汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)PPT（高職）PPT完整全套教學(xué)課件

情境1汽車直流電路的檢測情境2汽車交流電路的檢測情境3汽車磁路及電磁元件的檢測情境4汽車直流電動機的檢測情境5汽車模擬電路的檢測情境6汽車數(shù)字電路的檢測情境7汽車單片機控制電路的檢測汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)-高職情境一

汽車直流電路的檢測能力目標(biāo)：通過本次項目的完成，你應(yīng)能夠：描述直流電路及電路中基本物理量的概念。知道直流電路的三種工作狀態(tài)及電壓、電流、功率關(guān)系。用電路的基本定律及基本分析方法求解直流電路。用萬用表測量汽車電路中的電壓、電流和電阻。對汽車照明系統(tǒng)大燈電路進行故障分析。第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

桑塔納轎車大燈照明電路原理如圖所示，請分析相關(guān)電氣元件和電路的原理：（1）分析超車警示回路；（2）分析近、遠光控制回路；（3）遠光燈的電功率為60W，該燈泡在額定電壓12V下工作，正常發(fā)光，求熔斷器中流過的電流的大??；（4）已知照明裝置的功率P=60W，額定工作電壓為12V，從照明裝置至蓄電池之間需要使用2.5m的導(dǎo)線進行連接，經(jīng)過查閱獲知該種導(dǎo)線的導(dǎo)電率為ρ=0.0178Ω·m㎡/m，此段電路允許的電壓降為0.3V。請計算經(jīng)過該段導(dǎo)線的電流，并通過計算確定導(dǎo)線的橫截面積；（5）前照燈遠近光不全（只有遠光燈或只有近光燈亮）故障的分析。第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量一、電路和電路模型

電流流經(jīng)的途徑叫做電路。電路主要由電源、中間環(huán)節(jié)、負載等電氣設(shè)備或元件組成，如圖所示。

第二部分收集與處理信息

汽車常見的電源有蓄電池及交流發(fā)電機等，如圖所示。負載，也稱用電器，是取用電能的裝置。如圖所示。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量連接電源和負載的部分統(tǒng)稱為中間環(huán)節(jié)，起傳輸和分配電能的作用。如圖所示。電路的主要作用是將電能進行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換，其次是能實現(xiàn)信號的傳遞和處理。如圖所示。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量電路模型圖中常用的元件符號如表所示。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

1.電流及參考方向定義：

式中：i為電流，其單位為安培(A)；dq為通過導(dǎo)體截面的電荷量，其單位為庫侖(C)；dt為時間(s)。單位：1千安（KA）=1000安（A）1安（A）=1000毫安（mA）1毫安（mA）=1000微安（μA）實際方向：正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流實際方向。參考方向：在電路分析時，常采用電流的“參考方向”這一概念。任意選定某一方向作為電壓的正方向，也稱參考方向。二、電路的基本物理量

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

1.電流及參考方向電流參考方向的表示方法。

2.電壓及參考方向定義

式中：uab為a到b間的電壓，電壓的單位為伏特(V)；為的正電荷從a點運動到b點所做的功，功的單位為焦耳(J)。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

2.電壓及參考方向單位：1千伏（KV）=1000伏（V）

1伏（V）=1000毫伏（mV）

1毫伏（mV）=1000微伏（μV）實際方向：高電位指向低電位。參考方向：任意選定某一方向作為電壓的正方向，也稱參考方向。電壓參考方向的表示方法。

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

3.電位

電位的單位為伏特(V)，用V表示。電路參考點本身的電位V0=0，參考點也稱為零電位點。根據(jù)定義，電位實際上就是電壓，即上式表明，電路中a、b兩點間的電壓等于a、b兩點的電位差，因而電壓也稱為電位差。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

4.電動勢電動勢的定義為：在電源內(nèi)部，外力將單位正電荷從電源的負極移到電源的正極所做的功。電動勢用符號E表示，其數(shù)學(xué)表達式為

式中W——外力對電荷所做的功，單位為J；Q——被移動電荷的電荷量，單位為C；

E——電源的電動勢，單位為V。電動勢的方向規(guī)定是：在電源內(nèi)部由負極指向正極。下圖為直流電動勢的兩種圖形符號和方向的表示方法。第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

5.電能與電功率設(shè)直流電路中，A、B兩點的電壓為U，在時間t內(nèi)電荷Q受電場力作用從A點經(jīng)負載移動到B點，則電場力所做的功為

單位時間內(nèi)消耗的電能稱為電功率(簡稱功率)，直流電路中用字母P表示，即若在電壓、電流非關(guān)聯(lián)方向下，則在我國法定計量單位中，電能的單位是焦耳(J)；功率的單位是瓦特(W)。

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量一、電阻元件

1.電阻元件的伏安特性

如圖所示，為過原點的一條直線，它表示電壓與電流成正比關(guān)系。這類電阻元件稱為線性電阻元件，其兩端的電壓與電流服從歐姆定律關(guān)系，即

第二節(jié)

汽車電路基本元件

1.電阻元件的伏安特性在不含電源的一段直流電路中，歐姆定律可表示為

式中，當(dāng)電壓與電流的參考方向一致時，電壓為正值。反之，則電壓為負值。式中電壓U的單位是V，電流I的單位是A，電阻R的單位是。由于定律的上述表達形式僅適應(yīng)于不含電源的一般電阻電路，故稱為部分電路歐姆定律。

第二節(jié)

汽車電路基本元件

1.電阻元件的伏安特性在實際應(yīng)用中常需要對閉合電路進行分析和計算，如圖是一個簡單的含有電源的閉合電路。則電路中的電流為

由上式可得

其意義是：負載的端電壓等于電源電動勢減去內(nèi)阻壓降。說明當(dāng)負載愈?。ㄘ撦d電阻RL愈?。r，電流I愈大，其內(nèi)阻壓降IR0也愈大，則負載端電壓U=IRL必然愈小。第二節(jié)

汽車電路基本元件

2.特殊電阻熱敏電阻

熱敏電阻是一種用陶瓷半導(dǎo)體制成的溫度系數(shù)很大的電阻體，在工作溫度范圍內(nèi)，按陶瓷半導(dǎo)體的電阻與溫度的特性關(guān)系，熱敏電阻可分為以下三種類型。負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻。臨界溫度系數(shù)(CTR)熱敏電阻。

第二節(jié)

汽車電路基本元件

2.特殊電阻光敏電阻光敏電阻是利用半導(dǎo)體光電效應(yīng)制成的一種特殊電阻，對光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強弱(明暗)變化而變化。它在無光照射時，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時，其電阻值迅速減小。壓敏電阻

絕對壓力傳感器是在采用測量發(fā)動機進氣歧管壓力方式計量進氣量的電控汽油噴射系統(tǒng)中最重要的傳感器。依據(jù)進氣壓力傳感器信號產(chǎn)生原理可分為半導(dǎo)體壓敏電阻式、電容式、膜盒傳動的可變電感式和表面彈性波式等。半導(dǎo)體壓敏電阻式進氣壓力傳感器電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器

第二節(jié)

汽車電路基本元件

2.特殊電阻壓敏電阻電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器

德國博世公司研制生產(chǎn)的電阻應(yīng)變計式碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，當(dāng)膜片產(chǎn)生變形時，應(yīng)變電阻的阻值就會發(fā)生變化。第二節(jié)

汽車電路基本元件

在電路分析時，對電源可以用一個理想的電壓源與內(nèi)阻相串聯(lián)的電路模型——電壓源來表示，如圖所示。直流電壓源的外特性為

三、電流源對于一個實際的電源，也可以用一個理想的電流源與內(nèi)阻并聯(lián)的電路模型——電流源來替代，如圖所示，直流電流源的外特性為

第二節(jié)

汽車電路基本元件四、電感元件電感元件的電路符號如圖所示。

第二節(jié)

