汽車電工電子基礎--1直流電路課件

1、2022/7/24汽車電工電子基礎 2022/7/24直流電路常用電磁元件的認識二極管及其應用晶體管及其應用集成運算放大器及其應用模塊一模塊二模塊三模塊四模塊五模塊六模塊七模塊八數(shù)字電路汽車發(fā)電機與電動機安全用電 模塊一 直流電路一、電路的基本概念與基本元件二、電路的基本分析方法技能實訓模塊小結 主要內(nèi)容學習目標1能正確描述電路的基本概念以及電流、電壓、電位和電功率等基本物理量的含義；2掌握電阻、電感、電容三個基本元件的特性及其在汽車電路中的應用；3能正確應用基爾霍夫定律分析電路；4熟悉支路電流法、電源等效變換以及疊加定理，會分析計算較復雜的電路；5能夠正確使用萬用表對電壓、電流、電阻等參數(shù)進

2、行測量；6掌握剝線鉗和電烙鐵的使用方法。一、電路的基本概念與基本元件（一）電路的組成及作用電路：電流通過的路徑。電路組成電源負載中間環(huán)節(jié)圖1-1 汽車照明電路簡圖圖1-2 倒車信號系統(tǒng)的工作電路電路作用： 輸送和轉(zhuǎn)換電能 傳遞和處理信號圖1-3 電路的組成1. 電流及其參考方向1）電流形成：帶電粒子的定向移動。 設在極短的時間dt 內(nèi)通過導體某截面的電荷量為dq, 則電流強度為：（二）電路的基本物理量在直流電路中：習慣上把正電荷定向的方向規(guī)定為電流的實際方向。分類直流電流（DC）：方向不變的電流。交流電流（AC）：方向變化的電流。特恒定電流：方向大小都不變的電流。特周期交流電流：周期性變化的電

3、流。正弦交流電流：按正弦規(guī)律變化。特選擇：原則上可以任意選，但若已知實際方向，則選擇參考方向盡量與實際方向一致。參考方向與實際方向的關系：同正異負。當電流的參考方向與實際方向一致時，電流為正值；當電流的參考方向與實際方向相反時，電流為負值。2）電流的參考方向圖1-4 電流方向的判斷2. 電壓及其參考方向1）電壓大?。簩嶋H方向：規(guī)定為電場力的方向。單位正電荷q 移動過程中能量的變化量。選擇：原則上可以任意選，實際上盡量與實際方向一致，或者與電流參考方向一致。參考方向與實際方向的關系：同正異負。當電壓的參考方向與實際方向一致時，電壓為正值；當電壓的參考方向與實際方向相反時，電壓為負值。2）電壓的參

4、考方向3. 電動勢大?。簩嶋H方向：由電源負極指向電源正極。4. 電功和電功率電功率：P=UI電功（電能）：W=UIt非電場力將單位正電荷從電源負極經(jīng)電源內(nèi)部移到電源正極所做的功。5. 電位電位：電路中某一點的電位就是該點到參考點的電壓。參考點（零電位點）：分析電位前，被選作為參考的點。表示：圖形符號為。選擇：連線多的點或接地、接機殼的點。結論：電位具有相對性，電壓具有絕對性。 電壓的實際方向是由高電位指向低電位。 任意兩點間的電壓等于這兩點電位的差。（三）電路的工作狀態(tài)有載狀態(tài)開路狀態(tài)短路狀態(tài) 汽車電路發(fā)生斷路故障時，通常用試燈或萬用表（直流電壓檔）去尋找電路的斷路點。 在汽車電路故障診斷維修

5、工作中，為了快速尋找故障點，經(jīng)常采用短路的方法，將某兩接線柱短路。為了和事故性短路相區(qū)別，常把這種短路稱為短接。圖1-8 用試燈尋找斷路點（四）基本元件1. 電阻元件1）電阻的相關概念大?。壕€性電阻：電阻值為常數(shù)的電阻。非線性電阻：電阻值隨著電壓或電流的變化而變化。2）特殊電阻在汽車中的應用 熱敏電阻正溫度系數(shù)熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻 壓敏電阻半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器電阻應變計式碰撞傳感器圖1-12 電阻應變計式碰撞傳感器2. 電感元件1）電感的相關概念大?。涸谥绷鞣€(wěn)態(tài)電路中，電感線圈相當于短路。圖1-13 電感2）電感元件在汽車中的應用圖1-14 笛簧開關電流傳感器3. 電容元件1）

