6個(gè)簡化為3個(gè)。即，只要將I、I1、Ig三個(gè)電流求出來，就可以將I2、I3、I4求出。根據(jù)基爾霍夫電壓定律列方程如下：由回路ABCA列方程：I1R1+IgRg （II1）（R2+Rt）=0由回路BDCB列方程：（I1Ig）R3（II1+ Ig）R4IgRg=0 由回路ABDA列方程：I1R1+（I1Ig）R3=E將已知數(shù)據(jù)代入上面式子，可求出（1）當(dāng)溫度為0時(shí)，由于（R2+Rt）=R3=R1=R4=400，滿足電橋平衡條件，此時(shí)Ig=0，Ug=0。（2）當(dāng)溫度為100時(shí)

32、，R2+Rt=422，不滿足電橋平衡條件，Ig0，代入上面方程式得：Ig=0.053mA ，Ug=IgRg=31.8mV。當(dāng)其中一個(gè)橋臂溫度變化時(shí)電阻變化電橋不平衡Ig變化Ug變化。若將B、C作為輸出端，這樣，對應(yīng)一個(gè)溫度，就會(huì)有一個(gè)對應(yīng)的輸出電壓Ug。反過來，通過儀表所指出的不同的毫伏數(shù)，就可以知道Ig，可以求出Rt，從而便測出與此相對應(yīng)的溫度值。【課堂互動(dòng)】由學(xué)生通過本例題的計(jì)算，總結(jié)出電橋電路測溫度的原理?！纠?-8】 圖1-33所示為上海桑塔納轎車電控燃油噴射系統(tǒng)的熱線式空氣流量計(jì)的電橋電路。圖1-33 熱線式空氣流量計(jì)其實(shí)，在汽車的傳感器中還有許多電橋電路，如半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣歧管

33、絕對壓力傳感器電路和電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器的電路都是采用了電橋電路。課題六 特殊電阻在汽車上的應(yīng)用一、特殊電阻1熱敏電阻（RT）熱敏電阻可以分為三種：（1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（簡稱PTC） 這種電阻，隨溫度升高，電阻值會(huì)大幅增加。（2）負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（簡稱NTC） 指隨溫度升高，電阻值會(huì)大幅度減小的電阻（溫度每升高1，阻值約比冷態(tài)時(shí)減小4%左右）。（3）臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR） 當(dāng)半導(dǎo)體材料未達(dá)到某一臨界溫度時(shí)，有一個(gè)穩(wěn)定的電阻值，達(dá)到某一臨界溫度后，電阻值驟然變化到另外一個(gè)數(shù)值?！菊n堂互動(dòng)】不同溫度下，測量水溫傳感器的電阻。2壓敏電阻汽車上有的傳感器是利用壓敏元件元件制成的。例如：

34、半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器等。3光敏電阻器按所用半導(dǎo)體材料不同可分為：單晶光敏電阻器、多晶光敏電阻器。按光敏電阻的光譜特性可分為：紅外光光敏電阻器、可見光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器。光電式光量傳感器可以用于汽車上各種燈具的自動(dòng)點(diǎn)亮控制，也可用于控制前大燈調(diào)節(jié)繼電器的自動(dòng)控制。4氣敏電阻器氣敏電阻器是一種新型氣電轉(zhuǎn)換元件，它利用金屬氧化物半導(dǎo)體表面吸收某種氣體分子時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)而使用電阻值改變的特性制成的。氣敏電阻器可分為：N型、P型、結(jié)合型。其中，N型采用N型半導(dǎo)體材料制成，遇到還原性氣體時(shí)阻值減小，遇到氧化性氣體時(shí)阻值增大；P型采用P型半導(dǎo)

