汽车电工电子基础知识
电子行业汽车电工电子技术基础
电子行业汽车电工电子技术基础1. 引言电子行业的快速发展和汽车产业的迅猛发展之间有着密切的联系。
随着汽车的智能化和电动化趋势的加剧，汽车电工电子技术的重要性与日俱增。
本文将介绍电子行业汽车电工电子技术的基础知识，包括电子行业的发展背景、汽车电工电子技术的应用、技术的发展趋势等内容。
2. 电子行业的发展背景近年来，电子行业得到了快速发展。
电子产品的普及和更新换代速度的加快，对电子行业提出了更高的要求。
电子行业作为现代产业的核心领域之一，几乎渗透到了各个行业，包括汽车产业。
电子行业的新材料、新工艺、新技术的不断涌现，为汽车电工电子技术的发展提供了有力支持。
汽车电工电子技术是将电工电子技术应用于汽车中的一门技术。
它在汽车的车身、动力系统、安全系统、娱乐系统等方面发挥着重要的作用。
3.1 车身电工电子技术车身电工电子技术主要包括车身电子控制单元（ECU）、车身电子传感器和车身电子执行器等。
通过感知车辆的状态和周围环境信息，控制车身设备的运行状态，提供更加安全、舒适和便利的驾驶体验。
动力系统电工电子技术主要包括发动机管理系统、变速器控制系统、电力传动系统和能量管理系统等。
通过电子技术的应用，提高发动机的燃烧效率，增强动力系统的控制能力，优化能量的利用，降低燃油消耗和排放。
3.3 安全系统电工电子技术安全系统电工电子技术主要包括制动系统、防抱死系统、稳定控制系统、主动安全系统等。
通过电子技术的应用，提升汽车的行驶安全性能，预防交通事故的发生，保护驾驶员和乘客的安全。
3.4 娱乐系统电工电子技术娱乐系统电工电子技术主要包括音响系统、导航系统、车载娱乐系统等。
通过电子技术的应用，提供高品质的音响效果，实现导航和信息娱乐的功能，提升驾驶者和乘客的娱乐体验。
4. 汽车电工电子技术的发展趋势随着智能化和电动化的发展，汽车电工电子技术将会迎来更广阔的应用和更大的发展空间。
以下是汽车电工电子技术的几个发展趋势：4.1 汽车智能化随着和大数据的应用，汽车智能化已经成为汽车行业的一个重要发展方向。
汽车电路基础知识
什么是电流？
电流强度的一些示例： • • • • • • • • • 闪电：>100000 A 铝熔炼炉：大约15000 A 电焊：500 A 起动机：最高250 A 有轨电车：大约50 A 熨斗：2 A 彩色电视：最高1 A 白炽灯泡（100 W）：230 V时为0.45 A 便携式计算器：0.007 A
什么是电流？
电流是 指电荷载 体（例如 物质或真 空中的自 由电子或 离子）的 定向移动。
什么是电流？ • 1.开关 • 2.电流表 • 3.电阻
• 电压是产生电流的原因。 • 只有在闭合的电路内才有电流流动。 • 电路由电源（例如电池）、用电器（例如一个白炽灯泡） 和导线组成。通过开关可使电路闭合或断开。 • 每个电导体都带有自由电子。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。 • 每个时间单位内流动的电子（电荷载体）数量就是电流 强度，俗称电流。每秒钟内流经导体的电子越多，电流 强度就越大。电流强度用电流表测量。
物理电流方向
什么是电流？
电流类型 • 根据电子移动方向将电流分为直流电流和交流电流。
2.交流电流 • 除直流电流外还有交流电流（AC）。交流电流是指以周期方式改变 其极性（方向）和电流值（强度）的电流。该定义也适用于交流电 压。交流电流的特点是其电流方向呈周期性变化。电流变化频率 （通常也称为电源频率）表示每秒钟内电流朝相同方向流动的次数。 例如欧洲家用电流的频率为50 Hz。 • 通过发电站的发电机产生交流电压/交流电流。为此发电机内的转 子旋转360度。由此产生一个极性变化的电压，即正弦曲线形式的 电压。欧洲最重要的交流电压是230 V电源。其频率为50 Hz。这相 当于发电机内的转子每秒钟旋转50圈。
汽车电工电子技术基础课件
汽车电工电子技术基础课件1. 简介汽车电工电子技术是汽车维修和维护过程中不可或缺的一部分。
本课件将介绍汽车电工电子技术的基础知识和相关技术，帮助读者了解汽车电工电子技术的原理和应用。
本课件旨在提供一个全面、系统的学习资源，涵盖了汽车电工电子技术的核心概念和实践应用。
