項(xiàng)目三 汽車(chē)交直流電路

汽車(chē)電工電子教材項(xiàng)目三

汽車(chē)交直流電路項(xiàng)目三汽車(chē)交直流電路項(xiàng)目描述

汽車(chē)上普遍采用的是低壓直流12V電源作為整車(chē)電器系統(tǒng)的供電，發(fā)電機(jī)是汽車(chē)電器系統(tǒng)的主要電源，由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。汽車(chē)在很多附件開(kāi)啟時(shí)行駛，蓄電池就會(huì)耗盡，客戶更換了蓄電池，但行駛幾個(gè)小時(shí)后故障重新出現(xiàn)，是什么原因？本項(xiàng)目我們學(xué)習(xí)汽車(chē)交直流電路基礎(chǔ)知識(shí)、基本電路組成和工作原理、電路相關(guān)參數(shù)及檢測(cè)方法，典型充電系統(tǒng)電路，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。11月302學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解正弦交流電是怎么產(chǎn)生的2.認(rèn)識(shí)正弦量的基本特征和正弦量的相量表示3.掌握正弦量的三要素，交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)技能目標(biāo)1掌握正弦量的三種表示方法2.掌握交流發(fā)電機(jī)工作特性3.掌握交流發(fā)電機(jī)主要構(gòu)成元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)素質(zhì)目標(biāo)1.規(guī)范課堂6S管理

2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣

3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問(wèn)題的好習(xí)慣11月303學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入在現(xiàn)代汽車(chē)中，普遍采用的是交流發(fā)電機(jī)，這是因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)能在更低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生足量的電流。當(dāng)電器附件載荷高，而發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體切割磁場(chǎng)的速度是非常重要的，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是正弦交流電，什么是正弦交流電？你知道交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)嗎？汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)是如何把交流電變換成直流電的？11月304學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)

11月305學(xué)習(xí)任務(wù)一交直流電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問(wèn)題1：什么是弦交流電？正弦交流電是怎么產(chǎn)生的？

圖3-1正弦交流電的產(chǎn)生6學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30圖3-2正弦交流電7學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知引導(dǎo)問(wèn)題2：正弦量的基本特征是什么？

11月30正弦交流電壓、正弦交流電流及正弦交流電動(dòng)勢(shì)等物理量，統(tǒng)稱(chēng)為正弦交流量，簡(jiǎn)稱(chēng)正弦量。每一個(gè)正弦量都具有如下共同的基本特征：（1）瞬時(shí)值、最大值和有效值8學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知（2）周期、頻率和角頻率11月30電網(wǎng)頻率：我國(guó)50Hz，美國(guó)、日本60Hz9學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知（3）相位、初相位和相位差

相位：正弦量表達(dá)式中的角度初相：t=0時(shí)的相位相位差：兩個(gè)同頻率正弦量的相位之差，其值等于它們的初相之差。如相位差為：11月3010學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問(wèn)題3：什么是正弦量的三要素？以正弦電流為例Im——最大值（幅值）,決定大小ω——角頻率,決定變化快慢θ——初相角,決定初始值(t=0)最大值（幅值）、角頻率、初相角稱(chēng)為正弦交流電的三要素。11學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問(wèn)題4：什么是正弦量的向量表示相量以坐標(biāo)原點(diǎn)0為端點(diǎn)做一條有向線段，線段的長(zhǎng)度為正弦量的最大值，相量的起始位置與x軸正方向的夾角為正弦量的初相位，它以正弦量的角頻率為角速度，繞原點(diǎn)0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則在任何一瞬間，相量在縱軸上的投影就等于該時(shí)刻正弦量的瞬時(shí)值。如圖3-3如圖3-312學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

用相量表示電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流即為圖3-4為正弦量的三角函數(shù)式與相量的表達(dá)方式關(guān)系。如圖3-4注意：①只有正弦量才能用相量表示，相量不能表示非正弦量②相量只是表示正弦量，而不等于正弦量③只有同頻率的正弦量才能畫(huà)在同一相量圖上，不同頻率的正弦量不能畫(huà)在同一個(gè)相量上，否則無(wú)法比較與計(jì)算。④相量的加、減運(yùn)算服從平行四邊形法則11月3013學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

