汽車電工電子基礎(chǔ) 第2版 教案 項目1 直流電路

電子講義第15頁共15頁項目一直流電路任務(wù)一認(rèn)知汽車檢修數(shù)字萬用表【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：DY2201B汽車檢修數(shù)字萬用表的結(jié)構(gòu)和作用；牢記萬用表使用注意事項。核心素養(yǎng)：樹立規(guī)范使用儀表的意識，養(yǎng)成愛護(hù)儀器儀表和精益求精的工作態(tài)度。技能目標(biāo)：具有操作萬用表的能力；具有用萬用表測量電源電壓、電流和電阻的能力?！救蝿?wù)描述】萬用表是電工電子設(shè)備調(diào)試、檢測及維護(hù)不可或缺的工具。常用的萬用表有模擬式和數(shù)字式兩大類，本任務(wù)通過實施多一牌DY2201B汽車檢修數(shù)字萬用表蜂鳴檔的使用，來介紹其使用方法和注意事項。DY2201A的外觀和功能與其相似，可參照使用。【任務(wù)實施】一、器材【任務(wù)實施】練習(xí)使用圖1-2所示的DY2201B數(shù)字萬用表蜂鳴檔?！救蝿?wù)實施】a）b）圖1-2多一牌DY2201B汽車檢修數(shù)字萬用表結(jié)構(gòu)前面板b）背部結(jié)構(gòu)1—數(shù)字液晶顯示屏2—Power（電源開關(guān)）按鈕3—檔位選擇旋鈕4—mA電流測量紅表筆插孔5—晶體管放大倍數(shù)測試引腳插孔6—20A電流測量紅表筆插孔7—Hold（鎖屏）按鈕8—黑表筆插孔9—測量VΩHzC紅表筆插孔10—表筆1．插入表筆把紅表筆插入DY2201B數(shù)字萬用表的VΩHzC插孔，黑表筆插入COM插孔，如圖1-3所示。2．選擇檔位旋轉(zhuǎn)檔位選擇旋鈕，旋鈕上的指示點(diǎn)指向蜂鳴器檔位，如圖1-4所示。3．打開電源按下Power鍵，顯示屏顯示“1”的字樣。4．檢測將紅、黑表筆的測量端短接，如圖1-5所示?？梢月牭椒澍Q器發(fā)出聲音，并且，顯示屏顯示“0”數(shù)字。表示數(shù)字萬用表的蜂鳴器檔及表筆正常，如果聽不到蜂鳴器發(fā)出的聲音，且顯示屏仍舊顯示“1”，說明表筆或萬用表異常，需要檢查。圖1-3插入紅、黑表筆圖1-4選擇蜂鳴器檔位圖1-5紅黑表筆測量端短接5．儀表歸位檢測完畢，按下Power鍵，關(guān)斷電源，并把檔位選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流電壓檔的最大檔位，收好表筆，把萬用表及表筆放置指定位置?！緳z測評價】檢測評價如表1-1所示表1-1檢測評價序號實操活動步驟評分細(xì)則分值得分1準(zhǔn)備工作插入表筆檢查表筆，把表筆置于正確位置45選擇檔位動作規(guī)范合理，正確選擇檔位打開電源動作規(guī)范合理，正確打開電源2短接測試選擇蜂鳴檔紅、黑表筆短接動作規(guī)范合理，正確打開檔位，正確短接紅、黑表筆，不能長時間短接353素養(yǎng)提升愛護(hù)儀器儀表規(guī)范使用并愛護(hù)儀表，具有珍惜、愛護(hù)儀器儀表的工作態(tài)度5安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把萬用表歸位，并進(jìn)行工位清潔和整理54時間操作時間為20min操作時間為20分鐘，每超過1分鐘扣1分。10合計100說明：每項分都是扣完為止；【知識鏈接】一、DY2201B的各測量檔位名稱介紹DY2201B的各測量檔位名稱如圖1-6所示。圖1-6DY2201B數(shù)字萬用表各測量檔位名稱想一想：你會用想一想：你會用圖1-2中的數(shù)字萬用表測量任務(wù)一中汽車前照燈電路中的一些物理量嗎？二、DY2201B使用注意事項1．在使用數(shù)字萬用表前一定要先仔細(xì)閱讀使用說明書，了解數(shù)字萬用表面板的各檔位功能。2．?dāng)?shù)字萬用表開機(jī)后，若液晶顯示器不顯示，則應(yīng)檢查數(shù)字萬用表所使用的電池是否正常，內(nèi)部熔絲有無熔斷。3．測量前一定要根據(jù)要求，把表筆插入數(shù)字萬用表上的對應(yīng)孔位，并選擇正確的檔位。測量電路電流時，數(shù)字萬用表要串接至待測電路中，紅表筆是電流流入，黑表筆是電流流出；測量電壓時，數(shù)字萬用表要并接在待測電路或元件兩端。不能誤用電阻檔或電流檔去測電壓，否則極易燒壞萬用表。4．如果不知道被測電壓或電流的大小，應(yīng)先用最高量程檔進(jìn)行估測，再選用合適的量程檔來測試。所選用的量程檔愈靠近被測元件的真實值，測量的數(shù)值就愈準(zhǔn)確。5．測量電阻時，要先關(guān)閉電路電源連接，斷開該電阻回路，不要雙手同時觸及元件裸露的兩端（或兩支表棒的金屬部分），以免人體電阻與被測電阻并聯(lián)，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。6．測量高電壓時應(yīng)單手操作，即把黑表筆預(yù)先固定，再用一只手持紅表筆去觸試另一端。若輸入插口旁邊有數(shù)字和警告符號顯示，表明輸入電壓超過規(guī)定值，可能危及人身與儀表安全，應(yīng)立刻停止操作。7．?dāng)?shù)字萬用表使用完畢后，應(yīng)將檔位撥至交流電壓最高量程檔后再關(guān)閉電源開關(guān)，以防下次使用時因錯誤操作而損壞儀表。項目一直流電路任務(wù)二連接汽車前照燈控制電路【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：1)識別汽車前照燈控制電路的結(jié)構(gòu)；電動勢、電位、電功率、負(fù)載額定值等基本定義；3種工作狀態(tài)。核心素養(yǎng)：愛護(hù)器材設(shè)備、儀器儀表和工量具等，養(yǎng)成節(jié)約耗材的工作習(xí)慣和勤儉樸素的生活作風(fēng)。技能目標(biāo)：1)掌握電路原理圖的畫法，會連接汽車前照燈控制電路；2)具有用萬用表檢測易熔絲、斷電器和熔絲是否損壞，能使用測度試燈對電路進(jìn)行測試，判斷電路是否異常；3)人使用剝線鉗，能修理或更換插?！救蝿?wù)描述】汽車前照燈根據(jù)照射距離的不同分為近光燈和遠(yuǎn)光燈。科魯茲汽車前照燈安裝位置見圖1-1所示，汽車前方各裝有1只近光燈泡和1只遠(yuǎn)光燈泡。通過任務(wù)實施連接前照燈控制電路，來分析電路、電流、電壓、電動勢、電位、電功率、負(fù)載額定值等基本概念以及電路三種工作狀態(tài)?！救蝿?wù)實施】一、器材連接汽車前照燈控制電路所需器材如表1-2。表1-2連接汽車前照燈（用普通燈泡代替）控制電路所需器材序號名稱實物圖序號名稱實物圖1導(dǎo)線6開關(guān)（任務(wù)實施代替開關(guān)）（車上實際使用燈組合控制開關(guān)）2斜口鉗3剝線鉗7數(shù)字萬用表4熔絲8燈泡（任務(wù)實施代替燈泡）（實際前照燈）5蓄電池二、用數(shù)字萬用表檢查元件用數(shù)字萬用表檢查元件方法如表1-3所示。表1-3數(shù)字萬用檢查元件序號檢測元件檢測示意圖讀數(shù)元件好壞1熔絲：把紅黑表筆分別插入數(shù)字萬用表的VΩHzC和COM插孔；把檔位旋鈕置于測二極管和蜂鳴器檔；打開電源；把紅黑表筆與熔絲的兩個引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄2燈組合控制開關(guān)（這里用普通開關(guān)替換）：萬用表操作同上，檢測如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄（斷開與閉合）3前照燈電阻測量：表筆插入同上；把檔位旋鈕置于測電阻200Ω檔；打開電源；把紅黑表筆與前照燈的兩個引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄4蓄電池電壓檢查：表筆插入同上；把檔位旋鈕置于測直流電壓20V檔；打開電源；把紅黑表筆與蓄電池的兩個正、負(fù)引腳并接，如示意圖所示，觀察萬用表讀數(shù)并記錄三、汽車前照燈控制電路連接步驟汽車前照燈控制電路連接步驟如表1-4所示。