汽車(chē)電工電子課件 模塊1 直流電路及其應(yīng)用

模塊1直流電路及其應(yīng)用項(xiàng)目1.1認(rèn)識(shí)汽車(chē)電阻電路

項(xiàng)目1.2分析汽車(chē)電阻電路項(xiàng)目1.3分析汽車(chē)電源電路項(xiàng)目1.1認(rèn)識(shí)汽車(chē)電阻電路1.1.1電路及其基本物理量1.1.2電阻元件和歐姆定律知識(shí)學(xué)習(xí)一、電路概述二、電路基本物理量1.1.1電阻元件和歐姆定律

電路：由電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接起來(lái)的整體，它是電流所通過(guò)的路徑。電路一般由電源、負(fù)載以及中間環(huán)節(jié)等部分組成。電路中供給電能的設(shè)備和器件稱為電源，用電設(shè)備或元器件稱為負(fù)載。一、

電路概述+R0R開(kāi)關(guān)USI燈泡+U干電池

導(dǎo)線

電阻元件—替代主要是消耗電能并轉(zhuǎn)換成其他形式能量的實(shí)際元件，用字母R表示，簡(jiǎn)稱電阻。電感元件—替代主要是存儲(chǔ)磁場(chǎng)能量的實(shí)際元件，用字母L表示，簡(jiǎn)稱電感。電容元件—替代主要是存儲(chǔ)電場(chǎng)能量的實(shí)際元件，用字母C表示，簡(jiǎn)稱電容。實(shí)際元件主要電磁特性理想元件電阻器、照明燈消耗電能電阻元件R變壓器線圈儲(chǔ)存磁場(chǎng)能電感元件L電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能量電容元件C蓄電池、干電池提供電能電源元件US電路理想元件和電路模型在一定的條件下，突出元件主要的電磁性質(zhì)，忽略其次要因素，把實(shí)際元件近似地看作理想電路元件。用一個(gè)理想電路元件或由幾個(gè)理想元件的組合來(lái)代替實(shí)際的電路元件。+R0R開(kāi)關(guān)USI燈泡+U干電池

導(dǎo)線

(a)電阻R(b)電感L(c)電容C(d)理想電壓源US(e)理想電流源IS

圖理想元件圖形符號(hào)

用理想電路元件及其組合來(lái)代替實(shí)際元件構(gòu)成的電路。電路模型汽車(chē)電路舉例：后窗除霜裝置

1．作用

在較冷的季節(jié)，車(chē)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(kāi)關(guān)；3—熔絲；4—除霜器開(kāi)關(guān)及指示燈；5--除霜器（電熱絲）。２４

１５。。。。。５

簡(jiǎn)化的電路模型后窗除霜電路1—蓄電池；2—點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；3—熔絲；4—除霜器開(kāi)關(guān)及指示燈；5--除霜器（電熱絲）。二、

電路的基本物理量1．電流（1）定義：電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，通常將正電荷移動(dòng)的方向規(guī)定為電流正方向。電流的大小用電流強(qiáng)度來(lái)衡量，其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。（2）分類一類是電流的大小和方向都不隨時(shí)間而變化，稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流，用I表示。另一類是電流大小和方向都隨時(shí)間變化，稱為變動(dòng)電流，變動(dòng)電流用i表示，其中一個(gè)周期內(nèi)電流的平均值為零的變動(dòng)電流，稱為交變電流，簡(jiǎn)稱交流。直流電流：電流的量值和方向都不隨時(shí)間變化。（3）參考方向除了用箭頭來(lái)表示電流的參考方向外，還可用雙下標(biāo)表示，如Iab表示電流參考方向從a指向b。圖1-3電流的參考方向在某些直流電路中，若可直接判斷出電流的實(shí)際方向，一般為方便起見(jiàn)，選擇其參考方向與實(shí)際方向一致。電流參考方向可隨意選擇，而實(shí)際電流是客觀存在。Iab=-Iba。若不選擇參考方向，而談?wù)撾娏鞯恼?fù)是無(wú)意義的。

