汽車電工電子基礎(chǔ)培訓(xùn)教學(xué)

1、汽車電工電子基礎(chǔ)主編：徐利強(qiáng) 出版社：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社汽車電工基礎(chǔ)模塊 1目 錄01安全用電常識(shí)02電路的基本概念03電路的基本物理量04電阻與電阻器05歐姆定律與焦耳定律目 錄06電磁感應(yīng)07電容器與電感器08霍爾效應(yīng)09正弦交流電1.1.1 電能的產(chǎn)生1. 火力發(fā)電 圖1.1為火力發(fā)電示意圖。我國以火力發(fā)電為主，它是利用煤炭、石油和天然氣燃燒后發(fā)出的熱量來加熱水，使其變成高溫高壓蒸汽，再利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)三相同步交流發(fā)電機(jī)發(fā)電。 火力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是建廠速度快，投資較少；缺點(diǎn)是消耗大量的燃料，對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重。圖1.1 火力發(fā)電示意圖1.1.1 電能的產(chǎn)生2. 核能發(fā)電 圖1.2

2、所示為核電站流程示意圖。核能發(fā)電是利用原子核裂變時(shí)釋放出來的能量來加熱水，使之變成高溫高壓蒸汽，去推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 核能發(fā)電成本低，燃料單位體積產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤、石油等燃料。但核電站建設(shè)條件高，投資大，周期長。目前，我國的秦山核電站和大亞灣核電站已運(yùn)行發(fā)電。圖1.2 核電站流程示意圖1.1.1 電能的產(chǎn)生3. 水力發(fā)電 圖1.3所示為水力發(fā)電站，它是利用水流的落差及流量推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 水力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電成本低，不存在環(huán)境污染問題；缺點(diǎn)是投資大，建站速度慢，而且受自然環(huán)境影響較大。我國已經(jīng)建設(shè)了很多水力發(fā)電站，其中三峽水力發(fā)電站是世界上最大的水力發(fā)電設(shè)施。

3、圖1.3 水力發(fā)電站1.1.1 電能的產(chǎn)生4. 風(fēng)力發(fā)電 圖1.4所示為風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)車，風(fēng)力發(fā)電廠是利用風(fēng)車帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，然后將電能輸送到遠(yuǎn)方。目前，我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，成為亞洲第一、世界第四的風(fēng)電大國。圖1.4 風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)車田1.1.2 安全用電基本知識(shí)1.觸電的分類0102當(dāng)人體觸電時(shí)，電流對(duì)人體外部造成的傷害，如電灼傷、電烙印、皮膚金屬化等。電傷人體觸電后由于電流通過人體的各部位而造成的內(nèi)部器官在生理上的變化，如呼吸中樞麻痹、肌肉痙攣、心室顫動(dòng)、呼吸停止等。電擊1.1.2 安全用電基本知識(shí)2.觸電的形式 人體的某一部位碰到相線或絕緣性能不好的電氣設(shè)備外殼時(shí)，電流從相線

4、經(jīng)人體流入大地的觸電現(xiàn)象為單相觸電，如圖1.5所示。（1）單相觸電圖1.5 單相觸電1.1.2 安全用電基本知識(shí) 人體的不同部位分別接觸到同一電源的兩根不同相位的相線，電流從一根相線經(jīng)人體流到另一根相線的觸電現(xiàn)象為兩相觸電，如圖1.6所示。（2）兩相觸電圖1.6 兩相觸電1.1.2 安全用電基本知識(shí) 電氣設(shè)備相線碰殼接地，或帶電導(dǎo)線直接接觸地時(shí)，人體雖沒有接觸帶電設(shè)備外殼或帶電導(dǎo)線，但是跨步行走在電位分布曲線的范圍內(nèi)而造成的觸電現(xiàn)象為跨步電壓觸電，如圖1.7所示。（3）跨步電壓觸電圖1.7 跨步電壓觸電1.1.2 安全用電基本知識(shí)01脫離電源脫離電源的具體方法可用“拉”“切”“挑”“拽”“墊”

5、五個(gè)字概括。拉：就近拉開電源開關(guān)、拔出插頭。切：當(dāng)電源開關(guān)、插座距離觸電現(xiàn)場較遠(yuǎn)時(shí)，可用帶有絕緣柄的利器切斷電源線。切斷時(shí)應(yīng)防止帶電導(dǎo)線斷落觸及周圍的人體。挑：如果導(dǎo)線搭落在觸電者身上，可用干燥的木棒、竹竿等挑開導(dǎo)線，使其脫離電源。拽：救護(hù)者可在手上包纏干燥的衣服等絕緣物品拖拽觸電者。如果觸電者的衣褲是干燥的，又沒有緊纏在身上，救護(hù)者可以直接用一只手抓住觸電者不貼身的衣褲，使其脫離電源。墊：用干燥的木板塞進(jìn)觸電者身下，使其與地板絕緣，然后再采取其他辦法把電源切斷。3.觸電現(xiàn)場的處理與急救1.1.2 安全用電基本知識(shí)02現(xiàn)場急救 觸電者脫離電源后，應(yīng)立即進(jìn)行現(xiàn)場緊急救護(hù)。當(dāng)觸電者出現(xiàn)心臟停搏、無

