汽車電工電子第一章直流電PPT

1、汽車電工與電子基礎(chǔ)汽車電工與電子基礎(chǔ) 1（第一章（第一章 直流電路）直流電路）第一章 直流電路1.11.1電路及其基本物理量電路及其基本物理量1.21.2電阻的連接電阻的連接1.31.3電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)1.41.4基爾霍夫定律基爾霍夫定律23觀察與思考觀察與思考1 1、幾十萬伏的高壓線上為什么電不死站、幾十萬伏的高壓線上為什么電不死站在上面的鳥兒？在上面的鳥兒？2 2、幾百安培的電流為什么不會(huì)電著電焊、幾百安培的電流為什么不會(huì)電著電焊工人？工人？1.11.1電路的基本概念41.1.11.1.1電路的組成和作用電路的組成和作用 開關(guān)電池?zé)襞?.電路的組成電路的組成(1)電源電源(2)

2、負(fù)載：消耗電能的裝置負(fù)載：消耗電能的裝置(3)中間環(huán)節(jié)：導(dǎo)線、開關(guān)、電表和中間環(huán)節(jié)：導(dǎo)線、開關(guān)、電表和保護(hù)電器等。保護(hù)電器等。2.電路的作用電路的作用（1）電能的傳輸和轉(zhuǎn)換）電能的傳輸和轉(zhuǎn)換（2）信息的傳遞和處理）信息的傳遞和處理51、電流有沒有方向？如果有，它從哪流向哪？2、在計(jì)算電路中的電流、電壓和電阻時(shí)為什么要給電流設(shè)假定方向？想一想1.1.21.1.2電路的基本物理量電路的基本物理量 電流電流-電荷在電源的作用下做定向移動(dòng)電荷在電源的作用下做定向移動(dòng) 6t tqI =電路中物理量的正方向電路中物理量的正方向物理量的正方向：物理量的正方向： 實(shí)際正方向?qū)嶋H正方向 假設(shè)正方向假設(shè)正方向?qū)嶋H

3、正方向：物理中對電量規(guī)定的方向。實(shí)際正方向：物理中對電量規(guī)定的方向。假設(shè)正方向（參考正方向）：在分析計(jì)算時(shí)，對電量人假設(shè)正方向（參考正方向）：在分析計(jì)算時(shí)，對電量人為規(guī)定的方向。為規(guī)定的方向。電路分析中的假設(shè)正方向（參考方向）電路分析中的假設(shè)正方向（參考方向） 問題的提出：問題的提出：在復(fù)雜電路中難于判斷元在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？件中物理量的實(shí)際方向，電路如何求解？7IRE1E2電流方向？電流方向？R1R3R2R4 解決方法解決方法： (1) (1) 在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向；在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向，作為參考方向； (2) (2) 根據(jù)電路的定

4、律、定理，列出物理量間相互關(guān)根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式；系的代數(shù)表達(dá)式； (3) (3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向：若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為正，則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致；若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。若計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。89例例UERIRUR ab已知：已知：E=2V, R=1問：當(dāng)問：當(dāng)U分別為分別為3V 和和1V 時(shí)，時(shí)，IR=?解：解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列列電路方程：電路方程： EUUREUURREURUI

5、RR U=3V U=3V 時(shí)，時(shí)， 10UERIRURab（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方向一致）（實(shí)際方向與假設(shè)方向相反）（實(shí)際方向與假設(shè)方向相反）AIR1123AIR1121提示11 (1) (1) 方程式方程式R =U/IR =U/I僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。僅適用于假設(shè)正方向一致的情況。(2) “(2) “實(shí)際方向?qū)嶋H方向”是物理中規(guī)定的，而是物理中規(guī)定的，而“假設(shè)正方向假設(shè)正方向”則則是人們在進(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí)是人們在進(jìn)行電路分析計(jì)算時(shí), ,任意假設(shè)的。任意假設(shè)的。(3) (3) 在以后的解題過程中，注意一定要先假定在以后的解題過程中，注意一定要先假定“正方向正方向”

