汽车电工电子基础PPT课件
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中等专业教育国家规划教材配套用书
汽车电工电子 基础
第一章 直流电路
第一节 直流电路的基本概念
一、电路和电路图 1.电路 电路是电流流过的路径。复杂电路呈网状,所以电路又称网络。 电路是由电源、负载和中间环节三部分构成的。电源是给电路提供电
能或信号的器件;负载是电路中吸收电能或输出信号的器件;中间环节则 根据电路作用、需要而不同,通常由起引导和控制或测量作用的器件构成。
常用电工图形符号
二、电路的基本物理量
1.电流
电流是电荷定向移动形成的。习惯上把正电荷定向移动的方向规定为电流方 向。因此,自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。
根据电流的变化可将电流分为直流电流和交流电流。大小随时间变化、方 向不变的电流称直流电流,其中大小、方向都不变的称恒定电流,简称直流(DC), 如不特别说明,本书所说的直流电均指恒定电流,用字母I 表示。大小和方向都 随时间变化的电流称为交流电流,用字母i 表示，发出的交流电都是随时间按 正弦规律变化的正弦交流电。不同用电器的电流大小是不一样的。电流大小也 简称为电流,是指单位时间内通过导体横截面的电量。如果时间t 内匀速流过 导体横截面的电量为Q,则电流是恒定的,大小为I = Q/t （P4）
电路较复杂时,电流的实际方向很难判定。为此,在分析与计算电 路时,常常可事先任意选定某一方向作为电流的参考方向,也称为正方 向。当实际方向与选择的参考方向一致时,参考方向下的电流值为正 数,如右下图所示;当实际方向与参考方向相反时,参考方向下的电 流值为负数,如左图所示。
例：如图所示方框为某一通路上的一种用电器件,试分析:(1)若已知该器 件上的电流是从a 到b,大小为1 A,则图中电流I 等于多少?(2)若已知该 器件上的电流是从b 到a,大小为1 A,则图中电流I 又等于多少?
在电路分析中,所标的电压方向均为参考方向,表示方法有: (1)用双下标表示:ua b ,a 到b 的电压。 (2)用“+ ”、“- ”极性表示,电压从正极性端到负极性端。
例 若已知图示电阻的电压从a 到b,大小是1 V,则U1 = ?,U2 = ?,Uba =?
3.电位 电位是一个相对的概念,分析电位时必须先选定一个参考点。参考点 用字母“o”表示,在电路中用⊥符号表示,原则上可任意选取,但习惯上 选 接地点或接机壳点或电路中连线最多的点作为参考点。电路中某一点的 电位就是该点到参考点的电压,用字母V表示。可见,电位的单位与电压 一样,也是V。图中a 点的电位为Va = Uao 或 Va = Uao参考点本身的电 位显然为零,所以参考点又叫零电位点。 如果已知a、b 两点的电位分别为Va 、Vb ,则a、b 两点间的电压为 Uab = Uao + Uob = Uao - Ubo = Va – Vb即:两点间的电压等于这两 点 的电位的差,所以电压又叫电位差。
例： 在图电路中,I1 、I2 分别等于多少?