表1-4汽車前照燈控制電路連接步驟序號實施項目實施示意圖1根據(jù)電路連接需要，用斜口鉗裁剪合適長度的導(dǎo)線2按要求用剝線鉗剝離裁剪下導(dǎo)線兩端的絕緣皮3456789101112打開數(shù)字萬用表1、2的電源，把燈組合控制開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察前照燈、數(shù)字萬用表1、2的現(xiàn)象，并記錄13把燈組合開關(guān)置于OFF位置，對調(diào)數(shù)字萬用表1、2的紅黑表筆位置，再次接通萬用表電源，并把燈組合控制開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察前照燈、數(shù)字萬用表1、2的現(xiàn)象，并記錄14實訓(xùn)完畢，關(guān)斷電源，按要求斷開連接導(dǎo)線，收好器件和儀表15實車電路連接圖 【檢測評價】檢測評價如表1-5所示。表1-5檢測評價序號 實操活動 步 驟 評分細(xì)則 分值 得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實訓(xùn)相關(guān)器材、儀表等102連接電路裁剪導(dǎo)線和剝離絕緣皮動作規(guī)范合理，導(dǎo)線裁剪長度合適，絕緣皮剝離長度合適10安裝表筆和選擇數(shù)字萬用表檔位動作規(guī)范合理，正確安裝表筆，正確選擇檔位15連接相關(guān)電路動作規(guī)范合理，正確連接線路，正確連接數(shù)字萬用表1，正確連接數(shù)字萬用表2153通電測試接通電路，觀察燈泡是否點(diǎn)亮，并觀察數(shù)字萬用表數(shù)值變化動作規(guī)范合理，通電燈亮，萬用表有讀數(shù)204素養(yǎng)提升勤儉節(jié)約意識裁剪導(dǎo)線選擇不宜過長，耗材選擇不宜過量，具有節(jié)儉節(jié)約的工作意識和行為習(xí)慣10安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把器材儀表歸位，進(jìn)行工位清潔和整理105時間操作時間為25min每超過1min扣1分10合計100一、電路由表1-4，步驟8的實施示意圖:蓄電池、前照燈、熔絲、前照燈控制開關(guān)、數(shù)字萬用表1（在汽車上沒用）、連接導(dǎo)線就構(gòu)成一個完整的電路。電路是電流流經(jīng)的途徑，表1-4，序號12的實施示意圖中萬用表1的讀數(shù)1.51A，就是指汽車前照燈工作時，所流過該電路電流的大小。一個完整的電路通常是由供電設(shè)備（如蓄電池）、負(fù)載（如車燈）、中間環(huán)節(jié)3部分組成。供電設(shè)備俗稱電源，它是為電路提供電能的設(shè)備或器件，一般分為直流和交流兩種供電設(shè)備。由交流電源供電的電路叫交流電路；由直流電源供電的電路叫直流電路，本項目主要介紹直流供電電路。負(fù)載也稱用電器，是消耗電能的裝置。如汽車上的前照燈就是一種將電能轉(zhuǎn)換成為光能的負(fù)載。連接電源和負(fù)載的部分統(tǒng)稱為中間環(huán)節(jié)，起傳輸和調(diào)節(jié)電能的作用。中間環(huán)節(jié)包括連接導(dǎo)線（實際設(shè)備是用連接線束，如圖1-7所示）和電氣控制器件等。導(dǎo)線是連接電源、負(fù)載和其他電器元件的金屬線，常用的有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線等；電氣控制器件是對電路進(jìn)行控制的元器件，雪佛蘭科魯茲汽車前照燈供電電路常用的器件有車燈組合開關(guān)見圖1-1C，繼電器或熔絲見圖1-1b。圖1-7汽車上的電路連接線束二、電路原理圖的建立表1-4中，各序號的實施示意圖是用導(dǎo)線把各元件、儀表的實物連接起來，稱為電路實物圖。在實際應(yīng)用中，由于一些元件實物尺寸大、畫法繁瑣，不利于電路圖制作和分析，故要尋找用一些簡單的電氣符號來替代描述實際的元件。用電氣符號替代實物描述電路連接的圖，稱為電路原理圖，簡稱電路圖。對于表1-4，序號8的實施示意圖中各元件對應(yīng)的電氣符號如表1-6所示。表1-6前照燈連接電路各元件對應(yīng)的電氣符號序號 元件實物 電氣符號序號 元件實物 電氣符號142536根據(jù)表1-6所對應(yīng)的符號，我們可以把表1-4，序號8和12的實施示意連接圖轉(zhuǎn)化成如圖1-8所示的電路圖。a）b）圖1-8汽車前照燈電路原理圖a）序號8開關(guān)處于OFF狀態(tài)b）序號12開關(guān)處于ON狀態(tài)電工學(xué)中，常見各種器件所對應(yīng)的電氣符號及文字符號如表1-7所示。表1-7常見各種器件所對應(yīng)的電氣圖形符號及文字符號名稱 電氣 文字符號 符號名稱 電氣 文字符號 符號名稱 電氣 文字符符號電池E電阻R電容C電壓源Us可調(diào)電阻R可變電容C電流源Is電位器RP空心線圈L發(fā)電機(jī)開關(guān)S鐵心線圈L三、直流電路的基本物理量1．電流表1-4，步驟12中，當(dāng)燈組合開關(guān)接通時，前照燈亮，數(shù)字萬用表1在測電流檔位上有讀數(shù)1.51A，表明電路中有電流流過。電流是一個矢量，既有大小，又有方向。表1-4步驟12中萬用表1的讀數(shù)1.51A就是表示流經(jīng)該電路電流的大小。電流大小是表示帶電粒子定向運(yùn)動強(qiáng)弱的物理量，是指在單位時間（一定時間）通過導(dǎo)體橫截面的電荷量的多少，用I表示即電流的單位為安培，簡稱安，用符號A表示單位換算：1A=103mA=106μA電荷量的符號是Q，單位的名稱是庫倫，簡稱庫，用符號C表示。電流的方向：表1-4，序號12、13中萬用表1的顯示數(shù)字，可以直觀說明電流方向的存在，兩序號中的數(shù)字萬用表1的顯示大小相等，均為1.51，但它們卻有正負(fù)之分，序號13中的數(shù)字前有顯示“-”，即兩表的電流方向相反。習(xí)慣上把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向，因此，自由電子和負(fù)離子移動的方向與電流方向相反。將大小和方向都不隨時間變化的電流稱之為穩(wěn)衡電流，簡稱直流；將大小和時間都隨時間作相應(yīng)變化的電流，稱為交變電流，簡稱交流。直流/交流波形如圖1-9所示。b)圖1-9直流與交流a）直流電b)交流電2．電壓兩種不同極性的分離電荷之間可產(chǎn)生電場，電壓就是指在電場力的作用下把單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱為a、b兩點(diǎn)之間的電壓（a、b是電場中的任意兩點(diǎn)），記為Uab，電壓產(chǎn)生的機(jī)理如圖1-10所示。a）b）c）圖1-10電壓產(chǎn)生機(jī)理a）電壓為零b）低電壓c）高電壓表1-4步驟12中的數(shù)字萬用表2的讀數(shù)10.72V就是指加在前照燈兩端的電壓。圖1-8b中的Uab表示a，b兩點(diǎn)間的電壓，方向是從a點(diǎn)指向b點(diǎn)。電壓大小是指當(dāng)外電路閉合時，外電路中形成電場，在電場力的作用下，電荷經(jīng)外電路定向移動形成電流I，電場力移動電荷做功能力的大小即為電壓的大小，用U表示。電壓的單位為伏特，簡稱伏（V）。比伏（V）更大的單位有千伏（KV）、兆伏（MV），其換算單位為1kV=103V，1MV=106V為方便理解，這里可以借助常見的水壓與水流的關(guān)系來描述電壓與電流的關(guān)系，如圖1-11所示。