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1、汽车汽车照明电路设计照明电路设计第第1 1章章汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.1 电路与电路模型电路与电路模型1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量1.3 功率和电能功率和电能 1.4 电压源和电流源电压源和电流源1.5 受控电源受控电源1.6 常见电路负载元件常见电路负载元件 1.7 汽车汽车照明电路设计照明电路设计汽车汽车照明电路设计照明电路设计本章学习目的及要求本章学习目的及要求 本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在学习中本章内容是贯穿全课程的重要理论基础，要求在学习中给予足够的重视。给予足够的重视。通过本章学习要求理解理想电路元件和电路模型的概念；通过本章学习要求理解理想电
2、路元件和电路模型的概念；理解电压、电流及其参考方向的概念；深刻理解和掌握参理解电压、电流及其参考方向的概念；深刻理解和掌握参考方向在电路分析中的应用。考方向在电路分析中的应用。在实际应用中，利用电路元件的基本连接方法，进行电动车在实际应用中，利用电路元件的基本连接方法，进行电动车照明电路的设计。照明电路的设计。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.1 电路与电路模型电路与电路模型电力系电力系电力系电力系统中统中统中统中: :负载：负载：负载：负载：1.1.1 1.1.1 电路电路电路电路电路电路由实际元器件构成的由实际元器件构成的电流的通路电流的通路电流的通路电流的通路。电路组成电路组成电路组成
3、电路组成电源：电源：电源：电源：可将其他形式的能量转换成电能、向可将其他形式的能量转换成电能、向电路提供电能的装置。电路提供电能的装置。可将电能转换成其他形式的能量、在可将电能转换成其他形式的能量、在电路中接收电能的设备。电路中接收电能的设备。中间环节：中间环节：中间环节：中间环节：电源和负载之间不可缺少的连接、电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件统称为中间环节，控制和保护部件统称为中间环节，如导线、开关及各种继电器等。如导线、开关及各种继电器等。电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能电子技电子技电子技电子技术中术中术中术中: :电电路可对电信号进行传递、变换、路可对电信号进行传递、
4、变换、储存和处理。储存和处理。电电路可对电能进行传输、分配和路可对电能进行传输、分配和转换。转换。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 电路模型电路模型电路模型电路模型 在在电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研究，电路分析中，为了方便于对实际电气装置的分析研究，通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即用通常在一定条件下需要对实际电路采用模型化处理，即用抽象的抽象的理想电路元件理想电路元件理想电路元件理想电路元件及其组合近似地代替实际的器件，从及其组合近似地代替实际的器件，从而构成了而构成了与实际电路相对应的与实际电路相对应的电路模型电路
5、模型电路模型电路模型。电源电源负负载载负负载载电电源源开关开关ISUS+_R0中间环节中间环节手电筒的实体电路手电筒的实体电路手电筒的实体电路手电筒的实体电路RL+ U导线导线手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型手电筒的电路模型汽车汽车照明电路设计照明电路设计白炽灯的电白炽灯的电路模型可表路模型可表示为：示为： 实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，实际电路器件品种多，电磁特性多元而复杂，直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。直接画在电路图中困难而繁琐，且不易定量描述。iR R L消耗电消耗电消耗电消耗电能能能能的的电电特性可用特性可用电阻电阻电阻电阻元件元件元件元件表征表
