汽車電工電子技術(shù)課件 任務(wù)2電路的物理量

1.2電路的物理量演講人2022-09-30

1.2.1電流1.電流的方向電流又叫電流強(qiáng)度，是電荷的定向移動(dòng)形成的，規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，在電路圖中通常用箭頭代表電流的方向，有時(shí)也用雙下標(biāo)變量表示。電流的方向是客觀存在的，且在某段電路中任一時(shí)刻方向具有唯一性。對(duì)于簡(jiǎn)單的電路，電流的方向可以根據(jù)電源和負(fù)載之間的連接情況直接判斷出來，但對(duì)于復(fù)雜的電路，電流的實(shí)際方向往往難以判斷出來。為了分析電路的方便，常采用電流的“參考方向”這一概念。在分析電路之前，先任意假定電流的參考方向，并以此去分析計(jì)算，若求得的電流結(jié)果是正值，說明此時(shí)電流的實(shí)際方向跟選取的電流參考方向一致；若求得的電流結(jié)果是負(fù)值，說明此時(shí)電流的實(shí)際方向與選取的電流參考方向相反。

1.2.1電流2.電流的大小電流的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。若電流的方向不隨時(shí)間而改變，將其稱為直流電流，簡(jiǎn)稱為DC，此時(shí)電流的大小用大寫的符號(hào)I表示，若電流的大小和方向都不隨時(shí)間而改變，稱為恒定直流電，我們平常所說的直流電通常是指恒定直流電。若電流的方向隨時(shí)間在變化，將其稱為交流電流，簡(jiǎn)稱為AC，此時(shí)電流的大小用小寫的符號(hào)i表示，我們平常所說的交流電通常是指正弦交流電。如圖1.4所示，給手機(jī)充電的電源是交流電，而手機(jī)電池得到的是直流電。電流的國(guó)際單位為安培（A），常用的單位還有千安（kA）、毫安（mA）、微安（mA）等，換算關(guān)系為圖1.4直流電和交流電

1.2.2電壓1.電壓的方向電壓是電路中產(chǎn)生電流的根本原因。電壓的實(shí)際方向規(guī)定為高電位指向低電位，在電路圖中通常用箭頭或“+、—”號(hào)代表電壓的方向，有時(shí)也用雙下標(biāo)變量表示，如圖1.5所示。電壓的方向是客觀存在的，且在某段電路中任一時(shí)刻方向具有唯一性。同電流一樣，為了分析電路的方便，若不能確定某元件上電壓的方向，則可以先任意假定一個(gè)參考方向，通過電壓結(jié)果的正負(fù)值來確定電壓的實(shí)際方向。圖1.5電壓的方向

1.2.2電壓

在電路中某一元件上往往既流過了電流，兩端又存在電壓，若同一元件上的電壓和電流的參考方向一致，稱之為關(guān)聯(lián)參考方向，此時(shí)計(jì)算時(shí)公式前應(yīng)取正號(hào)，反之稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，計(jì)算時(shí)公式前應(yīng)加負(fù)號(hào)。2.電壓的大小電壓的大小等于電場(chǎng)力把單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。若是直流電壓則用大寫的U表示，交流電壓用小寫的u表示。電壓的國(guó)際單位為伏特（V），常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）等，換算關(guān)系為

1.2.3電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是代表電源本領(lǐng)的一種物理量，用符號(hào)E表示，定義為：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功。方向規(guī)定為電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極，它的單位也是伏特（V）。電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的重要物理量，反映了能把多少其它形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，它的大小只與電池的材料有關(guān)，而與電池的尺寸無關(guān)，如鉛酸單體電池的電動(dòng)勢(shì)約為2.1V左右。

1.2.4電位1.電位的概念

將單位正電荷從電場(chǎng)中某點(diǎn)A移動(dòng)到參考點(diǎn)O時(shí)，電場(chǎng)力所做的功稱為A點(diǎn)的電位。它的符號(hào)為，單位為伏特（V）。計(jì)算電位時(shí)首先應(yīng)選取電位的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)的電位一定為零，參考點(diǎn)的選擇是任意的，一般在電力系統(tǒng)中通常選大地作為電位的參考點(diǎn)；在電子線路中，可選擇機(jī)殼或一條特定的公共線作為電位的參考點(diǎn)。在現(xiàn)代的汽車電路中，通常將蓄電池的負(fù)極直接接到車身和車架上，其它用電設(shè)備的負(fù)極只要接到車身的任意金屬部位就可以構(gòu)成回路，所有的搭鐵點(diǎn)都可以看成是零電位點(diǎn)。

1.2.4電位2.電位的計(jì)算

電路中某點(diǎn)的電位就等于該點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓，即

。計(jì)算電位時(shí)從被求點(diǎn)開始通過一定的路徑繞到電位參考點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位等于此路徑上所有元件電壓的代數(shù)和。在繞行過程中，若經(jīng)過電阻元件，當(dāng)電阻上的電流方向與繞行方向一致的話，則該電阻上的電壓取“+”號(hào)，大小為IR；反之選取“-”號(hào)，大小為-IR。若經(jīng)過恒壓源，則先經(jīng)過其正極，該項(xiàng)電壓值取“+”號(hào)，大小為US或E；反之選取“-”號(hào)，電壓為-US或-E。

2.4電位3.電位與電壓的關(guān)系

電位可以為正值或負(fù)值，電路中的電位具有相對(duì)性，只有先明確了電路的參考點(diǎn)，電路中各點(diǎn)的電位才有意義，電路中同一點(diǎn)的電位值若選擇的參考點(diǎn)不同，則電位的值會(huì)不同。而任意兩點(diǎn)間的電壓卻與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。

電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位之差。即

。利用電位的概念可以簡(jiǎn)化電路圖，汽車電路和電子電路經(jīng)常采用這種畫法。

1.2.4電位例如在圖1.6中，當(dāng)電源

時(shí)，若選取D點(diǎn)為電位的參考點(diǎn)，則可以將左側(cè)的電路簡(jiǎn)化為右側(cè)的畫法。圖1.6利用電位簡(jiǎn)化電路圖

1.2.5電能電能的轉(zhuǎn)換是在電流作功的過程中進(jìn)行的，因此電能又稱為電功。在一定的時(shí)間內(nèi)，電源提供了電能，負(fù)載吸收了電能并將其轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。例如純電動(dòng)汽車在正常行駛時(shí)，由動(dòng)力電池提供電能，而驅(qū)動(dòng)電機(jī)將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械能來帶動(dòng)車輛行駛。電能用符號(hào)W表示，其國(guó)際單位為焦耳(J)，在日常生活中，常用“度”作為電能（電功）的單位。

1度=1KWh=3.6×106J

電能的計(jì)算公式為W=UIt

1.2.6電功率電功率是單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，用符號(hào)P表示，國(guó)際單位是瓦特（W），常用的單位還有毫瓦(mW)、千瓦(kW)等，它們之間的換算關(guān)系為1mW=10-3W

1kW=103W

功率的計(jì)算公式為P=W／t=UI，若計(jì)算出來某元件的功率P﹥0，則該元件吸收功率，相當(dāng)于負(fù)載；若計(jì)算出來某元件的功率P﹤0，則該元件發(fā)出功率，相當(dāng)于電源。在電器設(shè)備上通常會(huì)用銘牌標(biāo)出其額定值。額定值是制造廠家為了使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的容許值。電氣設(shè)備的額定值包括額定電壓、額定電流、額定功率，分別用

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表示。必須注意的是，