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1、 汽車電路根底知識(shí) 金華九華1電的構(gòu)成電的構(gòu)成 1.1 物質(zhì)物質(zhì) 原子與電子原子與電子 從電的構(gòu)成開場(chǎng)講解。從電的構(gòu)成開場(chǎng)講解。我們周圍的一切東西我們周圍的一切東西固體、液體和氣體固體、液體和氣體都被以為是物質(zhì)。一切都被以為是物質(zhì)。一切物質(zhì)都帶有電,只不過物質(zhì)都帶有電,只不過通常情況下這些物質(zhì)的通常情況下這些物質(zhì)的正負(fù)電荷相等沒有表現(xiàn)正負(fù)電荷相等沒有表現(xiàn)出電的特性出來,物質(zhì)出電的特性出來,物質(zhì)由很多不同的原子與原由很多不同的原子與原子團(tuán)組成。原子由子團(tuán)組成。原子由(帶正帶正電的電的)質(zhì)子、不帶電的質(zhì)子、不帶電的中子和帶負(fù)電的電中子和帶負(fù)電的電子組成。原子核位于原子組成。原子核位于原子的中心,由
2、質(zhì)子和中子的中心,由質(zhì)子和中子組成。由于質(zhì)子帶正子組成。由于質(zhì)子帶正電荷,中子不帶電荷,電荷,中子不帶電荷,因此原子核本身帶正電。因此原子核本身帶正電。帶負(fù)電的電子繞著原子帶負(fù)電的電子繞著原子核轉(zhuǎn),有如太陽系的行核轉(zhuǎn),有如太陽系的行星繞著太陽轉(zhuǎn)。我們知星繞著太陽轉(zhuǎn)。我們知道,異性電荷相吸同性道,異性電荷相吸同性相斥。帶負(fù)電荷的電子相斥。帶負(fù)電荷的電子能堅(jiān)持在其軌道層上是能堅(jiān)持在其軌道層上是由于遭到帶正電的原子由于遭到帶正電的原子核的吸引。核的吸引。 1原子核質(zhì)子與中子2電子層3電子 第一課:電的根本概念和原理 2電子運(yùn)動(dòng)n電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)的速度正好是堅(jiān)持其軌道所需的速度。原子核的吸引力與運(yùn)動(dòng)電
3、子的離心力之間的平衡將每個(gè)電子堅(jiān)持在各自的軌道層上。外層的電子稱為價(jià)電子。價(jià)電子離原子核較遠(yuǎn),比較易于脫離軌道。當(dāng)有好的途徑或?qū)w時(shí)、電子可以從一個(gè)原子流到另一原子。此時(shí)便出現(xiàn)了電子流。缺失電子的原子稱為正離子。有多余電子的原子稱為負(fù)離子。離子尋求平衡,正離子想獲得電子,負(fù)離子想除去電子。這種吸引力和排斥力構(gòu)成稱為電動(dòng)勢(shì)的電壓力。1原子核4自在電子2質(zhì)子正電荷5自在電子3導(dǎo)體中的原子6電子(負(fù)電荷 3導(dǎo)體與絕緣體第二課:電的特性n1 電壓和電流n 電壓是呵斥電流流過導(dǎo)體的壓力電動(dòng)勢(shì)。電壓力是由兩個(gè)原子之間由于正負(fù)電荷量的失衡而具有的“電位差構(gòu)成的。電壓可以比作水塔內(nèi)生成的水壓。壓力是由塔頂相當(dāng)
4、于12伏和塔底或地面相當(dāng)于0伏之間的位差產(chǎn)生的。電流是電子從一個(gè)原子到另一個(gè)原子的流動(dòng)。用水塔為例,可以將電流比作從水塔到水龍頭的水流。電壓還是正負(fù)端之間的位差,電流是電的實(shí)踐流動(dòng)。記住,只需在遭到電壓作用時(shí)才會(huì)有電流。n2 電阻n 電阻妨礙或限制電流在電路中的流動(dòng)。一切的電路都有電阻。一切導(dǎo)體,如銅、銀和金,都對(duì)電流有阻力。電路中電阻可以在一定條件下消逝。并不是一切的電阻都是有害的。在一個(gè)正常的照明燈電路中,燈絲的電阻抵抗電流,使燈絲加熱到白熾的程度。電路中如有不需求的電阻會(huì)耗費(fèi)電流,呵斥負(fù)荷任務(wù)不正常或根本不能任務(wù)。電路的電阻越大,電流越小。由圖中可以看出電阻有如水管中的一個(gè)縮頸。電阻可以
5、阻滯或限制電流的流動(dòng)。3 直流和交流電4 影響電阻的要素5歐姆定律 電壓、電流與電阻相互間有確定的關(guān)系。在根本電路中,電流與外加電壓成正比,與電阻成反比。歐姆定律可以一個(gè)公式表示:E=IR或電壓=電流電阻。 圖中示出一個(gè)具有12伏電源、歐電阻與安電流的電路,假設(shè)電阻變化,電流也會(huì)隨之改動(dòng)。當(dāng)電阻變?yōu)?歐時(shí),電流變?yōu)?安。 我們還可以從歐姆定律圓來了解。三者之間的關(guān)系就可以相互轉(zhuǎn)化:E=IXR;或者I=E/R;或者R=E/I。6 運(yùn)用歐姆定律利用歐姆定律圓來求解上圖所示的問題。圖中所示為一燈泡電路,電流為安培,電壓為12伏特,要求的是電阻。計(jì)算過程如下:R = E / IR = 12 伏/3 安
6、R = 4 歐7 瓦特“功率一詞大家一定聽說過,很多電氣安裝,如發(fā)電機(jī)、電風(fēng)扇,電冰箱,是按其可以耗費(fèi)的功率而不是產(chǎn)生的功率來做額定值的。瓦特是用來表示耗費(fèi)功率的多少的單位。 功率、電壓與電流的關(guān)系用功率公式表示:P = E I。在一電路中,假設(shè)電壓或電流添加,那么功率添加。假設(shè)電壓或電流減小,那么功率減小。 我們也可以從功率圓來了解,三者之間的關(guān)系就可以相互轉(zhuǎn)化:P=EXI;或者I=P/E;或者E=P/I。假設(shè)在電阻1歐姆的用電器上施加1伏特電壓,那么電路內(nèi)的電流強(qiáng)度為1安培8 度量單位前文中我們引見到了伏特、安培和歐姆。實(shí)踐上我們?cè)趯W(xué)習(xí)中還能夠遇到如兆伏、毫安的說法。1兆代表一百萬。千代表
7、1000。毫代表一千分之一。微代表一百萬分之一。第三課:閉合電路n1 閉合電路n n 平常所說的電就是指流過閉合電路的電流。一個(gè)典型的現(xiàn)代汽車能夠包含1,000多條不同的電路。有的非常復(fù)雜,不過根本原理都一樣。為了能構(gòu)成閉合電路,必需有電源、導(dǎo)體、負(fù)荷與接地。大多數(shù)汽車電路包括:電源、導(dǎo)體、接地途徑、負(fù)荷、維護(hù)安裝、控制安裝。無論部件在什么位置和有多少數(shù)量,電流總是在閉合回路中流動(dòng)。在汽車電路中,電流從電源出發(fā),經(jīng)過電氣負(fù)載后回到接地。圖中所示為一典型汽車電路中電流循行的途徑。 前文曾經(jīng)講到閉合電路中組成部件。接下來我們來分別引見它們。導(dǎo)體是電流可以很容易經(jīng)過的資料。銅為汽車電氣中常用的導(dǎo)體。