2. 汽车电气系统2.1 汽车电路基础•电路基础概念•电流、电压、电阻•汽车电路组成与分类2.2 电气元件•电池•发电机•起动机•点火系统•灯具与信号器件2.3 电气系统维修与故障排除•电气系统故障排除流程•使用多米特表进行电气测量•故障码诊断与故障排除3. 汽车电子控制系统3.1 汽车传感器技术•传感器基本概念•汽车常用传感器类型•传感器故障排除与校准3.2 车载计算机与网络•车载计算机架构•车载网络通信协议•车载网络故障排除3.3 汽车电子控制单元(ECU)•ECU基本原理•ECU故障排除与编程4. 汽车电子设备维护与维修4.1 汽车音响系统•音响系统原理•音响系统故障检修4.2 汽车导航与多媒体设备•汽车导航系统原理•汽车多媒体设备故障处理4.3 汽车安全及辅助系统•ABS系统•安全气囊•防盗系统5. 汽车电动技术5.1 汽车电动机基础•电动机原理•永磁同步电机与感应电机5.2 汽车混合动力技术•混合动力概述•混合动力系统组成与工作原理5.3 纯电动汽车技术•纯电动汽车概述•电池技术与管理系统6. 汽车电工电子技术发展趋势6.1 智能化与互联网•汽车智能化技术•汽车与互联网的融合6.2 新能源汽车发展•新能源汽车技术与市场•新能源汽车充电技术6.3 自动驾驶技术•自动驾驶技术发展现状•自动驾驶技术的挑战和机遇以上是《汽车电工电子技术基础课件》的大纲。
本课件旨在帮助读者深入了解汽车电工电子技术的基本概念、原理和应用，并提供相关的实践经验和故障排除指南。
汽车电工电子基础高职学习资料
执行器
根据接收到的传感器信号，经过处理后发出控制指令，控制执行器的动作，如发动机控制单元、自动变速器控制单元等。
控制单元
负责各电子元件之间的信号传输，确保电路的通断和连接的可靠性。
连接线路与插接器
汽车电子元件的种类与作用
观察元件是否有明显的物理损伤或异常现象，如破损、松动等。
外观检查
使用万用表测量元件的电阻值，判断其是否正常。
05
汽车电工电子实验与实践
实验台
示波器
信号发生器
万用表
汽车电工电子实验设备与工具
01
02
03
04
提供汽车电工电子实验所需的电源、信号源、测量仪表等设备，方便学生进行实验操作。
用于测量和观察信号波形，是汽车电工电子实验中常用的测量仪器。
用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等，以便学生进行实验测试。
实验总结与建议
学生需要对实验进行总结，并提出改进建议，以便更好地完成实验任务。
汽车电工电子实验报告撰写
感谢观看
THANKS
用于测量电压、电流、电阻等电学参数，是汽车电工电子实验中必不可少的测量工具。
学生需要根据实验要求搭建电路，并进行调试，以完成实验任务。
电路搭建与调试
学生需要掌握常用元器件的识别和检测方法，如电阻、电容、电感等。
元器件识别与检测
学生在实验过程中需要具备电路故障排查的能力，能够根据现象分析问题并解决。
详细描述
汽车电工电子的定义与特点
汽车电工电子在汽车行业中扮演着至关重要的角色，它广泛应用于汽车的设计、制造、维修和保养等环节。
总结词
在汽车设计阶段，电工电子技术用于确定最佳的电气和电子系统配置，以满足车辆性能和安全要求。在制造过程中，电工电子技术用于自动化生产线和测试设备，以确保产品质量和可靠性。在维修和保养环节，电工电子技术用于诊断和修复电气和电子故障，提高维修效率和质量。
《汽车电工电子》教案-汽车电子控制系统基础知识
模块一汽车电子控制系统基础知识一、教学目标1．掌握汽车电控系统的基本组成、类型、功能；2．了解应用在汽车上的电控系统；3．知道OBD-Ⅱ代码的规定；二、课时分配本项目共2个课题，安排2课时。
三、教学重点通过本模块的学习，让学生掌握汽车电子控制系统的组成和类型；理解汽车电控系统的基本功能和各部分作用；了解应用在汽车上的电子控系统。
四、教学难点1．掌握OBD-Ⅱ诊断插座主要端子的作用及位置。
2．了解汽车电子控单元的检测方法。
五、教学内容课题一汽车电子控制系统的组成一、汽车电子控制系统的组成、类型与功能1．汽车电控系统的基本组成汽车电子控制系统（简称电控系统）是指采用计算机等电子设备作为控制装置的自动控制系统。
电控系统基本组成桑塔纳时代超人电子控制系统2．电控系统的类型汽车电子控制系统有两种基本类型：开环控制和闭环控制。
3．汽车电子控制系统的功能汽车电控系统的功用是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、安全性、舒适性和排放性能等。
