汽車電工電子技術(shù)教案

《汽車電工電子技術(shù)》是汽車類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為一門考試課，一般開設(shè)在大一的第2學(xué)期。課程總學(xué)時(shí)為70～72學(xué)時(shí)，其中理論62學(xué)時(shí)，實(shí)踐8±2學(xué)時(shí)（根據(jù)學(xué)校的實(shí)際設(shè)備和課時(shí)要求去安排理論學(xué)通過對(duì)《汽車電工電子技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握必需的直流電路、正弦交流電路的理論知識(shí)和運(yùn)算基礎(chǔ)，掌握磁路和電磁理論的知識(shí)，熟悉并掌握汽車常用儀器儀表的使用，能掌握基本半導(dǎo)體元件的特點(diǎn)，了解三極管放大電路、開關(guān)電路的特點(diǎn)及在汽車上的應(yīng)用，了解邏輯代數(shù)和運(yùn)算，掌握數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)等。通過課程教學(xué)，要讓學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的電路分析和計(jì)算能力、實(shí)踐能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下必要的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。該課程教學(xué)質(zhì)量與效果對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)有著至關(guān)重要的作用和影響。學(xué)習(xí)單元教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)單元一直流電路課題一電路及基本物理量課題二電路的工作狀態(tài)及電器設(shè)備的額定值課題三常用的電路元件課題四基爾霍夫定律分組實(shí)驗(yàn)---基爾霍夫定律的驗(yàn)證課題五惠斯通電橋電路課題六特殊電阻在汽車上的應(yīng)用22222單元二正弦交流電路課題一交流電的基本概念課題二正弦交流電的表示課題三單一參數(shù)的正弦交流電路的計(jì)算課題四RLC串聯(lián)電路的諧振課題五三相電路交流電源課題六三相負(fù)載的連接分組實(shí)驗(yàn)---三相電路中電壓和電流的測(cè)量222222單元三磁路及電磁器課題一磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)件課題二鐵磁材料的磁性能課題三磁路及磁路歐姆定律課題四變壓器課題五幾種特殊的變壓器課題六電磁鐵及繼電器實(shí)驗(yàn)---繼電器的檢測(cè)222課題一直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性課題二直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速2課題三步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2單元五汽車常用儀器儀表的使用實(shí)驗(yàn)---課題一和二：汽車用數(shù)字萬用表的使用、兆歐2表的使用課題三汽車專用示波器的使用24單元六模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課題一半導(dǎo)體知識(shí)2課題二晶體二極管及應(yīng)用2課題三整流及濾波電路2課題四硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2課題五晶體三極管及應(yīng)用4課題六特殊晶體管的應(yīng)用2課題七場(chǎng)效應(yīng)和及應(yīng)用課題八集成運(yùn)算放大器2課題九常用電壓比較器在汽車電路中的應(yīng)用2單元七數(shù)字電路基礎(chǔ)課題一數(shù)字電路的基本知識(shí)2課題二邏輯代數(shù)及運(yùn)算規(guī)則課題三基本邏輯門電路2課題四集成邏輯門電路2課題五觸發(fā)器281．知識(shí)目標(biāo)掌握電路元件的檢測(cè)。掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容和使用方法，達(dá)到能用基爾霍夫定律進(jìn)行復(fù)雜電路（兩個(gè)節(jié)點(diǎn)、2個(gè)網(wǎng)孔、3條支路）的計(jì)算。了解惠斯通電橋電路的平衡條件及測(cè)量電阻和溫度的方法。了解幾種特殊電阻的特點(diǎn)及其在汽車上的應(yīng)用。（2）認(rèn)識(shí)正弦交流電的基本概念，了解正弦交流電的表示方法，掌握單相交流電路的計(jì)算。了解RLC串聯(lián)電路的串聯(lián)諧振條件及諧振特征。了解三相四線制供電的特點(diǎn)，熟悉三相交流電源、三相負(fù)載的星形和三角形連接，掌握三相交流電路的簡(jiǎn)單計(jì)算。（3）了解磁場(chǎng)及磁路的知識(shí)，掌握變壓器的變壓、變流原理、阻抗變換原理及其應(yīng)用。了解幾種特殊變壓器的特點(diǎn)及使用。掌握直流電磁鐵及繼電器的特點(diǎn)及在汽車上應(yīng)用。（4）熟悉直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理、工作特性。知道如何進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速。了解反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。（5）了解并掌握兆歐表、汽車專用數(shù)字表、汽車專用示波器的使用。（6）了解半導(dǎo)體的基本知識(shí)，掌握二極管、三極管的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用、檢測(cè)方法。掌握特殊二極管的結(jié)構(gòu)和原理及在汽車上的應(yīng)用。了解整流、濾波電路的原理，掌握三極管放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用，了解三極管的開關(guān)作用及開關(guān)電路在汽車上的應(yīng)用。了解集成運(yùn)算放大器的作用、基本組成、電路特點(diǎn)。了解電壓比較器的特點(diǎn)及應(yīng)用。（7）了解數(shù)字電路的基本概念，熟悉邏輯代數(shù)和普通代數(shù)的區(qū)別，熟悉邏輯運(yùn)算法則，掌握基本門電路的結(jié)構(gòu)、功能及在汽車上的應(yīng)用。了解TTL與非門電路、CMOS門電路的結(jié)構(gòu)2．技能目標(biāo)學(xué)生學(xué)習(xí)完本課程后，應(yīng)當(dāng)具有以下能力：（1）能通過識(shí)讀電路圖，分析并解釋直流電路、正弦交流電路；能進(jìn)行直流電路、復(fù)雜直流電路、單相交流電路、三相交流電路等電路的計(jì)算。（2）能診斷電阻類、電感類、電容類部件的性能，能夠正確識(shí)別電路基本元件的型號(hào)。（3）能分析、掌握直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，能夠正確完成直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)（4）能夠進(jìn)行變壓器的計(jì)算，熟悉幾種特殊變壓器的使用。（5）能夠熟練的使用兆歐表、萬用表、示波器，能正確使用這些儀器進(jìn)行汽車電路和電（6）能夠?qū)ΧO管進(jìn)行好壞的判別、極性的判別。會(huì)繪制硅穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路，能分析其穩(wěn)（7）學(xué)會(huì)分析集成運(yùn)算放大器，熟悉集成運(yùn)放在汽車上的具體應(yīng)用。（8）能夠正確區(qū)分三極管的幾種狀態(tài)，會(huì)分析三極管的放大電路和開關(guān)電路（9）能使用電工電子手冊(cè)、半導(dǎo)體手冊(cè)等工具書，查找電氣元件的參數(shù)，正確選擇并更3．情感目標(biāo)（1）具有自主學(xué)習(xí)能力，具有效獲取所需信息和制定和安排計(jì)劃并有效實(shí)施工作任務(wù)的（2）學(xué)會(huì)總結(jié)和評(píng)價(jià)，達(dá)到舉一反三，建構(gòu)自己學(xué)習(xí)策略和方法的能力。（3）形成安全用電意識(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行安全用電操作規(guī)范的能力。（4）在解決實(shí)際電路等問題的過程中，善于科學(xué)思維，從戰(zhàn)勝困難、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、完善成（5）具有團(tuán)結(jié)協(xié)作、踏實(shí)、誠(chéng)實(shí)、苦干的素質(zhì)。推薦使用教材：《汽車電工電子技術(shù)》陳昌建主編大連理工大學(xué)出版社2009.10①《汽車電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》馮淵主編機(jī)械工業(yè)出版社2002②《汽車電工電子基礎(chǔ)》劉皓宇主編高等教育出版社2005本課程宜采用的教學(xué)方法有：講授法、示范教學(xué)法、四步教學(xué)法、小組討論法等。電路就是電流所通過的路徑。它有兩個(gè)方面的作用：一是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的處理與傳遞。電路也稱為電網(wǎng)絡(luò)。電路都由三個(gè)基本部分組成：電源、負(fù)載、中間環(huán)節(jié)。電源是將非電能轉(zhuǎn)換成電能、并向外提供電能的裝置。例如汽車上有兩個(gè)電源：蓄電池、用電設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置，也稱為負(fù)載。主要是指把電源和負(fù)載聯(lián)接起來的部分，構(gòu)成電流通路，起著傳遞和控制電能的作用。用規(guī)定的圖形符號(hào)表示實(shí)際電路中的各器件聯(lián)結(jié)關(guān)系的原理圖稱為電原理圖。2．理想電路元件及電路模型用理想電路元件及其組合來代替實(shí)際電路元件構(gòu)成的電路稱為電路模型。【想一想】你所知道的汽車電路圖中常用到的圖形符號(hào)有哪些？（可查閱“汽車電器設(shè)電流指帶電粒子在電路中的定向移動(dòng)。電流可分為兩類：恒定電流、變動(dòng)電流。其中隨時(shí)間按正弦函數(shù)變化的（一個(gè)周期內(nèi)電流的平均值為零）的變動(dòng)電流則稱為正弦交變電流，簡(jiǎn)稱交流，簡(jiǎn)寫作AC。（1）電流的正方向規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娐分须娏鞯恼较颉＃?）