单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽车电工电子技术,单元一 直流电路,课题一 电路及基本物理量,课题二 电路的工作状态及电气设备额定值,课题三 常用的电路元件,课题四 基尔霍夫定律,课题五 惠斯通电桥电路,课题六 特殊电阻在汽车上的应用,单元一 直流电路,课题一 电路及基本物理量单元一 直流电路,1,一、电路的组成,1电源,2负载,3中间环节,图1-1 手电筒电路,（a）实际电路 （b）电原理图 （c）电路模型,1干电池；2灯泡；3开关,电路有两个方面的作用：实现能量的转换、传输和分配（如电力系统电路等），即电力电路；实现电信号的处理与传递（如广播电视系统），即信号电路。,课题一 电路及基本物理量,一、电路的组成图1-1 手电筒电路电路有两个方面的作用：,2,二、电路模型,1电原理图,用规定的图形符号表示实际电路中的各器件联结关系的原理图称为电原理图,2理想电路元件及电路模型,图1-2 几种常见的理想电路元件,用理想电路元件及其组合来代替实际电路元件构成的电路称为电路模型。,电路模型中的理想元件用规定的电路符号来表示所得到的电路模型图，称为电路图,二、电路模型图1-2 几种常见的理想电路元件用理想电路元件,3,三、电路中的几个基本物理量,1电流,电流指带电粒子在电路中的定向移动。电流的单位是安培（,A,），另外还有毫安（,mA,）、千安（,KA,）、微安（,A,）等.,对于直流电流，单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定不变的.,对于交流电流，则电流为,（1）电流的正方向 习惯上规定正电荷定向运动的方向为电路中电流的正方向。,三、电路中的几个基本物理量1电流（1）电流的正方向 习惯,4,（2）电流的参考方向 当某支路的电流实际方向难以判断时，可假定其电流的参考方向。,当电流为正值时，说明实际电流方向与选取的参考方向相同；当电流为负值时，说明实际电流方向与选取的参考方向相反。,图1-3 电流的参考方向与实际方向的关系,（a）,i,0 （b）,i,0,（2）电流的参考方向 当某支路的电流实际方向难以判断时，可,5,2电压,电场力把单位正电荷从,a,点移到,b,点所做的功称为,a、b,两点之间的电压，记为,U,ab,。单位是伏特（,V,）。电压它总是和电路中的两个点有关。,（1）电压的正方向。电压的正方向由高电位（“+”极性）指向低电位（“”极性），即表示电位降落的方向。对于电阻来说，电压的方向与电阻中电流的方向相同，即沿着电流方向，电位是降落的；逆着电流方向，电位是升高的。,（2）电压的参考方向。,若计算出的电压为正值，说明电压实际方向与选取的参考方向相同；若计算出来的的电压为负值，说明电压实际方向与选取的参考方向相反,2电压 电场力把单位正电荷从a点移到b点,6,图1-4 电压的参考方向与实际方向的关系,（a）,u,0 （b）,u,0,3电位,（1）定义 在电路中任选一点为参考点0，该电路中某一点a到参考点0的电压称为a点的电位。用,V,a,表示。,（2）参考点（也叫零电位点）。参考点的电位为,0,V,，,V,0,=,0,V。,V,a,=U,a0,=V,a,V,0,某点,a,的电位数值上就等于点,a,与零电位点之间的电压。,（3）电位是相对值 电路中某点的电位是相对于参考点的选择而改变的。,图1-4 电压的参考方向与实际方向的关系3电位,7,4电动势,电动势也是电路中两点间的电位差值，它只存在于电源内部，它表示电源将其他形式的能量转换成电能的能力，用,E,表示。,电动势的正方向：由电源的负极电源正极,5电能和电功率,（1）电功,W=,U I t,（,J,）,电阻元件在,t,秒内所消耗（或吸收）的电能为 （,J,）,（2）电功率,4电动势 电动势也是电路中两点间的电位差值，它,8,课题二 电路的工作状态及电气设备额定值,一、电路的三种工作状态,电路通常有三种状态：负载状态、短路状态、空载状态。,1.负载状态,（1）电路中的电流:,（2）电源的端电压:,U,1,=,E,IR,0,（3）电源的输出功率：若不计线路损失，即电源的输出功率等于负载的消耗功率。