第2章-汽车电工电子技术课件

第2章汽车电路基础第3章正弦交流电路第4章磁路及电磁器件第5章二极管与晶体管控制电路第6章发电机与电动机第7章数字电路基础第8章汽车电子控制技术简介第1章汽车常用电气元器件掌握电路的组成和电路模型的概念掌握汽车电路的组成和特点掌握电流、电压、电位、电动势的概念理解直流电路的三种工作状态掌握欧姆定律掌握电阻串、并联的计算方法掌握基尔霍夫定律了解用惠斯通电桥测量电阻的方法第2章汽车电路基础欧姆定律2.3串、并联电路2.4直流电路的组成2.1直流电路的基本物理量2.2基尔霍夫定律2.5惠斯通电桥2.62.1直流电路的组成1．掌握电路的基本组成。2．了解电路的主要功能。3．掌握汽车电路的组成和基本特点。4．学会汽车照明灯电路的制作方法。2.1.1电路的组成及作用1．电路及电路模型电路——电流通过的路径。一个完整的电路,由电源、负载、中间环节(开关或导线）按一定方式组成。s123电池金属连片电珠开关弹簧负载中间环节电源R+–电池开关电珠手电筒的电路原理图电池：提供电能的器件，称为电源。电珠：用电器件，称为负载。金属连片：相当于导线，和开关一起连接电源和负载，起传输和控制作用，称为中间环节。(1)实现电能与其他形式能量的转换、传输和分配交流电的传输与转换升压变压器输电线降压变压器电灯电动机电炉...发电机电源电力电路（强电电路）2．电路的作用用户（2）实现信号传递与处理发射设备输入变换器信道送话器扬声器干扰通信系统原理框图发信源收信者输出变换器发射设备信号电路（弱电电路）（1）电源2.1.2汽车电路的组成和特点1.汽车电路的基本组成（2）负载（3）导线（5）控制装置（4）保护装置2.汽车电路的特点（1）低压直流供电（2）单线制（3）负极搭铁（4）用电设备并联汽车照明灯电路的制作1．工作描述汽车上有许多照明车灯，它们帮助了汽车的安全行驶。例如汽车前照灯电路能够将蓄电池或发动机的电能传输给前照灯，将电能转换为光能。学习这些照明灯电路的制作方法对于掌握汽车电路的组成非常重要。蓄电池或稳压电源一台；汽车顶灯一套；数字式万用表一块；开关一只；电工工具一套；导线若干。3．需用器材2．工作目标（1）学会汽车照明灯电路的制作方法；（2）学会识别汽车电路的组成部分和各部分的作用；（3）熟悉基本仪器仪表的使用。（4）学会在操作中注意环境保护和人身安全。（3）通电实验。4．工作过程（1）正确选取电路的器材。（2）电路的安装。a)闭合电路——灯亮b)断开电路——灯灭5．工作评价序号工作目标评价自评互评师评1能够判别电源、灯泡、开关的好坏2能够正确安装负载与控制器3掌握汽车电路的组成和特点4操作过程中注意安全工作和环境保护2.2直流电路的基本物理量1．掌握直流电路的基本物理量。2．学会分析直流电路的三种工作状态。3．知道电气设备的额定值。4．学会对直流电路中电压和电流进行测量。2.2.1基本物理量(1)定义电流——带电粒子的定向运动。电流强度——度量电流强弱的物理量。其数值=单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。工程上简称电流1．电流（2）公式dtdqi直流——当dq/dt=常数时，称恒定电流。单位时间通过电荷量tQI即：1）电流的实际方向：规定正电荷运动的方向为电流的方向。千安(kA)、安培(A)、毫安(mA)、微安(μA)（3）单位（4）方向1A=1C(库仑)/s(秒)1mA=10-3A1μA=10-3mA1mA=10-6kA2）电流的参考方向：因为有些电路中很难直接判定电流方向（如下图b中电阻R中的电流方向）；另外交流电路中，电流是随时间变化的。所以需引入参考方向。I2I1R1R4R3US+-R2(a)(b)R1I2R4R3US+-R2I1RAB?①电流的参考方向（也称正方向）是假设的方向，参考方向可以任意选定。②实际方向与参考方向一致，电流值为正值；实际方向与参考方向相反，电流值为负值。③在分析电路时：先假定参考方向→据此进行计算→再从结果的正负值确定实际方向。