電流的參考方向?qū)τ趶?fù)雜電路，當(dāng)某支路的電流實(shí)際方向難以判斷時(shí)，可假定其當(dāng)電流為正值時(shí)，說明實(shí)際電流方向與選取的參考方向相同；當(dāng)電流為負(fù)值時(shí)，說明實(shí)際電流方向與選取的參考方向相反。【想一想】車用蓄電池的正負(fù)極樁之間的電壓是多少？每個(gè)單格電池電壓是多少？【課堂互動(dòng)】什么電壓正方向？在事先難以判斷元件兩端電壓或電路中兩點(diǎn)間電壓的真表示電位降落的方向。這時(shí)，可以任意選取電壓的參考方向，并以此計(jì)算。（1）定義在電路中任選一點(diǎn)為參考點(diǎn)0，該電路中某一點(diǎn)a到參考點(diǎn)0的電壓就稱為（3）電位是相對(duì)值電路中某點(diǎn)的電位是相對(duì)于參考點(diǎn)的選擇而改變的。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部，它表示電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的能力，用E表示，電動(dòng)勢(shì)的正方向：由電源的負(fù)極→電源正極，即從低電位點(diǎn)→高電位點(diǎn)。（1）電功W=UIt（J）電阻元件在t秒內(nèi)所消耗（或吸收）的電能為W=UIt=I2Rt=（2）電功率P，單位瓦特=UI=I2R=課題二電路的工作狀態(tài)及電氣設(shè)備額定值負(fù)載狀態(tài)即電源的帶載狀態(tài)，或稱作一般的有載工作狀態(tài)。此時(shí)電路特征：（1）電路中的電流0U1總是小于電源的電動(dòng)勢(shì)。若忽略線路上的壓降，則負(fù)載的端電壓與電源的端電壓相等，（3）電源的輸出功率若不計(jì)線路損失，則有P1=U1I=U2I=P2，即電源的輸出功率等于【課堂互動(dòng)】當(dāng)電源E和內(nèi)阻R0一定時(shí)，負(fù)載電阻R為多少時(shí)，電源的輸出功率（負(fù)載2.短路狀態(tài)由于電源線絕緣損壞或操作不當(dāng)?shù)纫痣娫吹膬奢敵龆讼嘟佑|，造成電源被直接短路的情況，是電路的一種極端運(yùn)行狀態(tài)。（2）電源和負(fù)載的端電壓均為零，即U1=E—ISR0=0，U2=0。表明電源的電動(dòng)勢(shì)全部降落在電源的內(nèi)阻上，因而無輸出電壓。3.空載狀態(tài)空載狀態(tài)又稱為斷路或開路狀態(tài)。（1）電路中的電流為零，即I=0。（2）電源的端電壓（又稱為開路電壓或空載電壓）等于電源的電動(dòng)勢(shì)，用U0表示，即（3）因?yàn)榭蛰d時(shí)電源對(duì)外不輸出電流，故電源的輸出功率（P1=U1I）和負(fù)載所消耗的功【想一想】以上這三種狀態(tài)，哪種應(yīng)是電路的正常工作狀態(tài)？各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個(gè)額定值，該值是為了使電氣設(shè)備能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常允許值，分別用UN、IN、PN來表示。（1）電路及組成；電壓和電位的區(qū)別；電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)的正方向。（2）電路通常有三種工作狀態(tài)：負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)、空載狀態(tài)。各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個(gè)額定值，電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守各有關(guān)額定值的規(guī)定。理想電路元件（簡(jiǎn)稱元件）是組成電路的基本單元，了解電路基本元件的基本性質(zhì)對(duì)分析電路有著重要的意義，這里主要討論電阻、電感、電容等基本元件。1．電阻的定義物體對(duì)電流通過時(shí)的阻礙作用稱為“電阻”。2．電阻R與什么有關(guān)3．電阻的分類也有采用習(xí)慣標(biāo)記法的，例如：5M6Ⅱ,表示電阻值為5.6MΩ,Ⅱ——表示允許誤差為例如：電阻的四色環(huán)顏色為：紅紅棕金，紅——第一位數(shù)是2，紅——第二位數(shù)是2，棕——倍乘數(shù)為10，金——允許誤差為±5%。即電阻值為220Ω,其誤差為±5%。【想一想】電阻的五色環(huán)為：棕紫綠金棕，它表示的電阻值和允許誤差分別是多少？有兩種標(biāo)志方法：2W以上的電阻，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。4．電阻允許誤差標(biāo)志符號(hào)【課堂互動(dòng)】學(xué)習(xí)了電阻標(biāo)識(shí)后，用固定電阻實(shí)物訓(xùn)練學(xué)生讀取電阻數(shù)值及誤差。電位器的電阻值隨旋轉(zhuǎn)角度而變。其變化規(guī)律有三種不同形式：①X型：直線型。電阻的大小可用歐姆表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)?！居懻摗咳绻话匆?guī)定方式測(cè)量電阻，會(huì)產(chǎn)生什么情況呢？【課常互動(dòng)】可以用各類電感實(shí)物，讓學(xué)生識(shí)別和檢測(cè)。電感器按電感量是否可調(diào)分為：固定電感器和可變電感器。按磁心材料可以分為：空心電感器、鐵心電感器、磁心電感器。按照其作用可分為：具有自感作用的線圈、具有互感作3．固定電感器的識(shí)別方法【想一想】某一電感器的色環(huán)標(biāo)志依次是：棕紅紅銀，它表示的電感量和允許誤差分別4．電感器的檢查與測(cè)試（1）電感器的檢查包括外觀檢查和絕緣檢查?！居懻摗孔寣W(xué)生分析教材中電感測(cè)試方法的理論依據(jù)是什么？【課?；?dòng)】可以先讓學(xué)生識(shí)別和檢測(cè)各類電容器的實(shí)物。電容也是組成電子電路的基本元件，它在電路中主要功能：可用于穩(wěn)定電壓；可用于隔離直流；與電阻或電感形成諧振電路；可用于控制時(shí)間；用于交流通路可起到耦合作用。1．電容的基本性質(zhì)（1）阻隔直流電通過、而允許交流電通過的特性。（2）充電特性、放電特性。2．電容器的型號(hào)命名方法3．電容的單位和符號(hào)電容電路中電壓和電流的關(guān)系4．電容的主要參數(shù)（1）電容器的標(biāo)稱容量和偏差（2）電容的額定直流工作電壓（3）電容器的誤差電容器的誤差通常分為三個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)(±5%）、Ⅱ(±10%）、Ⅲ5．電容器的主要種類和特點(diǎn)電容器按有無極性可分為無極性電容器和有極性電容器。按電容量是否可變可分為固定有極性電容器指電容器的兩極有正、負(fù)極性之分，使用時(shí)一定要正極性端連接電路的高電位，負(fù)極性端連接電路的低電位；否則會(huì)引起電容器的損壞。（1）測(cè)電容的漏電阻（適用于0.1μF以上容量的電容）（2）判斷電解電容的極性【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生總結(jié)電容器測(cè)量的步驟。7.介紹電容器在汽車電路中的典型應(yīng)用電阻值的標(biāo)識(shí)方法有：直標(biāo)法、色標(biāo)法、文字符號(hào)法等?？勺冸娮璋雌渥柚底兓?guī)律有三種不同形式：直線型、指數(shù)型、對(duì)數(shù)型。測(cè)量電阻時(shí)，要斷開電路上的電源，并使被測(cè)電電感器的標(biāo)識(shí)方法有直標(biāo)法、色環(huán)標(biāo)注法?？梢杂萌f用表測(cè)量線圈阻值來判斷其好壞。課題四基爾霍夫定律重點(diǎn)：理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的概念；正確認(rèn)識(shí)基爾霍夫電流定律和電壓定律內(nèi)難點(diǎn)：學(xué)會(huì)用基爾霍夫定律列方程，會(huì)求電路中任一點(diǎn)的電位和任意兩點(diǎn)之間的電壓；學(xué)會(huì)用“支路電流法”求具有2個(gè)節(jié)點(diǎn)、3條支路的雙電源供電電路的各支路電流。問題引入：由書上圖1-23復(fù)雜電路，若已知各電動(dòng)勢(shì)和電阻的數(shù)值，怎樣求各電流的大小和方向呢？導(dǎo)入新課。（1）支路2）節(jié)點(diǎn)3）回路(4)網(wǎng)孔。應(yīng)當(dāng)注意的是：網(wǎng)孔和回路是有區(qū)別的，網(wǎng)孔一定是回路，但回路不一定就是網(wǎng)孔?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生指出圖1-23中的節(jié)點(diǎn)、支路、回路、網(wǎng)孔的數(shù)目。或者說：流過電路中任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和恒等于0。即該定律體現(xiàn)了什么原理？與支路上是什么元件有關(guān)嗎？針對(duì)圖1-23列方程：I1+I2=I3或I1+I2+I3）=02．基爾霍夫電流定律的推廣【想一想】求出I5電流后，將A-B-F-E-A電路看成一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，可以求出I6嗎？二、基爾霍夫電壓定律（KVL）也稱為回路電壓定律，它反映的是電路中任一回路各元件的電壓和電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。應(yīng)用該定律列方程時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①在列方程時(shí)，必須首先選取回路的繞行方向，假定各支路的電流方向。②電阻電壓降的正、負(fù)號(hào)的確定；③電動(dòng)勢(shì)的正、負(fù)號(hào)的確定。2．基爾霍夫電壓定律推廣該定律的使用可以由一個(gè)閉合的真實(shí)路徑推廣到一個(gè)不完全由實(shí)際元件組成的假想的回【解】（略）【想一想】若設(shè)電路中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，結(jié)果如何？三、基爾霍夫定律的應(yīng)用1．用支路電流法求解復(fù)雜電路應(yīng)用支路電流法解題的方法步驟（假定某電路有n條支路、m個(gè)節(jié)點(diǎn)（1）首先標(biāo)定各待求支路的電流參考正方向及回路繞行方向；（2）應(yīng)用基爾霍夫電流定律可列出（m－（3）應(yīng)用基爾霍夫電壓定律可列出［nm－1個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程；（4）由電流定律和電壓定律聯(lián)立方程組來求解各支路的電流。（5）根據(jù)求出結(jié)果的正負(fù)，確定支路中實(shí)際的電流方向?！窘狻考俣ǜ髦冯娏鞣较蛉鐖D1-28所示，對(duì)于節(jié)點(diǎn)A有：I1+I2=I3），E對(duì)于回路Ⅱ有聯(lián)立方程組I1+I2=I3解方程組得－2I2I1=－1A，I2=5AI3=4AI1為負(fù)值，說明實(shí)際方向與假定方向相反，同時(shí)說明E1此時(shí)相當(dāng)于負(fù)載。