电学基础1.

电学基础电气基础概述电产生的原理欧姆定律串联和并联电路电压、电流、电阻的测量方法主要电气部件概述汽车的很多领域中使用到电器设备，这些电器设备提供各种功能。当电流流经电阻时，会对电阻起作用而提供许多功能。电器设备根据使用目的，通过将电能转化为其它能量。电的三大效应：1.热效应当电流经过电阻时，电阻会产生热的现象，如点烟器和熔断器等。2.光效应当电流经过电阻时，电阻会发光。如灯泡。3.电磁效应当电流经过导体或线圈时，导体或线圈周围空间会产生电磁场。如点火线圈，发电机转子，喷油器。热效应光效应电磁效应所有的物质都是由原子所组成，原子又由原子核和电子组成。金属原子中含有自由电子。原子核带正电荷，电子带负电荷。自由电子易于自由地脱离原子核。金属原子内的自由电子的流动即产生电流。因此，电路内的电流只不过是电子在导体中运动。在金属（导体）两端施加电压时，电子便从负极流向正极。电子流动方向与电流方向相反。（电流方向定义为正电荷移动的方向，带负电荷的电子流动的反方向即是正电荷相对移动方向）电的三个要素：1.电流指单位时间流经电路的电荷量。单位A（安培）2.电压使电流流过电路的一种压力。电压越高，流过电路的电流就越大。单位V（伏特）3.电阻（负载）电子通过导体的困难程度。单位Ω（欧姆）电流电阻电压电产生的原理电磁感应当一个导体，如图所示可在磁铁N和S极之间自由运动，然后把电流表连接导体，形成一个闭合电路。当导体在磁极间运动，那么电流表的指针就会摆动。因此，这个导体运动在磁极之间，导体切割磁力线，就产生了电流。如果导体的运动平行于磁力线方向，就没有电流产生。这种产生电流的现象，称为电磁感应。这种通过导体的电流叫做感应电流。感应电流是靠电动势（电压）产生的，电动势是由于导体的电磁感应所产生的。所以这种电动势也就是感应电动势感应电动势的方向：图中显示了电磁场的方向、感应电动势的方向和导体运动的方向，这三者之间的关系。这也就是弗莱明右手定则。根据这一定则，把右手的大拇指、食指和中指按图示伸直：食指：磁力线的方向（B)中指：电流的方向（I)大拇指：导体运动方向（F)电流计电动势的强度：电动势的强度和导体在单位时间内切割磁力线的数量成正比。一个导体它以恒定的速度朝一个方向运动在密度相同的磁力线中，那么这个导体的感应电动势大小在各个位置上同样相等。然而如果导体运动的方向不同，那么即使在速度恒定、磁力线密度相同的情况下，电动势也会变化。如图：导体绕点O沿逆时针方向旋转在磁极之间。当导体在位置0（12）和6处，磁力线的方向和导体运动方向平行。因此这种情况下不产生电动势。相反当导体在位置3和9时，导体运动方向垂直于磁力线方向，这时产生的电流最大。下面的正弦图说明了导体运动方向和电动势强度之间的关系。导体在均匀密度磁力线中朝一个方向恒速运动导体在均匀密度磁力线中恒速转动发电机原理：如图所示，当一个导体在磁场间旋转，那么由于电磁感应将会产生感应电动势。当这个导体弯成框形在磁场中旋转，那么就会产生双倍的感应电动势。把这个导体做成一个线圈，将会产生更大的感应电动势，如果导体的匝数越多那么产生的感应电动势就越大。交流发电机：旋转线圈产生的感应电动势的大小和方向是随着线圈的位置而变化的。如右图（1）电流从电刷A流向灯泡。图（2）中电流停止流动。图（3）中电流从电刷B流向灯泡。这种设备中电流的大小和方向是随线圈位置的变化而变化的。因此，这种设备产生的电流就叫做交流电，这种设备就叫做交流发电机。ABABAB电刷滑环欧姆定律基本电路组成一个电路通常由电源、导线和被电路控制的几个耗电装置组成。此种耗电装置也被称为负载，诸如灯泡、电机和电阻器等装置。电源负载导线电压、电流和电阻电压、电流和电阻之间的关系可以用图示的水流来代替说明。电压和电流的关系图中的设备标识水轮速度如何随左边水箱中的水面高度（水压）的变化而变化。这说明流向水轮的水流速度随水箱中的水压而变化。当水的这一现象用电来代替时，水面高度（水压）类比电压，水流类比电流。