項(xiàng)目汽車電工電子基礎(chǔ)一項(xiàng)目二

汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

一、相關(guān)知識1.課程介紹汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)是汽車類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。其任

務(wù)主要是講授電學(xué)的三個基礎(chǔ)部分,即電工學(xué)、模擬電路、數(shù)字

電路,在此基礎(chǔ)上介紹與汽車相關(guān)的電學(xué)基礎(chǔ)知識。通過課程的

學(xué)習(xí)使學(xué)生建立起一個基本的電學(xué)構(gòu)架,從而能夠分析電路、獨(dú)

立制作簡單電路,并為學(xué)生下一階段汽車電氣、汽車電控的學(xué)習(xí)任務(wù)一課程介紹和操作安全打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過有關(guān)汽車電路的系統(tǒng)學(xué)習(xí),奠定持續(xù)發(fā)展

的基礎(chǔ),使得學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐中能夠發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決

問題,在建立強(qiáng)烈責(zé)任感的同時,具備很好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通

能力,為以后在工作崗位從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。2.操作規(guī)程實(shí)訓(xùn)課程中,應(yīng)該注意以下操作規(guī)程:1)上實(shí)訓(xùn)課時首先要認(rèn)真聽老師的講解,明確實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)問題。2)在進(jìn)入指定實(shí)訓(xùn)位置后,首先要檢查220V交流電源插座和有關(guān)開關(guān)的位置,檢查實(shí)訓(xùn)所需的元器件、儀器、儀表和測試線等是

否齊全和符合要求。3)實(shí)驗(yàn)電路的組裝和實(shí)驗(yàn)儀器的連線必須按要求進(jìn)行,一般不要隨

意改動。4)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路的調(diào)整測試前,必須首先調(diào)整好直流電源,使其

極性和電壓大小符合實(shí)驗(yàn)要求,才能接入實(shí)驗(yàn)電路。5)實(shí)驗(yàn)過程要按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行,同組人員應(yīng)有分工,互相配合,不能

一人包辦。實(shí)驗(yàn)過程中,遇到問題要共同研究,找出解決問題的正確方法并及時與老師溝通。6)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)及時觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析所測的數(shù)據(jù),判斷是否合

理,如有問題應(yīng)及時查找原因。7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)首先切斷電源,實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)老師確認(rèn)后方可拆

除實(shí)驗(yàn)電路。整理好儀器設(shè)備,清理好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場,方可離開實(shí)訓(xùn)場

地。3.操作安全電工電子實(shí)訓(xùn)安全包括人身安全和儀器設(shè)備安全,實(shí)驗(yàn)者必須具備一定的安全常識,遵守實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則,才能避免發(fā)生人身傷害事

故,防止損壞實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。(1)人身安全1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)搞清楚電源開關(guān)、熔斷器、插座的位置,了解其正確的

操作方法,并檢查其是否安全可靠。2)檢查儀器設(shè)備的電源線、實(shí)驗(yàn)電路中有強(qiáng)電通過的連接線等有

無良好的絕緣外套,其芯線不得裸露。3)實(shí)驗(yàn)過程中一定要養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣,先連接實(shí)驗(yàn)電路,待檢查無誤后方可接通電源,實(shí)驗(yàn)完畢后,先切斷電源后拆實(shí)驗(yàn)電路。4)實(shí)驗(yàn)時萬一發(fā)生觸電事故或其他異?，F(xiàn)象,不要驚慌失措,應(yīng)立

即切斷電源。當(dāng)距離電源開關(guān)較遠(yuǎn)時,可使用絕緣器具將電源切

斷,使觸電者立即脫離電源,并保護(hù)現(xiàn)場,報告指導(dǎo)老師檢查事故原

因。(2)儀器設(shè)備安全1)在使用儀器設(shè)備前,應(yīng)先了解其性能和操作方法,按操作程序正

確使用,切不可盲目操作。要樹立愛護(hù)公物的良好習(xí)慣,實(shí)驗(yàn)中不得隨意扳動、旋轉(zhuǎn)儀器面板上的旋鈕和開關(guān),使用時不得用力過

