汽車電工電子基礎(chǔ) 第2版 教學(xué)大綱 模塊一 任務(wù)二 連接汽車前照燈控制電路

福建工業(yè)學(xué)校電子講義第15頁共15頁項(xiàng)目一直流電路任務(wù)二連接汽車前照燈控制電路【任務(wù)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：1)識(shí)別汽車前照燈控制電路的結(jié)構(gòu)；電動(dòng)勢(shì)、電位、電功率、負(fù)載額定值等基本定義；3種工作狀態(tài)。核心素養(yǎng)：愛護(hù)器材設(shè)備、儀器儀表和工量具等，養(yǎng)成節(jié)約耗材的工作習(xí)慣和勤儉樸素的生活作風(fēng)。技能目標(biāo)：1)掌握電路原理圖的畫法，會(huì)連接汽車前照燈控制電路；2)具有用萬用表檢測(cè)易熔絲、斷電器和熔絲是否損壞，能使用測(cè)度試燈對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試，判斷電路是否異常；3)人使用剝線鉗，能修理或更換插?！救蝿?wù)描述】汽車前照燈根據(jù)照射距離的不同分為近光燈和遠(yuǎn)光燈?？启斊澠嚽罢諢舭惭b位置見圖1-1所示，汽車前方各裝有1只近光燈泡和1只遠(yuǎn)光燈泡。通過任務(wù)實(shí)施連接前照燈控制電路，來分析電路、電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電位、電功率、負(fù)載額定值等基本概念以及電路三種工作狀態(tài)。【任務(wù)實(shí)施】一、器材連接汽車前照燈控制電路所需器材如表1-2。表1-2連接汽車前照燈（用普通燈泡代替）控制電路所需器材序號(hào)名稱實(shí)物圖序號(hào)名稱實(shí)物圖1導(dǎo)線6開關(guān)（任務(wù)實(shí)施代替開關(guān)）（車上實(shí)際使用燈組合控制開關(guān)）2斜口鉗3剝線鉗7數(shù)字萬用表4熔絲8燈泡（任務(wù)實(shí)施代替燈泡）（實(shí)際前照燈）5蓄電池二、用數(shù)字萬用表檢查元件用數(shù)字萬用表檢查元件方法如表1-3所示。表1-3數(shù)字萬用檢查元件序號(hào)檢測(cè)元件檢測(cè)示意圖讀數(shù)元件好壞1熔絲：把紅黑表筆分別插入數(shù)字萬用表的VΩHzC和COM插孔；把檔位旋鈕置于測(cè)二極管和蜂鳴器檔；打開電源；把紅黑表筆與熔絲的兩個(gè)引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄2燈組合控制開關(guān)（這里用普通開關(guān)替換）：萬用表操作同上，檢測(cè)如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄（斷開與閉合）3前照燈電阻測(cè)量：表筆插入同上；把檔位旋鈕置于測(cè)電阻200Ω檔；打開電源；把紅黑表筆與前照燈的兩個(gè)引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄4蓄電池電壓檢查：表筆插入同上；把檔位旋鈕置于測(cè)直流電壓20V檔；打開電源；把紅黑表筆與蓄電池的兩個(gè)正、負(fù)引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄三、汽車前照燈控制電路連接步驟汽車前照燈控制電路連接步驟如表1-4所示。表1-4汽車前照燈控制電路連接步驟序號(hào)實(shí)施項(xiàng)目實(shí)施示意圖1根據(jù)電路連接需要，用斜口鉗裁剪合適長(zhǎng)度的導(dǎo)線2按要求用剝線鉗剝離裁剪下導(dǎo)線兩端的絕緣皮3456789101112打開數(shù)字萬用表1、2的電源，把燈組合控制開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察前照燈、數(shù)字萬用表1、2的現(xiàn)象，并記錄13把燈組合開關(guān)置于OFF位置，對(duì)調(diào)數(shù)字萬用表1、2的紅黑表筆位置，再次接通萬用表電源，并把燈組合控制開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察前照燈、數(shù)字萬用表1、2的現(xiàn)象，并記錄14實(shí)訓(xùn)完畢，關(guān)斷電源，按要求斷開連接導(dǎo)線，收好器件和儀表15實(shí)車電路連接圖 【檢測(cè)評(píng)價(jià)】檢測(cè)評(píng)價(jià)如表1-5所示。