圖1-11a的中上圖，由于水槽兩邊的水位相同，不存在水壓，所以沒有水流；下圖，因存在水壓，所以產(chǎn)生水流。圖1-11b的中上圖，由于沒有電源，電路中不存在電壓差，所以沒有電荷的移動，導(dǎo)致燈不亮；下圖，由于電源正、負(fù)極間存在著電壓，電路中有正電荷由正極流向負(fù)極（實際上是電子由負(fù)極流向正極。）形成電流，從而使燈發(fā)光。a）b）圖1-11水壓與水流和電壓與電流的關(guān)系a）水壓形成水流b）電壓產(chǎn)生電流比伏（V）更大的單位有千伏（kV）、兆伏（MV），其單位換算為：1kV=103V，1MV=106V電壓的方向：正方向是由“+”極性（高電位）指向“－”極性（低電位），即表示電位降落的方向（表1-4中的序號12、13中的數(shù)字萬用表2的顯示數(shù)字，可以形象說明電壓方向的存在，雖然兩圖中的數(shù)字萬用表2的讀數(shù)大小相等均為10.72V，但卻有正負(fù)之分，序號13中的數(shù)字萬用表的數(shù)字前有顯示“-”，表示數(shù)字萬用表紅表筆連接的順序與電壓的指向相反）。3．電位物理學(xué)中的電位又稱為電勢，電路中每一點(diǎn)都有一定的電位。衡量電位高低必須有一個計算電位的起點(diǎn)，即參考點(diǎn)，稱為零電位點(diǎn)，該點(diǎn)電位為0V，即V0=0V。不同點(diǎn)的電位用字母V加下標(biāo)表示，如圖1-8的b中Va和Vb，電壓Uab=Va-Vb，即a、b兩點(diǎn)間的電壓等于a、b間的電位差。電路中的零參考點(diǎn)可以任意選取，計算某點(diǎn)的電位就為該點(diǎn)到零參考點(diǎn)之間的電壓。一般取大地為參考點(diǎn)或電子線路公共點(diǎn)（車架、機(jī)殼），汽車電路中通常我們將蓄電池負(fù)極作為零電位點(diǎn)，也稱為搭鐵點(diǎn)，用符號“⊥”表示。如圖1-12所示為科魯茲車上的搭鐵點(diǎn)。搭鐵點(diǎn)搭鐵點(diǎn)討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？圖1-12科魯茲車上搭鐵點(diǎn)討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？4．電動勢電動勢是指在電源內(nèi)部，非靜電力（電源力）將正電荷從負(fù)極移到正極所做的功W與其電荷量Q之比稱為電動勢，用E表示。電動勢只存在于電源內(nèi)部。電動勢的單位為伏特，簡稱伏，用符號V表示電動勢方向：在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。一般情況下，電源的端電壓總是低于電源內(nèi)部的電動勢，只有當(dāng)電源開路時，電源的端電壓才與電源的電動勢相等。5．電功率電功率是電流在單位時間內(nèi)所做的功，其物理意義是衡量電路組件或設(shè)備在單位時間內(nèi)吸收或發(fā)出的電能。用字母P表示，單位為瓦特（W）。計算公式：請你根據(jù)表1-4，序號12中數(shù)字萬用表1、2的讀數(shù)，利用上式計算一下前照明燈的功率為多少瓦？注意：通用情況為純電阻電路，因為后兩個式子由歐姆定律推導(dǎo)，而歐姆定律是針對純電阻而言。歐姆定律在后面介紹。注意：通用情況為純電阻電路，因為后兩個式子由歐姆定律推導(dǎo)，而歐姆定律是針對純電阻而言。歐姆定律在后面介紹。討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？6．負(fù)載額定值電氣設(shè)備安全工作時所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為他們的額定電流、額定電壓和額定功率。一般元件和設(shè)備的額定值都標(biāo)在明顯位置，如汽車前照明燈上有標(biāo)識其功率和耐壓等。如圖1-13所示，表示該前照燈的額定工作電壓為12V，功率為90W（近光燈）或100W（遠(yuǎn)光燈）。圖1-13前照燈的參數(shù)標(biāo)注示意圖四、電路的三種工作狀態(tài)1．通路(也稱閉路)表1-4，步驟12中，燈組合開關(guān)處于接通狀態(tài)，蓄電池、熔絲、燈組合開關(guān)、數(shù)字萬用表1、前照燈構(gòu)成閉合回路，前照燈點(diǎn)亮，電路中有電流通過，數(shù)字萬用表1有讀數(shù)，這種電路工作狀態(tài)稱為通路。通路狀態(tài)下，各用電設(shè)備可正常工作。2．?dāng)嗦罚ㄒ卜Q開路）斷路可分為控制性斷路和故障性斷路。表1-4，步驟8中的實施示意圖就是控制性斷路。電路中的燈組合開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)，使得蓄電池、熔絲、燈組合開關(guān)、數(shù)字萬用表1、車燈未能構(gòu)成閉合回路，造成電路中無電流通過，前照燈不亮，數(shù)字萬用表1的讀數(shù)為0。控制性斷路是人們根據(jù)需要利用開關(guān)將處于通路狀態(tài)的電路切斷，使其停止工作。故障性斷路是一種突發(fā)性的、故障情況下的斷路狀態(tài)，例如，電源與負(fù)載之間連線松脫，如圖1-14所示，或負(fù)載損壞，如車燈燈絲燒斷等。圖1-14電源與負(fù)載之間連線松脫3．短路短路通常分為電路短路狀態(tài)（事故狀態(tài)）和檢修過程中常用的“短接”狀態(tài)。表1-4，步驟13所示，在連接電路時，誤把數(shù)字萬用表2的直流檔當(dāng)做電壓檔，把它并在前照燈兩端，由于數(shù)字萬用表在直流檔位的內(nèi)阻很小，導(dǎo)致前照燈被數(shù)字萬用表短路，造成流經(jīng)電路的電流過大而燒毀熔絲。通常把電源輸出的電流不經(jīng)過負(fù)載，只經(jīng)過連接導(dǎo)線直接流回電源，或電源輸出的電流經(jīng)過被擊穿的負(fù)載直接流回電源的狀態(tài)叫做短路狀態(tài)，這是一種事故狀態(tài)。電路出現(xiàn)這種短路可能會導(dǎo)致災(zāi)難性事故，如汽車自燃、火災(zāi)等，故這種狀態(tài)是必須避免發(fā)生的。在實際應(yīng)用場合，當(dāng)出現(xiàn)電路短路時，一定要先查找引起短路的故障點(diǎn)后再重新連接線路。在電路檢修過程中我們經(jīng)常用到一種短接方法來檢查某個元件是否損壞。如前照燈電路中出現(xiàn)前照燈不亮的故障，檢查燈具沒有完好，為了檢查是否開關(guān)故障，可以用導(dǎo)線短接開關(guān)兩端，若燈亮則說明是開關(guān)故障。這是調(diào)試電工電子電路常用的一種簡單方法。項目一直流電路任務(wù)三認(rèn)識與測量常見電阻【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：辨析汽車上常見電阻的種類與作用，掌握其表示方法；理解電阻、電阻率的概念，會運(yùn)用電阻的計算公式。核心素養(yǎng)：懂得比較、研究、舉一反三，訓(xùn)練養(yǎng)成會拓展延伸的思維方式，培養(yǎng)對比自學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。技能目標(biāo)：具有熟讀色環(huán)電阻阻值的能力；具有利用萬用表測量汽車上常用電阻阻值的能力。建議課時：4課時?！救蝿?wù)描述】通過利用數(shù)字萬用表測量前照燈（任務(wù)一實施代替燈泡）電阻值，來介紹電阻、電阻率概念，電阻的計算公式，汽車上常見特殊電阻及其檢測方法。【任務(wù)實施】一、器材DY2201B數(shù)字萬用表、前照燈二、步驟前照燈電阻測量步驟如表1-8所示。