汽车电工电子技术
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汽车电工电子技术
单元一 直流电路
三、基尔霍夫定律的应用
1．用支路电流法求解复杂电路 支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出
与支路电流数目相等的独立方程式，再联立求解复杂电路 的方法 。 【例1-5】 如图1-28所示，E1=10V，R1=6Ω，E2 =26V， R2=2Ω，R3=4Ω，求各支路电流的大小和方向。
用E表示。 电动势的正方向：由电源的负极→电源正极
Eba
W q
5．电能和电功率
（1）电功 W =U I t （J）
电阻元件在t秒内所消耗（或吸收）的电能为 （J）
（2）电功率
W UIt I 2 Rt U 2 t R
P W UI I 2 R U 2
t
R
汽车电工电子技术
课题二 电路的工作状态及电气设备额定值
一、电路的三种工作状态
电路通常有三种状态：负载状态、短路状态、空载状态。
1. 负载状态 （1）电路中的电流:
I E R0 R
（2）电源的端电压:U1=E—IR0
（3）电源的输出功率：若不计线路损失，即电源的输出功率 等于负载的消耗功率 。
单元一 直流电路
图1-8 电路的负载状态
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
单元一 直流电路
图1-19 电容器的电路符号
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
陶制电容器 可变电容器
金属化聚丙烯电容器 汽车电工电子技术
单元一 直流电路
4．电容的主要参数 （1）电容器的标称容量和偏差 。 （2）电容的额定直流工作电压 。 （3）电容器的误差 指电容的实际值与标称值之间的偏差与
标称值的百分比，电容器的误差通常分为三个等级：Ⅰ级 （±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%） 5．电容器的主要种类和特点 电容器按有无极性可分为无极性电容器和有极性电容器。按 电容量是否可变可分为固定电容器和可变电容器。
若计算出的电压为正值，说明电压实际方向与选取的 参考方向相同；若计算出来的的电压为负值，说明电压实 际方向与选取的参考方向相反
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
3．电位
图1-4 电压的参考方向与实际方向的关系 （a）u＜0 （b）u＞0
（1）定义 在电路中任选一点为参考点0，该电路中某一点a到 参考点0的电压称为a点的电位。用Va表示 。
阻（电位器）；按照电阻的组成材料可分为：碳膜电阻、 金属膜电阻、线绕电阻等
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
（二）认识固定电阻 1．固定电阻的命名方法 如：RJ73中，R——第一部分主称，电阻器；J——第二部
分表示材料，金属膜；7——第三部分表示类别 ，精密电 阻；3——表示设计序号。 2．电阻值的标识 （1）直标法。将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在 电阻上，如图表示（电阻上无误差标示时，表示允许误差 为±20%）。
对于直流电流，单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定
不变的 .
IQ t
对于交流电流，则电流为
i dq dt
•（1）电流的正方向 习惯上规定正电荷定向运动的方向为 电路中电流的正方向。
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
（2）电流的参考方向 当某支路的电流实际方向难以判断时， 可假定其电流的参考方向。 当电流为正值时，说明实际电流方向与选取的参考方向 相同；当电流为负值时，说明实际电流方向与选取的参考方 向相反。
一、基尔霍夫电流定律（KCL） 对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和
等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间 ，一个节点上电流的代数和为 0。
单元一 直流电路
例
I2
I1 I3 I2 I4
或：
I1
I3
I1 I3 I2 I4 0
I4
即： I =0 流入为正
流出为负
电流定律的依据：电流的连续性
单元一 直流电路
单元一 直流电路
课题一 电路及基本物理量 课题二 电路的工作状态及电气设备额定值 课题三 常用的电路元件 课题四 基尔霍夫定律 课题五 惠斯通电桥电路 课题六 特殊电阻在汽车上的应用
汽车电工电子技术
课题一 电路及基本物理量
一、电路的组成
1．电源 2．负载 3．中间环节
单元一 直流电路
（2）参考点（也叫零电位点）。参考点的电位为0V，V0=0V。
Va=Ua0=Va—V0 某点a的电位数值上就等于点a与零电位点之间
的电压。
（3）电位是相对值 电路中某点的电位是相对于参考点的选择
而改变的。
汽车电工电子技术
4．电动势
单元一 直流电路
电动势也是电路中两点间的电位差值，它只存在于电源
内部，它表示电源将其他形式的能量转换成电能的能力，
图1-9 电路的短路状态
2.短路状态 （1）电源中的电流IS最大，但对外输出电流I为零（最小）。
IS=E/R0 （2）电源和负载的端电压均为零，即U1=E—ISR0=0，U2=0 。 （3）电源的输出功率P1=U1I=0，负载所消耗的功率P2=U2I=0。
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单元一 直流电路
3.空载状态
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
基尔霍夫电流定律的推广 电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例
I1 I2
I3
广义节点
例
I=?
