汽車電工電子基礎(chǔ)第一章

1、汽 車 電 工 電 子 基 礎(chǔ) 單元小結(jié) 一、安全用電常識 二、直流電路的基本概念 四、復雜電路 五、電容器 三、簡單電路第一章 直流電路一、安全用電常識一、安全用電常識1.觸電對人體的傷害2.安全用電措施3.安全用電常識1.觸電對人體的傷害 觸電是指電流通過人體時對人體所造成的傷害。電流對人體的傷害有：電傷、電擊。 電傷是指電流對人體外部造成的傷害； 電擊是指電流通過人體內(nèi)部，對人體內(nèi)部器官造成傷害。小提示 一般情況下人體的電阻大約為800歐到幾萬歐不等，從安全角度出發(fā)，科學實驗和事故分析結(jié)果表明：5060Hz的工頻交流電流對人體的傷害最嚴重，40V以上的電壓就是危險電壓。2.安全用電措施（

2、1）合理選擇、正確使用專用電氣工具、裝置。（2）定期檢查電氣設(shè)備和線路（絕緣情況）。（3）正確安裝電氣設(shè)備，合理選用各種電路保護裝置。想一想 在我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫暮芏嗉矣秒娖鞯碾娫床孱^為何都用三角插頭？請說說理由？3.安全用電常識（1）檢修電氣設(shè)備或更換熔斷絲時，應(yīng)先切斷電源。（2）任何情況下都不能用手來鑒定導體是否帶電。（3）使用各種電氣設(shè)備，應(yīng)該嚴格遵守安全操作規(guī)程，采用相應(yīng)的安全措施。（4）防止絕緣體破損或受潮，不得在電線上掛物件。（5）發(fā)生電線、電氣火災(zāi)時，應(yīng)迅速切斷電源。在帶電狀態(tài)下，不能用水或泡沫滅火器進行滅火；可以使用沙子或二氧化碳滅火器滅火。（6）若有人觸電時，要立即切斷電源

3、，或者使用干燥的絕緣棒使觸電者脫離電源，然后進行人工呼吸，不得打強心針。第一節(jié) 直流電路的基本概念 電路和電路圖 電路的基本物理量 電路的三種狀態(tài)一、電路和電路圖一、電路和電路圖1 1、電路、電路定義：電流流過的路徑復雜電路呈網(wǎng)狀，電路又稱網(wǎng)絡(luò)電路由哪幾部分構(gòu)成？ 電源 負載 中間環(huán)節(jié) 電源給電路提供電能或信號的器件干電池干電池電腦電源電腦電源 負載電路中吸收電能或輸出信號的器件電燈泡電燈泡電阻電阻 中間環(huán)節(jié)由起引導和控制或測量作用的器件構(gòu)成導線導線開關(guān)開關(guān)電路的作用1.實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換2.實現(xiàn)信號的傳遞和處理2 2、電路圖、電路圖 電原理圖簡稱電路圖，是指將實際電路中的各器件用規(guī)定的圖形

4、符號表示之后所畫出的圖。最簡單的電路圖汽車單線制（負極搭鐵）二、電路的基本物理量1 1、電流、電流 定義：電流是電荷定向移動形成的 用符號I或i表示，單位A（安培） 正電荷移動的方向為電流方向 電流方向與負電荷方向相反電流分為直流電流和交流電流直流電流：大小方向都不變電流大?。篞是在時間t內(nèi)通過導體橫截面的電量。交流電流：方向隨時間變化電流的參考方向 我們規(guī)定電流的實際方向為正電荷運動的方向，我們規(guī)定電流的實際方向為正電荷運動的方向，但在電路分析中，往往并不能預先知道電流的實際方但在電路分析中，往往并不能預先知道電流的實際方向或電流的實際方向不斷的發(fā)生變化向或電流的實際方向不斷的發(fā)生變化(如交

5、流電路中如交流電路中的電流的電流)，因此很難在電路中標明電流的實際方向。，因此很難在電路中標明電流的實際方向。為此，在電路中引入人為假定的電流方向，稱之為電為此，在電路中引入人為假定的電流方向，稱之為電流的流的“參考方向參考方向”。如圖如圖1-4所示，在分析計算電路之前，任意選擇支路電流的所示，在分析計算電路之前，任意選擇支路電流的參考方向參考方向(圖中以圖中以實線箭頭實線箭頭表示表示)。通過計算，如果所得的電。通過計算，如果所得的電流正值流正值(I I0)，說明，說明電流實際方向與參考方向一致電流實際方向與參考方向一致；若為負；若為負值值(I I0)，則，則電流實際方向與參考方向相反電流實際

