汽車電工電子基礎ppt教學課件（完整版）

1、2024/4/3,汽車電工電子基礎,汽車電子技術教研室（7#304） 張岳,2024/4/3,1、是一門汽車類專業(yè)的專業(yè)基礎課，2、是汽車維修技術中所應用的電工電子基礎知識，3、是汽車電氣系統(tǒng)維修所必備的基本知識。,1、課堂認真聽講，課后用少量時間復習。2、注重理論與實踐相結合，培養(yǎng)分析解決實際問題的能力。,學習本課程的意義：,學習本課程的原則：,2024/4/3,1、直流電路2、正弦交流電

2、路3、三相交流電路4、電磁學的應用5、發(fā)電機與電動機6、安全用電7、半導體二極管及晶體管的應用8、集成運算放大器及數(shù)字電路基礎,本書主要講授內容：,2024/4/3,單元一 直流電路,知識目標： 電路的組成及基本概念 電路模型 電位的計算 電路分析的常用方法,能力目標：能用萬用表測量直流電路中電流、電壓

3、、電阻 能解決直流電路中的聯(lián)結問題,2024/4/3,第一節(jié) 電路的組成及其基本概念,一 電路: 電流流經(jīng)的閉合路徑稱為電路（由電工設備和導線聯(lián)接組成）,電路的組成— ?電源（將非電能轉化成電能的裝置） ?中間環(huán)節(jié)（把電源與負載連接起來） ?負載（將電能轉化成非電能的設備）,電路的分類— ?電力電路：傳輸、轉

4、換和分配電能 ?電信電路：傳遞、變換和處理信號,2024/4/3,由干電池（電源）、小電珠（負載）和開關（中間環(huán)節(jié)）三部分組成的手電筒電路是電力電路,由話筒、放大器、揚聲器組成的擴音器電路是電信電路,2024/4/3,在電路理論中，信號源（或電源）提供的電壓或電流稱為激勵，由于激勵在電路各部分產(chǎn)生的電壓和電流稱為響應。,激勵和響應,電路分析就是在已知電路的結構和元件參數(shù)的條件下，分析電路的激

5、勵與響應之間的關系。,2024/4/3,電路模型,將實際元件理想化，在一定條件下考慮電路元件的主要性質忽略其次要性質，使之盡可能用簡單的數(shù)學式表達，這樣經(jīng)過簡化的元件稱為理想元件或元件模型。,理想的電路元件主要有：電阻元件、電容元件、電感元件及電壓源和電流源等。,用理想電路元件代替實際電路元件而構成的電路稱為電路模型。,電路理論不是研究實際電路的理論，而是研究由理想元件構成的電路模型的理論,2024/4/3,常見元件的圖形符號,,202

6、4/4/3,圖1-3 手電筒的電路模型,2024/4/3,電流強度：單位時間內通過導體某一橫截面的電荷量稱 為電流強度，簡稱電流,,電流的形成：帶電粒子（電子、離子等）在外力作用下有規(guī)則的定向運動就形成了電流。,二 電流,電流強度單位： A、mA、μA,2024/4/3,電流參考方向：可以任意假設，選定參考方向之后，電流才有正負之分；與實際方向一致時為正值與實際方向相反時為負值,I=？,電流實際方向：習慣上規(guī)

7、定正電荷移動的方向或負電荷移動的反方向為電流的方向,電流的方向,如不特別說明，以后在電路中標注的電流方向均為參考方向。,2024/4/3,在分析電路時，首先假定電流的參考方向，并據(jù)此分析計算，然后再從答案的正、負值來確定電流的實際方向,“實際方向”是物理中規(guī)定的，而“假設 正方向”則 是人們在進行電路分析計算時,任意假設的。,2024/4/3,直流電路與交流電路： 設在dt時間內通過導體某一橫截面的電荷量為dq, 則任

8、意瞬時通過該截面的電流為 i= dq/ dt 若i= dq/ dt為常數(shù)，則這種電流為恒定電流，簡稱直流在直流電路中上式可以寫 : I=Q/t 若i= dq/ dt不是常數(shù)，大小與方向上都在發(fā)生變化，則這種電流為交流電路。,對電流要從大小、

9、方向及單位三個方面來進行描述，缺一項則沒有意義。,2024/4/3,電壓：電場力把單位正電荷由A點移到B點所作的功在數(shù)值上等于A、B兩點的電壓，是衡量電場力做功能力的物理量.,,三 電壓,uab=dw/dq,電壓單位：V=10-3kV=103mV,直流電壓：U= w/q,1V=,2024/4/3,電壓實際方向： 規(guī)定從高電位點指向低電位點為電壓方向，即電壓降的方向,電壓參考方向：可以任意假設，與實際方向一致時為正值與實際方向相反時為負值