35、體材料制成，遇到還原性氣體時(shí)阻值增大，遇到氧化性氣體時(shí)阻值減小。二、霍爾元件霍爾元件是一種半導(dǎo)體磁電傳感器，是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的。圖1-34 霍爾效應(yīng)的原理霍爾效應(yīng)：將一小塊N型鍺晶片（也稱半導(dǎo)體基片）兩端通以電流，放置在磁場（磁場方向垂直于電流方向）中，則在垂直于I和B的方向上將產(chǎn)生一個(gè)與I和B的乘積成正比的電壓UH（見圖1-34），UH=KHIB 其中KH為霍爾元件靈敏度參數(shù)。從上式可知，當(dāng)通過基片（基片的厚度一定）的電流I為定值時(shí)，霍爾電壓只與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比?；魻栐奶攸c(diǎn)：【想一想】汽車上哪些電器設(shè)備中用到了霍爾元件？小結(jié)：作業(yè)：1115題。單元二 正弦交流電路（共14學(xué)時(shí)）引入：

36、在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中所用的電一般都是正弦交流電，現(xiàn)在汽車上的直流電都是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生后整流獲得的。那么什么是交流電呢？它有哪些特征？如何進(jìn)行計(jì)算？課題一 交流電的基本概念一、交流電的基本概念1什么是交流電我們把大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢、電壓和電流分別稱為交變電動(dòng)勢、交變電壓、交變電流，統(tǒng)稱為交流電。如圖2-1（b）、（c）、（d）所示為交流電。 圖2-1 幾種常見電壓、電流隨時(shí)間變化的波形圖（a） 直流量 （b） 正弦波 （c） 矩形波 （d) 鋸齒波【想一想】圖2-1（b）的曲線與（c）、（d）的曲線有什么不同？2正弦交流電的產(chǎn)生 e=Emsin（t+） 式中Em =Bm

37、 lV，稱為感應(yīng)電動(dòng)勢最大值?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢的原理。二、表示交流電特征的幾個(gè)物理量1頻率、周期和角頻率我們把正弦交流電變化一周所需的時(shí)間叫周期，用T表示。 交流電在1秒內(nèi)變化的周數(shù)，稱為交流電的頻率，用f表示。周期和頻率的關(guān)系是：T=1/f 1Hz=1s-1。把發(fā)電機(jī)線圈每秒鐘經(jīng)過的電角度叫角頻率，用表示。=/t角頻率與頻率、周期之間，顯然有：=2/T=2f 【課堂互動(dòng)】我國工業(yè)用電的頻率為50HZ，周期和角頻率是多少？你了解其他國家工業(yè)用電的頻率嗎？2瞬時(shí)值、最大值、有效值（1）瞬時(shí)值 規(guī)定用小寫字母e、u、i表示。 （2）最大值（幅值） 規(guī)定用大寫字母加腳標(biāo)m表示

38、，如用Im、Em、Um等來表示交變電流、電動(dòng)勢、電壓的最大值。（3）有效值 交變電流的有效值：即在相同的電阻中，分別通入直流電和交流電，在經(jīng)過一個(gè)交流周期時(shí)間內(nèi)，如果它們在電阻上產(chǎn)生的熱量相等，則用此直流電的數(shù)值表示交流電的有效值。有效值規(guī)定用大寫字母E、I、U表示。根據(jù)有效值的定義，可得再將i=Im sint 代入上式，積分可得同理可得到正弦電壓和電動(dòng)勢的有效值【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生從有效值的定義通過推導(dǎo)得出結(jié)論：正弦交流電的有效值=最大值的0.707?！纠?-1】 某電容器的耐壓值為250V，問能否將其用在220V的單相交流電源上？3相位電角度（t+）叫做正弦交流電的相位。4初相角（初相位）我

39、們把t=0時(shí)刻正弦量的相位叫做“初相”，用“”表示。規(guī)定|180?！鞠胍幌搿吭鯓訌牟ㄐ螆D上看出初相角的正、負(fù)？怎樣通過初相角為零的波形畫出初相角為的交流電的波形圖？5兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位角之差叫相位差。用表示。例如，已知?jiǎng)ti1和i2的相位差為=(t+1)(t+2)=12這表明兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差等于它們的初相之差。若相位差=120，且|弧度，稱“i1的相位超前于i2的相位”；若=120，且|弧度，稱“i1滯后于i2”；若=12=0，稱“i1和i2同相位”（圖2-6中的u 和i也是同相位）；若相位差=12=180，則稱“i1和i2反相位”（圖2-6