8、電路中的電源為閉合電路提供電壓。汽車電源通是蓄電池與發(fā)電機(jī)。載荷安裝是將電流轉(zhuǎn)換為熱、光或運(yùn)動(dòng)的安裝。圖中所示的負(fù)載荷符號(hào)代表一個(gè)前照燈或其它照明安裝。在汽車上給每個(gè)系統(tǒng)單設(shè)一個(gè)回到蓄電池的接地線是不實(shí)踐的。大多數(shù)汽車電路采用“車身接地搭鐵構(gòu)成回路。2 發(fā)電機(jī)和電壓調(diào)理器發(fā)電機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為可用電能的安裝。發(fā)電機(jī)利用所謂電磁感應(yīng)原理生成交流電。導(dǎo)體經(jīng)過磁場(chǎng)發(fā)生磁感應(yīng)。由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的是交流電,故內(nèi)置了一個(gè)整流器將交流電變?yōu)橹绷麟?。而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不是恒定的電壓,調(diào)理器將加到蓄電池充電電路的電壓堅(jiān)持在預(yù)定程度上,消除發(fā)電機(jī)的功率動(dòng)搖與過載,使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下,發(fā)電機(jī)都能輸出較穩(wěn)
9、定的電壓。 3 配電系統(tǒng)配電通常始于汽車中的配電盒。大電流配電盒內(nèi)有大電流保險(xiǎn),能夠布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)接近蓄電池的位置。小電流保險(xiǎn)通常在保險(xiǎn)盒里,保險(xiǎn)盒因消費(fèi)廠家而異能夠布置在汽車的任何位置。保險(xiǎn)盒與配電盒的作用都是用來放置保險(xiǎn)并為多條電路提供電源。4 串聯(lián)電路電壓與電壓降串聯(lián)電路是只需一個(gè)閉合途徑供電流經(jīng)過的電路。如下圖,當(dāng)電路中的開封鎖合時(shí),只需一條通路可以經(jīng)過電流。串聯(lián)電路是最簡(jiǎn)單的電路型式。斷開電路中的開關(guān)時(shí),有電壓但是沒有電流。雖然電路中沒有電流,但在部分電路中能夠有電壓。在串聯(lián)電路中,經(jīng)過電流時(shí)各負(fù)荷上的電壓降成比例。當(dāng)兩個(gè)負(fù)荷電阻值相等時(shí),假設(shè)丈量電壓,可以看到在A、B、C點(diǎn)丈量的
10、電壓分別是12伏、6伏和0伏。5串聯(lián)電路中的電流和電阻 在串聯(lián)電路中,只需一條途徑供電流經(jīng)過。電流經(jīng)過各負(fù)荷后經(jīng)接地回到蓄電池。由于串聯(lián)電路中只需一條電流通路,電路中任何一處斷開稱為開路都會(huì)使電流中斷。每個(gè)負(fù)荷都對(duì)電流構(gòu)成一定阻力。串聯(lián)的負(fù)荷越多,電路中的總電阻越大,電流就越小。串聯(lián)電路中流過負(fù)載的電流都是一樣的,如圖中A、B、C三點(diǎn)的電流都是2A。串聯(lián)電路的總電阻可將各電阻加在一同,電阻在電路中處于什么位置無關(guān)緊要。6并聯(lián)電路我們?nèi)缃褚姴⒙?lián)電路。并聯(lián)電路是有一條以上電流通路的電路。在并聯(lián)電路中,每個(gè)分支上都加有蓄電池電壓,添加分支不減少可用電壓,每個(gè)分支上的電壓相等。換句話說、并聯(lián)電路的每
11、個(gè)分支有如一個(gè)單獨(dú)的串聯(lián)電路。大多數(shù)汽車電路都是并聯(lián)電路。并聯(lián)電路有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn):假設(shè)一個(gè)負(fù)荷或分支斷開后,其它分支仍可正常任務(wù)。電路的總電流等于各支路電流的和。計(jì)算并聯(lián)電路總電阻要略微復(fù)雜些。在圖示電路中,最小的電阻為歐姆,總電阻為歐姆。實(shí)踐計(jì)算時(shí),可以用電路的電源電壓除以各分支電流之和。電源電壓為12伏。一分支電流為2安,另一分支電流為1安??傠娏鳛?安+2安=3安 ,12伏/3安=4歐,此為電路總電阻。7常見的電路缺點(diǎn) 對(duì)地短路是在電路的電源側(cè)和接地側(cè)之間出現(xiàn)了一條不需求的途徑。發(fā)生這種情況時(shí),電流會(huì)繞過本應(yīng)經(jīng)過的負(fù)荷,這樣會(huì)呵斥很大的電流。過大的電流會(huì)使保險(xiǎn)熔斷。在圖示電路中,短路使
12、電流繞過斷開的開關(guān)和負(fù)荷直接入地。對(duì)電源短路與地短接類似。在圖示電路中,有一條通路繞過開關(guān)直接加到負(fù)荷上。這樣即使沒有接通開關(guān),燈泡也點(diǎn)亮。開路是指非閉合回路。由于不再有閉合回路,因此沒有電流,電路“斷開。在圖示電路中,開關(guān)斷開電路,中斷了電流。有的開路是有意的,有的那么并非本意。圖中示出了一些無意“開路的例子,包括熔斷的保險(xiǎn)、摘開電壓源、斷線、分段接地線和燒壞的燈泡。第四課 根本控制安裝1蓄電池 蓄電池是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池的充電電壓時(shí),由蓄電池向用電設(shè)備供電,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)中、高速運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池的充電電壓時(shí),蓄電池將發(fā)電機(jī)的剩余電能儲(chǔ)存起來,當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí),蓄電池協(xié)
13、助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電,蓄電池還可以吸收電路中的瞬時(shí)過電壓,堅(jiān)持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定,維護(hù)電子元件。 第四課 根本控制安裝2 二極管 在某些供水系統(tǒng)中,有一些單向閥或止回閥只允許水流向一個(gè)方向。在電氣系統(tǒng)中同樣也有這樣的單向閥:只允許電流在電路中流向一個(gè)方向,這種單向閥就叫二極管,二極管是利用半導(dǎo)體的特性制成的,二極管是一種簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件,用來阻止電流流向不需求的方向或途徑。二極管普通由經(jīng)過特殊改性的硅制成,在加有足夠的正確極性的電壓之前起絕緣體的作用。當(dāng)加有正確方向極性的電壓時(shí),二極管變?yōu)閷?dǎo)體,電流經(jīng)過電路。3電容電容器用于吸收或存儲(chǔ)電荷。電容器由兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電極板中間夾不導(dǎo)電資料構(gòu)成。