【討論】本題中若選擇不同的回路繞向，結(jié)果如何？若選擇E1-R1-R3-E1回路和分別和回路Ⅰ或Ⅱ列電壓方程，如果如何？若假設(shè)圖中相反電流方向，結(jié)果會(huì)如何？通過這些問題，就會(huì)明確結(jié)果與實(shí)際方向、參考方向的關(guān)系，熟悉支路電流法解題步驟。2．應(yīng)用基爾霍夫定律進(jìn)行電位的計(jì)算在電路中要想求出某點(diǎn)的電位值，也必須在電路中選擇一個(gè)參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）。零電位點(diǎn)可以任意選擇。汽車電路中常用搭鐵表示零電位。電路中某點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)出發(fā)，沿任選的一條路徑“走”到參考點(diǎn)所經(jīng)過的全部下面以圖1-29電路為例說明計(jì)算電位的方法、步驟。以圖中的點(diǎn)D為參考點(diǎn)，各電源的極性和電流I的方向如圖1-29所示，求點(diǎn)A的電位時(shí)顯然，沿AE1D路徑計(jì)算點(diǎn)A電位最簡(jiǎn)單，但三種計(jì)算方法的結(jié)果是完全相同的?；鶢柣舴螂娏鞫煞从沉藦?fù)雜電路中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各支路電流之間關(guān)系?；鶢柣舴螂妷憾煞从车氖请娐分腥我换芈犯髟碾妷汉碗妱?dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。課題五惠斯通電橋電路重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)電橋電路的連接特點(diǎn)，掌握電橋平衡狀態(tài)及處于平衡狀態(tài)的條件難點(diǎn)：能夠運(yùn)用電橋電路，學(xué)會(huì)分析汽車上某些傳感器的工作原理電阻，靈惠斯通電敏電流計(jì)（也稱為檢流計(jì)）好像在c、d兩點(diǎn)間架設(shè)的一道橋。電橋有兩種應(yīng)用方式：平衡方式；不平衡方式。1．電橋平衡的必要條件4的比值,使電流計(jì)中電流為零，這時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)，c、dR1R2R3R432．電橋平衡時(shí)測(cè)量電阻若選用三個(gè)（R1、R2、R3的數(shù)值）很精確的定值電阻，再采用高靈敏度的檢流計(jì)組成上面的電橋電路，調(diào)節(jié)電橋使其處于平衡狀態(tài)，這樣就可測(cè)得另外一個(gè)橋臂R4的電阻。電橋不平衡是指c、d中有電流通過。這時(shí)，也可以測(cè)量電阻，但它和電橋平衡時(shí)測(cè)電阻有原則上的區(qū)別，將圖中的檢流計(jì)G改為使用電流計(jì)，它的作用不是檢測(cè)該支路有無電流，而是測(cè)量該支路電流的大小。2=347Ω,儀表電阻Rg=600Ω。Rt為銅熱電阻，0℃時(shí)，Rt=53Ω,放在需要測(cè)量溫度的地方，用導(dǎo)線把它接到電橋的一個(gè)橋臂中。求：溫度為0℃、100℃時(shí)，儀表中通過的電流I及其兩端電壓U。【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生分析該電路的特點(diǎn)（即節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、網(wǎng)孔數(shù)）?！窘狻糠治鰣D1-32電路可知：電路共有6條支路，若用支路電流法解題，需要列6個(gè)方程。但實(shí)際上由基爾霍夫電流定律可得I2=I—I1；I3=I1—IgI4=I—I1+Ig這樣就把支路未知電流的數(shù)目由6個(gè)簡(jiǎn)化為3個(gè)。即，只要將I、I1、根據(jù)基爾霍夫電壓定律列方程如下：將已知數(shù)據(jù)代入上面式子，可求出g當(dāng)其中一個(gè)橋臂溫度變化時(shí)→電阻變化→電橋不平衡→Ig變化→Ug變化。若將B、C作為輸出端，這樣，對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度，就會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出電壓U。反過來，通過儀表所指出的g不同的毫伏數(shù)，就可以知道Ig，可以求出Rt，從而便測(cè)出與此相對(duì)應(yīng)的溫度值?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生通過本例題的計(jì)算，總結(jié)出電橋電路測(cè)溫度的原理?！纠?-8】圖1-33所示為上海桑塔納轎車電控燃油噴射系統(tǒng)的熱線式空氣流量計(jì)的電橋其實(shí)，在汽車的傳感器中還有許多電橋電路，如半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器電路和電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器的電路都是采用了電橋電路。課題六特殊電阻在汽車上的應(yīng)用（1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（簡(jiǎn)稱PTC）這種電阻，隨溫度升高，電阻值會(huì)大幅增加。度每升高1℃,阻值約比冷態(tài)時(shí)減小4%左右）。（3）臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）當(dāng)半導(dǎo)體材料未達(dá)到某一臨界溫度時(shí)，有一個(gè)穩(wěn)定的電阻值，達(dá)到某一臨界溫度后，電阻值驟然變化到另外一個(gè)數(shù)值?！菊n堂互動(dòng)】不同溫度下，測(cè)量水溫傳感器的電阻。汽車上有的傳感器是利用壓敏元件元件制成的。例如：半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器、電阻應(yīng)變計(jì)式碰撞傳感器等。按所用半導(dǎo)體材料不同可分為：?jiǎn)尉Ч饷綦娮杵?、多晶光敏電阻器。按光敏電阻的光譜特性可分為：紅外光光敏電阻器、可見光光敏電阻器、紫外光光敏電光電式光量傳感器可以用于汽車上各種燈具的自動(dòng)點(diǎn)亮控制，也可用于控制前大燈調(diào)節(jié)氣敏電阻器是一種新型氣——電轉(zhuǎn)換元件，它利用金屬氧化物半導(dǎo)體表面吸收某種氣體分子時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)而使用電阻值改變的特性制成的。氣敏電阻器可分為：N型、P型、結(jié)合型。其中，N型采用N型半導(dǎo)體材料制成，遇到還原性氣體時(shí)阻值減小，遇到氧化性氣體時(shí)阻值增大；P型采用P型半導(dǎo)體材料制成，遇到還原性氣體時(shí)阻值增大，遇到氧化性氣體時(shí)阻值減小?；魻栐且环N半導(dǎo)體磁——電傳感器，是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的?；魻栃?yīng)：將一小塊N型鍺晶片（也稱半導(dǎo)體基片）兩端通以電流，放置在磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于電流方向）中，則在垂直于I和B的方向上將產(chǎn)生一個(gè)與I和B的乘積成正比的電H=KHIB其中KH為霍爾元件靈敏度參數(shù)。從上式可知，當(dāng)通過基片（基片的厚度一定）的電流I為定值時(shí)，霍爾電壓只與磁感應(yīng)強(qiáng)引入：在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中所用的電一般都是正弦交流電，現(xiàn)在汽車上的直流電都是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生后整流獲得的。那么什么是交流電呢？它有哪些特征？如何進(jìn)行計(jì)課題一交流電的基本概念我們把大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流分別稱為交變電動(dòng)勢(shì)、※2．正弦交流電的產(chǎn)生【課堂互動(dòng)】由學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)的原理。我們把正弦交流電變化一周所需的時(shí)間叫周期，用T表示。交流電在1秒內(nèi)變化的周數(shù)，稱為交流電的頻率，用f表示。把發(fā)電機(jī)線圈每秒鐘經(jīng)過的電角度叫角頻率，用W表示。角頻率與頻率、周期之間，顯然有：W=2π/T=2πf【課堂互動(dòng)】我國(guó)工業(yè)用電的頻率為50HZ，周期和角頻率是多少？你了解其他國(guó)家工業(yè)用2．瞬時(shí)值、最大值、有效值（2）最大值（幅值）規(guī)定用大寫字母加腳標(biāo)m表示，如用Im、Em、U交變電流的有效值：即在相同的電阻中，分別通入直流電和交流電，在經(jīng)過一個(gè)交流周期時(shí)間內(nèi)，如果它們?cè)陔娮枭袭a(chǎn)生的熱量相等，則用此直流電的數(shù)值表示交流電的有效值。有效值規(guī)定用大寫字母E、I、U表示。根據(jù)有效值的定義，可得Q=I2RT0I2RT=0同理可得到正弦電壓和電動(dòng)勢(shì)的有效值【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生從有效值的定義通過推導(dǎo)得出結(jié)論：正弦交流電的有效值=最大值的電角度（Wt+φ)叫做正弦交流電的相位?！鞠胍幌搿吭鯓訌牟ㄐ螆D上看出初相角的正、負(fù)？怎樣通過初相角為零的波形畫出初相5．兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差作業(yè)：1～5題兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位角之差叫相位差。用Δφ表示。例如，已知iiΔφ=(ωt+φ1)－(ωt+φ2)=φ1-φ2這表明兩個(gè)同頻率的正弦交流電的相位差等于它們的初相之差。①若相位差△φ=φ1-φ2＞0，且|φ|<π弧度，稱“i1的相位超前于i2的相位”；②若△φ=φ1-φ2＜0，且|φ|<π弧度，稱“i1滯后于i2”；這里必須指出的是，在比較兩個(gè)正弦交流電之間的相位順序時(shí)，兩個(gè)正弦量一定要同頻【課堂互動(dòng)】以上講的這些基本物理量，知道了哪幾個(gè)量就可以完整地描述一個(gè)正弦交流電了？由此引出三要素。三、正弦交流電的三要素我們把正弦交流電的最大值、角頻率和初相角叫做正弦交流電的三要素。交流電動(dòng)勢(shì)、交變電壓、交變電流的表達(dá)式分別為上述表達(dá)式的含義是：表示了任意時(shí)刻交流電的瞬時(shí)值?！纠?-2】如圖2-7所示的正弦交流電的角頻率為ω,請(qǐng)寫出它們的瞬時(shí)值表達(dá)式。課題二正弦交流電的相量表示法正弦交流電的相量圖表示方法分為：旋轉(zhuǎn)矢量（最大值矢量）法和有效值矢量法。m、IEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(●),m)分別表示電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的最大值相量。