實(shí)際方向與參考方向一致，電流值為正值；實(shí)際方向與參考方向相反，電流值為負(fù)值。注意點(diǎn)兩點(diǎn)之間電壓的實(shí)際方向是由高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，所以電壓也常稱為電壓降。2．電壓定義：?jiǎn)挝徽姾稍陔妶?chǎng)力作用下，由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功，稱為電路中a點(diǎn)到b點(diǎn)間的電壓。

直流電路Uab

雙下標(biāo)I電壓的參考方向正負(fù)極性+–abUU+_+R0U3V箭標(biāo)abRU通常汽車(chē)中的搭鐵點(diǎn)就是電路的參考點(diǎn)，電路中任一點(diǎn)的電位就是相對(duì)于搭鐵點(diǎn)的電壓。電力系統(tǒng)中，通常以大地作為參考點(diǎn)；電子電路中，一般選擇電子設(shè)備的金屬機(jī)殼或某公共點(diǎn)作為參考點(diǎn)。參考點(diǎn)的電位為零，用符號(hào)“⊥”表示。關(guān)聯(lián)參考方向：元件電壓與電流參考方向一致。兩點(diǎn)間的電壓：等于這兩點(diǎn)的電位之差。

在電路中任選一點(diǎn),為參考點(diǎn),則某點(diǎn)的電位就是由該點(diǎn)到參考點(diǎn)O的電壓。3.電位運(yùn)用電位概念時(shí)的注意點(diǎn)（1）選擇不同的參考點(diǎn)，同一點(diǎn)的電位數(shù)值不同。（2）兩點(diǎn)間的電壓大小與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)，即電位的高低是相對(duì)的，而電壓值是絕對(duì)的若選擇O點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，即VO=0V，則VA=10V，VB=6V；若選擇B點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，即VB=0V，則VA=4V，VO=-6V。

注意點(diǎn)例:如圖電路，選擇O點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)的電位。若選擇B點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則求A、O兩點(diǎn)的電位。解（1）若選擇O點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則

VO

=

0VVB

=

UBO

=

7

VA

=

UAB

+

VB

=

3V

+

7V

=

10V（2）若選擇B點(diǎn)為電位參考點(diǎn)，則

VB

=

0VVA

=

UAB

=

3V

VO

=

UOB

=?UBO

=?7V

衡量電源力克服電場(chǎng)力對(duì)電荷做功能力的物理量稱為電動(dòng)勢(shì)。4．電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)實(shí)際方向:從低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)，即電位升；電壓的實(shí)際方向:從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，即電位降。5．電能和電功率在時(shí)間t內(nèi)，電場(chǎng)力所做的功，即元件消耗（或吸收）的電能，為

Q—電荷量（C）。若在電壓、電流非關(guān)聯(lián)方向下，則

P

=

?

UI 5．電能和電功率

單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能稱為電功率（簡(jiǎn)稱功率），直流電路中用字母P表示，即

電能的單位是焦耳（J），功率的單位是瓦特（W）。有時(shí)電能的單位用千瓦時(shí)（kW·h）表示，1kW·h俗稱一度電。

例

圖示直流電路,U1=4V,U2=-8V,U3=6V,I=4A,求各元件吸收或發(fā)出的功率P1、P2和P3。

解：元件1的參考方向關(guān)聯(lián),P1=U1I=4×4=16W(吸收16W)

元件2和元件3的參考方向非關(guān)聯(lián),

P2=-U2I=-(-8)×4=32W(吸收32W)P3=-U3I=-6×4=-24W(發(fā)出24W)

例:如圖所示電路，已知US

=

12V，I

=

4A，U2

=

6V，I1

=

?1A，I2

=

3A，U3

=

?6V。求各元件的功率，并說(shuō)明元件是發(fā)出功率還是吸收功率。解:

=?USI=?12V×4A=?48W<0（發(fā)出功率）P1=?U2I1=?6V×(?1)A=6W>0（吸收功率）P2=U2I2=6V×3A=18W>0（吸收功率）P3=?U3I=?(?6)V×4A=24W>0（吸收功率）∑P=+P1+P2+P3

