汽車維修電工基礎(chǔ)整本書課件電子教案

汽車維修電工基礎(chǔ)

目錄直流電路1正弦交流電路2三相交流電路3電磁學(xué)的應(yīng)用4發(fā)電機與電動機5安全用電6半導(dǎo)體二極管7晶體管的應(yīng)用8集成運算放大器及其應(yīng)用5數(shù)字電路基礎(chǔ)6

項目一認(rèn)識直流電路

知識目標(biāo)

1.電路的組成及各個部分的作用

2.能夠應(yīng)用基爾霍夫定律進行復(fù)雜電路計算能力目標(biāo)

1.能用萬用表測量電路中電阻、電壓及電流值

2.解決直流電路中的連結(jié)問題電路及其組成1電壓源與電流源的等效變化2電路分析計算3電路的暫態(tài)分析4直流電路電路及其組成電路是電流的通路，它是為了實現(xiàn)某種功能，由各種電氣設(shè)備和器件，按一定方式互相連接的電流通路。導(dǎo)線電阻電源電路主要物理量電流電壓電位和電動勢弱電電路CommunalVoice電流定義所謂電流就是單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。i=dq/dtI=Q/t直流在國際單位制（SI)中，規(guī)定電流的單位是安培（A）。電流方向

1.

實際方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動的方向或者負(fù)電荷移動的反方向為電流的方向（實際方向）.如下圖所示的電流。

2.

參考方向

電流參考方向是假定的電流流向。當(dāng)電流參考方向與實際方向一致時，電流為正值。當(dāng)電流參考方向與實際方向相反時，電流為負(fù)值。如下圖

在電路中，如果設(shè)正電荷由A點移動到B點時電場力所做的功為dw，則A、B兩點間的電壓為

UAB=dw/dq

U=W/Q

在國際單位制種，電壓的單位是伏特（V）。電壓定義直流電路方向一致，U>0方向不一致，U<0方向電壓實際方向：習(xí)慣上規(guī)定從高電位點指向低電位點的方向為電壓方向（實際方向）電壓參考方向：電壓參考方向是假定電壓方向，在電路中可以任意選定。電流和電壓常取一致的參考方向，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。當(dāng)U、I為關(guān)聯(lián)參考方向時，則電壓與電流的關(guān)系為U=RI，則電壓與電流的關(guān)系是U=-RI。

關(guān)聯(lián)參考方向

100m30m>100mAOCBW1W2W3電位定義電位定義電場力把單位正電荷從電路中某點移動到參考點所做的功，用大寫字母V表示。參考點在電路中選定某一點A為電位參考點，就是規(guī)定該點的電位為零結(jié)論

1）電位值是相對的，參考點選取的不同，電路中各點的電位也將隨之改變

2）電路中兩點間的電壓值是固定的，不會因參考點的不同而變，即與零電位參考點的選取無關(guān)定義在數(shù)值上，等于非靜電力將單位正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移送到正極時所做的功電動勢用字母E來表示，單位也是伏特（V）方向

在電源內(nèi)部由低電位指向高電位端電動勢電源中間環(huán)節(jié)負(fù)載供應(yīng)電能的設(shè)備，它能將非電形式的能量，如機械能、化學(xué)能轉(zhuǎn)換電能。電源導(dǎo)線導(dǎo)線的面積導(dǎo)線標(biāo)稱截面是經(jīng)過換算的線心截面積，而不是實際幾何面積。汽車常用的導(dǎo)線

1．低壓導(dǎo)線2．高壓導(dǎo)線在汽車點火線圈至火花塞之間的電路使用高壓點火線，簡稱高壓線。

標(biāo)稱截面積/mm2用途0.5尾燈、頂燈、指示燈、儀表燈、牌照燈、刮水器、時鐘、燃油表、水溫表、油壓表等電路0.8轉(zhuǎn)向燈、制動燈、停車燈、斷電器等電路1.0前照燈、電喇叭（3A以下）電路1.5前照燈、電喇叭（3A以上）電路1.5～4.0其它5A以上電路4～6柴油車電熱塞電路6～25電源電路16～95起動電路導(dǎo)線顏色負(fù)載電容電感電阻負(fù)載負(fù)載電阻元件是反映電流熱效應(yīng)這一物理現(xiàn)象的理想電路元件。用字母R表示。

u=Ri電阻定義

在關(guān)聯(lián)參考方向下，若R=u/i為常數(shù)，也稱其為線性電阻，其伏安特性曲線如下圖特性曲線電阻型號命名方法按阻值分：固定電阻，可變電阻按材料分：碳膜電阻，金屬膜電阻，線繞電阻按功率分：1/16W,1/8W等額定功率的電阻按精確度分：等普通電阻，等精密電阻分類

1）直標(biāo)法：電阻值直接用數(shù)字與字母印在電阻上舉例：3Ω3I表示3.3Ω

2）色標(biāo)法：將不同顏色的色環(huán)涂在電阻上來表示電阻的標(biāo)稱值及誤差。3）文字標(biāo)號法：例3MΩ3K表示3.3MΩ電阻值的標(biāo)識電容元件是反映存儲電荷產(chǎn)生電場，儲存電場能量這一物理現(xiàn)象的理想電路元件。實際的電容器通常由兩塊金屬板中間介質(zhì)構(gòu)成。電容器極板上儲存的電荷量q與外加電壓u成正比，即：

式中C-電容，是表征電容元件的參數(shù)，在國際單位制中電容單位是法拉(F).

電容在下中電容上的電壓與電流去關(guān)聯(lián)參考方向時，有

電容元件儲存的電場能量為：

電容分類按電容值分：固定電容器，可調(diào)電容器按介質(zhì)分:紙介電容器，金屬化紙介電容器，有機薄膜介質(zhì)電容器，瓷介電容器，云母電容器，電解電容器。電容型號命名方法電容型號命名方法與電阻型號命名相似電容額定電壓電容額定直流工作電壓指在線路上能夠長期可靠地工作而不被擊穿時所能承受的最大直流電壓（又稱耐壓）。如果電容器用在交流電路里，則應(yīng)注意所加的交流電壓的最大值（峰值）不能超過額定直流工作電壓定義電感元件是反映電流周圍存在磁場，儲存磁場能量這一物理現(xiàn)象的理想電路元件，其相當(dāng)于一個電阻為零的線圈。忽略導(dǎo)線電阻及線圈匝與匝之間的電容時，電感上的磁鏈與電流成正比，即：

式中：L—電感，是表征電感元件的特征參數(shù)。在國際單位制中，電感的單位為亨利（H）。電感如下圖當(dāng)電壓、電流和電動勢的參考方向一致，則有：

電感元件中儲存的磁場能量為：

上式說明，電感元件在某時刻儲存的磁場能量，只與該時刻流過的電流的平方成正比，與電壓無關(guān)。電感元件不消耗能量，是儲能元件。

電磁感應(yīng)右手定則用右手握線圈，手指沿著電流流動的方向，大拇指便指向N極。

電阻式溫度傳感器的一種，分正溫度系數(shù)熱敏電阻與負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種。