引導(dǎo)問(wèn)題5：什么是三相對(duì)稱(chēng)交流電源?三相交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的?11月30一、三相對(duì)稱(chēng)交流電源對(duì)稱(chēng)的三相交流電源是由３個(gè)同頻率、同振幅、初相位互差120°的正弦電源，按一定方式（星形或三角形）連接組成的供電系統(tǒng)，如圖3-5所示。圖3-5對(duì)稱(chēng)交流電源的星形聯(lián)結(jié)和三角形連接14學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知二、三相交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

目前汽車(chē)采用的是硅整流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)是汽車(chē)的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，向起動(dòng)機(jī)以外的用電設(shè)備供電，同時(shí)還向蓄電池充電。按總體結(jié)構(gòu)不同，交流發(fā)電機(jī)可分為普通式和整體式兩種。普通式是指交流發(fā)電機(jī)和整流器集成在一起組成的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，而整體式交流發(fā)電機(jī)是由交流發(fā)電機(jī)、整流器和電壓調(diào)節(jié)器集成在一起組成的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。因?yàn)槎叩幕窘M成是相同的，因此為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，以普通式交流發(fā)電機(jī)為例進(jìn)行討論。汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器和整流板（或稱(chēng)元件板、散熱板）、前后端蓋、電刷裝置、風(fēng)扇等組成。圖3-6是國(guó)產(chǎn)JF系列硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。11月30圖3-6國(guó)產(chǎn)JF系列硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。15學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知轉(zhuǎn)子是磁極部分，轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由爪極、勵(lì)磁繞組（磁場(chǎng)繞組）、轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)等組成。如圖3-711月30圖3-7轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖爪極：有兩塊，每塊有6個(gè)鳥(niǎo)嘴形磁極，裝在轉(zhuǎn)軸上，爪極間的空腔內(nèi)裝有鐵心線圈。勵(lì)磁繞組：繞在鐵心上，鐵心壓裝在兩塊爪極之間的轉(zhuǎn)軸上。16學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知滑環(huán)：由相互絕緣的兩個(gè)銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)軸一端并與轉(zhuǎn)軸絕緣。勵(lì)磁繞組的兩端分別從內(nèi)側(cè)爪極的兩個(gè)小孔中引出，其中一端焊在內(nèi)側(cè)滑環(huán)上，另一端焊接在外側(cè)滑環(huán)上，兩個(gè)銅環(huán)分別與發(fā)電機(jī)的兩個(gè)電刷接觸。當(dāng)兩個(gè)電刷與直流電源接通時(shí)，勵(lì)磁繞組便有電流通過(guò)，并產(chǎn)生軸向磁通，使一塊爪極磁化為N極，另一塊為S極，形成6對(duì)相互交錯(cuò)的磁極，如圖3-8.11月30圖3—8轉(zhuǎn)子滑環(huán)定子：定子是發(fā)電機(jī)的電樞部分，作用是產(chǎn)生三相交流電動(dòng)勢(shì)，由鐵心和三相電樞繞組組成。鐵心：環(huán)狀硅鋼片疊成，內(nèi)圓開(kāi)槽，放置三相繞組。17學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知三相電樞繞組：對(duì)稱(chēng)繞組，連成星形并引出4個(gè)端子，三相繞組各引一個(gè)，中性點(diǎn)引出一個(gè)。