=?48W+6W+18W+24W=0，說(shuō)明電路的功率平衡。一、

電阻元件二、

歐姆定律三、特殊電阻在汽車(chē)傳感器中的應(yīng)用1.1.2電阻元件和歐姆定律一、

電阻元件1．電阻率和電阻溫度系數(shù)

電阻的倒數(shù)稱為電導(dǎo)（G），單位為西門(mén)子（S）。 電阻率ρ是反映材料導(dǎo)電性能大小的系數(shù)。

熱電阻效應(yīng)：物質(zhì)的電阻隨其本身溫度變化而變化。導(dǎo)體電阻與溫度的變化有關(guān)電阻隨溫度的升高而增加，如銀、鋁、銅、鐵、鎢等金屬。電阻隨溫度升高而減小，如電解液、碳素和半導(dǎo)體材料。電阻幾乎不隨溫度改變而變化，如康銅、錳鋼、鎳鉻合金等。應(yīng)用：汽車(chē)中很多溫度傳感器都是用熱電阻作檢測(cè)元件。通常用電阻溫度系數(shù)極小的康銅、錳銅制造標(biāo)準(zhǔn)電阻、電阻箱以及電工儀表中的分流電阻和附加電阻等。電壓和電流為關(guān)聯(lián)方向:

U

=

IR 若電壓和電流為非關(guān)聯(lián)方向，則歐姆定律可寫(xiě)為

U

=

?

IR 2．歐姆定律I/AU/Vo線性電阻的伏安特性

遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，其電阻值為常數(shù)。

在電壓和電流的關(guān)聯(lián)方向下，任何時(shí)刻線性電阻元件吸收的功率為

同樣，在電壓和電流非關(guān)聯(lián)方向下，任何時(shí)刻線性電阻元件吸收的功率為

3．電阻的電功率例：已知一電阻R

=10

，電壓電流為關(guān)聯(lián)方向，流經(jīng)電流I=?2A。試求：電阻電壓（U），功率（P）。解電壓、電流為關(guān)聯(lián)方向，故

U

=IR

=(?2A)×10

=?20(V)P

=I2R

=(?2A)2×10

=40(W)＞

0（吸收功率）

解:圖(a)：U=IR

例

應(yīng)用歐姆定律對(duì)下圖電路列出式子，并求電阻R。圖(b)：U=–IRRU6V+–3AR+–U6VI(a)(b)I–3A電流的參考方向與實(shí)際方向相反電壓與電流參考方向相反1．熱敏電阻三、

特殊電阻在汽車(chē)傳感器中的應(yīng)用圖

熱敏電阻的溫度特性1—負(fù)溫度系數(shù)（NTC）2—正溫度系數(shù)（PTC）3—臨界溫度系數(shù)（CTR）表紅旗轎車(chē)?yán)鋮s液溫度傳感器電阻與溫度的關(guān)系溫度(℃)-2006080100120電阻(Ω)1508058006033271871142．光敏電阻圖

光電元件硫化鎘的特性汽車(chē)光電式光量傳感器采用了光敏電阻——硫化鎘(CdS)光導(dǎo)電元件，應(yīng)用了光照強(qiáng)度能引起電阻值變化的特性。圖

光電式光量傳感器在汽車(chē)燈光控制器上的應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)施一、任務(wù)目的1．學(xué)會(huì)汽車(chē)照明電路的識(shí)讀。2．學(xué)會(huì)計(jì)算電路電流的方法。二、任務(wù)內(nèi)容汽車(chē)照明電路主要由電源、照明設(shè)備、控制開(kāi)關(guān)等組成。蓄電池電壓為12V，前照燈中近光燈額定電壓、額定功率為12V、25W。試分析并計(jì)算電路。項(xiàng)目實(shí)施

任務(wù)1.1.1識(shí)讀汽車(chē)照明電路并計(jì)算工作電流1—蓄電池2—門(mén)控開(kāi)關(guān)3—室內(nèi)燈4—室內(nèi)燈控開(kāi)關(guān)5—示寬燈6—尾燈7—牌照燈