6、呼吸等假死現(xiàn)象時(shí)，可采用胸外心臟按壓法和口對(duì)口人工呼吸法進(jìn)行救護(hù)。胸外心臟按壓法口對(duì)口人工呼吸法1.1.2 安全用電基本知識(shí) 當(dāng)人體的某一部位接觸到帶電的導(dǎo)體或觸及絕緣損壞的用電設(shè)備時(shí)，人體便成為一個(gè)通電的導(dǎo)體，電流通過人體會(huì)造成傷害。人體對(duì)電的承受能力與以下因素有關(guān)。01電流的大小和通電的時(shí)間03電流的種類04人體的電阻05電壓的高低06人的身體狀況02電流通過人體路徑4.人體對(duì)電的承受能力1.1.2 安全用電基本知識(shí) 主要做好以下幾方面事項(xiàng)： (1)對(duì)用電線路進(jìn)行巡視，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。 (2)在設(shè)計(jì)和安裝電氣線路時(shí)，導(dǎo)線和電纜的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于線路的額定電壓，絕緣子也要根據(jù)電源的不同電壓

7、進(jìn)行選配。 (3)安裝線路和施工過程中，要防止劃傷、磨損、碰壓導(dǎo)線絕緣，并注意導(dǎo)線連接接頭質(zhì)量及絕緣包扎質(zhì)量。 (4)在特別潮濕、高溫或有腐蝕性物質(zhì)的場所內(nèi)，嚴(yán)禁絕緣導(dǎo)線明敷，應(yīng)采用套管布線，在多塵場所，線路和絕緣子要經(jīng)常打掃，勿積油污。 (5)嚴(yán)禁亂接亂拉導(dǎo)線，安裝線路時(shí)，要根據(jù)用電設(shè)備負(fù)荷情況合理選用相應(yīng)截面的導(dǎo)線。并且，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與建筑構(gòu)件之間及固定導(dǎo)線用的絕緣子之間應(yīng)符合規(guī)程要求的間距。 (6)定期檢查線路熔斷器，選用合適的保險(xiǎn)絲，不得隨意調(diào)粗保險(xiǎn)絲，更不準(zhǔn)用鋁線和銅線等代替保險(xiǎn)絲。 (7)檢查線路上所有連接點(diǎn)是否牢固可靠，要求附近不得存放易燃、可燃物品。 發(fā)生電氣火災(zāi)后，為

8、防止火災(zāi)擴(kuò)大，往往選用不導(dǎo)電的滅火器如二氧化碳、四氯化碳、干粉滅火器等進(jìn)行滅火。5.電氣火災(zāi)的預(yù)防1.1.3 電氣消防與汽車蓄電池的規(guī)范使用 電氣消防是防火安全檢查的一個(gè)重要方面，是對(duì)電氣線路及設(shè)備進(jìn)行的消防安全檢查。其目的，一是防止電氣系統(tǒng)及電氣設(shè)備因各種故障及運(yùn)行不當(dāng)引起火災(zāi)爆炸事故；二是防止出現(xiàn)電擊事故，造成人員傷亡。識(shí)別蓄電池的正負(fù)極A蓄電池的安裝B蓄電池的拆卸C新蓄電池的儲(chǔ)存D電路的基本概念任務(wù) 1.21.2.1 電路的概念1.電路的概念電路就是電流所流過的路徑，是由各種元器件連接而成的。1.2.1 電路的概念2.電路的組成電路通常由電源、負(fù)載、導(dǎo)線和開關(guān)組成。圖1.8是一個(gè)最簡單的

9、電路。圖1.8 最簡單的電路1.2.1 電路的概念電源是為電路提供電能的設(shè)備，它將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。例如生活中常用的干電池和汽車上使用的蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能等。（1）電源負(fù)載通常稱為用電器，是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量的設(shè)備。例如汽車上的電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，照明燈把電能轉(zhuǎn)換為光能等。（2）負(fù)載1.2.1 電路的概念導(dǎo)線將電源和負(fù)載連接成閉合回路，并把電源的電能輸送到用電設(shè)備。常見的連接導(dǎo)線是由銅、鋁等材料制成的電線或電纜等。（3）導(dǎo)線開關(guān)又稱為控制器件，用來控制電路的通斷、保護(hù)電路安全。控制器件除了傳統(tǒng)的手動(dòng)開關(guān)、熔斷器外

10、，現(xiàn)代汽車還大量使用電子控制器件，采用電子模塊控制電路的通斷，實(shí)現(xiàn)了用電設(shè)備的自動(dòng)化控制。（4）開關(guān)1.2.2 電路的狀態(tài)(1)通路通路的電源與負(fù)載接通，電路中有電流通過，電氣設(shè)備或元器件獲得所需的電壓和電功率，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。(2)開路開路又稱斷路，電路斷開時(shí)沒有電流通過，又稱空載狀態(tài)。(3)短路短路分為以下兩種情況，通常在電路或電氣設(shè)備中安裝熔斷器、保險(xiǎn)絲等保險(xiǎn)裝置，以避免發(fā)生短路時(shí)出現(xiàn)不良后果。1.2.2 電路的狀態(tài) 電源短路：如圖1.9（a）所示，即電流不經(jīng)過任何用電器，直接由正極經(jīng)過導(dǎo)線流回負(fù)極，容易燒壞電源。 用電器短路：如圖1.9（b）所示，一根導(dǎo)線接在用電器的兩端，此用電器被短路