11月30圖3—9交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)18學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知整流器整流器的作用是將電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電變換為直流電，一般由3只正極管和3只負(fù)極管組成。如圖3-1011月30圖3—10整流器19學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知正極管：引出極是正極，管殼為負(fù)極，管殼底部一般涂有紅色標(biāo)記。在負(fù)極搭鐵的交流發(fā)電機(jī)中，3只正極管的負(fù)極壓裝在整流板的座孔內(nèi)，組成發(fā)電機(jī)的正極，正極接線柱用“B”（“+”、“電樞”等字樣）標(biāo)記。負(fù)極管：引出極是負(fù)極，管殼為正極，管殼底部涂有黑色標(biāo)記。3只負(fù)極管的正極壓裝在后端蓋的座孔內(nèi)組成發(fā)電機(jī)的負(fù)極，標(biāo)記為“E”（“-”）。將三只正極管的正極與三只負(fù)極管的負(fù)極一一對(duì)應(yīng)連接，就組成了三相橋式整流電路，如圖3-11所示，它將三相繞組的交流電變換為12伏的直流電。11月30圖3-1120學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知端蓋與電刷裝置前后端蓋：一般由鋁合金鑄成，因?yàn)殇X合金為非導(dǎo)磁材料，可減少漏磁，并具有重量輕、散熱性好的優(yōu)點(diǎn)。在前后端蓋的軸承孔內(nèi)嵌有鋼套，以提高軸承孔的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。電刷裝置：安裝在后端蓋上，電刷的作用是將外電源引入轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過(guò)。包括電刷、電刷架和電刷彈簧。電刷裝在刷架內(nèi)，靠彈簧的壓力與轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)保持接觸，為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供電流。兩只電刷裝在電刷架的方孔內(nèi)，利用彈簧的壓力使其與集電環(huán)保持良好的接觸。電刷與電刷架的結(jié)構(gòu)有外裝式和內(nèi)裝式兩種，其構(gòu)造如圖3-12所示。11月30圖3-12電刷與電刷架的結(jié)構(gòu)21學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30引導(dǎo)問(wèn)題6：三相交流發(fā)電機(jī)的工作原理是怎樣的？工作特性如何？三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由蓄電池經(jīng)電刷通過(guò)滑環(huán)將直流電壓加至轉(zhuǎn)子繞組，于是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，兩個(gè)爪極得到磁化，一塊爪極為“N”極，另一塊爪極為“S”極。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相繞組切在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)。由于三相繞組是對(duì)稱(chēng)的，所以產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也是對(duì)稱(chēng)電動(dòng)勢(shì).如圖3-13圖3-1322學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30上式中23學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30整流原理和過(guò)程在交流發(fā)電機(jī)中，整流器是利用硅二極管的單相導(dǎo)電性能進(jìn)行整流的。在圖中所示的三相橋式全波整流電路中，3個(gè)正二極管的正極引出線分別同3相繞組的首端相連，在某一瞬間，只有與電位最高的一相繞組相連的正二極管導(dǎo)通。同樣，3個(gè)負(fù)二極管的引出線也同三相繞組的首端相連，在同一瞬間，只有與電位最低的一相繞組相連的負(fù)二極管導(dǎo)通。這樣反復(fù)循環(huán)，6只二極管輪流導(dǎo)通，在負(fù)載兩端便得到一個(gè)較平穩(wěn)的脈動(dòng)的直流電壓。如圖3-14圖3-14整流原理24學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式

交流發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，需由蓄電池供給勵(lì)磁電流，此時(shí)為他勵(lì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時(shí)，即由發(fā)電機(jī)自己供給勵(lì)磁電流，也就是由他勵(lì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?lì)。