6、( (即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向) )，然后再列方程，然后再列方程計(jì)算。缺少計(jì)算。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無意義的的物理量是無意義的. . (4) (4) 為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把為了避免列方程時(shí)出錯(cuò)，習(xí)慣上把I I與與U U的方向按相同的方向按相同方向假設(shè)。方向假設(shè)。1.2.2電位與電壓電位電位指電路中各點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。指電路中各點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。參考點(diǎn)參考點(diǎn)又稱零電位點(diǎn)，（可任意選定，但選定后不得隨又稱零電位點(diǎn)，（可任意選定，但選定后不得隨意改變，一個(gè)電路只能有一個(gè)參考點(diǎn)）意改變，一個(gè)電路只能有一個(gè)參考點(diǎn)）電壓電壓指電場力對電荷所做的功。指電

7、場力對電荷所做的功。 電壓的方向從高電位指向低電位，也分實(shí)際方向和參電壓的方向從高電位指向低電位，也分實(shí)際方向和參考方向?？挤较?。12abUIIUab關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向非關(guān)聯(lián)參考方向13觀察與思考觀察與思考1 1、什么是、什么是“海拔高度海拔高度”？什么是物？什么是物質(zhì)的質(zhì)的“比重比重”？把它們與電位和電壓？把它們與電位和電壓聯(lián)系起來。聯(lián)系起來。物理量的實(shí)際正方向物理量物理量 單位單位 實(shí)際正方向?qū)嶋H正方向 電流電流 I I A A、kAkA、mAmA、AA正電荷移動(dòng)的方向正電荷移動(dòng)的方向電動(dòng)勢電動(dòng)勢 E EV V、kVkV、mVmV、VV電源驅(qū)動(dòng)正電荷的方電源驅(qū)動(dòng)正電荷的

8、方向向 ( (低電位低電位 高電高電位，即負(fù)到正位，即負(fù)到正) )電壓電壓U UV V、kVkV、mVmV、VV電位降落的方向電位降落的方向 ( (高高電位電位 低電位，正低電位，正到負(fù)到負(fù)) )1415觀察與思考觀察與思考1 1、長時(shí)間使用電視機(jī)、電風(fēng)扇等家用電、長時(shí)間使用電視機(jī)、電風(fēng)扇等家用電器，它們都會(huì)發(fā)熱。這是什么原因呢？器，它們都會(huì)發(fā)熱。這是什么原因呢？2 2、電能、機(jī)械能、化學(xué)能、熱能和光能、電能、機(jī)械能、化學(xué)能、熱能和光能等能量是怎樣相互轉(zhuǎn)換的？等能量是怎樣相互轉(zhuǎn)換的？ 1.2.31.2.3電阻與歐姆定律電阻與歐姆定律電阻指導(dǎo)體對電流阻礙作用。電阻指導(dǎo)體對電流阻礙作用。 電阻用電

9、阻用R R表示表示, ,單位稱歐姆用單位稱歐姆用表示。表示。歐姆定律：流過電阻的電流與電壓成正比，與電阻歐姆定律：流過電阻的電流與電壓成正比，與電阻值成反比。值成反比。 16I I =U UR R全電路歐姆定律：全電路歐姆定律：I = E ER+RR+R0 0171 1、從日本帶回了兩個(gè)、從日本帶回了兩個(gè)110V110V的燈泡，怎樣在我國的燈泡，怎樣在我國220V220V的電壓下正常使用？的電壓下正常使用？2 2、各種電器為什么只能并、各種電器為什么只能并聯(lián)在電路中，而不能串聯(lián)聯(lián)在電路中，而不能串聯(lián)在電路中。舉例說明。在電路中。舉例說明。觀察與思考觀察與思考1.3電阻的連接18R R1 1R