10、,電壓的方向,電壓是標量，但在分析電路時，和電流一樣，也說他們具有方向。,2024/4/3,關聯(lián)方向：電壓與電流的參考方向一致，則稱電流與電壓為關聯(lián)參考方向。 非關聯(lián)方向：若電流與電壓的參考方向相反，則稱電流與電壓為非關聯(lián)參考方向。,雖然電壓的參考方向可以任意設定，但一般情況下總是選擇關聯(lián)參考方向。,如不特別說明，以后在電路中標注的電壓方向均為參考方向。,2024/4/3,電壓標注的方式有以下三種：,極性符號表示，參考方向由正指向負

11、。,雙下標表示，參考方向由a指向b 。,箭頭表示。,2024/4/3,注意：,1.電壓是針對電路中某兩點之間來說的，描述電路中的某一點或多于兩點的電壓是沒有任何意義的。,2.與電流一樣，對電壓的描述也要求指出電壓的大小、方向及單位，缺一不可。,2024/4/3,練 習,1.在圖中，Uab=-5V ，試問a,b兩點哪點電位高？,解：Uab的參考方向為由a指向b，而Uab<0，實際方向同參考方向相反，即電壓實際方向為b指向a，故b點電

12、位高于a點電位。,a,b,2.在下圖中，U1=-6V，U2=4V，試問Uab等于多少伏？,解；在兩元件之間設點c,如圖所示。則 Uab=Uac+Ucb =U1-U2 =（-6-4）V=-10V,Uab是否表示a端電位高于b端電位。,,,2024/4/3,電流值和電壓值的測量,1.電流 在實際中，將電流表串接在電路中來測量某支路的電流，測量時要注意選擇電流表的量程

13、、極性（直流表），以減小誤差、保護儀表。由于電流表必須串接入電路中，往往顯得不太方便，在測量電阻上的電流時，可以測其電壓然后根據(jù)歐姆定律換算出流經(jīng)電阻的電流。根據(jù)電流值選擇線路導線時，要查閱電工手冊，注意選擇導線的線徑，以防止線路因電流過大而燒壞。,2.電壓 電路中兩點間的電壓可用電壓表測量，測量時只需將表筆并接于被測電路的兩點之間即可，注意選擇電壓表合適的量程和極性（直流電壓表）。,注意:電壓表和電流表的連接都要根據(jù)實際方向來

14、進行，不能靠參考方向來進行。,2024/4/3,四 電動勢,電動勢：是衡量電源力做功能力的物理量，在數(shù)值上等于電源力將單位正電荷從電源的負極通過電源內部移送到正極時所做的功,電動勢參考方向：可以任意假設，與實際方向一致時為正值與實際方向相反時為負值,電動勢實際方向：在電源內部由低電位指向高電位端，是電位升高的方向,2024/4/3,直流電動勢的表示方法：,2024/4/3,五 電 位,電壓是什么？,電壓實際上是電路中兩點之間的電位差

15、，它只能說明一點的電位高，另一點的電位低，以及兩點之間的電位差是多少，并不能說明電路中某一點的電位是多少。,2024/4/3,電位定義： 電位就是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，（通常設參考點電位為零，電位符號用V表示，單位與電壓單位相同） 根據(jù)上述電壓、電位的定義，可以證明：電路中任意兩點之間的電壓就等于這兩點間的電位差，即：

16、 UAB=VA-VB,某點電位為正，說明該點電位比參考點高；某點電位為負，說明該點電位比參考點低。,2024/4/3,(2)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；,(3) 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。,(1)參考點可以任意選擇，一個電路只能同時選擇一個參考點；,電路中的參考點：,2024/4/3,借助電位的概念采用習慣畫法可以簡化電路

17、圖。,電路圖習慣畫法：對于有一端接地的電壓源不再畫出電壓源符號，而只在電源的非接地端處標明電壓的數(shù)值和極性，,例1：有一電路如1-6所示，問（1）零電位參考點在那里？畫電路圖表示出來。（2）當將電位器Rp的滑動觸點向下滑動時，A,B兩點的電位增高了還是降低了？,圖1-6,解：（1）零電位參考點在正負電位之間的C點，如圖所示,（2）電流為I=（12+12）/（Rp+R1+R2），根據(jù)UDA=VD-VA，則A點的電位為VA=VD-UDA=1

18、2-IR1。根據(jù)UEB=VE-VB則B點的點位為 VB=VE-UEB=-12+IR3 當電位器 的滑動觸點向下滑動時Rp增大電流I減小，則 VA增大，VB 減小。,解： 圖中B點的電位VB=3V，可以理解為B點與零電位參考點O之間接有E2=3V的理想電壓源，其“+”端接B點，“-”端接O點。同理Vc=-6V,可理解為C點與參考點O之間接有E1=6V理想電壓源，“-”端接C點，“+”端接O點，而A點是懸空的。因此，上圖可改畫成下

19、圖的形式。,例2：計算下圖中所示電路中A點的電位，VB=3V， Vc=-6V。,I=(E1+E2)/(R1+R2)=(6+3)/(3+2)=1.8mA,3V,例3：求圖示電路中各點的電位:Va、Vb、Vc、Vd 。,,解：設 a為參考點， 即Va=0V,Vb=Uba= –10×6= ?60VVc=Uca = 4×20 = 80 VVd =Uda= 6×5 = 30 V,設 b為參考點，即Vb=0V