由于交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的爪極剩磁較弱，所以發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加在硅二極管上的正向電阻較大，較弱的剩磁產(chǎn)生的很小的電動(dòng)勢(shì)很難克服二極管的正向電阻，致使發(fā)電機(jī)正向電壓不能迅速建立起來(lái)，這樣，發(fā)電機(jī)低速充電的要求就不能滿足。因此，汽車(chē)上發(fā)電機(jī)必須與蓄電池并聯(lián)，開(kāi)始由蓄電池向勵(lì)磁繞組供電，使發(fā)電機(jī)電壓很快建立起來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?lì)狀態(tài)，蓄電池被充電的機(jī)會(huì)就多一些，有利于蓄電池的使用和維護(hù)。11月3025學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30圖3-15交流發(fā)電機(jī)的輸出特性測(cè)試電路26學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知交流發(fā)電機(jī)輸出特性曲線表明：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓低于額定電壓，發(fā)電機(jī)不能向外供電。當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)空載轉(zhuǎn)速n1時(shí)，電壓達(dá)到額定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速n1時(shí)，發(fā)電機(jī)才有能力在額定電壓下向外供電。（2）轉(zhuǎn)速超過(guò)n1時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電流I隨著轉(zhuǎn)速的升高，隨著電阻R的減小而升高。轉(zhuǎn)速等于n2時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出額定功率。額定功率為額定電壓與額定電流之積。（3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，其輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速的升高而升高，也不再隨負(fù)載電阻的減小而升高，這時(shí)的電流值稱(chēng)為發(fā)電機(jī)的最大輸出電流或限流值。11月30圖3-16交流發(fā)電機(jī)的輸出特性27學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知空載特性發(fā)電機(jī)空載時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系稱(chēng)為空載特性。即I=0時(shí)，U=f(n)的函數(shù)關(guān)系，如圖3-17所示。從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵(lì)轉(zhuǎn)入自勵(lì)時(shí)，即能向蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，進(jìn)一步證實(shí)了低速充電性能好的優(yōu)點(diǎn)?？蛰d特性是判斷硅整流發(fā)電機(jī)性能是否良好的重要依據(jù)11月30圖3-17交流發(fā)電機(jī)的空載特性28學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知外特性轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與輸出電流的關(guān)系稱(chēng)為外特性。即n為常數(shù)時(shí)，U=f(I)的函數(shù)關(guān)系。經(jīng)不同的恒定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)后，可得一組相似的外特性曲線族，如圖3-18所示。從圖中可看出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，端電壓也越高，輸出電流也越大。當(dāng)保持任一轉(zhuǎn)速時(shí)，端電壓均隨輸出電流的增大而下降。由于端電壓受轉(zhuǎn)速和負(fù)載變化的影響，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器才能保持電壓的恒定。11月30圖3-18發(fā)電機(jī)的外特性29學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)

1.理解二極管的特性曲線2.掌握汽車(chē)發(fā)電機(jī)交流電整流過(guò)程3.掌握流電路波形變換過(guò)程技能目標(biāo)

1.掌握二極管的檢測(cè)方法2.掌握二極管基本電路的分析方法3.掌握各種二極管電路的分析和故障排除素質(zhì)目標(biāo)

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2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣

3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問(wèn)題的好習(xí)慣11月3030學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入二極管是最常用的半導(dǎo)體器件之一，它具有單向?qū)щ娦浴０雽?dǎo)體器件是近代電子學(xué)的重要組成部分。由于半導(dǎo)體器件具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、輸入功率小和功率轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在汽車(chē)電路中，發(fā)電機(jī)輸出的交流電是不能直接用于用電器的，此時(shí)有需要將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過(guò)程叫做整流。整流是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦?。一輛帕薩特轎車(chē)發(fā)電機(jī)整流電路不工作，你能檢測(cè)出故障所在嗎？11月3031學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)二極管內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)PN結(jié)半導(dǎo)體二極管的特性曲線二極管如何命名好壞判別方法二極管在汽車(chē)上的應(yīng)用二極管的應(yīng)用及電路分析半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性與金屬導(dǎo)電的不同二極管整流電路32學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問(wèn)題1：

什么是半導(dǎo)體材料？半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性？它與金屬導(dǎo)電有何不同？金屬中的電子濃度很高，導(dǎo)電能力強(qiáng)。在電子密度較大的情況下，隨著溫度的提高，通過(guò)受熱激發(fā)的電子越來(lái)越多地與金屬材料中的其他晶格碰撞，使電子運(yùn)動(dòng)的阻礙作用增大，從而導(dǎo)致其導(dǎo)電能力下降。所謂半導(dǎo)體，顧名思義，就是它的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體和絕緣體在很低的溫度時(shí)都是非導(dǎo)體。很多半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同條件下有很大的差別。如有些半導(dǎo)體對(duì)溫度的反應(yīng)特別靈敏，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，它們的導(dǎo)電能力要增強(qiáng)很多，人們利用這種特性做成了各種熱敏電阻。又如有些半導(dǎo)體受到光照時(shí)，它們的導(dǎo)電能力變得很強(qiáng)；當(dāng)無(wú)光照時(shí)，又變得象絕緣體那樣不導(dǎo)電，11月3033學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問(wèn)題2：

