汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)第一章

汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)直流電路知識(shí)目標(biāo)1.電路的組成及各個(gè)部分的作用2.認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)電路元件3.能夠應(yīng)用基爾霍夫定律進(jìn)行復(fù)雜電路計(jì)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)問題電路組成及其基本物理量導(dǎo)線、電阻、電容、電感電路分析與計(jì)算電路組成及其基本物理量引題電路組成及其基本物理量引題電路組成及其基本物理量新課電源電阻開關(guān)導(dǎo)線電源負(fù)載中間環(huán)節(jié)電路組成電路組成及其基本物理量新課電源：將非電能轉(zhuǎn)化成電能的裝置負(fù)載：將電能轉(zhuǎn)化成非電能的設(shè)備

中間環(huán)節(jié)：把電源與負(fù)載連接起來電路組成電路組成及其基本物理量新課>>電路是電流的通路它是為了實(shí)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。電源電阻開關(guān)導(dǎo)線功能：電能的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配信號(hào)的傳遞和處理電路主要物理量電流電壓電位和電動(dòng)勢電路組成及其基本物理量新課CommunalVoice電流定義所謂電流就是單位時(shí)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）。新課電路組成及其基本物理量單位電流還有哪些單位？與國際單位之間如何進(jìn)行換算？1.

實(shí)際方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向或者負(fù)電荷移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯姆较颍▽?shí)際方向）。

電路組成及其基本物理量電流新課方向1.

實(shí)際方向習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向或者負(fù)電荷移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯姆较颍▽?shí)際方向）。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(shí)際方向一致時(shí)，電流為正值。當(dāng)電流參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電流為負(fù)值。

電路組成及其基本物理量電流新課方向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(shí)際方向一致時(shí)，電流為正值。當(dāng)電流參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，電流為負(fù)值。

電路組成及其基本物理量電流新課方向方向一致，I>0方向不一致，I<0電路圖上標(biāo)出的電流方向一般都是指參考方向定義直流電路電路組成及其基本物理量電壓新課在電路中，如果設(shè)正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場力所做的功為dw，則A、B兩點(diǎn)間的電壓為uAB=dw/dqU=W/Q單位在國際單位制中，電壓的單位是伏特（V）。

電壓還有哪些單位？與國際單位之間如何進(jìn)行換算？方向一致，U>0方向不一致，U<01.電壓實(shí)際方向：習(xí)慣上規(guī)定從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)的方向?yàn)殡妷悍较颍▽?shí)際方向），即電壓降的方向2.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。電路組成及其基本物理量電壓新課方向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(shí)，則電壓與電流的關(guān)系為U=RI，否則電壓與電流的關(guān)系是U=-RI。電路組成及其基本物理量電流、電壓新課關(guān)聯(lián)參考方向100m30m>100m定義電場力把單位正電荷從電路中某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功，用大寫字母V表示。參考點(diǎn)在電路中選定某一點(diǎn)A為電位參考點(diǎn)，就是規(guī)定該點(diǎn)的電位為零。電路組成及其基本物理量電位新課定義電場力把單位正電荷從電路中某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功，用大寫字母V表示。電路組成及其基本物理量電位新課結(jié)論：電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓就等于這兩點(diǎn)間的電位差即為某點(diǎn)和參考點(diǎn)兩點(diǎn)之間的電壓Va=Uao參考點(diǎn)O某點(diǎn)A某點(diǎn)BUab=Uao+Uob=Va-Vb借助電位的概念可以簡化電路作圖bca204A610AE290VE1140V56Ad+90V205+140V6cd電路組成及其基本物理量電位新課引入電位的作用任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零將電路補(bǔ)充完整標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位電路組成及其基本物理量電位新課電位的計(jì)算步驟

例1：圖中,Ua=-6V,Ub=4V,那么Uab=____。電路組成及其基本物理量電位例題

例2：有一電路如圖所示，問（1）零電位參考點(diǎn)在那里？畫電路圖表示出來。（2）當(dāng)將電位器Rp的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，A,B兩點(diǎn)的電位增高了還是降低了？

電路組成及其基本物理量電位例題

解：（1）零電位參考點(diǎn)在正負(fù)電位之間的C點(diǎn)，如圖所示

電路組成及其基本物理量電位例題

（2）電流為則A，B點(diǎn)的電位為

。當(dāng)電位器的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，增大，電流I減小，則VA增大，VB

