汽車電工電子第一章電路

1、汽車電工電子基礎(chǔ)汽車電工電子基礎(chǔ)第一章 直流電路云天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉強(qiáng)第一節(jié)第一節(jié) 直流電路的基本概念直流電路的基本概念 電路是電流流過的路徑，由電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成。 電路的作用：一種是實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，各類電力系統(tǒng)。 另一種是實(shí)現(xiàn)信號的傳遞處理，如放大器、整流電路。電路圖電路圖 是指將實(shí)際電路中的各器件用規(guī)定的圖形符號表示之后所畫出的圖。 （電氣設(shè)備的安裝和維修都是依據(jù)電原理圖進(jìn)行的。）220V開關(guān)開關(guān)S鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器L啟輝器啟輝器Q日光燈管日光燈管R實(shí)際電路實(shí)際電路s R Lus +-電路模型電路模型汽車電路的單線圖汽車電路的單線圖 在汽車上，為了節(jié)省導(dǎo)線和便于安裝、維修，電

2、源和用電器之間只用一根導(dǎo)線連接，另一根導(dǎo)線則是由車體的金屬部分代替構(gòu)成回路。這種連接方式稱為單線制。 采用單線制時(shí)，汽車電源（蓄電池）的一端接到車體上，稱為搭鐵，用符號 表示。由于負(fù)極搭鐵時(shí)對無線電干擾較小，對車架或車身化學(xué)腐蝕較輕，所以世界各國的汽車多采用負(fù)極搭鐵，我國亦是如此。2、電路的基本物理量、電路的基本物理量l包括：電流I、電壓U、電位V、電動(dòng)勢E、電功率P(W瓦特)l電流：（I）單位（A）l電荷的定向移動(dòng)形成電流。電流大?。簡挝粫r(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量，I=Q/t。電流方向：習(xí)慣上把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。（直流電流、交流電流）l電流的大小可以用電流表測量，需要注意

3、：1）電流表必須與被測電路串聯(lián)，正極流入，負(fù)極流出。2）是用電流表之前應(yīng)根據(jù)電流的大小選擇適當(dāng)?shù)牧砍獭?在電路的分析計(jì)算中，不僅要算出電壓、電流、在電路的分析計(jì)算中，不僅要算出電壓、電流、的大小，還要的大小，還要這些量在電路中的這些量在電路中的。 在電路中各處電壓、電流的方向很難事先判斷出在電路中各處電壓、電流的方向很難事先判斷出來。因此電路內(nèi)各處電壓、電流的實(shí)際方向也就不能來。因此電路內(nèi)各處電壓、電流的實(shí)際方向也就不能事先確定。事先確定。 為了解決以上的問題，在分析電路之前，為了解決以上的問題，在分析電路之前， 在復(fù)雜電路分析中，必須列寫電路方程，但不在復(fù)雜電路分析中，必須列寫電路方程，但不

4、知道電壓、電流、的方向就寫不出電路方程。知道電壓、電流、的方向就寫不出電路方程。電流的實(shí)際方向：電流的實(shí)際方向： 正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向(客觀存在）客觀存在）電流的參考方向：電流的參考方向：實(shí)際方向（實(shí)際方向（2A）參考方向參考方向（參考方向參考方向與與實(shí)際方向?qū)嶋H方向相同）相同）實(shí)際方向（實(shí)際方向（2A）參考方向參考方向（參考方向參考方向與與實(shí)際方向?qū)嶋H方向相反）相反）2A)0(II-2A)0(II基本物理量基本物理量l電壓： （U）單位（V）l電路中A、B兩點(diǎn)間的電壓是指單位正電荷在電場力作用下由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場力所做的功。UAB=WAB/Ql電壓的方向是正電荷在電場中的受

5、力方向。例如電源，電壓的方向是從電源正極到電源的負(fù)極。l電壓的大小可用電壓表測量。需注意：l1）電壓表必須與被測電路并聯(lián)。連接時(shí)應(yīng)使被測電壓的實(shí)際方向與電壓表的正負(fù)極一致。電壓實(shí)際方向：電壓實(shí)際方向：由由高高電位端電位端指向低指向低電位端電位端(客觀存在）客觀存在）電壓的參考方向：電壓的參考方向：AB如果如果A、B的實(shí)際電位為：的實(shí)際電位為：UU = 4 VABUU = - 4 V 2VV 6VVBA電流表電壓表測量試驗(yàn)電流表電壓表測量試驗(yàn)基本物理量基本物理量l電位V：分析電位時(shí)必須先選定一個(gè)參考點(diǎn)。電路中某一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓。l電位差：兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位的差，所以電壓

