汽車(chē)電氣與電子系統(tǒng)之電的基本知概述

1、第章電的基本知,2,4,.概述,.電的基本概念,.電源的聯(lián)接,.電阻的聯(lián)接,.電容器,下一頁(yè),返回,第一章 國(guó)際貿(mào)易概述,7,9,.電功率,.電路的基本定律和原理,.戴維南定理,.惠斯登電橋,.電磁理論,上一頁(yè),返回,第一章 國(guó)際貿(mào)易概述,12,.電磁干擾的抑制,.電氣與電子技術(shù)的新發(fā)展,.小結(jié),上一頁(yè),返回,.概述,電學(xué)是一門(mén)研究電的自然規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。電能不但在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科學(xué)技術(shù)等方面廣泛應(yīng)用，而且在人們的日常生活中應(yīng)用也日趨廣泛。掌握電路的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，就能更好地運(yùn)用電能和對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行分析、診斷、排除、處理。當(dāng)今汽車(chē)中使用的電氣系統(tǒng)是非常復(fù)雜的（如

2、圖所示），出現(xiàn)的故障也是多種多樣的。然而，應(yīng)用電路的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理就可以簡(jiǎn)化并診斷電氣故障問(wèn)題。在本章，將學(xué)習(xí)電路的基本知識(shí)和基本原理，由于磁和電是緊密聯(lián)系的，本章也介紹電磁感應(yīng)的原理。,返回,.電的基本概念,.電場(chǎng) 兩個(gè)物體間的相互作用，有兩種情況：一種是由于直接接觸而產(chǎn)生，另一種是通過(guò)別的物質(zhì)做媒介產(chǎn)生，二者必居其一。兩個(gè)電荷發(fā)生相互作用時(shí)，并沒(méi)有直接接觸，因此，它們間的相互作用一定是通過(guò)別的物質(zhì)做媒介而發(fā)生的，這個(gè)特殊物質(zhì)就是電場(chǎng)。電荷和它周?chē)碾妶?chǎng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體。電荷的周?chē)嬖谥妶?chǎng)。靜止電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)，叫做靜電場(chǎng)。電場(chǎng)具有兩種重要特點(diǎn)： （）位于電場(chǎng)中的任何帶電體都會(huì)受到電場(chǎng)

3、的作用力。 （）帶電體在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)要做功，這表明電場(chǎng)具有能量。 .電流,下一頁(yè),返回,.電的基本概念,水往一定方向流動(dòng)，稱(chēng)為水流。同理，電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)就形成電流。電流強(qiáng)度是衡量電流大小的物理量，電流的大小取決于一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量的多少，并規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鲝?qiáng)度的方向。 直流電，指大小和方向不隨時(shí)間而變的電流，例如，干電池、蓄電池和直流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電流。 交流電，指大小和方向都隨著時(shí)間變化的電流，例如，交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流是交流電。 電流強(qiáng)度的單位是安培，簡(jiǎn)稱(chēng)“安”，常用“”表示。對(duì)于較小電流稱(chēng)為“毫安”，常用“”表示。電流強(qiáng)度有時(shí)又簡(jiǎn)稱(chēng)為電流

4、。 .電壓,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,電壓是正電荷和負(fù)電荷間的吸引力，當(dāng)電路中某點(diǎn)有大量的電子而電路的另一點(diǎn)缺少電子時(shí)，造成了一個(gè)電動(dòng)勢(shì)差。在汽車(chē)中，蓄電池或發(fā)電機(jī)用于產(chǎn)生電壓。電壓的高低用伏特?cái)?shù)表示。如果一個(gè)伏特計(jì)跨接汽車(chē)蓄電池終端，它可指示出.，這實(shí)際指示有.的電位差，在兩個(gè)蓄電池終端間有.電壓。 在圖中，點(diǎn)到點(diǎn)間以及點(diǎn)和點(diǎn)間的電壓電位是.，點(diǎn)和點(diǎn)間電位差是，并且伏特計(jì)指示。從常識(shí)可知，水管里水流的形成，如果只有水是不行的，還必須有水位的不同或水壓的作用。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,同樣原理，導(dǎo)體里電流的形成只靠導(dǎo)體中的自 由電子是不行的，還必須有電位的不同或電的壓

5、力（即電場(chǎng)力）的作用。這實(shí)際上是電場(chǎng)力推 動(dòng)電荷定向運(yùn)動(dòng)，克服導(dǎo)體或負(fù)載的阻力而做的功，衡量電場(chǎng)力做功的物理量是電位和電壓。 （）電位電路中某點(diǎn)的電位是指電場(chǎng)力將單位正電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）所做的功。如圖所示電位的高低與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，電路中電位參考點(diǎn)選擇不同，各點(diǎn)電位的數(shù)值也將不同，正如我們測(cè)量山的高度一樣。選擇基準(zhǔn)點(diǎn)不同，各點(diǎn)電位的數(shù)值也將不同，電位的參考點(diǎn)就是假定電位為零的一點(diǎn)，它是可以任意選擇的，在電學(xué)里常以電氣設(shè)備外殼作為零電位的點(diǎn)，電位的概念很重要，在分析電子電路時(shí)要經(jīng)常用到。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,（）電壓促使物體內(nèi)自由電子定向流動(dòng)的作用力，稱(chēng)為電壓