14、直流電不能經(jīng)過電容器,但交流電可以。不過實(shí)踐上可以有微量的直流電經(jīng)過,這對(duì)于吸收電壓尖峰、防止觸點(diǎn)斷開時(shí)起弧是有用的。4 晶體管晶體管是有三個(gè)引線的半導(dǎo)體器件。在一根引線上加一個(gè)很小的電流或電壓就可以控制在另兩個(gè)引線間流過的大得多的電流。晶體管有多種不同的型式,汽車電路中用得最多的是NPN負(fù)-正-負(fù)型晶體管。當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓差小于0.6伏時(shí),晶體管截止。假設(shè)電壓差添加到0.6伏,晶體管導(dǎo)通,電流經(jīng)過負(fù)荷與晶體管從集電極到發(fā)射極。電流量取決于從基極到發(fā)射極的電流。另一種晶體管型式是PNP型。PNP型晶體管的任務(wù)原理與NPN型晶體管類似,區(qū)別只是當(dāng)發(fā)射極與基極之間的電壓為0.6伏時(shí)PNP型
15、晶體管導(dǎo)通。5 電器維護(hù)安裝電器維護(hù)安裝在有些情況下,電路中的電流能夠很大。假設(shè)電路沒有某種在有些情況下,電路中的電流能夠很大。假設(shè)電路沒有某種維護(hù)措施,短路能夠會(huì)使全部可用電流都從該處經(jīng)過。假設(shè)維護(hù)措施,短路能夠會(huì)使全部可用電流都從該處經(jīng)過。假設(shè)電流大于設(shè)計(jì)的承載才干,導(dǎo)線能夠過熱并熄滅,所以每條電流大于設(shè)計(jì)的承載才干,導(dǎo)線能夠過熱并熄滅,所以每條電路中包含有一個(gè)或多個(gè)維護(hù)安裝用來防止導(dǎo)線或電子元件電路中包含有一個(gè)或多個(gè)維護(hù)安裝用來防止導(dǎo)線或電子元件遭到損壞。維護(hù)安裝可以是保險(xiǎn)、熔線、斷路器或其組合。遭到損壞。維護(hù)安裝可以是保險(xiǎn)、熔線、斷路器或其組合。汽車上有的計(jì)算機(jī)具有自我維護(hù)功能,在過載
16、或電壓超越規(guī)汽車上有的計(jì)算機(jī)具有自我維護(hù)功能,在過載或電壓超越規(guī)范值時(shí)會(huì)自行關(guān)機(jī)。范值時(shí)會(huì)自行關(guān)機(jī)。6保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)是插入件,兩端間接有一個(gè)可以熔化的導(dǎo)體,設(shè)計(jì)保證當(dāng)經(jīng)過的電保險(xiǎn)是插入件,兩端間接有一個(gè)可以熔化的導(dǎo)體,設(shè)計(jì)保證當(dāng)經(jīng)過的電流超越規(guī)定值時(shí)保險(xiǎn)便熔斷,并可以在修復(fù)電路缺點(diǎn)后改換。保險(xiǎn)有四流超越規(guī)定值時(shí)保險(xiǎn)便熔斷,并可以在修復(fù)電路缺點(diǎn)后改換。保險(xiǎn)有四個(gè)根本類型:管形保險(xiǎn)、大保險(xiǎn)、規(guī)范葉片式保險(xiǎn)與小保險(xiǎn)。葉片式保個(gè)根本類型:管形保險(xiǎn)、大保險(xiǎn)、規(guī)范葉片式保險(xiǎn)與小保險(xiǎn)。葉片式保險(xiǎn)在汽車上最常見,有特定的額定電流和色標(biāo)。保險(xiǎn)上標(biāo)有額定電壓和險(xiǎn)在汽車上最常見,有特定的額定電流和色標(biāo)。保險(xiǎn)上標(biāo)有
17、額定電壓和額定電流值的永久性標(biāo)志。額定電流值的永久性標(biāo)志。7 熔線熔線熔線裝在接近電源處。在難以運(yùn)用保險(xiǎn)或斷路器的場(chǎng)所,通常用熔線來熔線裝在接近電源處。在難以運(yùn)用保險(xiǎn)或斷路器的場(chǎng)所,通常用熔線來維護(hù)大部份汽車導(dǎo)線。發(fā)生過載時(shí),熔線中較細(xì)的線段部分會(huì)先熔斷將維護(hù)大部份汽車導(dǎo)線。發(fā)生過載時(shí),熔線中較細(xì)的線段部分會(huì)先熔斷將電路斷開防止線路受損。電路斷開防止線路受損。8斷路器斷路器斷路器可以是一個(gè)單獨(dú)的插件,也可以是裝在開關(guān)或電機(jī)電刷座中的一斷路器可以是一個(gè)單獨(dú)的插件,也可以是裝在開關(guān)或電機(jī)電刷座中的一個(gè)部件。當(dāng)超越規(guī)定的電流值時(shí),斷路器中的一組觸點(diǎn)分將電路暫時(shí)分個(gè)部件。當(dāng)超越規(guī)定的電流值時(shí),斷路器中
18、的一組觸點(diǎn)分將電路暫時(shí)分?jǐn)?。與保險(xiǎn)不同的是,斷路器每次斷開后不用進(jìn)展改換。斷路器普通有斷。與保險(xiǎn)不同的是,斷路器每次斷開后不用進(jìn)展改換。斷路器普通有兩種型式:循環(huán)式與非循環(huán)式。循環(huán)式斷路器中有一個(gè)雙金屬片。兩種兩種型式:循環(huán)式與非循環(huán)式。循環(huán)式斷路器中有一個(gè)雙金屬片。兩種金屬受熱時(shí)膨脹率不一樣。當(dāng)雙金屬片中經(jīng)過的電流過大時(shí),膨脹率較金屬受熱時(shí)膨脹率不一樣。當(dāng)雙金屬片中經(jīng)過的電流過大時(shí),膨脹率較大的金屬由于熱量積聚而彎曲,將觸點(diǎn)翻開。電路斷開后,無電流經(jīng)過,大的金屬由于熱量積聚而彎曲,將觸點(diǎn)翻開。電路斷開后,無電流經(jīng)過,雙金屬片冷卻收縮直到觸點(diǎn)再次將電路閉合。非循環(huán)式斷路器用一段高雙金屬片冷卻收
