新能源汽车电学基础与高压安全 项目1 电学基础知识

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
t—交流电变化周期 i—瞬时电流 ieff—有效电流 iss—电流强度幅值 ispos—正向最大电流 isneg—反向最大电流
3. 电压 电压电源始终具有带有不同电荷的两极,一侧是缺少电子的正极,另一侧是电子过剩的负极。在负极与正 极之间有一种电子补偿趋势,即两极连接起来时,电子由负极流向正极,这种电子补偿趋势称作电压。
二 、任务实施
1. 任务准备 安全防护:注意220V家用电压保护。 工具设备:电气箱(行云新能INW-DQX)、插线板。 台架车辆:无。 辅助资料:电气箱(行云新能INW-DQX)使用说明 书、连接导线、教材。 2. 实施步骤 (1)电气箱的识别与使用方法 电气箱如右图所示,它由电源、汽车电气系统、传感
将电路内部的电流方向规定为从正极流向负极。 在一个闭合电路内,负极排斥自由电荷载体(电子),正极吸
引自由电荷载体(电子),因此产生一个从负极流向正极的电 子流。该电流方向为物理电流方向,又称为电子移动方向。 两种电流方向,如右图所示。
交流电流(AC):以周期方式改变极性(方向)和电流值(强度)的电流。该 定义也适用于交流电压。 交流电流的特点:其电流方向呈周期性变化,如下图所示。 电流变化频率:(通常也称电源频率)表示每秒内电流朝相同方向流动的次数。
7. 电路类型 (1)串联电路 将电路元件(如电阻、电容、电感、用电器等)逐个顺次首尾相连,串联起来组成的电路叫串联电路。 开关可在任何位置控制整个电路,即其作用与所在的位置无关。
(2)并联电路 并联电路是将电阻并排连接。 特点:将两个同类或不同类
的元件、器件等首首相接, 同时尾尾亦相连的一种连接 方式。 并联电路的总电阻始终小于 最小的单个电阻。 电阻并联时,施加在所有电 阻上的电压都相同。
原子核:位于原子的中心,由质子 和中子构成。 中子:不带电荷的质量粒子。 质子:带正电荷的粒子。 质子和中子的质量几乎相等。
原子核:带正电荷。 电子:带负电荷的粒子。 原子壳内电子的数量与原子核内质
子的数量相等。 原子对外呈电中性。
电子在围绕原子核的几个圆形或椭圆形轨道上移动。 一种物质最多有7条这样的轨道。 由内向外用数字1~7 或大写英文字母K~Q 表示。 每条轨道上始终只有特定数量的电子在移动。 电子多于质子或质子多于电子时,将原子称为离子。 阳离子:原子的质子多于电子。 阴离子:原子的电子多于质子。 至少包括两个原子的新连接称为分子。
为高压;对地电压小于1 000V 的为低压。 安全电压:人体较长时间接触而不致产生触电危险的电压。 我国对工频安全电压规定了五个等级,即42V、36V、24V、12V 及6V。
4. 电阻 自由电荷载体在导体内部移动的结果是,自 由电荷载体与原子相撞,因此,电子流动受 到干扰,这种效应称作电阻。 特点:限制电路内电流。 电路符号如下图所示。
是正弦交流电压,简称交流电压。 交流电压的பைடு நூலகம்点:大小及方向均随时间按正弦规律周期
性变化。 交流电压的瞬时值要用u或u(t)表示。 右图展示了正弦交流电压(u)随时间(t)变化的情况。
交流电压
在电路中,任意两点之间的电位差称为这两点的电压降。 电压可分为:高电压、低电压和安全电压。 高低电压间的区别:以电气设备的对地电压值为依据,对地电压高于或等于1 000V 的
线圈等汽车电子元件特性的测量。 最上方的15号接线柱已经全部和12V电源接通,最下
方的31号(搭铁)接线柱和电源部分的31号线接通, 无需和电源单独接线。
汽车电气系统
③汽车电子系统
汽车电子系统电路连接图和组件安装位置(右侧
中间)如右图。
汽车电子系统主要由二极管、限流电阻、发光二

极管和晶体管等汽车常见电子元件组成。
计算电导率的公式
电子系统通常需要将电路电流 限制在一个特定值内。
电阻上注明的电阻值仅适用于 温度20℃的条件。
