電氣課程-電學(xué)基礎(chǔ)

汽車電氣系統(tǒng)-電學(xué)基礎(chǔ)主講人：王立志課時(shí)安排：3課時(shí)課程目標(biāo)了解電的基礎(chǔ)知識(shí)理解電壓、電流、電阻、電磁熟悉二極管、三極管、電容掌握汽車電路特點(diǎn)及常見(jiàn)故障2、電壓、電流、電阻、電磁1、電的基礎(chǔ)知識(shí)3、汽車上的電子元件4、汽車電路課程目錄3電的特性導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體電的定義電的基礎(chǔ)知識(shí)21電學(xué)基礎(chǔ)1、電的定義：電的基礎(chǔ)知識(shí)物質(zhì)由原子組成的。原子又是由：質(zhì)子（正電）中子（中性）電子（負(fù)電）。電無(wú)法被看到、聽(tīng)到或聞到。所有物體都帶電，但多數(shù)是處于電的平衡狀態(tài)。電的基礎(chǔ)知識(shí)電子的移動(dòng)（外力作用下），產(chǎn)生了電的不平衡。失去電子的帶正電，得到電子的帶負(fù)電；另外。電還具有同性相斥，異性相吸的特性；1、質(zhì)子與電子——（）2、質(zhì)子與質(zhì)子——（）3、電子與電子——（）2、電的特性：電的基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)體的原子結(jié)構(gòu)允許其電子比較容易地流動(dòng)，（如：導(dǎo)線）絕緣體的原子結(jié)構(gòu)阻礙電子的流動(dòng)，（如：導(dǎo)線外的絕緣層）3、導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體半導(dǎo)體：只在特定的條件下才允許電子的流動(dòng)。4電阻電磁電流電的基礎(chǔ)知識(shí)31電學(xué)基礎(chǔ)電壓2電流≈水流電流、電壓、電阻、電磁電流的定義電流、電壓、電阻、電磁電子沿連續(xù)的通道流動(dòng)被稱為電流（I）。電流以安培（A）或者安為計(jì)量單位。安培表示在一定的時(shí)間間隔內(nèi)有多少電子流過(guò)了一個(gè)連續(xù)的通道。流過(guò)一個(gè)連續(xù)通道的電子數(shù)量越多，安培數(shù)或電流就越大。電流的方向電流、電壓、電阻、電磁關(guān)于電流的方向有兩種不同的表述。傳統(tǒng)理論認(rèn)為電流從正極流到負(fù)極。電子理論認(rèn)為電流是從負(fù)極流到正極的。電流的形式電流、電壓、電阻、電磁直流電（DC）電流恒定地沿單一的固定方向流動(dòng)交流電（AC）電流保持一種交替變換的方向電流的形式電流、電壓、電阻、電磁脈沖信號(hào)在現(xiàn)代汽車電控技術(shù)中利用越來(lái)越多，比如：輪速傳感器信號(hào)、占空比控制等等。脈沖直流電電子恒定地沿單一的固定方向斷續(xù)流動(dòng)。電壓的定義電流、電壓、電阻、電磁電子的移動(dòng)

用于從原子的軌道上推出或者拉出電子的作用力被稱為電動(dòng)勢(shì)（E）。電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值被稱為電壓，單位是伏特（V）。通常會(huì)將電動(dòng)勢(shì)視為電壓電壓是一種壓力電流、電壓、電阻、電磁電壓（電動(dòng)勢(shì)）就是一種推動(dòng)“電子”移動(dòng)的力——異性電荷的相互吸引。12伏0伏注意：電始終從高電壓處流向低電壓處。電壓的產(chǎn)生電流、電壓、電阻、電磁獲得電壓的方式：靜電、化學(xué)能、機(jī)械能。靜電放電電流、電壓、電阻、電磁靜電放電會(huì)對(duì)固態(tài)組件產(chǎn)生危害。靜電放電是由于靜電積聚造成的。如果你接觸固態(tài)電氣元件，靜電放電可輕易損壞電氣設(shè)備，同時(shí)使設(shè)備失效。并非所有對(duì)靜電放電敏感的電器元件上都貼有靜電放電（ESD）符號(hào)。為防止意外損壞，在處理電器元件時(shí)應(yīng)格外小心。電阻的定義電流、電壓、電阻、電磁電阻（R）是導(dǎo)體對(duì)“電子”流動(dòng)的反抗（阻力），以歐姆（Ω）為計(jì)量單位。電阻增加時(shí)，電路中的電流數(shù)量就會(huì)減少。如果電阻值降低，電流就會(huì)增加。電阻的影響因素電流、電壓、電阻、電磁材料：直徑和長(zhǎng)度：導(dǎo)線的狀態(tài)：歐姆定律電流、電壓、電阻、電磁歐姆定律是表示電流、電壓、電阻三者關(guān)系的計(jì)算公式：1、假定電阻不變，則當(dāng)電壓增加時(shí)，電流就加大；而當(dāng)電壓降低時(shí)，電流就減少。