11、，容易產(chǎn)生燒毀其他用電器的情況。圖1.9 短路1.2.3 汽車電路的特點(diǎn)低壓直流電源汽車電氣系統(tǒng)采用低壓直流電源供電，額定電壓主要有12 V和24 V兩種。一般來說，汽油機(jī)采用12 V電源，柴油機(jī)采用24 V電源。低壓電源取自蓄電池或發(fā)電機(jī)，兩者的電壓保持一致。01單線制電源和用電設(shè)備之間用兩根導(dǎo)線構(gòu)成回路，這種連接方式稱為雙線制。在汽車上，電源和用電設(shè)備之間通常只用一根導(dǎo)線連接，另一根導(dǎo)線則由車體的金屬機(jī)架作為另一公共“導(dǎo)線”而構(gòu)成回路，這種連接方式稱為單線制。由于單線制導(dǎo)線用量少，且線路清晰，安裝方便，因此廣為現(xiàn)代汽車采用，如圖1.10所示。02圖1.10 汽車電路單線制1.2.3 汽車電

12、路的特點(diǎn)用電設(shè)備并聯(lián)汽車上所有用電設(shè)備都是用并聯(lián)方式與電源連接，當(dāng)某一支路用電設(shè)備損壞時(shí)，并不影響其他支路用電設(shè)備的正常工作。04汽車電路有顏色和編號(hào)的特征為了便于區(qū)別各線路的連接，汽車所有低壓導(dǎo)線必須選用不同顏色的單色或雙色線，并在每根導(dǎo)線上標(biāo)有編號(hào)。05負(fù)極搭鐵采用單線制時(shí)，將蓄電池和發(fā)電機(jī)正極或負(fù)極與汽車車架相連，使車架帶正電或負(fù)電，從而使安裝在車架上的電氣設(shè)備只需一根從電源另一極引出的導(dǎo)線就可構(gòu)成回路，這稱為正極或負(fù)極搭鐵。由于負(fù)極搭鐵時(shí)對(duì)無線電干擾較小，因此，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定統(tǒng)一采用負(fù)極搭鐵。03電路的基本物理量任務(wù) 1.31.3.1 電流1.電流強(qiáng)度 電流就像水流，有大電流也有小電流，

13、我們用電流強(qiáng)度描述某一電路電流的大小。單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流，用I表示，即 (1.1) 電流強(qiáng)度的單位為安培，簡稱安（A）。若一秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1庫侖（C），則此時(shí)導(dǎo)體中的電流為1安培（A）。常用的電流單位還有毫安（mA）和微安（A），三者換算關(guān)系如下： 1.3.1 電流2.電流方向 電流不僅有大小，而且有方向。電流的方向，習(xí)慣上規(guī)定以正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，它與自由電子移動(dòng)的方向相反。 在分析與計(jì)算電路時(shí)，電流的實(shí)際方向往往無法預(yù)先確定，因而引入?yún)⒖挤较虻母拍?。電路圖中標(biāo)注的電流方向通常都是參考方向，可用兩種方法表示，如圖1.11所示。 箭頭標(biāo)注

14、：箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较颉?雙下標(biāo)表示：如IAB ，表示電流的參考方向由A指向B。圖1.11 參考方向表示法1.3.2 電位與電壓 就像空間的每一點(diǎn)都有一定的高度一樣，電流中的每一點(diǎn)都有一定的電位。電位用字母V表示，不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示。例如，VA表示A點(diǎn)的電位。 計(jì)算高度首先要確定一個(gè)高度的起點(diǎn)，例如，一棵樹高10 m，這是從地面算起。計(jì)算電位也要先確定一個(gè)電位的起點(diǎn)，稱為參考點(diǎn)，該點(diǎn)的電位值規(guī)定為0。電位高于零電位為正值，電位低于零電位為負(fù)值。 電位的單位是焦耳/庫侖（J/C），稱為伏特，簡稱伏（V）。1.電位1.3.2 電位與電壓 電流是電荷的定向移動(dòng)形成的，電荷定向移動(dòng)的

15、動(dòng)力來源于電壓，即在電壓的作用下，電荷開始了定向移動(dòng)。電源正極的電壓最高，電源負(fù)極的電壓最低。 電壓是描述電場力對(duì)電荷做功的物理量。若一個(gè)電荷量為q的電荷在電場力的作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力對(duì)該電荷做的功為WAB，則AB兩點(diǎn)間的電壓計(jì)算公式為 (1.2)由電壓的定義可知，AB兩點(diǎn)之間的電壓就是該兩點(diǎn)之間的電位差，所以電壓也稱電位差，即 UAB=VA-VB (1.3) 電壓的單位是伏特，簡稱伏（V）。較大的電壓用千伏（kV）表示，較小的電壓用毫伏（mV）表示。 1 kV=103V，1 V=103 mV 電壓的實(shí)際方向規(guī)定為從高電位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)，即由“+”極性指向“-”極性。因此，在電壓的方向

16、上電位是逐漸降低的。2.電壓1.3.3 電動(dòng)勢 在閉合電路中，要維持連續(xù)不斷的電流，必須有電源。電源內(nèi)有一種外力稱為電源力，它能把正電荷從電源內(nèi)部“-”極移到“+”極，從而使正電荷沿電路不斷地循環(huán)。 在干電池和汽車蓄電池中，電源力是靠電極與電解液間的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，在發(fā)電機(jī)中，電源力由導(dǎo)體在磁場中做機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功WE與正電荷電量Q的比值，稱為該電源的電動(dòng)勢，用E表示，即 (1.4) 電動(dòng)勢的單位為V（伏特），功的單位為J（焦），電荷的單位為C（庫）。 電動(dòng)勢的大小只取決于電源本身的性質(zhì)，而與外電路無關(guān)。1.3.4 電能與電功率 電流能使電燈發(fā)