之所以有这种限制是因为所有 材料的电阻都会随温度变化。
电压电源的内阻:至今我们都假设,一个 电压电源始终提供规定电压U,例如纽扣 电池提供4.5V 电压。但当接通一个或多个 能量转换器(俗称用电器,例如白炽灯、 电动机等)时,所有电池和大部分供电单 元都会出现电压降。
电路闭合时,所施加的电压使导体和用电器的所有 自由电子同时朝一个方向移动,如上图所示。 单位时间内流动的电子(电荷载体)数量就是电流 强度,俗称电流。
符号:电流强度的符号是I。 计量单位:电流强度I的计量单位是安培(A)。 直流电流:在最简单的情况下,电流流动不随时间而改变,这种电流称为直流电流(DC)
(3)串联和并联的区别 串联和并联最直观的区别:两种连接方式中的电池所表现的不同 特点,四节1.5V 电池串联起来有6V,而并联则仍然只有1.5V,如 右图所示。
串联分压,并联分流:
串联和并联的区别
在串联电路中,各电阻上的电流相等,各电阻两端的电压之和等于电路总电压,可知每个电阻上的
电压小于电路总电压,故串联电阻分压。
极管、电容和调节电阻等汽车常见电子元件 组成。 该系统能够实现汽车常见传感器特性的测量。 最上方的15号接线柱已经全部和12V电源接 通,最下方的31号(搭铁)接线柱和电源部 分的31号线接通,无需和电源单独接线。
汽车传感器
⑤脉冲宽度(占空比) 脉冲宽度电路连接图和组件安装位置(右侧上
6. 电功及电功率 (1)电功 电能可以转化成多种其他形式的能量。 电功的实质是电能转化为其他形式能量的过程。 电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形
式的能,能的总量不变。
功的单位:焦耳(J)或者千瓦·时(kW·h)。 电功的计算公式:
W=Pt=UIt=UQ 式中,Q为电荷;t 为通电时间;P为电功率。 对于纯电阻电路(无电动机),电功的计算 公式如下: W=Q=IR×It=I2Rt(Q 为电热,一般在串联 电路中使用); W=Q=(U×U/R)t=(U2/R)t( 一般在并 联电路中使用)。
5. 欧姆定律
欧姆定律:在恒温下,一个金属导体上 的电压降U与流经导体的电流强度为 I 的电流成正比。 电压(U) = 电流(I)×电阻(R) 欧姆定律可用以下三个公式表达: U=IR I=U/R R=U/I
欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标, 导体中的电流 I 为纵坐标,所做出的曲线,称 为伏安特性曲线。 通过坐标原点的直线。 斜率为电阻的倒数。
阳离子 阴离子
原子吸收能量(例如热、光和化学能)后,价电子从原子外侧壳体上脱 离,形成所谓的自由电子。
自由电子从一个原子移动到另一个原子时称为电子流动或电流。 电子流动包括很多自由电子。 自由电子的这种移动是不定向的,即没有任何优先移动方向。
2. 电流 电流:电荷载体(例如物质或真空中的自由 电子或离子)的定向移动。 电路组成:电源(能持续提供电能的装置叫 电源,例如电池和发电机)、用电器(例如 白炽灯泡)和导线。
可按以下方式描述电压: 电压是施加在自由电子上的压力或作用力。 电压是产生电流的原因。 两点或两极之间产生电荷差时就会形成电压(压力)。 符号:电压的符号是U。 计量单位:电压U的计量单位是伏特(V)。 直流电压:电压值和极性保持不变的电压称为直流电压, 如右图所示。
直流电压
变动电压:电压的大小及方向随时间变化。 交流电压:对电路分析来说,一种最为重要的变动电压
开关,同时LED 指示灯会点亮提示。连接电路中如果出现短路,则电源继电器左侧的熔丝会切断电源保护。
汽 车 电 源
②汽车电气系统 汽车电气系统电路连接图和组件安装位置(左侧中间)
如右图所示。 汽车电气系统主要由电阻、继电器、电容、发电机、
起动机、灯泡和调节电阻等常见汽车电气组件组成。 该系统能够实现串联和并联电路、电容、电阻、电磁
通常,物质由不同的元素构成。
元素的最小组成部分是原子。