19、縮直到觸點(diǎn)再次將電路閉合。非循環(huán)式斷路器用一段高阻導(dǎo)線繞在雙金屬臂上,在觸點(diǎn)翻開時(shí)電路仍可經(jīng)過這段導(dǎo)線維持一個(gè)阻導(dǎo)線繞在雙金屬臂上,在觸點(diǎn)翻開時(shí)電路仍可經(jīng)過這段導(dǎo)線維持一個(gè)高電阻通路。它所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片在電路撤去電壓前不致于冷卻高電阻通路。它所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片在電路撤去電壓前不致于冷卻下來將觸點(diǎn)接通。撤去電壓后雙金屬片才可冷卻下來使電路復(fù)原。下來將觸點(diǎn)接通。撤去電壓后雙金屬片才可冷卻下來使電路復(fù)原。9繼電器繼電器繼電器是一種利用小電流控制大電流的電動(dòng)開關(guān)。給控制電路通一個(gè)小繼電器是一種利用小電流控制大電流的電動(dòng)開關(guān)。給控制電路通一個(gè)小電流接通電磁鐵可吸動(dòng)銜鐵。銜鐵動(dòng)作后或斷開或接通裝
20、在銜鐵上的觸電流接通電磁鐵可吸動(dòng)銜鐵。銜鐵動(dòng)作后或斷開或接通裝在銜鐵上的觸點(diǎn)。當(dāng)繼電器控制電路閉合時(shí),電磁鐵將銜鐵吸向鐵心,接通觸點(diǎn)為負(fù)點(diǎn)。當(dāng)繼電器控制電路閉合時(shí),電磁鐵將銜鐵吸向鐵心,接通觸點(diǎn)為負(fù)荷提供大電流。當(dāng)控制開關(guān)斷開時(shí),沒有電流到繼電器線圈。電磁鐵斷荷提供大電流。當(dāng)控制開關(guān)斷開時(shí),沒有電流到繼電器線圈。電磁鐵斷電,銜鐵回到常態(tài)位置即未動(dòng)作時(shí)的位置。電,銜鐵回到常態(tài)位置即未動(dòng)作時(shí)的位置。1.2電的屬性電的屬性 電是物質(zhì)的屬性,一切物電是物質(zhì)的屬性,一切物質(zhì)都帶有電,只不過通常質(zhì)都帶有電,只不過通常情況下這些物質(zhì)的正負(fù)電情況下這些物質(zhì)的正負(fù)電荷相等沒有表現(xiàn)出電的特荷相等沒有表現(xiàn)出電的特性
21、出來。一切物質(zhì)都由大性出來。一切物質(zhì)都由大約約100種不同的元素構(gòu)成。種不同的元素構(gòu)成。這些元素中最小的組成部這些元素中最小的組成部分是原子分是原子 一切的物質(zhì)都是由原子所一切的物質(zhì)都是由原子所組成,原子又由原子核和組成,原子又由原子核和電子組成,電子是一種極電子組成,電子是一種極小的、帶負(fù)電荷的粒子。小的、帶負(fù)電荷的粒子。它們繞帶正電的原子核轉(zhuǎn)它們繞帶正電的原子核轉(zhuǎn)動(dòng),原子核里的質(zhì)子是帶動(dòng),原子核里的質(zhì)子是帶正電荷。正電荷。 右圖所示的原子模型右圖所示的原子模型 該構(gòu)造與行星體系的構(gòu)造該構(gòu)造與行星體系的構(gòu)造類似:行星原子殼圍類似:行星原子殼圍繞太陽原子核旋轉(zhuǎn)。繞太陽原子核旋轉(zhuǎn)。 原子核位于原
22、子的中心。原子核位于原子的中心。它由質(zhì)子和中子構(gòu)成。中它由質(zhì)子和中子構(gòu)成。中子是不帶電荷的質(zhì)量粒子。子是不帶電荷的質(zhì)量粒子。質(zhì)子是帶正電荷的粒子。質(zhì)子是帶正電荷的粒子。質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等。等。1 電子子 2 質(zhì)子 3 中子鋰原子構(gòu)造圖1 電子2 中子3 質(zhì)子原子核帶正電荷,原子的全部質(zhì)量幾乎都在原子原子核上。電子是帶負(fù)電荷的粒子。原子殼內(nèi)電子的數(shù)量與原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)量相等。質(zhì)子或中子的質(zhì)量大約比電子質(zhì)量大2000倍。原子向外呈電中性。原子核和原子殼帶有一樣數(shù)量的電荷質(zhì)子和電子。相反電荷之間的電引力使原子核和原子殼結(jié)合在一同。電子可借助外部能量例如光、熱和化學(xué)過程到達(dá)
23、更高的能量級(jí)以及由此前往初始形狀,在這個(gè)過程中同時(shí)吸收或釋放出能量。電子電子在圍繞原子核的幾個(gè)圓形或橢圓形軌道上挪動(dòng)。根據(jù)詳細(xì)物質(zhì)例如銅、鉛、鋁最多有七條這樣的軌道,這些軌道由內(nèi)向外用數(shù)字1至7或大寫字母K至Q命名。在每條軌道上一直只需特定數(shù)量的電子在挪動(dòng)。每條軌道上電子數(shù)量最多為:在原子最外側(cè)軌道上的電子也稱作價(jià)電子。它們擔(dān)任使不同原子結(jié)合在一同。原子傾向于讓盡能夠多的電子位于其最外側(cè)的軌道上。為了到達(dá)這種形狀,原子與其它原子構(gòu)成化合物。電子多于質(zhì)子或質(zhì)子多于電子時(shí)將原子稱為離子。離子一詞來源于希臘語,表示遷移。只需幾個(gè)價(jià)電子的原子很容易釋放出電子。隨后原子的質(zhì)子便多于電子,從而變成陽離子。
24、帶有較多價(jià)電子的原子很容易吸收其它電子,以便補(bǔ)充其最外側(cè)的電子殼。隨后原子的電子便多于質(zhì)子,從而變成陰離子。由此產(chǎn)生的陽離子和陰離子相互吸引,構(gòu)成嚴(yán)密銜接的化合物。從而產(chǎn)生一種新的物質(zhì)。至少包括兩個(gè)原子的新化合物稱為分子。電荷載體電荷載體可以是電子金屬電荷載體或離子液態(tài)和氣態(tài)電荷載體。由于外側(cè)電子價(jià)電子與原子核的間隔相對(duì)較遠(yuǎn),因此這些電子與原子核的銜接較弱。原子吸收能量例如熱、光和化學(xué)過程后,價(jià)電子從原子外側(cè)殼體上脫離。構(gòu)成所謂的自在電子。自在電子從一個(gè)原子挪動(dòng)到另一個(gè)原子時(shí)稱為電子流動(dòng)或電流。電子流動(dòng)不僅包括一個(gè)單獨(dú)的自在電子,而是包括很多自在電子。自在電子的這種挪動(dòng)是不定向的,即沒有任何優(yōu)
25、先挪動(dòng)方向。正電荷與負(fù)電荷分別位于不同兩側(cè)時(shí)便產(chǎn)生了電壓電源。電壓電源一直具有帶有不同電荷的兩極。一側(cè)是短少電子的正極。另一側(cè)是電子過剩的負(fù)極。在負(fù)極與正極之間有一種電子補(bǔ)償趨勢(shì),即兩極銜接起來時(shí)電子由負(fù)極流向正極。這種電子補(bǔ)償趨勢(shì)稱作電壓。下面以車輛蓄電池為例闡明電壓原理車輛蓄電池內(nèi)的電化學(xué)過程使電荷分別:電子聚集在一側(cè)負(fù)極,另一側(cè)短少電子正極兩極之間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差,即電壓。當(dāng)兩點(diǎn)如蓄電池兩極之間存在電子數(shù)量差時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電壓。電壓的高低取決于電子數(shù)量之差。假設(shè)用一個(gè)帶有規(guī)定電阻的導(dǎo)體將蓄電池兩極銜接起來,電子就會(huì)從負(fù)極移向正極。電流不斷流動(dòng),直至兩極之間不存在電勢(shì)差或電路斷路??砂匆韵路绞矫?/p>