6、征产生产生产生产生磁场磁场磁场磁场的电的电特性可用特性可用电感电感电感电感元件元件元件元件表征表征由于白炽灯中耗能由于白炽灯中耗能的的因素远大于因素远大于产生产生磁场的因素，因此磁场的因素，因此L L 可以忽略。可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近理想电路元件是实际电路器件的理想化和近理想电路元件是实际电路器件的理想化和近理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。似，其电特性惟一、精确，可定量分析和计算。白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路白炽灯电路汽车汽车照明电路设
7、计照明电路设计理想电路元件分有理想电路元件分有有源有源和和无源无源两大类两大类RC+ US电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件只具只具耗能耗能耗能耗能的电特性的电特性电容元件电容元件电容元件电容元件只具有只具有储储储储存电能存电能存电能存电能的的电特性电特性理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源输出电压恒输出电压恒输出电压恒输出电压恒定定定定，输出电输出电流由它和负流由它和负载共同决定载共同决定理想电流源理想电流源理想电流源理想电流源输出电流恒输出电流恒输出电流恒输出电流恒定定定定，两端电，两端电压由它和负压由它和负载共同决定载共同决定L无源无源无源无源二端元件二端元件二端元件二端元件有源有源有
8、源有源二端元件二端元件二端元件二端元件电感元件电感元件电感元件电感元件只具有只具有储储储储存磁能存磁能存磁能存磁能的的电特性电特性IS汽车汽车照明电路设计照明电路设计电路模型研究问题的特点1.1.主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，主要针对由理想电路元件构成的集总参数电路，其中电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算；其中电磁现象可以用数学方式来精确地分析和计算；2.2.研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是研究与实际电路相对应的电路模型，实质上就是探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。探讨各种实际电路共同遵循的基本规律。1.1.元元件中所发生的电磁过程都集中在元件内部件中所发生的电磁
9、过程都集中在元件内部进行进行, ,其次要因素可以忽略的理想电路元其次要因素可以忽略的理想电路元件；件；2.2.任何时刻从元件任何时刻从元件两端流入和流出的电流恒等且元件两端流入和流出的电流恒等且元件端电端电压的值压的值确定。确定。集总参数电路元件的特征汽车汽车照明电路设计照明电路设计电路由哪几部分电路由哪几部分组成？各部分的组成？各部分的作用是什么？作用是什么？何谓理想电何谓理想电路元件？其路元件？其中中“理想理想”二字在实际二字在实际电路的含义电路的含义？集总参数集总参数元件有何元件有何特征？特征？如何在电路中区如何在电路中区分电源和负载？分电源和负载？试述电路的功试述电路的功能？何谓能？何
10、谓“电电路模型路模型”？汽车汽车照明电路设计照明电路设计电流电流( (强度强度) ) 单位时间内通过导体横截面单位时间内通过导体横截面的电荷。的电荷。电流的大小：电流的大小：稳恒直流情况下稳恒直流情况下：1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量1.2.1 1.2.1 电流电流i dqdt=（1-1）电流的单位及换算：电流的单位及换算：安培(A)=库仑(C)/秒(s)1A=103mA=106A=109nAI Q t=（1-2）电电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够的，的，规定规定规定规定以以正电荷移动的方向正电荷移动的方向正电荷移动的方向正电荷移动的
11、方向为为电流的电流的电流的电流的真实方向真实方向真实方向真实方向。汽车汽车照明电路设计照明电路设计(1)(1)分析电路前应分析电路前应选定选定电压电流的电压电流的参考方向参考方向，并标在图中；并标在图中；(2)(2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。参考参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。(4) (4) 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在