能够区分串联电路和并联电路,并在新能源汽车上运用。
原子也是可分割的,它由中子、质子和电子组成。
右图所示的原子模型,即玻尔原子模型。它表示了电
子、质子和中子之间的关系。
玻尔原子模型
物质内部分布着正电荷(质子)和负电荷(电子)。 当带正电的质子和带负电的电子数量刚好相等时,物质不带电。 当带正电的质子和带负电的电子数量不相等时,该物质带电。
1kW=1 000W,1W=1 000mW 把公式P=W/t 变形后可得W=Pt,由此可以定义“千瓦·时”,电流在 1h 内所做的功,就是1kW·h。
1kW·h=1 000W×3 600s=3.6×106J 电功率P、电压U、电流I 和电阻R 之间的关系,如图所示
电流I、电压U、电阻R和 电功率P的换算


该系统能够实现二极管、晶体管等汽车电子元件
子 系
特性的测量。

最上方的15号接线柱已经全部和12V电源接通,中
间的31号(搭铁)接线柱和电源部分的31号线接
通,无需和电源单独接线。
④汽车传感器 汽车传感器电路连接图和组件安装位置(左
侧下方)如图所示。 汽车传感器主要由电阻、热敏电阻、发光二
(2)电功率 在相同时间内,电流通过不同用电器所做的功,一般不同。 为表示电流做功的快慢,物理学中引入了电功率的概念。 电流在单位时间内所做的功叫作电功率。 电功率用P来表示,P=UI。 电压U的单位要用伏特(V)。 电流I 的单位要用安培(A)。 电功率P的单位就是瓦特(W)。 电功率的单位还有千瓦,符号是kW。
电阻符号
电阻由导体两端的电压U与通过导体的电流I的 比值来定义,即R=U/I。
电阻的大小可以用来衡量导体对电流阻碍作用 的强弱,即导电性能的好坏。
电阻的阻值与导体的材料、形状、体积及周围 环境等因素有关。
符号:电阻的符号是R。 计量单位:电阻的计量单位是欧姆,用希腊字母Ω表示。
不同导体的电阻按性质的不同还可分为两种类型: 线性电阻或欧姆电阻,满足欧姆定律; 非线性电阻,不满足欧姆定律。
计算导体电阻的公式
线性电阻:阻值取决于导体的尺寸、比电阻和温度,计算公式如上图所示。
上图中,ρ为比例系数,由导体的材料和周围温度决定,称为电阻率。 电阻率:指温度为20℃时,长1m、横截面积为1mm2 导体的电阻值。 电阻率的国际单位:欧姆米(Ω·m)。
在电工学中通常还会用到电阻的倒数,即电导率。 电导率的符号:G。 电导率的单位:西门子每米(S/m)。 根据电导率,可将材料分为导体、非导体和半导体。
在并联电路中,各电阻两端的电压相等,各电阻上的电流之和等于总电流(干路电流),可知每个
电阻上的电流小于总电流(干路电流),故并联电阻分流。
那么,怎样判断电路中用电器之间是串联还是并联呢? ①用电器连接法:分析电路中用电器的连接方法,逐个顺次连接的是串联,并列在电路两点之间 的是并联。 ②电流流向法:电流从电源正极流出,依次流过每个元件的是串联;在某处分开流过两个支路, 最后又合到一起,则该电路为并联。 ③去除元件法:任意拿掉一个用电器,看其他用电器是否正常工作,如果所有用电器都被拿掉一 遍,而其他用电器都可以继续工作,那么这几个用电器间的连接关系是并联,否则为串联。 ④用笔画线代替导线,能用一根导线将所有用电器连起来为串联,不能则为并联。
2020
新能源汽车电学基础与高压安全
目录
『CONTENT』
▷ 项目1 电学基础知识 ▷ 项目2 汽车电工常用工具的使用 ▷ 项目3 常用电子元器件特性 ▷ 项目4 高压电基础知识 ▷ 项目5 高压安全与防护 ▷ 项目6 高压安全法规要求
任务1 常用电学参数概念
一 、相关知识
1. 原子、电子和电荷载体
器和汽车电子系统等部分组成。
电气箱(行云新能INW-DQX)
①汽车电源 电气箱电源电路连接图和组件安装位置(位于电气箱的左上角)如下图 所示。 电源部分主要为电气箱提供直流电源(5V、10V、12V)和交流电源(9V、12V、15V)。 直流电源12V的15接线柱已经在电路板中与各用电系统接通,无需另外接线。交流电源需要连接线路并打开电源
相关文档
最新文档