減小。

電路組成及其基本物理量電位例題

例3：計(jì)算圖中所示電路中A點(diǎn)的電位。+3V

電路組成及其基本物理量電位例題

解：圖中B點(diǎn)的電位VB=3V，可以理解為B點(diǎn)與參考點(diǎn)O之間接有E2=3V的理想電壓源，其“+”端接B點(diǎn)，“-”端接O點(diǎn)。同理Vc=-6V,可理解為C點(diǎn)與參考點(diǎn)O之間接有E1=6V理想電壓源，“-”端接C點(diǎn)，“+”端接O點(diǎn)，而A點(diǎn)是懸空的。如下圖：

電路組成及其基本物理量電位例題

由圖1-8b可求得

因此可求的A點(diǎn)的電位為

VA=VB+UAB=VB-UBA=VB-R2I=3-2×1.8=-0.6V

電路組成及其基本物理量電位例題電動(dòng)勢是衡量電源力做功能力的物理量，恒定電動(dòng)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。

電路組成及其基本物理量電動(dòng)勢新課電路有空載、短路、有載工作三種狀態(tài)。有載工作狀態(tài)當(dāng)上圖開關(guān)S閉合時(shí)，電路中有電流流過，電源輸出電功率，負(fù)載取用電功率，這稱為有載工作狀態(tài)。

電路組成及其基本物理量電路的三種狀態(tài)新課額定值每種設(shè)備和器件在工作時(shí)所允許的最大電流、最高電壓和最大功率，稱為電氣設(shè)備和器件的額定值，常用下標(biāo)符號(hào)N表示，如IN,UN,PN。滿載電氣設(shè)備和器件應(yīng)盡量的工作在額定狀態(tài)，這種狀態(tài)又稱為滿載。輕載若低于額定值的工作狀態(tài)稱為輕載。過載高于額定值的工作狀態(tài)稱為過載。

電路組成及其基本物理量電路的三種狀態(tài)——有載工作狀態(tài)新課空載狀態(tài)當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，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(dòng)勢，負(fù)載電壓為零。I=0U1=E；U2=0P=0電路空載特征

電路組成及其基本物理量電路的三種狀態(tài)新課短路狀態(tài)I=Is=E/R0U1=U2=0PE=I2scR0=E2/R0P=0電路短路狀態(tài)的特征：

電路組成及其基本物理量電路的三種狀態(tài)新課當(dāng)電路兩端的導(dǎo)線由于某種事故而直接相連，這時(shí)電源輸出電流不經(jīng)過負(fù)載，只經(jīng)過導(dǎo)線直接流回電源，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)，簡稱短路。常用導(dǎo)線的分類按材料不同：銅線、鋁線按電壓不同：高壓導(dǎo)線、低壓導(dǎo)線按有無絕緣：裸線、絕緣線按絕緣材料不同：塑料絕緣線、橡膠絕緣線導(dǎo)線型號(hào)選擇及用途導(dǎo)線截面選擇

導(dǎo)線、電阻、電容、電感導(dǎo)線新課導(dǎo)線的選擇汽車常用導(dǎo)線低壓導(dǎo)線：導(dǎo)線截面積：導(dǎo)線標(biāo)稱截面是經(jīng)過換算的線心截面積，而不是實(shí)際幾何面積。導(dǎo)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(dǎo)線：在汽車點(diǎn)火線圈至火花塞之間的電路使用高壓點(diǎn)火線。分為普通銅心高壓線及高壓阻尼點(diǎn)火線。高壓線工作電壓一般為15kV以上，電流小，高壓導(dǎo)線絕緣包層厚、耐壓性能好、線心截面小。

導(dǎo)線、電阻、電容、電感導(dǎo)線新課標(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(shí)鐘、燃油表、水溫表、油壓表等電路0.8轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)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(dòng)電路

導(dǎo)線、電阻、電容、電感導(dǎo)線顏色新課導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課電路組成電源負(fù)載電阻電容電感中間環(huán)節(jié)

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定義導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課

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導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課電阻型號(hào)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，等精密電阻分類導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課

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。

固定電阻值的標(biāo)識(shí)導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課

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±5%

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(hào)法：例3MΩ3K表示3.3MΩ±10%固定電阻值的標(biāo)識(shí)導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課可變電阻一般稱為電位器。電位器在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其相應(yīng)的阻值依旋轉(zhuǎn)角度而變化?？勺冸娮鑼?dǎo)線、電阻、電容、電感新課導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課特殊電阻在汽車上的應(yīng)用熱敏電阻壓敏電阻電阻式溫度傳感器的一種，分正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）與負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)兩種。