26、畫電壓:電壓是施加在自在電子上的壓力或作用力。電壓是產(chǎn)生電流的緣由。兩點(diǎn)或兩極之間產(chǎn)生電荷差時(shí)就會(huì)構(gòu)成電壓壓力。公式符號(hào)電壓的公式符號(hào)是大寫的U。計(jì)量單位電壓U的計(jì)量單位是1伏特V。丈量電壓用電壓表丈量電壓。丈量電學(xué)參數(shù)電壓、電流、電阻時(shí)通常運(yùn)用一個(gè)數(shù)字萬用表。電壓表一直與用電器、元件或電壓電源并聯(lián)在一同。為了不影響待測(cè)電路,電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡能夠大。在電壓電源上丈量時(shí)丈量瞬時(shí)電壓。用電壓表丈量時(shí)要留意以下幾點(diǎn):必需設(shè)置電壓類型,即交流電壓或直流電壓AC/DC。開場(chǎng)時(shí)應(yīng)選擇較大的丈量范圍量程。丈量直流電壓時(shí)留意極性。 丈量后要將電壓表調(diào)到最大的交流電壓量程。電壓類型1 直流電壓電壓值和極性堅(jiān)持不變
27、的電壓稱為恒定理想直流電壓。電壓值變化和極性堅(jiān)持不變的電壓稱為直流電壓。最常用的直流電壓電源包括原電池蓄電池、相應(yīng)的發(fā)電機(jī)部分接有整流器、光電池太陽能系統(tǒng)和開關(guān)方式電源。在技術(shù)領(lǐng)域還通常組合運(yùn)用變壓器和整流器。一些直流電壓電源例如1.車輛蓄電池2.紐扣電池3.1.5伏電池4.挪動(dòng)的充電電池5.太陽能電池在此有幾個(gè)電壓值例如:閃電:幾百萬伏特車輛點(diǎn)火時(shí):15 000 V車輛供電:12 V電池:1.5 V至9 V電壓類型2 交流電壓數(shù)值大小和極性不斷變化的電壓和電流稱為交流電壓和交流電流。交流電壓的典型代表是家庭常用的“來自插座的電流。n上圖顯示了一個(gè)正弦交流電壓u隨時(shí)間t變化的情況。交流電壓的特
28、點(diǎn)是其方向呈周期性變化。n在歐洲,交流電壓為230 V,頻率為50 Hz。該頻率通常也稱為電源頻率表示n每秒鐘電流朝一樣方向流動(dòng)的次數(shù)。n在此有幾個(gè)電壓值例如:n高壓架空線:最高400 000 Vn有軌電車:500 Vn歐洲家用電器:230 Vn:60 V 電流是指電荷載體例如物質(zhì)或真空中的自在電子或離子的定向挪動(dòng)。n電壓是產(chǎn)生電流的緣由。n只需在閉合的電路內(nèi)才有電流流動(dòng)。n電路由電源例如電池、用電器例如一個(gè)白熾燈泡和導(dǎo)線組成。經(jīng)過開關(guān)可使電路閉合或斷開。n每個(gè)電導(dǎo)體都帶有自在電子。電路閉合時(shí),所施加的電壓使導(dǎo)體和用電器的一切自在電子同時(shí)朝一個(gè)方向挪動(dòng)。n每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)流動(dòng)的電子電荷載體數(shù)量就
29、是電流強(qiáng)度,俗稱電流。每秒鐘內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體的電子越多,電流強(qiáng)度就越大。電流強(qiáng)度用電流表丈量。n1.開關(guān)n2.電流表n3.電阻公式符號(hào)電流強(qiáng)度的公式符號(hào)是大寫的I。計(jì)量單位電流強(qiáng)度I的計(jì)量單位是1安培A。今天,電流是保送和提供能量的最重要方式之一。因此今天的一切照明安裝、大部分家用電器以及一切電子安裝和計(jì)算機(jī)技術(shù)都用電能驅(qū)動(dòng)。電流的流動(dòng)可經(jīng)過各種不同的效應(yīng)來決議。在此主要是熱效應(yīng)和磁效應(yīng)。電流類型根據(jù)電子挪動(dòng)方向?qū)㈦娏鞣譃橹绷麟娏骱徒涣麟娏鳌?.直流電流最簡(jiǎn)單的情況是,電流流動(dòng)不隨時(shí)間而改動(dòng)。這種電流稱為直流電流DC。直流電流有兩個(gè)電流方向:-技術(shù)電流方向:從正極流向負(fù)極-物理電流方向:電子在閉合電
30、路內(nèi)從負(fù)極流向正極。在導(dǎo)體內(nèi)的準(zhǔn)確過程尚不清楚時(shí),人們認(rèn)定電壓電源外部的電流方向?yàn)閺恼龢O流向負(fù)極。這種電流方向稱為技術(shù)電流方向。雖然當(dāng)時(shí)這種假設(shè)已遭到駁斥,但出于實(shí)踐緣由仍保管了原來歷史的電流方向。因此,即使在今天仍將電路內(nèi)部的電流方向規(guī)定為從正極流向負(fù)極。為了了解電流流動(dòng)機(jī)制并找出物質(zhì)的特定電氣特性,人們思索了電荷載體的實(shí)踐挪動(dòng)情況在一個(gè)閉合電路內(nèi),負(fù)極排斥自在電荷載體電子,正極吸引自在電荷載體電子。因此產(chǎn)生一個(gè)從負(fù)極流向正極的電子流。該電流方向?yàn)槲锢黼娏鞣较颍址Q為電子流動(dòng)方向。技術(shù)電流方向物理電流方向電流類型根據(jù)電子挪動(dòng)方向?qū)㈦娏鞣譃橹绷麟娏骱徒涣麟娏鳌?.交流電流除直流電流外還有交流電
31、流AC。交流電流是指以周期方式改動(dòng)其極性方向和電流值強(qiáng)度的電流。該定義也適用于交流電壓。交流電流的特點(diǎn)是其電流方向呈周期性變化。電流變化頻率通常也稱為電源頻率表示每秒鐘內(nèi)電流朝一樣方向流動(dòng)的次數(shù)。例如歐洲家用電流的頻率為50 Hz。經(jīng)過發(fā)電站的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電壓/交流電流。為此發(fā)電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360度。由此產(chǎn)生一個(gè)極性變化的電壓,即正弦曲線方式的電壓。歐洲最重要的交流電壓是230 V電源。其頻率為50 Hz。這相當(dāng)于發(fā)電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子每秒鐘旋轉(zhuǎn)50圈。電流類型根據(jù)電子挪動(dòng)方向?qū)㈦娏鞣譃橹绷麟娏骱徒涣麟娏鳌?.脈動(dòng)電流假設(shè)在一個(gè)電路中直流電源和交流電源可同時(shí)起作用,就會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)電流。因此,周期電流
