汽車電工電子第一章直流電PPT

1、汽車電工與電子基礎汽車電工與電子基礎 1（第一章（第一章 直流電路）直流電路）第一章 直流電路1.11.1電路及其基本物理量電路及其基本物理量1.21.2電阻的連接電阻的連接1.31.3電路的工作狀態(tài)電路的工作狀態(tài)1.41.4基爾霍夫定律基爾霍夫定律23觀察與思考觀察與思考1 1、幾十萬伏的高壓線上為什么電不死站、幾十萬伏的高壓線上為什么電不死站在上面的鳥兒？在上面的鳥兒？2 2、幾百安培的電流為什么不會電著電焊、幾百安培的電流為什么不會電著電焊工人？工人？1.11.1電路的基本概念41.1.11.1.1電路的組成和作用電路的組成和作用 開關電池燈泡1.電路的組成電路的組成(1)電源電源(2)

2、負載：消耗電能的裝置負載：消耗電能的裝置(3)中間環(huán)節(jié)：導線、開關、電表和中間環(huán)節(jié)：導線、開關、電表和保護電器等。保護電器等。2.電路的作用電路的作用（1）電能的傳輸和轉換）電能的傳輸和轉換（2）信息的傳遞和處理）信息的傳遞和處理51、電流有沒有方向？如果有，它從哪流向哪？2、在計算電路中的電流、電壓和電阻時為什么要給電流設假定方向？想一想1.1.21.1.2電路的基本物理量電路的基本物理量 電流電流-電荷在電源的作用下做定向移動電荷在電源的作用下做定向移動 6t tqI =電路中物理量的正方向電路中物理量的正方向物理量的正方向：物理量的正方向： 實際正方向實際正方向 假設正方向假設正方向實際

3、正方向：物理中對電量規(guī)定的方向。實際正方向：物理中對電量規(guī)定的方向。假設正方向（參考正方向）：在分析計算時，對電量人假設正方向（參考正方向）：在分析計算時，對電量人為規(guī)定的方向。為規(guī)定的方向。電路分析中的假設正方向（參考方向）電路分析中的假設正方向（參考方向） 問題的提出：問題的提出：在復雜電路中難于判斷元在復雜電路中難于判斷元件中物理量的實際方向，電路如何求解？件中物理量的實際方向，電路如何求解？7IRE1E2電流方向？電流方向？R1R3R2R4 解決方法解決方法： (1) (1) 在解題前先設定一個正方向，作為參考方向；在解題前先設定一個正方向，作為參考方向； (2) (2) 根據(jù)電路的定

4、律、定理，列出物理量間相互關根據(jù)電路的定律、定理，列出物理量間相互關系的代數(shù)表達式；系的代數(shù)表達式； (3) (3) 根據(jù)計算結果確定實際方向：根據(jù)計算結果確定實際方向：若計算結果為正，則實際方向與假設方向一致；若計算結果為正，則實際方向與假設方向一致；若計算結果為負，則實際方向與假設方向相反。若計算結果為負，則實際方向與假設方向相反。89例例UERIRUR ab已知：已知：E=2V, R=1問：當問：當U分別為分別為3V 和和1V 時，時，IR=?解：解：(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示；假定電路中物理量的正方向如圖所示；(2) 列列電路方程：電路方程： EUUREUURREURUI

5、RR U=3V U=3V 時，時， 10UERIRURab（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向一致）（實際方向與假設方向相反）（實際方向與假設方向相反）AIR1123AIR1121提示11 (1) (1) 方程式方程式R =U/IR =U/I僅適用于假設正方向一致的情況。僅適用于假設正方向一致的情況。(2) “(2) “實際方向實際方向”是物理中規(guī)定的，而是物理中規(guī)定的，而“假設正方向假設正方向”則則是人們在進行電路分析計算時是人們在進行電路分析計算時, ,任意假設的。任意假設的。(3) (3) 在以后的解題過程中，注意一定要先假定在以后的解題過程中，注意一定要先假定“正方向正方向”