2、假定電壓不變化，則當(dāng)電阻增加時(shí)，電流就減少；而當(dāng)電阻減小時(shí)，電流就增加。電壓、電流、電阻、電磁電磁電磁：主要指的是電與磁的關(guān)系，在汽車中應(yīng)用廣泛，比如：繼電器、點(diǎn)火線圈、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、電磁閥電磁式傳感器等電壓、電流、電阻、電磁電和磁的關(guān)系當(dāng)電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微弱的磁場(chǎng)。反過(guò)來(lái)，當(dāng)導(dǎo)線處于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，磁也會(huì)使導(dǎo)體產(chǎn)生電流。電壓、電流、電阻、電磁電磁線圈當(dāng)電流流過(guò)一個(gè)環(huán)形的線圈時(shí)，磁場(chǎng)就會(huì)變得集中，并且磁場(chǎng)帶有極性。中間加入能降低磁阻的鐵芯后（使磁力增加），就變成了電磁體。繼電器就是依據(jù)此原理設(shè)計(jì)的。電壓、電流、電阻、電磁電磁線圈電磁體的強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流強(qiáng)弱有關(guān)。電壓、電流、電阻、電磁電磁感應(yīng)導(dǎo)線垂直切割磁場(chǎng)時(shí)會(huì)引起電流在一個(gè)方向上的流動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，感應(yīng)電流的方向也會(huì)相反，這就產(chǎn)生了方向改變的電流。交流發(fā)電機(jī)就是依據(jù)此原理。電壓、電流、電阻、電磁電磁感應(yīng)影響電磁感應(yīng)的因素電壓、電流、電阻、電磁互感電壓一個(gè)線圈磁場(chǎng)的變化會(huì)使鄰近的其它線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這個(gè)過(guò)程被稱為互感。這些線圈互相之間是緊靠在一起的，因此一個(gè)線圈的電壓變化會(huì)被感應(yīng)到鄰近的線圈中去。點(diǎn)火線圈就是依據(jù)此工作原理。3三極管電容器二極管電的基礎(chǔ)知識(shí)21電學(xué)基礎(chǔ)汽車中常見(jiàn)的電子元件二極管二極管是最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體類型。它們?cè)谝粋€(gè)方向具有低電阻，而在另外一個(gè)方向上具有高電阻。也就是說(shuō)，二極管允許電流在一個(gè)方向流動(dòng)，而阻止電流在另外一個(gè)方向流動(dòng)。二極管是由一個(gè)P型的材料和一個(gè)N型的材料構(gòu)成的。正的一側(cè)是陽(yáng)極，負(fù)的一側(cè)稱為陰極。正的一側(cè)與負(fù)的一側(cè)相遇的位置被稱為P-N結(jié)。汽車中常見(jiàn)的電子元件二極管的應(yīng)用汽車中使用二極管的類型有很多種，包括：齊納（穩(wěn)壓）二極管——電壓調(diào)節(jié)器發(fā)光二極管——各類報(bào)警燈整流二極管——發(fā)電機(jī)整流二極管汽車中常見(jiàn)的電子元件晶體管晶體管有三個(gè)接出來(lái)的端點(diǎn)，所以便被形象的命名為“三極管”。它通過(guò)在其兩端之間變化的電壓或者電流來(lái)開關(guān)、放大或振蕩電信號(hào)。原理就是小電流控制大電流，作用類似于繼電器。晶體管通常使用在電子控制模塊上，作為信號(hào)放大器或電路控制器。比如：點(diǎn)火線圈的控制、噴油器的控制。汽車中常見(jiàn)的電子元件晶體管的類型晶體管有兩種類型，一種是NPN型，另一種是PNP型。在晶體管標(biāo)示圖形上的箭頭總是指向電流的方向。在PNP型晶體管上，箭頭指向基極。在NPN型晶體管上，箭頭從基極指向外。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。汽車中常見(jiàn)的電子元件電容器電容器，通常是指容納電荷的容器，蓄電池就是一個(gè)大的電容器。汽車中常見(jiàn)的電子元件電容器的應(yīng)用電容在汽車中通常作為電壓緩沖器來(lái)防止電路中電壓的波動(dòng)。當(dāng)線圈斷開的瞬間，可會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，電容此時(shí)可吸收電壓波動(dòng)以防止其損壞電路中敏感元件。在電路圖中電容的表示符號(hào)。備注：