40、中的u和e是反相位）。這里必須指出的是，在比較兩個(gè)正弦交流電之間的相位順序時(shí)，兩個(gè)正弦量一定要同頻率才有意義。圖2-6 同相與反相【課堂互動(dòng)】以上講的這些基本物理量，知道了哪幾個(gè)量就可以完整地描述一個(gè)正弦交流電了？由此引出三要素。三、正弦交流電的三要素我們把正弦交流電的最大值、角頻率和初相角叫做正弦交流電的三要素。交流電動(dòng)勢、交變電壓、交變電流的表達(dá)式分別為上述表達(dá)式的含義是：表示了任意時(shí)刻交流電的瞬時(shí)值?！纠?-2】 如圖2-7所示的正弦交流電的角頻率為，請寫出它們的瞬時(shí)值表達(dá)式。【例2-3】 一個(gè)正弦電壓的初相為60，U=100V，T=0.02s，求它的瞬時(shí)值表達(dá)式?！居懻摗?寫出交流電的

41、瞬時(shí)值表達(dá)式的關(guān)鍵是什么？ 【例2-4】 已知正弦交流電：i1=5 sint A i2=10 sin（t+45）A i3=50 sin(3t-45) A求：i1和i2相位差。【討論】求i2、i3的相位差有意義嗎？【想一想】怎么求i= i1+i2的表達(dá)式？怎么求i= i1i2的表達(dá)式？用什么方法？小結(jié)：作業(yè)：15題課題二 正弦交流電的相量表示法一、正弦交流電的表示方法正弦交流電常用的幾種表示方法為：解析法、波形圖法（即曲線法）、相量圖（即矢量圖）、復(fù)數(shù)表示法（即相量表達(dá)式或稱極坐標(biāo)表示）。二、正弦交流電的相量表示正弦交流電的相量圖表示方法分為：旋轉(zhuǎn)矢量（最大值矢量）法和有效值矢量法。1正弦交流電

42、的相量圖（1）旋轉(zhuǎn)矢量表示法：啟發(fā)問：用矢量表示一個(gè)正弦交流電時(shí)，應(yīng)怎么賦予他才能表達(dá)出這個(gè)交流電來呢？通常只用初始位置（t =0）的有向線段m（或有效值I）來表示一個(gè)旋轉(zhuǎn)正弦量。將表示隨時(shí)間而在平面上旋轉(zhuǎn)的這一有向線段稱為相量，用大寫字母上加“”或加“”符號來表示。如、分別表示電動(dòng)勢、電壓、電流的最大值相量。（2）有效值矢量法有效值矢量用、表示。有效值相量也只畫矢量的起始位置。（3）相量圖相量圖是指在一個(gè)復(fù)平面上表示幾個(gè)同頻率正弦量的相量整體時(shí)，構(gòu)成了相量圖?！居懻摗空医涣麟姳旧硎鞘噶繂?？它和矢量之間是什么對應(yīng)關(guān)系？注意：只有正弦量才能用相量表示，只有頻率相同的正弦量才能畫在同一相量圖上，

43、可以用平行四邊形法則進(jìn)行“和”與“差”的計(jì)算。兩個(gè)同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變。不同頻率的正弦量不能畫在一個(gè)相量圖上進(jìn)行比較、計(jì)算?！菊n堂互動(dòng)】畫出前面【例2-4】中交流電的相量圖。2相量式=U=10060（V），讀作“相量U”，用有效值和初相角表示。U的最大值相量式為 （V）同理：可以將正弦電動(dòng)勢寫成相量式：由于兩個(gè)同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變，所以在相量表達(dá)式中只寫有效值E和初相角?！纠?-5】 已知 求：總電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。【解】 方法一： 根據(jù)i1、 i2的有效值相量可以求出“和相量”的表達(dá)式總電流為：方法二：i1、i2的相量圖如圖2-9所示，用平行四邊行法則