20、,Va = Uab=10×6 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 V,Uab = 10×6 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,Uab = 10×6 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,b,a,練 習,1.如下圖所示，試求圖中A點和B點的電位。如將A，B兩點直

21、接連接或接一電阻，對電路工作有無影響？,解：對左邊回路：VA=8×[20/（12+8）]V=8V,對右邊回路：VB=4×[16/（4+4）]V=8V,可見A,B兩點等電位。如將A，B兩點直接聯(lián)接或接一電阻，對電路工作無影響,2.如下圖a所示，在開關S斷開和閉合的兩種情況下試求A點的電位。,解：將原電路改畫成上圖b所示電路。 S斷開時 I=【（12+12）/（20+3.9+3）】mA=0.892mA

22、 A點電位 VA=-20I+12=-5.84V,S閉合時 I=【12/（20+3.9）】mA=0.502mA VA=3.9I=1.96V,2024/4/3,電位計算步驟: (1) 任選電路中某一點為參考點，設其電位為零； (2) 將電路補充完整 (3) 標出各電流參考方向并計算； (4) 計算各點至參考點間的電壓即為各點的電位。,2024/4/3,六 功率,電功率：是電路元件在

23、單位時間內吸收或釋放的電能，或者說電能對時間的變化率，簡稱功率。,在直流電路中，功率用大寫字母P表示 功率P=UI=I2R=U2/R,電壓、電流取關聯(lián)參考方向 1.若P>0,表明該元件吸收功率，屬于負載性質，電流從“+”端流入。 2.若P<0,表明該元件產(chǎn)生功率，屬于電源性質，電流從“+”端流出。,電源和負載的判斷方法：,電源和負載分別是吸收功率還是釋放功率？,2024/4/3,電路有空載、短路、有載工

24、作三種狀態(tài)，現(xiàn)在以圖1所示的簡單直流電路為例來分析電路的各種狀態(tài)。,七 電路的三種狀態(tài) ：空載、短路、有載,圖1-,E為電源電動勢，R0為電源內阻，RL為負載電阻,2024/4/3,有載工作狀態(tài) 當上圖開關S閉合時，電路中有電流流過，電源輸出電功率，負載取用電功率，這稱為有載工作狀態(tài)。,有載工作狀態(tài)特點：,1.電路中電流I=E/(R0+RL),2024/4/3,2.負載電阻兩端的電壓U=RLI=E-R0I，當電源內阻極小時，

25、U≈E,由上式可見，電源端電壓小于電動勢，兩者之差為電流通過電源內阻所產(chǎn)生的電壓降R0I。電流愈大，則電源端電壓下降的愈多。,3.又因為UI=EI-R0I2則P=PE-ΔP式中PE=EI，是電源產(chǎn)生的功率；ΔP=R0I2，是電源內阻上損耗的功率；P=UI是電源輸出的功率。,例：在下圖中，U=220V，I=5A，內阻R01=R02=0.6Ω。（1）試求電源的電動勢和負載的反電動勢；（2）試說明功率的平衡,解： （1）電源 U=

26、E1-ΔU1=E1-R01I E1=U+R01I=220V+0.6×5V=223 V 負載 U=E2+ΔU2=E2+R02I E2=U-R02I=220V-0.6×5=217 V,（2）有（1）中兩式可得,E1=E2+R01I+R02I,等號兩邊同乘I，則得E1I=E2I+R01I2+R02I2,E1I=223×5W=

27、1115W是電源功率E2I=217×5W=1085W是負載取用功率R01I2=15W電源內阻功率R02I2=15W負載內阻功率,,,誰是電源？誰是負載？,2024/4/3,空載狀態(tài) 當開關斷開時，電路電流為零，這稱為空載，也稱為開路，電源端電壓稱為開路電壓，等于電源的電動勢，負載電壓為零。,I=0U1=E；U2=0PE=P2=0,,電路空載特征：,2024/4/3,短路狀態(tài) 當電路兩端的

28、導線由于某種事故而直接相連，這時電源輸出電流不經(jīng)過負載，只經(jīng)過導線直接流回電源，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)，簡稱短路。,I=Isc=E/R0U2=0PE=I2scR0=E2/R0P2=0,,電路短路狀態(tài)的特征：,2024/4/3,為了保證電氣設備和器件能安全、可靠和經(jīng)濟地工作，制造廠規(guī)定了每種設備和器件在工作時所允許的最大電流、最高電壓和最大功率，稱為電氣設備和器件的額定值，常用下標符號N表示，如IN,UN,PN。又稱銘牌值。