8—儀表燈9—燈光開(kāi)關(guān)10—變光開(kāi)關(guān)11—遠(yuǎn)光指示燈12—前照燈（4個(gè)燈亮，接通遠(yuǎn)光燈；

2個(gè)燈亮，接通近光燈）13—超車(chē)燈開(kāi)關(guān)14—前照燈易熔線三、分析與計(jì)算過(guò)程1．電路中的負(fù)載有哪些？電路中的中間環(huán)節(jié)（開(kāi)關(guān)等）有哪些？

2．試分析近光燈電流路徑，并計(jì)算近光燈電阻，近光燈正常工作時(shí)的總電流I。（1）由圖1-13可知，近光燈電流路徑：蓄電池（+）→前照燈易熔線14→

→

→

→搭鐵→蓄電池（?）。（2）計(jì)算12V、25W近光燈的電阻，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。（3）接通12V、25W近光燈，該燈在額定電壓下工作，正常發(fā)光，消耗功率應(yīng)為25W，計(jì)算左、右近光燈通過(guò)總電流，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。項(xiàng)目1.2認(rèn)識(shí)汽車(chē)電阻電路1.2.1電阻串并聯(lián)1.2.2實(shí)際電源模型知識(shí)學(xué)習(xí)一、電阻串聯(lián)二、電阻并聯(lián)三、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器電路1.2.1電阻串并聯(lián)一、電阻串聯(lián)（1）等效電阻=各電阻之和。R=R1+R2（2）各電阻電壓、功率與電阻成正比。P1:P2=U1:U2=R1:R2

（3）兩電阻串聯(lián)分壓應(yīng)用：降壓、限流、調(diào)節(jié)電壓等。電阻串聯(lián)-汽車(chē)案例水溫傳感器電阻串聯(lián)分壓等效電路（3）電阻并聯(lián)分流（1）等效電阻倒數(shù)=各電阻倒數(shù)之和。（2）電流、功率與并聯(lián)電阻成反比。應(yīng)用：分流、調(diào)節(jié)電流等。P1:P2=I1:I2=R2:R1二、電阻并聯(lián)

例：已知R1

=

60

，R2

=

40

，R3

=

40

，U

=

80V。求電路總電阻R，電流I、I2、I3，電壓U1、U2。

總電流解:一、任務(wù)目的1．學(xué)會(huì)分析簡(jiǎn)單的汽車(chē)照明電路故障。2．學(xué)會(huì)使用萬(wàn)用表進(jìn)行故障電路檢測(cè)，并能正確分析測(cè)量結(jié)果。二、任務(wù)內(nèi)容一客戶來(lái)汽修廠修車(chē)，經(jīng)詢問(wèn)得知客戶汽車(chē)的近光燈照明電路出現(xiàn)故障：接通近光燈開(kāi)關(guān)時(shí)，左、右兩個(gè)近光燈和左、右兩個(gè)遠(yuǎn)光燈都亮了，其中右側(cè)近光燈亮度正常，而左側(cè)近光燈亮度很暗。

請(qǐng)汽修廠排除照明電路故障。

任務(wù)1.2.1

分析與診斷汽車(chē)照明電路故障項(xiàng)目實(shí)施三、故障的理論分析與計(jì)算1．根據(jù)現(xiàn)象可知，右側(cè)近光燈R3亮度正常，說(shuō)明線路

（正常，不正常）；而左側(cè)近光燈R1很暗，說(shuō)明電壓

（大于，小于，等于）額定值12V。2．不該亮的遠(yuǎn)光燈也都亮了，且很暗，說(shuō)明遠(yuǎn)光燈

（有，無(wú)）電流流過(guò)，存在寄生電路。同時(shí)根據(jù)亮度可知：每個(gè)遠(yuǎn)光燈R2、R4上的電壓都

（小于，等于）額定值12V。根據(jù)電路初步判斷，可能是左前照燈

斷開(kāi)，導(dǎo)致近光燈R1、遠(yuǎn)光燈R2和R4這3個(gè)燈

（串聯(lián)，并聯(lián)，串并聯(lián)），接到12V電源上。3．下面通過(guò)計(jì)算分析相關(guān)物理量，將計(jì)算值與額定值對(duì)比，從理論上驗(yàn)證故障判斷。（1）運(yùn)用歐姆定律、功率公式求解近光燈、遠(yuǎn)光燈電阻和正常工作電流。近光燈電阻R近

