汽车电工电子技术基础第1章

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忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时,电感上的 磁链与电流成正比,即:
L i
式中:L—电感,是表征电感元件的特征参数。在国际单位制 中,电感的单位为亨利(H)。
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如下图
当电压、电流和电动势的参考方向一致,则有:
u
eL
Ldi dt
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电感元件中储存的磁场能量为:
WL iLidi1L2i
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2. 参考方向
电流参考方向是假定的电流流向。 当电流参考方向与实际方向一致时,电流为正值。 当电流参考方向与实际方向相反时,电流为负值。 如下图
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电压
➢定义 在电路中,如果设正电荷由A点移动到B点时电场力所做的功 为dw,则A、B两点间的电压为
UAB=dw/dq
直流电路 U=W/Q
能力目标 1.能用万用表测量电路中电阻、电压及电流值 2.解决直流电路中的连结问题
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直流电路
1 电路及其组成 2 电压源与电流源的等效变化 3 电路分析计算 4 电路的暂态分析
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电路及其组成
导线
电阻
电流
电路主要物理量 电源
电压
电位和电动势
电路是电流的通路,它是为了实现某种功能,由各种电气设备和器 件,按一定方式互相连接的电流通路。
例2: 如图所示有源支路,已知E=12V,U=8V,R=5 ,求电流I。
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解: 沿闭合回路顺时针方向绕行一周,应用基尔霍夫电压定律
,有:
E R U I0
IUE8120.8A R5
电流是负值,即其实际方向与图示参考方向相反。
的电位也将随之改变 2)电路中两点间的电压值是固定的,不会因参考点的
不同而变,即与零电位参考点的选取无关
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电动势
➢定义 在数值上,等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部 移送到正极时所做的功 电动势用字母E来表示,单位也是伏特(V)
➢方向 在电源内部由低电位指向高电位端
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电源 中间环节
安特性一致),对于电源内部并不一定等效。
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电路分析与计算
基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律,是分析电路的重要基础。
支路:电路中每一个含有电路元件的分支,同一支路上流过的 电
流相同,即支路电流。 回路:电路中任意闭合的路径,回路有顺时针和逆时针两个方
向,可以用箭头表示回路的方向。 精品课件
基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s Current Law,简写成KCL ) 描述了联接在同一节点上的各支路电流之间的约束关系,反 映了电流的连续性,即:
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➢导线颜色
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负载 负载
电阻 电容 电感
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电阻
➢定义 电阻元件是反映电流热效应这一物理现象的理想电路
元件。用字母R表示。
u=Ri
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➢特性曲线 在关联参考方向下,若R=u/i为常数,也称其为线性电阻,其伏 安特性曲线如下图
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➢ 分类
按阻值分:固定电阻,可变电阻
按材料分:碳膜电阻 ,金属膜电阻,线绕电阻
标称截面积/mm2
用途
0.5
尾灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油 表、水温表、油压表等电路
0.8 1.0 1.5 1.5~4.0 4~6 6~25 16~95
转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路 前照灯、电喇叭(3 A以下)电路 前照灯、电喇叭(3 A以上)电路 其它5 A以上电路 柴油车电热塞电路 电源电路 起动电路
0
2
上式说明,电感元件在某时刻储存的磁场能量,只与该时刻 流过
的电流的平方成正比,与电压无关。电感元件不消耗能量, 是储
能元件。
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➢ 电磁感应 右手定则 用右手握线圈,手指沿着电流流动的方向,大拇指便 指向N极。
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热敏电阻
电阻式温度传感器的一种,分正温度系数热敏电阻与负温度系数 热敏电阻两种。 例:冷却水温度传感器 :其特性曲线如下图
在国际单位制种,电压的单位是伏特(V)。
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➢方向
电压实际方向:习惯上规定从高电位点指向低电位点的方向 为电压方向(实际方向) 电压参考方向:电压参考方向是假定电压方向,在电路中可 以任意选定。
方向一致,U>0
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方向不一致,U<0
关联参考方向
电流和电压常取一致的参考方向,称为关联参考方向。 当U、I为关联参考方向时,则电压与电流的关系为U=RI,则
按功率分:1/16W, 1/8W等额定功率的电阻
按精确度分:5% 、 10、 % 20%
0 .1 % 、 0 . 等2 % 普、 通 0 电.5 阻% 、 , 1 %
等精密电阻
➢ 电阻型号命名方法
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第一部分:主称
符号
意义
R
电阻器
RP
电位器
第二部分:材料
第三部分:特征
第四部 分:
符号 T H S N J Y C I P U X M C
负载
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电源
供应电能的设备, 它能将非电形式 的能量,如机械 能、化学能转换 电能。
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导线
➢导线的面积 导线标称截面是经过换算的线心截面积,而不是实际几何面积。
➢汽车常用的导线 1.低压导线 2.高压导线 在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线,简称 高压线。
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称值 及误差。
3)文字标号法:例3 MΩ3 K表示3.3MΩ
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有效数字第 有效数字第
颜色
一位数 二位数 倍乘数 允许误差%