汽車電路基本元件電感元件伏安特性可用表示。只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即使有電流通過，但u=0，相當(dāng)于短路。L稱為電感元件的電感，單位是亨利（H），存儲能量為

五、電容元件電容元件的電路符號如圖所示。

電容元件伏安特性可用表示。只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但i=0，相當(dāng)于開路，即電容具有隔直作用。C稱為電容元件的電容，單位是法拉（F），存儲能量為

第二節(jié)

汽車電路基本元件一、額定工作狀態(tài)

1.電路中的電流

2.電源的端電壓

3.電源輸出的功率

第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)二、空載狀態(tài)

1.電路中的電流I=0

2.電源的端電壓

3.電源輸出的功率

P=0三、短路狀態(tài)

1.電路中的電流

2.電源的端電壓

U=0

3.電源輸出的功率

P=0第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)四、汽車電路的特點

(1)低壓：汽車電氣系統(tǒng)的額定電壓，主要有12V和24V兩種。

(2)直流：汽車電源由蓄電池及發(fā)電機供電，為直流電路。

(3)單線制：為節(jié)省導(dǎo)線和便于安裝、維修，汽車上電源和用電器之間只用一根導(dǎo)線連接，另一根導(dǎo)線由發(fā)動機、車架等金屬機體代替而構(gòu)成回路。這種方式稱為單線制。(4)負極搭鐵：采用單線制時，電源的一端必須可靠地接到車架上，稱“搭鐵”。按電源搭鐵的極性，可分為正極搭鐵和負極搭鐵。由于負極搭鐵對車架或車身的化學(xué)腐蝕較輕，無線電干擾較小，所以大多數(shù)國家包括我國的汽車都采用負極搭鐵。第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)五、汽車電路中的短路、斷路與高電阻

1.短路接地短路

第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)

1.短路電源短路

第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)

2.斷路

高電阻現(xiàn)象在汽車電路中經(jīng)常出現(xiàn)，高電阻會引起整個電路或某個器件斷斷續(xù)續(xù)的導(dǎo)通，或者電路中電流過低。例如燈泡閃爍或者亮度降低，就有可能是高電阻引起的。電路連接不好、松動或者接頭不干凈都有可能引起高電阻問題。

3.高電阻

第三節(jié)

汽車電路的工作狀態(tài)第四節(jié)汽車串、并聯(lián)電路的分析一、電阻的串聯(lián)

流過各電阻中的電流相等，即

電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，即電路的總電阻等于各電阻之和，即電路中每個電阻的端電壓與電阻值成正比，即

串聯(lián)電阻電路消耗的總功率P等于各串聯(lián)電阻消耗的功率之和，即電路的各并聯(lián)電阻的端電壓相等，且等于電路兩端的電壓，即

二、電阻的并聯(lián)

第四節(jié)汽車串、并聯(lián)電路的分析并聯(lián)電路中的總電流等于各電阻中流過的電流之和，即并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即并聯(lián)電路中，流過各電阻的電流與其電阻值成反比，阻值越大的電阻分到的電流越小，各支路的分流關(guān)系為

第四節(jié)汽車串、并聯(lián)電路的分析并聯(lián)電阻電路消耗的總功率等于各電阻上消耗的功率之和，即

三、串、并聯(lián)電路的應(yīng)用

1.串聯(lián)電路的應(yīng)用

用于降壓用電位器改變輸出電壓

第四節(jié)汽車串、并聯(lián)電路的分析

用來控制負載電流

2.并聯(lián)電路的應(yīng)用

工作電壓相同的負載都是采用并聯(lián)接法。

利用電阻的并聯(lián)來降低電阻值

在電工測量中，常用并聯(lián)電阻的方法來擴大電流表量程第四節(jié)汽車串、并聯(lián)電路的分析第五節(jié)基爾霍夫定律一、電路結(jié)構(gòu)的基本名詞

支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路叫支路。在同一支路內(nèi)，流過所有元件的電流相等。在圖中，US1和R1構(gòu)成一條支路，US2和R2構(gòu)成一條支路，R3構(gòu)成另外一條支路。節(jié)點：三條以上支路的交匯點稱為節(jié)點，在圖中，A、B兩點均為節(jié)點?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑叫回路，一個回路可能只含有一條支路，也可能包含幾條支路。在圖中，ABFEA、EFDCE、ABDCA都是回路。

網(wǎng)孔：回路內(nèi)部不含有支路的最簡單的回路叫網(wǎng)孔。如ABFEA，ABDCA是網(wǎng)孔，EFDCE不是網(wǎng)孔。

二、基爾霍夫電流定律（KCL）

或者說，在任一瞬間，一個節(jié)點上電流的代數(shù)和為0。即

I=0

基爾霍夫電流定律的依據(jù)：電流的連續(xù)性。基爾霍夫電流定律的基本內(nèi)容為在任一瞬間，流入任一節(jié)點的電流之和恒等于流出這個節(jié)點的電流之和，即第五節(jié)基爾霍夫定律三、基爾霍夫電壓定律（KVL）

基爾霍夫電壓定律的基本內(nèi)容：在任一瞬間，沿回路繞行一周，電壓升的總和等于電壓降的總和，即或者各電壓的代數(shù)和為0

第五節(jié)基爾霍夫定律第六節(jié)復(fù)雜電路的分析方法

一、支路電流法

選擇各支路電流的參考方向。

選取支路電流I1、I2、I3參考方向如圖所示，電流的實際方向由計算結(jié)果確定，計算結(jié)果為正，說明選取的參考方向與電流的實際方向一致，反之則相反。

圖中有B、E2個節(jié)點，利用KCL列出節(jié)點電流方程式。對節(jié)點B列方程

I3﹣I1﹣I2=0

對節(jié)點E列方程

I1+I2﹣I3=0根據(jù)節(jié)點數(shù)列出獨立的節(jié)點電流方程式。

根據(jù)自然網(wǎng)孔，利用KVL列出回路電壓方程式。圖中的電路有2個網(wǎng)孔I和II，利用KVL列出電壓方程式。對網(wǎng)孔I列電壓方程E1=R1I1+R3I3

對網(wǎng)孔II列電壓方程E2=﹣R2I2﹣R3I3

聯(lián)立方程組，求出各未知量。

二、戴維南定理

1.二端網(wǎng)絡(luò)的概念

第六節(jié)復(fù)雜電路的分析方法

任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電動勢為E的理想電壓源和內(nèi)阻R0串聯(lián)的電源來等效代替，如圖所示。

2.戴維南定理

等效電源的電動勢E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將負載斷開后a、b兩端之間的電壓。等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻。第六節(jié)復(fù)雜電路的分析方法

第七節(jié)電路的暫態(tài)分析

一、電路暫態(tài)分析的基本概念與換路定律

電路中的電流和電壓在給定條件下已達到某一穩(wěn)定值的狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)。在直流電路中，穩(wěn)態(tài)的特征是電路各部分電流和電壓的大小和方向不隨時間變化；在交流電路中，穩(wěn)態(tài)的特征是電路各部分電流和電壓的初相位、角頻率和最大值維持一定。電路從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)到另一種新的穩(wěn)態(tài)往往不能躍變，而是需要一定的過程(時間)，這個物理過程稱為過渡過程。電路的過渡過程往往是短暫的，所以電路在過渡過程中的工作狀態(tài)稱為暫態(tài)，因此過渡過程也稱為暫態(tài)過程。

1.穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的概念

一、電路暫態(tài)分析的基本概念與換路定律

在電感元件中，儲存的磁場能量，在換路時不能躍變，這表現(xiàn)為電感中的電流iL不能躍變。在電容元件中，儲存的電場能量在換路時不能躍變，這表現(xiàn)為電容兩端的電壓uC不能躍變。所以，儲能元件的能量不能躍變是產(chǎn)生暫態(tài)過程的內(nèi)因。