（2）有效值矢量法有效值矢量用EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up10(●),E)、EQ\*jc3\*hps29\o\al(\s\up10(●),U)、EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up10(●),I)表示。有效值相量也只畫矢量的起始位置。相量圖是指在一個(gè)復(fù)平面上表示幾個(gè)同頻率正弦量的相量整體時(shí)，構(gòu)成了相量圖?！居懻摗空医涣麟姳旧硎鞘噶繂?？它和矢量之間是什么對(duì)應(yīng)關(guān)系？注意：只有正弦量才能用相量表示，只有頻率相同的正弦量才能畫在同一相量圖上，可以用平行四邊形法則進(jìn)行“和”與“差”的計(jì)算。兩個(gè)同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變。不同頻率的正弦量不能畫在一個(gè)相量圖上進(jìn)行比較、計(jì)算。2．相量式EQ\*jc3\*hps29\o\al(\s\up11(●),U)=U∠φ=100∠60°（V讀作“相量U”，用有效值和初相角表示。由于兩個(gè)同頻率正弦交流電的“和”與“差”頻率不變，所以在相量表達(dá)式中只寫有效值E和初相角φ。求：總電流i=i+i的瞬時(shí)值表達(dá)式。【解】方法一：根據(jù)i1、i2的有效值相量可以求出“和相量”的表達(dá)式1=4.96+j0.6o方法二：i1、i2的相量圖如圖2-9所示，用平行四邊行法則求得【想一想】若要求i=i—i的表達(dá)式，又該如何求呢？作業(yè)：6題課題三單一參數(shù)的正弦交流電路（1）電阻元件上電流和電壓的數(shù)值關(guān)系①瞬時(shí)值關(guān)系②最大值符合歐姆定律若設(shè)電流為參考正弦量，即i=Imsinwt③有效值符合歐姆定律U=IR（2）電壓和電流的頻率相同（3）電壓和電流的相位相同P=EQ\*jc3\*hps35\o\al(\s\up11(1),T)pdt=dt=UI從前面電壓和電流的數(shù)值關(guān)系還可以得出：P=UI=RI2=-60°)V，求1）通過燈的電流相量及瞬時(shí)值表達(dá)式i2）燈工作時(shí)的平均功率。1．電感元件上電壓和電流的關(guān)系由電磁感應(yīng)定律可以得出電感元件的電壓和電流的相互關(guān)系式若設(shè)i為參考量，即i=Imsin①t（1）電壓、電流的頻率相同（3）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系：只有最大值和有效值符合歐姆定律。式中XL稱為感抗，單位為歐姆(Ω),且XL=WL=2πfL電感具有“通直流隔交流”的作用。（4）電壓和電流的相量關(guān)系式=jXL=j①L相量圖如圖2-11（c）所示?！居懻摗扛锌沟膯挝慌c電阻單位相同，但兩者對(duì)于電流的阻礙作用的本質(zhì)區(qū)別是有的，（2）有功功率pdt=0這說明純電感元件不消耗有功功率，但是純電感與電源之間存在著能量交換。電感元件儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能大小為：WL=（3）無功功率QL=UI=I2XL=L【想一想】能從字面上把無功功率理解為“無用”之功嗎？無功的真正含義是什么？【課堂互動(dòng)】若這個(gè)電感線圈的直流電阻不可忽略，其值為R=100Ω,此交流電路還是純電感電路嗎？是不是可以看成是純電阻和純電感的串聯(lián)電路呢？電壓和電流的相位差還是90°嗎？有功功率是多少？這個(gè)電感線圈對(duì)交流電的總的阻礙作用是多少？1．電壓和電流的關(guān)系（1）電壓和電流的數(shù)值關(guān)系電容元件具有“隔直流通交流”作用。電壓和電流的最大值和有效值均符合歐姆定律，即U=XIU=XI（2）電壓和電流的頻率相同。（3）電壓和電流的相位關(guān)系即電流總是比電壓超前90°（圖2-12（c。（4）電壓和電流的相量關(guān)系電壓和電流的相量關(guān)系I=j①U=jXC（2）有功功率有功（平均）功率P=0。2（3）無功功率Q=UI=I2X=C【課堂互動(dòng)】根據(jù)以上的教學(xué)內(nèi)容，讓同學(xué)們自己設(shè)計(jì)一個(gè)“單一參數(shù)正弦交流電路的課題四RLC串聯(lián)電路及串聯(lián)諧振本課題討論的R、L、C的串聯(lián)電路就是一種正弦交流電路中的典型電路，單一參數(shù)的電U=(RI)2+(XI-XI)2=IR2+(X-X)2LCZ的單位也是歐姆Ω,表明了串聯(lián)電路對(duì)交流電總的阻礙作用，稱為電路的阻抗模。（1）串聯(lián)電路的總電壓U和電流I頻率相同。（3）總電壓u與電流i的相位差U-UX-XU-UX-XR當(dāng)電源的頻率一定時(shí)，總電壓u與電流i的相位關(guān)系和有效值關(guān)系都取決于電路參數(shù)R、L、C。①當(dāng)X=XL—XC＞0時(shí)，φ>0，若說明電壓超前電流φ角，電路呈現(xiàn)感性；②當(dāng)X=XL—XC＜0時(shí)，φ＜0，說明電壓滯后于電流φ角，電路呈現(xiàn)容性；③當(dāng)X=XL—XC=0時(shí)，φ=0，說明電壓與電流同相位，電路呈現(xiàn)電阻性。（4）總電壓u與電流i的相量關(guān)系L－XC）RQ=(U-U)I=UIsinφLC把電路中電流和總電壓有效值的乘積定義為電路的視在功率，用S表示，即S=UI。單位用伏安（4）功率因數(shù)有功功率與電源視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用cosφ表示。額定視在功率SN為電氣設(shè)備的容量，即SN=UNIN【例2-9】已知一個(gè)線圈的參數(shù)為R=6Ω和XL＝8Ω,與XC＝2Ω的電容器串聯(lián)后接在220V的正弦交流電源上。求1）電路中的電流I2）電流與電源電壓的相位差3）線從RLC電路的分析可知：當(dāng)X=XL—XC=0時(shí)，電路相當(dāng)于“純電阻”電路，其總電壓U0f=f=f00【課堂互動(dòng)】某收音機(jī)的輸入調(diào)諧電路中L=260μH，若要收聽頻率為828kHZ（該頻率就是串聯(lián)諧振頻率f0）的北京廣播電臺(tái)的新聞廣播，應(yīng)將調(diào)諧電容調(diào)整為多大？（1）電流與電壓同相位，電路呈電阻性。（3）串聯(lián)諧振時(shí)U=—U此時(shí)U=U（2）電路的阻抗Z最小，Z=R，而電流（3）串聯(lián)諧振時(shí)U=—U此時(shí)U=U【課堂互動(dòng)】對(duì)于含有一定電阻的感性負(fù)載和電容器的并聯(lián)電路，你能根據(jù)串聯(lián)諧振的推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出并聯(lián)諧振的條件和諧振頻率嗎？試試看！1．交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2．三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相繞組中產(chǎn)生的三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值分別表示為方向是從首端→末端。它們的波形圖及相量圖如圖2-16所示?！菊n堂互動(dòng)】三相電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱的特征是什么？寫出三相電動(dòng)勢(shì)的相量式？通常把三相交流電到達(dá)正的最大值（或負(fù)最大）的先后次序稱為相序。例如上述的三相電動(dòng)勢(shì)依次滯后120°,其相序?yàn)閁→V→W（順相序反之為逆二、三相電源的連接星形（Y）連接和三角形(△)連接。三相四線制供電系統(tǒng)可輸送兩種電壓：通常規(guī)定各相電動(dòng)勢(shì)的參考方向?yàn)閺睦@組的末端指向始端。線電壓與相電壓的相量圖如圖2-18所示。由于三相電動(dòng)勢(shì)是對(duì)稱的，故相電壓也是對(duì)稱的，相電壓的相量式為U=U70OU=U7—120O③線電壓和相電壓的關(guān)系：由圖2-18可知，線電壓也是對(duì)稱的，在相位上比相應(yīng)的相電LP一般低壓供電系統(tǒng)的線電壓是380V，它的相電壓是220V?！居懻摗可钪心男╇娖饔孟嚯妷?，哪些電器用線電壓？家庭中的插座是什么樣子？知作業(yè)：預(yù)習(xí)下一節(jié)，并復(fù)習(xí)。課題六三相負(fù)載的連接三相交流電路中，負(fù)載的連接方式有兩種：星形連接和三角形連接。負(fù)載的相電壓UY：負(fù)載作Y形接法時(shí)，加在負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。每相負(fù)負(fù)載的線電壓：就是電源的線電壓UL。各線電壓大小相等，相位各差120°,且超前相2．負(fù)載的相電流IP、線電流IL（1）相電流。相電流指流過每一相負(fù)載的電流，用IP表示若三相負(fù)載是對(duì)稱的，ZU=ZV=ZW=Z，則相電流也對(duì)稱（即大小相等，頻率相同，相位各（b）所示。每一相的相電流有效值均為三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，線電流也是對(duì)稱的，相電壓和相電流的數(shù)值關(guān)系和相位關(guān)系見圖2-20（b）【討論】你能根據(jù)基爾霍夫電流定律計(jì)算出流過中線電流嗎？當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，中線上有電流嗎？中線可以去掉嗎？當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，中線上有無電流？中線的作用是什么？U+IV+IW（1）當(dāng)負(fù)載對(duì)稱（如三相電機(jī)、三相電爐）時(shí)，負(fù)載的相電流是對(duì)稱的，中線電流I=0，N三相四制可以取消中線變成三相三線制。（2）當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，三個(gè)負(fù)載的相電流則不再對(duì)稱，見圖2-20（a）所示，三個(gè)相電流的“和矢量”不為零，即中線電流IN≠0，此時(shí)，中線是必需的。中線的作用是保證星形連接負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生總結(jié)負(fù)載不對(duì)時(shí)中線所起的作用。二、三相負(fù)載的三角形連接負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，無論負(fù)載對(duì)稱與否，其相電壓總是對(duì)稱的，2．負(fù)載的相電流和線電流（1）三角形連接時(shí)，流過每一相負(fù)載的電流叫相電流IP（IUV、IVW、IWU）。當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，相電流也是對(duì)稱的，即IP=IUV=IVW=IWU=UL/ZI（2）線電流。