表1-8前照燈電阻測量步驟測量描述示意圖讀 數(shù)備 注1把紅、黑表筆分別插入數(shù)字萬用表VΩHzCCOM插孔；把檔位旋鈕置20Ω把紅、黑表筆與前照燈的兩個引腳并接，如右圖所示，測量前照燈在冷態(tài)下的電阻值，觀察萬用表讀數(shù)并記錄2檢測完畢，按下Power按鈕，關(guān)斷電源，并把檔位選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流電壓檔的最大檔位，收好表筆，把萬用表及表筆放置在指定位置三、測量注意事項1．測量前，應(yīng)先把兩支表筆短接，觀察數(shù)字萬用表顯示屏上的讀數(shù)，正常時應(yīng)為0，如果不為0，要記錄下數(shù)值；如果還是顯示1，表示數(shù)字萬用表的表筆損壞或數(shù)字萬用表自身有故障，需檢查確認(rèn)。2．當(dāng)數(shù)字萬用表顯示屏上顯示的數(shù)值，為“0”時，表示檔位可能打得太大，為“1”時，可能檔位打得過小或前照燈燈絲熔斷。【檢測評價】檢測評價如表1-9所示序號 實操活動 步 驟 評分細(xì)則 分值 得分1準(zhǔn)備工作插入表筆檢查表筆，把表筆置于正確位置35選擇檔位動作規(guī)范合理，正確選擇檔位打開電源動作規(guī)范合理，正確打開電源2短接測試檔位選擇電阻檔紅、黑表筆短接動作規(guī)范合理，正確選擇檔位，正確測量前照燈電阻353素養(yǎng)提升類比和創(chuàng)新會分析各類型電阻，進(jìn)行比較、研究，具備自學(xué)習(xí)慣和創(chuàng)新意識104時間安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把萬用表歸位，進(jìn)行工位清潔和整理10操作時間為20min每超過1min扣1分10合計100說明：每項分都是扣完為止表1-9檢測評價一、電阻日常生活中常見的電器（燈泡、汽車前照燈、電爐等）都存在電阻，如表1-8中前照燈的電阻為2.07Ω（冷態(tài)狀態(tài)）；用于連接電路的導(dǎo)線也存在電阻，蓄電池內(nèi)部也存在電阻（這也是為什么蓄電池即使沒用，但在放置一段時間后，其電量也會下降的原因）。帶電粒子在導(dǎo)體中運(yùn)動會遇到阻礙作用，我們把這種導(dǎo)體對電流通過時的阻礙作用稱為電阻，用符號“R”或“r”表示。電阻的單位是歐姆，用字母“Ω”來表示，這是以科學(xué)家歐姆的名字來命名的，常用單位還有千歐（KΩ）、兆歐（MΩ）。電阻的單位換算：1MΩ=1x103kΩ，1kΩ=1×103Ω注意：注意：電阻是任何一種導(dǎo)體都客觀存在的，它不隨導(dǎo)體兩端的電壓變化而變化，即使導(dǎo)體兩端沒有電壓（即沒有接入電路），導(dǎo)體中的電阻仍然存在。討論：電位和電壓有什么異同點(diǎn)？二、電阻率物體導(dǎo)電性能的優(yōu)劣一般是用電阻率ρ來衡量。通常我們將電阻率低（導(dǎo)電性能好）的物體稱為導(dǎo)體，電阻率很高（導(dǎo)電性能差）的物體稱為絕緣體，導(dǎo)體和半導(dǎo)體都是好的電工材料，而介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體稱為半導(dǎo)體（模塊四中介紹）。貴重金屬的電阻率小，導(dǎo)電性能都比較好，表1-10中列舉幾種常見的金屬在常溫（20℃）下的電阻率。表1-10常溫下各金屬的電阻率（單位Ω·m）物質(zhì)電阻率物質(zhì)電阻率銀1.586銅1.678金2.400鋁2.655鎂4.450鎢5.650鋅5.196鈷6.640鎳6.840鐵9.71各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。通常來說，金屬的電阻率隨溫度增加而增加；電解液、半導(dǎo)體和絕緣體相反；而有些合金，幾乎不變化。實驗證明：當(dāng)溫度一定時，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度L成正比，跟導(dǎo)體的粗細(xì)成（橫截面積S）反比，并且與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)。即：三、認(rèn)識汽車上所用的特殊電阻及檢測汽車上通常會用一些特殊的電阻，來執(zhí)行一些控制功能，如：空調(diào)調(diào)速、油量檢測、溫度檢測等等。下面介紹這些特殊電阻特性及檢測方法：1．可調(diào)電阻器當(dāng)我們調(diào)節(jié)汽車上的空調(diào)調(diào)速旋鈕或冷暖調(diào)節(jié)旋鈕時，如圖1-15所示，空調(diào)的風(fēng)速或車內(nèi)的溫度會發(fā)生變化。這種變化，實際上就是通過旋轉(zhuǎn)來改變電阻值，進(jìn)而控制風(fēng)速或車內(nèi)設(shè)定溫度的變化。我們把阻值可以調(diào)整的電阻器，稱為可變電阻器。其常見實物和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-16所示。風(fēng)速調(diào)節(jié)旋鈕冷暖調(diào)節(jié)旋鈕風(fēng)速調(diào)節(jié)旋鈕冷暖調(diào)節(jié)旋鈕圖1-15汽車上的空調(diào)風(fēng)速和冷暖調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)電阻器的檢測方法可以利用數(shù)字萬用表的電阻檔進(jìn)行。檢測方法同汽車前照燈電阻測量類似，只不過，因可變電阻器有三個引腳，檢測時，表筆要與圖1-16所示可調(diào)電阻的動片、定片引腳并接，如圖1-17所示。a）b）圖1-17可變電阻器阻值測量示意圖圖1-16可變電阻器外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)a）實物圖b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖同時，旋轉(zhuǎn)旋鈕，觀察數(shù)字萬用表顯示屏顯示的數(shù)字是否會隨旋鈕的旋轉(zhuǎn)而變化，會變化則表示可變電阻器正常，不會變化則表示損壞。2．熱敏電阻當(dāng)汽車運(yùn)行或行駛一段時間后，我們會發(fā)現(xiàn)汽車上的溫度指示儀上的指示會發(fā)生變化，如圖1-18所示，a圖表示溫度指示，b圖為熱敏電阻安裝位置。實際上這種變化就是汽車運(yùn)行一段時間后，其內(nèi)部的冷卻水溫度升高，導(dǎo)致檢測元件的阻值發(fā)生變化，進(jìn)而控制溫度指示變化，我們把阻值會隨著溫度的變化而變化的電阻，稱為熱敏電阻。它又可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。水溫傳感器水溫傳感器a）b）圖1-18熱敏電阻在汽車上的應(yīng)用a）汽車上的溫度指示b）科魯茲汽車上的水溫傳感器正溫度系數(shù)熱敏電阻是一種阻值隨著溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小的電阻器，如熱吹風(fēng)機(jī)的電阻絲、車燈的燈絲等。一些常見的正溫度系數(shù)的熱敏電阻實物和符號如圖1-19所示。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是一種阻值隨著溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大的電阻器，如汽車上水溫傳感器、車內(nèi)及車外溫度傳感器等。一些常見的副溫度系數(shù)的熱敏電阻實物和符號如圖1-20所示。a）b）a）b）圖1-19正溫度系數(shù)熱敏電阻圖1-20負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻a）實物圖b）PTC符號a）實物圖b）NTC符號檢測熱敏電阻的阻值分兩次進(jìn)行：一是在常溫下測量阻值，把數(shù)字萬用表打到電阻檔，表筆與待測電阻兩個引腳并接后，讀出顯示屏上顯示的數(shù)值；二是對熱敏電阻進(jìn)行加熱，待熱敏電阻溫度上升后，再次測量其阻值，并觀察兩次測量值，如果兩次所測量的阻值不一樣，表明熱敏電阻正常；若前后兩次測量的阻值一樣，則表明熱敏電阻損壞。