10、R2 2R R2 2I IU U1.3.11.3.1電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)串聯(lián)分壓串聯(lián)分壓: :各串各串聯(lián)上分壓的大聯(lián)上分壓的大小與各電阻值小與各電阻值的大小成正比的大小成正比.nIIII21總nUUUU21總nRRRR21總nPPPP21總 1.3.21.3.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)19R R1 1R R2 2R R3 3R Rn nU UI并聯(lián)分流并聯(lián)分流：各：各并聯(lián)電阻上電并聯(lián)電阻上電流的大小，與流的大小，與各電阻值的大各電阻值的大小成反比小成反比nIIII21總nUUUU21總nRRRR111121總nPPPP21總 1.3.31.3.3電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)20UUUR1R2R3R1R2R3R

11、4R1R2R3R4R521常用電阻211.4電能與電功率電能是指一段時(shí)間內(nèi)電流所做的功。電能是指一段時(shí)間內(nèi)電流所做的功。 W=UItW=UIt單位分別是焦耳（單位分別是焦耳（J J）、伏特（）、伏特（V V）、安培（）、安培（A A）、）、秒（秒（s s）。）。電能的常用單位是千瓦時(shí)（電能的常用單位是千瓦時(shí)（KWhKWh），即度），即度功率的概念：指單位時(shí)間所消耗的電能。功率的概念：指單位時(shí)間所消耗的電能。22P P =W Wt tP=UIP=UI電能與電功率電能與電功率23例：某一彩電的功率為例：某一彩電的功率為150W150W，每天開機(jī)，每天開機(jī)4h4h，若每度電費(fèi)為若每度電費(fèi)為0.60.

12、6元，則一年（元，則一年（365365天）要交多天）要交多少電費(fèi)？少電費(fèi)？解：耗電解：耗電 元4 .1316 . 0219/2193654101503hKWPtW電費(fèi)電費(fèi)24觀察與思考觀察與思考1 1、輸電線為什么多用銅鋁線？而很少用鐵絲線。、輸電線為什么多用銅鋁線？而很少用鐵絲線。2 2、當(dāng)有人觸電時(shí)，絕不能用手去拉，要用干木、當(dāng)有人觸電時(shí)，絕不能用手去拉，要用干木棒將電線挑開，這是為什么？棒將電線挑開，這是為什么？在在U U、I I 正方向選擇一致的前提下，正方向選擇一致的前提下，若P P = =UI UI 00 25IU U若P = UI P = UI 0U UI“發(fā)出功率發(fā)出功率”（電

13、源）（電源）“吸收功率吸收功率”（負(fù)載）（負(fù)載） 1.51.5電路的工作狀態(tài)1.3.11.3.1負(fù)載狀態(tài)負(fù)載狀態(tài)( (通路通路) )：指電源與負(fù)載形成回路：指電源與負(fù)載形成回路, ,電流、電壓和功率不超過額定值。電流、電壓和功率不超過額定值。1.3.21.3.2空載狀態(tài)空載狀態(tài)( (開路、斷路）：指電源與負(fù)載末開路、斷路）：指電源與負(fù)載末形成回路形成回路, ,電路沒有電流。電路沒有電流。1.3.31.3.3短路狀態(tài)：電源末經(jīng)負(fù)載形成回路，電路短路狀態(tài)：電源末經(jīng)負(fù)載形成回路，電路電流很大。電流很大。26I I0 0R RL L1.61.6基爾霍夫基爾霍夫定律定律（克氏定律） 又譯稱又譯稱克希荷夫

14、克希荷夫定律，用來描述電路中各部定律，用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關(guān)系，其中包括克氏電分電壓或各部分電流間的關(guān)系，其中包括克氏電流和克氏電壓兩個(gè)定律。流和克氏電壓兩個(gè)定律。 支路：電路中每一個(gè)支路：電路中每一個(gè)分支分支名詞注釋名詞注釋 節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的節(jié)點(diǎn)：三個(gè)或三個(gè)以上支路的 聯(lián)結(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)點(diǎn) 回路：電路中任一閉回路：電路中任一閉合路徑合路徑 網(wǎng)孔：不含支路的回網(wǎng)孔：不含支路的回路路27 例28R4R4R3R3R2R2R5R5R1R1R6R6E1E1E2E2a ab bc cd dI I1 1I I2 2I I5 5I I4 4I I3 3+ + +- - -支路 abab