流過火線的電流稱為線電流，用IL（IU、IV、IW）表示，假設(shè)三相負(fù)載為對(duì)稱性的感性負(fù)載，每相負(fù)載上的電流均滯后對(duì)應(yīng)的電壓φ角，三個(gè)線電流也是對(duì)稱的，線電流相位滯后于相應(yīng)的相電流30°,數(shù)值上I=3ILp【討論】線電流與相電流的數(shù)值和相位關(guān)系怎樣導(dǎo)【例2-10】如圖2-21所示的三相三線制電路，各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=3+j4Ω,電源線電【解】（略）【討論】若把題中負(fù)載作星形連接，接在該電源上，相電流和線電流又是多少呢？若每三、三相電路的功率1．三相負(fù)載的總的有功功率如果三相負(fù)載對(duì)稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，LL2．三相負(fù)載總的無功功率總無功功率也等于三相負(fù)載的無功功率之和，如果三相負(fù)載對(duì)稱，則不論負(fù)載為星形連接還是三角形連接，總無功功率應(yīng)當(dāng)注意：在電源電壓不變的情況下，同一個(gè)負(fù)載星形連接和三角形連接時(shí)所消耗的功率是不同的，三角形連接時(shí)的功率是星形連接時(shí)的三倍，即【課堂互動(dòng)】若一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V，電源什么形式的連接？若電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V，對(duì)該電源又該作何種連接？作業(yè)：11～14題常用的電動(dòng)機(jī)、變壓器，以及在汽車上用到的電磁鐵、繼電器、各種電磁閥，都是有鐵芯的線圈，所以在這些電氣設(shè)備中不僅存在電路問題，也存在著磁路問題。比如電氣設(shè)備內(nèi)部的電與磁的相互作用、相互轉(zhuǎn)換等。本單元就來學(xué)習(xí)磁路及電磁器件的知識(shí)?！n題一磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)1．磁感應(yīng)強(qiáng)度B2．磁通量Φ3．磁導(dǎo)率μ磁導(dǎo)率μ用來衡量磁介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。如圖3-1所示的直導(dǎo)體，在導(dǎo)體附近X點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx磁導(dǎo)率μ的單位：亨每米(H／m)。磁導(dǎo)率μ與真空中磁導(dǎo)率μ0的比值，稱為相對(duì)磁導(dǎo)率，用μr表示，即0根據(jù)磁介質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率的不同，材料分成三大類：第二類μr略大于1，順磁材料。這兩類統(tǒng)稱為非鐵磁性材料。第三類為鐵磁性材料。4．磁場(chǎng)強(qiáng)度H磁場(chǎng)強(qiáng)度H也是磁場(chǎng)的—個(gè)基本物理量。H=μ上式中，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為安每米(A／m)。由圖3-1可知，磁場(chǎng)中X點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hx為由此可見，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小取決于電流的大小、載流導(dǎo)體的形狀及幾何位置，而與磁介質(zhì)無關(guān)（而B與磁介質(zhì)有關(guān)，使磁場(chǎng)的計(jì)算變得復(fù)雜）。H和B同為1．電磁感應(yīng)定律在電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=-N上式中的負(fù)號(hào)表明：感生電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙原磁通量的變化趨勢(shì)。我們把一個(gè)線圈的電流變化在緊靠它的另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做互感。課題二鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能主要包括高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性。2．磁飽和性當(dāng)外磁場(chǎng)（或勵(lì)磁電流）增大到一定數(shù)值時(shí)，其內(nèi)部所有的磁疇已基本上都轉(zhuǎn)向與外磁場(chǎng)方向一致的方向上，因而即便再增大勵(lì)磁電流，其磁性也不能繼續(xù)增強(qiáng)，這就是鐵磁材料3．磁滯性當(dāng)給鐵磁材料加上一個(gè)交變的外磁場(chǎng)時(shí)，鐵磁材料在磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，在反復(fù)磁化過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化，這種特性稱為鐵磁材料的磁滯性。鐵磁材料按其磁性能可分為軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料三種類型。1．軟磁材料2．硬磁材料3．矩磁材料1．磁滯損耗鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中的能量損失為磁滯損耗。2．渦流損耗鐵磁材料導(dǎo)磁，同時(shí)也導(dǎo)電，因而在交變磁通的作用下鐵芯內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在垂直于磁通的鐵芯平面內(nèi)圍繞磁力線呈旋渦狀，故稱為渦流。渦流損耗用e減小渦流的方法是：彼此相互絕緣的硅鋼片疊合，做成電器設(shè)備的鐵芯【課堂互動(dòng)】變壓器和電動(dòng)機(jī)、三相硅整流發(fā)電機(jī)所用的鐵芯是什么樣子？為什么不用課題三磁路及磁路歐姆定律由鐵芯所限定的磁場(chǎng)稱為磁路。介紹常見的幾種電氣設(shè)備的磁路。2．磁動(dòng)勢(shì)把NI乘積稱作磁路的磁動(dòng)勢(shì)，簡(jiǎn)稱磁勢(shì)，用F表示，單位是安·匝。3.磁阻磁阻用來表示磁路對(duì)磁動(dòng)勢(shì)建立磁通所呈現(xiàn)的阻力，用R表示。m磁阻的單位是：1/H(亨-。在磁路中，磁通Φ與磁動(dòng)勢(shì)NI成正比，與磁阻R成反比，這就是磁路歐姆定律，它的m表示式為對(duì)于鐵磁材料，由于μ不是常數(shù)，故路，一般不能直接用于磁路計(jì)算。mR也不是常數(shù)。因此，上式主要被用來定性分析磁m【課堂互動(dòng)】磁路歐姆定律與電路歐姆定律相比存在什么對(duì)應(yīng)關(guān)系？列出對(duì)應(yīng)表。作業(yè)：1～4題【想一想】我們生活中使用的三相照明用電是怎樣傳輸過來的？中間經(jīng)過什么環(huán)節(jié)？變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止的電氣設(shè)備，它具有變電壓、變電流和變阻變壓器種類很多，按其用途不同，有電源變壓器、控制變壓器、電焊變壓器、自耦變壓器、儀用互感器等。單相變壓器由閉合鐵芯和兩個(gè)繞組及輔助設(shè)備等組成。變壓器從結(jié)構(gòu)可分為兩種：芯式1．變壓器的空載運(yùn)行變壓器原線圈接上額定的交變電壓u1，副線圈開路不接負(fù)載（開路i2=0這種狀態(tài)稱為K稱為變壓比或變比。當(dāng)K＞1時(shí),變壓器為降壓變壓器；當(dāng)K＜1時(shí)，為升壓變壓器。【例3-1】某單相變壓器接到電壓U1=380V的電源上，已知副邊空載電壓U20=19V，副繞組匝數(shù)N2=100匝，求變壓器變比K及N1。2．變壓器負(fù)載運(yùn)行（1）變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)初、次級(jí)的電壓關(guān)系變壓器的原繞組接交流電壓u1，副繞組接負(fù)載為負(fù)載運(yùn)行Z2，變壓器向負(fù)載供電，這種運(yùn)行狀態(tài)稱（2）變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)初、次級(jí)的電流關(guān)系3.變壓器的阻抗變換作用Z=K2Z可見，接在變壓器副邊的負(fù)載阻抗|Z2|反就是變壓器的阻抗變換作用。當(dāng)匝數(shù)比K不同時(shí)，同樣的副邊負(fù)載阻抗值反映到原邊的等效阻值Z1也不同?！菊n堂互動(dòng)】喇叭的電阻為8Ω,功率放大器輸出端的輸出電阻為288Ω,要使喇叭接入放大器輸出端，得到最大功率，問喇叭能否直接接入功率放大器的輸出端？怎樣接入才能使【例3-2】有一臺(tái)機(jī)床控制變壓器，初級(jí)電壓為220V，次級(jí)電壓為36V，如果次級(jí)接入一個(gè)100W/36V的燈泡，若不考慮變壓器繞組的阻抗，問1）初、（2）當(dāng)次級(jí)接入兩個(gè)這樣的燈泡（也能正常運(yùn)行）時(shí)，初、次級(jí)的電流又是多少？【解】（略）三、變壓器的額定值額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上，又稱銘牌值。變壓器的額定值主要包括額定電壓、額定電流、額定容量、阻抗電壓和額定頻率。2．額定電流I1N、I2N4．額定頻率fN5．變壓器的損耗和效率（1）變壓器的損耗變壓器主要有兩部分損耗：鐵損耗ΔPFe和銅損耗ΔPCu。（2）變壓器的效率η變壓器的效率比較高，一般小容量變壓器的效率都在70%～80%左右，大型供電變壓器在額定負(fù)載時(shí)的效率可達(dá)到99%。（1）原、副邊的額定電流I1N、I2N；1．點(diǎn)火線圈【討論】在副邊只接一盞36V/50W的燈泡時(shí)，原、副邊的電流還與額定電流相等嗎？作業(yè)：5～8題課題五幾種特殊的變壓器普通變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組是互相分開的。而自耦變壓器的原邊電路與副邊電路共用一部分線圈。原、副邊之間除了有磁的聯(lián)系之外，還有直接電的聯(lián)系。 ≈=K在自耦變壓器中，原來的變壓公式仍可以運(yùn)用，式中K為自耦變壓器的變壓比。當(dāng)自耦變壓器接上負(fù)載，副邊有電流i2輸出時(shí)，有 ≈2=INK電流表達(dá)式表明，自耦變壓器中原、副邊電流的大小與線圈匝數(shù)成反比。使用自耦調(diào)壓器時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：1．電流互感器結(jié)構(gòu)和原理 ≈2=——INK2．使用電流互感器時(shí)的注意事項(xiàng)（1）電流互感器在運(yùn)行中不允許副邊開路。（2）電流互感器的鐵芯和副邊繞組的一端也必須接地。3．鉗形電流表（電流互感器的一種變形）電流互感器的副繞組繞在鐵芯上并與電流表接成閉合回路，可從電流表上直接讀出被測(cè)電流的大小。鉗形電流表用來測(cè)量正在運(yùn)行中的設(shè)備的電流，不用斷開設(shè)備。