,图1-8 电路的负载状态,课题二 电路的工作状态及电气设备额定值一、电路的三种工作,9,2.短路状态,（1）电源中的电流,I,S,最大，但对外输出电流,I,为零（最小）。,I,S,=E/R,0,（2）电源和负载的端电压均为零，即,U,1,=EI,S,R,0,=,0,，,U,2,=,0,。,（3）电源的输出功率,P,1,=U,1,I,=0，负载所消耗的功率,P,2,=U,2,I,=0。,图1-9 电路的短路状态,2.短路状态图1-9 电路的短路状态,10,3.空载状态,空载状态又称为断路或开路状态。,（1）电路中的电流为零，即,I,=,0,。,（2）电源的端电压（又称为开路电压或空载电压）等于电源的电动势，用,U,0,表示，,即,U,1,=,U,0,=,E,IR,0,=,E,。利用这个特点可以测出电源的电动势的大小。,图1-10 电路的空载状态,二、电气设备的额定值,（3）因为空载时电源对外不输出电流，故电源的输出功率,（,P,1,=U,1,I,）和负载所消耗的功率（,P,2,=U,2,I,）均为零，即空载状态下电源是不输出电能的。,为了使电气设备能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常允许值，分别用,U,N,、,I,N,、,P,N,来表示。,3.空载状态图1-10 电路的空载状态二、电气设备的额定值,11,课题三 常用的电路元件,一、电阻元件,（一）电阻及分类,1电阻的定义,物体对电流通过时的阻碍作用称为“电阻”。,2电阻,R,与什么有关,电阻定律表达式为：,R,=,L/S,3电阻的分类,电阻有多种分类方法。,例如按照阻值是否可变可以将电阻分为：固定电阻、可变电阻（电位器）；按照电阻的组成材料可分为：碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等,课题三 常用的电路元件一、电阻元件,12,（二）认识固定电阻,1固定电阻的命名方法,如：,RJ73,中，,R,第一部分主称，电阻器；,J,第二部分表示材料，金属膜；,7,第三部分表示类别，精密电阻；,3,表示设计序号。,2电阻值的标识,（1）直标法。将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上，如图表示（电阻上无误差标示时，表示允许误差为20%）。,（二）认识固定电阻1固定电阻的命名方法,13,（2）色标法,将不同颜色的色环涂在电阻,上来表示电阻的标称值及允许误差。,（3）文字符号法,例如：,3M9K,，表示,3.9M,，,K,表示允许误差为,10%,。,（2）色标法,14,3电阻额定功率的识别,电阻的额定功率指电阻在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率，有两种标志方法：,2W,以上的电阻，直接用数字印在电阻体上；,2W,以下的电阻，以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时，采用如图所示的符号。,4电阻允许误差标志符号（见书上表1-3）,3电阻额定功率的识别,15,（三）可变电阻,可变电阻一般称为电位器。,X型：直线型。,Z型：指数型。,D型：对数型。,（三）可变电阻可变电阻一般称为电位器。,16,（四）电阻的测量,图1-15 用欧姆表测量电阻,（a）断开电源（b）断开电源一端,【讨论】如果不按规定方式测量电阻，会产生什么情况呢？,（四）电阻的测量图1-15 用欧姆表测量电阻【讨论】如果不,17,二、电感元件,1电感器的分类,二、电感元件1电感器的分类,18,2电感器的命名,电感器的命名由四部分组成。,3固定电感器的识别方法,（1）直标法,2电感器的命名3固定电感器的识别方法,19,（2）色环标法,【想一想】某一电感器的色环标志依次是：棕红红银，它表示的电感量和允许误差分别是多少？,4电感器的检查与测试,（1）电感器的检查包括外观检查和绝缘检查。,（2）测量其电阻。用万用表测量线圈阻值来判断其好坏，即检测电感器是否有短路、断路或绝缘不良等情况。