项目一 汽车电路基础

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1、项目一 汽车电路基础,有关电路的最基本的概念,说明,电在我们的日常生活中无处不在，与我们的生活息息相关。,因此学习、掌握电学的一些基础知识对现代人们改善生活质量，提高学习、工作的效率都具有积极的意义。,该项目内容非汽车电工电子独有。,是有关电路的最一般、最基础的内容！,该项目的内容有,电路的组成 电路的状态 衡量电路状态的物理量 电路的联接 电路元件的特性 电路基本定律 电路的表达形式,了解、理解、掌握上述内容就是学习项目一的知识目标。,任务一,电路组成与基本概念,手电筒的例子,我们能够还见到的最老款的手电筒： 铁皮外壳，白炽灯泡。,尽管这些手电筒外观不同，外壳材质不同，灯泡不同，电池的性质不

2、同。,但内部电路的结构和工作的本质是相似的！,一、电路的组成,概要 电路概念： 电流通过的路径！ 电路的特点： 闭合、回路！ 电路的组成部分： 电源、负载、连接导线、控制和保护装置。,教材图1-1 电路的组成,1.电源（供能元件）,为电路提供能量的设备和器件。 把其他形式的能量转换成电能。 常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等。,汽车上的电源有两个：,发电机和蓄电池！,。,发动机不启动时由蓄电池供电， 发动机启动后轻负荷下由发电机供电， 大负荷下由蓄电池和发电机联合供电。,2.负载（耗能元件）,使用（消耗）电能的设备和器件。 把电能转换成其他形式的能，如热能、光能、机械能、化学能等。,汽车上的

3、灯光、电机、喷油器、油泵、喇叭、电控单元等都属于负载！,3.连接导线,将电源和负载按一定方式连接成闭合回路。 起输送和分配电能的作用。,4.控制和保护装置,控制电路通断。 保护电路安全。 包括开关、熔断器、继电器等设备和器件。,汽车上不同参数的保险丝、熔断器、灯光开关、雨刮开关、车窗开关、点火开关、防盗继电器、启动继电器、雨刮继电器等，都属于控制和保护装置。,小结,二、电路的作用,概要 能量传输、分配与转换。 信息传输与处理。 电量（电路物理量）的测量。 存储电路。,1.能量传输、分配与转换。,电力系统中的输电电路,发电机,升压变压器,降压变压器,用电器,教材图1-2 电力系统输电电路图,2.

4、信息传输与处理。,典型例子有电话、收音机、电视机等。,输入电路,信号处理或变换,输出电路,教材图1-1 信号处理电路,3.实现电量的测量,此“电量”非彼“电量”，是指“电物理量”。 测量电物理量的仪表和仪器都较多，熟练地使用仪表和仪器进行元器件和电路的电物理量是我们的基本技能！,4.存储电路,所有的存储芯片其内部都是由电路构成的。,注意：图片中软盘和硬盘不是芯片存储，因此不是该范畴的存储电路！,三、电路状态,概要 电路的状态分三种： 通路（闭路）。 断路（开路）。 短路（捷路）。,1.通路（闭路）,电源与负载接通（闭合），电路中有电流流过。 电气设备或元件一定电压和电功率，正常进行能量转换。

5、负载消耗能量与电源发出的能量处于,平衡状态,！,2. 断路（开路）,电路没有闭合。 电路中没有电流流过。 电路的断路状态，又称为空载状态。,3.短路（捷路）,电源或者负载两端被导线直接连接，分别称为电源短路和负载短路。 负载被短路，负载中因为没有电流通过而不能正常工作，而整个电路如果电流过大则会危及电源安全，倘若电路中有过电流保护装置，则可以起到保护电源安全的作用。 电源短路是十分危险的，电源会烧毁或引发火灾！,画面震撼， 虽然有些夸张， 但也说明电源短路的危险性！,Warning!,四、电路图,概要 电路图： 由理想元件（符号）构成的抽象电路叫做实际电路的电路模型，因为能揭示电路的工作原理，