1
1
101 1

2
2
102 2

3
3
103

4
4
104
绿
5
5
105 0.5

6
6
106 0.2

7
7
107 0.1

8
8
108

9
9
109

0


无色
0
100
5
电容额定直流工作电压指在线路上能够长期可靠地工 作而不被击穿时所能承受的最大直流电压(又称耐压)。 如果电容器用在交流电路里,则应注意所加的交流电压的 最大值(峰值)不能超过额定直流工作电压
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电感
➢ 定义 电感元件是反映电流周围存在磁场,储存磁场能量这
一物理现象的理想电路元件,其相当于一个电阻为零的线 圈。
++ +
IISISS
g0gRg00
-- -
+++ I I I
UUU RRL LRL
--

电U压=源UsI·R0
--
U
= =
(IR0I·s电RI流)源-·R
= Is· R I · R
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说明 1)电压源模型与电流源模型互换前后电流的方向保持不变,
即IS和Us方向一致。
2)所谓“等效”是指“对外电路”等效(即对外电路的 伏-
电压与电流的关系是U=-RI 。
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电位定义
30m
100m >100m
W3
A
B
W1
O W2 C
➢参考点 在电路中选定某一点A为电位参考点,就是规定该点的电位为
➢零 电位定义 电场力把单位正电荷从电路中某点移动到参考点所做的功,
用大写字母V表示 。
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➢ 结论 1)电位值是相对的,参考点选取的不同,电路中各点
汽车电工电子基础
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张军 主编
目录
1 直流电路 2 正弦交流电路 3 三相交流电路 4 电磁学的应用
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5 发电机与电动机 6 安全用电 7 半导体二极管 8 晶体管的应用
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9 集成运算放大器及其应用 10 数字电路基础
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第1章 直流电路
汽车工程学院
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• 知识目标 1.电路的组成及各个部分的作用 2.能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算
ik( 0ik表示 k条 第支路)
也就是说在任一瞬间,流入任一节点的电流之和必等于 流 出该节点的电流之和。
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对于节点a ,应用kcl有:
I1+I2=I3
I1
I2
I3
I1+I2-I3=0
ΣI=0
因此,基尔霍夫电流定律也可叙述为:在任一瞬时,电路中流入任 一节点的所有电流的代数和等于零。流入节点时取正号,流出节 点时取负号。 流出时,电流符号则相反。
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弱电电路
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电流
➢定义 所谓电流就是单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。
i= dq/
dt
直流
I=Q/t
Communal Voice
在国际单位制(SI)中,规定电流的单位是安培(A)。
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➢ 电流方向 1. 实际方向
习惯上规定正电荷移动的方向或者负电荷移动的反方 向为电流的方向(实际方向).如下图 所示的电流。
精密 但 基 本 不
高压 特殊函数 影 响 互 换
特殊
特殊 使 用 的 产
高功率 可调
微调
品,给同 一序号, 若性能指 标、尺寸
多圈 大 小 明 显
温度补偿
影响互换