熱敏電阻例：冷卻水溫度傳感器：其特性曲線如下圖電壓源與電流源的等效變換電壓源一個直流穩(wěn)壓電源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻。常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負(fù)載電流而變。定義USui0伏安特性曲線

1.端電壓始終恒定，等于直流電壓。特點2.輸出電流是任意的，即隨負(fù)載（外電路）的改變而改變。電路符號USus+_IR5VRLUSUO+_+_電路理想電壓源IRUS實際電壓源USui0U=US-IR0其實，理想電壓源也不存在。電流源定義一個恒流源在實用中，在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個理想的電流源，即其輸出電流不隨負(fù)載兩端的電壓（亦即負(fù)載的電阻值）而變。ISui0伏安特性曲線特點1.輸出電流恒定不變2.端電壓是任意的,即隨負(fù)載不同而不同電路符號iSUIR1AI=

IS-IR0第1章R0IR0Isba-+UIOUIIS電路實際電流源產(chǎn)生由穩(wěn)流電子設(shè)備產(chǎn)生，有些電子器件輸出具備電流源特性，如晶體管的集電極電流與負(fù)載無關(guān)；光電池在一定光線照射下光電池被激發(fā)產(chǎn)生一定值的電流等。等效變換電壓源電流源U=Us

I·R0U=IR0·RIRO=

(Is

I)·R=

Is·R

I·RRRR=R0說明1）電壓源模型與電流源模型互換前后電流的方向保持不變，即IS和Us方向一致。2）所謂“等效”是指“對外電路”等效（即對外電路的伏－安特性一致），對于電源內(nèi)部并不一定等效。

支路：電路中每一個含有電路元件的分支，同一支路上流過的電流相同，即支路電流。回路：電路中任意閉合的路徑，回路有順時針和逆時針兩個方向，可以用箭頭表示回路的方向。節(jié)點：電路中三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。電路分析與計算基爾霍夫定律分為電流定律和電壓定律，是分析電路的重要基礎(chǔ)?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘irchhoff’sCurrentLaw,簡寫成KCL）描述了聯(lián)接在同一節(jié)點上的各支路電流之間的約束關(guān)系，反映了電流的連續(xù)性，即：也就是說在任一瞬間，流入任一節(jié)點的電流之和必等于流出該節(jié)點的電流之和。

基爾霍夫電流定律（KCL）對于節(jié)點a，應(yīng)用kcl有：

I1+I2=I3

I1+I2-I3=0

ΣI=0I1I3I2因此，基爾霍夫電流定律也可敘述為：在任一瞬時，電路中流入任一節(jié)點的所有電流的代數(shù)和等于零。流入節(jié)點時取正號，流出節(jié)點時取負(fù)號。流出時，電流符號則相反。

例1：

在圖中，I1=5A,I2=-2A，求I3I1I2I3解：根據(jù)圖示的電流參考方向，應(yīng)用基爾霍夫電流定律有

I1+I2=I3

I3=I1+I2

=5+（-2）

=3A

基爾霍夫電壓定律（Kirchhoff’sVoltageLaw簡寫為KVL）描述了閉合回路中各支路電壓之間的關(guān)系?；鶢柣舴螂妷憾芍赋鲈谌我凰矔r，沿閉合回路繞行一周，在繞行方向上的電位升之和必等于電位降之和。基爾霍夫電壓定律（KVL）如圖所示，應(yīng)用kvl有：

U1+U4=U2+U3

U1-U2-U3+U4=0

ΣU=0

因此，KVL也可以描述為:在任一瞬時，沿任一閉合回路繞行一周，回路中各部分電壓的代數(shù)和恒等于零。若電位升取正號，則電位降就取負(fù)號例1：有一閉合回路如圖所示，已知U1=15V，U2=-4V，U3=8V，試求電壓U4和UAC。解：沿ABCDA回路，根據(jù)各電壓的參考方向，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律得：沿ACBA回路，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律可列出：例2:

如圖所示有源支路，已知E=12V，U=8V,R=5，求電流Ｉ。解：沿閉合回路順時針方向繞行一周，應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，有：電流是負(fù)值，即其實際方向與圖示參考方向相反。分析計算方法：支路電流法，回路電流法，節(jié)點電位法，

支路電流法：以支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫兩個定律，列出所需方程，從而求出未知量?；鶢柣舴蚨稍陔娐贩治鲇嬎阒械膽?yīng)用下面以下圖來具體說明支路電流法其方法和步驟（1）由電路的支路數(shù)m，確定待求的支路電流數(shù)。該電路m=6，則支路電流有i1

、i2….i6六個。（2）節(jié)點數(shù)n=4，可列出n-1個獨立的節(jié)點方程。對節(jié)點1，2，3列kcl有：（3）根據(jù)KVL列出回路方程。選取m-(n-1)個獨立的回路，由KVL列出l個獨立的回路方程，對回路1，2，3（4）將六個獨立方程聯(lián)立求解，得各支路電流（5）根據(jù)電路的要求，求出其他待求量，如支路或元件上的電壓、功率等。例3：用支路電流法求解下圖所示電路中各支路電流及各電阻上吸收的功率。解:

該電路有三條支路、兩個節(jié)點。故可列出一個獨立的節(jié)點方程兩個獨立的回路方程節(jié)點①–?1+?2+?3=0

回路17?1+11?2=6–70=–64

回路2-11i2+7i3=-6

聯(lián)立求解，得到：?1=–6A?2=–2A?3=–4A

2）求各電阻上吸收的功率。電阻吸收的功率電阻R1吸收的功率電阻R2吸收的功率電阻R3吸收的功率電路暫態(tài)分析在自然界中，各種事物的運動過程通常都存在穩(wěn)定狀態(tài)和過渡狀態(tài)。

穩(wěn)態(tài)：在一定條件下的穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱穩(wěn)態(tài)。

過渡過程：

當(dāng)條件改變時，它將從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種新的穩(wěn)態(tài)，這是需要一定時間的，這個轉(zhuǎn)變過程稱為過渡過程。

uC+–CiCU+–SR合S前:

合S后：

由零逐漸增加到UU穩(wěn)態(tài)ot暫態(tài)暫態(tài)過程的必要條件：換路:

電路狀態(tài)的改變，電路接通、切斷、短路、電壓改變或參數(shù)改變(1)電路中含有儲能元件(內(nèi)因)(2)電路發(fā)生換路(外因)換路定則換路定則：

在換路瞬間，電感電流

和電容電壓

不能躍變

設(shè)：t=0—表示換路瞬間(定為計時起點)

t=0-—表示換路前的終了瞬間

t=0+—表示換路后的初始瞬間（初始值）電感電路：電容電路：注：換路定則僅用于換路瞬間來確定暫態(tài)過程中

uC、iL初始值。

求解要點：1)先由t=0-的電路求出uC(0–)、iL(0–)；

2)根據(jù)換路定律求出uC(0+)、iL(0+)。疊加原理

在多個電源同時作用的線性電路中，任何支路的電流或任意兩點間的電壓，都是各個電源單獨作用時所得結(jié)果的代數(shù)和。概念:+BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原電路I2''R1I1''R2ABU2I3''R3+_U2單獨作用+_AU1BI2'R1I1'R2I3'R3U1單獨作用疊加原理“恒壓源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒壓源去掉，代之以導(dǎo)線連接。BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I2''2

