汽车电工电子技术第三章 汽车电路基础

工作任务二：掌握汽车风扇的控制原理及电路特点 1.工作描述
小王下课后，和同学来到修配车间当实习修理工，师傅老李叫小王通过测量，掌 握汽车风扇的控制原理及电路特点。
如图3-15，汽车风扇开关在LO位置 和M1位置时不能正常工作，但是在 M2和HI位置时能正常工作。
消费者认为是风扇电机的开关 问题，更换开关后，没有消除故障 现象。
第3章 汽车电路基础
❖ 学习意义 ❖ 完成本章学习后，你将能够知道汽车电路由哪几部分组成， ❖ 电路是如何控制的，使你能够更快更有效的诊断和检修电路。
❖ 学习目标
---能区别电路基本组成：电源，负载，保护装置 和接地 ---能区别不同类型的电路和电路的控制方法 ---知道电路是怎样进行正常工作的 ---应用电压，电流和电阻的关系诊断电路的故障
上述求和时，需要任意指定一个回路的 绕行方向，对于电动势，绕行方向与电 动势方向相同时，电动势取正号，反之 取负号。电阻上电流方向与回路绕行方 向一致时，电阻压降取正号，反之取负 号。 以图3-17电路说明基夫尔霍电压 定律。沿着回路abcdea绕行方向，有
能力
专业 能力
工作 方法
合作 能力
交流 能力
评价
分数
4.学习体会
序号 1 2 3 4
问题
解答
汽车电器电路的特点是什 么?
汽车电路由哪几部分组成？
汽车的各个部分的作用是 什么?
你还有哪些要求与设想?
3.2 欧姆定律（OHMS LAW）
3.2.1 部分电路欧姆定律 1.表述：
不含电源的一段电路称为部分 电路，流过导体的电流与这段导 体两端的电压成正比，与导体的 电阻成反比。这个结论称为欧姆 定律。见图3-3。 2.数学表达式：
理论课堂
❖ (1)电流在电路里流动，那么电路应有几部分组成？ ❖ (2)汽车电路的特点是什么？
❖ 各种汽车电子电器设备，其安装位置、接线方法也各不 相同，但电子电路的设计都遵循一定的规律。掌握了这些规 律，将对汽车的故障检修有很大的帮助。
3.1电路及组成
3.1.1 电路及组成
1.电路：电气装置或设备按一定方式连接构成电流流过的路径 (见图3-1)。
2.特点:
图3-12 汽车示宽灯并联电路
(1) 分流关系：
R1I1 = R2I2 = … = RnIn = RI = U
(2) 功率分配：
R1P1 = R2P2 = … = RnPn = RP = U 2
(3)并联电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联
电阻的倒数之和，即
1 1 1 +……
R R1 R2
为30～36 V。请估算一下人体电阻应是多少呢?
（4）蓄电池内阻的估算。
如图3-7所示，已知蓄电池的电动势E=12 V，外电阻R=0.3Ω，电路中电流 为30A，问内阻r为多大?
图3-7 电池内阻的估算
图 3-8 电容器
3.工作评价 小组讨论，李师傅给出评价
能力 估算能力 估算方法 应用定律能力 创新能力
表上的开关）。
3.1.2电路的状态 1.通路：当电源与负载接通，电路中有电流通过，电源向负载输出 电功率，进行能量转化，又称为有载工作状态。 2.开路（断路）：电路中没有电流通过，不发生能量转换，又称为 空载状态。 3.短路：电源两端被电阻接近零的导体接通时，这种情况称为电源 被短路。
3.1.3 汽车电路的特点 汽车电路具有以下四个特点： 1.低压直流供电 2.单线制 3.负搭铁 4.用电设备并联
（1）整车电路原理图： （2）局部电路原理图：
如图所示为金杯海狮客货车局部电路原理图。
金杯海狮客货车局部电路原理图