6、因此叫做电路原理图，简称电路图。 理想元件： 仅表示实际元件主要的电磁特性，次要电磁特性和其他非电磁特性不与考虑。 实际电路元件都可以根据其主要的电磁特性选用某一个理想元件的符号（模型）来表示。,教材图1-4 手电筒电路图,教材图1-5 理想R、C、L元件模型,表1-1 常用的理想元件及符号,常用的理想元件及符号,汽车电路图,汽车电路图是将各电气部件的图形符号通过线条连接在一起的关系图。 主要用于表达各电气系统的工作原理及电气部件的连接关系，同时还可表示各种电气部件、线束等在车上的具体位置。 汽车电气设备电路图可分为电气线路图、电路原理图、电器定位图三种类型。,电路原理图,电器定位图,全车线路

7、原理图,分系统局部电路原理图,电器内部原理图,电路原理框图,元器件定位图,线束图,汽车接线盒（含熔丝盒、继电器盒）平面布置图,汽车电路图,电气线路图,电气连接图,线路分布图,电路接线图,教材图1-6 汽车电路图的分类,五、电路中的基本物理量,概要 电流 电压 电位、电位差 电功、电功率,（一）电流,1.电流及电流强度 电流概念：正、或负的带电粒子做定向移动形成电流（现象）。规定以正电荷移动 的方向为电流的正方向。,教材图1-8 金属中自由电子定向移动形成电流,电流大小 电流的强弱（大小）称为电流强度，也简称为电流，用符号I表示。 电流强度的定义：每秒中通过导线某一截面的电荷量。 中学初等数学：

8、I=Q/t （单位时间内的平均值） 大学高等数学：i=dq/dt （每一时刻的瞬时值） 电流强度的国际单位：KA、A、mA、A、nA，千进位，A（安培、安）是基本单位，K、m、n称为字头。,2.电流的参考方向 电流的参考方向即假定的正方向。方便电路分析、计算，用于某段电路难以确定电流实际方向的时候。 计算结果为正值，表明实际电流方向与假定电流方向一致。反之，计算结果为负值，表明实际电流方向与假定电流方向相反。,教材图1-9 电流的参考方向演示见下页,参考方向,i 参考方向,任意假定一个方向即为电流的参考方向。,A,B,i 参考方向,i 参考方向,i 0,i 0,实际方向,实际方向,电流的参考方

9、向与实际方向的关系：,A,A,B,B,电流的种类 方向不随时间改变的电流称为直流电（DC）。同时大小也不随时间改变的电流称为稳恒直流电（中学所学！）。直流电流符号用大写字母I表示。 方向随时间改变的电流称为交流电（AC）。周期变化的交流电，且在一个周期内的平均值等于零的交流电，称为纯交流电。交流电流符号用小写字母i表示！,用示波器观察到的两种电流的波形（注意示波器水平基线）,稳恒直流电波形,正弦交流电波形,（二）电压、电位、电动势,电压是产生电流的必要条件。 电位是相对参考点计算的电压。 两点间的电位之差就是电压。 电动势是衡量电源内部电源力做功的物理量。,1.电压,电压是产生电流的必要条件之

10、一，是衡量电场力移动电荷做功能力的物理量。 电压Uab的定义为，在电场中电场力将单位正电荷由a点移动到b点所做的功。 Uab=Wab/Q，（uab=dwab/dq）国际单位MV、KV、V、mV、V、nV，千进位，V（伏特、伏）是基本单位，K、m、n称为字头。,教材图1-10 电场力与电压,2.电位和电位差,电位是指电路中某点与电位参考点（0电位点）之间的电压，符号用带单下标的字母U表示，单位同电压。 电路中电位参考点的选取原则上是任意的，但通常选大地为参考点。在电子仪器和设备中又常把金属外壳或电路的公共接点的电位规定为零。,电位差就是电压！,因为电位参考点的选择是任意的，因此在同一个电场中，各

11、点的电位值会因参考点的不同而不同，但任意两点之间的电位差（电压）则不会因参考点的不同选择而发生变化！,即电位具有相对性，电位差具有绝对性。,例：看下图中A、B、C三点电位与两点间电位差（电压）,教材图1-11 电位与电位差,3.电动势,电源内部一种能推动电荷移动做功的非电场力，可以称之为电源力。 衡量电源力做功能力的物理量就是电动势，定义为电源力将单位正电荷从电源负极移动到电源正极所做的功。 E=Wba/q 单位同电压，正方向规定为，在电源内部由负极指向正极。,4.电动势和端电压,端电压是指任意电路两个端子间的电压。 对于电源来说，既有电动势又有端电压，是对同一个元件不同侧面的描述。 电动势存