猛,不得亂動與本次實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器和設(shè)備。2)實(shí)驗(yàn)時注意力要集中,隨時觀察儀器及實(shí)驗(yàn)電路的工作情況,如

有異?，F(xiàn)象,應(yīng)立即切斷電源,待查明原因并排除故障后,方可重新

通電。3)儀器設(shè)備使用完畢后,將面板上各旋鈕、開關(guān)置于合適的位置,

并關(guān)掉電源。1.實(shí)訓(xùn)器材汽車一輛;套筒、活扳手。2.注意事項(xiàng)1)保證人員的安全。2)保證設(shè)備無損壞。3)保持工作環(huán)境的整潔。4)熟練掌握實(shí)訓(xùn)的基本流程。二、任務(wù)實(shí)施3.蓄電池的拆裝和檢測1)將點(diǎn)火開關(guān)置于“斷開”位置打開發(fā)動機(jī)艙蓋,如圖1-1所示。圖1-1打開發(fā)動機(jī)艙蓋

2)拆開蓄電池固定夾板和正、負(fù)極電纜固定夾,如圖1-2、圖1-3所

示。圖1-2拆開蓄電池負(fù)極電纜固定夾圖1-3拆開蓄電池正極電纜固定夾

3)擰松蓄電池正、負(fù)極柱上的電纜接頭固緊螺栓,取下電纜,如圖1-4所示圖1-4拆卸后的正、負(fù)極電纜注意:拆卸蓄電池時,應(yīng)先拆卸負(fù)極電纜,后拆卸正極電纜。否則活扳手萬一搭鐵會導(dǎo)致蓄電池短路放電。4)檢查殼體上有無裂紋和電解液滲漏痕跡,檢查電解液密度和液面高度

是否符合技術(shù)要求,如圖1-5所示。圖1-5觀察蓄電池殼體5)判別蓄電池正、負(fù)極柱(一般紅色為正極,黑色為負(fù)極或正極處標(biāo)有“+

”,負(fù)極處標(biāo)有“-”)和正、負(fù)電纜端子,確認(rèn)安裝位置,然后將蓄電池安

放到固定架上。6)將正、負(fù)電纜端子分別與正、負(fù)極柱連接,如圖1-6、圖1-7所示。圖1-6安裝蓄電池正極電纜固定夾7)在正、負(fù)極柱及其電纜端子上,涂抹一層潤滑脂,以防極柱和端子氧化

腐蝕。8)安裝固定夾板,擰緊夾板固緊螺栓。圖1-7安裝蓄電池負(fù)極電纜固定夾一、相關(guān)知識1.萬用表概述萬用表是一種多用途的測量工具,廣泛地應(yīng)用于汽車電氣設(shè)備的

檢測中。萬用表的用途主要有:測量直流電壓、電流,測量交流電壓、電流,測量電阻阻值,測量電容容量,判斷導(dǎo)線是否短路,判別二

極管極性以及晶體管的引腳等。某些汽車專用的萬用表還可以測

量溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等信息。任務(wù)二萬用表的使用壓、電流,測量電阻阻值,測量電容容量,判斷導(dǎo)線是否短路,判別二

極管極性以及晶體管的引腳等。某些汽車專用的萬用表還可以測

量溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等信息。萬用表根據(jù)其工作原理可以簡單分為兩類:一種使用電磁感應(yīng)的

原理,稱為指針式萬用表,其突出的特征是表頭有一個擺動的指針

。另一種萬用表已經(jīng)完全數(shù)字化,稱為數(shù)字萬用表(DMM,Digital

MultiMeter)。在數(shù)字萬用表中,被測量信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓并被

數(shù)字的前置放大器放大,然后由數(shù)字顯示屏直接顯示出來,這樣就

避免了在讀數(shù)時視覺帶來的偏差。舊式模擬儀表的基本精度約為5%~10%,現(xiàn)代便攜式數(shù)字萬用表則可以達(dá)到±0.025%。2.萬用表的結(jié)構(gòu)(1)表頭如圖1-8所示,數(shù)字萬用表的表頭一般都是4位LED,三位