29、 滿載：電氣設備和器件應盡量的工作在額定狀態(tài)，這中狀態(tài)又稱為滿載。能保證電氣設備工作可靠，而且具有足夠的使用壽命。,輕載：電氣設備低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載，得不到正常的工作情況，不能充分利用設備的工作能力。,過載：電氣設備高于額定值的工作狀稱為過載，會導致過熱，絕緣層破壞，長時間過載會縮短設備的使用壽命損壞電氣設備。,2024/4/3,1.電路及電路模型,2.電流,3.電壓,4.電動勢,5.電位,6.電功率,7.電路的三種工作狀態(tài)

30、8.電氣設備的三種工作狀態(tài),2024/4/3,第二節(jié) 電阻,電荷在電場力的作用下在導體中移動時遇到的阻力稱為電阻，材料的電阻僅與自身因素有關，用公式表示：,上式中 ρ是與材料有關的物理量，稱為電阻率，其單位Ω·m，L為材料的長度，S為材料的橫截面積。電阻的單位為:,電阻的符號如圖1-７所示，(a)圖為線性電阻，(b)為非線性電阻。,2024/4/3,在關聯(lián)參考方向下，當Ｒ=ｕ／ｉ是常數(shù)時，該電阻稱為線性電阻，其伏安特性曲線為

31、通過原點的一條直線。,電阻元件的功率為：ｐ＝ｕｉ＝Ｒｉ２＝ｕ２／Ｒ≥０,,電阻是耗能元件，即總是消耗能量的。,在國際單位制中電阻單位：歐姆（歐）,2024/4/3,線性電阻與非線性電阻,線性電阻：如果電阻值始終為一常數(shù)，其大小僅取決于材料的性質，而與加在其兩端的電壓和與流過其電流無關，這種電阻稱之為線性電阻。,非線性電阻：如果電阻不是一個常數(shù)，其大小不僅取決于材料的性質，而與其所處的外界因素有關，例如溫度、光照等，這種電阻稱之為非線性電

32、阻，如光敏電阻，其電阻值與光照有關。,2024/4/3,二、電阻器的分類與標記,電阻器是汽車電氣電子設備中用得最多的基本元件之一。,1、電阻器的用途：,1、控制和調節(jié)電路中的電流和電壓。2、用作消耗電能的負載。,2024/4/3,2、電阻器的分類：,按阻值分－固定電阻器和可調電阻器（常稱為電位器）；按材料分--碳膜電阻器、金屬膜電阻器、線繞電阻等；按功率分--1/16Ｗ、1/8Ｗ、1/4Ｗ、1/2Ｗ、1Ｗ、2Ｗ；按精確度分--精

33、確度為±5%、±10%、±20%等普通電阻器， 精確度為±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%、±2%的精密電阻器。,2024/4/3,3、固定電阻器,電阻器型號：命名方法根據(jù)國家規(guī)定，如表1-7所示。,電阻器型號標稱實例：,電阻型號命名方法,2024/4/3,電阻器阻值的標注方法有兩種：直標法、色標法

34、。,（1）直標法,3W3 Ⅰ 表示阻值為3.3W，允許誤差±5%；5M1 Ⅱ表示阻值為5.1MW,允許誤差±10%；1K8 Ⅲ 表示阻值為1.8KW，允許誤差±20%,將電阻器的阻值和誤差直接用數(shù)字和字母印在電阻上（無誤差標示為允許誤差20%）。也有采用習慣標記法的，如：,2024/4/3,,（2）色標法,色標法--用顏色表示元件的各種參數(shù)并且直接標志在產(chǎn)品上的一種標志方法。,表1-1 常用電阻

35、器色碼與數(shù)值的對應表,,,,,,銀,10%,36000Ω，5%，1.87kΩ，1%怎么用色標法表示,2024/4/3,10,2024/4/3,電阻器額定功率的識別：,電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中，長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。,有兩種表示方法：2Ｗ以上的電阻器--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。,2024/4/3,在電路圖上表示電阻器功率時，采用圖1-12所示的符號。,2024/

36、4/3,2、可調電阻器,一般稱為電位器。,從形狀分--圓柱形、長方體等；從結構上分--直滑式、旋轉式、帶開關式、帶鎖緊裝置式、多聯(lián)式、多圈式、微調式、無接觸式等；從材料上分--碳膜、合成膜、有機導電體、金屬玻璃釉、合金電阻絲等；,2024/4/3,歐姆定律,歐姆定律的內容：流過電阻上的電流與加在電阻上的電壓成正比，與該電阻的阻值成反比。,當電流、電壓參考方向選擇相同（關聯(lián)）時見圖1-８（a）所示，用公式表示為：,當電流、電壓參考方向

37、選擇相反時（非關聯(lián)）見圖1-８(b)所示，用公式表示為：,（1-11）,（1-10）,一個式子中有兩套正負號，參考方向不同加負號，電壓和電流本身還有正值和負值之分。,例1.應用歐姆定律對下圖中的電路列出式子，并求電阻R。,解：a). R=U/I=(6/2)Ω=3Ω,b). R=-U/I=[-6/(-2)]Ω=3Ω,c). R=-U/I=[-(-6/2)]Ω=3Ω,d). R=U/I=(-6/-2)Ω=3Ω,解：（a） Ua