半導(dǎo)體二極管的符號(hào)？特性曲線？特性參數(shù)？

半導(dǎo)體二極管實(shí)際上就是由一個(gè)PN結(jié)加上接觸電極、引出線和管殼構(gòu)成。前面介紹的PN結(jié)單向?qū)щ娞匦砸簿褪前雽?dǎo)體二極管所具有的特性。圖1.3.1是二極管的符號(hào)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭的指向表示二極管單向?qū)щ姇r(shí)的電流方向，二極管的文字符號(hào)為VD。11月3034學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性曲線

二極管既然是一個(gè)PN結(jié)，它當(dāng)然具有單向?qū)щ娞匦?。如圖1.3.2所示，當(dāng)外加正向電壓很低時(shí)，由于外電場(chǎng)還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力，所以正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓超過(guò)一定數(shù)值后，內(nèi)電場(chǎng)被大大削弱，電流增長(zhǎng)很快，該正向電壓稱(chēng)為死區(qū)電壓，其大小與材料及環(huán)境溫度有關(guān)。通常硅管的死區(qū)電壓約為0.5V，鍺管約為0.1V。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降，硅管約為0.6～0.8V，鍺管約為0.2～0.3V。11月3035學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

1、最大整流電流（平均值）IOMIOM是指二極管長(zhǎng)期正常使用時(shí)允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。使用時(shí)必須注意，通過(guò)二極管的正向平均電流不能超過(guò)這個(gè)數(shù)值，否則將損壞二極管。

2、最高反向工作電壓URMURM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。11月3036學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

3、反向電流IRIR是指二極管上加上一定的反向工作電壓時(shí)的反向電流值。IR小，說(shuō)明管子單向?qū)щ娞匦院谩R受溫度的影響大。硅管的IR較小，一般在幾個(gè)μA以下；鍺管的IR較大，是硅管的幾十到幾百倍，例如，在20±5℃時(shí)，2CZ52A有IR≤5μA，而2AP6的IR≤250μA。

4、正向壓降UON

UON是指通過(guò)最大整流電流時(shí)二極管兩端的正向電壓（平均值）。一般鍺管為0.2～0.3V，硅管為0.6～0.8V。5、最高工作頻率fM二極管在高頻工作時(shí)，由于PN結(jié)的電容效應(yīng)，單向?qū)щ娮饔猛嘶?，最高工作頻率就是指二極管的單向?qū)щ娮饔瞄_(kāi)始明顯退化時(shí)的交流信號(hào)的頻率。11月3037學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問(wèn)題3：

Si、Ge和Se二極管的特點(diǎn)

二極管根據(jù)制作材料不同分為Si、Ge和Se二極管，表1.3.1列出幾種管子的參數(shù)及特性曲線。11月3038學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

Se二極管常用在一些整流設(shè)備中作過(guò)壓保護(hù)器件，一般并接在整流器輸入端或輸出端。它常由單個(gè)硒片串并聯(lián)而成，所以又叫硒堆。如圖1.3.3，硒片的主體是一片鋁的底板，硒層通過(guò)高溫蒸發(fā)工藝覆蓋在鋁質(zhì)基片上。硒片過(guò)載能力很強(qiáng)，工作中若出現(xiàn)過(guò)電壓，它只是局部擊穿，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后，它仍恢復(fù)功能，只在擊穿處留下疤痕。每一硒片允許承受反向電壓（有效值）約為20～30V，允許通過(guò)電流約為25～40mA/cm2。圖1.3.3硒片

11月3039學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路原始參數(shù)表舉例

11月30

40學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問(wèn)題4：

二極管如何命名？二極管的分類(lèi)和極性的識(shí)別方法？好壞判別方法?