6

AB7.2V3

+_+_A12VBI2'2

6

3

已知：U1=12V，U2=7.2V，R1=2

，R2=6

，R3=3

解：I2′=I2"=I2=I2′+I2

=根據(jù)疊加原理，I2=I2′+I2

1A–1A0A+-10

I4A20V10

10

用迭加原理求：I=?I'=2AI"=-1AI=I'+I"=1A+10

I′4A10

10

+-10

I"20V10

10

解：“恒流源不起作用”或“令其等于0”，即是將此恒流源去掉，使電路開路。1.疊加定理只適用于線性電路（電路參數(shù)不隨電壓、電流的變化而改變）。疊加時只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。暫時不予考慮的恒壓源應(yīng)予以短路，即令U=0；暫時不予考慮的恒流源應(yīng)予以開路，即令I(lǐng)s=0。=+4.迭加原理只能用于電壓或電流的計算，不能用來求功率，即功率不能疊加。如：5.運用迭加定理時也可以把電源分組求解，每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。

設(shè)：則：I3R3=+ThankYou!

項目二正弦交流電路的應(yīng)（1）

知識目標(biāo)1.掌握正弦交流電的基本概念2.掌握正弦交流電的相量表示法能力目標(biāo)會做單相照明電路的安裝和檢查交流電基本概念1交流電路的R、L、C特性2正弦交流電路交流電基本概念電的種類大致分為哪三種，日常家庭用電最多是哪一種？(a)直流電

(b)交流電

(c)脈沖電1、引言直流電量電路中電壓的大小和極性、電流的大小和方向都是不隨時間變化的，這種恒定的電壓電流統(tǒng)稱為直流電量CommunalVoice交流電量交流電是指電壓與電流大小和方向都隨時間做周期性變化的電壓或電流。2、正弦交流電在正弦電源激勵下，電路中電壓和電流均按正弦規(guī)律變化，這樣的電路稱為正弦交流電路。u(i)t+正弦交流電壓和電流常統(tǒng)稱為正弦電量，簡稱正弦量。定義

便于傳輸；易于變換便于運算；有利于電器設(shè)備的運行；

正弦交流電的優(yōu)越性正弦交流電瞬時方向正弦交流電也要規(guī)定正方向,表示電壓或電流的瞬時方向交流電路進行計算時，首先要規(guī)定物理量的參考方向，然后才能用數(shù)字表達式來描述。實際方向和假設(shè)方向一致實際方向和假設(shè)方向相反tiiuR用小寫字母表示交流瞬時值Ru+_

-

_iu+_正半周負(fù)半周Ru+_表示方法1、用波形表示iu+_2、用三角函數(shù)表示角頻率它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)正弦函數(shù)輻角的增長值，稱為角頻率

3、交流電三要素*無線通信頻率：30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國、日本60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000Hz幅值上式中Um是電壓u的最大值，我們稱之為幅值初相位：正弦波的相位角或相位。：t=0時的相位，稱為初相位或初相角。(-π，π+)總結(jié)由上述可知，角頻率(或頻率)、幅值、初相位是確定一個正弦量的三個要素。電路中所謂求某一個正弦電量，也就是求出它的三要素而在正弦交流電路中，由于各正弦量的頻率是相同的，往往只要求得幅值和初相位就可以了。4、交流電幅值、瞬時值與有效值最大值用Im、Um、Em表示瞬時值對應(yīng)某一時刻的值用u、i、e表示有效值：反映正弦量做功效果的物理量用U、I、E表示若正弦交流電流i通過一個電阻R,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與某一直流電流I在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等的話，則I定義為i的有效值。有效值定義則有同理：注意：

1、在交流電路中，一般所講電壓或電流的大小都是指有效值。

2、交流電壓、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值3、交流設(shè)備銘牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值

電器~220V最高耐壓

=300V

若購得一臺耐壓為

300V的電器，是否可用于

220V的線路上?

該電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用！有效值

U=220V

最大值

Um

=220V=311V

電源電壓例1：5、相位差兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差：電壓超前電流

電壓滯后電流

>0=0<0電壓與電流同相uiui

ωtO電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相uiωtui90°OuiωtuiOωtuiuiOuiωtui

O例2：已知求u和i的初相及兩者間的相位關(guān)系。

解：所以電壓u的初相角為-125°,電流i的初相角為45°。表明電壓u滯后于電流i170°。

例3：分別寫出圖中各電流i1、

i2的初相位,并說明i1與i2的相位關(guān)系表明i1于i2

90°。

解(a)由圖知,

(b)由圖知，表明i1于。滯后超前

,u2的初相為表明u1滯后于u2150°。例4：已知=120°-(-90°)=210°解：u1的初相為u1和u2的相位差為:表示為將試分析二者的相位關(guān)系。5、正弦量的相量表示法復(fù)數(shù)1）表示方法A.代數(shù)形式為：

A=a+jbC.指數(shù)形式：

B.三角函數(shù)形式：由歐拉公式:D.極坐標(biāo)形式：2）復(fù)數(shù)四則運算加減：乘除：正弦量的相量表示所謂正弦量的向量表示就是用一個復(fù)數(shù)表示正弦量，用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的大小，用復(fù)數(shù)的輻角表示正弦量的初相位，這種用來表示正弦量的復(fù)數(shù)稱為正弦量的相量。正弦電壓

最大值相量形式為

有效值相量形式為

相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相角相量的模=正弦量的最大值

相量輻角=正弦量的初相角相量圖相量圖：相量是一個復(fù)數(shù)，它在復(fù)平面上的圖形稱為相量圖。正弦電流

例：其有效值相量分別為：其相量圖：

解:(1)相量式(2)相量圖例:

將u1、u2

用相量表示+1+j【思考題】指出下列各式的錯誤，并改正。①相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。？=②只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不能用相量表示。③只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。

注意：⑤相量的書寫方式

模用最大值表示，則用符號：④相量的兩種表示形式

相量圖:

把相量表示在復(fù)平面的圖形

實際應(yīng)用中，模多采用有效值，符號：可不畫坐標(biāo)軸相量式:交流電路的R、L、C特性1、單一參數(shù)電路元件的交流電路純電阻電路電壓與電流的關(guān)系在關(guān)聯(lián)參考方向下，任意瞬時在電阻R兩端施加電壓為通過電阻R的電流為因此，電壓與電流的瞬時值、有效值、最大值、相量形式之間均符合歐姆定律。波形圖相量圖【例】把一個120Ω的電阻接到頻率為50Hz,電壓有效值為12V的正弦電源上，求通過電阻的電流有效值是多少?如果電壓值不變，電源頻率改為5000Hz，這時的電流又是多少?解：電阻電流的有效值為由于電阻元件電阻的大小與頻率無關(guān),所以頻率改變后，電流仍為100mA。功率（1）瞬時功率交流電路中，瞬時電壓和瞬時電流的乘積為瞬時功率，用P表示，單位是W（瓦特）。從上式可以看出,表示電阻從電源吸取功率，所以說電阻是耗能元件。（2）有用功率有用功率也稱作平均功率，表示瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值對于電阻元件有：由于電壓有效值