（1）动力系统电子控制（Powertrain Control）用于实现低油耗、低污染、减小动力传动系统的冲击，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。
（2）底盘系统的电子控制（Vehicle Control）用于提高汽车的舒适性、安全性和动力性等。
（3）车身系统的电子控制（Body Control）用于增强汽车的安全、舒适和方便性。
（4）信息通讯系统的电子控制（Information & Communication）用于和社会联系，以及协调整车各部分的电子控制功能。
二、应用在汽车上的微机控制系统微机对整车各个系统的控制，按其功能可分为四大部分。
在汽车众多的控制系统中，因发动机是汽车的“心脏”，它集中了较多的控制功能，故又称主控制系统，简称为发动机ECU。
三、汽车电子控制系统各部分的作用1．传感器传感器是一种信号转换装置，它可以将非电信号转换成电信号，并输入到控制运算电路，以使其维持最适当的运作模式。
汽车电工电子电路基础知识练习题
项目一直流电路基础知识第一节基本电路课前测1.电路就是流经的路径。
通常电路是由、、、控制和保护装置组成的。
2.电路的工作状态有. 、和三种。
3.电荷定向运动形成 ;规定_ 定向运动的方向为电流方向。
4.通过一个电阻的电流为5A，经过 3 min，通过这个电阻横截面的电荷量是。
5.若电路A、B两点的电位分别为 VA=10V,VB=6V，则A、B两点间的电压。
6.电压是衡量做功的物理量，用符号 _表示，单位是_ ，电动势是衡量做功的物理量，用符号 _表示，单位是。
7.在电源内部，电源力做了12J的功，将4C电荷量的正电荷从负极移动到正极，则电源的电动势是；若要将12C的电荷量由负极移到正极，电源力需要做_ 的功。
8.1千瓦时= 焦耳。
9.电流在某一段电路上所做的功，除了和这段电路两端的电压、电路中的电流成正比，还和成正比。
10.已知直流电源的内阻为r，电动势为E，且负载电阻R可变，则负载电阻R 获得最大功率的条件是，负载电阻R获得的最大功率为。
11. 是一种严重事故,应尽力预防( )。
A.短路B.开路C.回路D.闭路12.已知a、b两点的电压 Uab=10V,b 点的电位是 Vb=4V,则a点的电位Vₐ是( )。
A.6 VB.10 VC.-10 VD.14V13.“220V、40W”的灯泡甲与“36V、40W”的灯泡乙,通电各1h,下列说法正确的是( )。
A.甲灯耗电多一些B.乙灯耗电多一些C.甲、乙灯耗电一样多D.无法判断14.如图所示的电路中，已知R为一个可变电阻，电源电动势为E，内电阻为r，则当时电源的输出功率最大。
（）A.R最大B.R最小C.R=rD.R=12r课中练单项选择题.1.下列设备中，属于电源设备的是（）。
A.电动机B.节能灯C.空气开关D.蓄电池2.下列关于电流的说法，正确的是（）。
A.电荷的自由移动形成电流B.金属导体中电流方向与电子的定向运动方向一致C.电流表示带电粒子定向运动的强弱D.电流是一个矢量3.在电路中，电压与电动势相同的是（）。
汽车电工电子基础
汽车电工电子基础概述汽车电工电子基础是指汽车电工电子系统相关的基本概念和知识。
随着汽车电子技术的快速发展，汽车电工电子基础已经成为现代汽车维修和维护的重要知识点。
本文将介绍汽车电工电子基础的相关内容，包括汽车电气系统、汽车电子控制单元（ECU）等。
汽车电气系统汽车电气系统是汽车电工电子中的核心部分，它包括了车辆的电路、电池、发电机、线束和开关等组件。
汽车电气系统的主要功能是为车辆提供电能、控制车辆的电子设备、提供照明和通信等功能。
在汽车电气系统中，电路起着连接各个组件的作用，电池提供起动能量和供电能量，发电机则负责为电池充电。
汽车电子控制单元（ECU）汽车电子控制单元（ECU）是汽车电工电子中的重要设备，它承担着汽车电子控制系统的核心功能。
汽车电子控制单元是一种微处理器控制的设备，它通过接收和处理各种传感器和执行器的信号来实现对汽车各个系统的控制。
ECU可以监测和调节发动机、制动系统、燃油系统、空调系统等。
不同的ECU负责不同的功能，它们通过数据总线来进行通信和协调工作。
电气故障排除在汽车电工电子维修中，电气故障排除是一个关键的环节。
电气故障常常导致汽车电子系统的故障，比如电路短路、线束断裂、传感器故障等。