38、b和I參考方向一致，故I=Uab/R=（-6/3×103）=-2mA I<0,表明I的實際方向同參考方向相反。（b） 設三個元件的聯(lián)接點為d,則 Uab=Uad+Udb=5I1+5I2=[5×2+5×（-1）]V=5V Ubc=Udb+Udc=-5I2-5I3=[-5×(-1)

39、-5×(-3)]V=20V Uca=U=+Uda=5I3-5I1=[5×(-3)-5×2]V=-25V,例2.計算I和U,2024/4/3,電阻元件特性： 電阻元件是表示電路中消耗電能，反映電流熱效應這一物理現(xiàn)象的理想電路元件。是從實際電阻器中抽象出來的如燈、電爐等用做消耗電能的負載 ，用字母R表示。,電阻這個名詞即表示電路元件，又表示元件的參數(shù),電阻作用：控制和

40、調節(jié)電路中的電流和電壓，對各種電熱器件如電熨斗、電烙鐵、電阻爐等，常忽略其電感、電容的性質，而認為它們是只具有消耗電能特性的電阻元件。,2024/4/3,電阻的串聯(lián)、并聯(lián)以及等效變換,1.電阻的串聯(lián)：如果電路中有兩個或更多個電阻一個接一個地順序相連，并且這些電阻通過同一個電流，則這樣的連接法就稱為電阻的串聯(lián)。,串聯(lián)電阻的等效：兩個串聯(lián)電阻可以用一個等效電阻R來代替，等效的條件在同一電壓U的作用下電流I保持不變。等效電阻等于各個串聯(lián)電阻之

41、和，即,R=R1+R2,兩個串聯(lián)電阻上的電壓分別為：U1=R1I=【R1/(R1+R2)】U U2=R2I=【R2/(R1+R2)】U,串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。,2024/4/3,1.電阻的并聯(lián)：如果電路中有兩個或更多個電阻連接在兩個公共的結點之間，則這樣的連接法就稱為電阻的并聯(lián),并聯(lián)電阻的等效：兩個并聯(lián)電阻也可以用一個等效電

42、阻R來代替，等效的條件是各個并聯(lián)支路電阻上受到同一電壓。等效電阻的倒數(shù)等于各個并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和即,1/R=1/R1+1/R2,上式也可寫成 G=G1+G2,式中G稱為電導，是電阻的倒數(shù)。在國際單位中，電導的單位是西【門子】,2024/4/3,兩個并聯(lián)電阻上的電流分別為：,I1=U/R1=RI/R1=IR2/（R1+R2）,I2=U/R2=RI/R2=IR1/（R1+R2）,并聯(lián)電阻上的電流分配與電阻成反比。當其中某個

43、電阻較其他電阻大很多時，通過它的電流就較其他電阻上的電流小很多。一般這個電阻的作用可以忽略不計。,并聯(lián)的負載愈多，則總電阻愈小，電路中總電流和總功率也就愈大。但是每個負載的電流和功率卻基本沒有變動。,例：下圖所示的是用變阻器調節(jié)負載電阻RL兩端電壓的分壓電路。RL=50Ω，電源電壓U=220V，中間環(huán)節(jié)是變阻器。變阻器的規(guī)格是100Ω 3A。現(xiàn)把它平分為四段，在圖上用a，b，c，d，e等點標出。試求滑動觸點分別在a，b，c，d，e五點時

44、，負載和變阻器各段所通過的電流及負載電壓，并就流過變阻器的電流與其額定電流比較來說明使用時的安全問題。,解：（1）在a點：UL=0 IL=0 Iea=U/Rea=2.2A,（2）在c點： R'=RcaRL/(Rca+RL)+Rec=75Ω,Iec=U/R'=2.93A,IL=Ica=1.47A,UL=RLIL=73.5V,2024/4/3,當

45、電流流經(jīng)電阻時實現(xiàn)了能量的轉換，將電能轉換為光能、熱能或其它形式的能。能量之間轉換的快慢程度可用功率來描述：在外電路中，電場力移動電荷做功w與單位時間t的比值定義為電路的功率。用公式表示：,根據(jù)歐姆定律可得，電阻上的功率：,電阻的功率,P總是大于0，故電阻總是取用功率的負載,【例 】 一電阻標稱值為10Ω、10W，在8V的電壓下工作， 其工作電流為多少？，如工作12小時，用電量是多少？若在12V電壓下工作，情況又怎樣？,解：在8V

46、電壓下工作，消耗功率為：,可正常工作。此時電流為：,工作12小時，消耗電能為：,若工作在12V電壓下，電阻上的功率為：,超過電阻額定功率電阻將損壞。,2024/4/3,通過上例可知，在使用電阻器時要根據(jù)其標稱值，先計算電阻能夠承受的電流或電壓，以避免損壞電阻器。對于一個任意的電路元件，用下面方法算出其功率，若功率大于零則該元件吸收功率，在電路中作為負載元件；若功率小于零，則該元件為發(fā)出功率，在電路中作為電源元件。,元件的電壓與電流為關

