汽車電工電子技術(shù)第一章直流電路

汽車電工電子技術(shù)主講:楊青青江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院1模塊三.磁電路及車用電磁元件模塊一.直流電路模塊二.交流電的基本知識(shí)模塊四.直流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)模塊六.數(shù)字電路模塊五.模擬電路模塊七.汽車計(jì)算機(jī)模塊八.安全用電模塊三.磁電路及車用電磁元件模塊一.直流電路模塊二.交流電的基本知識(shí)模塊四.直流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)模塊五.模擬電路模塊六.數(shù)字電路模塊七.汽車計(jì)算機(jī)模塊三.磁電路及車用電磁元件模塊一.直流電路模塊二.交流電的基本知識(shí)模塊四.直流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)模塊五.模擬電路模塊一直流電路學(xué)習(xí)目標(biāo)完成本單元學(xué)習(xí)后，你應(yīng)能：1.了解電路的組成、工作狀態(tài)及汽車電路的基本特點(diǎn)；3.理解電路電壓、電流、電位、功率等各基本物理量；3.掌握電阻元件的主要特點(diǎn)，電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等連接方式的分析計(jì)算；4.了解電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)在汽車電路上的應(yīng)用；5.掌握歐姆定律的內(nèi)容，并會(huì)分析應(yīng)用。課題1電路的組成及其工作狀態(tài)課題導(dǎo)入負(fù)載:吸收電能的裝置電源:

提供電能的裝置開關(guān)：接通或斷開的控制元件

電路概念

電路是電流的流通路徑,它是由一些電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接而成的。連接導(dǎo)線：傳輸和分配電能作用2、電路圖手電筒的電路模型

為了便于用數(shù)學(xué)方法分析電路,一般要將實(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(lái)模擬實(shí)際電路中的器件，從而構(gòu)成與實(shí)際電路相對(duì)應(yīng)的電路模型。例：手電筒

手電筒由電池、燈泡、開關(guān)和筒體組成。

理想電路元件主要有電阻元件、電感元件、電容元件和電源元件等。+R0R開關(guān)EI電珠+U干電池導(dǎo)線汽車電路舉例：

后窗除霜裝置

1．作用在較冷的季節(jié)，車窗玻璃上會(huì)凝結(jié)上一層霜、霧、雪或冰，從而影響駕駛員的視線。為了避免水蒸氣凝結(jié)，設(shè)置了除霜（霧）裝置，需要時(shí)可以對(duì)風(fēng)窗玻璃加熱。

2．組成和原理

1—蓄電池；2—點(diǎn)火開關(guān)；3—熔絲；4—除霜器開關(guān)及指示燈；5--除霜器（電熱絲）。２４

１５。。。。。５

簡(jiǎn)化電路后窗除霜電路

1—蓄電池；2—點(diǎn)火開關(guān)；3—熔絲；4—除霜器開關(guān)及指示燈；5--除霜器（電熱絲）。汽車單線制二、電路的基本物理量1.電流2.電壓3.電位4.電動(dòng)勢(shì)5.電阻1.電流電路中帶點(diǎn)粒子在電源作用下有規(guī)則地定向移動(dòng)而形成電流。電流的實(shí)際方向?yàn)檎姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向。2.電壓電壓是衡量電場(chǎng)力作功本領(lǐng)大小的物理量。電路中某兩點(diǎn)間的電壓，就是該兩點(diǎn)間的電位差，所以電壓又稱電位差。汽車工程學(xué)院—汽車電氣項(xiàng)目組13表示符號(hào)=U