6、。電路中某兩點(diǎn)間的電壓，就是某兩點(diǎn)間的電位差。它實(shí)際上是電場(chǎng)力將單位正電荷從某點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功。電壓的單位是“伏特”，常用字母“” 表示。的電壓可使電阻為的導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流。電壓的方向規(guī)定為電位降低的方向，即從高電位指向低電位點(diǎn)，因?yàn)殡妷菏请娢恢?，所以電路中某兩點(diǎn)間的電壓大小，只跟該兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。為使電路中有持續(xù)不斷的電流通過(guò)，就必須在它的兩端保持一定的電壓。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,.電源 能夠使電路中持續(xù)電流不斷通過(guò)，需要有干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等來(lái)提供電能，我們把化學(xué)能、機(jī)械能等非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，稱(chēng)為電源。 如圖所示是一個(gè)簡(jiǎn)化了的電源示

7、意圖，虛線(xiàn)內(nèi)是電源，是電源的正極，是電源的負(fù)極，是用電電器。電源外部的電路叫做外電路，電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,.電動(dòng)勢(shì) 電動(dòng)勢(shì)是指在電源內(nèi)部產(chǎn)生推動(dòng)電子流動(dòng)的力量，常用字母表示，電場(chǎng)力從電源的正極將正電荷通過(guò)負(fù)載移到電源的負(fù)極，這樣正極的正電荷就會(huì)不斷地和負(fù)極上負(fù)電荷中和，使電場(chǎng)減弱以至消失，但由于電路中電源的作用，又把正電荷從負(fù)極搬到了正極，保持了電源正、負(fù)極之間的電位差（電壓） 即保持了電場(chǎng)在電路中的作用。那么，電源內(nèi)部是靠什么力把正電荷從負(fù)極移向正極的呢？因?yàn)檎姾赡嬷妶?chǎng)方向移送的，顯然不可能是電場(chǎng)力，因此我們把這種力叫做非靜電力，不同電源的非

8、靜電力來(lái)源是不同的，如干電池、蓄電池的非靜電力來(lái)自化學(xué)作用，發(fā)電機(jī)的非靜電力來(lái)自電磁作用。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,在具體電路中，電動(dòng)勢(shì)的作用是把已從電源的正極經(jīng)燈泡移動(dòng)到電源負(fù)極（電場(chǎng)力的作用） 的正電荷，從電源的負(fù)極經(jīng)電源的內(nèi)部移動(dòng)到電源的正極去以保持電源兩端的電壓，使電路有連續(xù)不斷的電流流通，如水路中的水泵把水從低處不斷送到高處，以保水壓，使水流不斷。電動(dòng)勢(shì)是電源力移動(dòng)單位正電荷所做的功，其作用方向與電場(chǎng)力相反，所以電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為沿電源內(nèi)部從低電位點(diǎn)（負(fù)極）指向高電位點(diǎn)（正極），即表示電位升高的方向。 在圖所示電路中，開(kāi)關(guān)接通時(shí)整個(gè)電路的物理過(guò)程是：,上一頁(yè),下一頁(yè),返

9、回,.電的基本概念,在電源內(nèi)部（內(nèi)電路）電源力克服電場(chǎng)力把正電荷從低電位的負(fù)極推到高電位的正極而做功，即把非電能轉(zhuǎn)換為電能，在電源外部（外電路）電場(chǎng)力克服負(fù)載（這里指燈泡） 的阻力把正電荷從高電位移動(dòng)到低電位而做功，即把電能轉(zhuǎn)換為非電能（這里指光能和熱能）。只有當(dāng)電路中有電流流動(dòng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)能量的傳輸和轉(zhuǎn)換。 .電阻 導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用的能力稱(chēng)為電阻，任何導(dǎo)體都有電阻，電阻用表示。電阻的單位為歐姆，用表示，導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)、幾何尺寸和導(dǎo)體的溫度等因素。在金屬材料中銅和鋁的電阻率較小，是最好的導(dǎo)電材料，應(yīng)用廣泛；,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電的基本概念,而絕緣體材料中的云母、電木

10、、絕緣紙、橡膠、塑料、瓷等電阻率最大，應(yīng)用于絕緣電的材料。導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積成反比。利用不同電阻率材料制成不同規(guī)格的電阻器，利用電阻器可以調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓。 一個(gè)完整的電路由如下部分組成： 電源； 負(fù)載； 控制開(kāi)關(guān)； 連接導(dǎo)線(xiàn)。電路中的任何工作設(shè)備都有電阻，例如燈泡、電動(dòng)機(jī)、繼電器、線(xiàn)圈或其他負(fù)載元件等。 在電路中可能存在不必要的電阻，這可能存在于被腐蝕的連線(xiàn)或斷開(kāi)的導(dǎo)體中。不必要的電阻會(huì)造成負(fù)載元件運(yùn)行效率降低或者根本不能工作。 電阻對(duì)電路的影響有： 當(dāng)電流經(jīng)過(guò)電阻時(shí)電壓始終降低； 電阻的增加造成電流的降低； 所有電阻在某種程度上將電能轉(zhuǎn)換成熱能。,上一頁(yè),返回,.

