第1章 直流电路

路端电压为 U=IR=0.08×20V=1.6V
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例：已知 E=3V，R0=0.4Ω , RL=9.6Ω , 求电流I、内 阻压降IR0及电源端电压U。 I I E E R RL L U U R0 R0 解：
E 3 I 0.3Α RL R0 9.6 0.4 -E -3 I -0.3Α RL R0 9.6 0.4
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欧姆定律揭示了电路中电流、电压和电阻 三者之间的关系。只要知道I、U、R三个物 理量中的两个，就可以很方便地求出第三 个量。 U=IR
U R I
U I R
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例1-2 如果人体电阻的最小值为800Ω，已 知通过人体的电流达到50mA时，就会引起 呼吸器官麻痹，不能自主摆脱电源。试求 人体的安全工作电压。 解 根据部分电路欧姆定律可得 U=IR=50×10-3×800V=40V
高职高专基于能力本位 “十二五”规划教材 （汽车检测与维修专业）
汽车电工电子 技术基础
刘春晖 刘宝君 主编 张斌 副主编
机械工业出版社
CHINA MACHINE PRESS
ISBN 978-7-111-38450-2
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目
录
前言 第一章 直流电路 第二章 电磁现象及其应用 第三章 正弦交流电路 第四章 电工测量及安全用电 第五章 电动机与发电机 第六章 半导体器件及应用 第七章 汽车常用电子电路 第八章 数字电路基础 参考文献
信号源
中间 环节 负 载
处理 电路
负 载
电源
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2.电路图
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1.1.2汽车电路的特点
1.两个电源 蓄电池（辅助电源） 交流发电机（主电源） 2.并联单线 （1）汽车上的电源和所有的电气设备均采用并联 （2）电源到用电设备只用一根导线连接，而用汽车 底盘、发动机等金属机体作为另一公用导线 3.网络控制 用电设备是否工作是由网络控制
部分电路：指不含电源的一段电路。 欧姆定律：通过一段导体的电流跟这段导体两端的电压成 正比，跟这段导体的电阻成反比。这就是部分电路欧姆定 律，简称欧姆定律。
U I R
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U、I 参考方向相同时， U、I 参考方向相反时，
+ +
U
–
I
R
U I R
U
–
I
U R IR
通常取 U、I 参考方向相同， 称为关联参考方向。
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图1-6 汽车起动系统原理简图
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1.2 电路的基本物理量
1.2.1 电流 1.电流的定义及表达式 电流是电荷在电场力的作用下作定向运动形成的,其 大小和方向都与电荷有关。
大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 直流
Q I t
交流
dq i dt
E I Rr
E=IR+Ir=U+Ir 或 U=E-Ir
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例1-3 如图所示电路，已知电源电动势E=2.4V， 内电阻r=10Ω，负载电阻R=20Ω。试求电路中的 电流I和路端电压U。 解 根据全电路欧姆定律可得
E 2.4 I A 0.08 A R r 20 10
U–
R
双下标 Iab
+E
_
b
双下标 Uab Eba
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（2）实际方向与参考方向的关系 实际方向与参考方向一致，电量值为正值；
实际方向与参考方向相反，电量值为负值。 例： a
I 若 I = 5A，则电流从 a 流向 b；
R
+ U –
b 若 I = –5A，则电流从 b 流向 a 。 若 U = 5V，则电压的实际方向 从 a 指向 b；
W=UIt
电能的单位 焦（J） 千瓦时（kW·h），俗称度
1度＝1kW· h＝3.6×106 J
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2、电功率 不同的用电器在相同时间内的用电量是不同的， 即电流做功快慢是不一样的。 电流做功快慢用电功率描述，其大小等于单位时 间t内电流所做的功W
1.2.4电能和电功率
电功率单位 瓦特（W）、千瓦（k W）、毫瓦（m W）
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例：应用欧姆定律对下图电路列出式子，并求电阻R。 + + I I U U R 6V 2A R 6V –2A – – a) b)
U 6 解：对图(a)有, I = U /R 所 以 : R 3Ω I 2 对图(b)有, I= – U/R 所以 : R - U - 6 3Ω I -2
1.串联电路的特点
1）等效电阻 串联电路等效电阻等于各分电阻之和，即：
R R1 R2 Rn
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串 联 电 路 与 并 联 电 路