,（2）色环标法【想一想】某一电感器的色环标志依次是：棕红红,20,三、,电,容元件,1电容的基本性质,两个平行的导体之间填充以绝缘物就构成了电容。用,C,表示。,电容器有两个重要的特性：,（1）阻隔直流电通过、而允许交流电通过的特性。,（2）充电特性、放电特性。,2电容器的型号命名方法,3电容的单位和符号,图1-19 电容器的电路符号,三、电容元件1电容的基本性质图1-19 电容器的电路符号,21,陶制电容器,金属化聚丙烯电容器,可变电容器,陶制电容器金属化聚丙烯电容器可变电容器,22,4电容的主要参数,（1）电容器的标称容量和偏差。,（2）电容的额定直流工作电压。,（3）电容器的误差 指电容的实际值与标称值之间的偏差与标称值的百分比，电容器的误差通常分为三个等级：级（5%）、（10%）、（20%）,5电容器的主要种类和特点,电容器按有无极性可分为无极性电容器和有极性电容器。按电容量是否可变可分为固定电容器和可变电容器。,图1-21 有极性电容器的外形,4电容的主要参数图1-21 有极性电容器的外形,23,图1-20 无极性电容器类别及外形,图1-20 无极性电容器类别及外形,24,6.电容器的检测,（1）测电容的漏电阻（适用于0.1F以上容量的电容）。,（2）判断电解电容的极性,电解电容器的正、负极性不允许接错。,7.电容器在汽车电路中的典型应用,图1-22 可变电容器的外形图,6.电容器的检测图1-22 可变电容器的外形图,25,课题四 基尔霍夫定律,几个术语：,（1）支路,（2）节点,（3）回路,(4)网孔,图1-23 复杂电路示例,【想一想】图中有几个节点？几条支路？几个回路？,几个网孔？回路就一定是网孔吗？,问题引入：若已知各电动势和各电阻的数值，如何求各电流的大小和方向？,课题四 基尔霍夫定律 几个术语：图1-23 复杂电,26,一、基尔霍夫电流定律（KCL）,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为 0。,I,1,I,2,I,3,I,4,电流定律的,依据,：电流的连续性,I,=0,即：,例,或,：,流入为正,流出为负,一、基尔霍夫电流定律（KCL）对任何节点，在任一瞬,27,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。,例,I,1,+I,2,=I,3,例,I=,0,基尔霍夫电流定律的推广,I,=?,I,1,I,2,I,3,U,2,U,3,U,1,+,_,R,R,1,R,+,_,+,_,R,广义节点,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。例I1+I2=I3例I,28,二、基尔霍夫电压定律（KVL）,1基尔霍夫电压定律,也称为回路电压定律，该定律内容是：在任一瞬时，沿任一回路循环（顺时针方向或逆时针方向），回路中所有电动势的代数和恒等于回路中各个电阻上电压降的代数和。即,E,=,I R,该定律也可表述为：在任一回路中，从任何一点以顺时针或逆时针方向沿回路循环一周，则所有支路或元件电压的代数和等于零。即,U=0,。,它体现了能量守恒定律，体现了电路中两点的电压与路径的选择方向无关，与各支路上是什么元件无关。,二、基尔霍夫电压定律（KVL）1基尔霍夫电压定律,29,2基尔霍夫电压定律推广,该定律的使用可以由一个闭合的真实路径推广到一个不完全由实际元件组成的假想的回路。,图1-26 基尔霍夫电压定律推广应用,图1-27 例1-4图,【例1-4】如图1-27所示，,R,1,=,R,2,=15,，,E,1,=E,2,=E,3,=12V,，,E,4,=E,5,=3V,，求电路中的电流的大小和方向。,2基尔霍夫电压定律推广图1-26 基尔霍夫电压定律推广应,30,三、基尔霍夫定律的应用,1用支路电流法求解复杂电路,支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出与支路电流数目相等的独立方程式，再联立求解复杂电路的方法。,【例1-5】如图1-28所示，,E,1,=10V，,R,1,=6，,E,2,=26V，,R,2,=2，,R,3,=4,，求各支路电流的大