6、又稱電位差。l電動(dòng)勢E：是指電源力將單位正電荷從電源負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到電源正極所做的功。方向規(guī)定為從電源負(fù)極到正極。E=W/Ql電源電壓的方向是從正極到負(fù)極，電動(dòng)勢的方向是從負(fù)極到正極，所以說當(dāng)電源時(shí)電源的電動(dòng)勢與電壓大小相等，方向相反。l電功率P：電路傳送或轉(zhuǎn)換電能的速率。單位W（瓦特）lP=UI=RI=UR功率功率是電場力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。是電場力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。 當(dāng)電阻元件電流和電壓當(dāng)電阻元件電流和電壓的參考方向關(guān)聯(lián)情況下，電的參考方向關(guān)聯(lián)情況下，電阻阻吸收的電功率吸收的電功率為：為：IRU+關(guān)聯(lián)參關(guān)聯(lián)參考方向考方向UIP 電阻在電阻在t 時(shí)間內(nèi)消耗的電能時(shí)間內(nèi)消耗的電能：pt

7、W 1kWh（1千瓦小時(shí)稱為千瓦小時(shí)稱為1度）度）若若 P 0，電路實(shí)際，電路實(shí)際吸收吸收功率，元件功率，元件為負(fù)載為負(fù)載；若若 P 0，電路實(shí)際，電路實(shí)際發(fā)出發(fā)出功率元件功率元件為電源為電源。UI 當(dāng)元件當(dāng)元件電流和電壓的電流和電壓的參考方向參考方向關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)情況下，情況下，吸收吸收的電功率的電功率為：為：UIP （U和和I的實(shí)際方向相反，則是電源）的實(shí)際方向相反，則是電源）（U和和I的實(shí)際方向相同，是負(fù)載）的實(shí)際方向相同，是負(fù)載）UI非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)UIP 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) 例例1.1 試試 判斷判斷(a)、(b) 中元件是吸收功率還是中元件是吸收功率還是發(fā)出功率。發(fā)出功率。I= -1AU=2V+(a)

8、U= -3V+(b)I= 2A 解：解：(a)(b)是吸收功率。是吸收功率。元件電流和電壓的參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)元件電流和電壓的參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)W2)1(2 UIP是發(fā)出功率。是發(fā)出功率。元件電流和電壓的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)元件電流和電壓的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)W62)3( UIP電路的三種狀態(tài)電路的三種狀態(tài)l通路：指電源與負(fù)載構(gòu)成了閉合回路，電流從電源出發(fā)，經(jīng)過負(fù)載后回到電源的狀態(tài)。（輕載、滿載、超載）l斷路：又稱開路，是指電源與負(fù)載沒有結(jié)成閉合通路，電路中沒有電流狀態(tài)。l短路：是指電流從電源出發(fā)，不經(jīng)負(fù)載而經(jīng)導(dǎo)體直接回到電源的狀態(tài)。第二節(jié)第二節(jié) 簡單電路簡單電路 電阻R 單位（） 電阻反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，

9、是導(dǎo)體的客觀屬性。與導(dǎo)體的材料、長度以及導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。 電阻與溫度的關(guān)系可以用電阻溫度系數(shù)來表示。所謂電阻溫度系數(shù)，是指溫度升高1時(shí)電阻所產(chǎn)生的變化量與原電阻的比值。 =(R2-R1)/R1(t2-t1）slR歐姆定律歐姆定律 導(dǎo)體中的電流，與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。 當(dāng)電壓與電流的參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)， 當(dāng)電壓與電流的參考方向非關(guān)聯(lián)時(shí)，RUI RUI焦耳定律焦耳定律l當(dāng)電流通過導(dǎo)體（或用電器）時(shí)，由于電阻的存在，會(huì)產(chǎn)生熱量，稱為電流的熱效應(yīng)。lP=UI=RI=URl導(dǎo)體在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q,那么：lQ=Pt=RItl電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R

10、和通電時(shí)間t成正比，這就是焦耳定律。l熱量的單位是J（焦耳）電阻的串、并聯(lián)電阻的串、并聯(lián)l串聯(lián)電路特點(diǎn)：l1、流過每個(gè)電阻的電流相等，都等于總電流。l I=I1=I2=I3=.=Inl2、電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的分電壓之和。U=U1+U2+.+Unl電路的總電阻（等效電阻）等于各電阻之和。l R=R1+R2+.+Rnl每個(gè)電阻上分配的電壓與電阻成正比。并聯(lián)電路并聯(lián)電路l1、并聯(lián)電阻兩端的電壓相等，并等于總電壓。l U=U1=U2=.=Unl2、總電流等于各電阻分電流之和。 l I=I1+I2+I3+.+In l3、電路的總電阻（等效電阻）的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和。1/R=1/R1+1/R2+1/Rnl4、每個(gè)電阻分配到的電流與電阻成反比。l混聯(lián)電路 第三節(jié)第三節(jié) 復(fù)雜電路復(fù)雜電路l1、基爾霍夫定律（KCL）（KVL）l基爾霍夫電流定律：對于電路的任一結(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流入該結(jié)點(diǎn)全部電流的總和等于流出該結(jié)點(diǎn)全部電流的總和。l基爾霍夫電壓定律：電路中任一回路，在任一時(shí)刻，組成該回路的各支路的電壓的代數(shù)和為零。支路電流法支路電流法l1、列結(jié)點(diǎn)的KCL方程l2、列網(wǎng)孔的KVL方程l3、聯(lián)