6、電容的相關概念大?。涸谥绷鞣€(wěn)態(tài)電路中，電容相當于開路。圖1-15 電容元件儲存電荷圖1-16 電容元件2）電容器的充電和放電圖1-17 電容器的充電圖1-18 電容器的放電電容器充放電過程的快慢由電阻R和電容C的乘積決定，RC 越小，則充放電過程越快。經(jīng)過5RC的時間，就可認為充放電過程結束。改變RC ，就可改變充放電所需的時間。3）電容元件在汽車中的應用電容器能吸收電路中的尖峰電壓。電容器能迅速停止電路斷開時的自感電流。電容器儲存高壓電荷后可根據(jù)需要釋放。二、電路的基本分析方法（一）基爾霍夫定律及其應用1. 基本概念支路：電路中流過同一電流的分支稱為支路，流過支路的電流叫做支路電流。圖1-2

7、0 汽車電源等效電路節(jié)點：電路中三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點?；芈罚弘娐分腥我婚]合路徑都稱為回路。網(wǎng)孔：不含交叉支路的回路稱為網(wǎng)孔。圖1-20 汽車電源等效電路2. 基爾霍夫電流定律（KCL）內(nèi)容：在任何時刻，通過電路中任一節(jié)點的電流的代數(shù)和等于零。表達式：圖1-20 汽車電源等效電路推廣：包圍幾個節(jié)點的閉合面。圖1-21 廣義節(jié)點的應用3. 基爾霍夫電壓定律（KVL）內(nèi)容：在任一回路中，從任一點以順時針或逆時針方向沿回路繞行一周，則所有支路或元件上電壓的代數(shù)和等于零。表達式：另一種表述：沿任一回路繞行一周，電位升之和必等于電位降之和。圖1-20 汽車電源等效電路推廣：回路的部分電路（廣

8、義回路），用于求回路的開路電壓。圖1-23 KVL的推廣應用4. 支路電流法 支路電流法是以復雜電路中各支路電流作為未知量，根據(jù)基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律分別對節(jié)點和回路列出所需的方程組，從而求出各未知的支路電流。圖1-20 汽車電源等效電路標出各支路的電流方向和回路繞行方向。用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點電流方程式。用基爾霍夫電壓定律列出回路電壓方程式。解題步驟代入已知數(shù)，解聯(lián)立方程式求出各支路的電流，并根椐其正負確定各支路電流的實際方向。圖1-24 例1-2電路圖圖1-24 例1-2電路圖（二）電壓源、電流源及其等效變換1. 電壓源 實際電源可以用E 和R0串聯(lián)的電源模型來代替，即電壓

9、源來代替。圖1-25 實際電源和電壓源電路理想電壓源：內(nèi)阻為零的電壓源 。是一種理想的情況，實際電源不可能如此。圖1-26 理想電壓源電路2. 電流源 實際電源也可以用IS和R0并聯(lián)的電源模型來代替，即電流源來代替。圖1-27 電流源電路理想電流源：內(nèi)阻為無窮大的電流源 。是一種理想的情況，實際電源不可能如此。圖1-27 理想電流源電路3. 電壓源與電流源的等效變換RLR0UR0UISI+電流源IRLR0+EU+電壓源等效變換條件E = ISR0 電壓源和電流源的等效關系只對外電路而言，對電源內(nèi)部則是不等效的。 注意事項： 等效變換時，電流源的恒流的參考方向與電壓源的電動勢參考方向一致。 理想

10、電壓源與理想電流源之間無等效關系。 任何一個電動勢 E 和某個電阻 R 串聯(lián)的電路，都可化為一個電流為 IS 和這個電阻并聯(lián)的電路。例：當RL= 時，電壓源的內(nèi)阻 R0 中不損耗功率，而電流源的內(nèi)阻 R0 中則損耗功率。圖1-28 例1-3電路圖圖1-28 例1-3電路圖圖1-28 例1-3電路圖（三）疊加原理內(nèi)容：在線性電路中，如果有多個電源同時作用，那么任何一條支路的電流或電壓，等于電路中各個電源單獨作用時對該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。當某電源單獨作用時，其他電源除去，稱為“除源”，即對電壓源來說，看成“短路”；對電流源來說，看成“開路”。圖1-29 例1-4電路圖圖1-29 例1-