表1-5檢測(cè)評(píng)價(jià)序號(hào) 實(shí)操活動(dòng) 步 驟 評(píng)分細(xì)則 分值 得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)相關(guān)器材、儀表等102連接電路裁剪導(dǎo)線和剝離絕緣皮動(dòng)作規(guī)范合理，導(dǎo)線裁剪長(zhǎng)度合適，絕緣皮剝離長(zhǎng)度合適10安裝表筆和選擇數(shù)字萬用表檔位動(dòng)作規(guī)范合理，正確安裝表筆，正確選擇檔位15連接相關(guān)電路動(dòng)作規(guī)范合理，正確連接線路，正確連接數(shù)字萬用表1，正確連接數(shù)字萬用表2153通電測(cè)試接通電路，觀察燈泡是否點(diǎn)亮，并觀察數(shù)字萬用表數(shù)值變化動(dòng)作規(guī)范合理，通電燈亮，萬用表有讀數(shù)204素養(yǎng)提升勤儉節(jié)約意識(shí)裁剪導(dǎo)線選擇不宜過長(zhǎng)，耗材選擇不宜過量，具有節(jié)儉節(jié)約的工作意識(shí)和行為習(xí)慣10安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把器材儀表歸位，進(jìn)行工位清潔和整理105時(shí)間操作時(shí)間為25min每超過1min扣1分10合計(jì)100一、電路由表1-4，步驟8的實(shí)施示意圖:蓄電池、前照燈、熔絲、前照燈控制開關(guān)、數(shù)字萬用表1（在汽車上沒用）、連接導(dǎo)線就構(gòu)成一個(gè)完整的電路。電路是電流流經(jīng)的途徑，表1-4，序號(hào)12的實(shí)施示意圖中萬用表1的讀數(shù)1.51A，就是指汽車前照燈工作時(shí)，所流過該電路電流的大小。一個(gè)完整的電路通常是由供電設(shè)備（如蓄電池）、負(fù)載（如車燈）、中間環(huán)節(jié)3部分組成。供電設(shè)備俗稱電源，它是為電路提供電能的設(shè)備或器件，一般分為直流和交流兩種供電設(shè)備。由交流電源供電的電路叫交流電路；由直流電源供電的電路叫直流電路，本項(xiàng)目主要介紹直流供電電路。負(fù)載也稱用電器，是消耗電能的裝置。如汽車上的前照燈就是一種將電能轉(zhuǎn)換成為光能的負(fù)載。連接電源和負(fù)載的部分統(tǒng)稱為中間環(huán)節(jié)，起傳輸和調(diào)節(jié)電能的作用。中間環(huán)節(jié)包括連接導(dǎo)線（實(shí)際設(shè)備是用連接線束，如圖1-7所示）和電氣控制器件等。導(dǎo)線是連接電源、負(fù)載和其他電器元件的金屬線，常用的有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線等；電氣控制器件是對(duì)電路進(jìn)行控制的元器件，雪佛蘭科魯茲汽車前照燈供電電路常用的器件有車燈組合開關(guān)見圖1-1C，繼電器或熔絲見圖1-1b。圖1-7汽車上的電路連接線束二、電路原理圖的建立表1-4中，各序號(hào)的實(shí)施示意圖是用導(dǎo)線把各元件、儀表的實(shí)物連接起來，稱為電路實(shí)物圖。在實(shí)際應(yīng)用中，由于一些元件實(shí)物尺寸大、畫法繁瑣，不利于電路圖制作和分析，故要尋找用一些簡(jiǎn)單的電氣符號(hào)來替代描述實(shí)際的元件。用電氣符號(hào)替代實(shí)物描述電路連接的圖，稱為電路原理圖，簡(jiǎn)稱電路圖。對(duì)于表1-4，序號(hào)8的實(shí)施示意圖中各元件對(duì)應(yīng)的電氣符號(hào)如表1-6所示。表1-6前照燈連接電路各元件對(duì)應(yīng)的電氣符號(hào)序號(hào) 元件實(shí)物 電氣符號(hào)序號(hào) 元件實(shí)物 電氣符號(hào)142536根據(jù)表1-6所對(duì)應(yīng)的符號(hào)，我們可以把表1-4，序號(hào)8和12的實(shí)施示意連接圖轉(zhuǎn)化成如圖1-8所示的電路圖。a）b）圖1-8汽車前照燈電路原理圖a）序號(hào)8開關(guān)處于OFF狀態(tài)b）序號(hào)12開關(guān)處于ON狀態(tài)電工學(xué)中，常見各種器件所對(duì)應(yīng)的電氣符號(hào)及文字符號(hào)如表1-7所示。表1-7常見各種器件所對(duì)應(yīng)的電氣圖形符號(hào)及文字符號(hào)名稱 電氣 文字符號(hào) 符號(hào)名稱 電氣 文字符號(hào) 符號(hào)名稱 電氣 文字符符號(hào)電池E電阻R電容C電壓源Us可調(diào)電阻R可變電容C電流源Is電位器RP空心線圈L發(fā)電機(jī)開關(guān)S鐵心線圈L三、直流電路的基本物理量1．