6、方向與參考方向相反。引入電流參考。引入電流參考方向后，根據(jù)電流的正負，便可以確定其實際方向方向后，根據(jù)電流的正負，便可以確定其實際方向(圖中以圖中以虛線箭頭表示虛線箭頭表示)。圖圖1-4 電流的參考方向與實際方向電流的參考方向與實際方向 （a）I I0時時 （b）I I0 0時時2 2、電壓、電壓 定義:電荷在導體中運動需要電場力的作用。 用符號U或u表示，單位V（伏特） 若電荷q在電場力作用下沿著導體從a點移到 b點時所需要的電能為 ，則a點到b點的電壓 為abWqWUabababU電壓的參考方向電壓的實際方向:從高電位點指向低電位點，即電壓降的方向。與電流一樣，為方便電路分析，需選定一個電

7、壓的參考方向。設(shè)定參考方向后，若計算所得電壓為正值（U0），則實際方向與電壓的參考方向一致；若電壓為負值（U0），則電壓的實際方向與電壓的參考方向相反。在選定的電壓參考方向下，根據(jù)電壓值的正負，就可以確定電壓的實際方向。電壓參考方向可用箭頭來表示，如圖1-5(a)所示；或用極性符號來表示，“+”表示高電位，“-”表示低電位，如圖1-5(b)所示；也可用雙下標表示， 表示“ a ”為高電位，“ b ”為低電位，如圖1-5(c)所示。 圖圖1-5 電壓的參考方向電壓的參考方向 （a）用箭頭表示（）用箭頭表示（b）用極性符號表示（）用極性符號表示（c）用雙下標表示）用雙下標表示abu關(guān)聯(lián)參考方向和非

8、關(guān)聯(lián)參考方向 一段電路或一個元件上的電壓參考方向和電流參考方向可以分別獨立地加以任意指定。當電流、電壓的參考方向選得一致時，稱之為關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-6(a)中的U和I，反之稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-6(b)中的U和I。 一般來說，對負載采用關(guān)聯(lián)參考方向，電源采用非關(guān)聯(lián)參考方向。 圖圖1-6 關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向關(guān)聯(lián)參考方向與非關(guān)聯(lián)參考方向 （a）關(guān)聯(lián)參考方向）關(guān)聯(lián)參考方向 （b）非關(guān)聯(lián)參考方向）非關(guān)聯(lián)參考方向3 3、電位、電位 關(guān)鍵：參考點，用符號V表示，單位V（伏特）（1）參考點的電位為零，所以參考點又稱零 電位點Vo=0V（2）某一點的電位就是該點到參考點的電壓 Va=Uao

9、（3）兩點間的電壓等于這兩點的電位的差，電壓又稱電壓差 Uab=Va-Vb（4）電位具有相對性 電位因為參考點的不同而有所改變（5）電位差（電壓）具有絕對性 電位差不因參考點的不同而改變（6）Uab=-Uba Uab0，則VaVb；Uab0，則Va0(p0)時，吸收（接受、消耗）功率 P0(p0)時，釋放（發(fā)出、產(chǎn)生）功率（4）額定電流 最大允許通過的電流，用IN表示 額定電壓 能夠承受的最大電壓，用UN表示 額定功率 額定電流和額定電壓的乘積，用PN表示 PN=UN*IN（5）單位換算 汽車中的功率單位PS（馬力） 1PS=735W 1kW*h=3.6*106J（俗稱度）電路的功率平衡 一個

10、電路中，每一瞬間，吸收電能的各元件功率的總和等于發(fā)出電能的各元件功率的總和。或者說，所有元件吸收的功率總和為零，符合能量守恒定律。P吸=P放小明家有一臺額定功率為1200W的熱水器，若每天打開4h，每度電的電費為0.50元，一個月（30天）需要多少電費？例 題三、電路的三種狀態(tài)1 1、通路、通路 定義：電源與負載構(gòu)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)。 分為三種情況（1）輕載：負載低于額定功率下的工作狀態(tài)（2）滿載：負載在額定功率下的工作狀態(tài)（3）過載：負載在高于額定功率下的工作狀態(tài)又稱超載 輕載沒有充分利用負載設(shè)備，過載容易燒壞電氣設(shè)備，前者尚可使用，后者一般不允許長時間出