純電感電路電壓與電流的關(guān)系設(shè)任意瞬時，電壓和電流在關(guān)聯(lián)參考方向下的關(guān)系為如設(shè)電流為參考相量，即

則有在上式中，

稱為電感元件的電抗，簡稱感抗；單位：歐姆[Ω]。表明，同-個電感線圈(為定值)，對不同頻率的正弦電流表現(xiàn)出不同的感抗，頻率越高，則感抗越大。因此電感線圈對高頻電流的阻礙作用大。的相位差與

即電感元件上電流i比電壓u滯后90o

電壓和電流的相量形式【例】把一個0.2H的電感元件接到頻率為50Hz，電壓有效值為12V的正弦電源上，求通過電感的電流有效值是多少？如果電壓值不變，電源頻率改為5000Hz，這時的電流有效值又是多少？解：當(dāng)f=50Hz時當(dāng)f=5000Hz時由上式可見，電感元件的瞬時功率是隨時間變化的正弦量，其頻率為電源頻率的兩倍。功率(1)瞬時功率：(2)有功功率由上式可知，瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值為零，即電感元件的有功功率為零(3)無功功率電感與電源之間進行功率的交換，并沒有消耗功率，這部分功率稱為無功功率。其交換功率常用瞬時功率的最大值來衡量。無功功率用表示，單位為var（乏）。【例2-3】電感元件的電感=19.1mH，接在

V的電源端。計算電感元件的感抗、電流和無功功率。解：（1）電感元件的感抗

電源電壓

電感元件的電流瞬時值表達式A無功功率var純電容電路電壓與電流的關(guān)系設(shè)任意瞬時，電壓和電流在關(guān)聯(lián)參考方向下的關(guān)系為如設(shè)電壓為參考相量，即

則有在上式中，即

的相位差

電壓和電流的相量形式或在電容為的電容器兩端加試求電容的電流?！纠康碾妷?，解：電容電流的有效值為則有功率(1)瞬時功率(2)有功功率瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值為零，即電容元件的有功功率為零,(3)無功功率【例】有

的電容接到

V的交流電源上。求（1）電容容抗，（2）電路中電流的有效值和瞬時值，（3）無功功率。解：（1）電容容抗（2）電路中電流的有效值A(chǔ)電流的瞬時值（3）無功功率varThankYou!

項目二正弦交流電路的應(yīng)用（2）

知識目標(biāo)1.掌握相電壓、線電壓、相電流、線電流基本概念2.掌握三角形和星形接法的應(yīng)用和兩種接法的關(guān)系能力目標(biāo)能夠解決三相負(fù)載（三相交流電動機）的星形、三角形接法的問題。三相電源三相電源就是頻率、幅值相同，而相位上互差120°的三個正弦電壓源按一定方式連接而成的，由三相電源供電的電路稱為三相電路。由三相電源供電的體系稱為三相制

。優(yōu)點1）發(fā)電方面：比單相電源可提高功率50%2）輸電方面：比單相電輸電節(jié)省鋼材25%3）配電方面：三相變壓器比單相變壓器更經(jīng)濟，并且更容易接入負(fù)載三相電源的產(chǎn)生1、單相電源的產(chǎn)生NS

AXe在兩磁極中間，放一個線圈。根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由A

X。讓線圈以

的速度順時針旋轉(zhuǎn)。合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。2、三相交流電源的產(chǎn)生三相發(fā)電機示意圖在電樞上對稱的安置了三個相同的繞組，即AX、BY和CZ。A、B、C三端稱為“相頭”，X、Y、Z三端稱為“相尾”。三個相頭在空間上一定要相隔120°。

定子轉(zhuǎn)子3、瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC如果電壓的參考方向由繞組始端(A、B、C)指向末端(X、Y、Z)，且忽略發(fā)電機繞組的阻抗可能產(chǎn)生的電壓降，則有3、相量表示相量圖4.對稱三相電源的特點三相電源接法1、星型接法星形聯(lián)接(Y接,WyeConnection)：把三個繞組的末端X,Y,Z接在一起，把始端A,B,C引出來。+–ANX+–BY+–CZA+–X+–+–BCYZABCNA+–X+–+–BCYZABCN中性點：三個電壓源的尾端X、Y、Z聯(lián)在一起，形成的節(jié)點相線：首端引出的三根輸電線，俗稱火線

中性線：由中性點N引出的輸電線，俗稱地線或零線由三個電壓源的首端A、B、C和中性點N分別引出四根線對外供電，這種供電方式稱為三相四線制相電壓：每一相電源的電壓。

相電流線電壓相線與相線之間的電壓線電流星形聯(lián)結(jié)時相量圖

由相量圖可以看出：

Y形聯(lián)接對稱三相電源線電壓與相電壓有效值的關(guān)系：

UL——線電壓的有效值；UP——相電壓的有效值A(chǔ)+–X+–+–BCYZABCN三相四線制的供電系統(tǒng)，可以供給負(fù)載兩種不同的電壓。線電壓例如電燈負(fù)載額定電壓為220V，應(yīng)接于三相電源的相線（火線）與中性線之間；若有個電焊機，其額定電壓為380V，則應(yīng)接于電源的兩根相線（火線）之間。通常工礦企業(yè)的低壓供電系統(tǒng)中相電壓

電源做星接時相、線電流有如下關(guān)系IL——線電流的有效值；IP——相電流的有效值星形聯(lián)接的對稱三相電源，如圖所示，已知相電壓為127V，試求其線電壓。若以為參考相量，寫出【例】解：

若線電壓2、三角形接法三個電壓源的始末端依次相聯(lián)，構(gòu)成一個閉合回路，然后由聯(lián)接點引出三條供電線只能以三相三線制方式對外供電

線電壓與相電壓的關(guān)系相量關(guān)系因此三個線電壓也是對稱的。由此可見，三相電源作三角形聯(lián)接時，對外只供出三個對稱的線電壓，而線電壓的有效值就等于一相電源的電壓有效值三相負(fù)載的連接

比如：家用電器的額定電壓為220V,只要將負(fù)載接到相線和中性線之間就可以了。當(dāng)有多個負(fù)載時，應(yīng)使它們均勻分布地接在三相電源三條相線與中性線之間。如果遇到負(fù)載電壓為380V時，應(yīng)將負(fù)載接在兩條相線之間。通常功率較小的負(fù)載均為單相負(fù)載。為了使三相電源供電均衡，這種負(fù)載大致平均分配到三相電源的三相上。這類負(fù)載的每相阻抗一般不相等，屬于不對稱三相負(fù)載。三相交流電路的負(fù)載按其對電源的要求可以分為單相負(fù)載和三相負(fù)載兩類。1、單相負(fù)載電氣設(shè)備只需接在單相電源上就能工作，我們稱為單相負(fù)載。不對稱三相負(fù)載。此類負(fù)載必須接到三相電源上才能工作，通常功率較大的負(fù)載均為三相負(fù)載。這類負(fù)載的特點是三相的負(fù)載阻抗相等，稱為對稱三相負(fù)載。2、三相負(fù)載在實際的生活當(dāng)中，單相負(fù)載和三相負(fù)載的混合接在三相電源上使用是十分常見的在三相電路中，三相負(fù)載連接方式通常分為星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)。三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)電路圖，它的接線原則與電源的星形連接相似，即將每相負(fù)載末端連成一點N（中性點N），首端U、V、W分別接到電源線上。電壓、電流關(guān)系線電壓：三相負(fù)載的線電壓就是電源的線電壓，也就是兩根相線之間的電壓。電壓方向由相線指向相線即，

