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1、电气系统基础知识培训电气系统概述基本基本电气理气理论 电路中的元件路中的元件 检测工具及工具及检测方法方法 电路故障及路故障及诊断断 基本电气理论基本电气理论1.电气系统特点一、电的基本知识一、电的基本知识原子原子原子是构成元素、并保持元素性质的最小粒子。原子含有微小的肉眼看不见的带正、负电荷的颗粒。一滴水里含有几十亿个原子。原子的结构与太阳系的结构相类似，太阳系以太阳为中心,行星沿轨道围绕太阳旋转。原子的中心或“太阳”是由被称作质子和中子的微粒组成。质子带正电荷,中子不带电，而围绕中心旋转的“行星”被称作电子,它带有负电荷。质子、电子和中子质子、电子和中子原子的中心或“太阳”是由被称作质子和
2、中子的微粒组成。质子带正电荷,中子不带电，而围绕中心旋转的“行星”被称作电子,它带有负电荷。导体导体为使电子流动,必须为其提供一个路径,简单地说，可以将这种路径(电路)想象成一个从电源(电池正极)开始转一圈又返回电源(电池负极)的环路。电子在某些物体中移动比在其它物体中移动更容易些，这些物体如铜、铁和铝等可形成很好的电子移动路径,所以被称作导体。基本基本电气理气理论自由电子由于元素铜具有很好的导电性,它被广泛应用于汽车电气设备。铜原子核中含有29个质子。请注意最外圈的单个电子，它并非被牢牢地吸住,而是很容易地脱离原子核的束缚,从而成为自由电子。绝缘体绝缘体与导体相对的是绝缘体。绝缘体原子里的电
3、子被牢牢吸在轨道里,很难或不可能产生电流，这些材料如橡胶、木头、胶木及陶瓷具很好的抗电性能或“绝缘强度”。介于绝缘体和导体之间的材料产生电流的难易程度亦介于两者之间。所有的导体都对电流产生一定的电阻，电阻的成因是材料的组成或材料的物理形状。基本基本电气理气理论二、电压、电流、电阻二、电压、电流、电阻电压电压电压是导致电子在导电体内流动的一种电力或压力。液压液压( (以磅每平方英寸为单位以磅每平方英寸为单位) )P.S.I.电压表电压表低电势低电势 电压力电压力( (以伏特为单位以伏特为单位) ) 高电势高电势-注意注意-也可认为电压是电路两点间的“电势”差，当电路无电流流动时电压依然存在。基本
4、基本电气理气理论电流电流电流只在含有很多自由电子的物体中流动，这些物体被称为导体。推动及吸引电子脱离轨道并使其在导体里流动所需要的力或压力被称作电动势(EMF)或电子移动力。电流是对在导体里移动的电子流的称谓。就如管子里的水由水压推动一样,导线里的电流则被电压推动。水的流量是用流量表以加仑/每分钟为单位来计量的，同样，电流是用电流表以安培(amps)为单位来计量的。其做法是将电流表接入电路中。电压压力电压压力(电子流动)电流 电流表电流表 电线水流水流（加仑每分钟）（加仑每分钟） 管道水压水压基本基本电气理气理论电电压压所有电子元件和电路都有电阻。电阻即阻止电流流动及减缓流动的力。电阻本质上为
5、电“摩擦”,很象液压系统里的节流孔或其它障碍。电阻将电能转换成其它形式的能，如热能、光能或动能。 导体电阻取决于5种因素: 1. 原子结构 2. 长度 3. 横断面积 4. 温度 5. 物理状态压降 电流 电阻电压基本基本电气理气理论电电压压所有电子元件和电路都有电阻。电阻即阻止电流流动及减缓流动的力。电阻本质上为电“摩擦”,很象液压系统里的节流孔或其它障碍。电阻将电能转换成其它形式的能，如热能、光能或动能。 导体电阻取决于5种因素: 1. 原子结构 2. 长度 3. 横断面积 4. 温度 5. 物理状态压降 电流 电阻电压基本基本电气理气理论三、欧姆定律三、欧姆定律欧姆定律说明电的特性欧姆定