④今后，电路图上标的电流方向均为参考方向。3）注意IRRI参考方向实际方向实际方向参考方向(a)I＞0(b)I＜0（5）表示方法Iab双下标箭标I两种abR（1）定义：负载++A电源电压——度量电场力做功的物理量。B__+UAB_导线正电荷在电场力作用下的运动极板2．电压2.2.1基本物理量1）电压的方向（实际方向）：习惯上规定从高电位点指向低电位点，即电压降的方向。千伏(kV)、伏特(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。（3）单位（4）方向A、B两点间电压＝单位正电荷在电场力的作用下，由A点经外电路到B点电场力所做的功。UAB＝W/Q（2）公式2）参考方向：②实际方向与参考方向一致，电压值为正值；实际方向与参考方向相反，电压值为负值。①电压参考方向是假设的方向，可以任意选定。为了方便，常和电流取一致的参考方向，称为关联参考方向。URRU参考方向实际方向参考方向(a)U＞0(b)U＜0+_(-)(+)实际方向(+)(-)+_在参考方向选定后，电压值才有正负之分。U+–+–UII图（a）中，U与I参考方向一致，则U＝RI。图（b）中，U与I参考方向不一致，则U＝-RI。ABR(a)ABR(b)3）表示方法3种：双下标UAB；极性“＋”、“－”；箭头→。3．电位2.2.1基本物理量(1)概念电位实际上就是电路中某点至参考点之间的电压，通常设参考点的电位为零。度量电路中各点所具有的电位能大小的物理量。电位=电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功。电路中任意两点之间的电压等于这两点之间的电位之差。Uab=Va－Vb(2)电位的计算1）计算步骤:①任选电路中某一点为参考点（常选大地为参考点)，设其电位为零。②标出各电流参考方向并计算。③计算各点至参考点间的电压，即为各点的电位。某点电位为正，说明该点电位比参考点高。某点电位为负，说明该点电位比参考点低。OOO2V1kΩ1kΩBA(b)+–2V1kΩ1kΩBA(c)+–(a)2V1kΩ1kΩBA+–图a：选择O点作参考点，则VO＝0，UAB＝VA－VB＝2VVA＝VA-VO=VAO＝1VVB＝VB-VO=VBO＝-VOB=-1V【练习】OOO2V1kΩ1kΩBA(b)+–2V1kΩ1kΩBA(c)+–(a)2V1kΩ1kΩBA+–图b：选择B点作参考点，则VB＝0，UAB＝VA－VB＝2V图c：选择A点作参考点，则VA＝0VB＝VB-VA=UBA＝-UAB=-2VUAB＝VA－VB＝2V由以上计算可以看出：参考点不同，各点的电位也不同，但任意两点间的电位差不变。所以，分析电路时，常用电位来讨论问题。在电路中，往往不再把电源画出，改用电位标出。Us1Us2Us3VAAR1R2Us1Us3R3R4Us2+-+-+-+UAO-R1R4R3AR24．电动势2.2.1基本物理量(1)定义++AB__负载电源导线EBA移动到B极的正电荷借助外力回到A极板为维持导线中的电流，保持电源两极间一定的电压，需借助外力使移动到负极的正电荷经过另一路径回到正极板，这种克服电场力作功的外力称为电源力。电动势——是电源力将单位正电荷从电源负极移到电源正极所做的功。电动势的实际作用方向——从低电位端指向高电位端，是电位升的方向。电动势数值=单位正电荷增加的位能。参考方向——用箭头、双下标或极性“＋”、“－”表示。即：EBA＝VA－VB千伏(kV)、伏特(V)、毫伏(mV)、微伏(μV)。（2）单位（3）方向（4）公式5．电功率2.2.1基本物理量(1)定义P＝A/t＝UI1）在时间t内电荷受电场力作用从A点经负载移到B点，电场力所作功，即t时间内所消耗（或吸收）的电能。2）单位时间内消耗的电能称电功率。A＝UQ＝UIt电源产生的功率=负载、导线及电源内阻消耗的功率。3)能量守恒P＝PEU＝EUI=EI–I²RoP=PE–P负载取用功率电源产生功率内阻消耗功率（2）单位：千瓦(kW)、瓦(W)、毫瓦(mW)。