4．脈沖變壓器脈沖變壓器是用來變換脈沖電壓的，其作用是將輸入的脈沖電壓（不連續(xù)變化的電壓）經(jīng)變壓器變換后，輸出的脈沖電壓波形失真盡可能地小，這是其最基本的要求。就是一臺(tái)升壓變壓器，它能將汽車電源系統(tǒng)提供的12V的低電壓，變?yōu)楦哌_(dá)15千伏甚至以上的高壓，用于點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的可燃混合氣。點(diǎn)火線圈有開磁路、閉磁路兩種形式。2．基于變壓器原理的傳感器壓力傳感器在汽車上有兩個(gè)方面的作用：一是用于氣壓的檢測(cè)，包括進(jìn)氣真空度、大氣壓力、氣缸內(nèi)的氣壓及輪胎氣壓等；二是用于油壓的檢測(cè)，包括變速箱油壓、制動(dòng)閥油壓等。3．脈沖變壓器在汽車上應(yīng)用作業(yè)：8～13題1．電磁鐵的結(jié)構(gòu)常見的電磁鐵結(jié)構(gòu)形式有馬蹄式、拍合式和螺管式。它們都是由鐵芯、線圈和銜鐵三個(gè)電磁鐵線圈通電后，鐵芯吸引銜鐵的力稱為電磁吸力。電磁吸力的計(jì)算公式為2．直流電磁鐵及其在汽車上的應(yīng)用直流電磁鐵的勵(lì)磁電流是恒定不變的，其磁動(dòng)勢(shì)I·N也是恒定不變的。但隨著銜鐵的吸合，空氣氣隙變小，吸合后空氣氣隙將消失，磁路的磁阻會(huì)顯著減小，因而磁通Φ要增大。由上式可知，吸合后的電磁力要比吸合前大得多。電磁鐵的特點(diǎn)應(yīng)用到汽車上1）觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器2）電喇叭【課堂互動(dòng)】準(zhǔn)備幾個(gè)不同的汽車?yán)^電器，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)。汽車上安裝了許多繼電器，如：起動(dòng)繼電器、喇叭繼電器、前照燈繼電器等等，繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的一種元件，它是用較小的電流來控制較大的電流的一種自動(dòng)開關(guān)，在電路中起著自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等作用。1．繼電器的類型2．繼電器的結(jié)構(gòu)（1）電磁式繼電器2）干簧式繼電器3．常用繼電器的符號(hào)4．選用繼電器時(shí)的注意事項(xiàng)：5．繼電器在汽車上的典型應(yīng)用【課堂互動(dòng)】準(zhǔn)備兩個(gè)汽車用常開、常閉繼電器和萬用表，用萬用表怎樣檢測(cè)一個(gè)常開本單元主要討論直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理、起動(dòng)、調(diào)速和反轉(zhuǎn)；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作課題一直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、特性直流電動(dòng)機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩大部分組成，定子與轉(zhuǎn)子之間有（1）定子定子由機(jī)座、主磁極、換向磁極、端蓋和電刷裝置等部分構(gòu)成。（2）轉(zhuǎn)子直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子習(xí)慣上稱為電樞，由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸【想一想】通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的方向如何判定？受力的大小如何計(jì)算？直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)原理大致相似，都是基于電磁感應(yīng)的原理，使得轉(zhuǎn)軸受到一個(gè)力偶的作用旋轉(zhuǎn)起來。以最簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)模型來說明電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理。直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M可以用下式來表示M=KTΦIa式中，KT為電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)，與電機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，它是個(gè)常數(shù)；Φ為每極磁通，單位是Wb；Ia為電樞電流，單位為A；M的單位為N·m。3．電樞電動(dòng)勢(shì)和電樞電流所以電動(dòng)機(jī)電樞總的電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)基爾霍夫電壓定律，由圖4-5可以得出直流電機(jī)的電壓平衡關(guān)系式：即：外加電壓U一部分用來抵消反電動(dòng)勢(shì)，另一部分降在電樞的電阻上。Ra為電樞回路的總電阻。電樞電流的關(guān)系式a直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)有兩種產(chǎn)生方式：一種由永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)；一種是給定子鐵心上的勵(lì)磁繞組通直流電而產(chǎn)生磁場(chǎng)。按照不同的勵(lì)磁方式，直流電動(dòng)機(jī)可以分為：他勵(lì)式、并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式四種。勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)之后，外接一個(gè)直流電源，由一個(gè)開關(guān)控制。其特點(diǎn)是勵(lì)磁電流If與電樞電流Ia相同。【討論】四種勵(lì)磁方式的電機(jī)的用途和各自特點(diǎn)。汽車上有哪些地方用直流電動(dòng)機(jī)？上式中K為比例系數(shù)，K′=KKT（1）說明主磁通若不考慮飽和時(shí)，M與電樞電流的平方成正比。e由M=KTΦIa可以得出：Ia=將其代入上式后得到：T（2）該曲線表明，當(dāng)電機(jī)處于輕載或空載（Ia=0）時(shí)，轉(zhuǎn)速很高，容易發(fā)生飛車事故；當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)速下降很快，說明特性很軟，因此串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)不允許在輕載或空載由于串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，過載能力較強(qiáng)，汽車上的起動(dòng)機(jī)采用的就是串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)門窗系統(tǒng)中也有使用串勵(lì)作業(yè)：1～3題課題二直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有：直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)。其中降壓起動(dòng)又有兩種方法：一是降低電樞的端電壓；二是在電樞回路中串聯(lián)電阻。（1）降低電樞電壓起動(dòng)（2）電樞回路串電阻起動(dòng)Ω。若采用直接起動(dòng)方法，起動(dòng)電流為多少？若采用電樞回路串電阻的起動(dòng)方法，將起動(dòng)電【解】直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為Ist==550Aa在電樞回路串電阻起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為Ist==1.5INN直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有：機(jī)械制動(dòng)、電氣制動(dòng)。電氣制動(dòng)是指通過某種方法，讓電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，從而形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種方法，它又分為能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種方法?！鞠胍幌搿慨?dāng)要改變通電的直導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的電磁力方向或改變通電線圈在磁場(chǎng)中由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知，改變電磁轉(zhuǎn)矩方向的方法有兩種：①保持電樞電流方向不變，改變勵(lì)磁電流的方向（換接電源線）。②保持勵(lì)磁電流的方向不變，改變電樞電流的方向。根據(jù)直流電機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式：e：（第一種：當(dāng)負(fù)載不變時(shí)，通過改變電源電壓U進(jìn)行調(diào)速；第二種：通過改變電樞電路中的電阻R來調(diào)速；a第三種：通過改變勵(lì)磁磁通Φ進(jìn)行調(diào)速。2．在電樞電路中串聯(lián)電阻調(diào)速例如汽車上的空調(diào)鼓風(fēng)電機(jī)調(diào)速就采用了這種方法。在勵(lì)磁電路中串聯(lián)一個(gè)勵(lì)磁變阻器Rf，保持電樞電壓及電樞電阻不變，通過改變勵(lì)磁回路中串聯(lián)的勵(lì)磁變阻Rf，從而改變勵(lì)磁電流和勵(lì)磁磁通，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。隨著Rf增大→勵(lì)磁電流減弱→磁通Φ變小→轉(zhuǎn)速上升；反之，勵(lì)磁變阻值Rf減小，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。圖4-12可反映出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系?！菊n堂互動(dòng)】由學(xué)生總結(jié)三種調(diào)速方法的特點(diǎn)。作業(yè)：4～6在汽車上，常用它作為執(zhí)行元件，如怠速控制系統(tǒng)中以及電子車速里程表（如奧迪100型轎車）中都使用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖數(shù)成正比，它的轉(zhuǎn)速與電脈沖頻率成正比，而且不受電壓波動(dòng)、負(fù)載變化和外界環(huán)境等影響。