对于电气故障的排除，首先需要检查电源和接地是否正常，然后通过电路测试仪和故障码读取等工具来定位和分析故障。
最后根据故障的具体情况进行相应的维修和更换。
汽车电工电子的未来发展随着汽车电子技术的不断发展，汽车电工电子领域也在不断创新和进步。
未来的汽车电工电子将更加注重节能环保、智能化和安全性。
例如，汽车电工电子系统将更多地应用于能源管理和排放控制，实现更高的燃油效率和更低的排放。
同时，智能化和自动化的控制将进一步提高驾驶的舒适性和安全性。
总结起来，汽车电工电子基础是现代汽车维修和维护的重要知识，包括汽车电气系统、汽车电子控制单元（ECU）等。
电气故障排除是汽车电工电子维修中关键的环节。
未来的汽车电工电子将更加注重节能环保、智能化和安全性的发展。
汽车电工电子基础(完整版)
Uab = 10×6 = 60 V
Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V
Uab = 10×6 = 60 V
Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V
练习
1.如下图所示，试求图中A点和B点的电位。如将A，B两点直接连 接或接一电阻，对电路工作有无影响？
参考点所做的功，（通常设参考点电位为零，电位 符号用V表示，单位与电压单位相同）
某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。
根据上述电压、电位的定义，可以证明：电路中任 意两点之间的电压就等于这两点间的电位差，即：
UAB=VA-VB
精品课件
电路中的参考点：
(1)参考点可以任意选择，一个电路只能同时选择一个 参考点；
理想的电路元件主要有：电阻元件、电容元件、 电感元件及电压源和电流源等。
用理想电路元件代替实际电路元件而构成的电 路称为电路模型。
电路理论不是研究实际电路的理论，而是研究由理想 元件构成的电路模型的理论
精品课件
常见元件的图形符号
精品课件
开关 干 电 池
灯泡
++ E －U
R0 －
干电池
S 开关
RL
电流参考方向：可以任意假设，选定参考方向之后， 电流才有正负之分；与实际方向一致时为正值与实际方 向相反时为负值
I=？
如不特别说明，以后在电路中标注的电流方向均为参考方向。 精品课件
在分析电路时，首先假定电流的参考方向，并据此分 析计算，然后再从答案的正、负值来确定电流的实际方 向
“实际方向”是物理中规定的，而“假设 正方向”则 是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。
汽车电工电子技术基础教案设计
汽车电工电子技术基础教案设计第一章：汽车电工电子技术概述教学目标：1. 了解汽车电工电子技术的基本概念和发展历程。
2. 掌握汽车电工电子技术的重要性及其在汽车行业中的应用。
3. 熟悉汽车电工电子技术的基本组成部分和常用术语。
教学内容：1. 汽车电工电子技术的定义和发展历程。
2. 汽车电工电子技术的重要性及其在汽车行业中的应用领域。
3. 汽车电工电子技术的基本组成部分和常用术语解释。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解汽车电工电子技术的概念和发展历程。
2. 通过案例分析，让学生了解汽车电工电子技术在实际应用中的重要性。
3. 利用互动讨论方式，让学生熟悉汽车电工电子技术的基本组成部分和常用术语。
教学评估：1. 课堂问答，检查学生对汽车电工电子技术概念的理解。
2. 案例分析报告，评估学生对汽车电工电子技术应用的掌握程度。
3. 术语测试，检验学生对汽车电工电子技术基本组成部分和常用术语的熟悉程度。
第二章：汽车电工电子元器件及电路基础教学目标：1. 熟悉汽车电工电子元器件的种类和功能。
2. 掌握汽车电路的基本组成和电路图的阅读方法。
3. 了解汽车电路的常见故障及其诊断与修复方法。
教学内容：1. 汽车电工电子元器件的种类、功能和应用。
2. 汽车电路的基本组成和电路图的阅读技巧。
3. 汽车电路的常见故障及其诊断与修复方法。
教学方法：1. 通过实物展示和讲解，让学生熟悉汽车电工电子元器件的种类和功能。
2. 采用案例分析和练习题，培养学生的电路图阅读能力和故障诊断技能。
3. 利用实验室实践，让学生掌握汽车电路的常见故障诊断与修复方法。
教学评估：1. 元器件识别测试，检查学生对汽车电工电子元器件的熟悉程度。