R
R
+
+R
+
_U1 _U2
R1
_ U3
I1+I2=I3
I=0
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单元一 直流电路
二、基尔霍夫电压定律（KVL）
1．基尔霍夫电压定律 也称为回路电压定律，该定律内容是：在任一瞬时，
图1-3 电流的参考方向与实际方向的关系 （a）i＞0 （b）i＜0
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
2．电压
电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功称为a、b 两点之间的电压，记为Uab。单位是伏特（V）。电压它总 是和电路中的两个点有关。 （1）电压的正方向。电压的正方向由高电位（“+”极性） 指向低电位（“－”极性），即表示电位降落的方向。对 于电阻来说，电压的方向与电阻中电流的方向相同，即沿 着电流方向，电位是降落的；逆着电流方向，电位是升高 的。 （2）电压的参考方向。
沿任一回路循环（顺时针方向或逆时针方向），回路中所 有电动势的代数和恒等于回路中各个电阻上电压降的代数 和。即
∑E = ∑I R 该定律也可表述为：在任一回路中，从任何一点以顺 时针或逆时针方向沿回路循环一周，则所有支路或元件电 压的代数和等于零。即∑U =0。 它体现了能量守恒定律，体现了电路中两点的电压与 路径的选择方向无关，与各支路上是什么元件无关。
一未知电流
2. 原则上，有B个支路就设B个未知数。
（恒流源支路除外）
例外？
列电流方程： 2 对每个节点有
若电路有N个节点，
I1 I2 I3
I 0
则可以列出 (N？-1) 个独立方程。
图称为电原理图 2．理想电路元件及电路模型
用理想电路元件及其 组合来代替实际电路 元件构成的电路称为 电路模型。
电路模型中的理想元 件用规定的电路符号 来表示所得到的电路 模型图，称为电路图
图1-2 几种常见的理想电路元件
汽车电工电子技术
三、电路中的几个基本物理量
单元一 直流电路
1．电流
电流指带电粒子在电路中的定向移动。电流的单位是安培 （A），另外还有毫安（mA）、千安（KA）、微安（μA） 等.
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（2）色标法 将不同颜色的色环涂在电阻 上来表示电阻的标称值及允许误差。
单元一 直流电路
（3）文字符号法 例如：3M9K，表示3.9MΩ， K表示允许误差为±10%。
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3．电阻额定功率的识别
电阻的额定功率指电阻在直流或交流电路中，长期连续工作 所允许消耗的最大功率，有两种标志方法：2W以上的电 阻，直接用数字印在电阻体上；2W以下的电阻，以自身 体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时，采用 如图所示的符号。
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单元一 直流电路
二、电感元件
1．电感器的分类
汽车电工电子技术
2．电感器的命名 电感器的命名由四部分组成 。
单元一 直流电路
3．固定电感器的识别方法 （1）直标法
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单元一 直流电路
（2）色环标法 【想一想】某一电感器的色环标志依
次是：棕红红银，它表示的电感 量和允许误差分别是多少？
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单元一 直流电路
【解】 假定各支路电流方向如图，对节点A有：I1+I2=I3 设图中两个回路的绕行方向为顺时针，对于回路I有
E1—E2=I1R1—I2R2
对于回路Ⅱ有 E2=I2R2+I3R3
联立方程组
I1+I2=I3
10－26=6I1－2 I2
26=2 I2+4 I3
I1=－1A， I2=5 A I3=4A
I1为负值，说明实际方向与假定方向相反，同时说明E1此时相 当于负载。
【讨论】本题3-E1回路和分别和回路Ⅰ或Ⅱ列电压方程，如果如何？ 若假设图中相反电流方向，结果会如何？
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支路电流法小结
解题步骤
结论与引申
单元一 直流电路
1 对每一支路假设 1. 假设未知数时，正方向可任意选择。
图1-21 有极性电容 器的外形
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
图1-20 无极性电容器类别及外形
汽车电工电子技术
单元一 直流电路
图1-22 可变电容器的外形图
6. 电容器的检测
（1）测电容的漏电阻（适用于0.1μF以上容量的电容）。
（2）判断电解电容的极性
电解电容器的正、负极性不允许接错。
7. 电容器在汽车电路中的典型应用