11、電源的聯(lián)接,在實(shí)際工作中，單個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和額定電流有時(shí)不能滿(mǎn)足工作需要，這時(shí)，可將單個(gè)電池連接起來(lái)，得到不同的效果，連接的方法有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種方法。 .電源的串聯(lián) 將甲電池的正極接到乙電池的負(fù)極，將乙電池的正極接丙電池的負(fù)極，依此類(lèi)推將幾個(gè)電池的異極聯(lián)接起來(lái)，最后兩端各留一極，這就是電源的串聯(lián)。電池串聯(lián)后總電動(dòng)勢(shì)（或電壓） 等于各單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)（或電壓）的總和。如圖所示。,下一頁(yè),返回,.電源的聯(lián)接,如要想獲得較高電壓時(shí)，可將幾只電池串聯(lián)成一電池組，不過(guò)有一個(gè)前提條件，那就是串聯(lián)的每個(gè)電池的電壓必須是相等的，例如和，要么全是、要么全是，不能是一個(gè)是、一個(gè)是混合。電源串聯(lián)后，電壓會(huì)增高

12、。 .電源的并聯(lián) 若把幾個(gè)電池的正極與正極相接、負(fù)極與負(fù)極相接，這種同極聯(lián)接的方法，稱(chēng)為電源的并聯(lián)。如圖所示。 電池并聯(lián)后，電動(dòng)勢(shì)或電壓不變，即總電動(dòng)勢(shì)或電壓等于各單個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)或電壓，總電流等于各單個(gè)電池供給電流之和，因此，如需要較大電流時(shí)，可將幾個(gè)單電池并聯(lián)起來(lái)以獲得較大的電流。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電源的聯(lián)接,但應(yīng)注意兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)不同時(shí)，不能進(jìn)行并聯(lián)，如的電池不能和的電池并聯(lián)，否則在兩個(gè)電源之間構(gòu)成的回路中將會(huì)產(chǎn)生很大的電流，使電源設(shè)備損壞。 .電源的混聯(lián) 將幾只電池串聯(lián)起來(lái)成為一組，然后再將幾個(gè)同樣的串聯(lián)電池組并聯(lián)起來(lái)，這樣的聯(lián)接方法叫做混聯(lián)。電池混聯(lián)適用于負(fù)載的工作電壓和電

13、流都超過(guò)了單個(gè)電池的額定值的情況，電池混聯(lián)后總電動(dòng)勢(shì)加大了，總額定電流也加大了?；旌下?lián)接如圖所示。,上一頁(yè),返回,.電阻的聯(lián)接,.電阻的串聯(lián) 把幾個(gè)電阻首尾依次成串的聯(lián)接起來(lái)，中間沒(méi)有分岔，使電流只有一個(gè)通路，這樣的聯(lián)接方法叫做電阻的串聯(lián)，如圖所示。 電阻串聯(lián)后，有如下特征： （）在串聯(lián)電路中流過(guò)各電阻的電流相同； （）在串聯(lián)電路中總電壓等于各部分的電壓之和； （）總電阻增大，總電阻等于各個(gè)電阻之和； （）串聯(lián)電阻可以用一個(gè)等效電阻來(lái)代替，等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和。,下一頁(yè),返回,.電阻的聯(lián)接,電阻串聯(lián)的應(yīng)用較為廣泛，例如兩盞相同的的燈泡可以串聯(lián)起來(lái)接到的電源上使用，當(dāng)負(fù)載的額定電壓低于電源

14、電壓時(shí)，可以串聯(lián)一個(gè)電阻，降低一部分電壓，以滿(mǎn)足負(fù)載接入電源使用的需要，在必要時(shí)可以利用串聯(lián)電阻的方法調(diào)節(jié)或限制電路中的電流。 另外在電工測(cè)量中還廣泛使用串聯(lián)電阻的方法來(lái)擴(kuò)大電表的電壓量程。 .電阻的并聯(lián) 將幾個(gè)電阻的首端和尾端分別連接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間使電流有幾個(gè)通路，每個(gè)電阻承受同一個(gè)電壓，這樣的聯(lián)接方法叫電阻的并聯(lián)。如圖所示。電阻并聯(lián)后，有如下特征： （）總電阻減小，總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻倒數(shù)的總和； （）幾個(gè)電阻并聯(lián)，各電阻兩端所承受的電壓相同；,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電阻的聯(lián)接,（）并聯(lián)電路中的總電流等于各支路電流之和。 負(fù)載一般都有一定的額定電壓，當(dāng)負(fù)載并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，它們處于同一電壓