17、光、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、電爐發(fā)熱，這些都說明電流通過電氣設(shè)備時(shí)做了功，消耗了電能，我們把電氣設(shè)備在工作時(shí)間消耗的電能用W表示。電能的大小與通過電氣設(shè)備的電流和加在電氣設(shè)備兩端的電壓以及通過的時(shí)間成正比，即 W=UIt (1.5) 電能的單位是焦耳，簡稱焦（J）。 在實(shí)際應(yīng)用中，考慮更多的是用電設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。電氣設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能稱為電功率，簡稱功率，用P表示，即 (1.6) 電功率的單位是瓦特，簡稱瓦（W）。在電工應(yīng)用中，功率的常用單位是千瓦（kW），電能的常用單位是千瓦時(shí)（kWh），俗稱度。1 kWh表示功率為1 kW的用電器工作1 h所消耗的電能。如100 W的燈泡，工作1

18、0 h，其消耗的電功就是1 kWh。度與焦耳之間的換算關(guān)系是 1 kWh=3.6106 J 電阻與電阻器任務(wù) 1.41.4.1 電阻1.電阻的概念 導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小稱為電阻，電阻越大表示對(duì)電流的阻礙作用越大。電阻用R表示，單位是歐姆，簡稱歐（）。電阻的常用單位還有千歐（k）、兆歐（M）。 1 M=106， 1 k=103 導(dǎo)體的電阻是客現(xiàn)存在的，它不隨導(dǎo)體兩端的電壓變化而變化。實(shí)驗(yàn)證明：在一定溫度下，導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的長度L成正比，與導(dǎo)體的橫截面積S成反比，并與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)，即 (1.7) 其中，為導(dǎo)體的電阻率，m。1.4.1 電阻2.電阻的分類 電阻按照阻值特性分為固定電阻

19、、可調(diào)電阻和敏感電阻（指器件特性對(duì)溫度、電壓、濕度、光照、氣體、磁場、壓力等作用敏感的電阻器）；按照制造材料分為碳膜電阻、金屬膜電阻、繞線電阻、無感電阻、薄膜電阻等；按安裝方式分為插件式電阻和貼片式電阻。在汽車電路板中，較多采用貼片式電阻。 常見電阻元件的外形及符號(hào)如圖1.19和1.20所示。1.4.1 電阻圖1.19 常見電阻元件的外形1.4.1 電阻圖1.20 常見電阻元件的符號(hào)1.4.1 電阻3.電阻的標(biāo)識(shí)（1）直標(biāo)法 電阻器的標(biāo)稱阻值用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)直接標(biāo)在電阻體上，其允許偏差則用百分?jǐn)?shù)表示，未標(biāo)偏差值的即為20%。 如圖1.21所示的電阻標(biāo)識(shí)方法即為直標(biāo)法，其中左側(cè)電阻標(biāo)稱值為

20、30 k，偏差為0.02%。右側(cè)電阻標(biāo)稱值為100 k，偏差為0.05%。圖1.21 直標(biāo)法1.4.1 電阻（2）色環(huán)表示法 將不同顏色的色環(huán)涂在電阻上來表示電阻的標(biāo)稱值及允許誤差。各種顏色所對(duì)應(yīng)的數(shù)值見表1.5。 用色環(huán)表示電阻參數(shù)分為四色環(huán)和五色環(huán)兩種方法。 四色環(huán)標(biāo)記法：如圖1.22所示，第一色環(huán)為十位有效數(shù)，第二色環(huán)為個(gè)位有效數(shù)，第三色環(huán)表示倍率，第四色環(huán)表示誤差。例如：電阻的四環(huán)顏色為綠、藍(lán)、橙、銀，其阻值為56103=56 k，允許誤差為10%。 五色環(huán)標(biāo)記法：如圖1.23所示，第一色環(huán)是百位有效數(shù)，第二色環(huán)是十位有效數(shù)，第三色環(huán)是個(gè)位有效數(shù)，第四色環(huán)表示倍率，第五色環(huán)是誤差。例如

21、：電阻的五環(huán)顏色為紅、紅、藍(lán)、紅、金，其阻值為226102=22.6 k，允許誤差為5%。1.4.1 電阻圖1.22 四色環(huán)標(biāo)記法1.4.1 電阻圖1.23 五色環(huán)標(biāo)記法1.4.2 電阻的連接1.電阻的串聯(lián) 兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻依次相連，組成無分支的電路，并且在這些電阻中通過同一個(gè)電流，這樣的連接稱為電阻的串聯(lián)，如圖1.25（a）所示。兩個(gè)串聯(lián)電阻可用一個(gè)等效電阻R來代替，如圖1.25（b）所示。圖1.25 電阻的串聯(lián)1.4.2 電阻的連接電阻串聯(lián)電路的特性：(1)等效電阻（總電阻）等于各串聯(lián)電阻之和，即(2)流過每個(gè)電阻的電流相等，即(3)總電壓等于各電阻上電壓之和，即(4)分壓公式 由分壓公