•电路有两个方面的作 用：实现能量的转换、 传输和分配（如电力 系统电路等），即电 力电路；实现电信号 的处理与传递（如广 播电视系统），即信 号电路 。
图1-1 手电筒电路 （a）实际电路 （b）电原理图 电路模型
1－干电池；2－灯泡；3－开关
（c）
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单元一 直流电路
二、电路模型
1．电原理图 用规定的图形符号表示实际电路中的各器件联结关系的原理
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课题四 基尔霍夫定律
问题引入：若已知各电动势 和各电阻的数值，如何求各 电流的大小和方向？
几个术语 ： （1）支路 （2）节点 （3）回路
(4 )网孔
图1-23 复杂电路示例
单元一 直流电路
【想一想】 图中有几个节点？几条支路？几个回路？ 几个网孔？回路就一定是网孔吗？
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空载状态又称为断路或开路状态 。
（1）电路中的电流为零，即I=0。
（2）电源的端电压（又称为开路电 压或空载电压）等于电源的电动势， 用U0表示，
即U1=U0=E—IR0=E。利用这个特点可 以测出电源的电动势的大小。
图1-10 电路的空载状态
（3）因为空载时电源对外不输出电流，故电源的输出功率 （P1=U1I）和负载所消耗的功率（P2=U2I）均为零，即空载状 态下电源是不输出电能的。
4．电感器的检查与测试
（1）电感器的检查包括外观检查和绝缘检查。 （2）测量其电阻。用万用表测量线圈阻值来判断其好坏，
即检测电感器是否有短路、断路或绝缘不良等情况。
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三、电容元件
1．电容的基本性质 两个平行的导体之间填充以绝缘物就构成了电容。用C表示。 电容器有两个重要的特性： （1）阻隔直流电通过、而允许交流电通过的特性。 （2）充电特性、放电特性。 2．电容器的型号命名方法 3．电容的单位和符号
单元一 直流电路
4．电阻允许误差标志符号（见书上表1-3）
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单元一 直流电路
（三）可变电阻 可变电阻一般称为电位器。 ①X型：直线型。 ②Z型：指数型。 ③D型：对数型。
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单元一 直流电路
（四）电阻的测量
图1-15 用欧姆表测量电阻 （a）断开电源（b）断开电源一端
【讨论】如果不按规定方式测量电阻，会产生什么情况 呢？
二、电气设备的额定值
为了使电气设备能在给定的工作条件下正常运行而规定的正 常允许值，分别用UN、IN、PN来表示。
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单元一 直流电路
课题三 常用的电路元件
一、电阻元件
（一）电阻及分类 1．电阻的定义
物体对电流通过时的阻碍作用称为“电阻”。 2．电阻R与什么有关 电阻定律表达式为：R=ρL/S 3．电阻的分类 电阻有多种分类方法。 例如按照阻值是否可变可以将电阻分为：固定电阻、可变电
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单元一 直流电路
2．基尔霍夫电压定律推广 该定律的使用可以由一个闭合的真实路径推广到一个不完全
由实际元件组成的假想的回路。
图1-27 例1-4图 图1-26 基尔霍夫电压定律推广应用
【例1-4】 如图1-27所示，R1=R2=15Ω，E1=E2=E3=12V， E4=E5=3V，求电路中的电流的大小和方向。
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三、基尔霍夫定律的应用
1．用支路电流法求解复杂电路 支路电流法是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出
与支路电流数目相等的独立方程式，再联立求解复杂电路 的方法 。 【例1-5】 如图1-28所示，E1=10V，R1=6Ω，E2 =26V， R2=2Ω，R3=4Ω，求各支路电流的大小和方向。
用E表示。 电动势的正方向：由电源的负极→电源正极
Eba
W q
5．电能和电功率
（1）电功 W =U I t （J）
电阻元件在t秒内所消耗（或吸收）的电能为 （J）
（2）电功率
W UIt I 2 Rt U 2 t R
P W UI I 2 R U 2
t
R
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课题二 电路的工作状态及电气设备额定值
一、电路的三种工作状态
电路通常有三种状态：负载状态、短路状态、空载状态。
1. 负载状态 （1）电路中的电流:
I E R0 R
（2）电源的端电压:U1=E—IR0