44、求得同樣可以求得上述的“和”的表達(dá)式 ?！鞠胍幌搿咳粢蟮谋磉_(dá)式，又該如何求呢？作業(yè)：6題課題三 單一參數(shù)的正弦交流電路一、純電阻R電路1電阻元件上電流和電壓關(guān)系（1）電阻元件上電流和電壓的數(shù)值關(guān)系瞬時(shí)值關(guān)系 最大值符合歐姆定律 若設(shè)電流為參考正弦量，即i=Im sint 則 u=Ri=RIm sint=Um sint 可見Um=RIm有效值符合歐姆定律 U=IR（2）電壓和電流的頻率相同（3）電壓和電流的相位相同（4）電壓和電流的相量關(guān)系式 ，相量圖如圖2-10（c）所示。2電阻元件的功率（1）瞬時(shí)功率 即p=u i=UmsintImsint=UI（1cos2t）（2）有功功率 從前面電壓和

45、電流的數(shù)值關(guān)系還可以得出：【想一想】交流電路中P的公式與直流電中電阻的功率式中物理量的含義相同嗎？【例2-6】 已知一個(gè)白熾燈泡，工作時(shí)的電阻為484，其兩端的正弦電壓u=311sin（314t60）V，求：（1）通過燈的電流相量及瞬時(shí)值表達(dá)式i；（2）燈工作時(shí)的平均功率。解：（略）【想一想】若把電壓的頻率提高到原來的2倍，結(jié)果如何？二、純電感L電路1電感元件上電壓和電流的關(guān)系由電磁感應(yīng)定律可以得出電感元件的電壓和電流的相互關(guān)系式若設(shè)i為參考量，即將電流代入電壓表達(dá)式得到：由此可見：（1）電壓、電流的頻率相同 （2）電壓和電流的相位不同 電流滯后電壓90。（3）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系：只有最大值

46、和有效值符合歐姆定律。Um=LImU=LI=XLI式中XL稱為感抗，單位為歐姆（），且 XL=L=2fL電感具有“通直流隔交流”的作用。（4）電壓和電流的相量關(guān)系式 ，相量圖如圖2-11（c）所示?！居懻摗扛锌沟膯挝慌c電阻單位相同，但兩者對于電流的阻礙作用的本質(zhì)區(qū)別是有的，是什么呢？2電感電路的功率（1）瞬時(shí)功率 p=ui=Um sin(t+90)Im sint=UI sin2t 。（2）有功功率 這說明純電感元件不消耗有功功率，但是純電感與電源之間存在著能量交換。電感元件儲(chǔ)存的磁場能大小為：（3）無功功率 QL只反映電感中能量互換的功率，并不是消耗的功率，單位是乏爾（var）。無功的含義是“

47、交換”，并不是“無用”?！鞠胍幌搿磕軓淖置嫔习褵o功功率理解為“無用”之功嗎？無功的真正含義是什么？【例2-7】 （略）【想一想】電感的有功功率P=？若把此電源的頻率提高到原來的2倍，結(jié)果如何？【課堂互動(dòng)】若這個(gè)電感線圈的直流電阻不可忽略，其值為R=100，此交流電路還是純電感電路嗎？是不是可以看成是純電阻和純電感的串聯(lián)電路呢？電壓和電流的相位差還是90嗎？有功功率是多少？這個(gè)電感線圈對交流電的總的阻礙作用是多少？三、純電容C電路1電壓和電流的關(guān)系（1）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系 電容元件具有“隔直流通交流”作用。電壓和電流的最大值和有效值均符合歐姆定律，即 但 （2）電壓和電流的頻率相同。（3）電壓

48、和電流的相位關(guān)系 即電流總是比電壓超前90（圖2-12（c）。（4）電壓和電流的相量關(guān)系 電壓和電流的相量關(guān)系2電容電路的功率（1）瞬時(shí)功率 p=ui=Um sintIm sin(t+90)=UI sin2t（2）有功功率 有功（平均）功率P=0。電容元件儲(chǔ)存的電場能為：（3）無功功率 【想一想】在電容電路中無功的真正含義又是什么？【例2-8】 【想一想】當(dāng)電源電壓不變，而頻率變?yōu)?000Hz時(shí)無功功率變化嗎？【課堂互動(dòng)】根據(jù)以上的教學(xué)內(nèi)容，讓同學(xué)們自己設(shè)計(jì)一個(gè)“單一參數(shù)正弦交流電路的電壓、電流、功率等分析小結(jié)表”，將三種純電路的電壓、電流等做一個(gè)對比。【想一想】一個(gè)電阻為R的電感線圈和C串聯(lián)