32、是直流電流與交流電流疊加的結(jié)果。丈量電流電流表一直與用電器串聯(lián)在一同。為此必需斷開電路導(dǎo)線,以將電流表參與電路中。丈量時(shí)電流必需流經(jīng)電流表。電流表內(nèi)阻應(yīng)盡能夠低,以免影響電路。用電流表丈量時(shí)要留意以下幾點(diǎn):留意電流類型,即電路中流過的是交流電流還是直流電流AC/DC。開場(chǎng)時(shí)應(yīng)選擇盡能夠大的量程。留意直流電流的極性。丈量后要將電流表調(diào)到最大交流電壓量程。電流夾鉗另外一種丈量電流的方法是運(yùn)用電流鉗。假設(shè)待測(cè)電流強(qiáng)度10 A,那么用電流夾鉗丈量電流的優(yōu)勢(shì)非常突出。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是丈量電流強(qiáng)度時(shí)無需翻開電路。電流強(qiáng)度的一些例如:閃電:100000 A鋁熔煉爐:大約15000 A電焊:500 A起動(dòng)機(jī):最高
33、250 A有軌電車:大約50 A熨斗:2 A彩色電視:最高1 A白熾燈泡100 W:230 V時(shí)為0.45 A便攜式計(jì)算器:0.007 A電流密度電流密度表示一個(gè)導(dǎo)體內(nèi)電子擠壓在一同時(shí)的嚴(yán)密程度。電子越多且越嚴(yán)密的聚集在一同,電子撞擊原子的頻率就越高、強(qiáng)度就越大。相撞時(shí)釋放出熱能。導(dǎo)體的溫度升高。該過程能夠會(huì)繼續(xù)進(jìn)展,直至導(dǎo)體赤熱或熄滅。導(dǎo)體溫度升高不僅受電流強(qiáng)度I的影響,而且還遭到導(dǎo)線橫截面的影響。電流密度J由這兩個(gè)要素決議。一個(gè)導(dǎo)體內(nèi)的電流擠壓密度越大,受熱程度就越大。公式符號(hào)電流密度的公式符號(hào)是大寫的J。計(jì)量單位電流密度由以安培A為單位的電流和以平方毫米mm2為單位的導(dǎo)線橫截面構(gòu)成。因此
34、電流密度的計(jì)量單位是A/mm2。公式電流和電壓的替代方式也可以將電壓和電流與水流進(jìn)展對(duì)比。 在上部管路水流高電勢(shì)點(diǎn)與下部管路水流低電勢(shì)點(diǎn)之間存在一個(gè)高度差位差=電壓。將水流從下部泵至上部的水泵相當(dāng)于電壓電源。水龍頭翻開時(shí)水流流動(dòng),并驅(qū)動(dòng)渦輪的葉輪。在此過程中進(jìn)展能量轉(zhuǎn)換。同理,電荷載體在電路中的導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng),構(gòu)成從高電勢(shì)點(diǎn)流至低電勢(shì)點(diǎn)的電流。信號(hào)燈相當(dāng)于渦輪能量轉(zhuǎn)換器。管內(nèi)的水越多,到達(dá)管端部的水就越多。電流也是如此。電子數(shù)量越多,經(jīng)過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度就越大。定義自在電荷載體在導(dǎo)體內(nèi)部挪動(dòng)的結(jié)果是,自在電荷載體與原子相撞,因此電子流動(dòng)遭到干擾。這種效應(yīng)稱作電阻!該效應(yīng)使電阻具有限制電路內(nèi)電流的特點(diǎn)
35、。電阻也稱為歐姆電阻。在電子系統(tǒng)中,電阻的作用非常重要。除作為元件的規(guī)范電阻外,其它各部件都有一個(gè)可影響電路電壓和電流的電阻值。公式符號(hào)電阻的公式符號(hào)是大寫的R英語電阻一詞的第一個(gè)字母。計(jì)量單位電阻的計(jì)量單位是歐姆,符號(hào)是希臘字母歐米加。電路符號(hào)丈量歐姆電阻歐姆電阻值用歐姆表丈量。在大多數(shù)情況下運(yùn)用多量程丈量?jī)x萬用表,以免出現(xiàn)讀數(shù)錯(cuò)誤和不準(zhǔn)確。丈量電阻時(shí)要留意以下幾點(diǎn):丈量期間不得將待測(cè)部件銜接在電壓電源上,由于歐姆表運(yùn)用本身的電壓電源并經(jīng)過電壓或電流確定電阻值。待測(cè)部件必需至少有一側(cè)與電路分別。否那么并聯(lián)的部件會(huì)影響丈量結(jié)果。極性無關(guān)緊要。導(dǎo)體的電阻導(dǎo)線的電阻取決于導(dǎo)體的尺寸、比電阻和溫度。
36、導(dǎo)體越長(zhǎng)電阻值越大。導(dǎo)體橫截面越大電阻值越小。一樣尺寸的不同資料其電阻值不同。每種物質(zhì)都有一個(gè)特定的比電阻。某種物質(zhì)的比電阻是指溫度為20C時(shí)長(zhǎng)1m、橫截面為1 mm2導(dǎo)體的電阻值。溫度越低電阻越小。按照以下公式計(jì)算導(dǎo)體電阻:下表列出了一些電工學(xué)中所用導(dǎo)體的比電阻。在電工學(xué)中通常還會(huì)用到電阻的倒數(shù),即電導(dǎo)率。電導(dǎo)率的公式符號(hào)是G,單位是西門子的縮寫S。根據(jù)資料的電導(dǎo)率將其分為導(dǎo)體、非導(dǎo)體和半導(dǎo)體。導(dǎo)體導(dǎo)體分為電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體。電子導(dǎo)體由相互嚴(yán)密銜接的金屬原子構(gòu)成。金屬的外殼中只需少量電子價(jià)電子,而且這些電子很容易脫離原子。它們?cè)谠雍藰?gòu)成的晶格內(nèi)挪動(dòng)相對(duì)自在。由于熱能的緣故,電子在晶格內(nèi)的挪
37、動(dòng)非常不規(guī)那么。通常不會(huì)變換位置,也不會(huì)進(jìn)展電荷轉(zhuǎn)移。當(dāng)導(dǎo)體接受一個(gè)電壓力即電壓時(shí),電子就會(huì)朝某個(gè)特定方向挪動(dòng)。電子流從負(fù)極流向正極。由于金屬的晶格構(gòu)造,電子可在原子之間比較自在地挪動(dòng)。需求留意的是,電子流不會(huì)使金屬發(fā)生任何變化。但在離子導(dǎo)體內(nèi)的情況那么不同。離子導(dǎo)體包括導(dǎo)電液體電解液、熔液和電離的氣體。電荷載體既可以帶正離子也可以帶負(fù)離子。離子流會(huì)使物質(zhì)發(fā)生變化。非導(dǎo)體絕緣體絕緣體內(nèi)自在電荷載體的數(shù)量為零。因此電導(dǎo)率也極低。通常運(yùn)用絕緣體或絕緣資料使電導(dǎo)體相互絕緣。非導(dǎo)體包括塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、紙等固體以及純水H2O、油和油脂等液體,也包括特定條件下的真空和氣體。半導(dǎo)體半導(dǎo)體的電導(dǎo)率介于