（3）电源的输出功率：若不计线路损失，即电源的输出功率 等于负载的消耗功率 。
单元一 直流电路
图1-8 电路的负载状态
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单元一 直流电路
图1-19 电容器的电路符号
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陶制电容器 可变电容器
金属化聚丙烯电容器 汽车电工电子技术
单元一 直流电路
4．电容的主要参数 （1）电容器的标称容量和偏差 。 （2）电容的额定直流工作电压 。 （3）电容器的误差 指电容的实际值与标称值之间的偏差与
标称值的百分比，电容器的误差通常分为三个等级：Ⅰ级 （±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%） 5．电容器的主要种类和特点 电容器按有无极性可分为无极性电容器和有极性电容器。按 电容量是否可变可分为固定电容器和可变电容器。
若计算出的电压为正值，说明电压实际方向与选取的 参考方向相同；若计算出来的的电压为负值，说明电压实 际方向与选取的参考方向相反
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单元一 直流电路
3．电位
图1-4 电压的参考方向与实际方向的关系 （a）u＜0 （b）u＞0
（1）定义 在电路中任选一点为参考点0，该电路中某一点a到 参考点0的电压称为a点的电位。用Va表示 。
阻（电位器）；按照电阻的组成材料可分为：碳膜电阻、 金属膜电阻、线绕电阻等
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单元一 直流电路
（二）认识固定电阻 1．固定电阻的命名方法 如：RJ73中，R——第一部分主称，电阻器；J——第二部
分表示材料，金属膜；7——第三部分表示类别 ，精密电 阻；3——表示设计序号。 2．电阻值的标识 （1）直标法。将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在 电阻上，如图表示（电阻上无误差标示时，表示允许误差 为±20%）。
对于直流电流，单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定
不变的 .
IQ t
对于交流电流，则电流为
i dq dt
•（1）电流的正方向 习惯上规定正电荷定向运动的方向为 电路中电流的正方向。
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单元一 直流电路
（2）电流的参考方向 当某支路的电流实际方向难以判断时， 可假定其电流的参考方向。 当电流为正值时，说明实际电流方向与选取的参考方向 相同；当电流为负值时，说明实际电流方向与选取的参考方 向相反。
一、基尔霍夫电流定律（KCL） 对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和
等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间 ，一个节点上电流的代数和为 0。
单元一 直流电路
例
I2
I1 I3 I2 I4
或：
I1
I3
I1 I3 I2 I4 0
I4
即： I =0 流入为正
流出为负
电流定律的依据：电流的连续性
单元一 直流电路
单元一 直流电路
课题一 电路及基本物理量 课题二 电路的工作状态及电气设备额定值 课题三 常用的电路元件 课题四 基尔霍夫定律 课题五 惠斯通电桥电路 课题六 特殊电阻在汽车上的应用
汽车电工电子技术
课题一 电路及基本物理量
一、电路的组成
1．电源 2．负载 3．中间环节
单元一 直流电路
（2）参考点（也叫零电位点）。参考点的电位为0V，V0=0V。
Va=Ua0=Va—V0 某点a的电位数值上就等于点a与零电位点之间
的电压。
（3）电位是相对值 电路中某点的电位是相对于参考点的选择
而改变的。
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4．电动势
单元一 直流电路
电动势也是电路中两点间的电位差值，它只存在于电源
内部，它表示电源将其他形式的能量转换成电能的能力，
图1-9 电路的短路状态
2.短路状态 （1）电源中的电流IS最大，但对外输出电流I为零（最小）。
IS=E/R0 （2）电源和负载的端电压均为零，即U1=E—ISR0=0，U2=0 。 （3）电源的输出功率P1=U1I=0，负载所消耗的功率P2=U2I=0。
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单元一 直流电路
3.空载状态
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单元一 直流电路
基尔霍夫电流定律的推广 电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例
I1 I2
I3
广义节点
例
I=?