12、在于电源内部，电源端电压是电源具有做功能力的外部表现。 在电源中，电动势的方向与端电压的方向是相反的。 当电源开路时，端电压与电动势数值相等。,（三）电功与电功率,电流做的功，简称电功。 电流做功的效率就是电功率。,1.电功,电流经过负载时，负载将电能转换成其他形式的能量，称为电流做功，简称电功。 电流做的功W等于负载两端电压U、流过负载的电流I和通电时间t的乘积。 W=UIt 国际单位：焦耳； 实用单位：度 1度=1KWh（千瓦时） 对于纯电阻负载还可以有,2.电功率,表示电流做功效率的物理量，是电流在单位时间里所做的功。 P=W/t= UI （p=dw/dt） 国际单位：MW、KW、mW、

13、W，千进位。W（瓦特）是基本单位。 在包含电源的电路中，电源产生的功率等于负载消耗的功率与电源内阻消耗功率之和。即，EI=UI+UrI，称为功率平衡。,平衡是宇宙大道之理,例题解答,例1-1 例1-2 注意解题格式：,抄题目 写步骤 列算式 求结果 给答案,作业布置,1.认真阅读教材，逐字逐句掌握基本概念。 2.思考： （1）在闭合电路的时候，产生电流的自由电荷从A点一定要到达B点吗？怎样理解？ （2）用花括号归纳“任务一”中概念的要点（任选5个）。例如：,任务二,电阻、电容与电感,电阻、电容与电感既是电路最基本的电气特性同时也是电路中最常用的基本电器元件。 本课程既非完全的理论课程，也非完全

14、的实训课程，因此课程中既有电气特性分析也有元件知识介绍。,一、电阻,概要 电阻特性的介绍 电阻元件介绍 电阻的作用,1.电阻的定义,电阻是电路（导体）或电路元件消耗电能的一种电气特性，表现为电路（导体）或电路元件对电流通过时的阻碍作用。 文字符号为R，图形符号有两种分别对应阻值固定和阻值可变。电阻的国际单位是M、K、，千进位，为基本单位。,电阻器符号,电位器符号,教材图1-12 电阻图形符号,2.电阻定律,电阻值的决定式。 导体电阻是由它本身的物理条件决定的。金属导体的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。在保持温度不变的情况下：称为导体的电阻率。数值仅与导体材料的性质和导体所处的条件（

15、如温度）有关。,3.电阻与温度的关系,（1）温度对导体电阻的影响 温度升高，自由电子移动受到的阻碍增加。 温度升高，使物质中带电质点数目增加，更容易导电。 随着温度升高，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主导作用。一般金属导体，温度升高，其电阻增大。少数合金电阻，阻值几乎不受温度影响。 （2）超导现象,4.电阻器,集中导体对电流阻碍作用的元件，电阻器通常也简称为电阻。,教材图1-13 各种电阻器外形,各种电阻器外形,电阻器分类 按阻值是否可变分成三类：固定电阻器、可变电阻器，新型电阻器 固定电阻按制造材料又可以分为RT型碳膜电阻器、RJ型金属膜电阻器、RX型线绕电位器、片状电阻等。

16、 在电阻的型号命名法中第一个字母R为主称，表示电阻，第二个字母用汉语拼音的打头字母，表示材料。,电阻参数（阻值、精度、功率）的表示方法： （1）直标法（2）数标法（3）色标法,练习识读色环电阻的阻值,5.新型电阻器,新型电阻器又称敏感电阻器，传感电阻器，是指器件特性对温度、电压、湿度、光照、气体、磁场、压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的图形符号是在普通电阻器符号中加一斜线，并在旁边标注敏感电阻的类型。,敏感电阻图片 （1）压敏电阻（2）湿敏电阻（3）光敏电阻（4）气敏电阻（5）热敏电阻,6.电阻作用,用做发热器件将电能转换成热能，如电吹风、电炉等。 与其他电路串联，起降压、限流作用，保护其他电路安全。 敏感电阻用做传感器，实现电路控制自动化。,二、电容,概要 电容是电路元件存储电场能量的一种电气特性，表现为对电荷的存储作用。 电容的结构原理 电容的作用介绍 电容元件介绍,1.电容的结构原理,任意两块彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。组成电容器的两个导体称为极板，中间的绝缘材料称为介质。 常用的介质如空气、云母、纸、塑料薄膜、油等材料。,