11月3041學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管的分類(lèi)半導(dǎo)體二極管的種類(lèi)很多，按材料來(lái)分，最常用的有硅管和鍺管兩種；按結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型等幾種。如圖1.3.4所示。圖1.3.4

二極管結(jié)構(gòu)示意圖42學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管極性的識(shí)別方法目視法判斷半導(dǎo)體二極管的極性：一般在實(shí)物的電路圖中可以通過(guò)眼睛直接看出半導(dǎo)體二極管的正負(fù)極，在實(shí)物中如果看到一端有顏色標(biāo)示的是負(fù)極，另外一端是正極。用萬(wàn)用表(指針表)判斷半導(dǎo)體二極管的極性：通常選用萬(wàn)用表的歐姆檔(R﹡100或R﹡1K)，然后分別用萬(wàn)用表的兩表筆分別出接到二極管的兩個(gè)極上出,當(dāng)二極管導(dǎo)通，測(cè)的阻值較小(一般幾十歐姆至幾千歐姆之間)，這時(shí)黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極，當(dāng)測(cè)的阻值很大(一般為幾百至幾千歐姆)，這時(shí)黑表筆接的是二極管的負(fù)極，紅表筆接的是二極管的正極。測(cè)試注意事項(xiàng)：用數(shù)字式萬(wàn)用表去測(cè)二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測(cè)得的數(shù)值才是二極管的正向?qū)妷褐?，這與指針式萬(wàn)用表的表筆接法剛好相反。

43學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管好壞的判別方法測(cè)量二極管的正向電阻要求在1K左右,反向電阻應(yīng)在100K以上?？傊?正向電阻越小,越好。反向電阻越大越好。

若正向電阻無(wú)窮大,說(shuō)明二極管內(nèi)部斷路；

若反向電阻為零,表明二極管已擊穿；

內(nèi)部斷開(kāi)或擊穿的二極管均不能使用。44學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

引導(dǎo)問(wèn)題5：常見(jiàn)二極管的外形？

45學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管外殼上一般印有符號(hào)表示極性，正、負(fù)極的引線與符號(hào)一致。有的在表示負(fù)極；但也有的在正極端打印標(biāo)記或用紅點(diǎn)來(lái)表示正極。這一點(diǎn)在使用時(shí)要特別注意。普通二極管圖片如圖3-2-6圖3-2-6普通二極管46學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

引導(dǎo)問(wèn)題6：二極管有哪些應(yīng)用場(chǎng)合？一整流電路

47學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

1、單相半波整流電路48學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

2、單相全波整流電路

49學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

3、單相橋式整流電路50學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

4、三相交流整流電路整流原理和過(guò)程51學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二開(kāi)關(guān)二極管1二極管的近似等效電路52學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

三脈沖整形這里介紹二極管在脈沖整形電路中的應(yīng)用。整形電路可以對(duì)正弦信號(hào)和脈沖信號(hào)的波形進(jìn)行變換，因而也叫做波形變換電路。

1、二極管限幅器53學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

2、微分電路54學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

拓展：其它的半導(dǎo)體二極管？一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管二極管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。由于它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用，故稱(chēng)為穩(wěn)壓管，如圖3-2-3。穩(wěn)壓二極管的測(cè)量方法與普通二極管相同。但須注意穩(wěn)壓二極管的反向電阻較普通二極管小。

55學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

基本工作原理 穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。當(dāng)穩(wěn)壓二極管兩端的反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。56學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：

1、穩(wěn)定電壓UZ

UZ是穩(wěn)壓管反向擊穿后的穩(wěn)定工作電壓值。例如穩(wěn)壓管2CW1的穩(wěn)定電壓是7～8.5V。由于工藝上的困難，同一類(lèi)型號(hào)的管子，穩(wěn)定電壓值有一定的分散性，就是說(shuō)，同樣都是2CW1型的管子，一個(gè)穩(wěn)定電壓是7V，而另一個(gè)卻可能是8.5V。57學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

58學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

59學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

60學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

應(yīng)用舉例1穩(wěn)壓作用穩(wěn)壓二極管反向擊穿后，電流可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，而電壓變化很小，這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓機(jī)理，也叫做穩(wěn)壓特性。利用這個(gè)特性，穩(wěn)壓二極管常用于穩(wěn)壓電路。2限壓作用61學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

62學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二、發(fā)光二極管LED

63學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

LED的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征決定其本身具備的優(yōu)點(diǎn)：64學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