2.电压 电路中A、B 两点间的电压是指单位正电荷在电场力作 用下由A 点移到B 点时,电场力所做的功。电压用字母u 或U 表示,则 uAB = WAB/Q 式中 WAB ———正电荷Q 移动过程中能量的减少量。 电压的方向是正电荷在电场中的受力方向。例如对电源而言,电压的 方向是从电源正极到电源负极。 电压的分类与电流一样,通常所说的直流电压均指恒定电压,用字母U 表示,交流电压是指正弦交流电压,用u 表示。
4.电动势
电流通路中,电场力总是使正电荷从高电位处经外电路移向低电位处,
而在电源内部有一种电源力,正电荷在它的作用下,从低电位处经电源
内部移向高电位处,从而保持电荷运动的连续性。汽车上使用的铅蓄电
池内部的电源力是由化学作用产生的,发电机中的电源力是由电磁作用 产生的。
(1)汽车用铅蓄电池
铅蓄电池的两个电极板分别接在直流电源的正负极上时,一个极板 得到电子成为负极,另一个极板失去电子成为正极。此过程中,电能转 换为化学能,储存在铅蓄电池中,该过程称为充电。使用蓄电池时,两极 板与负载相连,将储存的化学能转化为电能,负载中形成电流,该过程称 为放电。
5.电功率 电路传送或转换电能的速率叫做电功率,简称为功率(power),用P或p表 示。习惯上,把发出或吸收电能说成发出或吸收功率。 分析电路的功率时,当电路的电流、电压选择关联参考方向时,用公式
P = UI 或 p = ui来计算。当电路的电流、电压选择非关联参考方向 时,用公式P =-UI 或 p =-ui
(2)电动势的大小
电动势是指电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源 正极所做的功,用字母E或e 表示,方向规定为从电源负极到正极。若所 做的功为W,则有E = W/Q
(3)电动势的方向
电源电压方向是从正极到负极,电动势的方向是从负极到正极,所 以当电源断路时电源的电动势与电压大小相等,方向相反。
内电路和外电路： 对电源来讲,负载和中间环节称做外电路,电源内部的电路称做内电路。
2.电路图 实际电气设备的安装和维修都是依据电原理图进行的,很少使用实物
接线图。电原理图也简称为电路图,是指将实际电路中的各器件用规定的源自文库图形符号表示之后所画出的图。如图所示。
3.汽车电路的单线
在汽车上,为了节省导线和便于安装、维修,电源和用电器之间通常只 用一根导线连接,另一根导线则由车体的金属部分代替而构成回路。这 种连接方式称为单线制,。采用单线制时,汽车电源(是蓄电池)的一端 接到车体上,称为搭铁,用符号⊥表示。按电源搭铁的极性可分为正接 地和负接地。由于负极搭铁时对无线电干扰较小,对车架或车身化学腐 蚀较轻,所以世界各国的汽车多采用负极搭铁,如图所示。
电压的国际单位制单位是V(伏特)。通常使用的单位还有MV(兆伏)、 kV(千伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)等。
为分析电路方便,通常在分析电压之前先选定电压的参考方向,原则 上可任意选,但若已知实际电压方向,则参考方向应尽量与实际方向一致; 若已知电流的参考方向,则电压的参考方向的选择最好与电流的参考方向 一致,称关联参考方向。电压、电流参考方向不一致时称非关联参考方向。
汽车电工电子 基础
第一章 直流电路
第一节 直流电路的基本概念
一、电路和电路图 1.电路 电路是电流流过的路径。复杂电路呈网状,所以电路又称网络。 电路是由电源、负载和中间环节三部分构成的。电源是给电路提供电
能或信号的器件;负载是电路中吸收电能或输出信号的器件;中间环节则 根据电路作用、需要而不同,通常由起引导和控制或测量作用的器件构成。
常用电工图形符号
二、电路的基本物理量
1.电流
电流是电荷定向移动形成的。习惯上把正电荷定向移动的方向规定为电流方 向。因此,自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。
根据电流的变化可将电流分为直流电流和交流电流。大小随时间变化、方 向不变的电流称直流电流,其中大小、方向都不变的称恒定电流,简称直流(DC), 如不特别说明,本书所说的直流电均指恒定电流,用字母I 表示。大小和方向都 随时间变化的电流称为交流电流,用字母i 表示，发出的交流电都是随时间按 正弦规律变化的正弦交流电。不同用电器的电流大小是不一样的。电流大小也 简称为电流,是指单位时间内通过导体横截面的电量。如果时间t 内匀速流过 导体横截面的电量为Q,则电流是恒定的,大小为I = Q/t （P4）
电路较复杂时,电流的实际方向很难判定。为此,在分析与计算电 路时,常常可事先任意选定某一方向作为电流的参考方向,也称为正方 向。当实际方向与选择的参考方向一致时,参考方向下的电流值为正 数,如右下图所示;当实际方向与参考方向相反时,参考方向下的电 流值为负数,如左图所示。
例：如图所示方框为某一通路上的一种用电器件,试分析:(1)若已知该器 件上的电流是从a 到b,大小为1 A,则图中电流I 等于多少?(2)若已知该 器件上的电流是从b 到a,大小为1 A,则图中电流I 又等于多少?
在电路分析中,所标的电压方向均为参考方向,表示方法有: (1)用双下标表示:ua b ,a 到b 的电压。 (2)用“+ ”、“- ”极性表示,电压从正极性端到负极性端。
例 若已知图示电阻的电压从a 到b,大小是1 V,则U1 = ?,U2 = ?,Uba =?