12、参考方向 下进行下进行，实际方向由计算结果确定。实际方向由计算结果确定。(3)(3)电电阻阻（或或阻阻抗抗）一一般般选选取取关关联联参参考考方方向向，独独立立源源上上一一般般选选取取非关联非关联参考方向。参考方向。(5)(5)在分析、计算电路的过程中，出现在分析、计算电路的过程中，出现“正、负正、负”、“加、加、减减”及及“相同、相反相同、相反”这几个名词概念时，切不可把它这几个名词概念时，切不可把它们混为一谈。们混为一谈。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.2.2 1.2.2 电压电压Ia 电位电位V是是相对于参考点的电压相对于参考点的电压相对于参考点的电压相对于参考点的电压。参考点的。参考
13、点的电位电位: :Vb=0；a点电位：点电位： Va=E-IR0=IRERL+_R0S电压电压U是反映是反映电电电电场力作功场力作功场力作功场力作功本领的本领的物理量，是产生物理量，是产生电流的根本原因。电流的根本原因。电压的正方向规电压的正方向规定由定由“高高”电位电位指向指向“低低”电位。电位。电动势电动势E 只存只存在于电源内部，在于电源内部，其大小反映了其大小反映了电源力作功电源力作功电源力作功电源力作功的的本领。其方向本领。其方向规定由电源规定由电源“负极负极”指向电指向电源源“正极正极”。b+ U汽车汽车照明电路设计照明电路设计电压的定义式为：电压的定义式为：电压的定义式为：电压的
14、定义式为：uab= dwdq单位换算单位换算：1V=101V=10-3-3KV=10KV=103 3mV=10mV=106 6uvuv 电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。电压和电流一样，也是一个有方向的物理量。 （1 1）实际正方向：）实际正方向：）实际正方向：）实际正方向：规定为从高电位指向低电位规定为从高电位指向低电位规定为从高电位指向低电位规定为从高电位指向低电位。 （2 2）参考正方向：）参考正方向：）参考正方向：）参考正方向：任意假定的方向。任意假定的方向。任意假定的方向。任意假定的方向。注意：注意
15、：注意：注意：必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值必须指定电压参考方向，这样电压的正值或负值才有意义。才有意义。才有意义。才有意义。（1-4）汽车汽车照明电路设计照明电路设计列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电路图上预先假定的参考方向为依据的，若计算路图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正值，说明电压、电流的真实方向与参结果为正值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否则相反。考方向相符，否则相反。注意汽车汽车照明电路设计照明电路设计定义：定义：电电
16、位是一种由电路中的位置所确定的势能，位是一种由电路中的位置所确定的势能，具具有明显的相对性有明显的相对性其高低正负取决于电路参其高低正负取决于电路参考点。考点。1.2.3 1.2.3 电位电位理论上电路参考点的选取是任意的，理论上电路参考点的选取是任意的，理论上电路参考点的选取是任意的，理论上电路参考点的选取是任意的，但实际应用中经常以大地作为零电但实际应用中经常以大地作为零电但实际应用中经常以大地作为零电但实际应用中经常以大地作为零电位点。位点。位点。位点。汽车汽车照明电路设计照明电路设计有些场合下，设备和仪器的底盘或机壳与接地有些场合下，设备和仪器的底盘或机壳与接地装置相连时，也常选取与接
17、地装置相连的机壳装置相连时，也常选取与接地装置相连的机壳作为电路参考点；电子技术中为方便于问题的作为电路参考点；电子技术中为方便于问题的分析和研究，还常常把电子设备的分析和研究，还常常把电子设备的公共连接点公共连接点作为电路参考点。作为电路参考点。某点某点电位电位在数值上等于在数值上等于该点与参考点该点与参考点之间的之间的电压电压。当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化，但它与当电路参考点改变时，该电位随参考点发生变化，但它与原来参考点之间的差值不会发生改变。原来参考点之间的差值不会发生改变。电位的定义式为：电位的定义式为：电位的定义式为：电位的定义式为：Va=WaWW0q汽车汽车照明电路