6、( (即在圖中表明物理量的參考方向即在圖中表明物理量的參考方向) )，然后再列方程，然后再列方程計算。缺少計算。缺少“參考方向參考方向”的物理量是無意義的的物理量是無意義的. . (4) (4) 為了避免列方程時出錯，習慣上把為了避免列方程時出錯，習慣上把I I與與U U的方向按相同的方向按相同方向假設。方向假設。1.2.2電位與電壓電位電位指電路中各點到參考點的電壓。指電路中各點到參考點的電壓。參考點參考點又稱零電位點，（可任意選定，但選定后不得隨又稱零電位點，（可任意選定，但選定后不得隨意改變，一個電路只能有一個參考點）意改變，一個電路只能有一個參考點）電壓電壓指電場力對電荷所做的功。指電

7、場力對電荷所做的功。 電壓的方向從高電位指向低電位，也分實際方向和參電壓的方向從高電位指向低電位，也分實際方向和參考方向?？挤较颉?2abUIIUab關聯(lián)參考方向關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向非關聯(lián)參考方向13觀察與思考觀察與思考1 1、什么是、什么是“海拔高度海拔高度”？什么是物？什么是物質的質的“比重比重”？把它們與電位和電壓？把它們與電位和電壓聯(lián)系起來。聯(lián)系起來。物理量的實際正方向物理量物理量 單位單位 實際正方向實際正方向 電流電流 I I A A、kAkA、mAmA、AA正電荷移動的方向正電荷移動的方向電動勢電動勢 E EV V、kVkV、mVmV、VV電源驅動正電荷的方電源驅動正電荷的

8、方向向 ( (低電位低電位 高電高電位，即負到正位，即負到正) )電壓電壓U UV V、kVkV、mVmV、VV電位降落的方向電位降落的方向 ( (高高電位電位 低電位，正低電位，正到負到負) )1415觀察與思考觀察與思考1 1、長時間使用電視機、電風扇等家用電、長時間使用電視機、電風扇等家用電器，它們都會發(fā)熱。這是什么原因呢？器，它們都會發(fā)熱。這是什么原因呢？2 2、電能、機械能、化學能、熱能和光能、電能、機械能、化學能、熱能和光能等能量是怎樣相互轉換的？等能量是怎樣相互轉換的？ 1.2.31.2.3電阻與歐姆定律電阻與歐姆定律電阻指導體對電流阻礙作用。電阻指導體對電流阻礙作用。 電阻用電

9、阻用R R表示表示, ,單位稱歐姆用單位稱歐姆用表示。表示。歐姆定律：流過電阻的電流與電壓成正比，與電阻歐姆定律：流過電阻的電流與電壓成正比，與電阻值成反比。值成反比。 16I I =U UR R全電路歐姆定律：全電路歐姆定律：I = E ER+RR+R0 0171 1、從日本帶回了兩個、從日本帶回了兩個110V110V的燈泡，怎樣在我國的燈泡，怎樣在我國220V220V的電壓下正常使用？的電壓下正常使用？2 2、各種電器為什么只能并、各種電器為什么只能并聯(lián)在電路中，而不能串聯(lián)聯(lián)在電路中，而不能串聯(lián)在電路中。舉例說明。在電路中。舉例說明。觀察與思考觀察與思考1.3電阻的連接18R R1 1R

10、R2 2R R2 2I IU U1.3.11.3.1電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)串聯(lián)分壓串聯(lián)分壓: :各串各串聯(lián)上分壓的大聯(lián)上分壓的大小與各電阻值小與各電阻值的大小成正比的大小成正比.nIIII21總nUUUU21總nRRRR21總nPPPP21總 1.3.21.3.2電阻的并聯(lián)電阻的并聯(lián)19R R1 1R R2 2R R3 3R Rn nU UI并聯(lián)分流并聯(lián)分流：各：各并聯(lián)電阻上電并聯(lián)電阻上電流的大小，與流的大小，與各電阻值的大各電阻值的大小成反比小成反比nIIII21總nUUUU21總nRRRR111121總nPPPP21總 1.3.31.3.3電阻的混聯(lián)電阻的混聯(lián)20UUUR1R2R3R1R2R3R