49、，相當(dāng)于一個(gè)什么電路呢？作業(yè)：79題。課題四 RLC串聯(lián)電路及串聯(lián)諧振本課題討論的R、L、C的串聯(lián)電路就是一種正弦交流電路中的典型電路，單一參數(shù)的電路、RL串聯(lián)電路、RC串聯(lián)電路則可以看成是RLC電路的特例。一、RLC串聯(lián)電路1電路總電壓u與電流i之間的關(guān)系若令Z的單位也是歐姆，表明了串聯(lián)電路對交流電總的阻礙作用，稱為電路的阻抗模。（1）串聯(lián)電路的總電壓U和電流I頻率相同。（2）總電壓和電流數(shù)值關(guān)系：U= | Z | I Um= | Z | Im（3）總電壓u與電流i的相位差由于以電流為參考相量，i=0，所以u、 i的相位差=u-i=u，當(dāng)電源的頻率一定時(shí)，總電壓u與電流i的相位關(guān)系和有效值關(guān)

50、系都取決于電路參數(shù)R、L、C。當(dāng)X=XLXC0時(shí)，0，若說明電壓超前電流角，電路呈現(xiàn)感性；當(dāng)X=XLXC0時(shí)，0，說明電壓滯后于電流角，電路呈現(xiàn)容性；當(dāng)X=XLXC=0時(shí)，=0，說明電壓與電流同相位，電路呈現(xiàn)電阻性。（4）總電壓u與電流i的相量關(guān)系 其中Z=R+j（XLXC）2RLC串聯(lián)電路的功率（1）有功功率 （2）無功功率Q （3）視在功率S 把電路中電流和總電壓有效值的乘積定義為電路的視在功率，用S表示，即 S=UI 。單位用伏安（VA）作單位，1VA=1W。圖2-14 電壓、阻抗及功率三角形（a） 電壓三角形 （b） 阻抗三角形 （c） 功率三角形P、Q、S三者也構(gòu)成直角三角形，稱為功

51、率三角形，如圖2-14（c）所示。 （4）功率因數(shù) 有功功率與電源視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用cos表示。額定視在功率SN為電氣設(shè)備的容量，即 SN=UNINP=UNIN cos【想一想】當(dāng)cos為多少時(shí)，P=S？此時(shí)，電路呈現(xiàn)什么性質(zhì)？ 【例2-9】 已知一個(gè)線圈的參數(shù)為R=6和XL8，與XC2的電容器串聯(lián)后接在220V的正弦交流電源上。求：（1）電路中的電流I；（2）電流與電源電壓的相位差；（3）線圈上的電壓是多少？【解】 （略）【課堂互動(dòng)】題中電路呈現(xiàn)什么性質(zhì)？電路的P=？Q=？S=？cos=？采用什么方法能使該電路呈現(xiàn)出電阻性質(zhì)呢？二、串聯(lián)諧振1串聯(lián)諧振的條件從RLC電路的分析可知：

52、當(dāng)X=XLXC=0時(shí)，電路相當(dāng)于“純電阻”電路，其總電壓U和總電流I同相，電路出現(xiàn)“諧振”。即：=0。 f0稱為串聯(lián)電路的諧振頻率。與什么有關(guān)？【課堂互動(dòng)】某收音機(jī)的輸入調(diào)諧電路中L=260H，若要收聽頻率為828kHZ（該頻率就是串聯(lián)諧振頻率f0）的北京廣播電臺(tái)的新聞廣播，應(yīng)將調(diào)諧電容調(diào)整為多大？2串聯(lián)諧振的特征（1）電流與電壓同相位，電路呈電阻性。（2）電路的阻抗Z最小，Z=R，而電流I最大，即I=I0=U/R。（3）串聯(lián)諧振時(shí) 此時(shí)【課堂互動(dòng)】對于含有一定電阻的感性負(fù)載和電容器的并聯(lián)電路，你能根據(jù)串聯(lián)諧振的推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出并聯(lián)諧振的條件和諧振頻率嗎？試試看！作業(yè)：10題課題五 三相交流電