單位=伏特（V）單位換算:mV=0.001VV=1VkV=1000VMV=1000000V

電壓數(shù)值的大小可以通過伏特表測(cè)量3.電位電路中某點(diǎn)的電位，通常選定某一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，把正電荷從某點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所作的功稱為該點(diǎn)的電位。電位與電壓2小提示在同一電路中，當(dāng)選定不同的參考點(diǎn)時(shí)，同一點(diǎn)的電位是不同的，那么，參考點(diǎn)應(yīng)該如何確定呢？原則上可以任意選定，但在研究實(shí)際電場(chǎng)時(shí)，通常選大地為參考點(diǎn)，必須注意，在研究同一問題時(shí)，參考點(diǎn)一經(jīng)確定，各點(diǎn)電位也就確定了。參考點(diǎn)也就不可更改了。例：如圖1-1-4所示，已知U=-5V，Uab=2V，試求（1）Uac（2）分別以a點(diǎn)和c點(diǎn)作參考點(diǎn)，求b點(diǎn)的電位和bc兩點(diǎn)之間的電壓Ubc結(jié)論：電路中某兩點(diǎn)間電壓大小絕對(duì)，與參考點(diǎn)無(wú)關(guān)某點(diǎn)電位大小相對(duì)，隨參考點(diǎn)改變（電壓電位區(qū)別）4.電動(dòng)勢(shì)衡量電源力做功本領(lǐng)的物理量將正電荷源源不斷地移到正極，這種力叫做電源力方向規(guī)定：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極思考“

電動(dòng)勢(shì)端電壓區(qū)別

電動(dòng)勢(shì)只存在電源內(nèi)部，端電壓不僅僅存在電源兩端也存在外部一般情況下，端電壓大小<電動(dòng)勢(shì)大小，開路情況下相等電動(dòng)勢(shì)端電壓方向相反(2)參考方向的表示方法電流：Uab

雙下標(biāo)電壓：(1)參考方向I

在分析與計(jì)算電路時(shí)，對(duì)電量任意假定的方向。Iab

雙下標(biāo)電路基本物理量的參考方向箭標(biāo)abRI正負(fù)極性+–abUU+_+R0U3V注意：在參考方向選定后,電流(或電壓)值才有正負(fù)之分。實(shí)際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負(fù)值。

實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系I=0.28AI=–0.28A

電源電壓為US

=3VU++R0US3VU′+例:電路如圖所示。

電流I的參考方向與實(shí)際方向相同，I=0.28A,

反之亦然。

電壓U′的參考方向與實(shí)際方向相反,U′=–2.8V;即:U

=–U′

電壓U的參考方向與實(shí)際方向相同,U

=2.8V2.8V–2.8V5.電阻R（反應(yīng)導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用大小的物理量，它是客觀存在的。大小與其幾何尺寸及材料溫度有關(guān)）單位歐姆1）導(dǎo)體電阻電阻R（反應(yīng)導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用大小的物理量，它是客觀存在的。大小與其幾何尺寸及材料溫度有關(guān)）單位歐姆

導(dǎo)體能夠通電，但同時(shí)也對(duì)電流具有阻礙作用，這種對(duì)電阻的阻礙作用稱為電阻。電阻是導(dǎo)體本身客觀存在的基本特性。四.電路的工作狀態(tài)1）斷路（開路）2）短路3）通路1）斷路（開路）電阻對(duì)電源來(lái)說(shuō)是無(wú)窮大特征:

