汽车电子教案模板（共7篇）

汽车电子教案模板〔共7篇〕 第1篇：汽车电子教案 汽车电子根底 一、电路的根本组成1．什么是电路 电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了途径。 图1-1 简单的直流电路 2．电路的根本组成电路的根本组成包括以下四个部分： (1)电(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。 (2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。 (3)控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 (4)联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。 3．电路的状态 (1)通路(闭路)：电与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进展能量转换。 (2)开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。 (3)短路(捷路)：电两端的导线直接相连接，输出电流过大对电来说属于严重过载，如没有保护措施，电或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以防止发生短路时出现不良后果。 二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图1-2所示的手电筒电路。 理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进展分析^p ，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些可以表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的构造、材料、形状等非电磁特性不予考虑。 理想元件的电气符号如下： 表1-1常用理想元件及符号 图1-2 手电筒的电路原理图 第二节 电流和电压 一、电流的根本概念 电流的形成： 电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，电流的大小： 其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。 设在 Dt = t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为 Dq = q2－q1，那么在 Dt时间内的电流强度可用数学公式表示为 Dq i(t)=Dt式中，Dt为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 Dq的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。 电流的单位： 常用的电流单位还有毫安mA、微安 mA、千安kA等，它们与安培的换算关系为 1 mA = 10-3A； 1 mA = 10-6 A； 1 kA = 103 A 电流的测量： 测量时应注意以下几点： 1、对交、直流电流应分别使用交流电流表、直流电流表〔万用表交流档、直流档〕。 2、电流表应串联到被测电路中。 3、万用表的表壳接线端上标明的“+”“-”记号，应和电路的极性保持一致，不能接错，否那么指针要反偏，既影响正常的测量，也容易顺坏万用表。 4、每个万用表的电流档都有一定的测量范围，称为电流表的量程。一般被测电流的数值在电流表的量程的一半以上，读书较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小，一边选择适当的量程。假设无法估计，可用电流表的最大量程档测量，当指针偏转不到 1、3刻度时，再改用较小档去测量，知道测得正确数值为止。 二、直流电流 假如电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，那么称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。 DqQI===常数 Dtt 直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。 三、交流电流 假如电流的大小及方向均随时间变化，那么称为变动电流。对电路分析^p 来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。 四、电压 1．电压的根本概念 电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点挪动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。 电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(mV)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为 1 mV = 10-3 V； 1 mV = 10-6 V； 1 kV = 103 V 2．直流电压与交流电压 假如电压的大小及方向都不随时间变化，那么称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。 假如电压的大小及方向随时间变化，那么称为变动电压。对电路分析^p 来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。 电压的测量： 第三节 电 阻 一、电阻元件 电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。 l电阻定律： R=r Sr——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米(W · m)； l——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)； S——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2)； R——电阻值，国际单位制为欧姆(W)。 经常用的电阻单位还有千欧(kW)、兆欧(MW)，它们与 W 的换算关系为 1 kW = 103 W； 1 MW = 106 W 二、电阻与温度的关系 电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1°C时电阻值发生变化的百分数。 假如设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1，当温度升高到t2时电阻值为R2，那么该电阻在t1 ~ t2温度范围内的(平均)温度系数为 a=R2-R1 R1(t2-t1)假如R2 > R1，那么 a > 0，将R称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；假如R2 R2 = R1[1 + a(t2－t1)] 第四节 部分电路欧姆定律 一、欧姆定律 电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即 U = RI 或 I = U/R = GU 其中G = 1/R，电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制 图1-4 线性电阻的伏安特性曲线 为西门子(S)。 二、线性电阻与非线性电阻 电阻值R与通过它的电流I和两端电压U无关(即 R = 常数)的电阻元件叫做线性电阻，其伏安特性曲线在 I－U 平面坐标系中为一条通过原点的直线。 电阻值R与通过它的电流I和两端电压U有关(即R ¹ 常数)的电阻元件叫做非线性电阻，其伏安特性曲线在I－U 平面坐标系中为一条通过原点的曲线。 通常所说的“电阻”，如不作特殊说明，均指线性电阻。 第五节 电能和电功率 一、电功率 电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为 P = UI 功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与W的换算关系是 1 mW = 10-3 W； 1 kW = 103 W 吸收或发出：一个电路最终的目的是电将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。 习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率P = 0。 通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。 二、电能 电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦尔(J)，电能的计算公式为 W = P · t = UIt 通常电能用千瓦小时(kW · h)来表示大小，也叫做度(电)： 1度(电)= 1 kW · h = 3.6 ´ 106 J。 即功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。 【例1-1】有一功率为60 W的电灯，每天使用它照明的时 间为4小时，假如平均每月按30天计算，那么每月消耗的电能 为多少度？合为多少J? 解：该电灯平均每月工作时间t = 4 ´ 30 = 120 h，那么 W = P · t = 60 ´ 120 = 7200 W · h = 7.2 kW · h 6即每月消耗的电能为7.2度，约合为3.6 ´ 10 ´ 7.2 » 2.6 ´ 107 J。 三、电气设备的额定值 为了保证电气设备和电路元件可以长期平安地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。 额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。 额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。 过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。 轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。 四、焦尔定律 电流通过导体时产生的热量(焦尔热)为 Q = I2Rt I——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。R——导体的电阻值，单位为 W。 T——通过导体电流持续的时间，单位为s。Q——焦耳热单位为J 第二章 第三节 电阻的串联 一、电阻串联电路的特点 图2-7 电阻的串联 设总电压为U、电流为I、总功率为P。 1.等效电阻: R =R1 + R2 + „ + Rn 2.分压关系： 3.功率分配： UU1U2U==×××=n==I R1R2RnRPP1PP=2=×××=n==I2 R1R2RnR 特例：两只电阻R 1、R2串联时，等效电阻R = R1 + R2 , 那么有分压公式 R1R2U1=U，U2=U R1+R2R1+R 2二、应用举例 解：将电灯(设电阻为R1)与一只分压电阻R2串联后，接入 【例2-3】有一盏额定电压为U1 = 40 V、额定电流为I = 5 A的电灯，应该怎样把它接入电压U = 220 V照明电路中。 U = 220 V电上，如图2-8所示。 解法一：分压电阻R2上的电压为 U2 =U－U1 = 220 - 40 = 180 V，且U2 = R2I，那么 U180R2=2==36W I5R1UU，且R1=1=8W，可得 解法二：利用两只电阻串联的分压公式U1=R1+R2IU-U1R2=R1=36W U1即将电灯与一只36 W 分压电阻串联后，接入U = 220V电上即可。 【例2-4】有一只电流表，内阻Rg = 1 kW，满偏电流 为Ig = 100 mA，要把它改成量程为Un = 3 V的电压表，应 该串联一只多大的分压电阻R？ 解：如图2-9所示。 该电流表的电压量程为Ug = RgIg = 0.1 V，与分压电阻R串联后的总电压Un = 3 V，即将电压量程扩大到n = Un/Ug = 30倍。 利用两只电阻串联的分压公式，可得图2-9 例题2-4 RgUg=Un，那么 Rg+R æUöRg=çn-1÷Rg=(n-1)Rg=29kW çUg÷Ugèø 上例说明，将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，所需要的分压电阻为R =(n - 1)Rg，其中n =(Un/Ug)称为电压扩大倍数。 R=Un-Ug第四节 电阻的并联 一、电阻并联电