汽車電工電子基礎(chǔ) 第2版 教學(xué)大綱 模塊一 任務(wù)五 連接與運用串并聯(lián)電路

福建工業(yè)學(xué)校電子講義第15頁共15頁項目一直流電路任務(wù)五連接與運用串/并聯(lián)電路【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：學(xué)會分析串聯(lián)電路并熟記其電路特點；掌握串聯(lián)電路分壓原理及其在汽車實際中的應(yīng)用；熟知并聯(lián)電路在汽車上的應(yīng)用；學(xué)會分析并聯(lián)電路并熟記其電路特點；/并聯(lián)電路，學(xué)會分析混聯(lián)電路。核心素養(yǎng)：技能目標(biāo)：會連接串聯(lián)電路；會連接并聯(lián)電路；熟練運用數(shù)字萬用表測量串/并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻等物理量；熟練運用數(shù)字萬用表驗證串/并聯(lián)電路的特點；建議課時：6課時。【任務(wù)描述】串聯(lián)/并聯(lián)電路普遍應(yīng)用于汽車電路當(dāng)中，圖1-1中蓄電池、熔絲、燈組合控制開關(guān)和左右前照燈通過一條導(dǎo)線首尾連接起來，即可稱之為串聯(lián)連接；左右前照燈與轉(zhuǎn)向燈之間是采用并聯(lián)連接，兩個左右前照燈之間也是并聯(lián)連接。本任務(wù)主要介紹串/并聯(lián)電路的連接與測量，以此來學(xué)習(xí)串/并聯(lián)電路的特點及其應(yīng)用?！救蝿?wù)實施】完成串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接、觀察串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流和電壓特性。一、器材所需器材見表1-2。二、串/并聯(lián)電路連接步驟緊接任務(wù)二表1-4汽車前照燈控制電路連接步驟12，串/并聯(lián)電路連接步驟如下表1-14所示表1-14串/并聯(lián)電路連接步驟序號實施項目實施示意圖記錄1按任務(wù)二表1-4步驟12連接電路，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23456789關(guān)斷電源，斷開連接導(dǎo)線，按要求連接至本表步驟11011121314151617打開6個數(shù)字萬用表的電源，把開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察2個燈泡、6個數(shù)字萬用表的現(xiàn)象，并記錄18試一試：在步驟17基礎(chǔ)上再并聯(lián)燈泡L3，接通開關(guān)，觀察燈泡亮度，萬用表讀數(shù)，并記錄19實訓(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【檢測評價】檢測評價如表1-15所示表1-15檢測評價序號實操活動步驟評分細(xì)則分值得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備配取實訓(xùn)用器材、儀表，無重復(fù)領(lǐng)取，做好物品領(lǐng)取登記52認(rèn)識器件照明線路所需器件寫出照明線路所需器件的名稱、電氣符號53器件檢測用數(shù)字萬用表檢測器件正確使用數(shù)字萬用表規(guī)范測量串、并聯(lián)線路所需器件54串聯(lián)電路連接連接基本電路動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10正確串聯(lián)燈泡L2，并連接相應(yīng)萬用表動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)5正確串聯(lián)燈泡L3，并連接相應(yīng)萬用表。動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)55并聯(lián)電路連接恢復(fù)基本電路連接電路接通，燈光正常發(fā)亮5正確并聯(lián)燈泡L2，并連接相應(yīng)萬用表準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值動作規(guī)范合理，無操作失誤5正確并聯(lián)燈泡L3，并連接相應(yīng)萬用表。