11、現(xiàn)2 2、斷路、斷路 定義：斷路又稱開路，是指電源與負載沒有接成閉合通路，電路中沒有電流的狀態(tài)分為： （1）控制性斷路 人們根據(jù)需要利用開關(guān)將處于通路狀態(tài)的電路斷開； （2）故障性斷路 突發(fā)性、意想不到的斷路狀態(tài)生活中最常見的斷路:關(guān)閉開關(guān)（控制性斷路）接觸不良（故障性斷路）3 3、短路、短路 定義：電流從電源出發(fā)，不經(jīng)負載而經(jīng)導體直接回到電源 發(fā)生短路時電路中的電阻近似為零，因此電路中的短路電流比負載正常工作時的電流大幾十或幾百倍。這樣大的短路電流通過電路將產(chǎn)生大量的熱，使導線溫度迅速升高，不僅損壞導線、電源和其他電器設(shè)備，嚴重時還會引起火災(zāi)。所以，一般電路上都要加短路保護裝置(熔斷器）以避

12、免發(fā)生短路。汽車中的短路 原因：導線絕緣損壞，裸銅導體直接與車體的金屬部分想碰，容易造成短路故障，又稱接地短路故障（俗稱搭鐵短路故障） 避免：汽車電路中一方面加裝短路保護裝置，另一方面對連接導線的絕緣提出較高要求。第二節(jié) 簡單電路l 電阻l 歐姆定律l 電流的熱效應(yīng)焦耳定律l 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路1 1、電阻、電阻 定義：物體對電流的阻礙作用的大小 用字母R或r表示，單位（歐姆） 電阻的倒數(shù)：電導，用字母G表示，G= 單位：S（西門子） 電阻的大小與導體的材料、長度以及導體橫截面積，還有環(huán)境溫度有關(guān)一、電阻一、電阻R1電阻的計算公式:L導體的長度，mS導體的橫截面面積，放映導體材料性質(zhì)的

13、物理量，*mR導體的電阻，電阻溫度系數(shù): 定義：反映電阻與溫度的關(guān)系 用表示，單位-1溫度升高1時電阻所產(chǎn)生的變化量與原電阻的比值。 =)(12212ttRRRl部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律l全電路歐姆定律全電路歐姆定律二、歐姆定律二、歐姆定律1 1、部分電路歐姆定律、部分電路歐姆定律 定義：在部分電路中，電路中的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻成反比RUI關(guān)聯(lián)參考方向：非關(guān)聯(lián)參考方向：IRURUI或RIURUI或 一標有220V/60W的電燈泡，接在110V的電源上，消耗的功率為多少？會產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？例例 題題想一想 將部分電路歐姆定律公式變形可得：R=U/I，能否說，電阻R與外加電

14、壓U成正比，與電阻中的電流I成反比？ 不能，因為R是客觀存在的，R只取決于溫度、材料、長度、橫截面積，與外加電壓和電阻中的電流無關(guān)，公式R=U/I只能說明，對于同一電阻，當電阻兩端的電壓升高（或降低）時流過電阻的電流將相應(yīng)增加（或減?。?。2 2、全電路歐姆定律、全電路歐姆定律 定義：全電路中電流與電源的電動勢成正比，與整個電路的內(nèi)、外電阻之和成反比E電源的電動勢，VR外電路電阻，r內(nèi)電路電阻，I電路中的電流，ArREI簡單全電路 E=RI+rI=U+UE=RI+rI=U+Ur r U外電路電壓降，也稱路端電壓Ur內(nèi)電路電壓降，也稱內(nèi)阻壓降做一做 有一電源的電動勢E為3V，內(nèi)電阻Ro為0.4，外

15、接負載電阻R為9.6。求電源端電壓和內(nèi)壓降？3 3、電源的外特性、電源的外特性定義：電源的端電壓U與電流I的關(guān)系 U=E-rI對于給定的電源，E和r是不變的電路的3種工作狀態(tài)（1）開路：R=，I=0，U=E ； 電源的電動勢在數(shù)值上等于開路電壓（2）R變小時，電流I變大，內(nèi)阻r的電壓降也變大， 端電壓U跟著變小，（3）短路：R=0， ，U=0； 理想電源： r=0，U=E， ；rEI RUI 三、電流的熱效應(yīng)焦耳定律1 1、電流的熱效應(yīng)、電流的熱效應(yīng) 定義：當電流通過導體（用電器）時，由于電阻的存在，會產(chǎn)生熱量 電阻功率的計算公式：RuRipRURIP2222或2 2、焦耳定律、焦耳定律 定義：電流通過導體（用電器）時產(chǎn)生的熱量Q與電流I的平方、電阻R以及通電時間t成正比 導體（用電器）在t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q=Pt=I2Rt或q=pt=i2Rt 熱量的單位：J（焦耳）想一想 電流的熱效應(yīng)有哪些利弊？四、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路 1 1、電阻的串聯(lián)、電阻的串聯(lián) 定義：幾個電阻首尾順序相連，引出兩接線端，中間無分支 用符號“+”表示 R1+R2+R3（1）電流處處相等。 I=I1=I2=Ii=In（i=1,2,3,，n）（2）總電壓等于各段分電壓之