開關(guān)斷開開路I=0電源端電壓

(開路電壓)負(fù)載功率U

=U0=US

P

=0(1)開路處的電流等于零；

I

=0(2)開路處的電壓U視電路情況而定。電路中某處斷開時(shí)的特征:I+–U有源電路IRoR+

-USU0+

-2）短路電阻對(duì)電源來(lái)說(shuō)等于0，電源卻很大，容易燒毀電源，使電路起火不允許電源外部端子被短接短路

特征:電源端電壓負(fù)載功率短路電流（很大）U

=0

P

=0(1)短路處的電壓等于零；

U

=0(2)短路處的電流I視電路情況而定。電路中某處短路時(shí)的特征:I+–U有源電路IRRo+

-US3）通路（有載工作狀態(tài)）短路、斷路——汽車電氣設(shè)備線路常見故障1．開路

（斷路）故障（右圖）2．短路（短接）故障（下圖）3．接觸不良（接觸電阻過大）故障

思考題課題2歐姆定律1.部分電路歐姆定律2.全電路歐姆定律3.電功和電功率目錄頁(yè)前一頁(yè)301）部分電路歐姆定律

在不包含電源的電路中，通過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，這個(gè)結(jié)論稱為部分電路歐姆定律。部分電路例題：一標(biāo)有220V/60W的電燈泡，接在110V的電源上，消耗的功率為多少？會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？例題：一標(biāo)有220V/60W的電燈泡，接在110V的電源上，消耗的功率為多少？會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？標(biāo)有220V/60W的電燈泡，電阻：R=220^2/60=807歐接在110V的電源上，消耗的功率為：P1=110^2/807=15W這時(shí)，燈光發(fā)紅較暗。2）全電路歐姆定律由內(nèi)電路和外電路組成的閉合電路稱為全電路。全電路中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的內(nèi)、外電阻之和成反比，就稱為全電路歐姆定律。做一做有一電源的電動(dòng)勢(shì)E為3V，內(nèi)電阻Ro為0.4Ω，外接負(fù)載電阻R為9.6Ω。求電源端電壓和內(nèi)電阻電壓？做一做有一電源的電動(dòng)勢(shì)E為3V，內(nèi)電阻Ro為0.4Ω，外接負(fù)載電阻R為9.6Ω。求電源端電壓和內(nèi)電阻電壓？I=E/R=3/(0.4+9.6)=0.3(A)U=IR=0.3*9.6=2.88(V)UR0=3-2.88=0.12(v)4.電功和電功率1）電功2）電功率1）電功電功是電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所作的功，就是電流在某段閉合回路中作的功。38例題：小明家有一臺(tái)額定功率為1200W的熱水器，若每天打開4h，每度電的電費(fèi)為0.50元，一個(gè)月（30天）需要多少電費(fèi)？例題：小明家有一臺(tái)額定功率為1200W的熱水器，若每天打開4h，每度電的電費(fèi)為0.50元，一個(gè)月（30天）需要多少電費(fèi)？1200W=1.2KW1.2*4*0.5*30=72元2）電功率電功率就是電流在單位時(shí)間內(nèi)所作的功，簡(jiǎn)稱功率，用符號(hào)P表示。

電氣設(shè)備的額定值

額定值:電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的規(guī)定使用值1.額定值反映電氣設(shè)備的使用安全性；2.額定值表示電氣設(shè)備的使用能力。

注意：電氣設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際值不一定都等于其額定值，要能夠加以區(qū)別額定值通常標(biāo)在其外殼的銘牌上，額定值也叫做銘牌數(shù)據(jù)

例：一只220V,60W的白熾燈,接在220V的電源上，試求通過電燈的電流和電燈在220V電壓下工作時(shí)的電阻。如果每晚工作3h(小時(shí))，問一個(gè)月消耗多少電能?解:

通過電燈的電流為電氣設(shè)備的三種運(yùn)行狀態(tài)欠載(輕載)：I<IN

，P<PN(不經(jīng)濟(jì))

過載(超載)：

I>IN

，P>PN(設(shè)備易損壞)額定工作狀態(tài)：I=IN

，P=PN

(經(jīng)濟(jì)合理安全可靠)

在220V電壓下工作時(shí)的電阻一個(gè)月用電W

=Pt=60W(330)h

=0.06kW90h

=5.4kW.h想一想電氣設(shè)備上通常都標(biāo)有電壓、電流、功率等數(shù)值（如電燈泡上標(biāo)有220V/100W），標(biāo)明這些數(shù)值有何意義？

例：一只220V,100W的白熾燈,正常發(fā)光時(shí)通過燈絲的電流是多少？燈絲的電阻是多大？

例：一個(gè)100歐的電阻流過50mA的電流時(shí)，求電阻上的電壓降和電阻消耗的功率，當(dāng)通過電流的時(shí)間為1min時(shí)，電阻消耗的電能為多少？作業(yè)課題3簡(jiǎn)單直流電路的計(jì)算1.電阻的串聯(lián)2.電阻的并聯(lián)1.電阻的串聯(lián)1）串聯(lián)電路的特點(diǎn)2）串聯(lián)電路的應(yīng)用51電阻的串聯(lián)：在電路中，若兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻按順序一個(gè)接一個(gè)地連成一串，使電流只有一個(gè)通路。電阻串聯(lián)1）串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電流處處相等。（2）總電壓等于