《汽車電氣系統(tǒng)檢修》課程——第1章直流電路的分析與應(yīng)用（1）

1、第第1 1章章 直流電路的分析與應(yīng)用（直流電路的分析與應(yīng)用（1 1）電氣工程系電氣工程系 1 1.1 .1 電路的基本概念電路的基本概念1 1.1.1 .1.1 電路的組成及作用電路的組成及作用1 1.1.1.2 2 理想電路元件及電路模型理想電路元件及電路模型1.1.3 1.1.3 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)1 1. .2 2 電路的基本物理量電路的基本物理量1 1.2.1 .2.1 電流電流1 1.2.2 .2.2 電壓電壓1 1.2.3 .2.3 電位電位1.2.4 1.2.4 電功率電功率1.1 1.1 電路的基本概念電路的基本概念1）了解電路的組成及作用。）了解電路的組成及作用。2

2、）理解電路模型的概念，學(xué)會(huì)畫電路圖。）理解電路模型的概念，學(xué)會(huì)畫電路圖。3）熟悉電路的三種工作狀態(tài)。）熟悉電路的三種工作狀態(tài)。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.1.11.1.1 電路的組成及作用電路的組成及作用 “電電”在不同的環(huán)境表示不同的概念，有時(shí)指在不同的環(huán)境表示不同的概念，有時(shí)指電電流流，有時(shí)指，有時(shí)指電壓電壓，也有時(shí)指，也有時(shí)指電功率電功率。電路電路：指電流的流通路徑，是由一些電氣設(shè)備和元指電流的流通路徑，是由一些電氣設(shè)備和元 器件按一定方式連接而成的。器件按一定方式連接而成的。復(fù)雜的電路呈網(wǎng)狀，又稱復(fù)雜的電路呈網(wǎng)狀，又稱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)。電電源源中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)負(fù)負(fù)載載電源：電源：給電路提供電能

3、的設(shè)備給電路提供電能的設(shè)備 內(nèi)電路內(nèi)電路負(fù)載：負(fù)載：吸收電能或輸出信號(hào)的設(shè)備吸收電能或輸出信號(hào)的設(shè)備中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：引導(dǎo)引導(dǎo)、控制或測(cè)量作用的器件控制或測(cè)量作用的器件外電路外電路發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓升壓變壓器變壓器降壓降壓變壓器變壓器電燈電燈電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電爐電爐.輸電線輸電線電源電源負(fù)載負(fù)載中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)一類是用于實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換一類是用于實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。信號(hào)源：信號(hào)源：將語音將語音轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電信號(hào)電信號(hào)負(fù)載：接負(fù)載：接收、轉(zhuǎn)換收、轉(zhuǎn)換信號(hào)信號(hào)放大器放大器揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器話筒話筒中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)：信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、處理放大、處理另一類是用于信號(hào)的變換、傳遞和處理

4、。另一類是用于信號(hào)的變換、傳遞和處理。電路的作用電路的作用1.1.21.1.2 理想電路理想電路元件及電路模型元件及電路模型 為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將一般要將實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的實(shí)際電路模型化，用足以反映其電磁性質(zhì)的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的理想電路元件或其組合來模擬實(shí)際電路中的器件，構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。器件，構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。 理想電路元件主要有理想電路元件主要有電阻元件電阻元件、電感元件電感元件、電容元件電容元件和和電源元件電源元件等等。等等。理想電路元件理想電路元件：在一定的條件下，用來模擬實(shí)際

5、在一定的條件下，用來模擬實(shí)際 電路中電路中器件主要電磁性能的理想化的模型，器件主要電磁性能的理想化的模型， 簡稱為簡稱為電路元件電路元件。R+RoES+UI電池電池導(dǎo)線導(dǎo)線燈泡燈泡開關(guān)開關(guān)手電筒是手電筒是 由電池、燈由電池、燈 泡、開關(guān)和泡、開關(guān)和 筒體組成。筒體組成。 由理想電路元件組成的電路稱為由理想電路元件組成的電路稱為電路模型電路模型。用規(guī)定的電氣圖形符號(hào)表示電路元件及其連接后用規(guī)定的電氣圖形符號(hào)表示電路元件及其連接后畫成的圖稱為畫成的圖稱為電路原理圖電路原理圖，簡稱為，簡稱為電路圖電路圖。電路模型電路模型 下下表表中列出了中列出了國家頒布國家頒布的的電路圖中電路圖中常用的常用的部分部