電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮56安全文明生產(chǎn)安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把器材、儀表等歸位，工位清潔和整理57操作時間時間操作時間為40分鐘，每超過1分鐘扣1分5合計100說明：每項分都是扣完為止；【知識鏈接】一、串聯(lián)電路圖1-27所示是汽車前照燈控制電路實物圖。圖中從蓄電池正極開始->燈組合開關(guān)->熔絲->前照燈->數(shù)字萬用表->蓄電池負(fù)極，依順序首尾通過導(dǎo)線相接。這種有兩個或兩個以上電氣元件首尾依次順序連接起來所構(gòu)成無分支的電路叫做串聯(lián)電路。圖1-27汽車前照燈控制電路實物圖為了便于分析，我們通常把電路中的各元器件分別用一個等效電阻來替代，對于表1-14步驟8所示的電路，用電阻R替代燈泡L后的串聯(lián)電路如圖1-29所示（本圖是利用EWB仿真軟件繪制的測試電路圖）。在圖1-28的a中，R1、R2、R3三個電阻串接在一起，并在三個不同位置分別串入A1、A2、A3三個數(shù)字萬用表，用于監(jiān)測電路的工作電流，V1、V2、V3、V用于監(jiān)測電源和三個電阻上的電壓降。從圖中可以看出，因為串聯(lián)電路中只有一條通路，所以，電路中，流過一個元器件的電流I同時也流過另一個，即A1、A2、A3三個表的讀數(shù)相同，V1、V2、V3的讀數(shù)相加等于V的讀數(shù)；這種電路只需要一個控制開關(guān)，且開關(guān)的位置對電路沒有影響；各個用電器之間的工作是互相影響的，只要有一個用電器異常，其他的用電器也無法正常工作。圖1-28b中，R1與電流表A2的連線斷開，整個電路無工作電流，A1、A2、A3三個表的讀數(shù)都為0。a）b）圖1-29電阻串聯(lián)電路a）正常的串聯(lián)電路b）異常的串聯(lián)電路由表1-14的實驗和圖1-29a中的A1、A2、A3和V1、V2、V3、V的讀數(shù)，可得出串聯(lián)電路的特點如下：1）串聯(lián)電路中，流過各個負(fù)載的電流相等，并等于總電流，即I1=I2=I3=……=In。2）電路兩端的總電壓等于串聯(lián)電路中各負(fù)載兩端的電壓之和，即U=U1+U2+U3……+Un。串聯(lián)電路的總功率等于各電阻消耗的功率之和。3）電路的總電阻等于串聯(lián)電路中各負(fù)載電阻之和，即R=R1+R2+R3……+Rn。如圖1-29所示（本圖也是利用EWB仿真軟件繪制的測試電路圖），R1、R2、R3是3個阻值分別為1KΩ的電阻串接后，用數(shù)字萬用表測量其總阻值，表上的顯示值為3KΩ，等于R1、R2和R3的阻值之和。串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與該阻值成正比，即阻值越大，該電阻兩端分得的電壓也越大。如圖1-29所示。由圖中可知，R1的阻值最小為1KΩ，所分的電壓也最小約2V，R3的阻值最大，為3KΩ，分到的電壓為6V。圖1-29串聯(lián)電路的總電阻特性圖1-30串聯(lián)電路的分壓特性二、并聯(lián)電路觀察圖1-31所示的現(xiàn)象。圖a表示當(dāng)燈控制開關(guān)接通時，汽車左右前照燈同時亮；圖b表示汽車左前照燈損壞不亮，但右前照燈正常，能照常點亮。表明，汽車左右前照燈的工作是相互獨立的，互不影響的。在實際應(yīng)用中，常把兩個或兩個以上的車燈（或用電設(shè)備）兩端，連接在電路的相同的兩點間使每個車燈（或用電設(shè)備）處于同一電壓作用下獨立工作，這種電路連接稱為并聯(lián)電路。左右前照燈供電電路的原理圖如圖1-33所示。兩個燈并接后，通過燈組合控制開關(guān)，熔絲與蓄電池連接。a）b）圖1-31左右前照燈獨立工作示意圖a）左右前照燈正常工作b）一個前照燈不亮圖1-32左右前照燈供電電路的原理圖為了便于分析并聯(lián)電路特點，同樣用電阻來代替表1-14步驟18的汽車車燈，代替后的電路如圖1-33所示。R1、R2、R3三個電阻采用并聯(lián)連接，R1、R2、R3的支路上分別串入A1、A2、A3三個數(shù)字萬用表，用于監(jiān)測各支電路的工作電流，V、V1用于監(jiān)測電源和三個電阻上的電壓降。