电流和电阻的关系水流的速度随着位于水箱和水轮之间的阀门的打开高度而变化。因此水轮机的转速也随之变化。此阀门便相当于电路中的电阻。电压、电流和电阻增加水箱中水的高度可增加水轮的转速，另一方面，降低阀门的开度组织水流，便减慢水轮转速。因此，调节水压和阀门高度便可以将水轮控制在设定的速度运行。同样，在电路中，改变电压及电阻值，可以对电路中各设备分喷不同的做功量。欧姆定律电流、电压和电阻间存在以下关系：•增加电压可以增大电流•减少电阻可以增大电流。这种关系可以归纳如下：电流与电压成正比，与电阻成反比。电压、电流及电阻的这种关系由欧姆定律定义，写成公式：E=RxIE：电压（V)R：电阻（Ω）I:电流（A)从图中我们可以便于记住欧姆定律中三者关系。在图中上下关系代表除法，左右关系代表乘法。要计算出E，用“RxI”即：E=RxI要计算出R，用“E/I”即：R=E/I要计算出I，用“E/R”即：I=E/R电功率电功率是电器设备在单位时间内所做的功。它的测量单位是瓦特（W)，1W是指1伏的电压加在负荷为1欧姆的电阻上，通过1安培的电流一秒内所做的功。P=VxIP：功率，单位WV：电压，单位VI：电流，单位A直流电与交流电电流的方向不变，电流量也不变的电叫直流电。电流的方向改变，电流量也改变的电叫交流电。1、直流电（DC）这一类型的电流以恒定方向流动，从正极到负极，如同汽车蓄电池或干电池一样。2、交流电（AC）这一类型的电流按一定的时间间隔改变方向。家用电及工厂用三相电源就是交流电。串联和并联电路根据电器设备的连接方法电路可分为串联或并联电路。1、串联用这种方法，多个用电器用一条电线逐个顺次连接。图用水流来说明串联电路。此水流的特点是流过每个瀑布的水流量相等，也与源头流出的水量相等。此外，三个单独瀑布的高度之和等于总水头高度。2、并联用这种方式，多个用电器并列连接起来。图用支流来说明并联电路。所有瀑布高度都相等。此外，流经各个瀑布的水量之和等于水源头流出的总水量。V0V1V2V3I0I1I2I3V0V1V2V3I0I1I2I3电阻1、串联电路电阻整个电路的总电阻等于电路中各电阻之和。2、并联电路电阻整个电路的总电阻用以下公式计算：R0比R1,R2,R3中最小的电阻还要小。R1R2R3R0R0R1R2R3电流1、串联电路电流整个电路中的每个电器的电流与全电路中任一的电器件中的电流均相等。2、并联电路电流电路中流经各电器件的电流之和等于总电流。I1I2I3I0I0I1I2I3电压1、串联电路电压电路中每个用电器上的电压降之和等于电源电压。2、并联电路电压每个用电器的电压降都相等，也与总电路的电压降相等。参考电压降当电流流经一个电路时，它的电压每经过一个电阻器都要降低。这一电压的下降称为电压降。在右图的串联电路中，电源电压为12V，电流每流过一个电阻的电压下降量可以用以下公式计算：Vx=V0xRx/(R1+R2+R3)V1V2V3V0V0V1V2V3电压、电流和电阻的测量方法电压的测量在确定一个电路中的无用电阻时，采用测量电压降的方法是一种最简单的方式。此方法快捷而且便利，并且可以在正常系统电压通过电路的情况下来进行。电压表并联在电路中进行测量通过使用检测灯来进行检查，可以很容易地找到简单的断路和短路。但是，此种方法却无法检查出无用电阻(由于不良连接、被腐蚀端子等引起)的量。测量电压降有两种方法：方法1：在负载前后测量电压方法2：直接测量负载两端之间的电压降在负载前后测量电压首先要测量电瓶电压。电路中的总电压应等于电瓶电压；因此，如果电瓶电压为12V，且在A点处测得的电压也是12V，则说明在电瓶与A点(即负载的电源侧)之间的电路中无额外电阻。如果在B点测得的电压为0V，则表明负载两端的电压都出现了下降，而且在B点与电瓶(即负载地线侧)之间的电路中无额外电阻。通过将负载前的电压减去负载后的电压，可计算出总的电压降。由于电路中无其它额外电阻，因此所得值应等于只在负载两端出现的电压降。