,,。相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓稱作負(fù)載的相電壓，在忽略輸電線上的電壓降時，負(fù)載的相電壓就等于電源的相電壓。相電壓方向由相線指向中線，即，，。

線電流：流過每根相線上的電流叫線電流。相電流：流過每相負(fù)載的電流叫相電流。中線電流：流過中線的電流叫中線電流。若三相負(fù)載對稱，則在三相對稱電壓的作用下，流過三相對稱負(fù)載中每相負(fù)載的電流應(yīng)相等，即

而每相電流間的相位差仍為120o。中線電流為零。若三相負(fù)載不對稱，在這種情況下每相的電流是不相等的，中線電流不為0。電壓與電流之間的關(guān)系：①相電流等于線電流，即②加在負(fù)載上的相電壓和線電壓之間有如下關(guān)系

③流過中性線N的電流為（2-50）將三相負(fù)載分別接在三相電源的每兩根相線之間的接法，稱為三相負(fù)載的三角形連接，三相負(fù)載的三角形連接1）由于三角形連接的各相負(fù)載是接在兩根相線之間，因此負(fù)載的相電壓就是線電壓。結(jié)論：2）三相對稱負(fù)載采用三角形連接時線電流等于相電流的倍【例】有三個100的電阻，將它們連接星形或三角形，分別接到線電壓為380的對稱三相電源上，如圖所示。試求：線電壓、相電壓、線電流和相電流各是多少。解：（1）負(fù)載作星形連接，如圖2-21（a）所示。負(fù)載的線電壓為負(fù)載的相電壓為線電壓的，即負(fù)載的相電流等于線電流（2）負(fù)載作三角形連接，如圖

所示。負(fù)載的線電壓為負(fù)載的相電壓等于線電壓，即負(fù)載的相電流為負(fù)載的線電流為相電流的倍表2-1電阻、電容、電感元件伏安關(guān)系的相量形式總結(jié)

一、填空題：1.表征正弦交流電振蕩幅度的量是它的

；表征正弦交流電隨時間變化快慢程度的量是

；表征正弦交流電起始位置時的量稱為它的

。三者稱為正弦量的

。2.電阻元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可表示為

；電感元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表示為

；電容元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表示為

。3.在RLC串聯(lián)電路中，已知電流為5A，電阻為30Ω，感抗為40Ω，容抗為80Ω，那么電路的阻抗為

，該電路為

性電路。電路中吸收的有功功率為

，吸收的無功功率又為

。4.對稱三相負(fù)載作Y接，接在380V的三相四線制電源上。此時負(fù)載端的相電壓等于

倍的線電壓；相電流等于

倍的線電流；中線電流等于

。5.有一對稱三相負(fù)載成星形聯(lián)接，每相阻抗均為22Ω，功率因數(shù)為0.8，又測出負(fù)載中的電流為10A，那么三相電路的有功功率為

；無功功率為

；視在功率為

。二、判斷題：1.正弦量的三要素是指最大值、角頻率和相位。（）2.電感元件的正弦交流電路中，消耗的有功功率等于零。（）3.因為正弦量可以用相量來表示，所以說相量就是正弦量。（）4.電壓三角形是相量圖，阻抗三角形也是相量圖。（）5.正弦交流電路的視在功率等于有功功率和無功功率之和。（）6.一個實際的電感線圈，在任何情況下呈現(xiàn)的電特性都是感性。（）7.正弦交流電路的頻率越高，阻抗越大；頻率越低，阻抗越小。（）8.中線的作用就是使不對稱Y接負(fù)載的端電壓保持對稱。（）9.三相負(fù)載作三角形聯(lián)接時，總有成立。（）10.負(fù)載作星形聯(lián)接時，必有線電流等于相電流。（）11.三相不對稱負(fù)載越接近對稱，中線上通過的電流就越小。（）12.中線不允許斷開。因此不能安裝保險絲和開關(guān)，并且中線截面比火線粗。（）三、選擇題：1.某正弦電壓有效值為380V，頻率為50Hz，計時初始的瞬時值為380V，其瞬時值表達式為（）

A、V；B、V；

C、V。2.一個電熱器，接在10V的直流電源上，產(chǎn)生的功率為P。把它改接在正弦交流電源上，使其產(chǎn)生的功率為P/2，則正弦交流電源電壓的最大值為（）A、7.07V；B、5V；C、14V；D、10V。3.已知A，）A，則（）A、超前60°；B、滯后60°；C、相位差無法判斷。4.電容元件的正弦交流電路中，電壓有效值不變，頻率增大時，電路中電流將（）

A、增大；B、減??；C、不變。5.在RL串聯(lián)電路中，=16，=12V，則總電壓為（）

A、28V；B、20V；C、2V。6.RLC串聯(lián)電路在f0時發(fā)生諧振，當(dāng)頻率增加到2f0時，電路性質(zhì)呈（）A、電阻性；B、電感性；C、電容性。7.正弦交流電路的視在功率是表征該電路的（）A、電壓有效值與電流有效值乘積；B、平均功率；C、瞬時功率最大值。8.三相對稱電路是指（）

A、三相電源對稱的電路；B、三相負(fù)載對稱的電路；C、三相電源和三相負(fù)載均對稱的電路。9.三相四線制供電線路，已知作星形聯(lián)接的三相負(fù)載中U相為純電阻，V相為純電感，W相為純電容，通過三相負(fù)載的電流均為10安培，則中線電流為（）

A、30安；B、10安；C、7.32安。10.有“220V、100W”“220V、25W”白熾燈兩盞，串聯(lián)后接入220V交流電源，其亮度情況是（）A、100W燈泡最亮；B、25W燈泡最亮；C、兩只燈泡一樣亮。四、計算題1．電路如圖2-23所示，已知伏，安，安，試求：、、并說明、的性質(zhì)，繪出相量圖。圖2-23習(xí)題1圖2．有一R、L、C串聯(lián)的交流電路，已知Ω，

A，試求電壓、、、和電路總阻抗。3．電路如圖2-24所示，已知接至220V的電源上．試求各支路電流及總的有功功率。4．已知電路如圖2-25所示，電源電壓每相負(fù)載的阻抗為（1）該三相負(fù)載能否稱為對稱負(fù)載？為什么？（2）計算中線電流和各相電流，畫出相量圖；（3）求三相總功率。圖2-24習(xí)題3圖圖2-25

習(xí)題4圖5．電路如圖2-26所示，在三相四線制電路中，三相負(fù)載連接成星形，已知電源線電壓380V，負(fù)載電阻試求：（1）中線斷開，A相又短路時的各相電流和線電流；（2）中線斷開，A相斷開時的各線電流和相電流。圖2-26習(xí)題5圖ThankYou!