15、之下，任何負(fù)載的工作情況不受其他負(fù)載的影響，這是負(fù)載并聯(lián)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。 .電阻的混聯(lián) 電路中的電阻除了串聯(lián)和并聯(lián)外，有時(shí)還出現(xiàn)有串聯(lián)又有并聯(lián)的情況，這叫做電阻的混聯(lián)，如圖所示。 圖中與是串聯(lián)的，串聯(lián)后又與并聯(lián)，最后再與串聯(lián)，在計(jì)算混聯(lián)電路的總電阻時(shí)，可以采用電阻逐步合并的辦法，可以先計(jì)算和的串聯(lián)電阻，然后再與并聯(lián)計(jì)算，最后將求得的并聯(lián)電阻與串聯(lián)，計(jì)算出該電路的總電阻。,上一頁(yè),返回,.電容器,任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線(xiàn)） 就構(gòu)成一個(gè)電容器。電容器是一種儲(chǔ)存電荷和電能的器件。電容（或電容量）指的是在給定電壓下儲(chǔ)存的電荷量，記為，國(guó)際單位是法拉（）。工程技術(shù)上還用微法（）、納法（

16、） 和皮法（） 等單位。法拉（）微法（）納法（）皮法（）。電容器有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)為電容，在電路中用字母表示。 在實(shí)際使用電容器時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到電容器的電容不夠或耐壓能力不夠的問(wèn)題，這就需要把幾個(gè)電容器連接起來(lái)使用。電容器的耐壓能力是指電容器正常工作時(shí)承受電壓的能力。一般來(lái)講，電容器的擊穿電壓高，它的耐壓能力也就大。電容器連接的基本方法有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。,下一頁(yè),返回,.電容器,.電容器的串聯(lián) 把幾個(gè)電容器的電極首尾相接，連成一串，這就是電容器的串聯(lián)。圖所示是電容分別為、的三個(gè)電容器的串聯(lián)。 當(dāng)電路兩端加電壓后，電容兩極板帶的電量分別為和，由于靜電感應(yīng)，中間各極板所帶的電量也等于或，所以串聯(lián)時(shí)每個(gè)電容器帶

17、的電量都是。如果各個(gè)電容器的電壓分別為、，就有,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電容器,由于總電壓等于各個(gè)電容器上的電壓之和，所以， 設(shè)串聯(lián)電容器的總電容為，則/，所以， 這就是說(shuō)，串聯(lián)電容器的總電容的倒數(shù)等于各個(gè)電容器的電容的倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)之后，相當(dāng)于增大了兩極的距離，因此總電容小于每個(gè)電容器的電容。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電容器,.電容器的并聯(lián) 把幾個(gè)電容器的正極、負(fù)極分別連在一起，這就是電容器的并聯(lián)。圖是電容分別為、的三個(gè)電容器的并聯(lián)。 當(dāng)電路兩端加電壓后，電容兩極板帶的電量分別為和，由于靜電感應(yīng)，中間各極板所帶的電量也等于或，所以串聯(lián)時(shí)每個(gè)電容器帶的電量都是。如果各個(gè)電容器的電壓分別為

18、、，就有,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電容器,由于總電壓等于各個(gè)電容器上的電壓之和，所以， 設(shè)串聯(lián)電容器的總電容為，則/，所以， 這就是說(shuō)，串聯(lián)電容器的總電容的倒數(shù)等于各個(gè)電容器的電容的倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)之后，相當(dāng)于增大了兩極的距離，因此總電容小于每個(gè)電容器的電容。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電容器,這就是說(shuō)，串聯(lián)電容器的總電容的倒數(shù)等于各個(gè)電容器的電容的倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)之后，相當(dāng)于增大了兩極的距離，因此總電容小于每個(gè)電容器的電容。 把并聯(lián)好的電容器接到電動(dòng)勢(shì)為的電源上，每個(gè)電容器的電壓都是。如果各個(gè)電容器所帶的電量分別為、，那么，。由于電容器組儲(chǔ)存的總電量等于各個(gè)電容器所帶電量之和，所以，,

19、上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電容器,設(shè)并聯(lián)電容器的總電容為，則，所以， 這就是說(shuō)，并聯(lián)電容器的總電容等于各個(gè)電容器的電容之和。電容器并聯(lián)之后，相當(dāng)于增大了兩極的面積，因此總電容大于每個(gè)電容器的電容。 可以看出，電容器串聯(lián)后，電容減小了，但耐壓能力提高了，所以要承受較高的電壓時(shí)，可以把電容器串聯(lián)起來(lái)；電容器并聯(lián)后，電容增大了，耐壓能力沒(méi)有提高，所以在需要大電容時(shí)，可以把電容器并聯(lián)起來(lái)。,上一頁(yè),返回,.電功率,電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)器工作，電流通過(guò)電爐產(chǎn)生大量的熱，電流通過(guò)電燈使它發(fā)光等例子，都說(shuō)明了電流做了功。在單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。,返回,.電路的基本定律和原理,.歐姆定律 歐姆定律分