22、式可見，串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻阻值的大小成正比。1.4.2 電阻的連接2.電阻的并聯(lián) 如果在一個(gè)電路中，有兩個(gè)或更多電阻的首端、尾端分別相連在一起，各電阻兩端的電壓相等，這種連接方式稱為電阻的并聯(lián)，如圖1.27（a）所示。兩個(gè)并聯(lián)電阻也可以用一個(gè)等效電阻R來代替，如圖1.27（b）所示。圖1.27 電阻的并聯(lián)1.4.2 電阻的連接并聯(lián)電阻并聯(lián)電路的特點(diǎn)：(1)等效電阻（總電阻）的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和，即 若n個(gè)阻值都為R0的電阻并聯(lián)，等效電阻若兩個(gè)電阻R1，R2并聯(lián)，等效電阻可見，并聯(lián)電路的等效電阻小于任何一個(gè)并聯(lián)的電阻。(2)各電阻兩端的電壓相等，即 1.4.2 電阻的連接(3)總電

23、流等于各電阻上的電流之和，即(4)分流公式 可見，并聯(lián)電阻上電流的分配與電阻成反比。歐姆定律與焦耳定律任務(wù) 1.51.5.1 歐姆定律1.部分電路的歐姆定律 如圖1.30所示，只有電阻而不含電源的一段電路稱為部分電路。根據(jù)歐姆定律可寫出 或 或 U=IR (1.12) 式中，I為電流，A；U為電壓，V；R為電阻，。圖1.30 部分電路1.5.1 歐姆定律2.全電路的歐姆定律 含有電源和負(fù)載的閉合電路稱為全電路。其中電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路，電源外部的電路稱為外電路，如圖1.32所示。 實(shí)驗(yàn)證明：在全電路中，通過電路的電流與電源電動(dòng)勢成正比，與電路總電阻（RL+R0）成反比。這就是全電路的歐姆定

24、律，可用公式表示為 式中，I為電流；E為電源的電動(dòng)勢，V；R0為內(nèi)電路電阻，即電源內(nèi)阻；RL為外電路的電阻。圖1.32 全電路1.5.2 電路的三種狀態(tài)1.通路（負(fù)載）狀態(tài) 如圖1.33所示，開關(guān)S閉合，電源與負(fù)載接通成閉合回路，電路中有電流流過，并有能量的傳輸和轉(zhuǎn)換，稱電路處于負(fù)載狀態(tài)。負(fù)載狀態(tài)的電路特征是 通路時(shí)電源產(chǎn)生的電功率等于負(fù)載從電源得到的功率和電源內(nèi)部消耗的功率之和，即功率是平衡的。圖1.33 通路狀態(tài)1.5.2 電路的三種狀態(tài)2.斷路（空載）狀態(tài) 如圖1.33所示，開關(guān)S斷開，電路不通，電路中沒有電流，電源和負(fù)載之間也沒有能量的傳輸和轉(zhuǎn)換，稱為電路的斷路（空載）狀態(tài)。 空載狀態(tài)

25、電路的特征是 I=0 U=E 1.5.2 電路的三種狀態(tài)3.短路狀態(tài) 圖1.34中，若外電路電阻RL用導(dǎo)線代替，則電路中僅有電源內(nèi)阻R0，電路中的電流全部從導(dǎo)線流過，這時(shí)的電路處于短路狀態(tài)，電路中的電流稱為短路電流，用IS表示。由全電路歐姆定律可知 由于電源內(nèi)電阻一般很小，所以短路電流比負(fù)載電流大得多。此時(shí)電路的輸出電壓為零，電源對(duì)外不輸出功率。電源功率全部轉(zhuǎn)換為熱能，溫度迅速上升以致使電源燒毀，也會(huì)使連接導(dǎo)線發(fā)熱起火，引起電火災(zāi)。所以，一般電路上都加短路保護(hù)裝置。圖1.34 電源短路1.5.3 焦耳定律 電流通過導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，稱電流的熱效應(yīng)。選好電壓、電流參考方向后，將式U=IR代入式

26、P=UI中，可求得電阻功率的計(jì)算公式為導(dǎo)體在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生熱量為 熱量的單位是焦耳（J）。 英國物理學(xué)家焦耳通過實(shí)驗(yàn)證明：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R以及通電時(shí)間t成正比，這一結(jié)論稱為焦耳定律。電磁感應(yīng)任務(wù) 1.61.6.1 法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 1820年7月奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，法拉第(M.Faraday，英，17911867)仔細(xì)分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象，認(rèn)為磁也應(yīng)該能產(chǎn)生電。經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)研究，法拉第于1831年總結(jié)出電磁感應(yīng)的規(guī)律。 如圖1.35所示，由導(dǎo)體AB、電流表構(gòu)成的閉合回路ABCD中，當(dāng)AB在磁場中左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若保持導(dǎo)體

27、不動(dòng)，讓磁鐵左右運(yùn)動(dòng)，電流表的指針也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明，當(dāng)AB沿切割磁力線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，并產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖1.35 電磁感應(yīng)試驗(yàn)（一）1.6.1 法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 如圖1.36所示，當(dāng)閉合或斷開電路時(shí)，或電路閉合后，用變阻器改變線圈A中的電流時(shí)，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，電流表指針也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。 再進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)：在線圈A中加入鐵芯，電路閉合后，線圈A就是電磁鐵。若線圈A上下運(yùn)動(dòng)，則電流表的指針左右擺動(dòng)，說明線圈B中有電流產(chǎn)生，并且方向與線圈B中磁通量的變化有關(guān)。若線圈A不動(dòng)，且電流保持不變，則電流表的指針不動(dòng)，說明線圈B中沒有電流產(chǎn)生

28、。圖1.36 電磁感應(yīng)試驗(yàn)（二）1.6.1 法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)證明： 當(dāng)閉合電路中的導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)或穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中就有電流產(chǎn)生。如圖1.35所示的回路可以看成單匝線圈，故導(dǎo)體中的電流也是由于磁通量的變化引起的。因此這種由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，那么電路中必有電動(dòng)勢存在。無論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化就有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生。產(chǎn)生感應(yīng)電流的電動(dòng)勢稱為感應(yīng)電動(dòng)勢。 在上面的實(shí)驗(yàn)中可以知道，在不同的情況下感應(yīng)電流的方向是不同的，該怎樣判定感應(yīng)電流的方向呢?