每輸入一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度，而它的旋轉(zhuǎn)方向是隨著輸入脈沖相序的改變而改變的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以分為：反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、激磁式步進(jìn)電機(jī)兩種。①如果改變通入的電脈沖順序（不再按A—B—C—A……順序）通電，轉(zhuǎn)子就會(huì)反方向（逆時(shí)針）一步步地轉(zhuǎn)動(dòng)。②改變通入的電脈沖頻率，就會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。頻率越高，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快。步進(jìn)角θ：我們把轉(zhuǎn)子在空間每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，稱為前進(jìn)了一步，這個(gè)角度稱為步進(jìn)角單三拍：把從一相繞組A通入脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換到另一相繞組B通電稱為一拍，象這種反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每經(jīng)過一拍，轉(zhuǎn)子就前進(jìn)一步的通電方式就稱為“單三拍”（轉(zhuǎn)子回到A—A′軸線的位置通電需要轉(zhuǎn)換三次）。所謂“單”是指每次只有一個(gè)繞組單獨(dú)如果在A相不斷電的情況下又接通B相（不是單獨(dú)通電此時(shí)，定子A相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)和B相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用，使轉(zhuǎn)子不能順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,只能轉(zhuǎn)30°,這時(shí)步進(jìn)角將會(huì)減小一半。此時(shí)如果按A—AB—B—BC—C—CA方式順序通電、斷電，則轉(zhuǎn)子將按θ/2步進(jìn)角以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這種通電方式稱為“六拍”?！菊n堂互動(dòng)】讓學(xué)生總結(jié)，通過什么改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈在定子繞組磁場(chǎng)作用下，步進(jìn)電機(jī)每運(yùn)行一拍，轉(zhuǎn)子則轉(zhuǎn)過相當(dāng)于t/m齒距的角度θ,即有上式中，Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；N為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距的運(yùn)行節(jié)拍數(shù)。目前常見的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)定子有6個(gè)磁極，每個(gè)磁極上有5個(gè)齒，轉(zhuǎn)子上有40個(gè)【想一想】實(shí)際的脈沖頻率如果過高，可能會(huì)出現(xiàn)什么后果？作業(yè)：總結(jié)本章內(nèi)容，預(yù)習(xí)下一章本單元主要介紹兆歐表、汽車萬用表、汽車專用示波器的使用方法。兆歐表又稱搖表，它是專門用于檢查和測(cè)量電機(jī)、電器或供電線路的絕緣電阻的一種可1．兆歐表的結(jié)構(gòu)常用兆歐表包括比率表型的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和手搖直流發(fā)電機(jī)兩個(gè)部分。2．兆歐表的工作原理【想一想】已知并聯(lián)電壓的情況下，怎么求一條支路上的電流？兆歐表的電路原理如圖5-2所示。兩個(gè)線圈上電流分別為兩式相除可得在電流的比例式中，只有RX為變量，所以改變RX的數(shù)值，就會(huì)引起I1/I2的變化?！費(fèi)2時(shí)，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到M1=M2時(shí)，指針停止。指針偏轉(zhuǎn)的角度只決定于I1和I2的比值，此時(shí)指針?biāo)傅氖强潭缺P上顯示的被測(cè)設(shè)備的絕緣電阻值。當(dāng)E端與L端短接時(shí)，I1為最大，指針順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)到最大位置，即“0”位置；當(dāng)E、L端未接被測(cè)電阻時(shí)，RX→∞,I1=0，指針1．正確使用兆歐表（1）選用兆歐表時(shí)，其額定電壓一定要與被測(cè)的電器或線路的工作電壓相對(duì)應(yīng)。（2）使用前檢查兆歐表是否完好，要先校表。（4）由慢到快搖動(dòng)手柄，直到轉(zhuǎn)速達(dá)120r/min左右，保持手柄的轉(zhuǎn)速均勻、穩(wěn)定，一般（5）測(cè)量完畢，待兆歐表停止轉(zhuǎn)動(dòng)，被測(cè)物體接地放電以后，才能拆除連接導(dǎo)線。2．使用注意事項(xiàng)【課堂互動(dòng)】不同型號(hào)兆歐表對(duì)同一被測(cè)試品的測(cè)量結(jié)果會(huì)存在差異嗎？由學(xué)生測(cè)量發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組和爪形磁級(jí)的絕緣電阻或測(cè)量一臺(tái)三相異步電機(jī)對(duì)地的絕緣電阻。課題二汽車用數(shù)字萬用表數(shù)字式萬用表按量程轉(zhuǎn)換方式分為：手動(dòng)轉(zhuǎn)換式、自動(dòng)轉(zhuǎn)換式、自動(dòng)與手動(dòng)綜合式三種。一般的數(shù)字式萬用表只能測(cè)量電壓、電流、電阻、二極管、晶體管和電路的通斷等。而汽車用數(shù)字萬用表功能特別強(qiáng)大，它除了具有數(shù)字式萬和表的功能外，還具有一些汽車專用測(cè)試功能，一般還可以測(cè)量：溫度、電容、傳感器輸出的電信號(hào)頻率、閉合角、占空比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等項(xiàng)目，并具有峰值保持、讀數(shù)保持（數(shù)據(jù)鎖定）等功能。1．測(cè)量直流電壓【課堂互動(dòng)】讓學(xué)生測(cè)量干電池、蓄電池的電壓，掌握測(cè)量直流電壓的測(cè)量方法。2．測(cè)量直流電流【課堂互動(dòng)】由蓄電池、前照燈、開關(guān)等元件連接閉合電路，讓學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)量燈泡電路3．測(cè)量電阻【課堂互動(dòng)】準(zhǔn)備點(diǎn)火系統(tǒng)的高壓導(dǎo)線、冷卻水溫度傳感器、噴油器、點(diǎn)火線圈等電器設(shè)備，通過測(cè)量以上這些設(shè)備的電阻，掌握測(cè)量電阻的方法。4．測(cè)量溫度【課堂互動(dòng)】用萬用表測(cè)量室內(nèi)的溫度和一杯熱水的溫度。5．測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速KM300型汽車萬用表還能進(jìn)行二極管、頻率、和占空比等項(xiàng)目的測(cè)試。7.檢測(cè)二極管的好壞【課堂互動(dòng)】準(zhǔn)備一個(gè)六管發(fā)電機(jī)，由學(xué)生測(cè)量整流器上每個(gè)二極管的好壞，掌握用萬用表檢測(cè)二極管好壞的方法。課題三汽車專用示波器1.示波器概述示波器：用來顯示和記錄隨時(shí)間變化的電量（如電壓、電流等）的儀器稱為示波器。示波器的組成：一般由傳感器（包括夾持器、測(cè)試探頭和測(cè)針等）、中間處理環(huán)節(jié)和顯示2.電控系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的種類電控系統(tǒng)部件輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的種類，基本上可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。這些模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可分為直流信號(hào)、交流信號(hào)、頻率調(diào)制信號(hào)、脈寬調(diào)制信號(hào)和串行數(shù)3.分析示波器波形的重要參數(shù)4.示波器波形的識(shí)別(1)波形的峰值A(chǔ)(2)波形的頻率f5.汽車專用示波器的的基本功能汽車專用示波器的基本功能就是對(duì)汽車電控系統(tǒng)中的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)進(jìn)行波形顯示；除此之外，還有附加功能，它包括萬用表功能和發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試功能。作業(yè)：1～6題課題一半導(dǎo)體知識(shí)簡(jiǎn)介純凈的半導(dǎo)體具有晶體結(jié)構(gòu)，所以半導(dǎo)體又稱為晶體。硅和鍺的結(jié)晶純度必須高于本征半導(dǎo)體在絕對(duì)零度（－273℃)時(shí)，等同于絕緣體。當(dāng)溫度升高（如常溫下）或有光照半導(dǎo)體時(shí)，由于熱激發(fā)，一些電子獲得一定能量后會(huì)掙脫束縛成為自由電子，從而具有了一定的導(dǎo)電能力，同時(shí)在自由電子原有的位置上會(huì)留下相對(duì)應(yīng)的空位置，稱為“空穴”半導(dǎo)體中的同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電。2．影響半導(dǎo)體材料導(dǎo)電能力的因素（1）摻雜性（2）熱敏性（3）光敏性半導(dǎo)體大體可以按以下方法來分類：元素型半導(dǎo)體（如硅、鍺）按化學(xué)成分不同可分為化合物型半導(dǎo)體（如砷化鎵、硫化鎘）元素型半導(dǎo)體（如硅、鍺）半導(dǎo)體材料按是否含雜質(zhì)可分為{EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up28(本征半導(dǎo)體),雜質(zhì)型半導(dǎo))體：N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體硅或鍺內(nèi)摻入微量的五價(jià)砷元素或磷元素所形成的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子是電子，少數(shù)載流子是空穴，N型半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電。在本征半導(dǎo)體硅或鍺內(nèi)摻入微量的三價(jià)元素，可使半導(dǎo)體中的空穴濃度大為增加，形成PP型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是電子。