汽车电工电子技术基础模块一

汽车电工电子技术基础机电与汽车工程教学部电气组制2013.02四、本课程成绩评定：期末占50%，平时成绩占50%。其中平时成绩构成：作业成绩按次数等级计分，课堂提问成绩，考勤情况折合成绩，实验成绩和笔记等方面。成绩评定：由任课教师、班长、学习委员和课代表核定。模块一直流电路课题一：电路的组成及其工作状态学习目标：1、了解简单电路的组成2、知道电路的基本物理量（电压、电流、电阻）3、掌握电路的三种工作状态4、学会电压、电阻、电流的测量教学内容：问题提出：日常生活中的最简单的电器，手电筒，（实物、实际电路、理论电路图）一、电路及电路图1、电路的概念：电路是电流的流通路径，他是为了实现某种功能，由各种电器设备和器件，按一定方式互相连接的电流通路。它是由电源、负载、导线和控制装置四部分组成。（1）各部分的作用：电源：提供电能（汽车的来源是发电机和蓄电池）负载：用电设备（汽车的负载主要是灯泡、启动电机、音响等）导线：连接电源和负载（传输分配电能）控制装置：接通、断开和保护电路（2）电路图有实物图和电路图之分2、汽车电路的接线方式：双线制和单线制。双线制是电源和用电设备用两根导线构成回路。（主要用于家庭电路）单线制式是电源和用电设备之间通常只用一根导线连接，另一根导线由发电机、车架等金属机体代替而构成回路。（汽车）3、搭铁搭铁就是用汽车车身来做电源的一个极，有正极搭铁和负极搭铁，由于负极搭铁有其优越性，所以现代的汽车都是负极搭铁，也就是说将电源负极直接接到车身上，其它用电设备的负极只要接到车身的任意部位就可以构成回路，当然必须接到金属部位。正极搭铁（汽车上很少使用）负极搭铁：干扰小，汽车常采用。汽车电路举例：后窗除霜装置作用：在较冷的季节，车窗玻璃上会凝结上一层霜、雾、雪或冰，从而影响驾驶员的视线，为了避免水蒸气凝结，设置了除霜（雾）装置，需要时可以对风窗玻璃加热。组成和原理1-蓄电池，2-点火开关3-熔丝4-除霜器开关及指示灯5-除霜器（电热丝）4、部分电路元件的图形符号不足的见P2二、电路的基本物理量1、电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成了电流。（2）电流的大小电流强度：是指单位时间内通过导体某一截面的电荷量。（3）电流的方向及其表示电学上规定正电荷运动方向为电流的实际方向。电流的方向用箭头或双下标变量表示。IAB指参考方向由A→B。任意假设的电流方向称为电流的参考方向。如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。电流的强弱用电流强度来表示，符号为I，电流强度在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷电量的代数和。根据定义有常见的电流有两种，把大小和方向不随时间变化的电流，称为恒定电流，简称直流，用大写字母I表示，其数学表达式为：（4）电流的单位及其换算国际单位制中，电流强度的单位为安（A），在表示较大或较小的电流时，也用千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）。它们的数学换算关系为：1kA=103A=106mA=109μA（5）电流表测量电流的大小。如何接入电路？QIt2、电压（1）电压的产生电压，也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功。在下图所示电路中，正电荷从高电位端流向低电位端必然要受到电场力的作用，也就是说电场力对正电荷做了功。电压就是反映电场力做功能力的物理量。电压的大小反映电场力做功能力的强弱，用UABABWUQ（2）电压的单位及换算在国际单位制中，电压的单位为伏（V），当计量比较大或较小电压时，可以用千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。它们的数学换算关系是：1kV=103V=106mV=109μV（3）电压的方向电压的方向规定为从高电位指向低电位。但是在复杂电路或交流电路中，电压的方向也很难确定，我们也必须假设一个方向，称为电压参考方向。（4）电压表测量电压的大小。如何接入电路？3、电位（1）定义电位又称电势，是指单位电荷在静电场中的某一点所具有的电势能。它的大小取决于电势零点的选取，其数值只具有相对的意义。在电子电路中，为了便于分析，一般取电路中某一点作为参考点，认为这个点的电位为零，那么其它点到参考点的电压就是该点的电位，某一点的电位在数值上等于电场力将单位正电荷从该点移动到参考点所做的功。电势常用的符号为U或φ，在国际单位制中的单位是伏特(V)（简称）。（2）计算电路中某点电位的方法A、确认电位参考点的位置B、确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正负极性C、从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和：电阻元件电压降写成±RI形式，当电流I的参考方向与路径绕行方向一致时，选取“+”号；反之，则选取“-”号。电源电动势写成±E形式，当电动势的方向与路径绕行方向一致时，选取“-”号；反之，则选取“+”号。（3）应用举例P3—44、电动势（1）定义电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。即是反映电源内部电源力（即非电场力）做功能力的物理量，它的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所做的功。用E表示。如果为直流电源，则有：WEQ（2）电动势的方向电动势的方向是从低电位端指向高电位端，这同时也反映了电源力移动正电荷的方向；而电压的方向是从高电位端指向低电位端，反映了电场力移动电荷的方向。根据做功类型的不同，把电源外部的电路称为外电路，而把电源内部的电路称为内电路，这两部分统称为全电路。E=U+Ir=IR+Ir5、电阻（1）电阻的定义电阻是反映导体对电流阻碍作用的电路元件参数。电阻的作用：限制电流，降压分压作用。（2）影响导体电阻的关系对于横截面均匀的金属导体，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的截面积成反比，而且与材料的导电性能有关。其计算式为各物理量的单位：ρ—Ω·m2/m，l—m,s—mm2.金属导体的电阻随温度的升高而增大，白炽灯的冷态电阻较小，所以在开灯的瞬间容易烧毁。lRS（3）工程上常见的几种材料的电阻率温度为20℃，单位：Ω·m2/m（4）电阻元件常用电阻器：可分为固定电阻器和可变电阻器汽车上不少传感器是利用电位器的原理制成的。如：冷却水温传感器利用热敏电阻。电阻还可分为：线性电阻（定值电阻）和非线性电阻半导体热敏电阻）。（5）测量仪器：欧姆表，使用？三、直流电路的三种工作状态1、开路（断路）（1）分类：控制开路（人为）和故障开路（意外）（2）特征：I=0，U=E,UL=0（负载电压等于零）（3）寻找故障的方法试灯法：灯的一端接电源负极，另一端接触接线点。若灯亮则所接触的点与电源正极无断路；若灯不亮则所接触的点与前一接线点间有断路。电压表检测法：电压表黑表笔接电源负极，红表笔分别接触接线点，若指针摆动，则所接触的点与电源正极无断路，若不摆动，所接触的点与前一接线点间有断路。2、短路（1）分类：负载短路，电源短路（电源两端被电阻接近于零的导体接通）（2）原因：导线绝缘损坏、老化（常见）。误接线，误操作。（3）电源短路的特征：短路电流很大，电源端电压为零。（4）如何防止短路？接入熔断器→熔点低→易熔断→保护电路（5）故障诊断维修短接法：在电源、熔断器、搭铁线都无故障的情况下才能使用。3、有载工作状态（1）有载：即是电路正常工作。电源与负载接通有电流流过。正常工作满足全电路欧姆定律。（2）工作分析电路处于有载状态时，电源电压一定，输出的电流大小取决于外电路负载的大小。是分析并联用电器越多时，则总电阻和总电流如何变化？4、短路、断路—汽车电气设备(1)开路(短路)故障（2）短路（短接）故障（3）接触不良（接触电阻过大）故障