2. 电路图阅读练习，评估学生的电路图阅读能力。
3. 故障诊断与修复报告，检验学生对汽车电路故障诊断与修复的实际操作能力。
第三章：汽车电源系统教学目标：1. 掌握汽车电源系统的组成和原理。
2. 熟悉汽车电源系统的主要部件及其功能。
项目1汽车电工基础
04
汽车电工安全操作规范
安全用电常识
01
不要在电源接通的情况 下触摸裸露的电线和电 器设备。
02
03
04
不要使用绝缘皮破损的 电线，应及时更换。
不要在潮湿的环境下使 用电器设备，以防触电。
不要在电源附近放置易 燃物品，以防发生火灾。
防触电及急救措施
发现有人触电时，应立即切断电源，或使用绝缘 物体将电线移开，然后进行急救。
汽车电器维修
汽车电器维修是针对汽车电器系统的 维修，包括发电机、起动机、点火系 统、照明与信号系统等。
汽车电器维修需要使用专业的检测设 备和工具，如万用表、示波器等，对 电器部件进行检测和诊断。
汽车电器维修需要了解各电器部件的 工作原理和常见故障类型，能够根据 故障现象快速定位故障原因，并采取 相应的维修措施。
汽车电器维修还需要具备一定的电路 图阅读能力和技术资料查询能力，能 够根据电路图和维修手册进行维修操 作。
汽车电子控制系统维修是针 对汽车电子控制系统的维修， 包括发动机控制系统、自动 变速器控制系统、制动防抱
死系统等。
汽车电子控制系统维修需要 了解各电子控制部件的工作 原理和常见故障类型，能够 根据故障现象快速定位故障 原因，并采取相应的维修措
线束的常见故障包括老化、 磨损和短路等，这些故障会 导致电器性能下降或失效。
在进行线束维修时，需要先 对故障现象进行诊断，确定 故障部位，然后采取相应的 修复措施。
线束的修复方法包括更换损 坏的线束、修复破损的线束 绝缘层、重新连接断开的线 束等。在修复过程中，需要 注意线束的布局和固定，以 确保线束在长期使用中保持 稳定。
汽车维修专用工具
汽车诊断电脑
用于读取和清除汽车故障码，检测汽车各系 统的工作状态。
第二章汽车电路基础知识
2.断路（开路）：电路中没有电流通过，又称为空载状态。 3.短路（捷路）：电源两端的导线直接相连接，输出电流过 大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被
烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、 保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。
图1-1 电路的组成
1.电源（供能元件） 为电路提供能量的设备和器件。它能把其他形式的能转换
成电能。常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等。汽车上的 电源有两个，一个是发电机，另一个是蓄电池。发动机不启动 时由蓄电池供电，发动机启动后轻负荷下由发电机供电，大负 荷下由蓄电池和发电机联合供电。
2.负载（耗能元件） 使用（消耗）电能的设备和器件的总称。其作用是把电能转
作，如开关、熔断器、继电器等。汽车上不同参数的保险丝、熔 断器、灯光开关、雨刮开关、车窗开关、中控锁开关、点火开关、 巡航开关、防盗继电器、启动继电器、油泵继电器、雨刮继电器 等，这些都属于控制和保护装置。
二、电路的作用 实际电路种类繁多，但就其功能来说可概括为以下四个方
面。 1.进行能量的传输、分配与转换。典型的例子是电力系统
中的输电电路，如图1-2所示。发电厂的发电机组将其他形式的 能量 （热能、水能、风能、原子能等）转换成电能，通过变压
器、输电线等输送给用户，那里把电能转换成机械能（如负载 是电动机）、光能（如负载是灯泡）、热能（如负载是电炉 等），为人们生产、生活所利用。
图1-2 电力系统输电电路图
2.实现信息的传递与处理。典型的例子有电话、收音机、电 视机等，如图1-3所示。接收天线把载有语言、音乐、图像信息 的电磁波接收后，通过电路把输入信号（又称激励）变换或处 理为人们所需要的输出信号（又称响应），送到扬声器或显像 管，再还原为语言、音乐或图像。
汽车电气线路基础知识培训
汽车电气线路基础知识培训引言汽车电气线路是汽车电子系统的重要组成部分，掌握汽车电气线路的基础知识对于汽车维修和诊断都十分重要。
本文将介绍汽车电气线路的基本构成、常见的电气元件以及常用的电气线路故障排查方法，旨在帮助读者深入了解和掌握汽车电气线路的基础知识。