20、為兩個(gè)部分：部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律。 .部分電路歐姆定律 如圖所示表示部分電路，圖中是部分電路的電阻。對(duì)于一段通電電路，流過(guò)其中的電流與這段電路兩端的電壓成正比，而與這段電路的電阻成反比，這個(gè)關(guān)系叫做歐姆定律。 用公式表示為：/， 式中：電流；電壓；電阻。,下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,當(dāng)已知電壓和電阻時(shí)，應(yīng)用上式可求出電流。如將上式加以適當(dāng)變化還可得，它表示電流流過(guò)電阻時(shí)所產(chǎn)生的電位降低稱(chēng)為電阻壓降，已知電流和電阻時(shí)，應(yīng)用該式可求出電壓；而當(dāng)已知電壓和電流時(shí)又可以從求出電阻。部分電路的歐姆定律，反映了部分電路中電壓、電流和電阻的相互關(guān)系，它是分析和計(jì)算部分電路的主要依據(jù)。

21、.全電路的歐姆定律 如圖所示是一全電路圖，它由負(fù)載、電源、導(dǎo)線(xiàn)組成，當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電流流過(guò)電阻，在外電路負(fù)載電阻上的電阻壓降為，在閉合電路中電位的升高應(yīng)該等于電位的降低，即電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該等于所有電壓降之和。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,全電路歐姆定律可表述為：在閉合電路中，電流量值等于該電路中的電動(dòng)勢(shì)除以整個(gè)電路的總電阻。也就是說(shuō)，在閉合回路中，電流的大小與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，而與整個(gè)電路的電阻成反比。即 中：內(nèi)阻壓降；路端電壓。 令，則,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,該式表明電源兩端的電壓，要隨電流的增大而下降，這是由于電源內(nèi)阻壓降所造成的，因?yàn)殡娏饔?，電源?nèi)

22、阻壓降也越大，所以電源兩端輸出的電壓就越低。電源都有內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，電源輸出電壓隨電流的變化也越大。 .基爾霍夫定律 電路是由元件相互連接而成的，當(dāng)電路只有一個(gè)電源且電路元件僅有串、并聯(lián)關(guān)系時(shí)，電路的電流電壓的計(jì)算可以根據(jù)歐姆定律求出。而在電子或電力線(xiàn)路中，常常會(huì)遇到含有兩個(gè)以上電源組成的多回路電路，它們不能運(yùn)用電阻串、并聯(lián)的計(jì)算方法將電路化簡(jiǎn)為無(wú)分支的單回路電路，這種電路較為復(fù)雜，只有用基爾霍夫定律從電路連接方面闡明電路的電流、電壓應(yīng)遵循的約束關(guān)系，它是分析復(fù)雜電路的基本依據(jù)之一。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,基爾霍夫定律包括節(jié)點(diǎn)電流定律和回路電壓定律，它與元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)，

23、適用于分析任何集中參數(shù)的電路?；鶢柣舴螂娏鞫擅枋鲭娐分懈麟娏髦g的關(guān)系，基爾霍夫定律是求解線(xiàn)性電路的基本定律。 .基爾霍夫第一定律節(jié)點(diǎn)電流定律（） 基爾霍夫電流定律確定了電路節(jié)點(diǎn)處各支路電流的關(guān)系。定律可表述為：在任一時(shí)刻，對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)電流之和，或指匯集任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)和等于零。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：入出，或。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,如圖所示，支路是指電路中的每一個(gè)二端元件，也可定義為電路中每一個(gè)電流的通路。節(jié)點(diǎn)是指電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)?；芈肥侵鸽娐分械娜魏我粋€(gè)閉合路徑。網(wǎng)孔是指無(wú)分支的回路，又叫獨(dú)立回路。 定律

24、的基本原理來(lái)自于電流的連續(xù)性，即電路中任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻均不能堆積電荷，因此節(jié)點(diǎn)處流入的電流必然等于流出的電流，該定律可以推廣應(yīng)用于任意假定的封閉面。其解題步驟為： （）列出方程，首先假定未知電流的參考方向。 （）列出方程時(shí)，通常規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)。 （）對(duì)于廣義節(jié)點(diǎn)，流進(jìn)封閉面的電流應(yīng)等于從封閉面流出的電流。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電路的基本定律和原理,基爾霍夫定律解題要點(diǎn)： （）基爾霍夫定律適用于任何集中參數(shù)電路，與電路元件性質(zhì)無(wú)關(guān)。 （）列出方程時(shí)，支路電流的參考方向可任意選定，但只有個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程是獨(dú)立的，如用方程，流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的電流取正號(hào)，流出節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)