從圖中可以看出，因為各電阻是接在同一電源上，所以V1與V相等；A的讀數(shù)等于A1、A2、A3的讀數(shù)之和。因為并聯(lián)電路有多條支路，電流從干路流入之后，便流向各個分路，然后再匯集流出。為了各支路安全工作，確保各個用電器之間的工作是互不影響的，這種電路需要安裝多路控制開關(guān)，就像圖1-31b所示，一個前照燈損壞，而另一個前照燈照舊正常工作。具體的如圖1-33b，雖然R3與電路的連線斷開，照成該支路不工作，但是R1、R2支路依舊照常工作。a）b）圖1-33并聯(lián)電路示意圖a）正常工作的并聯(lián)電路b）R3與電路連接斷開后的并聯(lián)電路由表1-14步驟17和18的實驗所獲的數(shù)據(jù)和圖1-33a的指示數(shù)據(jù)，可以得出并聯(lián)電路的特點如下：1）并聯(lián)電路中，不論各支路兩端負(fù)載大小，各個負(fù)載兩端的電壓都相等。即U=U1=U2=U3=…=Un。并聯(lián)電路中總功率也等于各電阻消耗的功率之和。2）并聯(lián)電路總電流等于流經(jīng)各電阻電流之和，即I=I1+I2+I3+…+In3）并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于并聯(lián)電路中各個電阻倒數(shù)之和，即，其阻值測量示意圖如圖1-34所示。R1、R2、R3分別為1KΩ，三個電阻并聯(lián)后，用數(shù)字萬用表測量其阻值，顯示屏顯示的數(shù)字為333.3Ω。因此，當(dāng)并聯(lián)越多負(fù)載時，電路的總電阻值將越小，電路中總電流I會越大（圖1-33的數(shù)值清晰表明這一特點，圖a為3個電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值為333.3Ω，此時，總電流為36mA左右，圖b為2個電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值為500Ω，此時，總電流為24mA）。圖1-34并聯(lián)電路總電阻值測量示意圖4）并聯(lián)電路中，各分路的電流視其電阻大小而定：電阻越小，流過電流越大；反之，電阻越大，則流過電流越小。電阻大到無限大（∞）即視同斷路；電阻小到零時則視同短路。其特性如圖1-35所示。圖中支路1的電阻R1為1KΩ，流過的電流A1的讀數(shù)為12mA；支路2的電阻R2的電阻為3KΩ，流過的電流A2的讀數(shù)為4mA；支路3的電阻R3的電阻為4KΩ，流過的電流A3的讀數(shù)為3mA?？傠娏鰽的讀數(shù)為19mA。圖1-35并聯(lián)電路的支路電流特性三、串/并聯(lián)電路特點歸納串/并聯(lián)電路各自特點歸納如表1-16所示。表1-16串/并聯(lián)電路各自特點歸納項目串聯(lián)電路并聯(lián)電路定義把元件逐個順次相連組成的電路把各用電器并列連接組成的電路電流串聯(lián)電路中電流處處相等并聯(lián)電路，干路電流等于各支路電流之和（并分流）電壓串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和（串分壓）并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓都相等。電阻串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和電阻（兩個）總電阻的計算式：總電阻的關(guān)系式：電阻（多個）總電阻的計算式：總電阻的關(guān)系式：電阻（多個相同）總電阻的計算式：總電阻的計算式：分配比例串聯(lián)電路中，各電阻的電壓分配跟它們的電阻成正比：并聯(lián)電路中，各支路電阻的電流分配跟它們的支路電阻成反比：四、混聯(lián)電路電路中元件既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)電路，如圖1-37所示。其中R2、R4串聯(lián)后，與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。對于混聯(lián)電路的物理量計算，要根據(jù)所給的實際電路，找出串、并規(guī)律，再按照串、并聯(lián)電路的特點進行計算。圖1-37混聯(lián)電路例1：在圖1-37中，R2=R4=1KΩ，R1=R3=2KΩ。試求電路的等效電阻R為多少？解：由圖1-37可知，電路中總電阻答：電路中總電阻為3kΩ。