时,则在
温度测量
序号后面

用大写字
旁热式
母作为区
稳压式
别代号
正温度系

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➢电阻值的标识 1)直标法 :电阻值直接用数字与字母印在电阻上 举例:3 Ω3 I 表示3.3Ω 2)色标法 :将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标
➢伏安特性曲线
u
IS
0 i
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➢特点 1.输出电流恒定不变
2.端电压是任意的,即随负载不同而不同
I 1A
UR
➢电路符号
iS
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第1章
➢电路
aI
IR0
+
Is
R0 U
I IS
I = IS-IR0
-
b
O
U
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➢实际电流源产生 由稳流电子设备产生,有些电子器件输出具备电流源特性,如 晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光 电池被激发产生一定值的电流等。
R
意义 碳膜 合成膜 有机实心 无机实心 金属膜 氧化膜 沉积膜 玻璃釉膜 硼酸膜 硅酸膜 线绕 压敏 光敏
热敏
符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G T W D
B
C P W
Z
电阻器 电位器
序号
普通
普通 对 主 称 、
普通
普通 材 料 相
超高额
同,仅性
高阻 高温
能指标、 尺寸大小 有区别,
精密
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解: 沿ABCDA回路,根据各电压的参考方向,应用基尔霍夫电 压定律得:
U U 2 U 3 U 4 U 1
U4U1U2U3
U 41 5 ( 4 )83 V
沿ACBA回路,应用基尔霍夫电压 定律可列出:
U AC U 3U 20
U A C U 3 U 2 8 ( 4 ) 1V 2 精品课件
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等效变换
++ I + I I
+ ++

Us UsUs -- U
U
U
IIssIU=Uss=/s/UR=Rs0/0R0ggR00g=01=//1RR/00R0 RLRLRL
R0 R0R0
UsU=s=IUsI=s.sI.RRs0.0R0RR00RR===011R=//0g1g/0g0 0
IRO
u uu
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例1: 在图中,I1=5A,I2=-2A,求I3
I1
I2
I3
解:根据图示的电流参考方向,应用基尔霍夫电流定律有
I1+I2=I3 I3=I1+I2
=5+(-2)
=3A
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基尔霍夫电压定律(KVL) 基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s Voltage Law简写为KVL)描
述了闭合回路中各支路电压之间的关系。基尔霍夫电压定律指出在 任一瞬时,沿闭合回路绕行一周,在绕行方向上的电位升之和必等 于电位降之和。
如图所示,应用kvl有: U1+U4=U2+U3 U1-U2-U3+U4=0 ΣU=0
因此,KVL也可以描述为:在任一瞬时,沿任一闭合回路绕 行一周,回路中各部分电压的代数和恒等于零。若电位升取正号, 则电位降就取负号
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例1: 有一闭合回路如图 所示,已知U1=15V,U2=-4V,U3=8V, 试求电压U4和UAC。
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电压源 ➢定义
电压源与电流源的等效变换
一个直流稳压电源在一定的电流范围内,具有很小的内阻。常将它 视为一个理想的电压源,即其输出电压不随负载电流而变。
u
US ➢伏安特性曲线
0
i
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➢特点
1.端电压始终恒定,等于直流电压 。
2.输出电流是任意的,即随负载(外电路) 的改变而 改变。
I
5V
R
➢电路符号
+
US
_
us
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➢电路
+ u
US US
+
U = US -
UO
RL
IR0
_0
_
i
理想电压源
I R
US
实际电压源
其实,理想电压源也不存在。
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电流源
➢定义 一个恒流源在实用中,在一定的电压范围内,可视为一个理想的 电流源,即其输出电流不随负载两端的电压(亦即负载的电阻值) 而变。
10
20
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电容
电容元件是反映存储电荷产生电场,储存电场能量这一物理 现
象的理想电路元件。实际的电容器通常由两块金属板中间介 质
构成。 即:
电容器极板上储C存的uq电荷量q与外加电压u成正比,
式中C-电容,是表征电容元件的参数,在国际单位制中电容 单
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在下 中
电容上的电压与电流去关联参考方向时,有
i dqCdu dt dt
电容元件储存的电场能量为:
wk.baidu.com
WC
uCudu1Cu2
0
2
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➢ 电容分类 按电容值分:固定电容器,可调电容器 按介质分:纸介电容器,金属化纸介电容器,有机薄膜
介质电容器,瓷介电容器,云母电容器,电解电容器。 ➢ 电容型号命名方法
电容型号命名方法与电阻型号命名相似 ➢ 电容额定电压
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