11、4R1R2R3R4R521常用電阻211.4電能與電功率電能是指一段時間內(nèi)電流所做的功。電能是指一段時間內(nèi)電流所做的功。 W=UItW=UIt單位分別是焦耳（單位分別是焦耳（J J）、伏特（）、伏特（V V）、安培（）、安培（A A）、）、秒（秒（s s）。）。電能的常用單位是千瓦時（電能的常用單位是千瓦時（KWhKWh），即度），即度功率的概念：指單位時間所消耗的電能。功率的概念：指單位時間所消耗的電能。22P P =W Wt tP=UIP=UI電能與電功率電能與電功率23例：某一彩電的功率為例：某一彩電的功率為150W150W，每天開機，每天開機4h4h，若每度電費為若每度電費為0.60.

12、6元，則一年（元，則一年（365365天）要交多天）要交多少電費？少電費？解：耗電解：耗電 元4 .1316 . 0219/2193654101503hKWPtW電費電費24觀察與思考觀察與思考1 1、輸電線為什么多用銅鋁線？而很少用鐵絲線。、輸電線為什么多用銅鋁線？而很少用鐵絲線。2 2、當有人觸電時，絕不能用手去拉，要用干木、當有人觸電時，絕不能用手去拉，要用干木棒將電線挑開，這是為什么？棒將電線挑開，這是為什么？在在U U、I I 正方向選擇一致的前提下，正方向選擇一致的前提下，若P P = =UI UI 00 25IU U若P = UI P = UI 0U UI“發(fā)出功率發(fā)出功率”（電

13、源）（電源）“吸收功率吸收功率”（負載）（負載） 1.51.5電路的工作狀態(tài)1.3.11.3.1負載狀態(tài)負載狀態(tài)( (通路通路) )：指電源與負載形成回路：指電源與負載形成回路, ,電流、電壓和功率不超過額定值。電流、電壓和功率不超過額定值。1.3.21.3.2空載狀態(tài)空載狀態(tài)( (開路、斷路）：指電源與負載末開路、斷路）：指電源與負載末形成回路形成回路, ,電路沒有電流。電路沒有電流。1.3.31.3.3短路狀態(tài)：電源末經(jīng)負載形成回路，電路短路狀態(tài)：電源末經(jīng)負載形成回路，電路電流很大。電流很大。26I I0 0R RL L1.61.6基爾霍夫基爾霍夫定律定律（克氏定律） 又譯稱又譯稱克希荷夫

14、克希荷夫定律，用來描述電路中各部定律，用來描述電路中各部分電壓或各部分電流間的關系，其中包括克氏電分電壓或各部分電流間的關系，其中包括克氏電流和克氏電壓兩個定律。流和克氏電壓兩個定律。 支路：電路中每一個支路：電路中每一個分支分支名詞注釋名詞注釋 節(jié)點：三個或三個以上支路的節(jié)點：三個或三個以上支路的 聯(lián)結點聯(lián)結點 回路：電路中任一閉回路：電路中任一閉合路徑合路徑 網(wǎng)孔：不含支路的回網(wǎng)孔：不含支路的回路路27 例28R4R4R3R3R2R2R5R5R1R1R6R6E1E1E2E2a ab bc cd dI I1 1I I2 2I I5 5I I4 4I I3 3+ + +- - -支路 abab

