汽車電工電子課件--第1章-汽車照明電路

1、第一章 汽車照明電路1.1 電路及其基本物理量1.2 電阻元件和歐姆定律1.3汽車照明電路分析1.1 電路及其基本物理量1.1.1 電路概述1.1.2 電路的基本物理量1.1.3 電路的開路和短路 電路：由電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接起來的整體，它是電流所通過的路徑。 電路一般由電源、負(fù)載以及中間環(huán)節(jié)等部分組成。 電路中供給電能的設(shè)備和器件稱為電源，用電設(shè)備或元器件稱為負(fù)載。 用電設(shè)備或元器件在工作時(shí)表現(xiàn)出的電磁現(xiàn)象可以用下面三個(gè)理想負(fù)載元件及其組合來反映。1.1.1 電路概述 電阻元件替代主要是消耗電能并轉(zhuǎn)換成其他形式能量的實(shí)際元件，用字母R表示，簡稱電阻。 電感元件替代主要是存儲(chǔ)磁場能量

2、的實(shí)際元件，用字母L表示，簡稱電感。 電容元件替代主要是存儲(chǔ)電場能量的實(shí)際元件，用字母C表示，簡稱電容。理想元件電阻（R）、電感（L）、電容 （C）、電壓源（US）、電流源（IS）的圖形符號如圖1-2所示。圖1-1 汽車行李廂照明電路簡圖圖1-2 理想元件圖形符號1.1.2 電路的基本物理量1電流 （1）定義：電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，通常將正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流正方向。 電流的大小用電流強(qiáng)度來衡量，其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。根據(jù)定義有 （1-1） 式中，i電流強(qiáng)度（簡稱電流），單位為安培（A）。（2）分類 一類是電流的大小和方向都不隨時(shí)間而變化，稱為恒定電流，簡稱直流

3、，用I表示。另一類是電流大小和方向都隨時(shí)間變化，稱為變動(dòng)電流，變動(dòng)電流用i表示，其中一個(gè)周期內(nèi)電流的平均值為零的變動(dòng)電流，稱為交變電流，簡稱交流。 （3）參考方向 除了用箭頭來表示電流的參考方向外，還可用雙下標(biāo)表示，如Iab表示電流參考方向從a指向b。圖1-3 電流的參考方向 （1-2） 在直流電路中電壓用大寫字母U表示。電壓的單位為伏特（V）。 兩點(diǎn)之間電壓的實(shí)際方向是由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，所以電壓也常稱為電壓降。2電壓與電位圖1-4 電壓與電動(dòng)勢 對一個(gè)電路，若元件電流與電壓選擇的參考方向相同，如圖1-5所示，則稱為關(guān)聯(lián)參考方向，否則為非關(guān)聯(lián)方向。 通常汽車中的搭鐵點(diǎn)就是電路的參考點(diǎn)，電

4、路中任一點(diǎn)的電位就是相對于搭鐵點(diǎn)的電壓。 電力系統(tǒng)中，通常以大地作為參考點(diǎn)；電子電路中，一般選擇電子設(shè)備的金屬機(jī)殼或某公共點(diǎn)作為參考點(diǎn)。 參考點(diǎn)的電位為零，用符號“”表示。圖1-5 電壓電流關(guān)聯(lián)參考方向 【例1-1】 如圖1-6所示電路，若選擇O點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)的電位。若選擇B點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則求A、O兩點(diǎn)的電位。 圖1-6 電壓與電位分析解 （1）若選擇O點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則 VO=0V VB=UBO=7 VA=UAB+VB=3V+7V=10V（2）若選擇B點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則 VB=0V VA=UAB=3V VO=UOB=UBO=7V 衡量電源力克服電場力對電荷做功能力的物理量稱為

5、電動(dòng)勢。 一般汽車蓄電池的電壓通常為12V，干電池的電壓為1.5V。3電動(dòng)勢 （1-3） （1-4）若在電壓、電流非關(guān)聯(lián)方向下，則P=UI（1-5）4電能和電功率 【例1-2】 如圖1-7所示電路，已知US=12V，I=4A，U2=6V，I1=1A，I2=3A，U3=6V。求各元件的功率，并說明元件是發(fā)出功率還是吸收功率。圖1-7 例1-2圖解 根據(jù)功率式（1-6）、式（1-7）得 =USI=12V4A=48W0（吸收功率）P2=U2I2=6V3A=18W0（吸收功率）P3=U3I=(6)V4A=24W0（吸收功率）P= +P1+P2+P3 =48W+6W+18W+24W=0，說明電路的功率平

6、衡。1.1.3 電路的開路和短路1開路狀態(tài) 圖1-8 電路的開路狀態(tài) 由于電源線絕緣損壞、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，如圖1-9所示。4電能和電功率圖1-9 電路的短路狀態(tài)1.2.1 電阻元件1.2.2 電阻的串并聯(lián)1.2 電阻元件和歐姆定律1.2.1 電阻元件1電阻率和電阻溫度系數(shù) （1-6） 電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)（G），單位為西門子（S）。 （1-7）歐姆定律：U=IR（1-8） 若電壓和電流為非關(guān)聯(lián)方向，則歐姆定律可寫為U=IR（1-9）2歐姆定律 在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下，任何時(shí)刻線性電阻元件吸收的功率為 （1-10） 同樣，在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下，任何時(shí)刻

7、線性電阻元件吸收的功率為 （1-11）3電阻的電功率 【例1-3】 已知一電阻R=10，電壓電流為關(guān)聯(lián)方向，流經(jīng)電流I=2A。試求：電阻電壓（U），功率（P）。解 電壓、電流為關(guān)聯(lián)方向，故U=IR=(2A)10=20(V) P=I2R=(2A)210=40(W)0（吸收功率）圖1-10 電阻串聯(lián)1.2.2 電阻的串并聯(lián)圖1-11 電阻分壓在汽車中的應(yīng)用圖1-12 電阻并聯(lián)圖1-13 汽車后窗除霜裝置圖1蓄電池 2點(diǎn)火開關(guān) 3熔斷器 4除霜器開關(guān)及指示燈5除霜器（電熱絲）圖1-14 例1-4圖 【例1-4】 如圖1-14所示電阻電路，已知R1=60，R2=40，R3=40，U=80V。求電路總電阻R，電流I、I2、I3，電壓U1、U2。解 等效電阻總電流 【例1-5】 如圖1-15所示電路中，蓄電池電壓為12V，前照雙絲燈中近光燈絲為12V、25W。試分析前照燈（近光）電流路徑，并計(jì)算前照燈近光正常工作時(shí)的總電流（I）。3