29、1.6.1 法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可用右手定則來判定。 伸開右手，使大拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過掌心，大拇指指向?qū)Ь€切割磁感線的方向，則四指所指的方向即為感應(yīng)電流的方向。 (1)右手定則 具體步驟是： 明確原磁場的方向，確定穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。 判定感應(yīng)電流的磁場方向。若穿過閉合電路的磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加；若穿過閉合電路的磁通量減少，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少。也就是說，感應(yīng)電流的磁場方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁

30、通量的變化，這就是楞次定律，是判定感應(yīng)電流方向的普遍定律。 (2)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可用楞次定律來判定1.6.2 磁路及磁路中的基本物理量1.磁路 磁力線所通過的閉合路徑稱為磁路。在電工技術(shù)中，常用鐵磁物質(zhì)構(gòu)成磁路，使磁通集中在規(guī)定的路徑中。變壓器的鐵芯即為一例。 線圈中通過電流就會(huì)產(chǎn)生磁場，磁力線將分布在線圈周圍的整個(gè)空間，如圖1.37所示。如果我們把線圈繞在鐵芯上，如圖1.38所示，則由于鐵磁物質(zhì)的優(yōu)良導(dǎo)磁性能，電流所產(chǎn)生的磁力線基本上都局限在鐵芯內(nèi)。不僅如此，在同樣大小的電流作用下，有鐵芯時(shí)磁通將大大增加。也就是說，用較小的電流可以產(chǎn)生較大的磁通，這就是

31、在電磁器件中采用鐵芯的原因。圖1.37 空心線圈磁場圖1.38 鐵芯線圈磁場1.6.2 磁路及磁路中的基本物理量2.磁路問題中要用到的幾個(gè)物理量(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B 磁感應(yīng)強(qiáng)度用來描述磁場內(nèi)某點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量。它與電流（電流產(chǎn)生磁場）之間的方向關(guān)系滿足右手螺旋定則，其大小可用通電導(dǎo)體在磁場中某點(diǎn)受到的電磁力與導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的有效長度的乘積的比值來表示，其數(shù)學(xué)式為 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位是特斯拉，簡稱特（T）。 如果磁場內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相等，方向相同，則稱為均勻磁場。在均勻磁場中，B的大小可用通過垂直于磁場方向的單位截面上的磁力線來表示。1.6.2 磁路及磁路中的基本

32、物理量(2)磁通 磁感應(yīng)強(qiáng)度B（如果不是均勻磁場，則取B的平均值）與垂直于磁場方向的面積S的乘積稱為通過該面積的磁通，即 =BS （1.20） 的單位是韋伯，簡稱韋（Wb）。 可見，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看成與磁場方向相垂直的單位面積所通過的磁通，故又稱為磁通密度。1.6.2 磁路及磁路中的基本物理量(3)磁導(dǎo)率 不同的介質(zhì)，其導(dǎo)磁能力不同。磁導(dǎo)率是表示磁場介質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量，它與磁場強(qiáng)度的乘積就等于磁感應(yīng)強(qiáng)度，即 B=H （1.21） 磁導(dǎo)率的單位是亨/米（H/m）。(4)磁場強(qiáng)度H 磁場強(qiáng)度是計(jì)算磁場時(shí)所引用的一個(gè)物理量，也是個(gè)矢量。磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的大小等于該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度除以該點(diǎn)的

33、磁導(dǎo)率，即 H=B （1.22） 式中，H的單位是安/米（A/m）。1.6.3 自感和互感1.自感 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，且總是阻礙線圈中電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象，簡稱自感。 自感現(xiàn)象在各種電氣設(shè)備和無線電技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用自感現(xiàn)象的一個(gè)例子。當(dāng)然自感現(xiàn)象也有不利的一面。在自感系數(shù)很大而電流又很強(qiáng)的電路(如大型電動(dòng)機(jī)的定子繞組)中，切斷電路的瞬間，由于電流在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生很大的變化，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢，在斷開處形成電弧，這不僅會(huì)燒壞開關(guān)，甚至?xí)＜肮ぷ魅藛T的安全。因此，切斷這類電路時(shí)

34、必須采用特制的安全開關(guān)。 汽車中的后窗除霧器、汽車空調(diào)、油泵控制、霧燈、冷卻風(fēng)扇控制、大燈控制等電路，所用到的電磁繼電器（圖1.39），當(dāng)電路閉合時(shí)，繼電器線圈由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢阻礙線圈中電流的增大，從而延長了繼電器吸合時(shí)間，并聯(lián)上電阻后則可以縮短吸合時(shí)間，且有限流保護(hù)作用。1.6.3 自感和互感圖1.39 電磁繼電器1.6.3 自感和互感2.互感 互感現(xiàn)象是指一個(gè)線圈中的電流變化而使另一個(gè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象（圖1.40）?；ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱為互感電動(dòng)勢。 變壓器由鐵芯和繞組兩大部分組成的（圖1.41），它是利用互感原理工作的一種典型器件。變壓器的初、次級(jí)電壓之比（U1 /U2