可以顯示0~9,首位只能顯示0、1和-1三種狀態(tài)。圖1-8數(shù)字萬用表的板面

(2)功能按鈕專用萬用表的功能按鈕比較多,普通的數(shù)字萬用表

主要有以下幾個功能按鈕。ON/OFF按鈕:電源開關(guān)。HOLD按鈕:用于保持表頭的數(shù)據(jù)。(3)功能旋鈕功能旋鈕如圖1-9所示,可手動轉(zhuǎn)換以選擇量程。圖1-9功能旋鈕3個表筆的插孔進(jìn)行介紹。COM孔:固定的黑表筆插孔,測電壓和電流時認(rèn)為是負(fù)極。ΩVmA孔:測量電阻、電壓和毫安級電流時的紅表筆插孔,測電壓

和電流時認(rèn)為是正極。A孔:紅表筆插孔用來測量安培級的電流。對于4個表筆插孔的數(shù)字萬用表,一般測量毫安電流時單獨(dú)用一個

插孔。(4)表筆插孔普通的數(shù)字萬用表有3~4個表筆插孔。這里主要以電流和電阻的能力外,還可以測量電容的容量、晶體管的引腳、

溫度、波形的占空比和頻率等物理量。因此就需要單獨(dú)的信號輸

入端,在后面項(xiàng)目中,會給大家陸續(xù)介紹。3.操作注意事項(xiàng)使用前,應(yīng)認(rèn)真閱讀有關(guān)的使用說明書,熟悉電源開關(guān)、量程開關(guān)

、插孔、特殊插孔的作用。1)將ON/OFF開關(guān)置于ON位置,檢查9V電池,如果電池電壓不足,將

顯示在顯示器上,這時則需更換電池。如果顯示器沒有顯示,則按(5)其他插孔對于某些數(shù)字萬用表,除了具有基本的測量電壓、以下步驟操作。2)測試筆插孔旁邊的符號,表示輸入電壓或電流不應(yīng)超過指示值,

這是為了保護(hù)內(nèi)部線路免受損傷。3)測試之前,功能開關(guān)應(yīng)置于所需要的量程上。一、相關(guān)知識1.電阻的概述在物理學(xué)中,用電阻(Resistance)來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)

體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。電阻是對電流呈

現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。電阻的阻值大小一般與溫度有關(guān),衡量電阻受溫度影響大小的物

理量是溫度系數(shù),其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百任務(wù)一電阻的認(rèn)識和測量分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可以說它是一個

耗能元件,電流經(jīng)過它就會產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓

、分流的作用,交流與直流信號都可以通過電阻。電阻的文字符號為R,圖形符號為:

。2.電阻的單位電阻的國際單位是歐姆,用符號Ω表示,還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)

、吉?dú)W(GΩ)和太歐(TΩ)。換算關(guān)系如下:1MΩ=103kΩ=106Ω1TΩ=103GΩ=109Ω3.電阻的分類圖2-1碳膜電阻電阻的種類繁多,按其阻值分為固定電阻和可變電阻;按其材料分

為碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和光敏電阻等。(1)碳膜電阻(RT)如圖2-1所示,碳膜電阻是利用碳膜作導(dǎo)電層,通