它主要靠空穴導(dǎo)電。應(yīng)當(dāng)注意的是：不論是N型還是P型半導(dǎo)體，整個(gè)晶體都呈現(xiàn)電中性。在一塊單晶片上，采用特殊工藝方法，兩邊分別摻入不型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處就形成了PN結(jié)。正向電流；加反向電壓（反偏）時(shí)，電阻很大，PN結(jié)截止，反向電流基本為零。作業(yè)：1～2題【課堂互動(dòng)】認(rèn)識(shí)幾種二極管。（1）二極管的外形（2）二極管的結(jié)構(gòu)從P型半導(dǎo)體上引出的電極叫二極管的正極或陽極，用“+”表示；另一電極叫負(fù)極或陰極，用符號(hào)“—”表示。文字符號(hào)為VD，箭頭指向二極管正向?qū)〞r(shí)的伏安特性是指加在二極管兩端的電壓與通過它的電流之間的關(guān)系，可用伏安特性曲線來（1）正向特性死區(qū)電壓，也叫閾值電壓或坎電壓。硅管的死區(qū)電壓約為0.5V，鍺管的死區(qū)電壓約為0.1V。AB段稱為正向?qū)▍^(qū)。（2）反向特性0D段稱為反向截止區(qū)。這時(shí)二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)，呈截止?fàn)顟B(tài)。①二極管具有單向?qū)щ娦?，二極管只允許電流從管的“+”極流向管子的“—”極，而不允許電流從“—”極流向“+”極。它的單向?qū)щ娦钥梢杂盟骱烷y門的比喻來幫助同學(xué)們理解②二極管的伏安特性具有非線性。③二極管的伏安特性與溫度有關(guān)。二極管的參數(shù)是反映二極管電性能的質(zhì)量指標(biāo)，是合理選擇和使用二極管的主要依據(jù)。二極管的主要參數(shù)有以下幾種。（1）最大整流電流IFM（2）最高反向工作電壓URM（3）最大反向電流IRM1．用模擬式萬用表檢測(cè)二極管的單向?qū)щ娦裕ㄗ⒁夂诒砉P的極性）2．用模擬式萬用表檢測(cè)二極管的好壞若測(cè)得的二極管的正向電阻小，反向電阻大，且兩者相差很大，說明管子是好的。若測(cè)得的二極管的反向電阻太小，則說明該管已失去了單向?qū)щ娦裕蝗舴聪螂娮锜o窮大，則說明管內(nèi)部已開路；若反向電阻為零，則說明該管已被擊穿，不能使用。3．用模擬式萬用表判斷二極管的極性極管；R×10K擋電壓太高，可能會(huì)擊穿管子。它的伏安特性與普通二極管類似，只是穩(wěn)壓二極管的反向擊穿區(qū)特性曲線很陡。2．穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)的管子具有不同的穩(wěn)壓值。相同型號(hào)的管子，因制造工藝不易控制，相同型號(hào)的穩(wěn)壓值也有少許差別，如2CW1的UZ=7～8.5V。但具體到某一只穩(wěn)壓管，它的穩(wěn)定電壓是確定的。（2）穩(wěn)定電流IZ是指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓時(shí)的工作電流，其范圍在IZmin～I(xiàn)Zmax之間（圖（3）最大耗散功率PM（6）動(dòng)態(tài)電阻rZ（1）穩(wěn)壓管在工作時(shí)一定是正極接低電位，負(fù)極接高電位。（2）穩(wěn)壓管一般只用于低電壓、小電流的工作場(chǎng)合，對(duì)一些高電壓或大電流的工作場(chǎng)合不能選用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。3．穩(wěn)壓二極管在汽車上的應(yīng)用具有普通二極管的正、反向特性，而且當(dāng)給管子施加正向偏壓時(shí)，管子還會(huì)發(fā)出可見光和不可見光（即電致發(fā)光），其亮度隨著流過的電流增大而提高，發(fā)光的顏色和構(gòu)成PN結(jié)的應(yīng)該注意：①發(fā)光二極管在使用時(shí)必須正向偏置，還應(yīng)串接一個(gè)限流電阻。②使用時(shí)，工作溫度一般為-20℃~75℃,不要安裝在發(fā)熱元件附近。2．發(fā)光二極管在汽車上的應(yīng)用在汽車電路中，發(fā)光二極管隨處可見，主要用在儀表板上作為指示信號(hào)燈或報(bào)警信號(hào)燈。發(fā)光二極管除上述單個(gè)使用外，在汽車儀表中還常用來作為顯示器件，如經(jīng)常被做成七字符段、十四字符段或矩陣式發(fā)光器件，也可以顯示圖形符號(hào)。【想一想】日常生活中或在汽車上還有什么地方用發(fā)光二極管？光電二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管的結(jié)構(gòu)基本相同，只是在它的PN結(jié)（結(jié)面積盡量大，電極面積盡量小，結(jié)很淺）處，通過管殼上的一個(gè)玻璃窗口能接收外部的光照。注意：光電二極管大部分應(yīng)用場(chǎng)合與穩(wěn)壓管類似，工作在反向狀態(tài)。2．光電二極管在汽車上的應(yīng)用利用光電二極管制成光電傳感器，可以把非電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以便控制其他電子器件。汽車上有的傳感器就是利用光電二極管制成的。課題三整流電路及濾波電路將交流電變換成單向脈動(dòng)電流的過程叫做整流，完成這種功能的電路稱為整流電路。常見的整流電路有：?jiǎn)蜗喟氩?、全波、橋式和倍壓整流電路。單相橋式整流電路用得最為普遍。汽車硅整流發(fā)電機(jī)采用的是三相橋式整流電路?！鞠胍幌搿渴裁词嵌O管的單向?qū)щ娦?？（二極管的閘門效應(yīng)）1．單相橋式全波整流工作原理2．負(fù)載獲得的直流電壓和電流該直流電路輸出的直流電壓的平均值為負(fù)載電流的平均值為：Io==0.9LL其中U2——變壓器次級(jí)電壓的有效值。3．整流二極管的選擇原則（1)流過二極管的平均電流流經(jīng)每個(gè)二極管的平均電流為L(zhǎng)【例6-1】一單相橋式整流電路接到220V正弦工頻交流電源上，負(fù)載電阻RL＝50Ω,負(fù)請(qǐng)為該電路選擇合適的二極管。濾波就是將脈動(dòng)的直流電變?yōu)楸容^平滑的直流電的過程擔(dān)負(fù)此任務(wù)的電路稱為濾波電濾波電路一般由電容、電感、電阻等元件組成。（1）從阻抗的角度分析濾波原理電容器C具有“隔直通交的作用”。（2）從能量的角度分析其濾波原理（3）電容濾波電路的特點(diǎn)電容濾波器適用于負(fù)載較小且變化不大的場(chǎng)合，電容一定要和負(fù)載并聯(lián)。（1）從阻抗的角度分析濾波原理電感L具有“通直隔交”的作用（2）從能量的角度分析濾波原理電感濾波適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。它的缺點(diǎn)是體積大、較笨重、成本高些。應(yīng)當(dāng)注意的是：電感濾波時(shí)一定要和負(fù)載串聯(lián)。【想一想】為什么電感濾波要和負(fù)載串聯(lián)，而電容濾波要和負(fù)載并聯(lián)？實(shí)際使用中是電感濾波和電容濾波復(fù)合使用，即復(fù)式濾波。電路形式主要有：LC濾波器作業(yè)：3～4題課題四硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1．負(fù)載電阻RL不變,電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)（1）當(dāng)負(fù)載電阻不變，電網(wǎng)電壓U上升時(shí)，濾波電路輸出電壓U0′=UC也隨之增加，穩(wěn)這樣抑制了輸出電壓的升高，使負(fù)載兩端電壓基本不變。相反，若電源電壓降低使U0′（=UC）減小時(shí)，與上述過程相反，也能使負(fù)載兩端電壓不2．電源電壓不變，負(fù)載電阻RL發(fā)生變化時(shí)R）↑,從而使U0基本保持不變。當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，穩(wěn)壓過程與上述相反。由以上分析可知，穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路是由穩(wěn)壓管的電流調(diào)節(jié)作用和限流電阻R的電壓調(diào)節(jié)作用互相配合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的。穩(wěn)壓電路中必須串接一個(gè)限流電阻。（1）穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)定電壓應(yīng)按負(fù)載電壓選取，即UZ=Uo。B極）和集電極(c、C極）。箭頭表示發(fā)射結(jié)正向電流的流向，三極管的文字符號(hào)是VT。為使三極管具有電流放大作用，在制造過程中必須滿足實(shí)現(xiàn)放大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件，即：（2）基區(qū)很?。ㄒ话阒挥袔讉€(gè)微米至幾十微米），且摻雜濃度很低，以減少載流子在基區(qū)的復(fù)合機(jī)會(huì)，這是三極管具有放大作用的關(guān)鍵所在。（3）集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少，集電結(jié)的面積要大，集電結(jié)的面積小，以利于收介紹三極管的種類和分類方法：三極管的電流放大作用即“以小控大、以弱控強(qiáng)”的作用，并非真正把小電流放大了。1.三極管的工作電壓和基本連接方式（1）工作電壓（2）放大電路的基本連接方式有三種基本連接方式。三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況可以分為三個(gè)過程：（2）擴(kuò)散與復(fù)合過程三個(gè)電極中的電流間的關(guān)系：IE=IB+ICIC與IB的比值稱為直流電流放大倍數(shù)，用β表示，則有當(dāng)IB有微小變化時(shí)，會(huì)引起IC的較大變化，我們把集電極電流變化量與基極電流變化量之比叫交流電流放大倍數(shù)，用β表示。B【課堂互動(dòng)】圖6-37所示是測(cè)試晶體管的特性電路，測(cè)量的數(shù)據(jù)如表6-1所示，用以驗(yàn)證三極管各電極的電流分配關(guān)系，你能求出三極管的直流電流放大倍數(shù)和交流電流放大倍數(shù)三、三極管的基本參數(shù)1．電流放大系數(shù)（1）共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β。B（2）共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)β。2．極間反向電流（1）集電極—基極間的反向電流ICBO。（2）集電極—發(fā)射極間的反向電流ICEO。和3．極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM。（2）集電極最大允許功率損耗PCM。（3）反向擊穿電壓U(BR)EBO、U(BR)CEO、U(BR)CBO。1．飽和狀態(tài)2．截止?fàn)顟B(tài)三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)反向偏置或零偏置、集電結(jié)處于反向偏置。此時(shí)IB≈0，Ic≈0，U