=遠(yuǎn)光燈電阻R遠(yuǎn)

=近光燈正常工作電流：遠(yuǎn)光燈正常工作電流：（2）若左前照燈搭鐵處D點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)接通近光燈開(kāi)關(guān)時(shí)，分析回答下列問(wèn)題。a．電路中有幾個(gè)電流，如何形成電流閉合路徑，試畫(huà)出等效電路。b．通過(guò)計(jì)算近光燈和遠(yuǎn)光燈的電流、電壓，說(shuō)明故障原因。c．找出了汽車(chē)照明電路的故障原因后應(yīng)如何排除？4．若右前照燈搭鐵處F點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)接通遠(yuǎn)光燈開(kāi)關(guān)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

三、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器電路發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器大多采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制成，當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，傳感器的電阻隨之減?。环粗?，當(dāng)冷卻液溫度降低時(shí)，傳感器的電阻隨之增大。圖

北京切諾基汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器與ECU的連接電路三極管有兩種工作狀態(tài)—飽和導(dǎo)通或截止。相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于51.6℃時(shí)，三極管截止，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高達(dá)51.6℃時(shí)，三極管導(dǎo)通，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合表1-3北京切諾基車(chē)用冷卻液溫度傳感器各種溫度下的部分電壓冷態(tài)曲線（用10k

并聯(lián)電阻）熱態(tài)曲線（用909

并聯(lián)電阻）溫度/℃電壓/V溫度/℃電壓/V?28.84.7051.64.00?23.34.5754.43.77103.387.72.637.71.831101.8任務(wù)1.2.2計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器電路參數(shù)一、任務(wù)目的1．學(xué)會(huì)進(jìn)行串并聯(lián)電路的分析與計(jì)算。2．能夠正確查閱冷卻液溫度傳感器的熱態(tài)曲線和冷態(tài)曲線。二、任務(wù)內(nèi)容汽車(chē)?yán)鋮s液溫度傳感器等效電路，采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R為可調(diào)電阻。根據(jù)開(kāi)關(guān)不同狀態(tài)以及熱敏電阻的電阻值R計(jì)算冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓U。項(xiàng)目實(shí)施（1）分析：串聯(lián)分壓，可以先求出電流，再求電壓U；也可直接用分壓公式一步求出電壓U。（2）查表1-3所示的熱態(tài)曲線，對(duì)應(yīng)的溫度是

。三、分析過(guò)程1．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，熱敏電阻R=19.4k

時(shí)，求冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓U，查表1-3得出對(duì)應(yīng)的溫度。冷態(tài)曲線（用10k

并聯(lián)電阻）熱態(tài)曲線（用909

并聯(lián)電阻）溫度/℃電壓/V溫度/℃電壓/V?28.84.7051.64.00?23.34.5754.43.77103.387.72.637.71.831101.82．開(kāi)關(guān)S閉合狀態(tài)下，熱敏電阻R=2786

時(shí)，求冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓U，查表1-3得出對(duì)應(yīng)的溫度。（1）求冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓U：（2）查表1-3所示的冷態(tài)曲線，對(duì)應(yīng)的溫度是

。（3）當(dāng)熱敏電阻R=2

786

時(shí)，如果開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則冷卻液溫度傳感器信號(hào)電壓U是多少？四、分析與討論用指針式萬(wàn)用表的同一量程（例如5V）測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同電壓時(shí)，指針越靠近滿偏（滿擋值），準(zhǔn)確度越高。對(duì)比分析過(guò)程中問(wèn)題1和2的計(jì)算結(jié)果，在熱敏電阻較小（溫度較高）的情況下，電路中的分壓電阻由10k?變?yōu)?/p>

k?，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)的熱敏電阻電壓比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的數(shù)值