項目三電磁學(xué)的應(yīng)用

知識目標(biāo)1.掌握磁場、磁路的基本概念2.掌握變壓器結(jié)構(gòu)和工作原理3.了解汽車?yán)^電器的典型應(yīng)用能力目標(biāo)1.能夠進行磁路分析2.能夠分辨直流電磁鐵、交流電磁鐵電磁學(xué)的應(yīng)用一、電磁基礎(chǔ)知識二、電磁感應(yīng)三、變壓器四、電磁鐵五、繼電器

歷史人物法拉第——電學(xué)之父邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867年)是19世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的實驗物理電家。由于家境貧苦，他只在7歲到9歲讀過兩年小學(xué)。法拉第的貢獻之一是提出了場的概念。他反對超距作用的說法，設(shè)想帶電體、磁體周圍空間存在一種物質(zhì)，起到傳遞電、磁力的作用，他把這種物資稱為電場、磁場．1852年，他引入了電力線(即電場線)、磁力線(即磁感線)的概念，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線形狀。場的概念和力線的模型，對當(dāng)時的傳統(tǒng)觀念是一個重大的突破。為了紀(jì)念他，用他的名字命名電容的單位——法拉。一、電磁基礎(chǔ)知識1、電流的磁場磁石吸鐵的性質(zhì)叫做磁性，具有磁性的材料被稱為磁性材料，通常所說的磁鐵就是一種具有磁性的材料。一切磁現(xiàn)象都源于電流，永久磁鐵磁性的起源于分子環(huán)流。組成一切物質(zhì)的分子是一個個的小環(huán)形電流，物質(zhì)被磁化后，分子環(huán)流規(guī)則排列，從而對外產(chǎn)生磁場。磁場方向規(guī)定為小磁針的N極在磁場中任一點所指的方向為該點的磁場方向。在研究磁場時，引入磁力線來形象地描繪磁場分布，磁力線在任一點的切線方向為該點的磁場方向。磁現(xiàn)象本質(zhì)磁性物質(zhì)的磁化1）磁感應(yīng)強度B磁感應(yīng)強度B是表示磁場內(nèi)某點的磁場強弱和方向的物理量，它是一個矢量。磁感應(yīng)強度與產(chǎn)生它的電流之間的方向關(guān)系滿足右螺旋法則。

若磁場強度方向與大小相同，稱為均勻磁場在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是T(特斯拉)，1T=1Wb/m2。在工程計算中，采用G(高斯)作為磁感應(yīng)強度的單位，1G=10-4T。2、磁場的基本概念磁感應(yīng)強度的數(shù)學(xué)式為2）磁通

在均勻磁場中，磁感應(yīng)強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，稱為通過該截面的磁通Ф，又稱為磁通密度。

或

磁通的單位是韋伯，簡稱韋，用字母Wb表示。

3）磁導(dǎo)率μ磁導(dǎo)率μ是用來表征物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量，它的單位是H/m（亨/米）。實驗測出，真空（或空氣）的磁導(dǎo)率是一個常數(shù)，為H/m其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ與真空的磁導(dǎo)率μ0的比值，稱為該物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率μr，即若某物質(zhì)μr≥1，稱為順磁物質(zhì)，如空氣，μr=1.000003；若其μr≤1，則稱逆磁物質(zhì)，如銅，μr=0.999995。有些物質(zhì)的μr非常大，我們將μr>>1的物質(zhì)稱為鐵磁材料，如鑄鋼（μr≈13000），鐵、鈷、鎳及其合金等，μr均非常大且不為常數(shù)。而將μr≤1的物質(zhì)稱為非鐵磁物質(zhì)，且μr為常數(shù)。

鐵磁物質(zhì)的導(dǎo)磁性能很好，在線圈內(nèi)加上較小的電流便可產(chǎn)生很強的磁場。常用來作變壓器、電動機等設(shè)備的激勵線圈鐵心。4）磁場強度H

由于磁感應(yīng)強度與處在磁場中物質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，且鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率又不是常數(shù)，為了方便對磁場強度的分析和計算，引入了一個描述磁場強弱和方向的輔助量磁場強度H。定義它為磁場中某點的磁感應(yīng)強度與磁導(dǎo)率之比：H與材料的磁導(dǎo)率無關(guān)，僅與產(chǎn)生磁場的電流有關(guān)。3、磁路在線圈中通入電流，線圈的周圍便產(chǎn)生磁場，磁場的分布常用一些閉合線（磁力線）來描述，磁力線所經(jīng)過的路徑稱為磁路。為了獲得更強的磁場，常將線圈繞在一定形狀的鐵心上

由于鐵心比空氣導(dǎo)磁性能更好，這樣電流形成的磁力線（磁通）大部分通過鐵心而閉合，形成了主磁路，鐵心內(nèi)的磁通稱為主磁通Φ0。另一少部分磁力線（磁通）經(jīng)過空氣而閉合形成了次磁路，經(jīng)空氣與線圈交鏈的磁通稱為漏磁通Φσ，在實際應(yīng)用中，由于漏磁通很少，有時為了便于分析問題，可將其忽略不計。

用于產(chǎn)生磁通的電流稱為勵磁電流，流過勵磁電流的線圈稱為勵磁線圈。由直流電流勵磁的磁路稱為直流磁路，由交流電流勵磁的磁路稱為交流磁路。說明：磁路和電路具有相似之處,電路中的電動勢是形成電流的原因,磁路中的磁動勢是產(chǎn)生磁通的原因磁動勢：

Fm=NI

式中Fm——磁動式，安培（A）

N——線圈匝數(shù)

I——通過線圈的電流。電路中有電阻,磁路中亦有磁阻。它是磁通通過磁路時受Rm的阻礙作用,磁阻Rm的大小與磁路的長度L成正比,與磁路的橫截面積S成反比,并與組成磁路材料的磁導(dǎo)率有關(guān)。一般說來對于鐵磁性材料來說磁導(dǎo)率磁通和磁動式磁阻之間的關(guān)系為：不是常數(shù)，所以Rm不是常數(shù)所以上述公式只能用來定性分析，不能用于磁路計算。二、電磁感應(yīng)電流可以產(chǎn)生磁場,那么反過來,磁場是否能產(chǎn)生電流呢?英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)磁在一定條件下能使導(dǎo)體產(chǎn)生電流，這一類電磁現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅深刻地揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,進一步推動了電磁理論的發(fā)展,而且在生產(chǎn)技術(shù)上具有劃時代的意義。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,入們設(shè)計并制造了發(fā)電機、感應(yīng)電動機和變壓器等電力設(shè)備。引言1、直導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢1）感應(yīng)電動勢的方向作切割磁力線運動的導(dǎo)體,其產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向可用右手定則來確定:平伸右手,拇指與四指垂直,讓磁感線垂直穿過手心,拇指指向運動方向,四指所指方向就是感應(yīng)電動勢的方向(或是感應(yīng)電流方向)。需要注意的是：判斷感應(yīng)電動勢方向時要把導(dǎo)體看成一個電源，在導(dǎo)體內(nèi)部,感應(yīng)電動勢方向由負(fù)極指向正極。感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動勢方向相同。當(dāng)直導(dǎo)體沒有形成閉合回路時,導(dǎo)體中只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,不產(chǎn)生感應(yīng)電流。2）感應(yīng)電動勢的大小的正弦值成正比,即實驗證明:在均勻磁場中,作切割磁力線運動的直導(dǎo)體,其感應(yīng)電動勢e的大小與磁感應(yīng)強度B、導(dǎo)體的有效長度l、導(dǎo)體的運動速度v以及導(dǎo)體運動方向與磁感線方向之間夾角e=Blvsina