6、律说明电的特性早在19世纪,乔治西蒙欧姆便通过实验证明了存在于电压、电流及电阻之间非常精确的关系。人们称这种关系为欧姆定律,其表述如下：电路的电流与电压成正比,与电路电阻成反比。R=U/I若以另一角度解释欧姆定律,它可以是:如果电阻恒定而变化电压，电流将随电压的增大或减小而(成比例地)增大或减小；如果电压恒定而改变电阻，电流与电阻的变化相反:电阻变大时电流将减小，而电阻减小时电流增大。基本基本电气理气理论四、四、典型的电路典型的电路通常有三种基本电路:串联、并联和混联。人们可根据电源、导体、负载以及控制或保护装置的连接情况,来确定是哪种类型的电路。串联电路串联电路这是一种最简单的电路，导体、控
7、制和保护装置、负载以及电源都与仅有的一条电路径相连。每个元件的电阻都可以是不同的，数值相同的电流将流经每一个元件,所以通过每个元件的电压也将是不同的。如果路径损坏,电流便不能通过。保险丝串联电路定律：串联电路定律：串联电路中每一点的电流都是相同的。串联电路的总电阻等于各个电阻的相加值。串联电路中各个压降值的总和等于应用电压或电源电压。基本基本电气理气理论并并联电路联电路一个并联电路有一个以上的电流通路，每个分路的电压相同。假如每个分路的负载电阻相同,分路电流也将相同。假如分路里的负载电阻不同,分路电流也将不同。假如有一个分路损坏,电流将继续流往其它分路。并联电路定律：并联电路定律：并联电路中,
8、 通过各分路的电压相同。并联电路中的总电流等于各个分路电流的总和。并联电路中的总电阻通常小于最小电阻分路里的电阻。基本基本电气理气理论混混联电路联电路在混联电路里,有些元件为串联,有些元件为并联。电源及控制或保护装置(保险及开关)通常为串联,负载通常为并联。串联电路里电流相等,而在并联电路中则不相等,并联电路里元件的电压相等,而在串联电路里则不等。假如串联部分损坏,整个电路将断开。假如并联分路损坏,电流仍将可以流过串联电路和未断开的分路。混联规则：混联规则：电路里串联部分的电流等于各分路电流的总和。电路电阻是并联部分的电阻总值和所有的串联电阻的总和。并联分路的电压为电源电压减去通过串联负载时所
9、有的压降。混联电路, 液压通路和电路相类似基本基本电气理气理论五、直流电和交流电五、直流电和交流电电压分为两种类型：直流和交流，通常分别缩写为DC和AC。而交流电(AC)的最佳解释是电子交替地前后流动。汽车发电机所产生的就是交流电。由于磁性定律，交流电很容易在发电机中产生，但是却非常难以储存。因此，发电机配备有特殊电路，可以在应用于车辆电气系统之前被转换成直流电。基本基本电气理气理论六、功率和瓦特六、功率和瓦特功率功率电的最后一个性质是功率。功率是电路中做功的比率。汽车发动机的输出通常用马力来表示，电机的输出也采用相同的单位。许多电气设备均使用所消耗的电功率多少来划分等级，而不是所产生功率的多
10、少。功率消耗单位用瓦特来表示。735瓦特=1马力采用功率公式来确定功率、电压和电流之间的关系。基本等式或功率公式为P=IXE,或瓦特=安培X伏特。功率是电流与电压的乘积。瓦特的定义瓦特的定义功率的计量单位是瓦特。一瓦特等于一安培乘以一伏特。瓦特额定的最普通应用可能要属灯泡了。采用所消耗的瓦特数来标定灯泡。电阻器也是如此。基本基本电气理气理论七、电磁理论七、电磁理论如果没有磁力,电能几乎没有实际用途。磁力对交流发电机、点火线圈和起动机而言是不可缺少的。实际上,电气设备中只有灯和点烟器的工作与磁力无关。电流通过导线时电流通过导线时,导线周围导线周围会产生磁场。这种作用是可逆会产生磁场。这种作用是可
11、逆的。的。电路中的元件电路中的元件一一、基本电路元件、基本电路元件电路就是可通过电流的路径。当电路终端电荷相反（正极和负极）且彼此相连时，电流将从一端流向另一端。我们通常称这些终端为“电源”和“地线”。电流仅在闭路或通路内流动。如果电路内某处断开，则电流将无法流动。我们通常称这种情况为“断路”。每个汽车电路都包括电源、保护器、负载、控制装置和地线。这些元件通过导线连接起来。电路中的元件电路中的元件二二、电源、电源12V和24V电瓶和发电机是汽车电路中最为常用的电压电源。发电机连续运转能够为电瓶补充电势，从而防止其放电。三、导线导线在电路中导线将电流送入及导出电气部件。大部分导线是铜质的，在外面