，使測(cè)量更為準(zhǔn)確。一、實(shí)際電壓源模型和實(shí)際電流源模型二、電路的開(kāi)路和短路1.2.2實(shí)際電源模型1.實(shí)際電壓源模型一、實(shí)際電壓源模型和實(shí)際電流源模型2.實(shí)際電流源模型（2）開(kāi)路電壓U0

等于電源電壓，U0=US。（1）開(kāi)路處的電流等于零，I=0。（3）電源未輸出功率，負(fù)載未消耗功率。二、

電路的開(kāi)路和短路1．開(kāi)路狀態(tài)

(2)短路電流很大，(1)短路處的電壓等于零，U

=0。

(3)負(fù)載未消耗功率，電源發(fā)出功率全部消耗在內(nèi)阻上。2．短路狀態(tài)由于電源線絕緣損壞、操作不當(dāng)?shù)纫痣娫吹膬奢敵龆讼嘟佑|，造成電源被直接短路。短路、開(kāi)路——汽車(chē)電氣設(shè)備線路常見(jiàn)故障1．開(kāi)路（斷路）故障（右圖）2．短路（短接）故障（下圖）例：如圖所示為某汽車(chē)行李廂燈電氣簡(jiǎn)圖，蓄電池電壓US

=

12V，內(nèi)阻R0

=

0.2

，各燈泡為12V/6W，試求：（1）空載電壓（U0）；（2）短路電流（IS）；（3）忽略內(nèi)阻壓降，正常工作時(shí)的總電流（I）。項(xiàng)目1.3分析汽車(chē)電源電路1.3.1基爾霍夫定律及其應(yīng)用1.3.2疊加定理1.3.3應(yīng)用實(shí)際電源等效變換求解支路電流知識(shí)學(xué)習(xí)一、

基爾霍夫電流定律二、

基爾霍夫電壓定律三、支路電流法1.3.1基爾霍夫定律及其應(yīng)用幾個(gè)名詞支路：電路中的每一個(gè)分支。一條支路流過(guò)一個(gè)電流，稱為支路電流。節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。回路：由支路組成的閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。I1I2I3123ba+-U2R2+-R3R1U1

在任一時(shí)刻，電路中流入任一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和。

I1

+

I2

=

I3

+

I4

寫(xiě)出一般表達(dá)式 ∑I入

=

∑I出

一、

基爾霍夫電流定律KCL擴(kuò)展應(yīng)用：廣義節(jié)點(diǎn)包圍部分電路的任一假設(shè)的閉合面可當(dāng)作廣義節(jié)點(diǎn)。廣義節(jié)點(diǎn)iU

+

iV

+

iW

=

0例：如圖所示的電路中，I1=2A，I2=4A，I3=6A，試求I4、I5和I6。解（1）節(jié)點(diǎn)E：

I4=I1+I2=2A+4A=6A （2）節(jié)點(diǎn)B：

I5=I2+I3=4A+6A=10A （3）節(jié)點(diǎn)F：

I6=I3+I4=6A+6A=12A 任一瞬時(shí)，作用于電路中任一回路各支路電壓的代數(shù)和恒等于零?！芔i

=

0 二、

基爾霍夫電壓定律圖1-37KVL應(yīng)用列KVL方程步驟：①

指定回路繞行方向。②

設(shè)定各支路元件電壓參考方向。③

列方程。當(dāng)元件電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，電壓符號(hào)取“+”，否則取“?”。U1