6、分圖形符號(hào)。圖形符號(hào)。電路模型電路模型1.1.31.1.3 電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 也稱負(fù)載狀態(tài)也稱負(fù)載狀態(tài)。電源與負(fù)載形成通路，這時(shí)電源與負(fù)載形成通路，這時(shí)電路中有電流流過，整個(gè)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)電路中有電流流過，整個(gè)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。通路狀態(tài)通路狀態(tài)通路狀態(tài)通路狀態(tài)123滿載滿載輕載輕載過載過載負(fù)載負(fù)載實(shí)際功率等于實(shí)際功率等于額定功率額定功率負(fù)載實(shí)際負(fù)載實(shí)際功率小功率小于額定功率于額定功率負(fù)載實(shí)際負(fù)載實(shí)際功率大功率大于于額定功額定功率的狀態(tài)率的狀態(tài)，又叫超載，又叫超載 也叫斷路狀態(tài)也叫斷路狀態(tài)。電源與負(fù)載之間被切斷，這時(shí)電電源與負(fù)載之間被切斷，這時(shí)電路中沒有電流流過，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

7、路中沒有電流流過，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。開路狀態(tài)開路狀態(tài)開路狀態(tài)開路狀態(tài)12控制性斷路控制性斷路故障性斷路故障性斷路根據(jù)根據(jù)需要需要，利用利用開開關(guān)將處于通路狀態(tài)關(guān)將處于通路狀態(tài)的電路的電路斷開斷開。突發(fā)性、意想不到突發(fā)性、意想不到的斷路狀態(tài)，的斷路狀態(tài)，工程工程中應(yīng)盡量避免中應(yīng)盡量避免。電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài) 從電源發(fā)出的電流未經(jīng)負(fù)載而直接流回電源從電源發(fā)出的電流未經(jīng)負(fù)載而直接流回電源。短路狀態(tài)短路狀態(tài)短路是電路最嚴(yán)重、最危險(xiǎn)的事故，是禁止的狀態(tài)。短路是電路最嚴(yán)重、最危險(xiǎn)的事故，是禁止的狀態(tài)。短路時(shí)電流經(jīng)短路線與電源構(gòu)成回路，導(dǎo)線的電阻很小，短路時(shí)電流經(jīng)短路線與電源構(gòu)成回路，導(dǎo)線的電阻很小

8、，近似為零，因此電路中的電流很大，這樣大的短路電流近似為零，因此電路中的電流很大，這樣大的短路電流通過電路將產(chǎn)生大量的熱，不僅損壞導(dǎo)線、電源和其他通過電路將產(chǎn)生大量的熱，不僅損壞導(dǎo)線、電源和其他電器設(shè)備，而且由于導(dǎo)線溫度迅速升高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引電器設(shè)備，而且由于導(dǎo)線溫度迅速升高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)。起火災(zāi)。一般電路上都加短路保護(hù)裝置，一般電路上都加短路保護(hù)裝置，如如熔斷器熔斷器。電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)1.2 1.2 電路的基本物理量電路的基本物理量1）理解電流、電壓、電位、電功率的物理意義。）理解電流、電壓、電位、電功率的物理意義。2）理解電流、電壓參考方向的意義，掌握參考方向）理解電流、

9、電壓參考方向的意義，掌握參考方向 的應(yīng)用。的應(yīng)用。3）熟練電流、電壓的測(cè)量方法，掌握直流電流、直）熟練電流、電壓的測(cè)量方法，掌握直流電流、直流電壓測(cè)量的注意事項(xiàng)。流電壓測(cè)量的注意事項(xiàng)。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：方向方向：正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。分分類類直流電流（直流電流（DC）：方向不變的電流。）：方向不變的電流。交流電流（交流電流（AC）：方向變化的電流。）：方向變化的電流。特特恒定電流：方向大小都不變的電流。恒定電流：方向大小都不變的電流。特特周期交流電流：周期性變化的電流。周期交流電流：周期性變化的電流。正弦交流電流：按正弦規(guī)律變化。正弦交流電

10、流：按正弦規(guī)律變化。1.2.11.2.1 電流電流表示表示大寫字母大寫字母 I ：表示不變的電流。：表示不變的電流。小寫字母小寫字母 i ：表示變化的電流。：表示變化的電流。tqI dtdqtqlimi0t大小大?。簡挝粏挝唬喊才喟才郃，毫安，毫安mA，微安，微安A，千安，千安kA，兆安，兆安MA電流電流電流的參考方向電流的參考方向：分析電流之前，事先假設(shè)的電流的：分析電流之前，事先假設(shè)的電流的 方向，也稱作電流的正方向。方向，也稱作電流的正方向。實(shí)線箭頭加字母表示實(shí)線箭頭加字母表示:i雙下標(biāo)表示：雙下標(biāo)表示：Iab表示表示a到到b的電流的電流（1）表示表示：（2）選擇選擇：原則上任意選，但若