電流表1-4，步驟12中，當(dāng)燈組合開關(guān)接通時(shí)，前照燈亮，數(shù)字萬用表1在測(cè)電流檔位上有讀數(shù)1.51A，表明電路中有電流流過。電流是一個(gè)矢量，既有大小，又有方向。表1-4步驟12中萬用表1的讀數(shù)1.51A就是表示流經(jīng)該電路電流的大小。電流大小是表示帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，是指在單位時(shí)間（一定時(shí)間）通過導(dǎo)體橫截面的電荷量的多少，用I表示即電流的單位為安培，簡(jiǎn)稱安，用符號(hào)A表示單位換算：1A=103mA=106μA電荷量的符號(hào)是Q，單位的名稱是庫倫，簡(jiǎn)稱庫，用符號(hào)C表示。電流的方向：表1-4，序號(hào)12、13中萬用表1的顯示數(shù)字，可以直觀說明電流方向的存在，兩序號(hào)中的數(shù)字萬用表1的顯示大小相等，均為1.51，但它們卻有正負(fù)之分，序號(hào)13中的數(shù)字前有顯示“-”，即兩表的電流方向相反。習(xí)慣上把正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向，因此，自由電子和負(fù)離子移動(dòng)的方向與電流方向相反。將大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱之為穩(wěn)衡電流，簡(jiǎn)稱直流；將大小和時(shí)間都隨時(shí)間作相應(yīng)變化的電流，稱為交變電流，簡(jiǎn)稱交流。直流/交流波形如圖1-9所示。b)圖1-9直流與交流a）直流電b)交流電2．電壓兩種不同極性的分離電荷之間可產(chǎn)生電場(chǎng)，電壓就是指在電場(chǎng)力的作用下把單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓（a、b是電場(chǎng)中的任意兩點(diǎn)），記為Uab，電壓產(chǎn)生的機(jī)理如圖1-10所示。a）b）c）圖1-10電壓產(chǎn)生機(jī)理a）電壓為零b）低電壓c）高電壓表1-4步驟12中的數(shù)字萬用表2的讀數(shù)10.72V就是指加在前照燈兩端的電壓。圖1-8b中的Uab表示a，b兩點(diǎn)間的電壓，方向是從a點(diǎn)指向b點(diǎn)。電壓大小是指當(dāng)外電路閉合時(shí)，外電路中形成電場(chǎng)，在電場(chǎng)力的作用下，電荷經(jīng)外電路定向移動(dòng)形成電流I，電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功能力的大小即為電壓的大小，用U表示。電壓的單位為伏特，簡(jiǎn)稱伏（V）。比伏（V）更大的單位有千伏（KV）、兆伏（MV），其換算單位為1kV=103V，1MV=106V為方便理解，這里可以借助常見的水壓與水流的關(guān)系來描述電壓與電流的關(guān)系，如圖1-11所示。圖1-11a的中上圖，由于水槽兩邊的水位相同，不存在水壓，所以沒有水流；下圖，因存在水壓，所以產(chǎn)生水流。圖1-11b的中上圖，由于沒有電源，電路中不存在電壓差，所以沒有電荷的移動(dòng)，導(dǎo)致燈不亮；下圖，由于電源正、負(fù)極間存在著電壓，電路中有正電荷由正極流向負(fù)極（實(shí)際上是電子由負(fù)極流向正極。）形成電流，從而使燈發(fā)光。a）b）圖1-11水壓與水流和電壓與電流的關(guān)系a）水壓形成水流b）電壓產(chǎn)生電流比伏（V）更大的單位有千伏（kV）、兆伏（MV），其單位換算為：1kV=103V，1MV=106V電壓的方向：正方向是由“+”極性（高電位）指向“－”極性（低電位），即表示電位降落的方向（表1-4中的序號(hào)12、13中的數(shù)字萬用表2的顯示數(shù)字，可以形象說明電壓方向的存在，雖然兩圖中的數(shù)字萬用表2的讀數(shù)大小相等均為10.72V，但卻有正負(fù)之分，序號(hào)13中的數(shù)字萬用表的數(shù)字前有顯示“-”，表示數(shù)字萬用表紅表筆連接的順序與電壓的指向相反）。3．電位物理學(xué)中的電位又稱為電勢(shì)，電路中每一點(diǎn)都有一定的電位。衡量電位高低必須有一個(gè)計(jì)算電位的起點(diǎn)，即參考點(diǎn)，稱為零電位點(diǎn)，該點(diǎn)電位為0V，即V0=0V。不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示，如圖1-8的b中Va和Vb，電壓Uab=Va-Vb，即a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b間的電位差。