LED在汽車(chē)上的應(yīng)用LED汽車(chē)用燈：汽車(chē)LED前照燈、儀表板及其他各種照明部分的光源、音響指示燈、開(kāi)關(guān)背光源、外部剎車(chē)燈、尾燈、中央后置高位剎車(chē)燈等。LED汽車(chē)尾燈模組可以隨意組合成各種汽車(chē)尾燈。三、光電（敏）二極管65學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

四、變?nèi)荻O管基本工作原理66學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

應(yīng)用舉例

67學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30五、肖特基二極管（熱載流子二極管）68學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30特性參數(shù)及應(yīng)用肖特基二極管具有較低的正向?qū)妷海且环N響應(yīng)極快的開(kāi)關(guān)二極管，它被用在開(kāi)關(guān)過(guò)程必須很快進(jìn)行的所有場(chǎng)合。主要應(yīng)用領(lǐng)域是微波技術(shù)。此外，肖特基二極管還用作微波檢波器、微波調(diào)制器和微波混頻器。肖特基二極管的反向電流較大，而且所允許的最高反向電壓（約70V）低于普通的硅二極管，它的導(dǎo)通電流最大可達(dá)3000A。因此，它可用于低壓整流。

69學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30六、PIN二極管在PIN二極管中，P型和N型半導(dǎo)體都是高摻雜的，因此具有很好的導(dǎo)電性能。在這兩層半導(dǎo)體之間，還有一層高阻的I型導(dǎo)體，它是完全不摻雜的或極微量摻雜的N型半導(dǎo)體。在頻率直至約1MHZ為止時(shí)，PIN二極管的特性與常見(jiàn)的二極管相似，具有很低的損耗和很小的結(jié)電容；在較高的頻率（約大于10MHZ）時(shí)，PIN二極管不再具有單向?qū)щ娮饔?，其特性就如同一個(gè)電阻，而且阻值隨著導(dǎo)通電流的增大而減小。因此，對(duì)于高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，PIN二極管可以作為可變電阻（衰減電路）。在電視機(jī)和天線放大器中，可以用來(lái)作為開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)幾乎無(wú)失真的幅度調(diào)節(jié)。

70學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問(wèn)題1什么是電容器？電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？電容的容量與什么有關(guān)？電容是衡量導(dǎo)體儲(chǔ)存電荷能力的物理量。電容器（簡(jiǎn)稱(chēng)電容C(capacitor)）也是電子電路中常用的電子元件之一。電容器的特性電容的伏安特性71學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30上式表明：只有電容上的電壓變化時(shí)，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但其對(duì)時(shí)間的變化率為0，即i=0，此時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)，因此電容具有隔直通交的作用。72學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30上式說(shuō)明，電容元件在某時(shí)刻儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量與元件在該時(shí)刻所承受的電壓的平方成正比。電容元件不消耗能量，故稱(chēng)為儲(chǔ)能元件。

電容器容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用稱(chēng)為容抗，它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。電容的特性主要是隔直流通交流。電容的應(yīng)用電路由于電容器具有隔直流、通交流、儲(chǔ)能等特性，常用它來(lái)組成濾波、耦合、旁路、振蕩等電子電路。73學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容器由兩塊金屬板中間隔一層絕緣介質(zhì)所構(gòu)成。兩個(gè)金屬導(dǎo)體叫極板，絕緣物質(zhì)叫介質(zhì)，如蠟紙、云母、塑料、玻璃、陶瓷等。電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)如圖3-3-1.電容器能存儲(chǔ)直流電路的電荷。電容器是直流電壓的存儲(chǔ)元件。設(shè)計(jì)電容可用來(lái)吸收電路中的電壓變化控制電壓的峰值。大多數(shù)電容并聯(lián)在負(fù)載電路中。74學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月3075學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問(wèn)題2電容的充放電特性是怎樣的？電容的充放電特性電容的充放電特性：電容將電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容中，當(dāng)電壓增大時(shí)，電場(chǎng)能增大，電容元件從電源取用電能；當(dāng)電壓減小時(shí)，電場(chǎng)能減小，電容元件向電源放還能量。電容器的充放電就是電荷的儲(chǔ)存和釋放過(guò)程或者電能的儲(chǔ)存和釋放過(guò)程。76學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問(wèn)題3有哪些常見(jiàn)電容？電容器通常用最大額定電壓和電容值來(lái)標(biāo)示。標(biāo)準(zhǔn)電容量單位是F（法拉）。一般車(chē)用電容容量的級(jí)別為百分之一法拉，單位是uF（微法）。電容器的單位換算：1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法