過改變碳膜的長度與厚度而改變電阻的大小。一般碳膜電阻誤差

較大,成本較低。(2)金屬膜電阻(RJ)如圖2-2所示,金屬膜電阻是在真空中加熱合

金,合金蒸發(fā),使瓷棒表面形成一層金屬膜。相對于碳膜電阻,其體

積小,噪聲低,穩(wěn)定性好,但成本稍高。(3)合成膜電阻(RH)如圖2-3所示,合成膜電阻是將導(dǎo)電合成物懸

浮液涂敷在基體上形成電阻,也叫做漆膜電阻。由于合成膜電阻

的導(dǎo)電層呈現(xiàn)顆粒狀結(jié)構(gòu),所以其噪聲大、精度低,主要用于制造

高壓、高阻、小型電阻器。(4)氧化膜電阻(RY)如圖2-4所示,氧化膜電阻是用銻和錫等金屬

鹽溶液噴霧到熾熱(約550℃)的陶瓷骨架表面上沉積而成的。它具

有抗氧化、阻燃、導(dǎo)電膜均勻、結(jié)合牢固等優(yōu)點(diǎn),但阻值范圍較

小。(5)實(shí)心電阻

實(shí)心電阻分為有機(jī)實(shí)心電阻和無機(jī)實(shí)心電阻,如圖2-5所示。它是把顆粒狀導(dǎo)電物、填充料和粘合劑等材料混合均勻

后加壓在一起,然后裝在塑料殼內(nèi)組成的電阻器。(6)金屬線繞電阻如圖2-6所示,金屬線繞電阻是用康銅或鎳鉻合

金電阻絲在陶瓷骨架上繞制而成的。它分為可變和固定兩種,其

特點(diǎn)是工作穩(wěn)定、耐熱性能好、誤差范圍小,適用于大功率場合

。額定功率一般為1W以上。

圖2-2金屬膜電阻圖2-3合成膜電阻圖2-4氧化膜電阻圖2-5實(shí)心電阻

圖2-6金屬線繞電阻圖2-7光敏電阻(7)光敏電阻(MG)如圖2-7所示,光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一

層硫化鎘(CdS)膜制成的,由玻璃基片、光敏層和電極組成。光敏

電阻隨光的強(qiáng)弱而變化,無光時呈高阻,有光時呈低阻。(8)熱敏電阻(NTC、PTC)熱敏電阻如圖2-8所示。這種電阻隨表

面溫度的變化而變化。它對溫度靈敏度高,壽命長、體積小,結(jié)構(gòu)

簡單,形狀各異。(9)壓敏電阻壓敏電阻如圖2-9所示。這種電阻在正常電壓條件

下電阻值極大,當(dāng)外加電壓達(dá)到某一臨界值時,其阻值急劇減小。

圖2-8熱敏電阻圖2-9壓敏電阻上涂上一層碳膜而制成的。它的阻值變化與中間觸頭的位置變化

有關(guān)。圖2-10碳膜電位器(10)碳膜電位器如圖2-10所示,碳膜電位器是在馬蹄形的紙膠板(11)線繞電位器如圖2-11所示,線繞電位器是用電阻絲在環(huán)狀骨

架上繞制而成的。它的特點(diǎn)是阻值范圍小、功率較大。圖2-11線繞電位器一、相關(guān)知識1.電容的概述電容(或電容量,Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲藏量。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則會阻礙電荷移動而使得電荷累積在導(dǎo)體上,造成電荷的累積儲存,

最常見的例子就是兩片平行金屬板。電容(或稱電容量)是表征電

容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。任務(wù)二電容的認(rèn)識與測量把電容器兩極板間的電勢差增加1V所需的電量,稱為電容器的電容。電容器從物理學(xué)上講,是一種靜態(tài)電荷存儲介質(zhì),就像一只水桶一樣,可以把電荷充存進(jìn)去,在沒有放電回路的情況下,不考慮介質(zhì)漏電自放電效應(yīng)(電解電容比較明顯),可能電荷會永久存在。它的用途較廣,是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件,主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、隔直流等電路中。電容的文字符號為C,圖形符號為

。2.電容的單位電容的基本單位為法拉,符號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微

法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)等,它們的換算關(guān)系是:1F=103mF=106μF1μF=103nF=106pF3.電容的分類圖2-20鋁電解電容(1)鋁電解電容鋁電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電

解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成的,如圖2-20所示。它還需

要經(jīng)過直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。(2)鉭、鈮電解電容如圖2-21所示,鉭、鈮電解電容用金屬鉭或者