3．光敏電阻器安裝在汽車風(fēng)窗玻璃下面用于感應(yīng)外部光線的器件稱為光敏電阻。光敏電阻是一種阻值隨光線的強(qiáng)弱而發(fā)生變化的電阻器，在無光時，阻值無窮大，有光照射時阻值迅速減小。其形狀及符號如圖1-21所示。a）b）圖1-21光敏電阻a）形狀b）符號光敏電阻的檢測方法同汽車前照燈電阻測量類似，檢測時，在器件不接收光線下測量一下光敏電阻的阻值，接著，讓器件接收光線，再次測量其阻值，并觀察兩次測量值，如果兩次所測量的阻值不一樣，表明光敏電阻正常；若前后兩次測量的阻值一樣，則表明光敏電阻損壞。4．壓敏電阻器進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器在汽車上應(yīng)用于進(jìn)氣歧管絕對壓力的傳感器，屬于壓敏電阻，其安裝安裝位置、形狀和符號如圖1-22所示，壓敏電阻是一種阻值對電壓敏感的電阻器，其阻值的大小隨著電壓變化而變化，當(dāng)電壓在一定的范圍內(nèi)，電阻阻值很大，電阻中通過電流很小。當(dāng)電壓超過額定值時，阻值迅速減小，有電流通過，呈低阻狀態(tài)。進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器uua）b）c）圖1-22壓敏電阻及應(yīng)用a）壓敏電阻汽車上的安裝位置b）形狀c）符號5．濕敏電阻器濕敏電阻符號和形狀如圖1-23所示，它是對環(huán)境濕度敏感的電阻，其阻值大小會隨著濕度變化，分正濕度系數(shù)濕敏電阻和負(fù)濕度系數(shù)濕敏電阻。濕度越大，阻值越大，反之越小，為正濕度系數(shù)濕敏電阻。如濕度越小，阻值增大，為負(fù)濕度濕敏電阻。a）b）圖1-23濕敏電阻a）符號b）形狀四、色環(huán)電阻阻值的讀取在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，廣泛采用在電阻上標(biāo)顏色的方法來注明其阻值，這種采用標(biāo)顏色的電阻稱為色環(huán)電阻。色環(huán)電阻常見的有4色環(huán)如圖1-24所示和5色環(huán)如圖1-25所示。色環(huán)電阻值的讀取根據(jù)顏色所代表的數(shù)值直接讀取，顏色代表的數(shù)值如表1-11所示。對于4色環(huán)前兩環(huán)的顏色為有效數(shù)字，第三環(huán)為乘數(shù)環(huán)，為10的n次方（其中，n為顏色代表的數(shù)值），第四環(huán)為誤差環(huán)。對于5色環(huán)，前三環(huán)的顏色為有效數(shù)字，第四環(huán)為乘數(shù)環(huán)，為10的n次方（其中，n為顏色代表的數(shù)值），第五環(huán)為誤差環(huán)。橙色：誤差環(huán)紅色：乘數(shù)（x10的2次方）藍(lán)色：有效數(shù)字黃色：有效數(shù)字橙色：誤差環(huán)紅色：乘數(shù)（x10的2次方）藍(lán)色：有效數(shù)字黃色：有效數(shù)字圖1-244色環(huán)電阻樣式對于圖1-24所示的色環(huán)電阻，第一環(huán)為黃色，其數(shù)值為4，第二環(huán)為藍(lán)色，其數(shù)值為6，第三環(huán)為紅色，其數(shù)值為2，所以其阻值為46×102Ω。橙色：：乘數(shù)（x10的3次方）紅色：有效數(shù)字藍(lán)色：有效數(shù)字黃色：有效數(shù)字橙色：：乘數(shù)（x10的3次方）紅色：有效數(shù)字藍(lán)色：有效數(shù)字黃色：有效數(shù)字圖1-255色環(huán)電阻樣式，最后一環(huán)代表誤差環(huán)對于圖1-25所示的色環(huán)電阻，第一環(huán)為黃色，其數(shù)值為4，第二環(huán)為藍(lán)色，其數(shù)值為6，第三環(huán)為紅色，其數(shù)值為2，第四環(huán)為橙色，其數(shù)值為3，所以其阻值為462×103Ω。表1-11色環(huán)表示法顏色一環(huán)二環(huán)三環(huán)四環(huán)棕11101±1％紅22102±2％橙33103黃44104綠55105藍(lán)66106紫77107灰88108白99109黑0100金10-1±5％銀10-2±10％無色±20％項目一直流電路任務(wù)四認(rèn)知與運(yùn)用歐姆定律【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：理解歐姆定律的定義，掌握歐姆定律在實際電路中的應(yīng)用和計算。核心素養(yǎng)：通過認(rèn)真細(xì)致的實踐操作，養(yǎng)成認(rèn)真讀數(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)記錄、計算數(shù)值、驗證結(jié)果、規(guī)范操作的學(xué)習(xí)態(tài)度。技能目標(biāo)：熟悉測量電路中各物理量，并能運(yùn)用歐姆定律驗證測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果。建議課時：4課時?！救蝿?wù)描述】通過利用連接汽車前照燈控制電路，并借助數(shù)字萬用表測量前照燈電阻、前照燈通過的電流和電壓來學(xué)習(xí)部分電路和全電路歐姆定律。【任務(wù)實施】利用數(shù)字萬用表測量流過汽車前照燈控制電路中電流、電壓和前照燈電阻。一、器材所需器材見表1-2。二、步驟汽車前照燈控制電路連接及電流、電壓測量步驟如表1-12所示。表1-12汽車前照燈控制電路連接及電流、電壓測量步驟步 驟 實施項目 實施示意圖1根據(jù)電路連接需要，用斜口鉗裁剪合適長度的導(dǎo)線2按要求用剝線鉗剝離裁剪下來的導(dǎo)線兩端的絕緣皮3456 【檢測評價】檢測評價如表1-13所示表1-13檢測評價序號 實操活動 步 驟 評分細(xì)則 分值 得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實訓(xùn)相關(guān)器材、儀表等102連接電路裁剪導(dǎo)線和剝離絕緣皮動作規(guī)范合理，導(dǎo)線裁剪長度合適，絕緣皮剝離長度合適10安裝表筆和選擇數(shù)字萬用表檔位動作規(guī)范合理，正確安裝表筆，正確選擇檔位15連接電路動作規(guī)范合理，正確連接線路，正確連接數(shù)字萬用表1，正確連接數(shù)字萬用表2153通電測試接通電路，觀察燈泡是否點(diǎn)亮，并觀察數(shù)字萬用表數(shù)值變化動作規(guī)范合理，通電燈亮，萬用表有讀數(shù)204素養(yǎng)提升細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真細(xì)致地實踐操作，認(rèn)真讀數(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)記錄、計算數(shù)值、驗證結(jié)果、規(guī)范操作10安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把器材儀表歸位，進(jìn)行工位清潔和整理105時間操作時間為25min每超過1min扣1分10合計100【知識鏈接】歐姆定律是指電路中的電流大小與所加的電壓成正比，而與電路的電阻成反比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為由公式可知，1V的電壓通過1Ω的電阻，其電流大小為1A。在公式中，符號I代表流過電阻的電流，單位為A（安培）；U表示加在電阻（負(fù)載）兩端的電壓（電位差），單位為伏特（V）；R代表電路中的電阻，單位為歐姆（Ω）。