18、设计照明电路设计 电压和电位是衡量电场力作功本领的物理量；电路中两点间电压的大小只取决于两点间电位的差值，是绝对的量；电位是相对的量，其高低正负取决于参考点。电压和电位的区别电压和电位的区别汽车汽车照明电路设计照明电路设计电源和负载的区分U、I非关非关非关非关联联联联方向时，方向时，假定元件假定元件是电源。是电源。元元件件I+U元元件件IU+为了便于分析电路，应预先在电路图上标示出电压、电流的方向，电路图上的电压、电流方向称为参考方向参考方向，原则上可以任意假定。元件究竟是电源还是负载，应由元件上电压、电流的实际方向实际方向决定：实际方向关联时，元件是负载；实际方向非关联时，元件是电源。U、I
19、关联关联关联关联方向时，方向时，假定元件假定元件 是负载。是负载。汽车汽车照明电路设计照明电路设计电路如图所示，分别以电路如图所示，分别以A、B 为参考点计算为参考点计算C 和和D 点的电位及点的电位及C 和和 D两点之间的电压。两点之间的电压。10 V2 +5 V+3 BCDIA以以A为参考点时为参考点时I =10 + 53 + 2= 3 AVC = 3 3 = 9 VVD= 3 2= 6 VUCD = VC VD = 15 V以以 B B 为参考点时为参考点时VD = 5 VVC = 10 VUCD = VC VD= 15 V练一练汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.2.3功率和电能单位时
20、间内电流做的功称为电功率，用“P ”表示：在直流电路中功率可表示为：P=UIP=Wt=UItt= UI（1-6）汽车汽车照明电路设计照明电路设计当电压和电流为当电压和电流为关联参考方向关联参考方向时，用公时，用公式式p=ui或或P=UI计算；当电压和电流为非计算；当电压和电流为非关联参考方向时，用公式关联参考方向时，用公式p=ui或或P=UI计算。计算。当计算的功率当计算的功率p0时，表明该时刻二端元时，表明该时刻二端元件实际吸收（消耗）功率；当计算的功件实际吸收（消耗）功率；当计算的功率率p0时，表明该时刻二端元件实际发出时，表明该时刻二端元件实际发出（产生）功率。（产生）功率。汽车汽车照明
21、电路设计照明电路设计 电流能使电动机转动、电炉发热、电灯发光，说明电流具有做功的本领。电流做的功称为电功电流做的功称为电功。电流做功的同时伴随着能量的转换，因此电功的大电功的大小小可以用能量来量度用能量来量度，即：W=UIt式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】若U【KV】；I【A】；t【h】时，电功W为度【KWh】。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1 1度电的概念度电的概念1000W1000W的电炉加热的电炉加热1 1小时；小时；100W100W的灯泡照明的灯泡照明1010小时；小时；40W40W的灯泡照明的灯泡照明2525小时。小时。日常生活中，家用电度表就是用来测量
22、电功的日常生活中，家用电度表就是用来测量电功的装置。只要用电器工作，电度表就会转动并且显示装置。只要用电器工作，电度表就会转动并且显示电流作功的多少，即电功的大小不仅与电压、电流电流作功的多少，即电功的大小不仅与电压、电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。的大小有关，还取决于用电时间的长短。汽车汽车照明电路设计照明电路设计【例1-1】如图如图1-8所示的电路，已知元件所示的电路，已知元件A的电的电压压U=5V，电流，电流I=2A；已知元件；已知元件B的电压的电压U=4V，电，电流流I=2A，试求元件，试求元件A、B的功率是多少，并说明是的功率是多少，并说明是吸收还是发出功率。吸收还是发出功率
23、。图1-8例1-1图汽车汽车照明电路设计照明电路设计解：解：图图1-8（a）中元件上的电压与电流为关联参考）中元件上的电压与电流为关联参考方向，在关联参考方向下显然是把元件假想为方向，在关联参考方向下显然是把元件假想为一个负载，因此元件吸收的功率为一个负载，因此元件吸收的功率为元件吸收负功率，实际上发出功率，因此该元件实际元件吸收负功率，实际上发出功率，因此该元件实际元件吸收负功率，实际上发出功率，因此该元件实际元件吸收负功率，实际上发出功率，因此该元件实际上是一个电源。上是一个电源。上是一个电源。上是一个电源。汽车汽车照明电路设计照明电路设计图图1-8（b）中元件上的电压与电流为非关）中元件
