汽車電工電子 課件 單元二 直流電路

單元二直流電路汽車電工電子單元二直流電路直流電路認識電路常用物理量簡單電路復雜電路電容器電流電壓電動勢電阻的連接電阻定律電阻歐姆定律電路相關術語基爾霍夫定律電容器與電容電容器的充電與放電超級電容焦耳定律電位電氣設備的額定值電功率與電能電路的三種狀態(tài)單元二直流電路1.理解電路常用物理量。2.認識電阻器,掌握電阻定律3.掌握歐姆定律、焦耳定律。4.掌握電阻串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路的特點。5.掌握復雜直流電路的基本術語。6.理解基爾霍夫定律。7.理解電容器的概念。8.理解電容器充放電的特性。9.了解超級電容器。1.會判斷電路通路、斷路、短路三種狀態(tài)。2.學會使用萬用表測量電流、電壓和電位。3.學會檢測電阻器、電容器。1.通過了解超級電容公交車的應用及比亞迪刀片電池技術，提高學生對我國高科技電氣產(chǎn)品的認知度培養(yǎng)學生的愛國情懷。2.通過能力訓練，提高學生操作的能力，培養(yǎng)學生樂學敬業(yè)的作風。知識目標能力目標育人目標任務一認識電路常用物理量單元二直流電路一、電流

電流是電荷定向移動形成的。1.電流的大小和方向

習慣上把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流方向。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路一、電流1.電流的大小和方向

在外電路，電流由電源正極流向負極；在電源內(nèi)部，電流則由電源負極流向正極。

電流形成的條件：（1）自由電荷（2）電壓（3）閉合電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路一、電流1.電流的大小和方向

電流的大小等于單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電量，稱為電流強度(簡稱電流)，用符號I或i表示。

日常生活中，電可以分為直流電和交流電。

（a）直流電流（b）交流電流任務一認識電路常用物理量單元二直流電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路例題：1000mA=

A；1600

A=

mA；0.08A=

mA;0.036mA=

A；200A=

kA答案：1000mA=

1

A；1600

A=

1.6

mA；0.08A=

80

mA;0.036mA=

36

A；200A=

0.2

kA任務一認識電路常用物理量單元二直流電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路一、電流2.電流的參考方向電流參考方向在電路中一般用箭頭或雙下標Iab表示。如果實際方向與參考方向一致，電流為正值；如果實際方向與參考方向相反，電流為負值。

注意：若無參考方向，電流的正負值無意義。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路二、電壓2.電壓的參考方向（1）用雙下標表示：Uab，表示電壓的參考方向由a指向b；（2）用“+”、“-”極性表示：電壓方向由正極性端指向負極性端。

兩種電壓參考方向的表示是一樣的：Uab=U任務一認識電路常用物理量單元二直流電路例2-1-2

如圖所示，若已知電阻的電壓方向從a到b，大小是12V，則U1、U2和Uba分別等于多少？

解：實際電壓從a到b,U1的方向與實際電壓相同，U2的方向與實際電壓相反，Uba的方向與實際電壓相反，所以：

U1=Uab=12V；U2=-Uab=-12V；Uba=-Uab=-12V任務一認識電路常用物理量單元二直流電路三、電動勢

衡量電源力對電荷做功能力的物理量稱為電動勢，用E表示，單位為伏特（V）。

電動勢的方向是從電源負極指向正極，電源電壓的方向是從電源正極指向負極。

因此當電源斷路時，電源電動勢與電源電壓大小相等，方向相反，即E=Uab。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路三、電動勢

知識拓展：電源力是由電源提供的，汽車上使用的蓄電池內(nèi)部的電源力是由化學作用產(chǎn)生的，發(fā)電機中的電源力是由電磁作用產(chǎn)生的。汽車蓄電池按電解液分為鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰離子蓄電池等，目前普通汽車上廣泛采用鉛酸蓄電池。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路四、電位

1.電位與參考點

參考點:用字母“o”表示，記做Vo，在電路中用符號“⊥”表示。電位：電路中該點與零電位點之間的電壓稱為該點的電位。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路四、電位