47、聯(lián)方向：,元件的電壓與電流為非關聯(lián)方向：,即P ＞0時元件吸收功率；P ＜0時元件發(fā)出功率。,2024/4/3,三、特殊電阻器在汽車上的應用,1、熱敏電阻器是電阻式溫度傳感器的一種。一般把金屬氧化物陶瓷半導體材料，經(jīng)成形、燒結等工藝制成的測溫元件叫熱敏電阻（有一部分熱敏電阻由碳化硅材料制成）。,2024/4/3,熱敏電阻的分類：,,正溫度系數(shù)熱敏電阻：電阻值隨溫度上升而增加（PTC）,負溫度系數(shù)熱敏電阻：電阻值隨溫度上升而降低（NT

48、C）,臨界溫度熱敏電阻：在臨界溫度時，其阻值發(fā)生躍變,熱敏電阻的應用：工作溫度范圍為-20～130℃的熱敏電阻可用于水溫和氣溫的檢測，工作溫度范圍為600～1000℃的高溫檢測電阻，用于排氣溫度的檢測。,熱敏電阻式冷卻水溫傳感器外觀與特性曲線,,2024/4/3,壓敏電阻,半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器：變形與壓力成正比尺寸小、精度高、成本低及響應性、再現(xiàn)性、抗振性較好,電阻應變計式碰撞傳感器 ：應變計的應變電阻產(chǎn)生變形，阻值隨之發(fā)生變

49、化，經(jīng)過信號處理與放大后，傳感器輸出端的信號電壓就會發(fā)生變化。,,電阻應變式碰撞傳感器,2024/4/3,一、電容元件及其特性,電容元件是從實際電容器抽象出來的電路模型。該元件具有儲存電場能量的性質。,實際電容器的結構：,由兩塊金屬板中間充滿介質，再引出兩個電極就構成一個電容器。,第三節(jié) 電容,2024/4/3,,,充電—使電容器帶電的過程充電的過程就是儲存電能的過程放電—充電的電容器失去電荷的過程,電容器的特點1：,充電和放電

50、,電容器兩端加上電壓后，兩塊極板上將出現(xiàn)等量異號電荷，并在兩極板間形成電場，儲存電場能。,2024/4/3,電容器符號：,電容器的特點2：,隔直流通交流,2024/4/3,用符號C表示，公式,國際單位制中的單位：法拉（法，F(xiàn)）,電容量：,簡稱電容，是表征電容器儲存電荷本領的物理量，其大小等于電容器任一極板上所儲存的電荷量ｑ與兩極板間電壓ｕ的比值。,充放電電流：,電容元件上通過的電流與元件兩端的電壓相對時間的變化率成正比。電壓變化越快，

51、電流越大。當電容元件兩端加恒定電壓時，因ｄｑ／ｄｔ＝０，ｉ＝０，這時電容元件相當于開路，所以電容元件有隔直流的作用。,（μF） （pF）,2024/4/3,電容元件極板間儲存的電場能量為：,,電容元件在某時刻儲存的電場能量與元件在該時刻所承受的電壓的平方成正比，與電流無關。電容元件不消耗能量，是儲能元件。,2024/4/3,電容元件的用途：,隔直流耦合交流旁路交流濾波定時組成振蕩電路,2024/4/3,二、電容器的類型及標記

52、,1、電容器的主要種類和特點,分為固定電容器和可調電容器。按電容器的介質材料分為：紙介、金屬化紙介、有機薄膜紙介、瓷介、云母、鋁電解、電解等類型。,（1）紙介電容器用紙做介質，其溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性差，損耗大，有較大的固有電感，只適合要求不高的低頻電路。,2024/4/3,（2）金屬化紙介電容器結構和性能與紙介電容器相近，但體積和損耗較后者小，內部紙介質擊穿后有自愈作用。（3）有機薄膜介質電容器包括極性介質和非極性介質兩類。極

53、性介質電容器耐熱和耐壓性能好，常用的極性介質電容器有滌綸電容器（耐熱性能好，但損耗較大，不宜用于高頻）和聚碳酸酯電容器（性能優(yōu)于滌綸電容器）；非極性介質電容器損耗小，絕緣電阻高，廣泛用于高頻電路和對容量要求精密、穩(wěn)定的電路中，常用的非極性電容器有聚苯乙烯電容器、聚丙烯電容器等。,2024/4/3,（4）瓷介電容器介質材料為電容器陶瓷。其中高頻瓷介電容器損耗小、穩(wěn)定性好，可在高溫下使用。低頻瓷介電容器損耗大、穩(wěn)定性差，但容量易做得大。獨