汽车电气线路的基本构成汽车电气线路包括多种不同类型的电路，如供电电路、控制电路、信号电路等。
下面将对这些电路进行简要介绍。
供电电路供电电路是汽车电气系统的基础，它将电能从电瓶输送到各个电气设备。
供电电路包括电瓶、发电机、开关、保险丝等组成。
其中，电瓶是储存电能的装置，发电机则负责将汽车引擎产生的机械能转化为电能充电电瓶。
控制电路控制电路用于控制汽车的各种功能和设备，如点火系统、喇叭、灯光等。
控制电路通常由传感器、控制模块和执行器组成。
传感器负责感知车辆的状态，控制模块根据传感器信号进行控制，而执行器则通过控制模块的指令执行相应的操作。
信号电路信号电路用于传输车辆各种状态信息和控制命令。
常见的信号电路包括通信线路、信号线路等。
通信线路用于车辆与外部设备的通信，如OBD接口、GPS系统等；信号线路则用于传输车辆内部各个系统之间的信息和指令。
常见的电气元件汽车电气线路中使用的常见电气元件包括开关、继电器、保险丝、传感器等。
下面将对这些元件进行简要介绍。
开关开关是控制电流的通断的装置，常见的开关包括刀开关、按钮开关等。
开关广泛应用于汽车电气线路的控制功能，如点火开关、车灯开关等。
继电器继电器是一种能根据控制信号来控制大电流的开关装置。
汽车电气系统中的大电流通常无法通过直接控制开关来实现，这时就需要使用继电器。
继电器通常由控制电路、触点电路和电磁铁组成。
保险丝保险丝是一种用于保护电气线路和设备免受过载或短路损坏的装置。
当电流超过保险丝额定值时，保险丝会断开电路，起到保护作用。
汽车电气系统中常使用玻璃管保险丝或塑料外壳保险丝。
传感器传感器用于感知车辆的各种状态信息，如发动机转速、车速、气流等。
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汽车电工电子基础知识精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-第一章汽车电工电子基础知识第一节电路的基本知识一、电路的组成电路是电流通过的路径。
电路是一些电气设备，电器元件，按一定的方式组合起来，构成的电流的通路。
图1-1（a）所示为由电池、小灯泡、开关和连接导线构成的一个简单电路。
当合上开关时，电池向外输出电流，电流流过小灯泡，小灯泡就会发光。
1、电路的组成一般电路是由电源、负载、中间环节三部分组成。
（1）电源是提拱电能的装置，它把其他形式的能量转换为电能。
例如，干电池，发电机等。
（2）负载是取用电能的装置，是各种用电设备的总称．它把电能转换为其他形式的能量．例如：电灯、电炉、电动机等。
（３）导线、开关等称为中间环节。
用来传送，分配电能，控制电路的通断，保护电路安全正常运行。
(a) (b)图1-1灯泡发光的电路图二、电路的基本物理量1．电流电荷的定向移动形成电流，正电荷和负电荷的定向移动都形成电流。
在金属导体中，电流是自由电子有规则的定向运动形成。
电流的大小用电流强度来表示。
电流强度简称为“电流”，等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量，电流分两种，即直流电流和交流电流。
单位是安培，简称安，符号为A。
2．电压和电位电压是电路中两点之间的电位差，它反映电场力对电荷做功的能力，数值上等于电场力把单位正电荷从电源的正极经外电路移到负极所做的功。
单位是伏特，简称伏，符号为V。
在电路中任意选一点为参考点，则某点到参考点的电压就叫做这一点（相对于参考点）的电位。
参考点在电路图中用符号“⊥”表示，如图1-2所示。
在电气设备和汽车中常用大地和机壳及汽车车身作为接地图1-2 电位的表示点。
电位用符号V表示，如A点电位记作V A。
当选择O点为参考点时，则V A=U AO。
电路中某一点的电位实质上就是将单位正电荷从电路中的某一点移到参考点时获得或失去的能量大小。
电位与电压的关系：（1）电路中某一点的电位等于该点与参考点之间的电压。
因些，离开参考点讨论电位是没有意义的。
（2）参考点选的不同，电路中各点的电位值也不同，但是，任意两点之间的电压是不变的。
所以，电路中各点的电位值的大小是相对的，而两点之间的电压值是绝对的。
3．电动势非电场力把单位正电荷从电源内部低电位b端移到高电位a端所做的功，称为电动势，用字母E表示QW E =（1-1）电动势的单位与电压相同，也用伏（V ）表示。