一、部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律是在計算外電路的物理參數(shù)時將電源看做理想電源，忽略其內(nèi)阻，如圖1-25中，流過汽車前照燈上的電流與加在前照燈兩端的電壓成正比，與前照燈的電阻成反比。Va等效電路圖Va等效電路圖aUab=10.72VVUab=10.72VVI=1.5AI=1.5AAVbAVbbb圖1-25部分電路歐姆定律例1-1：已知科魯茲前照燈燈泡的端電壓為12V，通過燈絲的電流為5A，利用部分電路歐姆定律計算燈絲的電阻約為多少歐姆？解：本題中已知電壓和電阻，直接應(yīng)用部分電路歐姆定律求得：想一想：在任務(wù)三表1-3中，曾用數(shù)字萬用表測量過燈泡電阻值，表1-4步驟12測過蓄電池電壓值，根據(jù)歐姆定律想一想：在任務(wù)三表1-3中，曾用數(shù)字萬用表測量過燈泡電阻值，表1-4步驟12測過蓄電池電壓值，根據(jù)歐姆定律，請你計算電流值，所計算的結(jié)果再與表1-4步驟12中的數(shù)字萬用表1的讀數(shù)進(jìn)行比較。通過比較你發(fā)現(xiàn)了什么？知道其中原因嗎？當(dāng)溫度升高時，物體內(nèi)部原子核的熱振動加強(qiáng)，振動的幅度加大，于是，做定向移動的電子與原子核相碰的機(jī)會增多，碰撞次數(shù)也增加，所以，金屬導(dǎo)體的電阻就增加了。對于純金屬來說，電阻隨溫度的變化比較規(guī)則；在溫度變化范圍不大時，電阻與溫度之間的關(guān)系為：

式中是0℃時金屬導(dǎo)體的電阻，α為該金屬導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)。不同金屬材料的電阻溫度系數(shù)α亦不相同。由此可以得知為什么實際測量的前照燈電阻值與銘牌上計算出的電阻值相差甚遠(yuǎn)。二、全電路歐姆定律全電路歐姆定律是指在分析時，要計算電源內(nèi)部電阻，電源內(nèi)部的電路成為內(nèi)電路，電源內(nèi)部電阻稱為內(nèi)阻；電源外部的電路稱為外電路，外電路的電阻稱之為外阻。如圖1-27所示。其中r代表蓄電池內(nèi)阻，R代表前照燈電阻。在全電路中電流強(qiáng)度與電源的電動勢成正比，整個電路內(nèi)、外電阻之和成反比。即全電路歐姆定律：RrRrE圖1-27全電路歐姆定律幾個重要的公式：=1\*GB3①在閉合電路中電源電動勢等于U內(nèi)與U外之和：E=U內(nèi)+U外=2\*GB3②電源端電壓與電源電動勢的關(guān)系為：例1-2：在例1-1中，若蓄電池電動勢E為12.5V，內(nèi)阻r為0.1Ω，通過前照燈的電流仍為5A，利用全電路歐姆定律求電源端電壓U和燈泡電阻值R。解：本題中已知電壓和電阻，應(yīng)用全電路歐姆定律得：項目一直流電路任務(wù)五連接與運(yùn)用串/并聯(lián)電路【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：學(xué)會分析串聯(lián)電路并熟記其電路特點(diǎn)；掌握串聯(lián)電路分壓原理及其在汽車實際中的應(yīng)用；熟知并聯(lián)電路在汽車上的應(yīng)用；學(xué)會分析并聯(lián)電路并熟記其電路特點(diǎn)；/并聯(lián)電路，學(xué)會分析混聯(lián)電路。核心素養(yǎng)：技能目標(biāo)：會連接串聯(lián)電路；會連接并聯(lián)電路；熟練運(yùn)用數(shù)字萬用表測量串/并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻等物理量；熟練運(yùn)用數(shù)字萬用表驗證串/并聯(lián)電路的特點(diǎn)；建議課時：6課時?！救蝿?wù)描述】串聯(lián)/并聯(lián)電路普遍應(yīng)用于汽車電路當(dāng)中，圖1-1中蓄電池、熔絲、燈組合控制開關(guān)和左右前照燈通過一條導(dǎo)線首尾連接起來，即可稱之為串聯(lián)連接；左右前照燈與轉(zhuǎn)向燈之間是采用并聯(lián)連接，兩個左右前照燈之間也是并聯(lián)連接。本任務(wù)主要介紹串/并聯(lián)電路的連接與測量，以此來學(xué)習(xí)串/并聯(lián)電路的特點(diǎn)及其應(yīng)用?！救蝿?wù)實施】完成串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接、觀察串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流和電壓特性。一、器材所需器材見表1-2。二、串/并聯(lián)電路連接步驟緊接任務(wù)二表1-4汽車前照燈控制電路連接步驟12，串/并聯(lián)電路連接步驟如下表1-14所示表1-14串/并聯(lián)電路連接步驟序號實施項目實施示意圖記錄1按任務(wù)二表1-4步驟12連接電路，打開數(shù)字萬用表1、2的電源，把燈組合控制開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察前照燈、數(shù)字萬用表1、2的現(xiàn)象，并記錄23456789關(guān)斷電源，斷開連接導(dǎo)線，按要求連接至本表步驟11011121314151617打開6個數(shù)字萬用表的電源，把開關(guān)至于接通狀態(tài)，觀察2個燈泡、6個數(shù)字萬用表的現(xiàn)象，并記錄18試一試：在步驟17基礎(chǔ)上再并聯(lián)燈泡L3，接通開關(guān)，觀察燈泡亮度，萬用表讀數(shù)，并記錄19實訓(xùn)完畢，關(guān)斷電源，按要求斷開連接導(dǎo)線，收好器件和儀表【檢測評價】檢測評價如表1-15所示表1-15檢測評價序號實操活動步驟評分細(xì)則分值得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備配取實訓(xùn)用器材、儀表，無重復(fù)領(lǐng)取，做好物品領(lǐng)取登記52認(rèn)識器件照明線路所需器件寫出照明線路所需器件的名稱、電氣符號53器件檢測用數(shù)字萬用表檢測器件正確使用數(shù)字萬用表規(guī)范測量串、并聯(lián)線路所需器件54串聯(lián)電路連接連接基本電路動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10正確串聯(lián)燈泡L2，并連接相應(yīng)萬用表動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)5正確串聯(lián)燈泡L3，并連接相應(yīng)萬用表。動作規(guī)范合理，無操作失誤電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)55并聯(lián)電路連接恢復(fù)基本電路連接電路接通，燈光正常發(fā)亮5正確并聯(lián)燈泡L2，并連接相應(yīng)萬用表準(zhǔn)確記錄各萬用表讀數(shù)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值動作規(guī)范合理，無操作失誤5正確并聯(lián)燈泡L3，并連接相應(yīng)萬用表。電路連接準(zhǔn)備，萬用表連接規(guī)范，電路圖標(biāo)準(zhǔn)10接通電路，觀察現(xiàn)象，記錄萬用表數(shù)值電路接通，燈光正常發(fā)亮56安全文明生產(chǎn)安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，把器材、儀表等歸位，工位清潔和整理57操作時間時間操作時間為40分鐘，每超過1分鐘扣1分5合計100說明：每項分都是扣完為止；【知識鏈接】一、串聯(lián)電路圖1-27所示是汽車前照燈控制電路實物圖。