38、金屬和絕緣體之間。半導(dǎo)體與導(dǎo)體的區(qū)別在于,價(jià)電子首先在壓力、溫度、光照或磁力等外部影響下釋放出來,之后才具有導(dǎo)電性。半導(dǎo)體資料包括硅、鍺和硒等。機(jī)械可變電阻分為:電位器微調(diào)電位器它們具有一樣的電氣功能可變分壓器。電位器的電阻值可隨時(shí)改動(dòng),而微調(diào)電位器的電阻值只能在進(jìn)展調(diào)理時(shí)偶爾改動(dòng)。電位器裝在防塵套內(nèi),有一個(gè)軸。至今我們都假設(shè),一個(gè)電壓電源一直提供規(guī)定電壓U,例如扁電池提供4.5 V電壓。但當(dāng)接通一個(gè)或多個(gè)能量轉(zhuǎn)換器俗稱用電器,例如燈泡、發(fā)電機(jī)等時(shí),一切電池和大部分供電單元都會(huì)出現(xiàn)電壓降。例如,將一個(gè)4.5 V/2 W燈泡接到扁電池上時(shí),電壓就會(huì)由4.5V降到4.3 V。緣由在于電壓電源電池的
39、內(nèi)阻Ri。可將實(shí)踐中的電池想像成一個(gè)由理想恒壓電源電源電壓為Uq、電阻為內(nèi)阻Ri組成的串聯(lián)電路。當(dāng)然實(shí)踐上并沒安裝什么電阻,這只是一個(gè)表示圖,一個(gè)“替代電路圖。電源電壓Uq堅(jiān)持不變,即不受電流I的影響。如今經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換器RL負(fù)載電阻、外阻、“用電器向內(nèi)阻為Ri、電源電壓為Uq電動(dòng)勢(shì)的電壓電源施加負(fù)荷。負(fù)載電阻RL不會(huì)獲得接線柱A和B上的全部電源電壓,由于一部分在蓄電池內(nèi)阻Ri中損耗。UKL=Uq-Uri電流I流經(jīng)外部電路時(shí),接線柱電壓就會(huì)降低I*Ri電流I流經(jīng)內(nèi)阻Ri時(shí)內(nèi)阻上的電壓降。因此接線柱電壓即電阻RL上的電壓就會(huì)隨電流的升高而降低。歐姆定律根據(jù)其發(fā)明者Georg Simon Ohm命名
40、是最重要的電工學(xué)定律之一,它描畫了電壓、電流和電阻之間的關(guān)系。定義歐姆定律的內(nèi)容是,在恒溫下一個(gè)金屬導(dǎo)體上的電壓降U與流經(jīng)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度為I的電流成正比。電壓(U)=電流(I)*電阻(R)利用歐姆定律可計(jì)算出一個(gè)電路的三個(gè)根本參數(shù),前提是至少知其中的兩個(gè)參數(shù)。這三個(gè)根本參數(shù)是電壓、電流和電阻。歐姆定律可用以下三個(gè)公式表達(dá):U=I*RI=U/RR=U/I例如:假設(shè)在電阻1歐姆的用電器上施加1伏特電壓,那么電路內(nèi)的電流強(qiáng)度為1安培。電壓升高時(shí),電流也隨之升高。用電器電阻升高時(shí),在電壓堅(jiān)持不變的情況下電流減小。魔法三角可用于輔助確定歐姆定律的不同公式。實(shí)踐提示:假設(shè)很難接入電路或不允許斷開電路,那么
41、要丈量電路內(nèi)知電阻上的電壓。隨后可經(jīng)過歐姆定律計(jì)算出電流。從技術(shù)角度來說,“電流耗費(fèi)這種通俗的表述是不正確的,由于流入設(shè)備的電流還會(huì)再次流出?,F(xiàn)實(shí)上,涉及普通家用電流時(shí),電子只是在導(dǎo)體內(nèi)短程往復(fù)“擺動(dòng),而不會(huì)有明顯數(shù)量的電子從導(dǎo)線流入設(shè)備內(nèi)。實(shí)踐“流動(dòng)的是電能。電能也同樣不像通俗表述的那樣耗費(fèi)掉,而是進(jìn)展相應(yīng)轉(zhuǎn)換,例如轉(zhuǎn)化為機(jī)械能發(fā)動(dòng)機(jī)、熱能電吹風(fēng)和化學(xué)能例如手機(jī)電池充電時(shí)。此時(shí)所做的功電壓、電流強(qiáng)度和時(shí)間的乘積由一個(gè)所謂的電度表確定。因此,“電流耗費(fèi)的計(jì)量單位是能量單位“千瓦小時(shí),而不是電流單位“安培。公式符號(hào)電功率的公式符號(hào)是大寫的P。計(jì)量單位電功率的根本單位是瓦特W或伏安VA。后者經(jīng)過電
42、壓和電流計(jì)算出來。計(jì)量單位VA經(jīng)常可以在變壓器和電機(jī)上看到。電功率P、電壓U、電流和電阻之間的數(shù)學(xué)關(guān)系參見右圖??山?jīng)過兩個(gè)知的電參數(shù)計(jì)算出一個(gè)未知的電參數(shù),例如P=U*I到如今為止,我們談及的電路都由一個(gè)電壓電源和一個(gè)負(fù)載電阻構(gòu)成。但在車輛上一個(gè)電壓電源車載網(wǎng)絡(luò)供電會(huì)同時(shí)接有很多用電器。這種電路稱為擴(kuò)展型電路。擴(kuò)展型電路分為兩種根本銜接方式:- 并聯(lián)- 串聯(lián)下面以電阻為用電器引見這兩種銜接方式。與其它用電器銜接時(shí),例如電機(jī)、白熾燈泡或繼電器,情況根本一樣。在車輛電氣系統(tǒng)中電路也用電路圖來表示。與以前所示電路圖的獨(dú)一區(qū)別是未畫出回流導(dǎo)線。在多數(shù)車輛中回流導(dǎo)線經(jīng)過車身即電氣接地表示。接地用右上角電
43、路符號(hào)表示。串聯(lián)時(shí)將一切電阻依次銜接在一同。電流先后經(jīng)過每個(gè)電阻,也就是說必需抑制總電阻。一樣電流經(jīng)過一切電阻時(shí)這些電阻為串聯(lián)方式??傠妷篣total分布在串聯(lián)電路的各個(gè)電阻上。各部分電壓之和等于總電壓。Utotal=U1+U2+U3由于串聯(lián)電路內(nèi)各處的電流大小都相等,因此不同電阻的電壓降/部分電壓不同。電壓與對(duì)應(yīng)的電阻成正比。串聯(lián)電路的總電阻是各串聯(lián)電阻之和。Rtotal=R1+R2+R3總電壓分配在最大電阻上的電壓降最大??傠妷悍峙湓谧钚‰娮枭系碾妷航底钚?。電阻串聯(lián)不是將電阻依次銜接,而是將其并排銜接時(shí)稱為并聯(lián)。在這個(gè)電路中有更大的橫截面供電流經(jīng)過。因此總電阻較小。并聯(lián)電路的總電阻一直小于