2.暫態(tài)過程的產(chǎn)生

3.換路定律為方便起見，通常把換路瞬間作為計時起點，即在t=0時換路。把換路前終了時刻記為t=0-，把換路后的初始時刻記為t=0+。換路瞬間，電感元件中的電流和電容元件上的電壓不能躍變，這稱為換路定律。如用公式表示則為iL(0+)=iL(0-)uC(0+)=uC(0-)

第七節(jié)電路的暫態(tài)分析

電感和電容元件在換路瞬間及穩(wěn)態(tài)時的特征

根據(jù)換路定律可以確定換路后過渡過程的初始值，其步驟如下：（1）分析換路前(t=0-)電路，求出電容電壓、電感電流，即uC(0-)、iL(0-)。（2）由換路定律確定uC(0+)及iL(0+)。（3）進而計算出換路后(t=0+)電路的各參數(shù)即過渡過程的初始值。第七節(jié)電路的暫態(tài)分析

二、RC串聯(lián)電路的過渡過程

1.RC電路的充電過程

2.RC電路的放電過程

第七節(jié)電路的暫態(tài)分析

1.RC電路全響應(yīng)若以f(t)表示隨時間變化各參數(shù)，f(0+)表示初始值，f(∞)表示穩(wěn)態(tài)值，τ為時間常數(shù)，則f(t)=f(∞)+［f(0+)-f(∞)］e-t/τ

如圖所示電路中，在t=0時刻，開關(guān)S由位置1扳向位置2。此過渡過程中，電容初始電壓uC(0+)不為0，輸入信號也不為0，此時的電路響應(yīng)為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的合成，稱全響應(yīng)。第七節(jié)電路的暫態(tài)分析

1.惠斯通電橋電路的工作原理第八節(jié)惠斯通電橋電路

2.熱線式空氣流量傳感器的工作原理熱線式空氣流量傳感器的基本構(gòu)成是感知空氣流量的白金熱線，在進氣管內(nèi)有一小管，小管中架有一根極細的鉑絲(直徑約為0.07mm)，鉑絲被電流加熱至120℃左右(故稱為白金熱線)。在傳感器內(nèi)部電路中，熱線是惠斯通橋形電路的一個臂RH，由于進氣溫度的變化也會使熱線溫度發(fā)生變化，影響進氣量的測量精度，因此，在靠近熱線的地方另外裝有一根溫度補償電阻絲RK(也稱冷線)，其電阻隨著進氣溫度的不同而發(fā)生變化，起到一個參照標(biāo)準(zhǔn)的作用，在工作中，放大器使熱線溫度始終高于冷線溫度100℃。第八節(jié)惠斯通電橋電路第三部分實施計劃

一、桑塔納汽車大燈照明電路的工作原理

當(dāng)向上撥動組合開關(guān)柄接通E4b，蓄電池電源直接接通大燈燈絲(經(jīng)過保險S9、S10)，但當(dāng)松開開關(guān)柄時，E4b在彈簧的作用下立即自切斷電源。此時，位于組合儀表內(nèi)的遠光指示K1與前照燈遠光同時亮、滅。

1.超車警示回路分析

2.近、遠光控制回路分析

當(dāng)燈光開關(guān)El處在3位時，蓄電池電源通過點火開關(guān)D第三擲、燈光開關(guān)E1第一擲引至遠近光變換開關(guān)E4a，向上撥動一下組合開關(guān)柄分別可依次接通近光燈絲(同時經(jīng)過保險S21、S22)或遠光燈絲(同時經(jīng)過保險S9、S10)。在遠光接通時，遠光指標(biāo)燈K1同時點亮。第三部分實施計劃

3.熔斷器中流過的電流的大小

4.通過計算確定導(dǎo)線的橫截面積

第三部分實施計劃

二、桑塔納轎車前照燈遠近光不全的故障分析

故障現(xiàn)象車燈開關(guān)處于2擋位置，用變光開關(guān)變換遠近光，只有遠光燈或只有近光燈亮。故障原因①變光開關(guān)損壞。②遠近光中的一路導(dǎo)線斷路。③雙燈絲燈泡中某燈絲燒斷。故障診斷與排除

這種故障出在變光開關(guān)熔斷器燈絲的線路中?？上葯z查熔斷器是否熔斷。如熔斷，更換新熔斷器，如燈仍不亮，可直接在變光開關(guān)上連接電源接線柱與不亮的遠光或近光接線柱試驗。如燈亮，則是變光開關(guān)損壞，更換變光開關(guān)；若不亮，則說明故障在變光開關(guān)以后的線路中?？捎秒娫炊探臃?，直接在燈插頭上給遠近光燈供電，若燈亮，表明導(dǎo)線斷路或插頭接觸不良；若燈仍不亮，則說明燈泡已損壞。

第三部分實施計劃

情境二

汽車交流電路的檢測能力目標(biāo)：通過本次項目的完成，你應(yīng)能夠：知道正弦交流電的產(chǎn)生及正弦交流電的基本概念。掌握電阻、電容、電感元件在交流電路中的特性。掌握三相交流電的產(chǎn)生與三相交流電源及三相負載的聯(lián)結(jié)。熟悉汽車交流發(fā)電機的工作原理與結(jié)構(gòu)。熟練拆裝汽車發(fā)電機，對汽車交流發(fā)電機就車檢查與解體檢測。第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

汽車交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)如圖所示，請分析相關(guān)電氣元件和電路的原理：（1）解釋汽車交流發(fā)電機工作原理；（2）說出汽車交流發(fā)電機的各個部件；（3）說出汽車交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并解釋它的作用；（4）說出汽車交流發(fā)電機定子結(jié)構(gòu)并解釋它的作用；（5）能夠熟練拆裝汽車發(fā)電機；（6）能對汽車交流發(fā)電機就車檢查與解體檢測。第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

第一節(jié)

正弦交流電概述一、交變電流的幾個基本問題

（1）交變電流的意義①交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電。②正弦式電流；隨時間按正弦規(guī)律變化的電流叫做正弦式電流，正弦式電流的圖象是正弦曲線，我國市用的交變電流都是正弦式電流。（2）產(chǎn)生交變電流的基本原理交變電流的產(chǎn)生，一般都是借助于電磁感應(yīng)現(xiàn)象得以實現(xiàn)的。因此，可以說，產(chǎn)生交變電流的基本原理，就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中所遵循的規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律。第二部分收集與處理信息

第一節(jié)

正弦交流電概述一、交變電流的幾個基本問題

（3）正弦式電流的產(chǎn)生①產(chǎn)生方法：如圖所示，將一個平面線圈置于勻強磁場中，并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中就會產(chǎn)生正弦式電流。②中性面：中性面的特點是，線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；線圈經(jīng)過中性面時，內(nèi)部的電流方向要發(fā)生改變。第二部分收集與處理信息

正弦交流電隨時間按正弦規(guī)律變化，可用正弦函數(shù)或波形圖表示。其任一瞬間的值稱為瞬時值，通常以小寫字母e、u、i分別表示電動勢、電壓和電流的瞬時值。圖所示為某正弦交流電流的波形圖二、正弦交流電的三要素

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量其瞬時值的函數(shù)表達式為

1.幅值與有效值

幅值是交流瞬時值中的最大值，也稱峰值。通常用大寫字母加下標(biāo)“m”表示，如Em、Um、Im等。

2.周期與頻率

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

3.相位與初相交流電在任一時刻的瞬時值取決于電角度()，這個電角度稱為交流電的相位。兩個同頻率正弦量的相位之差叫相位差。也用字母表示如，，則兩者的相位差為Ⅰ若＞0，稱超前于；或滯后于，如圖a）。Ⅱ若，說明與同時到達正幅值，稱為與同相位，如圖2-5b）。Ⅲ若，說明到達正幅值時恰為負幅值，稱與反相，如圖c）。

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量

3.相位與初相

第一節(jié)

汽車電路的基本物理量一、純電阻電路

1.電阻元件的伏安特性

如圖所示，為過原點的一條直線，它表示電壓與電流成正比關(guān)系。這類電阻元件稱為線性電阻元件，其兩端的電壓與電流服從歐姆定律關(guān)系，即第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