在汽車上，電容通常作為電器部件整體的一部分。包含電容的部件一般不可維修，只能整體更換。汽車中常見(jiàn)的電子元件電容器的結(jié)構(gòu)電容器內(nèi)部由金屬極板構(gòu)成。普通電容充電時(shí)既可以在負(fù)極充電也可以在正極充電，但電解電容器除外。電解電容器汽車中常見(jiàn)的電子元件電容器的注意事項(xiàng)有些電容在電源斷開后，電壓可以維持一段時(shí)間。比如：電源斷開后，安全氣囊系統(tǒng)中的電壓能夠保持?jǐn)?shù)分鐘。所以，為避免安全氣囊意外展開，電容放電過(guò)程中不得在系統(tǒng)上進(jìn)行任何操作。汽車中常見(jiàn)的電子元件電容器的注意事項(xiàng)有些電容在電源斷開后，電壓可以維持一段時(shí)間。比如：電源斷開后，安全氣囊系統(tǒng)中的電壓能夠保持?jǐn)?shù)分鐘。所以，為避免安全氣囊意外展開，電容放電過(guò)程中不得在系統(tǒng)上進(jìn)行任何操作。4電路的狀態(tài)汽車電路常見(jiàn)故障電路的構(gòu)成電的基礎(chǔ)知識(shí)31電學(xué)基礎(chǔ)電路的類型2汽車電路電路的構(gòu)成電路是指電流流經(jīng)的回路，通常一個(gè)完整的汽車電路將包括：電源保護(hù)裝置控制裝置用電設(shè)備（負(fù)載）線束汽車電路汽車電路中的電源電源為整個(gè)電路中的元器件提供電壓，在汽車上使用的電源是蓄電池和發(fā)電機(jī)。注意：兩者為并聯(lián)關(guān)系汽車電路汽車電路中的保護(hù)裝置汽車上使用的電路保護(hù)器有保險(xiǎn)絲、斷路器和易熔線，在電路出現(xiàn)過(guò)大電流時(shí)，電路保護(hù)器能保護(hù)電路。保險(xiǎn)絲斷路器易熔線汽車電路汽車電路中的控制裝置汽車電路中的控制裝置用于接通、中斷電路或者改變電路中的電流值。汽車上常用的電路控制裝置有：繼電器、按鈕開關(guān)、拔動(dòng)開關(guān)、可變電阻器汽車電路汽車電路中的負(fù)載汽車電路中任何需要消耗電能的裝置都稱為負(fù)載，例如：燈泡、喇叭、電機(jī)等。在任何電路中，負(fù)載總是具有一定的電阻，（沒(méi)有電阻將會(huì)造成短路）汽車電路汽車電路中的線束導(dǎo)線為電流提供從電源流出、再流回電源的回路，其導(dǎo)電材質(zhì)通常為銅或其它金屬。車輛上使用各種不同尺寸的導(dǎo)線。上圖所示為各種型號(hào)的導(dǎo)線以及能安全通過(guò)的最大電流值。汽車電路電路的基本類型電路通常有三種基本的類型：串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)（混聯(lián)）。在每一種電路中，電流流經(jīng)的路徑是不同的。汽車電路汽車電路特點(diǎn)采用低壓電源采用直流電采用并聯(lián)連接采用單線制負(fù)極搭鐵汽車電路電路的狀況電路常見(jiàn)的幾種狀態(tài)通路斷路（開路）短路大電阻（虛接）汽車電路汽車中常見(jiàn)的電路故障1斷路（開路）：電路出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)電流的回路被切斷，導(dǎo)致電路開路，電流無(wú)法流動(dòng)。開路可能會(huì)發(fā)生在電源、負(fù)載或者接地等任何部位。造成開路的原因有：斷開的導(dǎo)線松動(dòng)的連接斷路的連接器熔斷的保險(xiǎn)絲內(nèi)部開路的部件汽車電路汽車中常見(jiàn)的電路故障2對(duì)負(fù)極短路：對(duì)地短路常由意外的導(dǎo)線或元器件直接接地所引起，會(huì)造成以下后果：產(chǎn)生極高的電流保護(hù)裝置被斷開如果保護(hù)裝置不能夠按照設(shè)計(jì)使電路斷開的話，就會(huì)損壞導(dǎo)線和電氣元件汽車電路汽車中常見(jiàn)的電路故障2對(duì)電源短路：接線不當(dāng)或?qū)Ь€的絕緣層損壞。通常出現(xiàn)在電路的電源一側(cè)，也可稱之為對(duì)電壓短路。會(huì)造成以下后果：可能會(huì)使某個(gè)回路被意外激活