25、。 （）列出方程時(shí)，一般選網(wǎng)孔作為獨(dú)立回路，但只有個(gè)獨(dú)立回路方程，如果用列出回路電壓方程，則回路內(nèi)的所有元件（包括電壓源） 全部用電壓降表示，電壓降與回路繞行方向相同者，取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。 列出方程可推導(dǎo)不閉合回路兩端點(diǎn)間的電壓。,上一頁(yè),返回,.戴維南定理,戴維南定理是一個(gè)等效變換的定理，可表述為：任何一個(gè)線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路而言，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻串聯(lián)的組合來(lái)等效代替，其等效電壓源的電壓等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，其等效電源的內(nèi)阻，等于該二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源置零值時(shí)從端口看進(jìn)去的入端等效電阻。如圖所示電路，當(dāng)只需求電路通過(guò)電阻的電流時(shí)，則可將圖中虛線(xiàn)框中的電路等效為一個(gè)電壓

26、源與一個(gè)電阻相串聯(lián)的支路，如圖所示。這個(gè)電壓源與電阻相串聯(lián)的支路稱(chēng)為戴維南等值電路。,下一頁(yè),返回,.戴維南定理,應(yīng)用戴維南定理解題的步驟： （）把復(fù)雜電路分成有源二端網(wǎng)絡(luò)和待求支路兩部分，并把待求支路斷開(kāi)，求出有源二端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓 （的方向與有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路時(shí)的端電壓極性一致）。 （）將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的所有電源置零（電壓源用短線(xiàn)代替，電流源開(kāi)路，然后求出二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻）。 （）畫(huà)出由與電阻相串聯(lián)支路的等效電路，并在等效電路兩端接入待求支路 （的方向與有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路時(shí)的端電壓極性一致，求出待求量）。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.戴維南定理,對(duì)于比較復(fù)雜的電路（如圖所示），有時(shí)只要求計(jì)算某

27、一個(gè)支路，如的電流或功率，可將該支路以外的所有電路（不論含有幾個(gè)電源） 看成一個(gè)含有電源的具有兩個(gè)輸出端的網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為有源二端網(wǎng)絡(luò)。有源二端網(wǎng)絡(luò)能夠簡(jiǎn)化為一個(gè)理想電壓源和一個(gè)內(nèi)阻相串聯(lián)，則復(fù)雜電路就變換成一個(gè)等效電壓源和待求支路相串聯(lián)的簡(jiǎn)單電路。 任何線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)理想電壓源和內(nèi)阻相串聯(lián)的等效電源來(lái)代替。等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于待求支路斷開(kāi)時(shí)該網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，內(nèi)阻則等于二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源取零后，、兩端點(diǎn)之間的等效電阻，這就是戴維南原理。于是待求支路的電流為,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.戴維南定理,因此，應(yīng)用戴維南定理的關(guān)鍵是先求出等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，可用歐姆定律或基爾霍夫電壓定律求出

28、，可用串并聯(lián)的等效方法求出，對(duì)復(fù)雜的有源二端網(wǎng)絡(luò)，其等效電壓源的和可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出。,上一頁(yè),返回,.惠斯登電橋,電橋電路是電學(xué)中一種最常見(jiàn)的電路連接方式，這種電路的特點(diǎn)是把四個(gè)電子元件，如電阻元件、電容元件、電感元件、非線(xiàn)性元件，簡(jiǎn)稱(chēng)“橋臂”，連接成四邊形，在它的一條對(duì)角線(xiàn)、上連接電源，而在另一條對(duì)角線(xiàn)、上接檢測(cè)器，用來(lái)比較、兩點(diǎn)電動(dòng)勢(shì)是否相同，所謂“橋”指的是、兩點(diǎn)之間的電流通路。電橋按所接的電源分為直流電橋和交流電橋，直流電橋的四個(gè)橋臂都是純電阻元件?；菟沟请姌蚴堑湫偷闹绷麟姌颍缭谀昃陀腥颂岢龌镜碾姌蛟?，英國(guó)人惠斯登利用其原理來(lái)精確地測(cè)量電阻，因此而得名?；菟沟请姌虻脑砣鐖D所示

29、。標(biāo)準(zhǔn)電阻、和待測(cè)電阻連成四邊形，每一條邊稱(chēng)為電橋的一個(gè)臂，在對(duì)角和之間接電源，在對(duì)角和之間接檢測(cè)計(jì)。,下一頁(yè),返回,.惠斯登電橋,因此電橋由個(gè)臂、電源和檢流計(jì)三部分組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)和接通后，各條支路中均有電流通過(guò)，檢流計(jì)支路起了溝通和兩條支路的作用，好像一座“橋” 一樣，故稱(chēng)為“電橋”。適當(dāng)調(diào)節(jié)、和的大小，可以使橋上沒(méi)有電流通過(guò)，即通過(guò)檢流計(jì)的電流 ，這時(shí)，、兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。電橋的這種狀態(tài)稱(chēng)為平衡狀態(tài)。這時(shí)，、之間的電勢(shì)差等于、之間的電勢(shì)差，、之間的電勢(shì)差等于、之間的電勢(shì)差，設(shè)支路和支路中的電流分別為和，由歐姆定律得，兩式相除，得,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.惠斯登電橋,（）式稱(chēng)為電橋的平衡條件 由