12、包有一层抗高温和抗腐蚀的绝缘材料。导线的载流量取决于它的规格。汽车上所用导线的粗细决定了其允许通过电流的大小。汽车上的每条电路都有各自的电路编号，每条导线都可以有各自的颜色。导线可以是单色的，也可以是带条纹的、带点的或带杂点的。电路中的元件电路中的元件四四、电路保护器、电路保护器为了防止电线和部件受损，汽车电路采用保护装置防止产生过电流。保险丝、易熔线和电路断路器就是电路保护器。如果产生过电流，则在电路线路可能被损前，这些保护器将断开。这与开关旋至“关”位置达到的效果相同。电路保护器只针对线路保护而设计，其它部件不必安装。电路中的元件电路中的元件保险丝保险丝汽车接线电路保护最一般的方法是保险丝
13、。保险丝是这样的一种装置，当电流超过一定值，并持续足够时间以后，保险丝中一个元件熔断，使电路断开。其功能不可逆的，即每次电路超负载或每次修理故障后，必须更换保险丝。2A3A4A5A7.5A10A15A20A25A30灰紫玫瑰色浅棕（棕黄）棕（褐色）红色浅蓝黄无色浅绿电路中的元件电路中的元件易熔线易熔线另外一种保护装置是易熔线。与其保护的电路相比，构成易熔线的线长度较短（不足9英寸）、直径较小（小四个量规的尺寸）。由于较小，在损坏发生前，熔丝就会熔断并断开电路。易熔线还外包了一层特殊的不易燃绝缘体。与保险丝一样，熔丝在断开后也必须更换。断路器断路器断路器是这样一种保护装置，即当负载电流超过断路器
14、额定量时，它能使电路断开。如果电路出现短路或其它超负载情况，过大的电流将使断路器两端子间的电路断开。汽车上采用两种基本形式的断路器：循环式和非循环式。五、开关五、开关开关是切断或接通电路的一种控制装置。其动作可以手控，也可以根据电路或车辆所处电路中的元件电路中的元件状况自控。开关分常开和常闭两种形式。常开是指开关在常态位置或静止位置时，电路是不通的；常闭是指开关在常态位置或静止位置时，电路是接通的。开关可以有一个或多个接臂（或称刀）（输入）和触头（或称掷）（输出）。如单接臂双触头（单刀双掷）开关就具有一个输入端和两个输出端。开关的分类开关的分类扳动式开关瞬时接触开关水银开关感温开关电路中的元件
15、电路中的元件扳动式开关扳动式开关扳动开关是开关中最简单的一种。在单根导线或电路中，它不是切断电路就是或接通电路。如汽车上的雾灯开关。瞬时接触开关瞬时接触开关瞬时接触开关利用弹簧使开关触点分离。只有当外力作用于开关按钮时，电路才能接通，是一种常开开关。如制动开关。如果弹簧使开关触点保持闭合，只有施加外力后触点才能分离，否则是常闭开关。电路中的元件电路中的元件水银开关水银开关水银开关用于监测某一部件位置移动情况，例如发动机舱盖和后行李箱盖的灯就是利用它来控制。在开关内有一个带有部分水银的小容器，容器内的一端有两个电路触点。当行李箱盖打开时，水银流向有电路触点的一侧，水银将两个触点接通，使照明电路成
16、为完整的回路。电路中的元件电路中的元件感温开关感温开关感温开关内装有双金属材料，这种双金属材料可通过通电的方式或通过与开关接触的其他部件使其受热，来接通或切断电路。后一种情况，开关如同一个传感器。在发动机冷却剂温度开关中，发动机冷却液的温度达到预定温度警线时，其温度开关中的双金属片会因高温而弯曲，使开关内的触点闭合，仪表板上的报警灯电路被接通，灯也就亮了。电路中的元件电路中的元件六、电阻六、电阻电阻器是用来在不需要满电流和/或电压的电路中(通过电压)限制电流。在自动化电气系统中采用3种基本类型的电阻器固定电阻器,分级或抽头电阻器及可变电阻器。不同型号电阻器采用不同符号。可变电阻器可变电阻器可变电阻器的电阻有一定的范围,这一范围的电阻是通过两个或多个抽头及一个控制装置得到的。以下为这种电阻器的2个实例:变阻器变阻器有两个接头,一个接头与电阻器的固定端连接,另一个接头是与电阻器滑动触点连接的。转动控制装置使滑动触点移开或移向固定端,电阻将逐渐变大或减小。分压器-分压器有3个接头,电阻的两头各1个,另一个为滑动触点,与电阻器连接。转动控制装置使滑动触点从一个固定电阻端移向另一个固定电阻端。这