鈮做正極,用稀硫酸等配液做負(fù)極,用鉭或鈮表面生成的氧化膜做

介質(zhì)制成。它的特點(diǎn)是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好,常用在要求較高的設(shè)備中。圖2-21鉭、鈮電解電容(3)瓷介電容如圖2-22所示,瓷介電容是利用陶瓷做介質(zhì),在陶瓷

基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質(zhì)薄膜做極板制成的。它的特點(diǎn)

是體積小、耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高,但容量小,適用于高

頻電路。(4)云母電容如圖2-23所示,云母電容是用金屬箔或者在云母片上

噴涂銀層做電極板,極板和云母一層一層疊合后,再壓鑄在膠木粉

或封固在環(huán)氧樹脂中制成的。它的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻

大、溫度系數(shù)小,適用于高頻電路。圖2-22瓷介電容圖2-23云母電容在極薄的電容紙中,卷成圓柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金屬

殼或者絕緣材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)殼中制成的。它的特

點(diǎn)是體積較小,容量可以做得較大。(5)紙介電容

如圖2-24所示,紙介電容是用兩片金屬箔做電極,夾圖2-24紙介電容

(6)薄膜電容如圖2-25所示,薄膜電容的結(jié)構(gòu)和紙介電容相同,介質(zhì)是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容的特點(diǎn)是介電常數(shù)較高、

體積小、容量大、穩(wěn)定性較好,適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜

電容的特點(diǎn)是介質(zhì)損耗小、絕緣電阻高。圖2-25薄膜電容(7)可變電容如圖2-26所示,可變電容由一組定片和一組動片組

成,它的容量隨著動片的轉(zhuǎn)動可以連續(xù)改變。把兩組可變電容裝

在一起同軸轉(zhuǎn)動,稱為雙連?？勺冸娙莸慕橘|(zhì)有空氣和聚苯乙烯

兩種?？諝饨橘|(zhì)可變電容體積大、損耗小,多用在電子管收音機(jī)

中。圖2-26可變電容(1)標(biāo)稱容量和允許誤差

電容表示儲存電荷的能力,常用的單位

是F、μF、pF。電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱容量。電

容器的標(biāo)稱容量和它的實(shí)際容量會有誤差。一般地,電容器上都

直接寫出其容量,也有用數(shù)字來標(biāo)示容量的,通常在容量小于10000

pF的時候,用pF做單位,大于10000pF的時候,用μF做單位。為了簡

便起見,大于100pF而小于1μF的電容常常不標(biāo)單位。沒有小數(shù)點(diǎn)

的,它的單位是pF,有小數(shù)點(diǎn)的,它的單位是μF。如有的電容上標(biāo)有

“332”(3300pF)三位有效數(shù)字,左起兩位給出電容量的第一、二

位數(shù)字,而第三位數(shù)字則表示在后加0的個數(shù),單位是pF。常用固定4.電容的主要參數(shù)電容允許誤差的等級見表2-1。表2-1常用固定電容允許誤差的等級(2)額定工作電壓在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),電容能長期可靠地

工作,它能承受的最大直流電壓,就是電容的耐壓,也叫做電容的直

流工作電壓。在交流電路中,要注意所加的交流電壓最大值不能

超過電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、

10V、16V、25V、50V、63V、100V、250V、400V、500V、630

V、1000V。(3)絕緣電阻電容兩極之間的介質(zhì)不是絕對的絕緣體,它的電阻

不是無限大,而是一個有限的數(shù)值,一般在1000MΩ以上,電容兩極

之間的電阻叫做絕緣電阻,或者稱為漏電電阻,其大小是額定工作

電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值。漏電電阻越小,

漏電越嚴(yán)重。電容漏電會引起能量損耗,這種損耗不僅會影響電

容的壽命,而且會影響電路的工作。因此,漏電電阻越大越好。(4)介質(zhì)損耗電容器在電場作用下消耗的能量,通常用損耗功率

和電容器的無功功率之比,即損耗角的正切值表示。損耗角越大,

電容器的損耗越大,損耗角大的電容不適于在高頻情況下工作。任務(wù)三