30、（）式得： 即待測(cè)電阻等于與的乘積，通常將稱(chēng)為比率臂，將稱(chēng)為比較臂。汽車(chē)系統(tǒng)熱線(xiàn)式空氣流量計(jì)就是采用惠斯登電橋來(lái)精確地測(cè)量空氣流量，其結(jié)構(gòu)在進(jìn)氣主道內(nèi)有一個(gè)小管，小管中架有一根極細(xì)的鉑絲（直徑約為.）。鉑絲被電流加熱至左右，故稱(chēng)為熱線(xiàn)。在熱線(xiàn)式空氣流量計(jì)電路中，熱線(xiàn)是惠斯登橋形成電路的一部分，功率放大器控制供給電橋個(gè)臂的電流，使電橋保持平衡。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.惠斯登電橋,當(dāng)空氣通過(guò)流量計(jì)時(shí)，進(jìn)入小管的氣流流過(guò)熱線(xiàn)周?chē)蛊淅鋮s，溫度下降，電阻隨之減小，熱線(xiàn)電阻的減小使電橋失去平衡，此時(shí)放大器會(huì)自動(dòng)增加供給熱線(xiàn)的電流，使熱線(xiàn)恢復(fù)原來(lái)的溫度和電阻值，直至電橋恢復(fù)平衡，放大器所增加的電流大小

31、取決于熱線(xiàn)被冷卻的程度，即取決于通過(guò)流量計(jì)的空氣流速（流速快進(jìn)氣量大，冷卻溫度低，增加電流量大；反之，流速慢進(jìn)氣量小，冷卻溫度不低，增加電流量不大） 由于電流的增加，精確電阻的電壓降也增加，這就將電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，這一信號(hào)輸入電腦用來(lái)指示通過(guò)流量計(jì)的空氣量。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.惠斯登電橋,由于進(jìn)氣溫度的變化也會(huì)使熱線(xiàn)的溫度發(fā)生變化，影響進(jìn)氣量的測(cè)量精度，因此在靠近熱線(xiàn)的地方另外裝有一根溫度補(bǔ)償電阻絲 （也稱(chēng)冷線(xiàn)） 其電阻也隨著進(jìn)氣溫度的不同而發(fā)生變化，起到一個(gè)參照標(biāo)準(zhǔn)的作用，使進(jìn)氣溫度的變化不至于影響進(jìn)氣量的測(cè)量精度。在工作中，放大器使熱線(xiàn)溫度始終高于冷線(xiàn)溫度。,上一頁(yè),返回,

32、.電磁理論,電可以生磁，磁也可以生電。在汽車(chē)中用磁發(fā)電來(lái)運(yùn)行電氣系統(tǒng)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)利用磁力運(yùn)轉(zhuǎn)，使得起動(dòng)機(jī)工作和為不同的作業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)等電的動(dòng)力。磁鐵可以吸引鐵、鋼等材料，汽車(chē)上使用兩種類(lèi)型的磁鐵：永久磁鐵和電磁鐵。永久磁鐵是一種不需要任何力和動(dòng)力來(lái)維持其磁場(chǎng)的磁鐵。電磁鐵則依賴(lài)于電流來(lái)產(chǎn)生，并維持其電磁場(chǎng)。 發(fā)電機(jī)利用磁感應(yīng)原理發(fā)電，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)切割磁力線(xiàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，如圖所示。,下一頁(yè),返回,.電磁理論,此時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)兩端之間建立電位差而感生電壓。感應(yīng)電壓只有當(dāng)磁場(chǎng)和導(dǎo)線(xiàn)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才存在。感應(yīng)電壓隨著磁力線(xiàn)切割導(dǎo)線(xiàn)的速度和被切割的導(dǎo)線(xiàn)數(shù)目之增加而增大。點(diǎn)火系統(tǒng)、起動(dòng)機(jī)、充電系統(tǒng)和繼電器等的工