44、最小的單個(gè)電阻。電阻并聯(lián)時(shí),施加在一切電阻上的電壓都一樣??傠娏髟陔娮璧你暯狱c(diǎn)處分為多個(gè)分電流。分電流的總和等于總電流。Itotal=I1+I2+I3電阻并聯(lián)并聯(lián)電路的總電阻小于最小的單個(gè)電阻。電流可以更好地經(jīng)過各個(gè)并聯(lián)電阻,即電導(dǎo)率升高。利用以下公式計(jì)算三個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)的總電阻。電阻并聯(lián)基爾霍夫第一定律節(jié)點(diǎn)定律并聯(lián)電阻時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流的集合點(diǎn),即所謂的節(jié)點(diǎn)。察看節(jié)點(diǎn)周圍的電流時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),流入節(jié)點(diǎn)的電流總量與流出節(jié)點(diǎn)的電流總量相等。經(jīng)過節(jié)點(diǎn)定律可計(jì)算出某個(gè)節(jié)點(diǎn)處的未知電流。節(jié)點(diǎn)定律的內(nèi)容是:在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處流入的電流總量與流出的電流總量相等,或一切電流的總量為零。I1+I2=I3+I4+I5基爾霍夫第二定
45、律回路定律在一個(gè)閉合電路中出現(xiàn)特定的電壓分配景象。部分電壓相加得到總電壓。察看電路內(nèi)的電壓時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),電源電壓Uq1和Uq2的總和分為作用在電阻R1和R2上的部分電壓U1和U2。電流I使電阻R1和R2上構(gòu)成電壓降。經(jīng)過回路定律可計(jì)算出一個(gè)未知的電源電壓。回路定律的內(nèi)容是:在每個(gè)閉合電路中,電源電壓的總和等于一切電壓降之和,或一切電壓之和為零。Uq1+Uq2+(-U1)+(-U2)=0接觸電阻經(jīng)過一段時(shí)間,銜接部位在空氣、濕氣、污物和侵蝕性氣體的作用下出現(xiàn)氧化景象。這種氧化作用會(huì)使銜接部位的接觸電阻增大。根據(jù)歐姆定律,電阻增大會(huì)產(chǎn)生電壓降。電路中的電阻增大導(dǎo)致電流減小。因此用電器內(nèi)實(shí)踐耗費(fèi)的功率減
46、小。例如,因氧化作用呵斥前燈導(dǎo)線電壓降為10%時(shí),前燈內(nèi)的實(shí)踐功率就會(huì)減小大約20%。接觸電阻較小且電流只需幾安培時(shí),電壓降可以忽略不計(jì)。接有電流較大的用電器時(shí),能夠會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重影響用電器功能的電壓降。但由于無法用萬用表丈量較小的接觸電阻,因此必需經(jīng)過丈量閉合電路內(nèi)的電壓來確定該電阻值。短路在兩個(gè)電極例如電池的正極和負(fù)極接線柱之間建立起直接的導(dǎo)電銜接通常是不希望出現(xiàn)的時(shí)稱為電氣短路。短路就是電壓電源的忽然性電荷平衡。短路通常是由于絕緣不良或由于電氣系統(tǒng)及電路出現(xiàn)電路缺點(diǎn)呵斥的。在電壓幾乎降為零的同時(shí),電流到達(dá)其最大值,即短路電流。該電流只能經(jīng)過電源內(nèi)阻Ri來限制。一切為進(jìn)展平衡蜂擁而至的電子同時(shí)
47、試圖經(jīng)過導(dǎo)體。導(dǎo)體無法接受這種電子流,因此導(dǎo)致導(dǎo)體上產(chǎn)生電火花或過熱。由于短路電流沒有遭到限制,因此能夠?qū)е聸]有保險(xiǎn)絲維護(hù)的導(dǎo)線或電纜過熱損壞。出現(xiàn)較高的短路電流時(shí)保險(xiǎn)絲必需熔斷,同時(shí)以最快的速度將短路部位與其它正常的供電網(wǎng)絡(luò)斷開。根據(jù)電路情況必需盡快切斷最多0.1秒,以將電壓降和短路電流的影響降至最低。否那么能夠會(huì)引起火災(zāi)。斷路斷路時(shí)電路無法閉合,即所需電流中斷。斷路通常是由于插接銜接問題呵斥的。斷路的結(jié)果是電氣組件無法任務(wù),例如白熾燈泡、加熱電阻、揚(yáng)聲器等。電容器是一個(gè)可以存儲(chǔ)電荷或電能的元件。最簡(jiǎn)單的電容器由兩個(gè)對(duì)置的金屬板和金屬板之間的一個(gè)絕緣體組成。電容器充電和放電以下電路圖中給出了
48、電容器的充電和放電過程。經(jīng)過開封鎖合將一個(gè)直流電壓電源連到電容器上時(shí),就會(huì)進(jìn)展電荷轉(zhuǎn)移。一個(gè)電容器金屬板上電子過剩負(fù)電荷,另一個(gè)金屬板上的電子缺乏正電荷。短時(shí)內(nèi)流過一股充電電流,直至電容器充溢電。該電流可用電流表丈量。電容器充溢電時(shí)不再有電流流過電流表顯示0 A,即使之后電壓電源仍堅(jiān)持銜接形狀。隨后電容器阻斷直流電流,即電容器電阻變?yōu)闊o限大。電容器與直流電壓電源斷開后電容器仍堅(jiān)持充電形狀,即兩個(gè)金屬板之間存在電子差。電容器存儲(chǔ)了電能。經(jīng)過改動(dòng)開關(guān)位置使電容器短路時(shí),放電電流朝反方向流動(dòng)。直至兩個(gè)金屬板重新為電中性,或電阻內(nèi)的電能轉(zhuǎn)化為熱能時(shí),放電電流停頓流動(dòng)。假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)充電和放電過程的數(shù)量添加,例如經(jīng)過施加交流電壓,那么單位時(shí)間內(nèi)的充電和放電電流數(shù)量就會(huì)增大,因此單位時(shí)間內(nèi)的電流平均值也會(huì)增大。因此電容器內(nèi)的電流變大,即電容器電阻明顯減小電容性電抗。電容器在車輛上作為短時(shí)電荷存儲(chǔ)器運(yùn)用,用于電壓濾波和減小過壓峰值。電容電容器的存儲(chǔ)才干稱為電容。電容的單位是法拉F。實(shí)踐運(yùn)用的電容器值小于一法拉:1 mF=10-3 F(mF=毫法拉)1 F=10-6 F(F=微法拉)1 nF=10-9 F(nF=毫微法拉)1 pF=10-12 F(pF=悄然法拉
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