24、上的电压与电流为非关联参考方向，在非关联参考方向下显然联参考方向，在非关联参考方向下显然是把元件假想为一个电源，因此元件发是把元件假想为一个电源，因此元件发出的功率为出的功率为元件发出正功率，实际上吸收功率，因此图元件发出正功率，实际上吸收功率，因此图元件发出正功率，实际上吸收功率，因此图元件发出正功率，实际上吸收功率，因此图1-1-8 8（b b）中元件实际上是一个负载。）中元件实际上是一个负载。）中元件实际上是一个负载。）中元件实际上是一个负载。汽车汽车照明电路设计照明电路设计 p吸吸 = u ip吸吸 0 ，说明元件说明元件实际吸收功实际吸收功率率10W。汽车汽车照明电路设计照明电路设计
25、1.4 电压源和电流源电压源和电流源 电源中能够独立向外提供电能的电源成电源中能够独立向外提供电能的电源成为独立源（电压源和电流源）；为独立源（电压源和电流源）； 不能向外提供电源的称为非独立源（受控不能向外提供电源的称为非独立源（受控源）源）汽车汽车照明电路设计照明电路设计 3.3.3.3.伏安特性：伏安特性：伏安特性：伏安特性：平行于电流轴的一条直线。端电压是一定值，即端电压是一定值，即US恒定。恒定。I由电源和外电路共同决定。由电源和外电路共同决定。2.2.2.2.基本特点：基本特点：基本特点：基本特点：电路符号电路符号US1.4.1 1.4.1 1.4.1 1.4.1 电压源电压源电压
26、源电压源能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。能独立向外电路提供恒定电压的二端元件。1.1.定定定定义义义义及符及符及符及符号：号：号：号：USUI0汽车汽车照明电路设计照明电路设计开路开路开路开路4.4.4.4.理想电压源的开路与短路：理想电压源的开路与短路：理想电压源的开路与短路：理想电压源的开路与短路：I=0US+_RL+_U=USI=US+_RL短路短路短路短路+_U=0理想电压源理想电压源理想电压源理想电压源不允许短路！不允许短路！不允许短路！不允许短路！5.5.5.5.理想电压源上的功率计算：理想电压源上的功率计算：理想电压源上的功率计算：理想电压源上的功率计算：关联关联关联关联参
27、考方向下参考方向下+UI+UIP发发=UI P吸吸=UI非关联非关联非关联非关联参考方向下参考方向下P发发=UI P吸吸= UI汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.4.2 1.4.2 1.4.2 1.4.2 电流源电流源电流源电流源2. 2. 2. 2. 基本基本基本基本特特特特点：点：点：点：ISIU03.3.3.3.伏安伏安伏安伏安特性：特性：特性：特性：电路符号电路符号IS1. 1. 1. 1. 定义及图符号：定义及图符号：定义及图符号：定义及图符号：能独立向外电路提供恒定能独立向外电路提供恒定电流的二端元件。电流的二端元件。电电源供出的电流恒定，电源源供出的电流恒定，电源两两端的电压由
28、它和外电端的电压由它和外电路共同决定。路共同决定。平行于电压轴的一条直线。平行于电压轴的一条直线。汽车汽车照明电路设计照明电路设计开路开路开路开路4.4.4.4.理想电流源的开路与短路：理想电流源的开路与短路：理想电流源的开路与短路：理想电流源的开路与短路：I=IS+_U=短路短路短路短路+_U=0理想电流源理想电流源内阻无穷大内阻无穷大ISRLISRLI=IS理想电流源理想电流源理想电流源理想电流源不允许开路！不允许开路！不允许开路！不允许开路！光电池、稳流三极管一般可视为实际电流源。光电池、稳流三极管一般可视为实际电流源。光电池、稳流三极管一般可视为实际电流源。光电池、稳流三极管一般可视为
29、实际电流源。汽车汽车照明电路设计照明电路设计5.5.5.5.理想电流源上的功率计算：理想电流源上的功率计算：理想电流源上的功率计算：理想电流源上的功率计算：关联关联关联关联参考方向下参考方向下P发发=ISU P吸吸=ISU非关联非关联非关联非关联参考方向下参考方向下+UIS+UISP发发=ISU P吸吸= ISU汽车汽车照明电路设计照明电路设计理想电压源和理想电流源的串、并联理想电压源和理想电流源的串、并联1.1.理想电压源的理想电压源的串联串联US= USk US2+_+US1+_US注意注意注意注意参考方向参考方向US= US1 U S2串联汽车汽车照明电路设计照明电路设计2.理想电压源的