一、純電阻電路

設(shè)：則端電壓：最大值有效值相量瞬時功率平均功率第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

電阻在交流電路中的特點是：①電壓與電流頻率相同；②電壓與電流的瞬時值、最大值、與有效值均遵循歐姆定律；③電壓與電流同相；④瞬時功率與平均功率都為正，電阻消耗電能。⑤電阻元件在交流電路中對電流有阻礙作用。第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

三、純電感電路

設(shè)：則：最大值：有效值：相量：第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

感抗：表示電感對交流電流的阻礙作用，它與頻率成正比。瞬時功率：有功功率：P=0第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

電感元件在交流電路中的特點：①電壓與電流頻率相同；②電壓與電流的最大值、有效值遵循歐姆定律，但瞬時值不遵循歐姆定律；③電壓與電流不同相，電壓超前電流90度，或者說電流滯后電壓90度；④電感元件在交流電路中的平均功率為零，所以它不消耗能量。電感能將電能轉(zhuǎn)化為磁能進行存儲的作用。⑤電感元件在交流電路中對電流有阻礙作用。其感抗與電感L、頻率?成正比。第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

三、純電容電路

設(shè)：則：最大值：有效值：相量：第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

容抗：表示電容對交流電流的阻礙作用，它與頻率成反比。瞬時功率：有功功率：第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

電容元件在交流電路中的特點：①電壓與電流頻率相同②電壓與電流的最大值、有效值遵循歐姆定律，但瞬時值不遵循歐姆定律；③電壓與電流不同相，電流超前電壓90度，或者說電壓滯后電流90度；④電容元件在交流電路中的平均功率為零，所以它不消耗能量。電容有存儲電能的作用。⑤電容元件在交流電路中對電流有阻礙作用。其容抗與電容C、頻率?成反比。第二節(jié)電阻、電感、電容

在交流電路中的基本性質(zhì)

一、三相交流電源1．三相對稱交流電源的產(chǎn)生

第三節(jié)

三相交流電三相對稱電動勢在任一瞬間其相量之和為零。

相序：三相電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，它們先后達到最大值的順。圖中的相序為U-V-W。第三節(jié)

三相交流電

在圖中，每相始端與末端間的電壓，亦即火線與中線間的電壓，稱為相電壓，其有效值用UU、UV、UW或一般地用UP表示。而任意兩始端間的電壓，亦即兩火線間的電壓，稱為線電壓，其有效值用UUV、UVW、UWU或一般地用UL表示。相電壓和線電壓顯然是不相等的，它們大小的關(guān)系是，線電壓是相應(yīng)相電壓的倍。第三節(jié)

三相交流電2．三相電源的星形聯(lián)接二、三相負載的聯(lián)接1．星形聯(lián)接（1）三相四線制第三節(jié)

三相交流電三相交流電路中，負載的連接方式有兩種：星形聯(lián)接與三角形聯(lián)接

二、三相負載的聯(lián)接（2）三相三線制第三節(jié)

三相交流電在三相電壓對稱的情況下，若負載也對稱，那么負載相電流也是對稱的，此時中性線中沒有電流通過，這時中性線就不需要了，這就是如圖所示的三相三線制電路。因為生產(chǎn)上的三相負載(通常所見的是三相電動機)一般都是對稱的，所以三相三線制電路的應(yīng)用極為廣泛。二、三相負載的聯(lián)接3.三角形聯(lián)接第三節(jié)

三相交流電當(dāng)用電設(shè)備的額定電壓為380V時，負載電路應(yīng)按△形聯(lián)接，如圖所示。第四節(jié)生活用電

一、發(fā)電、輸電概述送電距離愈遠，要求輸電線的電壓愈高。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定輸電線的額定電壓為：35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。如圖2所示為一個發(fā)電、輸電和配電線路的例子。

第四節(jié)生活用電

二、電流對人體的傷害

1．電傷電傷是指在電弧作用下或熔斷絲熔斷時飛濺的金屬沫對人體外部的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。2．電擊電擊是指電流通過人體，使內(nèi)部器官組織受到損傷，是最危險的觸電事故。如受害者不能迅速擺脫帶電體，則最后會造成死亡事故。3．安全電壓和人體電阻人體電阻主要集中在皮膚，一般在40-80kΩ，皮膚干燥時電阻較大，而皮膚潮濕、有汗或皮膚破損時人體電阻可下降到幾十至幾百歐姆。根據(jù)觸電危險電流和人體電阻，可計算出安全電壓為36V。

第四節(jié)生活用電

三、觸電形式

1．接觸正常帶電體（1）電源中性點接地的單相觸電如圖所示。這時人體處于相電壓之下，危險性較大。如果人體與地面的絕緣較好，危險性可以大大減小。（2）電源中性點不接地的單相觸電如圖所示。這種觸電也有危險。

第四節(jié)生活用電

三、觸電形式（3）兩相觸電這種情況最為危險，因為人體處于線電壓之下，如圖所示，但這種情況較少。四、接地和接零

1．保護接地將電動機、變壓器、鐵殼開關(guān)等電氣設(shè)備的金屬外殼用電阻很小的導(dǎo)線同搭鐵線可靠的聯(lián)接起來。適用于中性點不搭鐵的低壓系統(tǒng)中。如圖所示。第四節(jié)生活用電

四、接地和接零

2．保護接零

將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線(或稱中性線)上。適用于中性點搭鐵的低壓系統(tǒng)中，如圖所示為電動機的保護接零電路。

3．安全用電常識

(1)在任何情況下都不得用手來鑒定導(dǎo)體是否帶電。(2)更換熔斷器時應(yīng)先切斷電源，不得帶電操作。(3)拆開或斷裂的暴露在外部的帶電接頭，必須及時用絕緣物包好并懸掛到人身不會碰到的高處，防止有人觸及。(4)工廠車間內(nèi)一般只允許使用36V的照明燈；在特別潮濕的場所只允許使用12V以下的照明燈。(5)遇有人觸電時，應(yīng)迅速切斷電源；或盡快用干燥絕緣體(如棍棒)打斷電線或拔開觸電者，切勿直接用手去拉觸電者。當(dāng)觸電者脫離電源后，根據(jù)具體情況，耐心救治。第三部分實施計劃

一、汽車交流發(fā)電機的基本工作原理

發(fā)電機的三相定子繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中，互相差120°電角度。交流發(fā)電機的磁路是由轉(zhuǎn)子的N極出發(fā)，穿過轉(zhuǎn)子與定子之間很小的氣隙進入定子鐵心，最后又經(jīng)過空氣隙回到相鄰的S極，并通過磁軛構(gòu)成了磁回路。轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可使定子繞組感應(yīng)的交流電動勢近似于正弦曲線的波形。

普通交流發(fā)電機一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、前后端蓋、風(fēng)扇、帶輪等組成。圖為JF132型6管普通交流發(fā)電機解體圖

圖JF132型交流發(fā)電機解體圖1－后端蓋2－電刷架3－電刷4－電刷彈簧壓蓋5－硅二極管6－元件板7－轉(zhuǎn)子8－定子9－前端蓋10－風(fēng)扇11－帶輪第三部分實施計劃

二、汽車交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)

1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生磁場。轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、勵磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成，如圖所示。轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極，爪極被加工成鳥嘴形狀，爪極空腔內(nèi)裝有勵磁繞組和磁軛?；h(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個滑環(huán)分別與勵磁繞組的兩端相連。當(dāng)給兩滑環(huán)通入直流電時，勵磁繞組中就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對（或八對）相互交錯的磁極。如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。1－滑環(huán)2－轉(zhuǎn)子軸3－爪極4－磁軛5－勵磁繞組圖