电动势的极性和实际方向是客观存在的。
在电路中，要想维持电流流动，必须有一种外力把正电荷源源不断地从低电位处移到高电位处，才能在整个闭合的电路中形成电流的连续流动，这个任务是由电源来完成的。
在电源内部，由于电源力的作用，正电荷从低电位移向高电位。
在不同类型的电源中，电源力的来源不同。
例如，电池中的电源力是由化学作用产生的；发电机的电源力则是由电磁作用产生的。
电源电动势的实际方向由负极指向正极，即由电源的低电位指向高电位，也就是电位升高的方向。
4．电能与电功率电流能使电灯发光、电动机转动、电炉发热，这些都说明电流通过电气设备时做了功，消耗了电能，我们把电气设备在工作时间消耗的电能（也称为电功）用W 表示。
电能的大小与通过电气设备的电流和加在电气设备两端的电压以及通过的时间成正比，即 UIt W = （1-2） 电能的单位是焦耳，简称焦（J ）。
电气设备在单位时间内消耗的电能称为电功率，简称功率，用P 表示，即 UI tUItt UQ t W P ====（1-3） 电功率的单位是瓦特，简称瓦（W ）。
在电工应用中，功率的常用单位是千瓦（kW ），电能的常用单位是千瓦（kW h ），千瓦时（kWh ），1千瓦时即为上度电，千瓦时与焦耳之间的换算关系是：1度＝J Wh kWh 6106.310001⨯==我们把电气设备在给定的工作条件下正常运行而规定的最大容许值称为额定值。
实际工作时，如果超过额定值工作，会使电气设各使用寿命缩短或损坏；如果小于额定值，会使电气设备的利用率降低甚至不能正常工作。
额定电压、额定电流、额定功率分别用N U 、N I 、N P 来表示。
5．电阻与欧姆定律电路中具有阻碍电流通过的作用称为电阻，电阻的单位为欧姆，简称欧。
电路中流过电阻R 的电流I 与电阻两端的电压U 成正比，这就是欧姆定律，其表达式如下：IUR =（1-4） 三、电路的工作状态 1.有载工作状态在有负载的工作状态下，负载电流的变化将引起端电压的变化。
在图1-3所示电路中，当开关合上之后，就是电路的有载工作状态。
电路中的电流为R R U I L S+=（1-5）当电压源S U 和内电阻0R 为定值时，由上式可见，负载电阻越小，则电路中的电流越大。
负载电阻两端的电压为I R U I R U S L 0-== （1-6）2．开路状态若图1-4所示电路中的开关是断开的，或者电流过大使熔断器熔断等，电路即处于开路状态，又叫做断路状态或空载状态。
开路时，外电路的电阻对电源来说等于无穷大，因此电路中的电流为零。
此时负载上的电流、电压、功率都等于零。
开路时电源的端电压叫做开路电压，用U 表示。
由于开路时电流0=I ，故开路电压S S U IR U U =-=，即开路电压等于电源电压。
3．短路状态在正常状态下工作的电路中，如果电路由于绝缘损坏或接线不当或操作不慎等原因，使负载端或电源端造成电源线直接触碰或搭接，则形成电路的短路状态。
电源和负载都被短路状况如图l －5所示。
此时，电流不再流经负载，外电路的电阻对电源来讲为零。
短路电流为R U I SS =（1-7）由于0R 很小，所以短路电流S I 很大，一般超过电源的额定电流许多倍，这样大的电流不仅在内阻0R 上会产生很大的功率损失，使电源严重发热，而且会产生很大的电磁力使设备发生机械损伤。
短路后，负载上的电压、电流和功率都为零，电源所产生的电能全部被内阻0R 所消耗。
即200S S I R P P == （1-8）图1-3 电路的有载工作状态图1-4 电路的开路状态1-5电路的短路状态短路通常是一种严重故障，应该尽量防止。
为此，电路中一般都要接入熔断器或其他自动保护装置，以便在发生短路时在规定的时限内自动切断故障电路与电源的联系。
四、电路中电阻的串联与并联1．串联电路把电阻一个接一个地首尾依次连接起来，就组成串联电路，如图1-6所示。
串联电路的基本特点是：（1）电路中各处的电流强度相等。
（2）电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