54、石電容器是一種多層結構的陶瓷電容器，具有體積小，容量大（低頻獨石電容器可達0.47 Ｆ)，耐高溫和性能穩(wěn)定等特點。,（5）云母電容器以云母作為介質的云母電容器具有很高的絕緣性能，即使在高頻時使用也只有很小的介質損耗。自身電感很小，工作頻率高，工作電壓高等特點。,2024/4/3,（6）電解電容器電解電容器的介質為很薄的氧化膜，故容量可做得很大。電解電容器一般有正、負極性，使用中要注意把正極接到電路中高電位的一端。電解電容器的主

55、要品種有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。前者價格便宜，最大容量可達幾法，但性能較差，壽命短；后者性能優(yōu)于鋁電解電容器，但價格較貴。,2024/4/3,2、電容器的額定直流工作電壓,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）。額定直流工作電壓的大小與介質的種類和厚度有關。如果電容器用在交流電路里，則應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。,2024/4/3,三、電容器在汽車

56、電路中的應用,電容器所承受的電壓不能超過其額定電壓。在汽車上，雖然蓄電池的電壓是12Ｖ，但有些電路上有超過300Ｖ的高電壓，因此選用電容器時要認真研究電路的工作狀態(tài)，選用額定電壓有足夠余量的電容；當環(huán)境溫度很高時，電容器會加速老化，所以在可靠性有要求的部件上，一般要選用云母、聚酯電容器。,2024/4/3,電容器作為單體元件應用的典型例子就是傳統(tǒng)點火系統(tǒng)中分電器上的電容器。在點火過程中，與分電器觸點并聯(lián)的電容器具有重要作用。,電容器在汽

57、車上的應用,電容器裝在分電器的殼體上，它由兩條鋁箔或錫箔組成，在兩條箔帶之間夾以絕緣蠟紙，然后卷成筒狀在真空中抽去層間的空氣，再經(jīng)浸蠟處理裝在金屬外殼3中。其中一條箔帶的底部與外殼緊密接觸；另一條箔帶則通過與外殼絕緣的導電片由導線引出。電容器工作時要承受200~300Ｖ的電動勢，因此要求其耐壓為50０Ｖ。,2024/4/3,1.5 電感,一、電感元件及其特性,電感元件：是從實際電感線圈抽象出來的電路模型。,電感元件的特點1：,通以電流

58、時，將產(chǎn)生磁通，在其內部及周圍建立磁場，儲存磁場能量。,,2024/4/3,自感系數(shù)（電感）：物理意義--當同一電流通入結構不同的線圈時，所產(chǎn)生的自感磁通量是不同的。為了衡量不同線圈產(chǎn)生自感磁通的能力，引入自感系數(shù)（簡稱電感）這一物理量，用Ｌ表示；它在數(shù)值上--等于一個線圈中通過單位電流所產(chǎn)生的自感磁鏈。,在國際單位制中電感的單位：亨利，簡稱亨，用H表示,,公式：,Ｌ=Y/ｉ,2024/4/3,根據(jù)電磁感應定律，當電感線圈中的電流ｉ

59、變化時，磁場也隨之變化，并在線圈中產(chǎn)生自感電動勢ｅ。當電壓、電流和電動勢的參考方向如圖所示時，則有：,電感元件兩端的電壓與電流相對時間的變化率成正比。電流變化越快，電感元件產(chǎn)生的自感電動勢越大。與其平衡的電壓也越大。當電感元件中流過穩(wěn)定的直流電流時，因ｄｉ／ｄｔ＝０，ｅＬ＝０，故ｕ＝０，這時電感元件相當于短路，所以電容元件有通直流的作用。,2024/4/3,電感元件中儲存的磁場能量為：,電感元件在某時刻儲存的磁場能量只與該時刻流過

60、的電流的平方成正比，與電壓無關。電感元件不消耗能量，是儲能元件。,2024/4/3,電感線圈特點2：,兩條相距較近且相互平行的直導線間的作用規(guī)律： 當同以相同方向的電流時——它們相互吸引； 當通以相反方向的電流時----------它們相互排斥。原因：每個電流都處于另一個電流的磁場中，因而每個電流都受到電磁力的作用。,2024/4/3,電感線圈特點3：,若將導線繞成線圈，每匝產(chǎn)生的弱磁場便合成為較強的磁場。合成的強磁場，有真實的N

61、極和Ｓ極。,磁極方向判斷：用右手握住通電線圈，彎曲的四指指向電流方向，則伸直的拇指指向就是線圈內部的磁場方向，即通電線圈的磁場北極（N極）方向。,2024/4/3,電感線圈特點4：,導線盤成環(huán)形，在導線交匯處的磁感應線密度成倍的增加。,2024/4/3,電磁感應,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。,2024/4/3,電感線圈特點5：,增加線圈的匝數(shù)，磁感應線密度隨之增加。要使線圈的磁場更強，可在線圈中插