交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子總成圖

交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子分解圖第三部分實施計劃

2）定子定子的功用是產(chǎn)生交流電。定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機的前后端蓋固定在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部轉(zhuǎn)動時，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢。定子由定子鐵心和定子繞組（線圈）組成，如圖所示。定子鐵心由內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。定子繞組有三組線圈，對稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種，如圖所示，都能產(chǎn)生三相交流電。圖

交流發(fā)電機定子總成及連接方式a）定子繞組星形連接b)定子繞組三角形連接第三部分實施計劃

3）整流器整流器的功用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟Ｕ髌饔烧靼搴驼鞫O管組成，6管交流發(fā)電機的整流器是由6只硅整流二極管分別壓裝（或焊裝）在相互絕緣的兩塊板上組成的，其中一塊為正極板（帶有輸出端螺栓），另一塊為負極板，負極板和發(fā)電機外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機的后蓋直接作為負極板。

6只整流二極管分為正極管和負極管兩種。引出電極為正極的稱為正極管，3只正極管裝在同一塊板上，稱為正極板；引出電極為負極的稱為負極管，3只負極管安裝在負極板上，也可直接安裝在后蓋上。如圖所示。圖

交流發(fā)電機整流二極管安裝示意圖a）焊接式b）電路圖c)壓裝式1－正整流板2－負整流板第三部分實施計劃

4）端蓋及電刷組件端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷組件。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成，如圖所示。電刷的作用是將電源通過滑環(huán)引入勵磁繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。電刷和滑環(huán)的接觸應(yīng)良好，否則會因為磁場電流過小，導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)電不足。

圖

電刷組件第三部分實施計劃

5）帶輪及風(fēng)扇交流發(fā)電機的前端裝有帶輪和風(fēng)扇，由發(fā)動機通過傳動帶驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸和風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機工作時，定子繞組和勵磁繞組中都會有熱量產(chǎn)生，溫度過高會燒壞導(dǎo)線的絕緣導(dǎo)致發(fā)電機不能正常工作，所以為發(fā)電機散熱是必須的，為了提高散熱能力，有的發(fā)電機裝有兩個風(fēng)扇（前后各一個）。如豐田轎車的發(fā)電機。第三部分實施計劃

四、汽車交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子的檢測第三部分實施計劃

五、汽車交流發(fā)電機定子的檢測定子檢查的項目主要是定子繞組是否斷路和搭鐵，可用萬用表進行檢測。如圖所示，用萬用表可檢測定子繞組是否斷路。檢測時，每次任取兩個首端，測量三次，每次測量的阻值都應(yīng)小于0.5Ω；如果阻值有無窮大的情況，說明勵磁繞組斷路，需更換定子總成。情境三

汽車磁路及電磁元件的檢測

能力目標(biāo)：通過本次項目的完成，你應(yīng)能夠：描述磁路的基本概念。描述變壓器的基本結(jié)構(gòu)和原理。描述汽車常用電磁元件的基本結(jié)構(gòu)和原理

。用萬用表測量汽車電路中的電磁元件。熟練拆裝汽車磁路及電磁元件，對汽車磁路及電磁元件就車檢查與解體檢測。

磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器工作原理如圖所示:

第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

（1）信號發(fā)生器的磁通路徑。（2）運用磁路的磁阻公式分析主磁路總磁阻的變化。（3）運用磁路歐姆定律分析傳感器線圈中磁通的變化。（4）運用電磁感應(yīng)定律分析傳感器線圈中感應(yīng)電動勢的變化。請運用磁路的磁阻公式、磁路歐姆定律及電磁感應(yīng)定律分析其工作原理、相關(guān)電氣元件和電路的原理：第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

第一節(jié)磁路的基本概念一、磁場

磁體周圍存在磁力作用的空間叫磁場。磁場是有強弱和方向的，磁場的方向是指磁針靜止時N極所指的方向，磁場的強弱用磁力線的疏密程度來表示。如圖所示：a）條形磁鐵的磁場b）異性磁極相互吸引c）同性磁極相互排斥第二部分收集與處理信息

二、電磁學(xué)的基本物理量

(1)磁感應(yīng)強度(B)

磁感應(yīng)強度B是表示磁場空間某點的磁場強弱和方向的物理量。B的大小等于通過垂直于磁場方向單位面積的磁力線數(shù)目，其方向即該點磁場的方向，與產(chǎn)生磁場的電流之間的方向關(guān)系符合右手螺旋法則。單位是特斯拉(T)。(2)磁通量(Φ)

磁感應(yīng)強度B在面積S上的通量積分稱為磁通，單位是韋伯(Wb)。對于均勻磁場，計算公式為：或第二部分收集與處理信息

(3)磁導(dǎo)率(μ)

磁導(dǎo)率μ表示物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，單位是亨/米(H/m)。真空的磁導(dǎo)率一般稱磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率μ和真空的磁導(dǎo)率μ0的比值為該物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率μr。(H／m)，為一常數(shù)。第二部分收集與處理信息

(4)磁場強度（H）磁場中某一點磁感應(yīng)強度B與磁導(dǎo)率μ的比值稱為該點的磁場強度(H)，其單位為安／米(A／m)。磁場強度H與磁感應(yīng)強度B的名稱很相似，H是為計算的方便引入的物理量，通過它來確定磁場與電流之間的關(guān)系。第二部分收集與處理信息

第二節(jié)磁路的基本定律

一、電流的磁場———安培定則

(1)直流電流產(chǎn)生的磁場通電直導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場當(dāng)電流流過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體周圍會產(chǎn)生磁場，磁場的方向由右手螺旋定則確定：以右手拇指所指的方向跟電流的方向一致，則彎曲四指的指向即為磁場方向，如右圖所示。第二部分收集與處理信息

(2)環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場當(dāng)電流流過線圈時，在線圈周圍也會產(chǎn)生磁場，磁場方向的判定方法是：以右手彎曲的四指所指方向跟電流的方向一致，則大拇指所指的方向就是磁場方向，即大拇指指向通電線圈的N極.通電線圈產(chǎn)生的磁場

第二部分收集與處理信息

磁場的強弱通常是以流過線圈的電流乘以線圈的匝數(shù)(IN)來度量的，另外還與線圈中有無鐵芯有關(guān)。若要使線圈的磁場更強，如右圖所示，可在線圈中央插入用軟鐵制成的鐵芯。軟鐵是一種具有高磁導(dǎo)率的材料，它為穿過線圈中央的磁場提供優(yōu)良的導(dǎo)磁體。利用通電線圈所產(chǎn)生的電磁吸力可制成電磁鐵，電磁鐵的應(yīng)用在汽車上很廣泛。線圈中加入鐵芯

第二部分收集與處理信息

二、磁場對電流的作用——左手定則(1)磁場對通電直導(dǎo)線的作用通電導(dǎo)體在磁場中受到的電磁力F的大小，與導(dǎo)體在磁場中的有效長度L(即垂直磁力線的導(dǎo)體長度)、通電電流I的大小成正比，還與磁場的強弱有關(guān)。磁場越強磁力越大。

左手定則第二部分收集與處理信息

(2)磁場對通電線圈的作用在均勻磁場中放置一個可繞軸OO′轉(zhuǎn)動的通電矩形線圈abcd。已知ad=bc=L1；ab=cd=L2。通電線圈在磁場中的受力分析如圖所示。

當(dāng)線圈與磁感線平行時，因ab邊和cd邊與磁感線平行，所受電磁力為零，而ad邊和bc邊與磁感線垂直，所受電磁力最大，而且F1=F2=BIL1。此時受電磁力作用的兩個邊也稱為有效邊。第二部分收集與處理信息

根據(jù)左手定則可知，兩條有效邊的受力方向正好相反且不在同一條直線上，因而形成一對力偶，使線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動。通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)矩等于力偶中的任意一個力與力偶臂的乘積，即式中M—線圈中受到的電磁轉(zhuǎn)矩，