53、源一、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2三相電動(dòng)勢的產(chǎn)生三相繞組中產(chǎn)生的三相對稱電動(dòng)勢的瞬時(shí)值分別表示為規(guī)定：三相電動(dòng)勢的正方向是從繞組的末端首端。若某一時(shí)刻e的數(shù)值為負(fù)，則說明其方向是從首端末端。它們的波形圖及相量圖如圖2-16所示。圖2-16 三相對稱電動(dòng)勢的波形圖和相量圖（a）波形圖 （b）相量圖【課堂互動(dòng)】三相電動(dòng)勢對稱的特征是什么？寫出三相電動(dòng)勢的相量式？3相序通常把三相交流電到達(dá)正的最大值（或負(fù)最大）的先后次序稱為相序。例如上述的三相電動(dòng)勢依次滯后120，其相序?yàn)閁VW（順相序）；反之為逆相序。二、三相電源的連接星形（Y）連接和三角形（）連接。1星形連接的特點(diǎn)介紹圖2-

54、17中星形連接的特點(diǎn)圖2-17 三相電源的星形連接（a）電源的星形連接電路 （b）三相四線制2三相四線制三相四線制供電系統(tǒng)可輸送兩種電壓：相電壓UP：是指相線與中線之間的電壓，用UU、UV、UW表示；線電壓UL：是指相線與相線之間的電壓，用UUV、UVW、UWU表示。通常規(guī)定各相電動(dòng)勢的參考方向?yàn)閺睦@組的末端指向始端。相電壓的參考方向：線電壓的參考方向：線電壓與相電壓的相量圖如圖2-18所示。由于三相電動(dòng)勢是對稱的，故相電壓也是對稱的，相電壓的相量式為圖2-18 線電壓與相電壓的相量圖【課堂互動(dòng)】在相電壓已知的情況下，你能根據(jù)uuv=uuuv，寫出UUV的相量式嗎？能求出線電壓UUV和UU的相

55、位關(guān)系和數(shù)值關(guān)系嗎？線電壓和相電壓的關(guān)系：由圖2-18可知，線電壓也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電壓超前30。一般低壓供電系統(tǒng)的線電壓是380V，它的相電壓是220V?！居懻摗可钪心男╇娖饔孟嚯妷?，哪些電器用線電壓？家庭中的插座是什么樣子？知道每個(gè)插孔代表什么嗎？作業(yè)：預(yù)習(xí)下一節(jié)，并復(fù)習(xí)。課題六 三相負(fù)載的連接三相交流電路中，負(fù)載的連接方式有兩種：星形連接和三角形連接。一、三相負(fù)載的星形連接1負(fù)載的相電壓和線電壓負(fù)載的相電壓UY：負(fù)載作Y形接法時(shí)，加在負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。每相負(fù)載的相電壓有效值都等于電源的相電壓，即：UY =UP，但各相的相電壓的相位各差了120。負(fù)載的線電壓：就

56、是電源的線電壓UL。各線電壓大小相等，相位各差120，且超前相應(yīng)的相電壓30。2負(fù)載的相電流IP、線電流IL （1）相電流。相電流指流過每一相負(fù)載的電流，用IP表示若三相負(fù)載是對稱的，ZU=ZV=ZW=Z，則相電流也對稱（即大小相等，頻率相同，相位各差120），其相量式為： ，如圖2-20（b）所示。每一相的相電流有效值均為（2）Y形連接的線電流IL。線電流指流過火線中的電流（IU、IV、IW）。IP=IL ，可以看出，三相負(fù)載對稱時(shí)，線電流也是對稱的，相電壓和相電流的數(shù)值關(guān)系和相位關(guān)系見圖2-20（b）所示?！居懻摗磕隳芨鶕?jù)基爾霍夫電流定律計(jì)算出流過中線電流嗎？當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)，中線上有電流嗎？