62、入用軟鐵制成的鐵芯。軟鐵是一種具有高磁導率的材料，它為穿過線圈中的磁場提供優(yōu)良的導磁體。,,,,,,,2024/4/3,電感線圈特點6：,通直流阻交流。即直流電很容易通過線圈，但交流電難以通過，而且交流電的頻率越高，就越難以通過，交流電加在線圈上，達到穩(wěn)定狀態(tài)需要一定的時間。,2024/4/3,電感線圈在汽車中的應用：,在車內、尾燈、牌照燈及停車燈的燈絲是否斷開是無法確認的，而電流傳感器就可用于檢測這類燈具的燈絲是否斷開。笛簧開關

63、式電流傳感器的結構原理圖如圖1-24所示，在電流線圈的周圍有電壓線圈，在線圈的中央設置笛簧開關。電壓線圈的功能是防止電壓變化時引起傳感器的誤動作。,2024/4/3,電流傳感器的電路如圖1-24（Ｃ）所示，當圖中所示開關閉合時，因為電流線圈中有規(guī)定的電流通過，所以在電流線圈所形成的電磁力的作用下，笛簧開關閉合，當有一個燈絲斷開時，電流線圈中的電流減小，電磁力減弱，笛簧開關打開，報警處于異常狀態(tài)。這樣，利用笛簧開關的通、斷，就可以發(fā)出燈絲

64、是否異常的信號。,2024/4/3,小結：１、實際電容器是什么樣的2、電容量公式3、電容器特點4、電容是什么元件5、電容器儲存的電場能6、電容器的作用7、電容器的性能指標8、電容器的種類,1、電感元件特點2、自感系數(shù)（電感）3、電感元件性質4、磁場能量5、磁場方向判斷,2024/4/3,第五節(jié) 導線,常用導線的分類,一 導線的選擇,,按材料不同：銅線、鋁線,按電壓不同：高壓導線、低壓導線,按有無絕緣：裸線、絕

65、緣線,按絕緣材料不同：塑料絕緣線、橡膠絕緣線,2024/4/3,按材料選擇：銅線和鋁線銅線特點--電阻率小，機械強度大。應用---汽車電路和移動電器接線一般用銅線。鋁線特點--質量小，價格便宜，但機械強度小，較脆。應用--固定電氣接線盡量采用鋁線。,導線的選擇,表1-1 常用導線的型號及主要用途,2024/4/3,我國的導線規(guī)格是以其截面積作為標稱值。導線標稱截面是經(jīng)過換算的線芯截面積，而不是實際幾何面積。一般根據(jù)電路的額

66、定電壓、工作電流和絕緣要求等選取導線截面、絕緣層的類型。,按截面積來選擇,2024/4/3,對于短距離配電線路（200ｍ以內），常用發(fā)熱條件選擇導線截面。一般家庭、修理廠和汽車上的導線均按此方法選線。具體方法如下：由公式I=Ｐ/Ｕ計算出該負載的工作電流，然后根據(jù)導線的允許電流等于或略大于計算電流，直接從表1-2中選擇導線。,表1-2 部分500V橡皮與塑料絕緣電力電纜載流量表,,,單位：A,例1 某修理廠的照明負載為額定電壓220

67、Ｖ，額定功率5ＫＷ，電源總線采用雙芯塑料絕緣導線、穿塑料管，采用鋁芯和銅芯時，分別應選擇多大的導線截面積？解：電源總線上實際流過的最大電流為Ｉ=Ｐ/Ｕ=５０００/２２０=２２．７３Ａ直接查表1-2鋁芯塑料絕緣導線、穿塑料管、2根（塑料）一欄，其中24A＞22.73A符合要求，對應導線的截面為4ｍｍ２。直接查表1-2銅芯塑料絕緣導線、穿塑料管、2根（塑料）一欄，其中24A＞22.73A符合要求，對應導線的截面為２．５ｍｍ２。,20

68、24/4/3,二 汽車常用導線,低壓導線,,導線截面積：主要根據(jù)工作電流選擇,導線顏色：顏色要容易區(qū)別，多用字母表示,線束：大多用絕緣材料纏繞包扎成束,高壓導線：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。高壓線工作電壓一般為15kV以上，電流小，高壓導線絕緣包層厚、耐壓性能好、線心截面小。,2024/4/3,帶阻尼的高壓點火線它分為普通銅芯高壓線及高壓阻尼點火線。帶阻尼的高壓線可抑制和衰減點火系產(chǎn)生的高頻電磁波，降低

69、對無線電設備及電控裝置的干擾。 國產(chǎn)汽車用的高壓導線有銅芯線和阻尼線兩種。高壓阻尼線的線芯采用聚氯乙烯樹脂、葵二酸二辛脂等有機材料配制而成，又稱半導體塑芯高壓線。線芯具有一定阻值，具有低電磁輻射的特點，可減小點火系統(tǒng)的電磁波公害。,2024/4/3,2024/4/3,導線顏色,2024/4/3,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。,一 基爾霍夫定律,第六節(jié) 電路分析與計算,基爾霍夫電流定律應用于結點