B—均勻磁場的磁感應(yīng)強度，T；

I—線圈中的電流，A；

S—線圈的面積，m2。如圖所示，若線圈轉(zhuǎn)角為α，則線圈的轉(zhuǎn)矩為

第二部分收集與處理信息

（3）磁場對通電半導(dǎo)體元件的作用如圖所示，當(dāng)電流I通過放在磁場中的半導(dǎo)體基片且電流方向和磁場方向垂直時，在垂直于電流和磁通的半導(dǎo)體基片的橫向側(cè)面上產(chǎn)生一個電壓，這個電壓稱為霍爾電壓UH。UH的大小與通過的電流I和磁感應(yīng)強度B成正比?？捎孟率奖硎?/p>

霍爾效應(yīng)式中：RH為霍爾系數(shù)；d為半導(dǎo)體厚度；I為電流；B為磁感應(yīng)強度。第二部分收集與處理信息

三、電磁感應(yīng)（1）導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢——右手定則

磁場中的導(dǎo)體作切割磁力線運動時，就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，若導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路，就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。其方向可用右手定則來判斷。如圖所示。右手定則：平伸右手，使大拇指與其余四指垂直，讓掌心正對磁場N極，大拇指指向?qū)w的運動方向，則四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電流)的方向，即四指所指向的一端為感應(yīng)電動勢的正極。導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的大小與磁感應(yīng)強度B、導(dǎo)體的有效長度L及導(dǎo)體切割磁力線運動的速度v成正比。

右手定則第二部分收集與處理信息

（2）楞次定律

線圈中感應(yīng)電動勢的方向可用楞次定律判斷。即線圈中感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通(原磁通)的變化，這就是楞次定律。此定律用于導(dǎo)體不作運動但磁通變化，從而引起閉合電路產(chǎn)生感生電動勢(感生電流)的方向判定。如下圖所示：線圈中磁通發(fā)生變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢第二部分收集與處理信息

用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向的步驟:(1)首先確定原來磁場的方向及變化趨勢(增加還是減少)。(2)再根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向(當(dāng)原磁場增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向與原磁場方向相反；反之則相同)。(3)最后根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向，用右手螺旋定則判斷出感應(yīng)電動勢的方向。第二部分收集與處理信息

(3)法拉第電磁感應(yīng)定律電感線圈又稱為電感，用字母L表示。當(dāng)電感線圈有電流i通過時，將在其周圍產(chǎn)生磁場。當(dāng)通過線圈的磁通Φ發(fā)生變化時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢e的大小與磁通Φ的變化率成正比。其方向取決于磁通的變化情況，習(xí)慣上規(guī)定感應(yīng)電動勢e的參考方向與磁通Φ的參考方向之間符合右手螺旋定則，如圖所示。則感應(yīng)電動勢e的表達式為：(a)電感元件符號(b)電感元件中電壓、電流和磁通的方向第二部分收集與處理信息

若電感線圈的匝數(shù)是N，通過每匝線圈的磁通為Φ，則線圈的匝數(shù)N與穿過線圈的磁通Φ的乘積NΦ稱為線圈的磁鏈。電感元件中的磁通或磁鏈與電流i成正比(即線性電感)，則或

式中L稱為電感元件的電感，又稱為自感，是一個常數(shù)。當(dāng)在電感元件兩端加一交變電壓u時，在電感線圈中產(chǎn)生自感電動勢eL

:

或?qū)τ诤愣娏?即直流)來說，電感元件的自感電動勢e和端電壓u等于零，故電感元件對直流電路來說相當(dāng)于短路。第二部分收集與處理信息

(4)自感和互感

將兩個線圈N1、N2繞在同一鐵芯上，如圖所示。當(dāng)線圈N1的電流發(fā)生變化時，引起磁場變化，在N1中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，稱為自感電動勢。這種由線圈本身電流變化引起磁場變化而在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。而線圈N1變化的磁場也穿過線圈N2，會使線圈N2中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種由一個線圈的電流發(fā)生變化而在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象?；ジ屑盎ジ须妱觿莸诙糠质占c處理信息

變壓器及汽車上的點火線圈就是利用自感和互感原理工作的。如圖，初級線圈匝數(shù)少，僅300匝左右，而次級線圈匝數(shù)多，通常在20000匝以上，這樣做的目的在于當(dāng)初級線圈電流變化時能在次級線圈中產(chǎn)生很高的互感電壓。點火的過程如下：在觸點斷開瞬間，由于初級線圈的電流發(fā)生變化，因此會在次級線圈中產(chǎn)生高達10kV以上的互感電壓。這么高的電壓加在火花塞電極兩端，會引起火花塞極間跳火，從而點燃氣缸中的可燃混和氣，使發(fā)動機工作。汽車點火電路的原理圖第二部分收集與處理信息

四、磁路的歐姆定律

(1)磁路的形成

常見設(shè)備的幾種磁路第二部分收集與處理信息

(2)磁路的歐姆定律

磁路中的磁通量Φ與磁通勢NI(線圈的匝數(shù)和電流的乘積)成正比，與磁阻Rm成反比，如圖所示，這一關(guān)系與電路中的歐姆定律在形式上相近，通常稱為磁路的歐姆定律。可用公式表示：

F為磁動勢磁路歐姆定律

第二部分收集與處理信息

第三節(jié)

變壓器及其在汽車上的應(yīng)用一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

（1）變壓器的結(jié)構(gòu)

a)鐵芯式b)鐵殼式變壓器的結(jié)構(gòu)第二部分收集與處理信息

（2）變壓器的原理變壓器的負載運行第二部分收集與處理信息

（3）變壓器的作用1變壓器的電壓變換作用設(shè)變壓器原繞組通過的為正弦變化的交流電，則產(chǎn)生的磁通也為正弦變化，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，經(jīng)推導(dǎo)得出兩個繞組的電壓分別為：

由上兩式可得原、副繞組的電壓之比為上式中K稱為變壓器的變比。若K<1，則為升壓變壓器。第二部分收集與處理信息

2變壓器的電流變換作用變壓器是一個能量傳輸設(shè)備，兩邊的功率相等，即P1=P2得則原、副繞組電流的有效值的關(guān)系為即變壓器原、副繞組的電流與其繞組的匝數(shù)成反比。第二部分收集與處理信息

3變壓器的阻抗變換作用變壓器的阻抗變換

得由即變壓器的等效負載阻抗Z′是負載阻抗Z的K2倍。第二部分收集與處理信息

二、變壓器在汽車上的應(yīng)用(1)點火線圈開磁路點火線圈

根據(jù)磁路和結(jié)構(gòu)的不同可分為開磁路和閉磁路點火線圈。第二部分收集與處理信息

開磁路式點火線圈的磁路閉磁路點火線圈的磁路

第二部分收集與處理信息

(2)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的基本組成傳統(tǒng)點火系統(tǒng)由電源(蓄電池和發(fā)電機)、點火開關(guān)SW、點火線圈、分電器(斷電器和配電器等)和火花塞等組成，如圖所示。

傳統(tǒng)點火系工作原理示意圖

第二部分收集與處理信息

電源：其作用是給點火系統(tǒng)提供電能，一般電壓為12V。點火開關(guān)：其作用是接通和切斷點火系統(tǒng)低壓電路。點火線圈：其作用是將12V的低壓電轉(zhuǎn)變成為15000～20000V的高壓電。分電器：其作用是接通或斷開點火線圈的初級電路，使點火線圈產(chǎn)生高壓電，并按各缸的點火順序，將高壓電分送到火花塞。主要由配電器和斷電器組成，斷電器的作用是接通和切斷低壓電路，以使點火線圈產(chǎn)生高壓電；配電器的作用是按發(fā)動機的點火順序向各氣缸火花塞分配高壓電。．電容器：與斷電器并聯(lián)，其作用是當(dāng)斷電器觸點斷開時吸收初級線圈的自感電動勢，減小斷電器觸點的火花，延長觸點的使用壽命，并提高點火線圈的高壓電?；鸹ㄈ浩渥饔檬菍Ⅻc火線圈產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動機氣缸的燃燒室，并在其間隙中產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。第二部分收集與處理信息