1.4.1 串联电路
2）分压关系
串联电路中的电阻有分压作用，其计算公式为：
Un U U1 U 2 I R1 R2 Rn R
电阻温度系数 α/1/℃
0.0038 0.0040 0.0042 0.000005 0.000005 0.00013 0.00005 -0.0005
用途
导线 线圈 引线
触点
电阻器 电热丝
图1-11 常见电阻器的外形及符号 a）外形 b）符号
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1.2.4电能和电功率
1、电能 电流流过负载时对负载所做的功称为电能，用 符号W表示 。
IR0 0.3 0.4 0.12V
U IRL 0.3 9.6 2.88V
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IR0 -0.3 0.4 -0.12V
U - IRL 0.3 9.6 2.88V
1.4.1 串联电路
由两个或更多个电阻一个接一个地连接，组成一个无分支电路， 1.4 各电阻通过同一电流，这样的连接方式称为电阻的串联电路。
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2、电路中的几个基本物理量
电位：电路通常选定某一点作为参考点，电路中
某点与参考点之间的电压就称为该点的电位。参 考点的电位通常规定为零，所以又叫零电位点。 零电位点一般选大地为参考点，即视大地的电位 为零电位。在电子仪器和设备中又常把金属外壳或 电路的公共接点的电位作为零电位。
单位：A、KA、mA、μA 实际方向：正电荷的运动方向。
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2、电流的方向
(1) 参考方向 在一段电路或电路元件上 任意假定的电流方向。 I (2) 参考方向的表示方法 箭 标 a 双下标 R Iab b
(a) I>0
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(b) I<0 电流的方向
（3）几个注意点：
电流参考方向可随意选择，而实际电流是客观存在 。 Iab=-Iba。
b 若 U= –5V，则电压的实际方向 从 b 指向 a 。
a
R
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（2）实际方向与参考方向的关系 +
E–
若 E = 5V，则电动势的实际方 向从 b指向 a ； b 若 E= –5V，则电动势的实际方 向从 a指向 b 。
a
注意： 在参考方向选定后，电流 、电压 、电动势的值 才有正负之分。 在电路分析中，如果没有特别指明，所标的电量 方向均指参考方向。
实际方向：低电位 高电位即电位升高的方向。 电流的实际方向可用箭头、双下标；电压、电动势 用正负极性、箭头、双下标。
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（1）电流、电压、电动势的参考方向 参考方向：
I R
a
在分析、计算电路时，人为 假定的方向。
参考方向的表示方法： 电流： 箭 标 a I
+ E _
+ U _ b
电压、电动势： b 正负极性 + a
电源: 提供 电能的装置
传输控制器件： 导线和开关
电工 电路
负载: 吸收 电能的装置
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倒车信号器件包括倒车灯和 倒车蜂鸣器。 倒车灯安装在汽车后组合灯 内， 倒车灯开关安装在变速器盖 上， 倒车蜂鸣器则单独安装。
图1-2 倒车信号电路
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（2）电信号的产生、传输处理和变换 电子 电路
若不选择参考方向，而谈论电流的正负是无意义的。
实际方向与参考方向一致，电流值为正值； 实际方向与参考方向相反，电流值为负值。
在某些直流电路中，若可直接判断出电流的实际方 向，一般为方便起见，选择其参考方向与实际方向 一致。
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1.2.2 电压、电位和电动势
1.电压和电动势 大小：电源的电动势Eba等于 电源力将单位正电荷从负极b 经电源内部移到正极a所做的 功。 W Eba Q 单位：V、KV、mV 电荷运动回路 Iab
E
-
I U0 R
Ro
U = U0 = E 电源端电压 ( 开路电压 ) 负载功率 P= 0 I 有 源 电路中某处断开时的特征: 电 1. 开路处的电流等于零； 路 I =0 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定。
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+ U –
方法：将试灯一端（或电压表负表笔）接在电源 负极，另一端依次触及电路接线点a、b、c、d。如 果灯亮说明此接线点至电源正极间无断路，如果灯 不亮说明此接线点与前一接线点间有断路。用这种 办法逐步缩小查找范围，直至找到断路点。
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W P UI t
例1-1 汽车前照灯电功率为60W，额定电压 为12V。求额定电流I和每小时消耗的电能 W。 P 60 由式 P UI 可知 I A 5A U 12 W＝Pt＝60×3600J＝2.16×105J
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1.3欧姆定律
1.3.1 部分电路的欧姆定律