35、）等于線圈的匝數(shù)之比（N1 /N2）。變壓器無論在電力系統(tǒng)還是電子電路中都有十分廣泛的應(yīng)用。如汽車點(diǎn)火系中的點(diǎn)火線圈就是一個(gè)升壓變壓器，就是利用互感原理工作的。圖1.42所示為汽車中開磁路點(diǎn)火線圈，電路中初級(jí)繞組3共有300多匝，次級(jí)繞組4卻有20 000匝以上，當(dāng)斷電器觸點(diǎn)張開時(shí)，由于繞組3中的電流變化引起磁場變化，會(huì)在次級(jí)繞組4中產(chǎn)生高達(dá)10 kV以上的互感電動(dòng)勢。這么高的電壓加在火花塞電極兩端，會(huì)引起火花塞極間跳火，點(diǎn)燃缸中的可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。1.6.3 自感和互感圖1.40 互感電路圖1.41 變壓器1.6.3 自感和互感3.同名端 互感電動(dòng)勢的方向不僅與磁通的變化趨勢有關(guān)，還

36、與線圈的繞向有關(guān)。為此，有必要引入描述線圈繞向的概念同名端。所謂同名端，就是繞在同一鐵芯上的線圈其繞向相同的接線端。在圖1.43(a)中，線圈AB中的1、3端點(diǎn)為同名端，2、4端點(diǎn)也是同名端。在圖1.43(a)中SA閉合瞬間，線圈A的“1”端電流增大，根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則可以判斷出各線圈感應(yīng)電動(dòng)勢的極性如圖1.43(b)所示。從圖中看出，線圈繞向相同的端點(diǎn)，其自感或互感電動(dòng)勢的極性始終是相同的。這也是人們把繞向相同的端點(diǎn)稱為同名端的原因。圖1.43 互感線圈的同名端電容器與電感器任務(wù) 1.71.7.1 電容器 電容器（簡稱電容）是電子設(shè)備中常用的一種電子元器件，一般在電路中起濾波、旁路、

37、耦合、調(diào)諧、波形變換以及產(chǎn)生脈沖等作用。 電容器是一種儲(chǔ)能元件，它能將電能轉(zhuǎn)化為電場能儲(chǔ)存在電容器中。 電容器能夠在極板上儲(chǔ)存電荷，將電能轉(zhuǎn)化為電場能。在電路中用圖1.44中的符號(hào)表示電容器，其外形如圖1.45所示。 電容器的容量用C來表示，其單位為法拉，簡稱法，符號(hào)為F；在實(shí)際應(yīng)用中電容器的單位還有pF和F，它們之間的換算為 1 F106 F1012 pF1.7.1 電容器圖1.44 電容器符號(hào)圖1.45 電容器外形1.7.2 電感器 電感器（簡稱電感，圖1.47）在電路中雖然使用的不是很多，但它們在電路中同樣重要。電感器和電容器一樣，也是一種儲(chǔ)能元件，它能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿?，并在磁場中?chǔ)存

38、能量。圖1.47電感器的符號(hào)它經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了扼流圈、變壓器、繼電器等。 電感器的特性恰恰與電容器的特性相反，它具有阻止交流電通過而讓直流電通過的特性。 固定電感器主要用于電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、微處理機(jī)、微電機(jī)及其他電子設(shè)備和通信設(shè)備中，起諧振、耦合、延遲、濾波、陷波扼流抗干擾等作用。圖1.47 電感器的符號(hào)1.7.2 電感器 小小的收音機(jī)上就有不少電感線圈，幾乎都是用漆包線繞成的空心線圈或在骨架磁芯、鐵芯上繞制而成的。有天線線圈(它是用漆包線在磁棒上繞制而成的)、中頻變壓器(俗稱中周)、輸入輸出變壓器等。常用電感器的外形

39、如圖1.48所示。 電感器的電感量用L表示，其國際單位為亨利，符號(hào)為H。由于這個(gè)單位較大,所以通常使用較小的單位,例如：毫亨、微亨，它們的符號(hào)分別為mH和H。它們之間的互換關(guān)系如下： 1 H=103 mH，1 mH=103 H 電感的主要用途是互耦線圈。即兩個(gè)互相獨(dú)立的線圈，在其中一個(gè)線圈中建立磁場，由此會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生電壓。這便是我們前面所講到的 “互感”現(xiàn)象。這種線圈廣泛地應(yīng)用于變壓器中。圖1.48 常用電感器的外形霍爾效應(yīng)任務(wù) 1.81.8.1 霍爾效應(yīng) 如圖1.49所示，當(dāng)電流垂直于外磁場通過半導(dǎo)體薄片時(shí)，在半導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效

40、應(yīng)。這個(gè)電勢差被稱為霍爾電勢差（霍爾電壓)，用UH表示。圖1.49 霍爾效應(yīng)原理圖I電流；B磁場；UH霍爾電壓1.8.2 霍爾器件 根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件，用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻柶骷哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、牢固，體積小，質(zhì)量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1 MHz），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 現(xiàn)代技術(shù)的汽車配有很多傳感器,而其中霍爾傳感器就是作為汽車“感覺器官”的傳感器將各種輸入?yún)⒘哭D(zhuǎn)換為電信號(hào)。這些電信號(hào)是為調(diào)節(jié)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)所必需的。因此霍