1.電位與參考點電位的符號：記為Va

零電位：Vo單位：伏特（V）方向：指向零電位Va>0，說明該點電位比參考點高；Va<0，說明該點電位比參考點低。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路四、電位

2.電位的計算

計算電位時，首先確認電路參考點的位置；然后確定電路中的各元件電壓或電流的參考方向；再從被求點開始通過一定的路徑繞行到參考點，則該點的電位等于此路徑上所有電壓降的代數(shù)和；電壓、電流的參考方向與路徑方向相同時取“+”，相反則取“-”。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路例2-1-3

如圖所示，分別求各電路的電位Va、Vb、Vc。解：（a）Va=Uao=E=12V。

（b）Vb=-IR=-2×5=-10V。

（c）Vc=-U+IR=-10+1×5=-5V。

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路

任務一認識電路常用物理量單元二直流電路五、電功率與電能

2.電能

電能：指在一定的時間內(nèi)電路元件或設備吸收或發(fā)出的電能量。W=Pt=UIt

式中：W—是電能，單位為焦耳(J)任務一認識電路常用物理量單元二直流電路五、電功率與電能

知識點：通常電能用千瓦·小時(kW·h)來表示大小，也叫做度(電)：1度(電)=1kW·h=3.6

106J

即功率為1kW的供能或耗能元件，在1小時的時間內(nèi)所發(fā)出或消耗的電能量為1度電。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路例2-1-5

某一教室中有10盞功率為40W的電燈，每天使用它們照明的時間為8小時，如果平均每月按20天計算，那么每月消耗的電能為多少度？解：該電燈平均每月工作時間t=8

20=160h，

則W=Pt=40

10

160=64000W·h=64kW·h=64度（電），即每月消耗的電能為64度。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路六、電氣設備的額定值額定電壓（UN）：電氣設備或元器件在正常工作條件下允許施加的最大電壓。額定電流（IN）：電氣設備或元器件在正常工作條件下允許通過的最大電流。額定功率（PN）：在額定電壓和額定電流下消耗的功率，即允許消耗的最大功率。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路七、電路的三種狀態(tài)1.通路：指電源與負載構成了閉合回路，電流從電源出發(fā)，經(jīng)過負載后回到電源的狀態(tài)。

通路根據(jù)負載大小可分為三種狀態(tài)：

（1）滿載狀態(tài)

（2）輕載狀態(tài)

（3）過載狀態(tài)任務一認識電路常用物理量單元二直流電路七、電路的三種狀態(tài)2.斷路（開路）：電源與負載沒有接成閉合通路，電路中沒有電流的狀態(tài)。

汽車電路中，電源與負載之間的連接導線松脫，導線與導體金屬部分接觸不良，燈絲熔斷等都會造成斷路故障。任務一認識電路常用物理量單元二直流電路七、電路的三種狀態(tài)

3.短路：電流從電源出發(fā)，不經(jīng)負載而經(jīng)導體直接回到電源的狀態(tài)。短路故障會導致電路不能正常工作或者反應異常甚至燒毀。（a）短路故障

（b）接地短路任務二簡單電路單元二直流電路一、電阻

表示電阻作用大小的一個物理量，用字母R表示。

電阻的單位為歐姆(

)。1k

=103

；1M

=106

電阻器是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的元件，簡稱電阻（R）

常見的電阻器任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路三、歐姆定律1.部分電路歐姆定律I=UR或U=RI

伏安特性曲線任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路電壓源電流源電壓源模型

恒壓源模型電流源模型

恒流源模型任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

四、焦耳定律

當電流通過導體（或用電器）時，由于電阻的存在，會產(chǎn)生熱量，稱為電流的熱效應。

焦耳定律：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q與電流I的平方，導體的電阻R以及通過的時間t成正比。其表達式為：Q=I2Rt

式中：Q—電能，單位為焦耳（J）。

任務二簡單電路單元二直流電路例2-2-4

某導體的電阻值為2歐姆，當1A電流流過該導體時，5分鐘所產(chǎn)生熱量為多少？

解：Q=I2Rt=12×2×5×60=600J

因此該導體5分鐘所產(chǎn)生的熱量為600J。任務二簡單電路單元二直流電路

五、電阻的連接（一）電阻的串聯(lián)