11、4電路圖圖1-29 例1-4電路圖 疊加定理只能疊加電路中的電流或電壓，不能對能量和功率進行疊加。 注意事項： 不作用的電壓源短接，不作用的電流源斷開，電阻不動。 應用疊加定理時，要注意各電源單獨作用時所得電路各處電流、電壓的參考方向與原電路各電源共同作用時各處所對應的電流、電壓的參考方向之間的關系，以便正確求出疊加結果（代數(shù)和）。技能實訓（一）數(shù)字式萬用表的使用1. 數(shù)字式萬用表DT9205的面板介紹圖1-30 DT9205型萬用表面板1）LCD/液晶顯示屏2）電源開關圖1-30 DT9205型萬用表面板3）功能開關4）輸入插孔電阻檔直流電壓檔交流電壓檔交流電流檔直流電流檔晶體管檢測檔電容檔

12、導線通斷檢測檔2. 數(shù)字式萬用表DT9205的測量方法1）測量電阻2）測量直流電壓圖1-30 DT9205型萬用表面板3）測量交流電壓4）測量直流電流5）測量交流電流6）測量電容（二）剝線鉗和電烙鐵的使用1. 剝線鉗功能：用來剝削直徑為3mm及以下絕緣導線的塑料或橡膠絕緣層。圖1-31 剝線鉗2. 電烙鐵1）常用電烙鐵的類型外熱式電烙鐵內(nèi)熱式電烙鐵2）電烙鐵的使用圖1-32 電烙鐵的握法電烙鐵使用注意事項： 根據(jù)焊接對象合理選用不同類型的電烙鐵。 新電烙鐵在使用前要使頭部上錫，接通電源后烙鐵頭的顏色變黃，用焊錫絲放在松香上使焊錫熔化并反復拉動烙鐵頭就“吃”上錫。 一般右手持電烙鐵，左手用鑷子夾

13、住元件或?qū)Ь€。將烙鐵頭緊貼在焊點處，電烙鐵與水平面約成60角，烙鐵頭在焊點處停留的時間為2s左右。 使用過程中，不要任意敲擊烙鐵頭以免損壞。應經(jīng)常維護，保證烙鐵頭掛上一層薄錫。手工焊接操作的基本步驟：圖1-33 焊接步驟（三）基爾霍夫定律的驗證1. 測量步驟2. 分析討論圖1-34 驗證基爾霍夫定律的實訓電路模塊小結2電路一般由電源、負載以及中間環(huán)節(jié)等部分組成。電路能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配，還能實現(xiàn)電信號的處理與傳遞。31電壓、電流是電路的基本物理量。在電路分析時，引入了參考方向的概念。當物理量的參考方向與實際方向一致時，數(shù)值為正值；當物理量的參考方向與實際方向相反時，數(shù)值為負值。4電位是

14、電路中某點到參考點的電壓。參考點在電路中可任意選擇，選擇不同的參考點，同一點的電位數(shù)值不同，但兩點間的電壓大小與參考點的選擇無關，即電位的高低是相對的，而電壓值是絕對的。33電路的3種狀態(tài)包括有載、開路和短路。5電阻是汽車電氣和電子設備中用得較多的基本元件之一，其作用是控制和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓或用作消耗電能的負載。熱敏電阻、壓敏電阻等特殊電阻在汽車上應用較為廣泛。7電感的電壓與其電流的變化率成正比，只有電流發(fā)生變化時，其兩端才會有電壓。在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電感線圈相當于短路。36電容的電流與其電壓的變化率成正比，只有當電壓發(fā)生變化時，電容才會有電流。在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電容相當于開路。電容器的充電和放電都需要一定的時間，充、放電時間的長短取決于電路中電阻和電容的乘積，即時間常數(shù)的大小?；鶢柣舴螂娏鞫捎靡源_定連接在同一節(jié)點上的各個支路之間的電流關系，在任何時刻，通過電路中任一節(jié)點的電流的代數(shù)和等于零，可表達為 ?；鶢柣舴螂妷憾捎靡源_定回路中的各段電壓間的關系，在任一回路中，從任一點以順時針或逆時針方向沿回路繞行一周，則所有支路或元件上電壓的代數(shù)和等于零，即 。38實際電源的的電路模型有兩種：電壓源和電流源。電