3.电位 电位是一个相对的概念,分析电位时必须先选定一个参考点。参考点 用字母“o”表示,在电路中用⊥符号表示,原则上可任意选取,但习惯上 选 接地点或接机壳点或电路中连线最多的点作为参考点。电路中某一点的 电位就是该点到参考点的电压,用字母V表示。可见,电位的单位与电压 一样,也是V。图中a 点的电位为Va = Uao 或 Va = Uao参考点本身的电 位显然为零,所以参考点又叫零电位点。 如果已知a、b 两点的电位分别为Va 、Vb ,则a、b 两点间的电压为 Uab = Uao + Uob = Uao - Ubo = Va – Vb即:两点间的电压等于这两 点 的电位的差,所以电压又叫电位差。
例： 在图电路中,I1 、I2 分别等于多少?
2.电压 电路中A、B 两点间的电压是指单位正电荷在电场力作 用下由A 点移到B 点时,电场力所做的功。电压用字母u 或U 表示,则 uAB = WAB/Q 式中 WAB ———正电荷Q 移动过程中能量的减少量。 电压的方向是正电荷在电场中的受力方向。例如对电源而言,电压的 方向是从电源正极到电源负极。 电压的分类与电流一样,通常所说的直流电压均指恒定电压,用字母U 表示,交流电压是指正弦交流电压,用u 表示。
4.电动势
电流通路中,电场力总是使正电荷从高电位处经外电路移向低电位处,
而在电源内部有一种电源力,正电荷在它的作用下,从低电位处经电源
内部移向高电位处,从而保持电荷运动的连续性。汽车上使用的铅蓄电
池内部的电源力是由化学作用产生的,发电机中的电源力是由电磁作用 产生的。
(1)汽车用铅蓄电池
铅蓄电池的两个电极板分别接在直流电源的正负极上时,一个极板 得到电子成为负极,另一个极板失去电子成为正极。此过程中,电能转 换为化学能,储存在铅蓄电池中,该过程称为充电。使用蓄电池时,两极 板与负载相连,将储存的化学能转化为电能,负载中形成电流,该过程称 为放电。
5.电功率 电路传送或转换电能的速率叫做电功率,简称为功率(power),用P或p表 示。习惯上,把发出或吸收电能说成发出或吸收功率。 分析电路的功率时,当电路的电流、电压选择关联参考方向时,用公式
P = UI 或 p = ui来计算。当电路的电流、电压选择非关联参考方向 时,用公式P =-UI 或 p =-ui
(2)电动势的大小
电动势是指电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到电源 正极所做的功,用字母E或e 表示,方向规定为从电源负极到正极。若所 做的功为W,则有E = W/Q
(3)电动势的方向
电源电压方向是从正极到负极,电动势的方向是从负极到正极,所 以当电源断路时电源的电动势与电压大小相等,方向相反。
内电路和外电路： 对电源来讲,负载和中间环节称做外电路,电源内部的电路称做内电路。
2.电路图 实际电气设备的安装和维修都是依据电原理图进行的,很少使用实物
接线图。电原理图也简称为电路图,是指将实际电路中的各器件用规定的源自文库图形符号表示之后所画出的图。如图所示。
3.汽车电路的单线
在汽车上,为了节省导线和便于安装、维修,电源和用电器之间通常只 用一根导线连接,另一根导线则由车体的金属部分代替而构成回路。这 种连接方式称为单线制,。采用单线制时,汽车电源(是蓄电池)的一端 接到车体上,称为搭铁,用符号⊥表示。按电源搭铁的极性可分为正接 地和负接地。由于负极搭铁时对无线电干扰较小,对车架或车身化学腐 蚀较轻,所以世界各国的汽车多采用负极搭铁,如图所示。
电压的国际单位制单位是V(伏特)。通常使用的单位还有MV(兆伏)、 kV(千伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)等。
为分析电路方便,通常在分析电压之前先选定电压的参考方向,原则 上可任意选,但若已知实际电压方向,则参考方向应尽量与实际方向一致; 若已知电流的参考方向,则电压的参考方向的选择最好与电流的参考方向 一致,称关联参考方向。电压、电流参考方向不一致时称非关联参考方向。