R
R
+
+R
+
_U1 _U2
R1
_ U3
I1+I2=I3
I=0
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二、基尔霍夫电压定律（KVL）
1．基尔霍夫电压定律 也称为回路电压定律，该定律内容是：在任一瞬时，
图1-3 电流的参考方向与实际方向的关系 （a）i＞0 （b）i＜0
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2．电压
电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功称为a、b 两点之间的电压，记为Uab。单位是伏特（V）。电压它总 是和电路中的两个点有关。 （1）电压的正方向。电压的正方向由高电位（“+”极性） 指向低电位（“－”极性），即表示电位降落的方向。对 于电阻来说，电压的方向与电阻中电流的方向相同，即沿 着电流方向，电位是降落的；逆着电流方向，电位是升高 的。 （2）电压的参考方向。
沿任一回路循环（顺时针方向或逆时针方向），回路中所 有电动势的代数和恒等于回路中各个电阻上电压降的代数 和。即
∑E = ∑I R 该定律也可表述为：在任一回路中，从任何一点以顺 时针或逆时针方向沿回路循环一周，则所有支路或元件电 压的代数和等于零。即∑U =0。 它体现了能量守恒定律，体现了电路中两点的电压与 路径的选择方向无关，与各支路上是什么元件无关。
一未知电流
2. 原则上，有B个支路就设B个未知数。
（恒流源支路除外）
例外？
列电流方程： 2 对每个节点有
若电路有N个节点，
I1 I2 I3
I 0
则可以列出 (N？-1) 个独立方程。
图称为电原理图 2．理想电路元件及电路模型
用理想电路元件及其 组合来代替实际电路 元件构成的电路称为 电路模型。
电路模型中的理想元 件用规定的电路符号 来表示所得到的电路 模型图，称为电路图
图1-2 几种常见的理想电路元件
汽车电工电子技术
三、电路中的几个基本物理量
单元一 直流电路
1．电流
电流指带电粒子在电路中的定向移动。电流的单位是安培 （A），另外还有毫安（mA）、千安（KA）、微安（μA） 等.
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（2）色标法 将不同颜色的色环涂在电阻 上来表示电阻的标称值及允许误差。
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（3）文字符号法 例如：3M9K，表示3.9MΩ， K表示允许误差为±10%。
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3．电阻额定功率的识别
电阻的额定功率指电阻在直流或交流电路中，长期连续工作 所允许消耗的最大功率，有两种标志方法：2W以上的电 阻，直接用数字印在电阻体上；2W以下的电阻，以自身 体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时，采用 如图所示的符号。
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单元一 直流电路
二、电感元件
1．电感器的分类
汽车电工电子技术
2．电感器的命名 电感器的命名由四部分组成 。
单元一 直流电路
3．固定电感器的识别方法 （1）直标法
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单元一 直流电路
（2）色环标法 【想一想】某一电感器的色环标志依
次是：棕红红银，它表示的电感 量和允许误差分别是多少？
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单元一 直流电路
【解】 假定各支路电流方向如图，对节点A有：I1+I2=I3 设图中两个回路的绕行方向为顺时针，对于回路I有
E1—E2=I1R1—I2R2
对于回路Ⅱ有 E2=I2R2+I3R3
联立方程组
I1+I2=I3
10－26=6I1－2 I2
26=2 I2+4 I3
I1=－1A， I2=5 A I3=4A
I1为负值，说明实际方向与假定方向相反，同时说明E1此时相 当于负载。
【讨论】本题3-E1回路和分别和回路Ⅰ或Ⅱ列电压方程，如果如何？ 若假设图中相反电流方向，结果会如何？
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支路电流法小结