圖中從蓄電池正極開始->燈組合開關(guān)->熔絲->前照燈->數(shù)字萬用表->蓄電池負(fù)極，依順序首尾通過導(dǎo)線相接。這種有兩個或兩個以上電氣元件首尾依次順序連接起來所構(gòu)成無分支的電路叫做串聯(lián)電路。圖1-27汽車前照燈控制電路實物圖為了便于分析，我們通常把電路中的各元器件分別用一個等效電阻來替代，對于表1-14步驟8所示的電路，用電阻R替代燈泡L后的串聯(lián)電路如圖1-29所示（本圖是利用EWB仿真軟件繪制的測試電路圖）。在圖1-28的a中，R1、R2、R3三個電阻串接在一起，并在三個不同位置分別串入A1、A2、A3三個數(shù)字萬用表，用于監(jiān)測電路的工作電流，V1、V2、V3、V用于監(jiān)測電源和三個電阻上的電壓降。從圖中可以看出，因為串聯(lián)電路中只有一條通路，所以，電路中，流過一個元器件的電流I同時也流過另一個，即A1、A2、A3三個表的讀數(shù)相同，V1、V2、V3的讀數(shù)相加等于V的讀數(shù)；這種電路只需要一個控制開關(guān)，且開關(guān)的位置對電路沒有影響；各個用電器之間的工作是互相影響的，只要有一個用電器異常，其他的用電器也無法正常工作。圖1-28b中，R1與電流表A2的連線斷開，整個電路無工作電流，A1、A2、A3三個表的讀數(shù)都為0。a）b）圖1-29電阻串聯(lián)電路a）正常的串聯(lián)電路b）異常的串聯(lián)電路由表1-14的實驗和圖1-29a中的A1、A2、A3和V1、V2、V3、V的讀數(shù)，可得出串聯(lián)電路的特點(diǎn)如下：1）串聯(lián)電路中，流過各個負(fù)載的電流相等，并等于總電流，即I1=I2=I3=……=In。2）電路兩端的總電壓等于串聯(lián)電路中各負(fù)載兩端的電壓之和，即U=U1+U2+U3……+Un。串聯(lián)電路的總功率等于各電阻消耗的功率之和。3）電路的總電阻等于串聯(lián)電路中各負(fù)載電阻之和，即R=R1+R2+R3……+Rn。如圖1-29所示（本圖也是利用EWB仿真軟件繪制的測試電路圖），R1、R2、R3是3個阻值分別為1KΩ的電阻串接后，用數(shù)字萬用表測量其總阻值，表上的顯示值為3KΩ，等于R1、R2和R3的阻值之和。串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與該阻值成正比，即阻值越大，該電阻兩端分得的電壓也越大。如圖1-29所示。由圖中可知，R1的阻值最小為1KΩ，所分的電壓也最小約2V，R3的阻值最大，為3KΩ，分到的電壓為6V。圖1-29串聯(lián)電路的總電阻特性圖1-30串聯(lián)電路的分壓特性二、并聯(lián)電路觀察圖1-31所示的現(xiàn)象。圖a表示當(dāng)燈控制開關(guān)接通時，汽車左右前照燈同時亮；圖b表示汽車左前照燈損壞不亮，但右前照燈正常，能照常點(diǎn)亮。表明，汽車左右前照燈的工作是相互獨(dú)立的，互不影響的。在實際應(yīng)用中，常把兩個或兩個以上的車燈（或用電設(shè)備）兩端，連接在電路的相同的兩點(diǎn)間使每個車燈（或用電設(shè)備）處于同一電壓作用下獨(dú)立工作，這種電路連接稱為并聯(lián)電路。左右前照燈供電電路的原理圖如圖1-33所示。兩個燈并接后，通過燈組合控制開關(guān)，熔絲與蓄電池連接。a）b）圖1-31左右前照燈獨(dú)立工作示意圖a）左右前照燈正常工作b）一個前照燈不亮圖1-32左右前照燈供電電路的原理圖為了便于分析并聯(lián)電路特點(diǎn)，同樣用電阻來代替表1-14步驟18的汽車車燈，代替后的電路如圖1-33所示。R1、R2、R3三個電阻采用并聯(lián)連接，R1、R2、R3的支路上分別串入A1、A2、A3三個數(shù)字萬用表，用于監(jiān)測各支電路的工作電流，V、V1用于監(jiān)測電源和三個電阻上的電壓降。從圖中可以看出，因為各電阻是接在同一電源上，所以V1與V相等；A的讀數(shù)等于A1、A2、A3的讀數(shù)之和。因為并聯(lián)電路有多條支路，電流從干路流入之后，便流向各個分路，然后再匯集流出。為了各支路安全工作，確保各個用電器之間的工作是互不影響的，這種電路需要安裝多路控制開關(guān)，就像圖1-31b所示，一個前照燈損壞，而另一個前照燈照舊正常工作。具體的如圖1-33b，雖然R3與電路的連線斷開，照成該支路不工作，但是R1、R2支路依舊照常工作。a）b）圖1-33并聯(lián)電路示意圖a）正常工作的并聯(lián)電路b）R3與電路連接斷開后的并聯(lián)電路由表1-14步驟17和18的實驗所獲的數(shù)據(jù)和圖1-33a的指示數(shù)據(jù)，可以得出并聯(lián)電路的特點(diǎn)如下：1）并聯(lián)電路中，不論各支路兩端負(fù)載大小，各個負(fù)載兩端的電壓都相等。即U=U1=U2=U3=…=Un。并聯(lián)電路中總功率也等于各電阻消耗的功率之和。2）并聯(lián)電路總電流等于流經(jīng)各電阻電流之和，即I=I1+I2+I3+…+In3）并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于并聯(lián)電路中各個電阻倒數(shù)之和，即，其阻值測量示意圖如圖1-34所示。R1、R2、R3分別為1KΩ，三個電阻并聯(lián)后，用數(shù)字萬用表測量其阻值，顯示屏顯示的數(shù)字為333.3Ω。因此，當(dāng)并聯(lián)越多負(fù)載時，電路的總電阻值將越小，電路中總電流I會越大（圖1-33的數(shù)值清晰表明這一特點(diǎn)，圖a為3個電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值為333.3Ω，此時，總電流為36mA左右，圖b為2個電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總阻值為500Ω，此時，總電流為24mA）。圖1-34并聯(lián)電路總電阻值測量示意圖4）并聯(lián)電路中，各分路的電流視其電阻大小而定：電阻越小，流過電流越大；反之，電阻越大，則流過電流越小。電阻大到無限大（∞）即視同斷路；電阻小到零時則視同短路。其特性如圖1-35所示。圖中支路1的電阻R1為1KΩ，流過的電流A1的讀數(shù)為12mA；支路2的電阻R2的電阻為3KΩ，流過的電流A2的讀數(shù)為4mA；支路3的電阻R3的電阻為4KΩ，流過的電流A3的讀數(shù)為3mA?？傠娏鰽的讀數(shù)為19mA。圖1-35并聯(lián)電路的支路電流特性三、串/并聯(lián)電路特點(diǎn)歸納串/并聯(lián)電路各自特點(diǎn)歸納如表1-16所示。表1-16串/并聯(lián)電路各自特點(diǎn)歸納項目串聯(lián)電路并聯(lián)電路定義把元件逐個順次相連組成的電路把各用電器并列連接組成的電路電流串聯(lián)電路中電流處處相等并聯(lián)電路，干路電流等于各支路電流之和（并分流）電壓串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和（串分壓）并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓都相等。電阻串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各分電阻的倒數(shù)之和電阻（兩個）總電阻的計算式：總電阻的關(guān)系式：電阻（多個）總電阻的計算式：總電阻的關(guān)系式：電阻（多個相同）總電阻的計算式：總電阻的計算式：分配比例串聯(lián)電路中，各電阻的電壓分配跟它們的電阻成正比：并聯(lián)電路中，各支路電阻的電流分配跟它們的支路電阻成反比：四、混聯(lián)電路電路中元件既有串聯(lián)又有并聯(lián)的連接方式稱為混聯(lián)電路，如圖1-37所示。