15、、adad、 （共6 6條）節(jié)點(diǎn)：a a、b b、c、d d （共4 4條）回路abdabd、dacdac、bcdbcd、acdacd、. （共7條）1.6.11.6.1基爾霍夫基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)(KCL)對任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電對任何節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間，流入節(jié)點(diǎn)的電流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流?；蛘哒f，在任流等于由節(jié)點(diǎn)流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和為0 0。 I I=0 =0 29I I1 1I I4 4I I3 3I I2 2I I1 1+I+I3 3=I=I2 2+I+I4 4I I1 1+I+I3 3-

16、I-I2 2-I-I4 4=0=0克氏電流定律的擴(kuò)展電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。電流定律還可以擴(kuò)展到電路的任意封閉面。30I I1 1I I2 2I I3 3R RU U廣義的節(jié)點(diǎn)廣義的節(jié)點(diǎn)廣義的節(jié)點(diǎn)廣義的節(jié)點(diǎn)從自來水管路聯(lián)想到電流定律。從自來水管路聯(lián)想到電流定律。從公共汽車環(huán)形線路聯(lián)想到電壓定律。從公共汽車環(huán)形線路聯(lián)想到電壓定律。31想一想 1.6.21.6.2克氏回路電壓定律克氏回路電壓定律(KVL)(KVL) 對電路中的任一回路，對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉(zhuǎn)一沿任意循行方向轉(zhuǎn)一周，其電位升等于電周，其電位升等于電位降?；螂妷旱拇鷶?shù)位降?；螂妷旱拇鷶?shù)和為和為0 0。 32

17、U=0 U=0 U U =E E任一回路，沿任意任一回路，沿任意環(huán)繞方向轉(zhuǎn)一周，環(huán)繞方向轉(zhuǎn)一周，其電阻端電壓之和其電阻端電壓之和等于電源之和等于電源之和33 回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：1 1、假設(shè)各支路電壓的參考方向；、假設(shè)各支路電壓的參考方向；2 2、假設(shè)各支路電壓的回路方向；、假設(shè)各支路電壓的回路方向；3 3、列方程式：將回路中全部電阻上的電壓、列方程式：將回路中全部電阻上的電壓IRIR寫在一邊（兩個(gè)方向一致，則取正，反之取寫在一邊（兩個(gè)方向一致，則取正，反之取負(fù)）負(fù)）。將回路中全部電動(dòng)勢將回路中全部電動(dòng)勢E E寫在另一邊（兩寫

18、在另一邊（兩個(gè)方向一致，則取正，反之取負(fù)）。個(gè)方向一致，則取正，反之取負(fù)）。 例例34E E2 2E E1 1R R3 3R R2 2R R1 1I I2 2I I1 1I I3 3d da ab bc cI I1 1R R1 1+I+I3 3R R3 3=E=E1 1 -I-I2 2R R2 2-I-I3 3R R3 3=-E=-E2 2I I1 1R R1 1-I-I2 2R R2 2=-E=-E2 2+E+E1 1。思考題電路的基本物理量指的是什么？電路的基本物理量指的是什么？部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的區(qū)別？部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的區(qū)別？351.7電容器及其充放電定義定

19、義1 1：電容器，顧名思義，是：電容器，顧名思義，是裝電的容器裝電的容器，是一種容納電荷的，是一種容納電荷的器件。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，器件。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。定義定義2 2：電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）：電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個(gè)電容器。間都構(gòu)成一個(gè)電容器。電容器在電路中的作用：電容器在電路中的作用： 在直流電路中，電容器是相當(dāng)于斷路的。在直流電路中，電容器是相當(dāng)于斷路的。 電容器是一種能夠儲藏電荷電容器是一種能夠儲藏電荷的元件，也是最常用的電子元件之一。的元件，也是最常用的電子元件之一。 在交流電路中，電容器是相當(dāng)于通路。但對交流電有阻礙作用，見公在交流電路中，電容器是相當(dāng)于通路。但對交流電有阻礙作用，見公式：式：36fCXC21