1pF=10-3nF=10-6uF=10-9mF=10-12F電容器上一般標(biāo)有其容量值。常用電容器由塑料、陶瓷或電解質(zhì)材料介質(zhì)制成。圖1-2-1所示為常見(jiàn)電容的外形。

77學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月3078學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問(wèn)題4電容的標(biāo)示方法？電容元件參數(shù)標(biāo)注方法電容量識(shí)別方法與電阻值識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。直標(biāo)法：一般只標(biāo)注數(shù)值而省去單位：小于10000PF的電容，以PF為單位；10000~100000PF的電容，以u(píng)F為單位；以小數(shù)點(diǎn)為標(biāo)志，也只標(biāo)注數(shù)值而省去單位。如：220表示220PF；.01表示0.01uF；

R56uF表示0.56uF；6n8表示6800PF.79學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量的大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位表示10的倍冪，其單位為PF

如：102表示10*102=1000PF;224表示22*104=220000PF=0.22uF

用色環(huán)或色點(diǎn)表示；電容器的色標(biāo)法與電阻相同。沿電容器引線方向，第1、2色環(huán)表示電容量的有效數(shù)字，第3色環(huán)表示有效數(shù)字后面零的個(gè)數(shù)，其單位為PF。

80學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問(wèn)題5電容器的選用？選用電容器要依據(jù)電容的主要性能指標(biāo)，主要有電容量、額定電壓和耐溫值。電容器的容量：即儲(chǔ)存電荷的容量。額定電壓值：指在額定溫度范圍內(nèi)電容能長(zhǎng)時(shí)間可靠工作的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值。耐溫值：表示長(zhǎng)時(shí)間可靠工作時(shí)電容所能承受的最高工作溫度。

使用時(shí)，當(dāng)電容器額定電壓能滿足電路的要求，但容量不足時(shí)，可將幾個(gè)容量不同的電容器并聯(lián)起來(lái)，以獲得較大容量。

81學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

引導(dǎo)問(wèn)題6電容器的檢測(cè)？電容器好壞鑒別?82學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

引導(dǎo)問(wèn)題7電容器在汽車(chē)上的應(yīng)用？電容器作為存儲(chǔ)電荷的元件，在汽車(chē)電路上有著廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的點(diǎn)火系中，斷電器觸點(diǎn)兩端常并聯(lián)一電容器起保護(hù)觸點(diǎn)的作用。在汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈閃光器中使用的電容器，起到使閃光器閃爍的目的。在汽車(chē)安全氣囊中使用的電容器，在電路中起著備用電源的作用。當(dāng)氣囊需要充氣時(shí)向點(diǎn)火器供電，使氣囊充氣保護(hù)乘員。83學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電容器在汽車(chē)上的典型應(yīng)用電容式門(mén)鎖控制84學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電容式閃光器85學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

什么是電感？電感內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？電感量與什么有關(guān)？引導(dǎo)問(wèn)題8電感的定義電感器和電容器一樣也是儲(chǔ)能元件，在電路中具有通直流、阻隔交流的作用。它是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，由導(dǎo)線繞制而成。電感器用符號(hào)L表示，它的基本單位是亨利（H），常用毫亨（mH）為單位。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，制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。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。86學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電感的特性電感的伏安特性電感元件是從實(shí)際電感線圈抽象出來(lái)的電路模型。當(dāng)電感線圈通以電流時(shí)，將產(chǎn)生磁通，在其內(nèi)部及周?chē)⒋艌?chǎng)，儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量。即：

當(dāng)忽略導(dǎo)線電阻及線圈匝與匝之間的電容時(shí)，可將其抽象為只具有儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量性質(zhì)的電感元件。87學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

上式表明，只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓。在直流電路