解题步骤
结论与引申
单元一 直流电路
1 对每一支路假设 1. 假设未知数时，正方向可任意选择。
图1-21 有极性电容 器的外形
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单元一 直流电路
图1-20 无极性电容器类别及外形
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单元一 直流电路
图1-22 可变电容器的外形图
6. 电容器的检测
（1）测电容的漏电阻（适用于0.1μF以上容量的电容）。
（2）判断电解电容的极性
电解电容器的正、负极性不允许接错。
7. 电容器在汽车电路中的典型应用
•电路有两个方面的作 用：实现能量的转换、 传输和分配（如电力 系统电路等），即电 力电路；实现电信号 的处理与传递（如广 播电视系统），即信 号电路 。
图1-1 手电筒电路 （a）实际电路 （b）电原理图 电路模型
1－干电池；2－灯泡；3－开关
（c）
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单元一 直流电路
二、电路模型
1．电原理图 用规定的图形符号表示实际电路中的各器件联结关系的原理
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课题四 基尔霍夫定律
问题引入：若已知各电动势 和各电阻的数值，如何求各 电流的大小和方向？
几个术语 ： （1）支路 （2）节点 （3）回路
(4 )网孔
图1-23 复杂电路示例
单元一 直流电路
【想一想】 图中有几个节点？几条支路？几个回路？ 几个网孔？回路就一定是网孔吗？
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空载状态又称为断路或开路状态 。
（1）电路中的电流为零，即I=0。
（2）电源的端电压（又称为开路电 压或空载电压）等于电源的电动势， 用U0表示，
即U1=U0=E—IR0=E。利用这个特点可 以测出电源的电动势的大小。
图1-10 电路的空载状态
（3）因为空载时电源对外不输出电流，故电源的输出功率 （P1=U1I）和负载所消耗的功率（P2=U2I）均为零，即空载状 态下电源是不输出电能的。
4．电感器的检查与测试
（1）电感器的检查包括外观检查和绝缘检查。 （2）测量其电阻。用万用表测量线圈阻值来判断其好坏，
即检测电感器是否有短路、断路或绝缘不良等情况。
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三、电容元件
1．电容的基本性质 两个平行的导体之间填充以绝缘物就构成了电容。用C表示。 电容器有两个重要的特性： （1）阻隔直流电通过、而允许交流电通过的特性。 （2）充电特性、放电特性。 2．电容器的型号命名方法 3．电容的单位和符号
单元一 直流电路
4．电阻允许误差标志符号（见书上表1-3）
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（三）可变电阻 可变电阻一般称为电位器。 ①X型：直线型。 ②Z型：指数型。 ③D型：对数型。
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单元一 直流电路
（四）电阻的测量
图1-15 用欧姆表测量电阻 （a）断开电源（b）断开电源一端
【讨论】如果不按规定方式测量电阻，会产生什么情况 呢？
二、电气设备的额定值
为了使电气设备能在给定的工作条件下正常运行而规定的正 常允许值，分别用UN、IN、PN来表示。
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课题三 常用的电路元件
一、电阻元件
（一）电阻及分类 1．电阻的定义
物体对电流通过时的阻碍作用称为“电阻”。 2．电阻R与什么有关 电阻定律表达式为：R=ρL/S 3．电阻的分类 电阻有多种分类方法。 例如按照阻值是否可变可以将电阻分为：固定电阻、可变电
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2．基尔霍夫电压定律推广 该定律的使用可以由一个闭合的真实路径推广到一个不完全
由实际元件组成的假想的回路。
图1-27 例1-4图 图1-26 基尔霍夫电压定律推广应用
【例1-4】 如图1-27所示，R1=R2=15Ω，E1=E2=E3=12V， E4=E5=3V，求电路中的电流的大小和方向。