電路中的零參考點(diǎn)可以任意選取，計(jì)算某點(diǎn)的電位就為該點(diǎn)到零參考點(diǎn)之間的電壓。一般取大地為參考點(diǎn)或電子線路公共點(diǎn)（車架、機(jī)殼），汽車電路中通常我們將蓄電池負(fù)極作為零電位點(diǎn)，也稱為搭鐵點(diǎn)，用符號(hào)“⊥”表示。如圖1-12所示為科魯茲車上的搭鐵點(diǎn)。搭鐵點(diǎn)搭鐵點(diǎn)討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？圖1-12科魯茲車上搭鐵點(diǎn)討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？4．電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是指在電源內(nèi)部，非靜電力（電源力）將正電荷從負(fù)極移到正極所做的功W與其電荷量Q之比稱為電動(dòng)勢(shì)，用E表示。電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部。電動(dòng)勢(shì)的單位為伏特，簡(jiǎn)稱伏，用符號(hào)V表示電動(dòng)勢(shì)方向：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。一般情況下，電源的端電壓總是低于電源內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)，只有當(dāng)電源開路時(shí)，電源的端電壓才與電源的電動(dòng)勢(shì)相等。5．電功率電功率是電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，其物理意義是衡量電路組件或設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能。用字母P表示，單位為瓦特（W）。計(jì)算公式：請(qǐng)你根據(jù)表1-4，序號(hào)12中數(shù)字萬用表1、2的讀數(shù)，利用上式計(jì)算一下前照明燈的功率為多少瓦？注意：通用情況為純電阻電路，因?yàn)楹髢蓚€(gè)式子由歐姆定律推導(dǎo)，而歐姆定律是針對(duì)純電阻而言。歐姆定律在后面介紹。注意：通用情況為純電阻電路，因?yàn)楹髢蓚€(gè)式子由歐姆定律推導(dǎo)，而歐姆定律是針對(duì)純電阻而言。歐姆定律在后面介紹。討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？6．負(fù)載額定值電氣設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為他們的額定電流、額定電壓和額定功率。一般元件和設(shè)備的額定值都標(biāo)在明顯位置，如汽車前照明燈上有標(biāo)識(shí)其功率和耐壓等。如圖1-13所示，表示該前照燈的額定工作電壓為12V，功率為90W（近光燈）或100W（遠(yuǎn)光燈）。圖1-13前照燈的參數(shù)標(biāo)注示意圖四、電路的三種工作狀態(tài)1．通路(也稱閉路)表1-4，步驟12中，燈組合開關(guān)處于接通狀態(tài)，蓄電池、熔絲、燈組合開關(guān)、數(shù)字萬用表1、前照燈構(gòu)成閉合回路，前照燈點(diǎn)亮，電路中有電流通過，數(shù)字萬用表1有讀數(shù)，這種電路工作狀態(tài)稱為通路。通路狀態(tài)下，各用電設(shè)備可正常工作。2．?dāng)嗦罚ㄒ卜Q開路）斷路可分為控制性斷路和故障性斷路。表1-4，步驟8中的實(shí)施示意圖就是控制性斷路。電路中的燈組合開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)，使得蓄電池、熔絲、燈組合開關(guān)、數(shù)字萬用表1、車燈未能構(gòu)成閉合回路，造成電路中無電流通過，前照燈不亮，數(shù)字萬用表1的讀數(shù)為0。控制性斷路是人們根據(jù)需要利用開關(guān)將處于通路狀態(tài)的電路切斷，使其停止工作。故障性斷路是一種突發(fā)性的、故障情況下的斷路狀態(tài)，例如，電源與負(fù)載之間連線松脫，如圖1-14所示，或負(fù)載損壞，如車燈燈絲燒斷等。圖1-14電源與負(fù)載之間連線松脫3．短路短路通常分為電路短路狀態(tài)（事故狀態(tài)）和檢修過程中常用的“短接”狀態(tài)。表1-4，步驟13所示，在連接電路時(shí)，誤把數(shù)字萬用表2的直流檔當(dāng)做電壓檔，把它并在前照燈兩端，由于數(shù)字萬用表在直流檔位的內(nèi)阻很小，導(dǎo)致前照燈被數(shù)字萬用表