(3)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的電路原理當(dāng)發(fā)動機工作時，斷電器連同凸輪一起在發(fā)動機凸輪軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，使斷電器觸點反復(fù)地開閉，接通與切斷點火線圈初級繞組的電流。在點火開關(guān)接通的情況下，斷電器觸點閉合，點火線圈初級繞組中有電流通過。流過初級繞組的電流稱為初級電流i1，初級電流所經(jīng)過的路徑稱為初級電路或低壓電路。其回路為：蓄電池正極電流表點火開關(guān)SW附加電阻R點火線圈初級繞組W1斷電器觸點K搭鐵蓄電池負極。1低壓電路第二部分收集與處理信息

2高壓電路觸點K打開，切斷初級電路，初級繞組中的電流i1迅速下降，使鐵芯中的磁場也迅速減弱，在次級繞組W2中感應(yīng)出高壓電動勢，由于初級電流和磁場迅速降低，次級繞組匝數(shù)多，次級繞組中感應(yīng)電動勢可達15~20kV(次級高壓)，擊穿火花塞間隙，產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。高壓電流i2流過的電路，稱為次級電路或高壓電路。其回路為：點火線圈次級繞組W2附加電阻R點火開關(guān)SW電流表蓄電池正極蓄電池負極搭鐵火花塞旁電極火花塞中心電極分高壓線配電器旁電極分火頭中心高壓線點火線圈的次級繞組。第二部分收集與處理信息

第四節(jié)電磁鐵在汽車上的應(yīng)用1.電磁鐵的組成與結(jié)構(gòu)

電磁鐵由線圈、鐵芯及銜鐵組成。圖示為電磁鐵的幾種結(jié)構(gòu)。電磁鐵的幾種結(jié)構(gòu)形式

第二部分收集與處理信息

2.磁鐵的類型電磁鐵廣泛地應(yīng)用于繼電器、接觸器及自動裝置中。電磁鐵分為直流和交流兩種，在汽車上應(yīng)用的是直流電磁鐵。磁滯現(xiàn)象使鐵磁材料在交變磁化過程中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，稱為鐵損耗，它使鐵芯發(fā)熱，使交流電機和變壓器等損耗增加，效率降低。鐵芯通常采用片狀的硅鋼片疊成，以減少鐵損耗（如圖所示）。直流電磁鐵中的磁通是恒定的，鐵芯沒有損耗，是用整塊軟鋼制成的。減少鐵損耗的方法(a)整體鐵心的鐵損耗(b)硅鋼片疊成的鐵心以減少鐵損耗第二部分收集與處理信息

3.電磁鐵的應(yīng)用

在汽車上，許多控制部件或執(zhí)行部件的各種電磁繼電器，都是利用電磁鐵的特點制成的，主要用來接通和斷開電路。例如各種電磁開關(guān)閥、噴油器和汽車電喇叭。電磁鐵的幾種結(jié)構(gòu)形式第二部分收集與處理信息

第五節(jié)繼電器在汽車上的應(yīng)用

一、汽車繼電器的類型

(1)電磁式繼電器

當(dāng)線圈兩端加上直流電壓時，就會有電流流過線圈，線圈的周圍就產(chǎn)生磁場。當(dāng)鐵芯的吸引力克服復(fù)位(返回)彈簧的彈力而使銜鐵(動鐵芯)吸向靜鐵芯時，從而帶動常閉觸點(觸點3、5)斷開，而常開觸點(觸點3、4)閉合，當(dāng)線圈斷電后，磁力消失，銜鐵(動鐵芯)在復(fù)位彈簧的作用下返回原來位置，使常閉觸點恢復(fù)閉合，常開觸點恢復(fù)打開。電磁式繼電器

第二部分收集與處理信息

常見插接繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及插座插腳布置圖第二部分收集與處理信息

（2）干簧式繼電器干簧式繼電器外形、圖形符號及工作原理

第二部分收集與處理信息

二、汽車繼電器應(yīng)用電路分析（1）喇叭繼電器繼電器與電喇叭的連接1.觸點臂2.線圈3.按鈕4.蓄電池5.觸點6.喇叭7.喇叭接柱（H）8.電池接（B）9.按鈕接柱10.喇叭繼電器第二部分收集與處理信息

（2）起動繼電器起動機繼電器控制電路

第二部分收集與處理信息

（3）倒車警報器倒車警報器電路1.熔絲2.倒車燈開關(guān)3.倒車燈4.繼電器觸點5.喇叭6.電容器第二部分收集與處理信息

第六節(jié)汽車發(fā)電機觸點式電壓調(diào)節(jié)器汽車發(fā)電機觸點式電壓調(diào)節(jié)器利用電磁鐵在不同的電流作用下的電磁力變化，使觸點張開或閉合，以控制發(fā)電機勵磁電路的斷開和接通，從而達到調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓的目的。

FT-61型雙級觸點式調(diào)節(jié)器原理電路第二部分收集與處理信息

①當(dāng)閉合點火開關(guān)S時，由于發(fā)電機轉(zhuǎn)速很低，調(diào)節(jié)器點火接線柱S對地的電壓小于14V，電流流入電磁線圈產(chǎn)生的電磁力不足以克服彈簧的拉力，因此低速觸點K1仍然閉合。此時由蓄電池向發(fā)電機勵磁繞組提供勵磁電流(即他勵)，其勵磁電流的回路為：此時由蓄電池向發(fā)電機勵磁繞組提供勵磁電流(即他勵)，其勵磁電流的回路為：蓄電池正極電流表點火開關(guān)S調(diào)節(jié)器點火接線柱S低速靜觸點支架低速觸點K1活動觸點臂磁軛調(diào)節(jié)器磁場接線柱F發(fā)電機F接線柱電刷和滑環(huán)勵磁繞組滑環(huán)和電刷發(fā)電機“-”接線柱搭鐵蓄電池負極。

由于勵磁繞組的電流由蓄電池供給，使發(fā)電機的磁場增強，發(fā)電機電壓很快升高。第二部分收集與處理信息

②當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，則勵磁繞組的電流和電磁線圈中的電流均由發(fā)電機供給。勵磁繞組的自勵磁電流由發(fā)電機正極點火開關(guān)S調(diào)節(jié)器點火接線柱S低速靜觸點支架低速觸點K1活動觸點臂磁軛磁軛調(diào)節(jié)器磁場接線柱F發(fā)電機F接線柱電刷和滑環(huán)勵磁繞組滑環(huán)和電刷發(fā)電機“-”接線柱搭鐵發(fā)電機負極。③隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)發(fā)電機電壓達到一級調(diào)壓值14V時，電磁線圈的電磁力增強，克服彈簧拉力，將活動觸點臂吸下，使K1打開，但處于中間懸空位置，尚不能使高速觸點K2閉合。此時勵磁電流回路為：發(fā)電機正極點火開火S調(diào)節(jié)器點火接線柱S加速電阻R1調(diào)節(jié)電阻R2調(diào)節(jié)器F接線柱發(fā)電機F接線柱勵磁繞組搭鐵發(fā)電機負極。由于勵磁繞組電路中串入R1、R2，因此勵磁繞組的電流減小，發(fā)電機電壓降低。第二部分收集與處理信息

④當(dāng)發(fā)電機高速運轉(zhuǎn)時，即使K1打開，串入R1、R2，由于其數(shù)值有限，發(fā)電機電壓因轉(zhuǎn)速過高仍會繼續(xù)升高。此時電壓升到二級調(diào)壓值14.5V，因電磁吸力遠遠大于彈簧彈力，使高速觸點K2閉合，勵磁繞組的兩端均搭鐵而短路。此時通過勵磁繞組的電流為零，發(fā)電機電壓急劇下降，導(dǎo)致電磁線圈吸力減小，又使活動觸點處于懸空位置，K1、K2均打開，勵磁繞組電路中又串入R1、R2，電壓又重新升高，如此重復(fù)。由于高速觸點K2不斷開閉，使發(fā)電機電壓保持在二級調(diào)壓值14.5V。⑤發(fā)動機停轉(zhuǎn)時，斷開點火開關(guān)，發(fā)電機不發(fā)電，調(diào)節(jié)器恢復(fù)到不工作狀態(tài)，即低速觸點K1常閉，高速觸點K2常開，電流表指針回到零位。第二部分收集與處理信息

磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器主要由裝在分電器軸上的信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵芯（支座）和繞在鐵芯上的感應(yīng)線圈等組成。如圖

所示。磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器是利用電磁感應(yīng)原理工作的。在信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，通過傳感線圈的磁通發(fā)生變化，使線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的方向發(fā)生交變變化，此時將線圈兩端輸出交變信號(正脈沖或負脈沖信號)送至點火器輸入端，就可控制點火裝置的工作。磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器

第三部分實施計劃

信號發(fā)生器磁通路徑：磁力線穿過的路徑為永久磁鐵N極定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙轉(zhuǎn)子凸齒轉(zhuǎn)子凸齒與定子磁頭間的氣隙磁頭導(dǎo)磁板永久磁鐵S極。磁感應(yīng)式傳感器工作原理a)接近b)對正c)離開1-信號轉(zhuǎn)子2-傳感線圈3-永久磁鐵第三部分實施計劃

通過對信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的3個不同狀態(tài)的分析，得到傳感線圈中磁通和感應(yīng)電動勢的波形變化如圖所示。傳感線圈中磁通和感應(yīng)電動勢的波形

第三部分實施計劃

①如圖(a)所示，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子凸齒逐漸靠近鐵芯時，凸齒與鐵芯之間的空氣隙逐漸減小，主磁路的總磁阻(Rm)逐漸減小，通過傳感線圈的磁通量Φ逐漸增大，磁通變化率增大(dФ／dt>0)，。②如圖(b)所示，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子凸輪與鐵芯中心線正好對正時，凸齒與鐵芯之間的空氣隙最小，主磁路的總磁阻(Rm)最小，通過傳感線圈的磁通量Φ最大，但磁通量的變化率dΦ/dt=0。③如圖(c)所示，信號轉(zhuǎn)子凸齒逐漸離開鐵芯，凸齒與鐵芯之間的空氣隙逐漸增大，主磁路的總磁阻(Rm)逐漸增大，通過傳感線圈的磁通量Φ逐漸減小，磁通變化率dΦ/dt<0。根據(jù)磁路歐姆定律：第三部分實施計劃

情境四

汽車直流電動機的檢測

能力目標(biāo)：通過本次項目的完成，你應(yīng)能夠：描述直流電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。知道串勵直流電動機的機械特性。描述永磁電動機在汽車上的應(yīng)用。4認知汽車起動機的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)。5檢測汽車起動機總成。6檢測汽車刮水電動機總成。

汽車起動機內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)如圖所示：第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

（1）能知道起動機的類型與型號。（2）能分析起動機的工作原理。（3）能檢測起動機的轉(zhuǎn)子總成。（4）能檢測起動機的電刷總成。（5）能檢測起動機的定子繞組。汽車起動機內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)如圖所示，請分析相關(guān)電氣元件的結(jié)構(gòu)與檢測方法：第一部分學(xué)習(xí)任務(wù)描述

第一節(jié)直流電動機的工作原理和特性

一、直流電動機的工作原理

直流電動機利用磁場的相互作用將電能轉(zhuǎn)化成機械能，在磁場內(nèi)通電導(dǎo)線受到磁場力的作用而產(chǎn)生移動的傾向。第二部分收集與處理信息

式中：Ba——

一個主磁極下的平均氣隙磁感應(yīng)強度；

L——

導(dǎo)線的有效長度；v——

導(dǎo)線切割磁力線的線速度。 二、直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與反電動勢

1.直流電動機的反電動勢電刷間的反電動勢與每根導(dǎo)線中的平均反電動勢成正比，線速度與電樞的轉(zhuǎn)速成正比，所以反電動勢可用下式表示：

式中：Ce——與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，稱為電動勢常數(shù)第二部分收集與處理信息

式中：U

——

加于電樞繞組兩端的電壓

；

Ra

——電樞電阻，其中包括電樞繞組的電阻和電樞與換向器的接觸電阻；

Rf

——

勵磁繞組等效電阻

。 1.直流電動機的反電動勢根據(jù)基爾霍夫定律，在串勵電動機穩(wěn)定運行時，滿足方程 2.直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩

式中：Ba——

一個主磁極下的平均氣隙磁感應(yīng)強度；

L——

導(dǎo)線的有效長度；

ia——

導(dǎo)線切割磁力線的線速度。第二部分收集與處理信息

2.直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩

對于給定的電動機，總的電磁轉(zhuǎn)矩T與平均電磁力Fa成正比，每極主磁通φ與平均氣隙磁感應(yīng)強度Ba成正比，導(dǎo)線的有效長度L是一個常數(shù)，電樞總電流Ia與一根電樞導(dǎo)體中流過的電流ia成正比，所以總的電磁轉(zhuǎn)矩用下式表示 式中，是與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，稱為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。三、直流電動機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)過程

工作負載增大時

工作負載減小時第二部分收集與處理信息

第二節(jié)汽車啟動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)

第二部分收集與處理信息

汽車起動機用直流電動機由磁極、電樞、換向器等組成，電樞繞組與勵磁繞組串聯(lián)的直流電動機又稱為串勵式直流電動機。

1.機殼

起動機機殼的一端有4個檢查窗口，中部只有一個電流輸入接線柱，并在內(nèi)部與勵磁繞組的一端相連。

2.磁場繞組

磁場繞組由繞在極靴上的線圈構(gòu)成，磁場繞組固定到起動機外殼里面，用鑄鋼制造的極靴和起動機外殼連接在一起，可增加磁場繞組的磁場強度。

磁場繞組的連接方式有兩種：一種是4個繞組串聯(lián)后再與電樞繞組串聯(lián)，另一種是兩個繞組先串聯(lián)后并聯(lián)，然后再與電樞繞組串聯(lián)。第二部分收集與處理信息

3.電樞

第二部分收集與處理信息

電樞的作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

電樞的組成：主要由電樞鐵芯、電樞繞組和換向器組成。

電樞的結(jié)構(gòu)：電樞鐵心由相互絕緣的硅鋼片疊裝而成，其圓周上制有安放電樞繞組的線槽，內(nèi)孔借花鍵槽壓裝在電樞軸上。

3.電樞

4.換向器及電刷第二部分收集與處理信息

第三節(jié)直流電動機的勵磁方式

第二部分收集與處理信息

直流電動機的主磁場由勵磁繞組中的勵磁電流產(chǎn)生，根據(jù)不同的勵磁方式，直流電動機可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機和復(fù)勵電動機

。

1.他勵電動機勵磁繞組與電樞繞組由不同的直流電源供電，兩者不相連接。

1.他勵電動機

2.并勵電動機

這種電動機的勵磁繞組和電樞繞組相并聯(lián)。

第二部分收集與處理信息

3.

串勵電動機

4.復(fù)勵電動機

這種電動機的勵磁繞組分成兩部分，一部分與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵繞組；另一部分與電樞繞組串聯(lián)，稱為串勵繞組

。

第二部分收集與處理信息

第四節(jié)直流電動機的機械特性

一、他勵或并勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性方程式，可由他勵直流電動機的基本方程式導(dǎo)出。

第二部分收集與處理信息

他勵與并勵電動機的機械特性基本相同，轉(zhuǎn)速將隨轉(zhuǎn)矩的增加而近似地按線性規(guī)律下降，但因電樞電阻Ra很小，轉(zhuǎn)速下降的程度微小。從空載到滿載，轉(zhuǎn)速的降低僅為額定轉(zhuǎn)速的5％～10％。因此，他勵與并勵電動機具有硬機械特性。第二部分收集與處理