汽車電工電子技術(shù)課件 任務(wù)2電路的物理量

1.2電路的物理量演講人2022-09-30

1.2.1電流1.電流的方向電流又叫電流強度，是電荷的定向移動形成的，規(guī)定正電荷移動的方向為電流的正方向，在電路圖中通常用箭頭代表電流的方向，有時也用雙下標變量表示。電流的方向是客觀存在的，且在某段電路中任一時刻方向具有唯一性。對于簡單的電路，電流的方向可以根據(jù)電源和負載之間的連接情況直接判斷出來，但對于復(fù)雜的電路，電流的實際方向往往難以判斷出來。為了分析電路的方便，常采用電流的“參考方向”這一概念。在分析電路之前，先任意假定電流的參考方向，并以此去分析計算，若求得的電流結(jié)果是正值，說明此時電流的實際方向跟選取的電流參考方向一致；若求得的電流結(jié)果是負值，說明此時電流的實際方向與選取的電流參考方向相反。

1.2.1電流2.電流的大小電流的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。若電流的方向不隨時間而改變，將其稱為直流電流，簡稱為DC，此時電流的大小用大寫的符號I表示，若電流的大小和方向都不隨時間而改變，稱為恒定直流電，我們平常所說的直流電通常是指恒定直流電。若電流的方向隨時間在變化，將其稱為交流電流，簡稱為AC，此時電流的大小用小寫的符號i表示，我們平常所說的交流電通常是指正弦交流電。如圖1.4所示，給手機充電的電源是交流電，而手機電池得到的是直流電。電流的國際單位為安培（A），常用的單位還有千安（kA）、毫安（mA）、微安（mA）等，換算關(guān)系為圖1.4直流電和交流電

1.2.2電壓1.電壓的方向電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因。電壓的實際方向規(guī)定為高電位指向低電位，在電路圖中通常用箭頭或“+、—”號代表電壓的方向，有時也用雙下標變量表示，如圖1.5所示。電壓的方向是客觀存在的，且在某段電路中任一時刻方向具有唯一性。同電流一樣，為了分析電路的方便，若不能確定某元件上電壓的方向，則可以先任意假定一個參考方向，通過電壓結(jié)果的正負值來確定電壓的實際方向。圖1.5電壓的方向

1.2.2電壓

在電路中某一元件上往往既流過了電流，兩端又存在電壓，若同一元件上的電壓和電流的參考方向一致，稱之為關(guān)聯(lián)參考方向，此時計算時公式前應(yīng)取正號，反之稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，計算時公式前應(yīng)加負號。2.電壓的大小電壓的大小等于電場力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。若是直流電壓則用大寫的U表示，交流電壓用小寫的u表示。電壓的國際單位為伏特（V），常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）等，換算關(guān)系為

1.2.3電動勢電動勢是代表電源本領(lǐng)的一種物理量，用符號E表示，定義為：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極移到正極所做的功。方向規(guī)定為電源的負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，它的單位也是伏特（V）。電動勢是描述電源性質(zhì)的重要物理量，反映了能把多少其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，它的大小只與電池的材料有關(guān)，而與電池的尺寸無關(guān)，如鉛酸單體電池的電動勢約為2.1V左右。

1.2.4電位1.電位的概念

將單位正電荷從電場中某點A移動到參考點O時，電場力所做的功稱為A點的電位。它的符號為，單位為伏特（V）。計算電位時首先應(yīng)選取電位的參考點，參考點的電位一定為零，參考點的選擇是任意的，一般在電力系統(tǒng)中通常選大地作為電位的參考點；在電子線路中，可選擇機殼或一條特定的公共線作為電位的參考點。在現(xiàn)代的汽車電路中，通常將蓄電池的負極直接接到車身和車架上，其它用電設(shè)備的負極只要接到車身的任意金屬部位就可以構(gòu)成回路，所有的搭鐵點都可以看成是零電位點。

1.2.4電位2.電位的計算

電路中某點的電位就等于該點到參考點之間的電壓，即

。計算電位時從被求點開始通過一定的路徑繞到電位參考點，則該點的電位等于此路徑上所有元件電壓的代數(shù)和。在繞行過程中，若經(jīng)過電阻元件，當(dāng)電阻上的電流方向與繞行方向一致的話，則該電阻上的電壓取“+”號，大小為IR；反之選取“-”號，大小為-IR。若經(jīng)過恒壓源，則先經(jīng)過其正極，該項電壓值取“+”號，大小為US或E；反之選取“-”號，電壓為-US或-E。

2.4電位3.電位與電壓的關(guān)系

電位可以為正值或負值，電路中的電位具有相對性，只有先明確了電路的參考點，電路中各點的電位才有意義，電路中同一點的電位值若選擇的參考點不同，則電位的值會不同。而任意兩點間的電壓卻與參考點的選取無關(guān)。

電路中任意兩點之間的電壓等于這兩點的電位之差。即

。利用電位的概念可以簡化電路圖，汽車電路和電子電路經(jīng)常采用這種畫法。

1.2.4電位例如在圖1.6中，當(dāng)電源

時，若選取D點為電位的參考點，則可以將左側(cè)的電路簡化為右側(cè)的畫法。圖1.6利用電位簡化電路圖

1.2.5電能電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進行的，因此電能又稱為電功。在一定的時間內(nèi)，電源提供了電能，負載吸收了電能并將其轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。例如純電動汽車在正常行駛時，由動力電池提供電能，而驅(qū)動電機將其轉(zhuǎn)換成機械能來帶動車輛行駛。電能用符號W表示，其國際單位為焦耳(J)，在日常生活中，常用“度”作為電能（電功）的單位。

1度=1KWh=3.6×106J

電能的計算公式為W=UIt

1.2.6電功率電功率是單位時間內(nèi)電流所做的功，用符號P表示，國際單位是瓦特（W），常用的單位還有毫瓦(mW)、千瓦(kW)等，它們之間的換算關(guān)系為1mW=10-3W

1kW=103W

功率的計算公式為P=W／t=UI，若計算出來某元件的功率P﹥0，則該元件吸收功率，相當(dāng)于負載；若計算出來某元件的功率P﹤0，則該元件發(fā)出功率，相當(dāng)于電源。在電器設(shè)備上通常會用銘牌標出其額定值。額定值是制造廠家為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的容許值。電氣設(shè)備的額定值包括額定電壓、額定電流、額定功率，分別用

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表示。必須注意的是，