15、、adad、 （共6 6條）節(jié)點：a a、b b、c、d d （共4 4條）回路abdabd、dacdac、bcdbcd、acdacd、. （共7條）1.6.11.6.1基爾霍夫基爾霍夫節(jié)點電流定律節(jié)點電流定律(KCL)(KCL)對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電對任何節(jié)點，在任一瞬間，流入節(jié)點的電流等于由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任流等于由節(jié)點流出的電流?；蛘哒f，在任一瞬間，一個節(jié)點上電流的代數(shù)和為一瞬間，一個節(jié)點上電流的代數(shù)和為0 0。 I I=0 =0 29I I1 1I I4 4I I3 3I I2 2I I1 1+I+I3 3=I=I2 2+I+I4 4I I1 1+I+I3 3-

16、I-I2 2-I-I4 4=0=0克氏電流定律的擴展電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。電流定律還可以擴展到電路的任意封閉面。30I I1 1I I2 2I I3 3R RU U廣義的節(jié)點廣義的節(jié)點廣義的節(jié)點廣義的節(jié)點從自來水管路聯(lián)想到電流定律。從自來水管路聯(lián)想到電流定律。從公共汽車環(huán)形線路聯(lián)想到電壓定律。從公共汽車環(huán)形線路聯(lián)想到電壓定律。31想一想 1.6.21.6.2克氏回路電壓定律克氏回路電壓定律(KVL)(KVL) 對電路中的任一回路，對電路中的任一回路，沿任意循行方向轉一沿任意循行方向轉一周，其電位升等于電周，其電位升等于電位降?；螂妷旱拇鷶?shù)位降?；螂妷旱拇鷶?shù)和為和為0 0。 32

17、U=0 U=0 U U =E E任一回路，沿任意任一回路，沿任意環(huán)繞方向轉一周，環(huán)繞方向轉一周，其電阻端電壓之和其電阻端電壓之和等于電源之和等于電源之和33 回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：回路電壓定律方程步驟：1 1、假設各支路電壓的參考方向；、假設各支路電壓的參考方向；2 2、假設各支路電壓的回路方向；、假設各支路電壓的回路方向；3 3、列方程式：將回路中全部電阻上的電壓、列方程式：將回路中全部電阻上的電壓IRIR寫在一邊（兩個方向一致，則取正，反之取寫在一邊（兩個方向一致，則取正，反之取負）負）。將回路中全部電動勢將回路中全部電動勢E E寫在另一邊（兩寫

18、在另一邊（兩個方向一致，則取正，反之取負）。個方向一致，則取正，反之取負）。 例例34E E2 2E E1 1R R3 3R R2 2R R1 1I I2 2I I1 1I I3 3d da ab bc cI I1 1R R1 1+I+I3 3R R3 3=E=E1 1 -I-I2 2R R2 2-I-I3 3R R3 3=-E=-E2 2I I1 1R R1 1-I-I2 2R R2 2=-E=-E2 2+E+E1 1。思考題電路的基本物理量指的是什么？電路的基本物理量指的是什么？部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的區(qū)別？部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的區(qū)別？351.7電容器及其充放電定義定

19、義1 1：電容器，顧名思義，是：電容器，顧名思義，是裝電的容器裝電的容器，是一種容納電荷的，是一種容納電荷的器件。電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于隔直，器件。電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于隔直，耦合，旁路，濾波，調諧回路，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制電路等方面。能量轉換，控制電路等方面。定義定義2 2：電容器，任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體（包括導線）：電容器，任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體（包括導線）間都構成一個電容器。間都構成一個電容器。電容器在電路中的作用：電容器在電路中的作用： 在直流電路中，電容器是相當于斷路的。在直流電路中，電容器是相當于斷路的。 電容器是一種能夠儲藏電荷電容器是一種能夠儲藏電荷的元件，也是最常用的電子元件之一。的元件，也是最常用的電子元件之一。 在交流電路中，電容器是相當于通路。但對交流電有阻礙作用，見公在交流電路中，電容器是相當于通路。但對交流電有阻礙作用，見公式：式：36fCXC21