11、已知實(shí)際方向，則原則上任意選，但若已知實(shí)際方向，則 選擇參考方向盡量與實(shí)際方向一致。選擇參考方向盡量與實(shí)際方向一致。同正異負(fù)：相同時(shí)參考方向下的字母為正數(shù)，同正異負(fù)：相同時(shí)參考方向下的字母為正數(shù)， 相異時(shí)參考方向下的字母為負(fù)數(shù)。相異時(shí)參考方向下的字母為負(fù)數(shù)。（3）參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：同正異負(fù)。同正異負(fù)。電流電流例例圖示電路中，圖示電路中，I1、I2分別等于多少？分別等于多少？ 解：可以判斷出電路中電解：可以判斷出電路中電流的實(shí)際方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。流的實(shí)際方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。5V5I1I2 電流參考方向電流參考方向I1與實(shí)際方與實(shí)際方向相反，向相反，I2與實(shí)際方向相同

12、。與實(shí)際方向相同。1A55I21A55I1電流電流電流電流電流電流的大小可以用的大小可以用電流表電流表直接測(cè)量測(cè)量電流測(cè)量時(shí)要注意：電流測(cè)量時(shí)要注意：2）使用電流表之前，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電流的大小選擇適當(dāng)?shù)模┦褂秒娏鞅碇埃瑧?yīng)根據(jù)被測(cè)電流的大小選擇適當(dāng)?shù)?量程，在無法估計(jì)被測(cè)電流的范圍時(shí)，應(yīng)選用較大的量程，在無法估計(jì)被測(cè)電流的范圍時(shí)，應(yīng)選用較大的 量程開始測(cè)量。量程開始測(cè)量。1）電流表必須與被測(cè)電路）電流表必須與被測(cè)電路 串聯(lián)，如圖所示。連接串聯(lián)，如圖所示。連接 時(shí)應(yīng)使電流從表的時(shí)應(yīng)使電流從表的“+” 接線柱流入，從接線柱流入，從“” 接線柱流出，否則會(huì)損接線柱流出，否則會(huì)損 壞電流表。壞電流表。分

13、分類類直流電壓：方向不變的電壓。直流電壓：方向不變的電壓。交流電壓：方向變化的電壓。交流電壓：方向變化的電壓。特特恒定電壓：方向大小都不變的電壓。恒定電壓：方向大小都不變的電壓。特特周期交流電壓：周期性變化的電壓。周期交流電壓：周期性變化的電壓。正弦交流電壓：按正弦規(guī)律變化。正弦交流電壓：按正弦規(guī)律變化。表示表示大寫字母大寫字母 U ：表示不變的電壓。：表示不變的電壓。小寫字母小寫字母 u ：表示變化的電壓。：表示變化的電壓。1.2.21.2.2 電壓電壓伏特伏特V，毫伏，毫伏mV，微伏，微伏V，千伏，千伏kV，兆伏，兆伏MVqWababu大小大?。簡挝徽姾蓡挝徽姾蓂移動(dòng)過程中能量的減少量

14、。移動(dòng)過程中能量的減少量。電壓的參考方向：電壓的參考方向：分析電壓之前，事先假設(shè)的電壓的分析電壓之前，事先假設(shè)的電壓的 方向，也稱作電壓的正方向。方向，也稱作電壓的正方向。實(shí)線箭頭加字母表示實(shí)線箭頭加字母表示:U雙下標(biāo)表示：雙下標(biāo)表示：Uab表示表示a到到b的電壓的電壓（1）表示表示：雙極性雙極性+ +、加字母表示：加字母表示：+ +到到的電壓。的電壓。UabU單位單位：電壓電壓 電壓與電流電壓與電流參考方向相同參考方向相同 電壓與電流電壓與電流參考方向相反參考方向相反 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)參考方向參考方向 非關(guān)聯(lián)非關(guān)聯(lián)參考方向參考方向電壓的參考方向電壓的參考方向（2）選擇選擇：原則上任意選，實(shí)際上盡量與