57、中線可以去掉嗎？當(dāng)負(fù)載不對稱時(shí)，中線上有無電流？中線的作用是什么？3中線的電流及作用中線電流為（1）當(dāng)負(fù)載對稱（如三相電機(jī)、三相電爐）時(shí)，負(fù)載的相電流是對稱的，中線電流IN=0，三相四制可以取消中線變成三相三線制。（2）當(dāng)負(fù)載不對稱時(shí)，三個(gè)負(fù)載的相電流則不再對稱，見圖2-20（a）所示，三個(gè)相電流的“和矢量”不為零，即中線電流IN0，此時(shí)，中線是必需的。中線的作用是保證星形連接負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生總結(jié)負(fù)載不對時(shí)中線所起的作用。二、三相負(fù)載的三角形連接1負(fù)載的相電壓負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，無論負(fù)載對稱與否，其相電壓總是對稱的， 圖2-21 負(fù)載的三角形連

58、接2負(fù)載的相電流和線電流（1）三角形連接時(shí)，流過每一相負(fù)載的電流叫相電流IP（IUV、IVW、IWU）。當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，相電流也是對稱的，即IP=IUV=IVW=IWU=UL/Z （2）線電流。流過火線的電流稱為線電流，用IL（IU、IV、IW）表示，假設(shè)三相負(fù)載為對稱性的感性負(fù)載，每相負(fù)載上的電流均滯后對應(yīng)的電壓角，三個(gè)線電流也是對稱的，線電流相位滯后于相應(yīng)的相電流30，數(shù)值上【討論】線電流與相電流的數(shù)值和相位關(guān)系怎樣導(dǎo)出的？【例2-10】 如圖2-21所示的三相三線制電路，各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=3+j4，電源線電壓為380V，試求（1）負(fù)載的相電流和線電流及它們間的相位差。（2）相電流和相

59、電壓的相位差。【解】 （略）【討論】若把題中負(fù)載作星形連接，接在該電源上，相電流和線電流又是多少呢？若每相負(fù)載換成5的電阻，結(jié)果會(huì)如何？三、三相電路的功率1三相負(fù)載的總的有功功率如果三相負(fù)載對稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，2三相負(fù)載總的無功功率總無功功率也等于三相負(fù)載的無功功率之和，如果三相負(fù)載對稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，總無功功率3三相電路的視在功率應(yīng)當(dāng)注意：在電源電壓不變的情況下，同一個(gè)負(fù)載星形連接和三角形連接時(shí)所消耗的功率是不同的，三角形連接時(shí)的功率是星形連接時(shí)的三倍，即【課堂互動(dòng)】若一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V，電源的線電壓為380V，電機(jī)繞組應(yīng)作什么形式的

60、連接？若電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V，對該電源又該作何種連接？作業(yè)：1114題單元三 磁路及電磁器件（共8學(xué)時(shí)）導(dǎo)入新課：常用的電動(dòng)機(jī)、變壓器，以及在汽車上用到的電磁鐵、繼電器、各種電磁閥，都是有鐵芯的線圈，所以在這些電氣設(shè)備中不僅存在電路問題，也存在著磁路問題。比如電氣設(shè)備內(nèi)部的電與磁的相互作用、相互轉(zhuǎn)換等。本單元就來學(xué)習(xí)磁路及電磁器件的知識(shí)。課題一 磁場與電磁感應(yīng)一、磁場的基本物理量1磁感應(yīng)強(qiáng)度B2磁通量若磁場為均勻磁場，的大小可用=BS 公式計(jì)算。3磁導(dǎo)率圖3-1 直導(dǎo)體周圍的磁場磁導(dǎo)率用來衡量磁介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。如圖3-1所示的直導(dǎo)體，在導(dǎo)體附近X點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx磁導(dǎo)率的單位：亨