例

受外力作用的直導(dǎo)體AB,在勻強磁場中以v=20m/s的速度做勻速直線運動。設(shè)B=1T,導(dǎo)體有效長度l=0.5m,導(dǎo)體電阻R0=1Ω,負(fù)載電阻R=9Ω。試求導(dǎo)體AB中的感應(yīng)電動勢e和電流I。解:用右手定則確定的電動勢e的方向為由下指向上。其大小為電流方向與e相同,大小為：2、線圈中的感應(yīng)電動勢1）感應(yīng)電動勢的方向線圈中的磁通量發(fā)生變化時,線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律來判定楞次定律

2）感應(yīng)電動勢的大小法拉第通過大量實驗總結(jié)出:線圈中感應(yīng)電動勢的大小與線圈磁通和線圈匝數(shù)N成正比。通常把這個規(guī)律叫法拉第電磁感應(yīng)定律,其數(shù)學(xué)表達式為：量的變化率3、自感1）自感現(xiàn)象由通入線圈的電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象,由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。顯然,自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2）自感系數(shù)自感系數(shù)是用來描述線圈產(chǎn)生自感磁通能力的物理量。定義線圈中的磁通量與產(chǎn)生該磁通的電流的比值叫自感系數(shù),又叫電感,用符號L表示,單位是亨利（H）。即由上式看出,電感表示線圈通過外電流所產(chǎn)生的自感磁通。電感越大,表示線圈產(chǎn)生自感磁通的能力越大。電感的大小與線圈的匝數(shù)、形狀、大小及周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。對給定的空心線圈,電感是常數(shù),即不隨線圈中電流變化而變化,故稱線性電感。鐵心線圈由于鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是常數(shù),所以它的電感隨外電流的變化而變化,故稱非線性電感。在其他條件相同的情況下,線圈匝數(shù)越多,電感越大；有鐵心的電感比空心線圈的電感大很多。3）自感電動勢自感電動勢的大小可由法拉第電磁感應(yīng)定律求得,即即

自感電動勢的大小與線圈的電感及線圈中外電流的變化率成正比。負(fù)號表示自感電動勢的方向總是企圖阻礙外電流的變化。4、互感互感現(xiàn)象是指一個線圈中的電流變化而使另一個線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢叫互感電動勢,也用符號e表示。那么

正弦交流電在交流鐵芯中，電源電壓u-e1磁通

則電源電壓的有效值為此公式是交流發(fā)電機設(shè)置電壓調(diào)節(jié)器的理論依據(jù)。電磁感應(yīng)作用在導(dǎo)體內(nèi)部感生的電流，電流在導(dǎo)體中的分布隨著導(dǎo)體的表面形狀和磁的分布而不同，其路徑往往有如水中的漩渦，因此稱為渦流。

渦流的產(chǎn)生：把塊裝金屬置于隨時間變化的磁場中或讓它在磁場中運動時，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，很像水的漩渦，整塊金屬的電阻很小，所以渦流常常很強，這會造成很大的危害，所以要設(shè)法盡量避免。5、渦流現(xiàn)象三、變壓器變壓器的主體結(jié)構(gòu)是由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成的。用硅鋼片疊壓成的變壓器鐵芯與電源相接的是一次側(cè)繞組,與負(fù)載相接的是二次側(cè)繞組。變壓器的繞組與繞組之間、繞組與鐵芯之間均相互絕緣它的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種：芯式和殼式1、變壓器的工作原理

1）變壓器的空載運行與變換電壓原理交變的磁通穿過N1和N2時,分別在兩個線圈中感應(yīng)電壓U14.44fN1Φm4.44fN2Φm=

U20式中,k稱為變壓比,簡稱變比,顯然,改變線圈繞組的匝數(shù)即可實現(xiàn)電壓的變換。且k>1為降壓器；k<1時為升壓器。2）變壓器的有載運行與變換電流原理i0N1為負(fù)載開路時原繞組的磁通勢，一般情況下，空載電流很小，容易滿足i0<<i1

，所以：變壓器負(fù)載運行時,一次側(cè)電流由i0變?yōu)閕1，二次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流,而電壓u20相應(yīng)變?yōu)閡2由上式得

變壓器在能量傳遞過程中損耗很小，因此一次側(cè)和二次側(cè)的容量近似相等，有這是一個能量的傳遞過程，能量傳遞過程中，變壓器在變換電壓的同時也變換了電流。3）變壓器的阻抗變換作用設(shè)變壓器二次側(cè)所接負(fù)載為,一次側(cè)等效輸入阻抗為,則有

|ZL|=U2/I2|Z1|=U1/I1|Z1|=U1/I1=kU2/(I2/k)=k2U2/I2=k2|ZL|式中k2稱為負(fù)載阻抗折算到一次側(cè)時的變換系數(shù)。