+

US1?U2

+

US2

=

0其中，U1

=

I1R1，U2

=

I2R2

。KVL擴(kuò)展應(yīng)用：虛擬回路A→R→US→B→A逆時(shí)針繞行，電壓UAB寫(xiě)入電壓平衡式–IR

+US–UAB

=

0例：已知R1=20

，R2=10

，R3=10

，US1=30V，US2=10V，求I和UAC。解：根據(jù)KVL可寫(xiě)出

IR1+IR2+IR3=US1+US2 即I（R1+R2+R3）=US1+US2 I（20

+10

+10

）=（30+10）VI=1AUAC=US1?IR1+US2?IR2=30?20×1+10?10×1）V=10V 或:UAC=IR3=1A×10

=10V 以支路電流為待求量，利用基爾霍夫兩定律列出電路的方程式，求解電流。三、支路電流法1、設(shè)定支路電流參考方向，選定回路繞行方向。2、利用KCL，列節(jié)點(diǎn)電流方程（n個(gè)節(jié)點(diǎn)列n-1個(gè)方程）3、應(yīng)用KVL對(duì)回路列出m-(n-1)個(gè)獨(dú)立的回路電壓方程（通?？扇【W(wǎng)孔列出）(m為支路數(shù))。4、聯(lián)立求解步驟I1=3.8A,I2=-2.2A,I3=1.6A。例：

Us1=12V、R1=1Ω為直流發(fā)電機(jī)的模型,Us2=6V、R2=1Ω為蓄電池組的模型，電阻負(fù)載R3=5Ω。試求各支路電流和各元件的功率。解：以支路電流為變量,應(yīng)用KCL、KVL列出方程式,并將已知數(shù)據(jù)代入,即得I1+I2–I3=0I1R1–

I2R2=US1–US2I2R2+I3R3=US2I2為負(fù)值,表明它的實(shí)際方向與參考方向相反,這個(gè)電池組在充電時(shí)是負(fù)載,吸收功率。任務(wù)1.3.1分析汽車(chē)電源電路二、任務(wù)內(nèi)容汽車(chē)上的發(fā)電機(jī)（US1）、蓄電池（US2）和負(fù)載（R3）并聯(lián)原理電路。已知US1

=

14V，US2

=

12.5V，R1

=0.05

，R2

=0.014

，R3

=0.2

，試分析各條支路的電流大小和負(fù)載電壓Uab，并分析電源的工作狀態(tài)。一、任務(wù)目的1．學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用支路電流法求解支路電流。2．學(xué)會(huì)根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析兩個(gè)電源的工作狀態(tài)。項(xiàng)目實(shí)施三、分析過(guò)程1．寫(xiě)出電路的支路數(shù)m、節(jié)點(diǎn)數(shù)n

、網(wǎng)孔數(shù)、回路數(shù)。支路數(shù)m

=

，節(jié)點(diǎn)數(shù)n

=

，網(wǎng)孔數(shù)為

，回路數(shù)為

。2．在圖1-46上標(biāo)出各回路繞行方向、各支路電流方向。3．抓住節(jié)點(diǎn)寫(xiě)KCL方程，有

個(gè)獨(dú)立方程。方程如下：

（1）4．選擇網(wǎng)孔或回路，寫(xiě)出KVL方程，有

個(gè)獨(dú)立方程。

（2）

（3）5．聯(lián)立上述方程，代入數(shù)值，計(jì)算得出各支路電流數(shù)值。

6．根據(jù)電流值求出負(fù)載電壓Uab，具體計(jì)算如下：

7．分析3個(gè)電流數(shù)值，說(shuō)明汽車(chē)行駛時(shí)，發(fā)電機(jī)（US1）

（發(fā)出，吸收）功率，蓄電池（US2）

（發(fā)出，吸收）功率，負(fù)載

（發(fā)出，吸收）功率，并將電流數(shù)值、負(fù)載電壓Uab填入表1-5。US1、R1US2、R2I1/AI2/AI3/AUab/V14V、0.05Ω12.5V、0.014Ω

14V、0.05Ω10V、0.014Ω

14V、0.05Ω9V、0.014Ω

四、拓展討論1．同樣的電路中如果將蓄電池US2調(diào)整為10V和9V，請(qǐng)繼續(xù)計(jì)算3個(gè)電流數(shù)值和負(fù)載電壓Uab，并填入表1-5。同時(shí)對(duì)3行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析。（1）當(dāng)US2調(diào)整為10V時(shí)，汽車(chē)上的發(fā)電機(jī)（US1）

（發(fā)出，吸收）功率，蓄電池（US2）

（發(fā)出，吸收）功率，負(fù)載

（發(fā)出，吸收）功率。（2）當(dāng)US2調(diào)整為9V時(shí)，汽車(chē)上的發(fā)電機(jī)（US1）