41、爾傳感器被廣泛應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身的各個(gè)系統(tǒng)中，擔(dān)負(fù)著信息的采集和傳輸?shù)墓τ?。各個(gè)系統(tǒng)的控制過程正是依靠傳感器及時(shí)識(shí)別外界的變化和系統(tǒng)本身的變化，再根據(jù)變化的信息去控制系統(tǒng)本身的工作的。因此霍爾傳感器在汽車電子控制和自診斷系統(tǒng)中是非常重要的裝置。1.8.2 霍爾器件 下面簡單介紹幾種霍爾器件在汽車中的應(yīng)用。 1.霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 圖1.50是幾種不同結(jié)構(gòu)的霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器。磁性轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁性轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在磁性轉(zhuǎn)盤附近的霍爾傳感器便可在每一個(gè)小磁鐵通過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖，檢測出單位時(shí)間的脈沖數(shù)，便可知被測轉(zhuǎn)速。磁性轉(zhuǎn)盤上小磁鐵數(shù)目的多少?zèng)Q定了傳感器

42、測量轉(zhuǎn)速的分辨率。圖1.50 幾種不同結(jié)構(gòu)的霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器1輸入軸；2轉(zhuǎn)盤；3小磁鐵；4霍爾傳感器1.8.2 霍爾器件 在汽車點(diǎn)火系中，設(shè)計(jì)者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機(jī)械斷電器，用作點(diǎn)火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓，控制ECU的初級(jí)電流。相對(duì)于機(jī)械斷電器而言，霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器無磨損免維護(hù)，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，還能精確地控制點(diǎn)火正時(shí)，能夠較大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，具有明顯的優(yōu)勢。 總之，霍爾器件通過檢測磁場變化，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出，可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等，并可將這些變量進(jìn)行

43、二次變換；可測量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元接口，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測。目前的霍爾器件都可承受一定的振動(dòng)，可在-40150 范圍內(nèi)工作，全部密封不受水油污染，完全能夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。正弦交流電任務(wù) 1.91.9.1 單相正弦交流電 在圖1.52中，將一個(gè)可以繞固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的單匝線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場中，將a，d兩端連接到銅環(huán)上，銅環(huán)通過電刷與電路相連接。當(dāng)線圈在外力作用下在磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中的ab邊和cd邊做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓表顯示電壓值，若將a，d點(diǎn)與電路連接形成閉合回路時(shí)，電路中有電流流過。而bc邊和ad邊在運(yùn)動(dòng)

44、過程中不切割磁感應(yīng)線，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。1.單相交流電的產(chǎn)生圖1.52 單相交流電產(chǎn)生原理圖1.9.1 單相正弦交流電 正弦交流電的電動(dòng)勢、電壓和電流分別可用三角函數(shù)式表示，如式中，小寫字母e，u，i是這些量的瞬時(shí)值。圖1.53為正弦交流電動(dòng)勢的波形圖。 圖1.53正弦交流電動(dòng)勢的波形圖正弦交流電由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。要正確地描述正弦交流電還需知道其周期、頻率和角頻率；相位、初相位和相位差；最大值和有效值這三類數(shù)值，它們統(tǒng)稱為正弦交流電的三要素。2.正弦交流電的三要素圖1.53 正弦交流電動(dòng)勢的波形圖1.9.1 單相正弦交流電(1)周期、頻率和角頻率 正弦量變化一周所需的時(shí)間稱為周期，用T表示，單位

45、為秒（s）。每秒變化的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為赫茲（Hz）。周期和頻率互為倒數(shù)，即 我國和世界上很多國家電網(wǎng)工業(yè)頻率(簡稱工頻)為50 Hz，美國、日本等國家的工頻為60 Hz。高頻加熱爐頻率為200300 kHz。無線電通信頻率為30 kHz3104 MHz。 正弦量變化的快慢還可用角頻率來表示，因?yàn)檎伊恳恢芷趦?nèi)經(jīng)歷弧度為2，所以其角頻率為 它的單位為弧度每秒（rad/s）。1.9.1 單相正弦交流電(2)最大值和有效值 交流電在某一瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，規(guī)定用小寫字母表示，例如e，u，i分別表示正弦電動(dòng)勢、電壓、電流的瞬時(shí)值。在一周期內(nèi)出現(xiàn)的最大瞬時(shí)值稱為最大值，也稱為幅值，分別用

46、字母Em，Um，Im表示。 最大值只是交流電在變化過程中某一瞬間的數(shù)值，不能用來代表交流電在一段較長的時(shí)間內(nèi)做功的平均效果。交流電的有效值是以其熱效應(yīng)與直流電比較后確定的量值。正弦交流電的有效值1A或1V所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與直流電1A或1V所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相同。 工程上通常所說的交流電壓和交流電流的數(shù)值都是指有效值，如某用電器的額定電壓為220 V，某電路的電流為3A。交流電表所測得的數(shù)值一般也是有效值。1.9.1 單相正弦交流電(3)初相位 正弦量在不同時(shí)刻t由于具有不同的(t+)值，正弦量也就變化到不同的數(shù)值，所以(t+)反映出正弦量變化的進(jìn)程，稱為正弦量的相位角，簡稱相位。 t=0時(shí)的相位稱為初相位。初相位決定了t=0時(shí)正弦量的大小和正負(fù)。 在同一線性正弦交流電路中，電壓、電流與電源的頻率是相同的，但初相位不一定相同。 兩個(gè)同頻率的正弦量的相位之差稱為相位差，用表示，如