15、實(shí)際方向原則上任意選，實(shí)際上盡量與實(shí)際方向 一致，或者與電流參考方向一致。一致，或者與電流參考方向一致。同正異負(fù)：相同時(shí)參考方向下的字母為正數(shù)，同正異負(fù)：相同時(shí)參考方向下的字母為正數(shù)， 相異時(shí)參考方向下的字母為負(fù)數(shù)。相異時(shí)參考方向下的字母為負(fù)數(shù)。（3）參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系：同正異負(fù)。同正異負(fù)。電壓電壓電電壓壓的大小可以用的大小可以用電電壓壓表表直接測(cè)量測(cè)量電壓測(cè)量時(shí)要注意：電壓測(cè)量時(shí)要注意：2）使用電壓表之前，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電壓的大小選擇適當(dāng)?shù)模┦褂秒妷罕碇?，?yīng)根據(jù)被測(cè)電壓的大小選擇適當(dāng)?shù)?量程，在無法估計(jì)被測(cè)電壓的范圍時(shí)，應(yīng)選用較大的量程，在無法估計(jì)被測(cè)電壓的范圍時(shí)

16、，應(yīng)選用較大的 量程開始測(cè)量。量程開始測(cè)量。1）電壓表必須與被測(cè)電路并）電壓表必須與被測(cè)電路并 聯(lián)，如圖所示。連接時(shí)應(yīng)聯(lián)，如圖所示。連接時(shí)應(yīng) 使被測(cè)電壓的實(shí)際方向與使被測(cè)電壓的實(shí)際方向與 電壓表的電壓表的“+”、“” 接線柱一致，否則會(huì)損壞接線柱一致，否則會(huì)損壞 電壓表。電壓表。電位電位：參考點(diǎn)：參考點(diǎn)：結(jié)論：任意兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位的差。結(jié)論：任意兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位的差。用字母用字母“O”表示，圖形符號(hào)為表示，圖形符號(hào)為連線多的點(diǎn)或接地、接機(jī)殼的點(diǎn)。連線多的點(diǎn)或接地、接機(jī)殼的點(diǎn)。則則 Va = Uao表示表示：安培安培A，毫安，毫安mA，微安，微安A，千安，千安kA，兆安，

17、兆安MA單位單位：與電壓的關(guān)系與電壓的關(guān)系：Uab=Uao+Uob=Uao-Uob=Va-VbVo = Uoo = 0：參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。：參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。1.2.31.2.3 電電位位電位的計(jì)算電位的計(jì)算 計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位，就是從該點(diǎn)出發(fā)，沿著任選的一條路徑出發(fā)，沿著任選的一條路徑“走走”到參到參考點(diǎn)，該點(diǎn)的電位就等于考點(diǎn)，該點(diǎn)的電位就等于“走走”這條路這條路徑所經(jīng)過的所有元件上電壓的代數(shù)和。徑所經(jīng)過的所有元件上電壓的代數(shù)和。 電位的值與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，電位的值與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)，與計(jì)算時(shí)選擇路徑無關(guān)。與計(jì)算時(shí)選擇路徑無關(guān)。電位電位計(jì)算電位的方法和

18、步驟計(jì)算電位的方法和步驟選擇待求電選擇待求電位點(diǎn)到參考位點(diǎn)到參考點(diǎn)的路徑。點(diǎn)的路徑。標(biāo)出所選標(biāo)出所選路徑上各路徑上各元件電壓元件電壓的參考方的參考方向，求出向，求出各電壓。各電壓。從待求電位從待求電位點(diǎn)點(diǎn)“走走”到到參考點(diǎn)，求參考點(diǎn)，求各元件電壓各元件電壓的代數(shù)和。的代數(shù)和。選選擇擇參參考考點(diǎn)點(diǎn)1234 經(jīng)過的元件經(jīng)過的元件電壓已知為好電壓已知為好經(jīng)過的元經(jīng)過的元件少為好件少為好 參考方向與參考方向與“走走”的方向一致的電壓的方向一致的電壓取正，相反的取負(fù)取正，相反的取負(fù)電位電位CABR1R2+6V-9V（a）I6V9VCABR1R2（b）O 求圖（求圖（a）中）中B點(diǎn)的電位和點(diǎn)的電位和A、C兩點(diǎn)間的電兩點(diǎn)間的電壓。已知：壓。已知：R1=100k，R2=50k。解：在電路外任找一點(diǎn)解：在電路外任找一點(diǎn)O， 將電路恢復(fù)成（將電路恢復(fù)成（b）圖。）圖。1V60.