33、作都是基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)一線(xiàn)圈通電或斷電時(shí)，線(xiàn)圈本身會(huì)產(chǎn)生自感應(yīng)電流，通電時(shí)產(chǎn)生的自感電流，方向與所加電流的方向相反；斷電時(shí)產(chǎn)生的自感應(yīng)電流，方向是與原有電流的方向相同。前者有減少線(xiàn)圈磁化的傾向，后者有維持線(xiàn)圈磁化的傾向，自感應(yīng)電流方向由楞次定律決定，其內(nèi)容是：一個(gè)感應(yīng)電流方向與產(chǎn)生它的磁場(chǎng)方向相反。,上一頁(yè),下一頁(yè),返回,.電磁理論,點(diǎn)火線(xiàn)圈是常見(jiàn)的感應(yīng)設(shè)備，隨著電流的增加，線(xiàn)圈將達(dá)到一個(gè)飽和點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)處磁場(chǎng)強(qiáng)度最終拉平，并且通過(guò)線(xiàn)圈的電流不再增加，代表著儲(chǔ)存的能量的磁力線(xiàn)在被應(yīng)用的電壓移走時(shí)將塌陷。當(dāng)磁力線(xiàn)塌陷時(shí)，磁場(chǎng)能以電能回到線(xiàn)路?；ジ杏糜邳c(diǎn)火線(xiàn)圈中，即主繞組在次繞組中創(chuàng)造了一個(gè)電

34、壓。如圖所示，當(dāng)一次繞組電流回路的通、斷，其磁場(chǎng)發(fā)生變化，二次繞組便產(chǎn)生高壓。 磁場(chǎng)傳感器用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車(chē)的行駛速度、車(chē)輪轉(zhuǎn)速等，這些傳感器主要是使用一塊永久磁鐵。旋轉(zhuǎn)速度取決于葉片和輪齒進(jìn)出磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)。隨著輪齒進(jìn)出磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度被改變，且感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，該信號(hào)被送往一個(gè)控制設(shè)備，并在那里得到解釋。感應(yīng)是在導(dǎo)體不接觸任何實(shí)體的情況下，在導(dǎo)線(xiàn)中產(chǎn)生電流的磁過(guò)程。,上一頁(yè),返回,.電磁干擾的抑制,電磁干擾（） 是每當(dāng)通、斷、切換電流時(shí)（由電磁作用） 產(chǎn)生的有害電磁。由于汽車(chē)制造廠著手在它們生產(chǎn)的汽車(chē)增加電子元件和系統(tǒng)的數(shù)量，因此電磁干擾（） 的問(wèn)題必須要抑制?，F(xiàn)代汽車(chē)上用的小功

35、率集成電路，對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)敏感。是由于導(dǎo)線(xiàn)中的電流通、斷而產(chǎn)生的，摩擦產(chǎn)生的靜電也會(huì)成為，摩擦靜電是由于輪胎與路面接觸，或風(fēng)扇傳動(dòng)帶與皮帶輪接觸而產(chǎn)生的。導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的假信號(hào)，使汽車(chē)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中斷。汽車(chē)的計(jì)算機(jī)與別的計(jì)算機(jī)、傳感器和執(zhí)行器等的通信，需要經(jīng)過(guò)線(xiàn)路傳送信息。眾多信號(hào)中若有一個(gè)信號(hào)中斷，附件便會(huì)失控，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)熄火?？捎靡韵路椒右砸种?。,下一頁(yè),返回,.電磁干擾的抑制,（）增加導(dǎo)線(xiàn)的電阻值，這是對(duì)待高壓系統(tǒng)的通常作法，例如點(diǎn)火系統(tǒng)的高壓線(xiàn)就是這樣的。 （）將電容器和扼流圈并聯(lián)接入電路。 （）用金屬或金屬?lài)娖岬乃芰蟻?lái)屏蔽導(dǎo)線(xiàn)或負(fù)載部件。 （）采用指定的搭鐵電路以減少搭鐵通路的數(shù)目，從而提

36、供電阻值極低、暢通的搭鐵通路。 （）向?qū)w增加一個(gè)電阻，用于高壓電系統(tǒng)，例如點(diǎn)火系統(tǒng)的次級(jí)電路。 （）與電路并聯(lián)一個(gè)電容器或串聯(lián)一個(gè)抗流線(xiàn)圈。 （）增加與元件并聯(lián)的鉗位二極管。 （）增加與元件串聯(lián)的隔離二極管。,上一頁(yè),返回,.電氣與電子技術(shù)的新發(fā)展,目前許多系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)的，計(jì)算機(jī)方面的數(shù)字部分在向著集成化和系統(tǒng)化不斷發(fā)展。建立車(chē)內(nèi)故障診斷和系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)，以保證滿(mǎn)足動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求，建立更優(yōu)的車(chē)上故障診斷（）系統(tǒng)是未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)?，F(xiàn)在出現(xiàn)了許多新型傳感器，在感應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輪胎方面，霍爾效應(yīng)傳感器取代了電感式傳感器。 公司生產(chǎn)的傳感器，它通過(guò)監(jiān)視機(jī)油中介電常數(shù)來(lái)測(cè)出機(jī)油量，當(dāng)機(jī)油中抗氧化添加劑耗盡時(shí)，介電常數(shù)增加，當(dāng)油品受污染時(shí)，介電常數(shù)也會(huì)增加，介電常數(shù)