30、并联理想电压源的并联电压相同的电压电压相同的电压源才能并联，且源才能并联，且每个电源的电流每个电源的电流不确定。不确定。5V+_+_5VI5V+_I并联汽车汽车照明电路设计照明电路设计IS1IS2IS3IS3.3.理想电流源的串联与并联理想电流源的串联与并联：IS= ISk 注意注意注意注意参考方向参考方向IS= IS1+ IS2 IS3 电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流电流相同的理想电流源才能串联，且每个恒流源的端电压均由它本身及外电路共同决定。源的端电压均由它本身及外电路共同决定。串联并联汽车汽车照明电路设计照明电路设计【例例1-2】图1-13所示电路，IS=1A，试分析电路中各元
31、件的功率。图1-13 例1-2图【解解解解】流过电压源的电流由和它相连的电流源决定，流过电压源的电流由和它相连的电流源决定，IS=1A。电压源的电压和通过的电流为关联参考方向，其功率电压源的电压和通过的电流为关联参考方向，其功率为为P=UI=101=10W，大于0，所以，电压源吸收的功率为10W。汽车汽车照明电路设计照明电路设计P=UI=301=30W，小于，小于0，电流源吸收的功率，电流源吸收的功率30W，即发出了即发出了30W的功率。的功率。 因此，整个电路中的总功率为零。因此，整个电路中的总功率为零。 电流源的端电压与它相连的电压源决定，电流源的电电流源的端电压与它相连的电压源决定，电流
32、源的电压电流为非关联参考方向，其功率为压电流为非关联参考方向，其功率为电阻的功率为电阻的功率为 P=UI=201=20W，大于，大于0， 即电阻吸收了即电阻吸收了20W的功率。的功率。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.5 1.5 1.5 1.5 受控电源受控电源受控电源受控电源+受控电压源受控电压源受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源受控电流源受控电流源1. 1. 1. 1. 定义定义定义定义2. 2. 2. 2. 电路图符号电路图符号电路图符号电路图符号 受控源的电压或电流受控源的电压或电流不像独不像独立源是给定函数，立源是给定函数，而是受电路中某个支路的电压（或电流）的控制。而是受电
33、路中某个支路的电压（或电流）的控制。受控源和独立源的相同点：受控源和独立源的相同点：两者都是电源，可向负载提供电压或电流。两者都是电源，可向负载提供电压或电流。 受控源和独立源的不同点：受控源和独立源的不同点：独立电源的电动势或电流是由非电能量提独立电源的电动势或电流是由非电能量提供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；受控源的电动势或供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；受控源的电动势或电流，受电路中某个电压或电流的控制，它不能独立存在，其大小、电流，受电路中某个电压或电流的控制，它不能独立存在，其大小、方向由控制量决定。方向由控制量决定。汽车汽车照明电路设计照明电路设计受控源分类
34、受控源分类U1压控电压源压控电压源+-+-U压控电流源压控电流源U1I2流控电流源流控电流源I2I1I1+-流控电压源流控电压源+-U汽车汽车照明电路设计照明电路设计含有受控源的电路分析要点一含有受控源的电路分析要点一含有受控源的电路分析要点一含有受控源的电路分析要点一 可以用两种电源等效互换的方法，简化受控源电路。但简化时注意不能把控制量化简掉。否则会留下一个没有控制量的受控源电路，使电路无法求解。含有受控源的电路分析要点二含有受控源的电路分析要点二含有受控源的电路分析要点二含有受控源的电路分析要点二 如果一个二端网络内除了受控源外没有其他独立源，则此二端网络的开路电压必为0。因为，只有独立
35、源产生控制作用后，受控源才能表现出电源性质。 求含有受控源电路的等效电阻时，须先将二端网络中的所有独立源去除(恒压源短路处理、恒流源开路处理)，受控源应保留。 含受控源电路的等效电阻可以用“加压求流法加压求流法”求解。 汽车汽车照明电路设计照明电路设计【例1-3】求图1-15中电路a、b端钮的等效电阻Rab图1-15 例1-3图以上表明，受控源和电阻的二端电路可以等效为一个以上表明，受控源和电阻的二端电路可以等效为一个电阻，该电阻的值为二端电路的端口电压与端口电流之比。电阻，该电阻的值为二端电路的端口电压与端口电流之比。 含受控源、独立源和电阻的二端电路是一个电压源与电含受控源、独立源和电阻的