熱敏電阻例：冷卻水溫度傳感器：其特性曲線如下圖導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：電阻值隨溫度上升而降低（NTC）臨界溫度熱敏電阻：在臨界溫度時(shí)，其阻值發(fā)生躍變熱敏電阻的應(yīng)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。

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課壓敏電阻半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)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(yīng)性、再現(xiàn)性、抗振性較好

電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器：應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變電阻產(chǎn)生變形，阻值隨之發(fā)生變化，經(jīng)過信號(hào)處理與放大后，傳感器輸出端的信號(hào)電壓就會(huì)發(fā)生變化。電阻應(yīng)變式碰撞傳感器1-密封樹脂；2-傳感器底板；3-殼體；4-電子電路；5-電阻應(yīng)變計(jì)；6-振動(dòng)塊；7-緩沖介質(zhì)；8-硅膜片導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課定義電容元件是反映存儲(chǔ)電荷產(chǎn)生電場，儲(chǔ)存電場能量這一物理現(xiàn)象的理想電路元件。實(shí)際電容器實(shí)際的電容器通常由中間充滿介質(zhì)的兩塊金屬板構(gòu)成。電容器極板上儲(chǔ)存的電荷量q與外加電壓u成正比，即：電容量C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）.在下圖中電容上的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，有

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課電壓變化越快，電流越大電壓恒定不變時(shí)，電流為0，即直流時(shí)，電容元件相當(dāng)于開路功能通交流，隔直流在下圖中電容上的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，有電容元件儲(chǔ)存的電場能量為：

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課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(jī)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(shí)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

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課定義電感元件是反映電流周圍存在磁場，儲(chǔ)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(gè)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(shí)，電感上的磁鏈與電流成正比，即：電感L式中L-電感，是表征電感元件的參數(shù)，在國際單位制中電感單位是亨利（H）當(dāng)電壓、電流和電動(dòng)勢的參考方向一致，則有：

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課電流變化越快，自感電動(dòng)勢越大電流恒定不變時(shí)，自感電動(dòng)勢為0，即直流時(shí)，電感元件相當(dāng)于短路功能通直流，阻交流電感元件中儲(chǔ)存的磁場能量為：

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課當(dāng)電壓、電流和電動(dòng)勢的參考方向一致，則有：

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

導(dǎo)線、電阻、電容、電感新課新課電路分析與計(jì)算節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。支路：電路中每一個(gè)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?；芈罚弘娐分杏芍方M成的任意閉合路徑，回路有順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向，可以用箭頭表示回路的方向?；靖拍罨鶢柣舴螂娏鞫蒏CL基爾霍夫電壓定律KVL電路分析與計(jì)算新課基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律（Kirchhoff’sCurrentLaw,簡寫成KCL）描述了聯(lián)接在同一節(jié)點(diǎn)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：在任一瞬間，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流之和必等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。

基爾霍夫電流定律（KCL）電路分析與計(jì)算新課對(duì)于節(jié)點(diǎn)a，應(yīng)用kcl有：

I1+I2=I3

I1+I2-I3=0

ΣI=0在任一瞬時(shí)，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和等于零。流入節(jié)點(diǎn)時(shí)取正號(hào)，流出節(jié)點(diǎn)時(shí)取負(fù)號(hào)?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）電路分析與計(jì)算新課在任一瞬間，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流之和必等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。

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

基爾霍夫電流定律（KCL）電路分析與計(jì)算新課基爾霍夫電壓定律（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。如圖所示，應(yīng)用kvl有：

－U1＋U2＋U3－U4=0

ΣU=0

在任一瞬時(shí)，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。和參考方向一致為正，和參考方向不一致為負(fù)?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）電路分析與計(jì)算新課例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?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）電路分析與計(jì)算新課解：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：KVL電路分析與計(jì)算新課例2:

如圖所示有源支路，已知E=12V，U=8V,R=5Ω

，求電流Ｉ。KVL電路分析與計(jì)算新課新課電路暫態(tài)分析在自然界中，各種事物的運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(shí)間的，這個(gè)轉(zhuǎn)變過程稱為過渡過程。

uC+–CiCU+–S