电路基本物理量的实际方向物理量实际方向电流I正电荷运动的方向电动势E(电位升高的方向)电压U(电位降低的方向)高电位低电位单位kA、A、mA、μA低电位高电位kV、V、mV、μVkV、V、mV、μV归纳三种状态：用U1表示电源的端电压UAB用U2表示负载的端电压UCD开路状态短路状态通路状态负载电源R+–SR0ACEBDU2+–U1+–2.2.2电路的三种工作状态电路的一般工作状态。特征：（1）电路中的电流为（2）电源的端电压为：U1＝E－R0I（3）电源的输出功率：I＝E/(R0＋R)PE＝U1I＝(E－R0I)I=EI－R0I2电源电动势E一定时，输出功率并不恒定。输出功率与电源有关，还决定于负载的大小。R0R+-EU1+-BDACU2-+I当E、R0一定时，电流由负载电阻R的大小决定。1．通路状态电源输出的功率由负载决定。负载大小的概念:负载增加指负载取用的电流和功率增加(电压一定)，而不是电阻增大。（1）原因开关断开或连接导线松脱。（2）特征1）电流I＝02）电源的端电压＝电源的电动势3）电源的输出功率P1和负载所吸收的功率P2均为0，电源对外不输出电流。U1=UOC+–IR+–R0ACEBDU2+–又称断路或空载状态。U1＝E-R0I=E空载电压或开路电压P1＝U1I=0P2＝U2I=02．开路状态（1）原因当电源两端输出端钮A、B由于导线绝缘损坏、操作不慎等原因相接触时，电源被短路。（2）特征1）电源中的电流最大，外电路输出电流为0。2）电源和负载的端电压均为0。ISCR0R+-EU1+-U2BD-AC+IU1＝E－R0ISC=0短路电流0REISC3．短路状态3）电源的对外输出功率P1和负载所吸收的功率P2均为0，电源电动势所发出的功率全部耗在内阻上。电源温度迅速上升，可能焼毁电源和电气、造成机械上的损坏，是严重事故，必须力求避免。实际电路中必须有短路保护装置。ISCR0R+-EU1+-U2BD-AC+IPE＝EISC＝E2/R0=ISCR01.表示方法是考虑可靠性、经济性和使用寿命等制定的。用带下标“N”表示。如UN、IN。额定值——电气设备和元器件在正常运行时规定的使用限额。2.2.3电气设备的额定值2.三种运行状态欠载状态（轻载）：使用值小于额定值时电气设备的工作状态（即IIN，PPN）。过载状态（超载）：使用值大于额定值时电气设备的工作状态（即IIN，PPN）。额定状态：使用值等于额定值时电气设备的工作状态（即I=IN，P=PN）。此时经济合理安全可靠。此时损坏设备。此时不经济，也损坏设备。直流电路中电压和电流的测量1．工作描述在汽车电路中，各种汽车电子电器设备的安装位置、接线方法各不相同，但测量电路中基本物理量的方法基本相同，学会使用仪器仪表测量这些物理量，掌握其中的某些规律，将对汽车的故障诊断和检修提供很大的帮助。2．工作目标（1）能够准确读取电阻参数；（2）掌握用直流电压表、直流电流表测量直流电路中的电压、电流的方法；（3）掌握用万用表测量电阻和电压、电流的方法；（4）熟悉直流稳压电源的使用方法。双路直流稳压电源一台；直流电流表（mA）一块；直流电压表一块；直流电路单元板一块；指针式万用表一块；带插头导线若干。3．需用器材4．工作过程（1）将直流稳压电源调在US1=10V，测量三条支路电流4．工作过程（2）将直流稳压电源调在US1=10V，测量三条支路电压4．工作过程（3）再调US1=20V，按照上述方法重新测量I1、I2和I3，U1、U2和U3，记录在表中。US1U1（V）U2（V）U3（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）10V20V5．工作评价序号工作目标评价自评互评师评1能够正确使用电压表测量电路中电压2能够正确使用电流表测量电路中电流3能够正确使用直流稳压电源4是否掌握指针式万用表正确使用方法2.3欧姆定律1．掌握部分电路和全电路的欧姆定律的定义。2．掌握欧姆定律的计算方法。3．学会欧姆定律在汽车中的具体应用。2.3.1部分电路的欧姆定律部分