（3）串联电路的总电阻等于各个电阻之和，即321R R R R ++= （1-9）（4）串联电路的电压分配，串联电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比，即U R R R R IR U 321111++==U R R R R IR U 321222++== （1-10）U R R R R IR U 321333++==2．并联电路把两个或两个以上电阻接到电路中的两点之间，电阻两端承受的是同一个电压的电路，叫做电图1-6 电阻的串联图1-7 电阻的并联阻并联电路。
图1-7是三个电阻R 1、R 2、R 3组成的并联电路。
并联电路的基本特点是：（1）电路中各支路两端的电压相等。
（2）电路中的总电流强度等于各支路的电流强度之和。
（3）并联电路的总电阻，即3211111R R R R ++= （1-11） 这就是说，并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。
（4）并联电路的电流分配，并联电路中通过各个电阻的电流强度与它的阻值成反比。
即333222111R R I R U I R RI R U I R R I R U I ======（1-12）第二节 磁场与磁路的基本概念一、磁场与电磁感应1．磁场静止不动的带电粒子（电荷）周围存在着电场，电场对静止的电荷有电场力的作用。
而运动的电荷周围不仅有电场，还有另一种看不见的物质存在，这种由运动电荷产生的物质叫磁场，磁场对运动的电荷有力的作用。
2．电流的磁效应 电流是电荷的运动形成的，因此，电流的周围就有磁场。
（1）通电导体的磁场如果把磁场想象成布满沿磁场方向的磁力线，通电导体周围的磁场就是围绕导体的同心圆，磁场的方向可用右手螺旋定则判定如图1-8所示。
（2）线圈的磁场线圈的磁场实际上是通电导体弯曲成螺旋状时的另一种形式，磁场的分布形式和方向判定如图1-9所示。
图l －8 通电直导体周围的磁场 图l-9 螺旋线圈产生的磁场3．磁场的基本物理量 （1）磁感应强度磁场的重要特性之一就是磁场对磁场中的载流导体有力的作用（电磁力）。
若把长度为l ∆、电流为I 的直导体按垂直于磁感应线的方向放入一磁场中，如图1-10(a)所示，则作用于导体上的电磁力F ∆与导体中通过的电流I 以及导体的长度l ∆成正比。
力的方向和磁感应线的方向以及电流的方向垂直，三者的关系可用左手定则来确定，如图1－10(b)所示。
若把同一载流导体按垂直于磁感应线的方向放入不同的磁场中或同一磁场的不同位置中， 电磁力的大小可能各不相同，而且磁场越强的地方电磁力也越大。
可见，电磁力不仅与电流I 和导体的长度l ∆成正比，且与导体所在位置的磁场强弱有关。
因此，需要引入一个用来描述磁场中各点的磁场强度和方向的物理量，这个物理量称为磁感应强度，用B 来表示 。
磁感应强度B 是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量。
磁感应强度与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定，其大小可用公式来衡量。
IlFB ∆∆= （1-13）磁感应强度的单位是特斯拉（T ）。
在工程计算中，有时，由于特斯拉单位太大，也常采用高斯（Gs ）作为磁感应强度的单位：T 1相当于Gs 410。
如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，则这样的磁场称为均匀磁场。
（2）磁通磁感应强度B （如果不是均匀磁场，则取B 的平均值）与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通Φ，即 BS =Φ或SB Φ=（1-14） 由上式可见，磁感应强度在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通，故≡感应强度又称为磁通密度。
如果用磁感应线来描述磁场，使磁感应线的疏密反映磁感应强度的大小，则通过某一面积的磁感应线的总数就反映通过该面积的磁通的大小，(a) (b) 图1-10 磁场对载流导体的作用力通过垂直于磁场方向的单位面积的磁感应线数目就反映该点的磁感应强度的大小。
根据电磁感应定律的公式dtd e Φ-=可知，在国际单位制中，磁通的单位是伏·秒，通常称为韦伯（Wb ）。
在工程计算中，有时由于Wb 这一单位太大，也常采用麦克斯韦（Mx ）作为磁通的单位。
1Wb 相当于Mx 810。
（3）磁导率各种物质在磁场中表现是不一样的，有的会增强磁场，有的会削弱磁场，这主要与各种物质的导磁性能有关。