3、线束图: 整车电路线束图常用于汽车厂总装线和修理厂的连接、检修与配线。线束图主要表明电线
束与各用电器的连接部位、接线柱的标记、线头、插接器（连接器）的形状及位置等，它是 人们在汽车上能够实际接触到的汽车电路图。下图为通用赛欧仪表板线束布置图。
2.估算练习 （1）汽车前照灯上标有12v，50w，请估算灯的电阻为多少?在12v电压下工作，通过
灯丝的电流是多少? （2）有一电热器，通过2A的电流时，在一定时间内产生一定的热量，如果电流增加
到4A，在相同的时间内产生的热量是前者的( ) A．1／2倍 B．1／4倍 C．4倍 D．2倍
（3）人体电阻的估算 我国对人体安全电压是这样规定的，以通过人体电流不超过30 mA为极限，安全电压
开关控 制
蓄电
池
控制保护
电路
电 灯
接 地
车体
接 地
图3-1电路的组成
2.电路的组成
图3-1电路的组成 （1）电源：将其它形式的能量转化为电能，为电路提供电能
的设备或器件。 （2）负载：消耗电能的设备或器件。 （3）导体：为电流流进和流出电源提供路径。 （4）保护装置：当电路中电流过载时，断开电路的装置。 （5）控制装置：作用是控制电流的大小和方向（如：汽车仪
工作电压14V 风扇电机的开关已经更换。 LO和M1位置上的系统出现故障。 风扇电机线圈的阻值为1.5Ω 其它电阻的阻值见图示。
图3-15 风扇控制原理图
2.工作目标 ⑴根据电路图，写出下述问题的答案 1）是什么原因最有可能造成风扇电机电路仅在Lo和M1发生故障？ 2）假设风扇电机开关、连接器和线路中没有不可测的电阻，用电流表按顺
时间t成正比。 2.数学表达式：
式中，I单位为安培(A)，R单位为欧姆(Ω)，t单位为秒(s)，Q单位为焦 耳(J)。 3.2.4电功率的计算 1．表述：电流在单位时间内所做的功，简称为功率。用符号“P”表 示。（见图3-5） 2．公式
P单位为瓦特(w)，W单位为焦耳(J)，t单位为秒(s)，I 单位为安培(A)，U单位为电压(V)。
车元器件制作一个电路图，写出电路组成所需部件的名称。
电源：
负载：
控制零件：
导体：
⑵判断电路的工作状态
当开关Ｓ1，S2闭合，灯
电路状态
当开关Ｓ1, S2断开，灯
电路状态
⑶按电路图连接电路，做出工作计划。
序
工作步骤
号
1
2
3
4
工具/材料
3.工作评价 小组讨论，李师傅给出评价
I U R
图 3-3 部分电路
其中,I为电流强度，单位为（A），U为电压，单位为（V），R为 电阻，单位为（Ω）。
3.计算圆： 当E=U时，可应用下面计算圆解题
3.2.2 全电路欧姆定律
1.表述：
在包含电源的全电路中，电流强度 与电源的电动势成正比，与整个 电路的内、外电阻之和成反比。 （见图3-4）
源上。并联电路的优点就在于各个电器能单独工作、互不影响。所
以，几个额定电压相同的负载，只要电源能满足全部负载的电流要
求，就可以把它们并联在同一电压的电源上。
工作任务一：汽车灯光电路电流通路的分析 图3-14 灯光电路简化原理图
1.工作描述 汽车灯系主要有转向灯、大灯(远光和近光)、雾灯、倒车灯、室内灯
序测量开关在下述位置时，LO，M1，M2，HI电流表的读数是多少？ 3)维修这个系统的最好方案是什么? 4)按下表写出检测、修理步骤
序号
工作步骤
工具/材料
1
2
3
4
3.工作评价 小组讨论，老师和李师傅给出评价表
能力 专业能力 工作方法 合作能力 交流能力
评价
分数
4.学习体会
序号
问题
1 活动中感觉哪个技能最有兴趣?为什么?
2 活动中哪个技能最有用?为什么?
活动中哪个技能操作可以改进，以使操作 3 更方便实用?请写出操作过程。
4 你还有哪些要求与设想?