测量负载前后的电压时，关键是在连接红色探针时，要尽可能地将其靠近负载。如果离负载太远，则有可能忽略会引起无用电阻的非负载元件。正常电路问题电路AB直接测量负载两端之间的电压降也可以直接测量负载两端之间的电压降。在电路处于其标准工作状态的情况下，将红色探针连接在负载的前面，且黑色探针连接在负载的后面。注意，为避免电路中其它部件的不利影响，应使这些探针尽可能地靠近负载。所测得的电压应与元件两端的电压降一致。如果此值与电瓶电压有差异，则表明除此负载外，在电路中还有其它电阻存在。正常电路问题电路提示：在进行电压测量之前，要能够根据电路图预测各节点的电压值。一般情况下：开关不闭合时，开关前的所有节点电压为电瓶电压，电压降为0，开关后所有节点电压为0，电压降为0，开关两端电压降为电瓶电压；开关闭合时，负载前的所有节点电压为电瓶电压，电压降为0，负载后所有节点电压为0，电压降为0，负载两端电压降为电瓶电压。（各节点可能有0.1V以下电压降，是正常现象）电流的测量测量电流时的操作前注意事项串联电路测量电流•全部电流都会通过万用表。相比之下，测量电流则可能较为困难而且也很危险。•此外，还可能需要断开电路来连接万用表（保险丝座是测量电流的最佳之处）。•在SRS安全气囊系统内或此系统附近，不得进行测量－－电的不规则特性•不应将电流的测量程序用于确认导通性、短路或断路，以及确认是否有电或检查电瓶的充电状况。但是，在检查耗电量或计算功率（瓦特功率）时，则应使用电流测量。功率[W]=电流[A]x电压[V]•当检查寄生消耗时，也要测量电流。在许多车辆上，当点火开关和全部电路关闭后，电瓶的耗电量非常小。这些耗电部件是一些ECUs和电子控制单元，且被称作“寄生消耗”。红色探针黑色探针电阻的测量•可以通过用电阻表测量电阻的方法来检查不良连接•在某些情况下，为获得精确的读数，必须将要测量的元件与电路隔开。主要电气部件1、继电器:电气负载的通/断电一般利用开关来实现当安装需要采用强电流的起动机电机、前大灯及其它类似电气部件时，则常常采用继电器-----继电器可以利用低强度电流进行工作，并被安装在电源与电气部件之间。通过一个开关可接通和断开该继电器，由此来控制流过这些部件的高强度电流量。采用继电器就为采用较小电容量的开关和线束创造了条件，而且也减少了电力损失。右图说明继电器的原理。当开关闭合时，电流经过触电(1)及(2)，使线圈激磁。线圈的磁力点(3)和(4)之间的活动触点，结果触点(3)、(4)接通并使电流流向灯泡。因此，通过使用继电器可以使用较低容量的开关及接线。继电器的类型继电器按断开及接通方式可分为以下类型：常开型这一类型的继电器不工作时是断开的，只有在其线圈受激时才闭合。图中(A)和(B)常闭型这一类型的继电器不工作时是闭合的，只有在其线圈受激时才断开。图中(C)枢纽式这种类型在两个触点间切换，由线圈受激状态决定。图中(D)ABCD保险丝和熔断丝是一种极薄的金属条，当大于所设定的电流流过它时即会烧毁，从而切断电流保护电路不受损坏。电路图中保险丝如图右边的符号所示。电磁线圈（电磁阀）电磁线圈的工作原理与继电器的工作原理相似。特点：铁芯可在其线圈内移动起动机电磁线圈电磁线圈杆起动机小齿轮线圈柱式铁芯阀座电子基础概述半导体二极管三极管热敏电阻其它元件IC调节电路微机概述电子是一种极小的、带负电荷的粒子。它们绕带正电的原子核转动。原子核里的质子是带正电荷。电子学是一门运用电子物理的技术科学。（二极管、三极管、ICS（集成电路）和微处理器是其应用的某些例子。）ICS和微处理器都是由电子元件组成，比如：二极管、三极管。这些电子设备替代了过去的许多机械设备。电子设备可以设计成比机械设备有更多功能并且构造更紧凑、体积更小。半导体半导体是一种电阻比良导体（比如：铜、铁）要高，但电阻又低于绝缘体（比如：玻璃、橡皮）的一种材料。两种常用的半导体材料是：锗、硅。用纯的锗和硅石不能作半导体的。因此它们必须掺进杂质