其中R2、R4串聯(lián)后，與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。對于混聯(lián)電路的物理量計算，要根據(jù)所給的實際電路，找出串、并規(guī)律，再按照串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計算。圖1-37混聯(lián)電路例1：在圖1-37中，R2=R4=1KΩ，R1=R3=2KΩ。試求電路的等效電阻R為多少？解：由圖1-37可知，電路中總電阻答：電路中總電阻為3kΩ。例1-4：電路如下圖1-37所示，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，R4=5Ω，求等效電阻RAB。？圖1-38解：=1\*GB3①在電阻之間的連接點(diǎn)上標(biāo)注字母，電勢相等的點(diǎn)標(biāo)注同一字母，如圖1-39圖1-39=2\*GB3②在一條直線上將剛才標(biāo)注的字母順次排列，將電阻元件填入相應(yīng)的字母之間。整理電路，使之展現(xiàn)出明確的電阻串、并聯(lián)關(guān)系。如圖1-39所示。圖1-39由上圖可知：答：等效電阻RAB電阻為6Ω。項目一直流電路任務(wù)六 認(rèn)知基爾霍夫定律任務(wù)四認(rèn)知與運(yùn)用歐姆定律【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)：理解歐姆定律的定義，掌握歐姆定律在實際電路中的應(yīng)用和計算。核心素養(yǎng)：通過認(rèn)真細(xì)致的實踐操作，養(yǎng)成認(rèn)真讀數(shù)、嚴(yán)謹(jǐn)記錄、計算數(shù)值、驗證結(jié)果、規(guī)范操作的學(xué)習(xí)態(tài)度。技能目標(biāo)：熟悉測量電路中各物理量，并能運(yùn)用歐姆定律驗證測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果。建議課時：2課時?！救蝿?wù)描述】本任務(wù)借助EWB仿真軟件對復(fù)雜電路中支路電流和電壓的測量，來介紹基爾霍夫電流和電壓定律?！救蝿?wù)實施】利用EWB仿真軟件測量圖1-41所示電路的各支路電流和電壓。圖1-41一、器材安裝有EWB仿真軟件的PC機(jī)。二、步驟1）在PC機(jī)上打開EWB仿真軟件；2）根據(jù)圖1-41，選擇電阻、電源和熔絲；3）選擇電流表和電壓表，再按圖1-42所示的電路進(jìn)行連接；4）電路連接完畢，運(yùn)行EWB軟件，觀察電流表和電壓表讀數(shù)，并記錄；5）實訓(xùn)完畢，退出EWB運(yùn)行環(huán)境。圖1-42【檢測評價】檢測評價如表1-17所示表1-17檢測評價序號實操活動步驟評分細(xì)則分值得分1準(zhǔn)備工作作業(yè)前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實訓(xùn)相關(guān)器材儀表等102連接電路正確打開EWB仿真軟件EWB仿真軟件正確運(yùn)行、新建文件正確10選擇器材能夠正確選出所需器材：電阻、熔絲、電源、電流表、電壓表30連接電路動作規(guī)范合理，正確連接線路中各元件203通電測試正確運(yùn)行測試動作規(guī)范合理，萬用表有讀數(shù)104安全文明生產(chǎn)安全文明生產(chǎn)按指導(dǎo)老師要求操作，操作完畢，保存文件、正確退出EWB軟件105操作時間時間操作時間為25分鐘，每超過1分鐘扣1分10合計100說明：每項分都是扣完為止；【知識鏈接】一、基爾霍夫電流定律（）我們再觀察圖1-42的測量結(jié)果：A1的讀數(shù)為1.5mA，表示流入節(jié)點(diǎn)a的電流為1.5mA，A2的讀數(shù)為1.5mA，表示流入節(jié)點(diǎn)a的電流為1.5mA，A3的讀數(shù)為3mA，表示流出節(jié)點(diǎn)a的電流為3mA。算一下，同樣有流入節(jié)點(diǎn)a的電流3mA（1.5mA+1.5mA=3mA），與流出節(jié)點(diǎn)a的電流3mA(12mA+4mA+3mA=19mA)相等。圖1-42中的電流關(guān)系可以用基爾霍夫電流定律來解釋?；鶢柣舴螂娏鞫墒谴_定電路中任意節(jié)點(diǎn)處各支路電流之間關(guān)系的定律，因此又稱為節(jié)點(diǎn)電流定律，它的內(nèi)容為：在任一瞬時，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即：

（1）在直流的情況下，則有：

（2）

通常把式（1）、（2）稱為節(jié)點(diǎn)電流方程，或稱為方程。它的另一種表示為即對任一節(jié)點(diǎn)來說，流入、流出該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零。我們再來觀察圖1-36a中電流表測量的數(shù)值，干路電流A為19mA，表示流入節(jié)點(diǎn)，三條支路的電流值分別為12mA，4mA，3mA，表示流出節(jié)點(diǎn)。于是有流入節(jié)點(diǎn)的電流19mA，與流出節(jié)點(diǎn)的電流和(12mA+4mA+3mA=19mA)相等，符合基爾霍夫電流定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用的關(guān)鍵在列節(jié)點(diǎn)電流方程。在列電流方程時，各電流變量前的正、負(fù)號取決于各電流的參考方向選取，通常規(guī)定，參考方向背離（流出）節(jié)點(diǎn)的電流取正號，而參考方向指向（流入）節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號。圖1-43KCL應(yīng)用圖1-44KCL推廣圖1-43所示為某電路中的節(jié)點(diǎn)，連接在節(jié)點(diǎn)的支路共有五條，在所選定的參考方向下有：定律不僅適用于電路中的節(jié)點(diǎn)，還可以推廣應(yīng)用于電路中的任一假設(shè)的封閉面。即在任一瞬間，通過電路中任一假設(shè)封閉面的電流代數(shù)和為零。圖1-44所示為某電路中的一部分，選擇封閉面如圖中虛線所示，在所選定的參考方向下有：已知、、、，計算圖1-45所示電路中的電流及。解：對于節(jié)點(diǎn)，四條支路上的電流分別為流入節(jié)點(diǎn)，流出節(jié)點(diǎn)；對于節(jié)點(diǎn)，三條支路上的電流分別為均為流入節(jié)點(diǎn)，于是有對節(jié)點(diǎn)，根據(jù)定律可知：則：對節(jié)點(diǎn)，根據(jù)定律可知：則：例2已知、、、，試計算圖1-46所示電路中的電流。解：在電路中選取一個封閉面，如圖中虛線所示，根據(jù)定律可知：，則：。圖1-45例1電路圖圖1-46例2電路圖二、基爾霍夫電壓定律（）我們再來觀察圖1-42的測量結(jié)果，V的讀數(shù)為6v，V1的讀數(shù)為3v，V3的讀數(shù)為3v，有了V=V1+V3；同樣，V2的讀數(shù)為1.5v，V2+V3=4.5v=E2。圖1-42中電壓所存在的關(guān)系，可以用基爾霍夫電壓定律來解釋?；鶢柣舴螂妷憾墒谴_定電路中任意回路內(nèi)各電壓之間關(guān)系的定律，因此又稱為回路電壓定律，它的內(nèi)容為：在任一瞬間，沿電路中的任一回路繞行一周，在該回路上電動勢之和恒等于各電阻上的電壓降之和，即：（3）在直流的情況下，則有：

（4）通常把式（3）、（4）稱為回路電壓方程，