36、二端电路是一个电压源与电阻的串联组合或电流源与电阻的并联组合的二端电路阻的串联组合或电流源与电阻的并联组合的二端电路。写出a、b端钮的伏安关系为 U=8I+5I=13I 所以Rab=U/I=13 汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.6 常见的电路负载元件常见的电路负载元件电电路元件是组成电路最基本路元件是组成电路最基本的单元的单元，按照外部端子，按照外部端子的数目可以分为的数目可以分为二端元件二端元件和多端多端元件元件。从从能量特征方面可以分为能量特征方面可以分为有源元件有源元件和和无源元无源元件件。 前前面介绍的电压源和电流源都属于有源元件，它们面介绍的电压源和电流源都属于有源元件，它们在电
37、路中的作用是发出功在电路中的作用是发出功率。率。负负载元件在电路中的作用是消耗功率，把它们称为载元件在电路中的作用是消耗功率，把它们称为无源元无源元件。件。本本节将介绍常见的负载元件：节将介绍常见的负载元件：电阻、电容和电感。电阻、电容和电感。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.6.1 电阻元件电阻元件电阻元件是从实际电阻器抽象出来的理想模型，日常电阻元件是从实际电阻器抽象出来的理想模型，日常生活中常见的灯泡、扬声器、电炉等在一定条件下都生活中常见的灯泡、扬声器、电炉等在一定条件下都可以等效为一个二端线性电阻元件。可以等效为一个二端线性电阻元件。常见的各种电阻元件常见的各种电阻元件 电阻元件具
38、有把电能转化为热能的作用，是一个耗能电阻元件具有把电能转化为热能的作用，是一个耗能元件。电阻上消耗的功率可以通过功率的公式计算：元件。电阻上消耗的功率可以通过功率的公式计算：汽车汽车照明电路设计照明电路设计【例1-4】试求图1-18所示电路的未知量，R=10。解解在图1-18（a）中，电压和电流为关联参考方向，所以：在图1-18（b）中，电压和电流为非关联参考方向，所以：图1-18 例1-4图汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.6.2电容元件1 1电容元件电容元件电容元件电容元件电容元件也是一种基本的电子元件，具有储存电能的作用，电容元件也是一种基本的电子元件，具有储存电能的作用，它是各种电容
39、器的理想化模型。它是各种电容器的理想化模型。常用的电容单位还有微法（常用的电容单位还有微法（F）、皮法（）、皮法（pF），），它们的换算关系为它们的换算关系为 1F=106F=1012pFq=Cu（1-14）汽车汽车照明电路设计照明电路设计2 2电容元件的伏安关系电容元件的伏安关系 如果电容两端的电压和电流取关联参考方向，那么有如果电容两端的电压和电流取关联参考方向，那么有 式（式（1-15）表明电容上的电流与电容上的电压变化率成正比。如果）表明电容上的电流与电容上的电压变化率成正比。如果i00，表示电容在充电，电压升高，电流的实际方向与图中的参考方向一致；如果表示电容在充电，电压升高，电流的
40、实际方向与图中的参考方向一致；如果i00时，表示时，表示电感从电路吸收功率，储存磁场能量；当电感从电路吸收功率，储存磁场能量；当p(t) )0时，表示电感供时，表示电感供出能量，释放磁场能量出能量，释放磁场能量。电感在某一时刻电感在某一时刻t的储能仅取决于该时刻的电流值，而与电压的储能仅取决于该时刻的电流值，而与电压无关，只要有电流存在，就有储能，且储能无关，只要有电流存在，就有储能，且储能w wL L( (t t)0。汽车汽车照明电路设计照明电路设计1.7 汽车照明电路的设计汽车照明电路的设计1设计要求设计要求（1）汽车照明电路中有5盏灯：前大灯，后尾灯，左右转向灯，制动灯。（2）设计开关分
41、别控制5盏灯。（3）转向和夜间需要照明时，开关可以分别控制。2单元电路的原理说明单元电路的原理说明汽车汽车照明电路设计照明电路设计3整机电路安装调试（1）用万用表电压挡测试直流稳压电源的输出电压）用万用表电压挡测试直流稳压电源的输出电压值为值为10V，欧姆挡测试每只灯泡的阻值。，欧姆挡测试每只灯泡的阻值。（2）把）把S1开关合上，观察灯泡开关合上，观察灯泡L1、L2明亮程度。明亮程度。（3）把）把S2、S3开关合上，观察灯泡开关合上，观察灯泡L3、L4和和L5明明亮程度。亮程度。（4）当把开关同时合上时，前大灯、后尾灯、转向）当把开关同时合上时，前大灯、后尾灯、转向灯和制动灯同时亮。灯和制动灯同时亮。汽车汽车照明电路设计照明电路设计