幾個電阻首尾相接，引出兩接線端，中間無分支，稱這幾個電阻串聯(lián)。

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

五、電阻的連接（一）電阻的串聯(lián)

汽車鼓風機電路任務二簡單電路單元二直流電路

五、電阻的連接（二）電阻的并聯(lián)

幾個電阻的首、尾分別連接在相同兩點之間所構成的電路稱為并聯(lián)電路。

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

任務二簡單電路單元二直流電路

五、電阻的連接（三）電阻的混聯(lián)例2-2-5如圖所示，電路中電源電動勢E=12V，電阻R1=10Ω，R2=R3=20Ω，求電路的等效電阻R總，電路總電流I以及各電阻上的電流及電壓的值。

任務三復雜電路單元二直流電路一、電路的相關術語1.支路：電路中不含分支的電路。2.節(jié)點：電路中三條或三條以上支路聚合到一起的交點。3.回路：電路中由支路組成的閉合路徑稱為回路。4.網(wǎng)孔：回路中不含支路的回路，稱為網(wǎng)孔。

任務三復雜電路單元二直流電路二、基爾霍夫定律（一）基爾霍夫電流定律

對于電路的任一節(jié)點，在任一時刻，流入該節(jié)點電流的總和等于流出該節(jié)點的電流總和。節(jié)點電流方程為：∑I入=∑I出

也可以寫成：∑I=0

任務三復雜電路單元二直流電路

例2-3-1

如圖所示，列出節(jié)點A的KCL方程式。解：流入節(jié)點A的電流有I2

和I5，流出節(jié)點A的電流有I1、I3和I4，則節(jié)點A的KCL方程式為：I2+I5=I1+I3+I4任務三復雜電路單元二直流電路二、基爾霍夫定律（一）基爾霍夫電流定律

注意：

KCL不僅適用于節(jié)點，也適用于任何假想的封閉面，即流入任一封閉面的電流總和與流出該曲面的電流總和相等。

任務三復雜電路單元二直流電路

例2-3-2

如圖所示，已知I1=5A,I2=-2A,求I3為多大？解：I1和I2均流入封閉面，I3流出封閉面，則KCL方程式為：

I1+I2=I3I3=5+（-2）=3A任務三復雜電路單元二直流電路二、基爾霍夫定律（二）基爾霍夫電壓定律

基爾霍夫電壓定律（KVL）：電路中任一回路，在任一時刻，組成該回路的各支路的電壓代數(shù)和為零?；芈冯妷悍匠淌剑?/p>

∑U=0

任務三復雜電路單元二直流電路二、基爾霍夫定律（二）基爾霍夫電壓定律

如圖所示，回路ABCDA的回路電壓方程式為：-US1+U1+U2-U3+US2-U4=0

對于電阻電路來說，任一時刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動勢的代數(shù)和，即

IR

E

任務三復雜電路單元二直流電路二、基爾霍夫定律（二）基爾霍夫電壓定律利用

IR

E列方程式的步驟：（1）標出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(順時針或逆時針)。（2）電阻元件的端電壓為±RI，當電流I的參考方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號；反之，選取“-”號。電源電動勢為

E，當電源電動勢的標定方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號，反之應選取“

”號。（3）列出

IR

E方程式。

任務三復雜電路單元二直流電路

例2-3-3

如圖所示，分別列出回路ABCDA、AEFDA以及EBCFE的KVL方程式。解：假設回路繞行方向均為順時針，電流的參考方向和電動勢的標定方向如圖所示則回路ABCDA：I1R1+I3R3=E1回路AEFDA：I1R1-I2R2=E1-E2回路EBCFE：I2R2+I3R3=E2任務四電容器單元二直流電路一、電容器與電容1.電容器：兩個彼此靠近又相互絕緣的導體。

電容器是儲存和容納電荷的裝置，也是儲存電場能量的裝置。

任務四電容器單元二直流電路

任務四電容器單元二直流電路

任務四電容器單元二直流電路二、電容器的充電和放電1.電容器的充電

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