备注
请同学们大胆创新， 共同研讨，不断提高 操作能力
3.4 基尔霍夫定律
3.4.1基尔霍夫电流定律（KCL）
由于电流的连续性，所以流入某 结点的电流之和等于由该节点流 出的电流之和，即
图 3-4 全电路
2.数学表达式： 式中，E是电源的电动势，单位为V；R 是外电路(负载)电阻，单位为Ω；r是内电路电阻，单位为 Ω；I是电路中的电流强度，单位为A。由式可得
式中，U外是电源外电路输出的电压，又称电源的端电压， 单位为伏（V）；U内是电源内阻的电压降，单位为伏（V）。
3.2.3 焦耳定律 1.表述：电流通过导体时，产生的热量Q与电流强度I的平方、电阻R及通电
3．单位换算 1 kW=1000 W
1度的意义：1千瓦(kw)的用电器1个小时(h)所消耗的电能为1千瓦·时(kWh) 4.计算圆
设E=U，可应用图3-6计算圆解题
图3-5电功率定义
图3-6 计算圆
工作任务:练习汽车用电器电阻、电流和功率的估算 1.工作描述
小王下课后，和同学来到修配车间当实习修理工，他的师傅老李叫他用 欧姆定律估算照明电灯、人体电阻的阻值；学会汽车用电器的功率、电 流的估算；学会保险器电流值的识别。
（2）分压关系： U1 U2 Un U I
R1 R2
Rn R
（3）功率分配： P1 P2 Pn P I 2
R1 R2
Rn R
图3-10 串联电路
3.3.2 串联电路的应用 1.用于降压 2.用电位器改变输出电压
汽车电路系统中许多传感器是用电位器的分压工作原理制成 的，如图3-11，电位器A和B接电源电压为输入端，滑动触点O 和固定端B为输出端。
通用赛欧仪表板线束布置图
3.1.5 汽车电路故障的诊断与检修方法
❖ 汽车电路常见的故障有开路（断路）、短路、搭铁等。 ❖ 1、开路（断路），如图所示。
开路（断路）故障
2、短路，如图所示。 3、搭路，如图所示。
短路故障
搭铁故障
4、跨接线，如图所示
跨接线及其使用
工作任务：学习制作汽车制动灯 1.工作描述 小王下课后，和同学来到修配车间当实习修理工，师傅老李叫他用下列汽
∑I入 =∑I出
∑I=0
一般可在流入节点的电流前面取 “+”号，在流出节点的电流前面 取“”号，反之亦可。如图3-16
中，在节点A上：I1 I2 + I3 图3-16基尔霍夫电流定律（KCL） I4 I5 = 0。
3.4.2基尔霍夫电压定律（KVL） 在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压升之和 等于电压降之和，即 ∑U升=∑U降 U 0
3.1.4 汽车电路的识读要领
1、汽车电路图的种类及组成
❖
对于同一辆汽车，其整车电路可以有多种表达形式，比如：布线图（又称电
气线路图）、电路原理图（规范后）、线束图等。
❖ （1）、布线图：
❖
布线图就是汽
❖ 车电线在车上、线
❖ 束中的分布图，如
❖ 图所示。
❖
国产汽车常见的电气系统布线图（空调系统）
2、原理图： 电路原理图有整车电路原理图和局部电路原理图之分。
评价
4.学习体会
序号
问题
1 利用焦耳定律说明汽车电热式机油压 力表的工作原理。
2 如何避免由于电流热效应对汽车电路 产生的危害?
分数 备注
3.3 串、并联电路
1.定义： 把两个或两个以上的电器首尾依次连接，组成一条无分支的电路，称为串
联电路。（如图3-10） 2.特点：
（1）等效电阻: R =R1 R2 … Rn
本章内容
3.1 电路及组成 3.2 欧姆定律（OHMS LAW） 3.3 串、并联电路 3.4 基尔霍夫定律 3.5 惠斯通电桥
理论知识要点
❖ 1.电路是电流的通道
❖ 2.电路的设计是受以下因素影响 ❖ 负载的数量和类型 ❖ 导体的大小 ❖ 控制装置的类型
❖ 3.电路状态 ❖ 通路，短路，断路
❖ 4.汽车电路特点： ❖ 低压直流 ❖ 单线制 ❖ 负搭铁 ❖ 用电设备并联
及制动灯等，与它们有联系的电路如图3-14所示的灯光电路简化原理图。 2.工作目标 （1）分析灯光电路哪个部分是串联的？哪个部分是并联的？ （2）分析下列的电流通路的电流流动方向 3.电路分析
如：转向灯右转电源电流通路 蓄电池正极→总熔断器→电流表→转向灯熔断器→闪光灯的①脚、②脚 →转向灯开关的2接线柱→转向灯开关3接线柱→右转向灯→搭铁→蓄电 池负极
如果一个电阻代替相互并联的各个电阻，电路中总电流不变，这个电阻 称为等效电阻即总电阻(如图3-13)。
图3-13 并联电路
3.3.4 并联电路的应用 1．并联电路的分流作用:
U IR I R1R2 R1 R2
则支路电流为
I1
I
R2 R1 R2
2．实际应用
I2
I
R1 R1 R2
汽车上的用电器，如喇叭，照明灯，电动机等都是并联接在直流电
图3-11 电位器电路 3.用来控制负载电流 负载的工作状况与电流大小有直接关系，如直流电动机的转速与 电流大小有关。捷达、桑塔纳轿车空调中的风扇电机电路就串联 三个电阻。
3.3.3 并联电路
1.定义:把两个或两个以上的 电器，接在电路中相同的 两点间，承受同一电压， 这样的连接方式叫做电器 的并联，如图3-12所示。