此式告訴我們:只要改變變壓器的匝數(shù)比,即可獲得合適的二次側(cè)對一次側(cè)的反射阻抗工作頻率f

：變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計和使用,這種頻率稱工作頻率，單位Hz。中國國家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz。額定電壓（kV）：變壓器長時間運行時原、副繞組所能承受的工作電壓U1N，U2N。在變壓器的銘牌上，它通常以“U1N/U2N”的形式表示原、副繞組的額定電壓之比額定電流(A):變壓器的額定電流I1N和I2N是指變壓器在長時連續(xù)工作運行時原、副繞組允許通過的最大電流，它們是根據(jù)絕緣材料允許的溫度確定的，在三相變壓器中均代表線電流。2、變壓器的主要參數(shù)3、汽車上使用的變壓器點火系統(tǒng)的基本功能是在發(fā)動機各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點燃可燃混合氣，使發(fā)動機作功。點火系統(tǒng)的類型發(fā)動機點火系統(tǒng)，按其組成和產(chǎn)生高壓電方式的不同可分為傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)、微機控制點火系統(tǒng)和磁電機點火系統(tǒng)。１）傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)：以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和斷電器的作用，將電源提供的12V或24V的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。２）電子點火系統(tǒng)：以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和由半導(dǎo)體器件(晶體三極管)組成的點火控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。與傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)相比具有點火可靠、使用方便等優(yōu)點３）微機控制點火系統(tǒng)：與上述兩種點火系統(tǒng)的功能相同，也以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈將電源的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再由分電器將高壓電分配到各缸火花塞，或采用多點火線圈方式，取消高壓分電器。微機控制系統(tǒng)根據(jù)各種傳感器提供的反映發(fā)動機工況的信息，發(fā)出點火控制信號，控制點火時刻，點燃可燃混合氣。４）磁電機點火系統(tǒng)：由磁電機本身直接產(chǎn)生高壓電，不需另設(shè)低壓電源。與傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)相比，磁電機點火系統(tǒng)在發(fā)動機中、高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，產(chǎn)生的高壓電較高，工作可靠。但在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，產(chǎn)生的高壓電較低，不利于發(fā)動機起動。因此磁電機點火系統(tǒng)多用于主要在高速、滿負(fù)荷下工作的賽車發(fā)動機，以及某些不帶蓄電池的摩托車發(fā)動機和大功率柴油機的起動發(fā)動機上。點火系統(tǒng)的基本要求點火系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)動機各種工況和使用條件下保證可靠而準(zhǔn)確地點火。為此點火系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求：1.提供足夠高的脈沖高壓，使火花塞極間放電跳火?，F(xiàn)代汽車的點火系統(tǒng)都能提供20KV以上的脈沖高壓。2.放電火花要有足夠的能量。點火能量越大，汽油混合氣的著火性能越好。目前采用的高能點火裝置，點火能量超過80～100mJ。點火線圈點火線圈的工作原理四電磁鐵電磁鐵：是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機械零件、固定位置的一種電器直流電磁鐵：鐵心用整塊軟鋼制成交流電磁鐵：鐵心用硅鋼片疊成的電磁起重機自動變速箱換擋電磁閥1．直流鐵心線圈及直流電磁鐵

直流電磁鐵工作原理，通電的鐵心線圈對銜鐵會產(chǎn)生吸力，吸力大?。菏街蠦0電磁感應(yīng)強度，S0為鐵心截面積，N為線圈匝數(shù)。直流鐵心線圈特點：（1）勵磁電流是由勵磁線圈的外加電壓U

和線圈電阻R

決定的，電流是恒定的，無感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。（2）無磁滯和渦流損耗，鐵心可以使用整塊的鑄鋼、軟鐵。（3）吸合后電磁力比吸合前大得多，但勵磁電流不變（因磁動勢NI

不變，磁阻Rm↓→B↑，所以吸力F↑）2．交流鐵心線圈與交流電磁鐵交流電磁鐵及其特點

交流電磁鐵也是一種電磁器件，結(jié)構(gòu)形式與直流電磁鐵類似。在工業(yè)部門應(yīng)用為廣泛。如冶金工業(yè)中用于提放鋼材的電磁吊車，傳遞動力的電磁離合器，液壓傳動中的電磁閥；交流接觸器等。鐵心中的磁通是交變的。交流電磁鐵的吸力的瞬時值f和有效值F分別為：式中Fm為吸力最大幅值。交流電磁鐵的分磁環(huán)交流電磁鐵使用50Hz的交流電時,電流會交替出現(xiàn)過零點,此時電磁鐵的吸力為零,處于釋放狀態(tài)。過零后電流又上升,至某值,吸力F恢復(fù),電磁鐵吸合，電流再過零,又再恢復(fù),電磁鐵一吸一放,就會引起顫動和噪音，出現(xiàn)吸合不牢的現(xiàn)象。為了解決這個問題,通常在交流電磁鐵與銜鐵吸合的磁極端面上，留一凹槽，套上一個銅環(huán)，又稱分磁環(huán)。交流電磁鐵的特點鐵心中的磁通是交變的，交流電磁鐵的瞬時吸力f

是交變的，存在過零值。會出現(xiàn)吸合不牢的現(xiàn)象，鐵心需加分磁環(huán)；前后吸力不變；鐵心和銜鐵均由硅鋼片疊成，可減小鐵損。功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。在交流鐵芯線圈中，線圈電阻上的功率損耗稱銅損，用

Pcu表示，設(shè)線圈電流的有效值為I，線圈電阻為R，則銅損交流磁鐵的幾種損耗交變磁通穿過鐵心時，鐵心既導(dǎo)磁又導(dǎo)電，因鐵心在交變磁通作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而在垂直于磁通方向的鐵心平面內(nèi)產(chǎn)生旋渦狀的感應(yīng)電流叫渦流。渦流在鐵心內(nèi)電阻上產(chǎn)生的損耗稱渦流損耗，用

Pe表示減小渦流損耗的辦法：鐵芯用彼此絕緣的鐵磁導(dǎo)體薄片（如硅鋼片）疊成，同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。

渦流損耗減小磁滯損耗的辦法：鐵心盡量采用軟磁材料，選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵芯，變壓器和電機中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。磁滯損耗：由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗，用

Ph表示，單位體積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場交變的頻率f，磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵芯發(fā)熱。3、電磁鐵在汽車上的應(yīng)用由于直流電磁體結(jié)構(gòu)簡單，易于控制等特點，廣泛用于汽車控制領(lǐng)域中，如各種電磁開關(guān)閥、噴油器、電喇叭等等。利用電磁鐵在不同電流下的磁力變化使銜鐵觸點斷開或吸合，控制發(fā)電機勵磁電路的閉合與斷開，達到調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓的目的。

雙級觸點式電壓調(diào)節(jié)器就是控制硅整流發(fā)電機勵磁電流的大小來控制發(fā)電機輸出電壓的觸點式電壓調(diào)節(jié)器

1.閉合點火開關(guān)S時

1-低速觸點支架；2-活動觸點臂；3-電磁線圈；4-拉力彈簧；5-磁扼；6-電刷；7-滑環(huán)；8-勵磁繞組9-三相定子繞組；10-點火開關(guān)；S-點火接線柱；F-磁場接線柱；Rl-加速電阻

2.發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高時

3.發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機電壓達到一級工作電壓14V時

4.發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過14.5V電喇叭

汽車電喇叭靠電磁原理使膜片振動而發(fā)出聲音報警信號，由電磁鐵、可動的銜鐵、膜片和動斷的觸點等構(gòu)成

1-下鐵心；2-線圈；3-上鐵心；4-膜片；5-共鳴板；6-銜鐵；7-觸點；8-調(diào)整螺釘；9-鐵心；10-喇叭按鈕；11-鎖緊螺母；四、繼電器

繼電器是自動控制電路中常用的一種元件，它是用較小的電流來控制較大電流的一種自動開關(guān)，在電路中起著自動操作、自動調(diào)節(jié)、安全保護等作用繼電器分類：繼電器主要有三類：常開（NO型）繼電器，常閉（NC型）繼電器和混合型繼電器。1、繼電器的類型與結(jié)構(gòu)電磁式繼電器：以電磁系統(tǒng)為主體構(gòu)成的，成本較低，便于控制電路采用電磁繼電器實物舌簧管式繼電器：反應(yīng)靈敏多作為傳感器信號采集使用，舌簧管式繼電器的觸點是一個或幾個舌簧管

舌