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
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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
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常见元件的图形符号
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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。
灯泡
图1-3 手电筒的电路模型
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二 电流
电流的形成：带电粒子（电子、离子等）在外力作用下 有规则的定向运动就形成了电流。
电流强度：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量称 为电流强度，简称电流
电流强度单位： A、mA、μA
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电流的方向
电流实际方向：习惯上规定正电荷移动的方向或负 电荷移动的反方向为电流的方向
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单元一 直流电路
知识目标： 电路的组成及基本概念 电路模型 电位的计算 电路分析的常用方法
能力目标：能用万用表测量直流电路中电流、电压、电阻 能解决直流电路中的联结问题
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第一节 电路的组成及其基本概念
一 电路: 电流流经的闭合路径称为电路（由电
工设备和导线联接组成）
电路的组成— •电源（将非电能转化成电能的装置）
如不特别说明，以后在电路中标注的电压方向均为参考方向。
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电压标注的方式有以下三种： 箭头表示。 极性符号表示，参考方向由正指向负。
双下标表示，参考方向由a指向b 。
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注意： 1.电压是针对电路中某两点之间来说的，描述电路中的
某一点或多于两点的电压是没有任何意义的。 2.与电流一样，对电压的描述也要求指出电压的大小、
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直流电路与交流电路：
设在dt时间内通过导体某一横截面的电荷量为dq, 则 任意瞬时通过该截面的电流为
i= dq/ dt
若i= dq/ dt为常数，则这种电流为恒定电流，简称直 流在直流电路中上式可以写 :
I=Q/t 若i= dq/ dt不是常数，大小与方向上都在发生变化，
则对这电种流电要流从为大交小流、电方路向。及单位三个方面来进行描述，缺 一项则没有意义。
成下图的形式。
I=(E1+E2)/(R1+R2)=(6+3)/(3+2)=1.8mA
根据UAB=VＡ－ＶＢ
因此可求的A点的电位为
VA=VB＋UAB=VB-R2I =-0.6V
例3：求图示电路
c 20
中各点的电位:Va、
Vb、Vc、Vd 。
E1
4A 6
140V
解：
5 a
d
6A 10A
E2
b
90V
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六 功率
电功率：是电路元件在单位时间内吸收或释放的电能， 或者说电能对时间的变化率，简称功率。
在直流电路中，功率用大写字母P表示 功率P=UI=I2R=U2/R
电源和负载的判断方法：
电源电和压负、载电分流别取是关吸联收参功考率方还向是释放功率？
1.若P>0,表明该元件吸收功率，属于负载性质，电流 从“+”端流入。
设 a为参考点， 即Va=0V Vb=Uba= –10×6= 60V
Vc=Uca = 4×20 = 80 V Vd =Uda= 6×5 = 30 V
设 b为参考点，即Vb=0V Va = Uab=10×6 = 60 V
Vc = Ucb = E1 = 140 V Vd = Udb =E2 = 90 V
是电位升高的方向 电动势参考方向：可以任意
假设，与实际方向一致时为正 值与实际方向相反时为负值
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五 电位
电压是什么？ 电压实际上是电路中两点之间的电位差，它
只能说明一点的电位高，另一点的电位低，以及两 点之间的电位差是多少，并不能说明电路中某一点 的电位是多少。
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电位定义： 电位就是电场力把单位正电荷从电路中某点移动到
方向及单位，缺一不可。，试问a,b两点哪点电位高？
a
解：Uab的参考方向为由a指向b，而
Uab<0，实际方向同参考方向相反，即
电压实际方向为b指向a，故b点电位高
于a点电位。
b
2.在下图中，U1=-6V，U2=4V，试问Uab等于多少伏？
解；在两元件之间设点c,如图所
方向，即电压降的方向 电压参考方向：可以任意假设，与实际方向一致时为正
值与实际方向相反时为负值
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关联方向：电压与电流的参考方向一致，则称电流与 电压为关联参考方向。 非关联方向：若电流与电压的参考方向相反，则称电 流与电压为非关联参考方向。
虽然电压的参考方向可以任意设定，但一般情况下 总是选择关联参考方向。
D
解：（1）零电位参考点在正负电位之间的C点，
如图所示
D
E
E
图（2）电流为I=（12+12）/（Rp+R1+R2），根据UDA=VDVA，则A点的电位为VA=VD-UDA=12-IR1。根据UEB=VE-VB 则B点的点位为 VB=VE-UEB=-12+IR3 当电位器 的滑 动触点向下滑动时Rp增大电流I减小，则 VA增大，VB 减小。
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例：在下图中，U=220V，I=5A，内阻R01=R02=0.6Ω。（1）试求电源 的电动势和负载的反电动势；（2）试说明功率的平衡
谁是电源？ 谁是负载？
解： （1）电源 U=E1-ΔU1=E1-R01I
E1=U+R01I=220V+0.6×5V=22 负载 U=E2+ΔU2=E2+R02I
汽车电工电子基础
汽车电子技术教研室 叶伟华
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1、是一门汽车类专业的专业基础课， 2、是汽车维修技术中所应用的电工电子基础知识， 3、是汽车电气系统维修所必备的基本知识。
1、课堂认真听讲，课后用少量时间复习。 2、注重理论与实践相结合，培养分析解决实际 问题的能力。
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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 5、发电机与电动机 6、安全用电 7、半导体二极管及晶体管的应用 8、集成运算放大器及数字电路基础
2.若P<0,表明该元件产生功率，属于电源性质，电流
从“+”端流出。
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七 电路的三种状态 ：空载、短路、有载
电路有空载、短路、有载工作三种状态，现在以图1所示的简 单直流电路为例来分析电路的各种状态。
图1-
E为电源电动势，R0为电源内阻，RL为负载电阻
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有载工作状态
当上图开关S闭合时，电路中有电流流过，电源输出 电功率，负载取用电功率，这称为有载工作状态。 有载工作状态特点： 1.电路中电流
电路图习惯画法：对于有一端接地的电压源不再
画出电压源符号，而只在电源的非接地端处标明电 压的数值和极性，
c 20 a 5 d
E1
4A 6
140V
6A
10A
b
c 20
E2 90V
+140V
5 d
+90V 6
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例1：有一电路如1-6所示，问（1）零电位参考点在那里？画电路
图表示出来。（2）当将电位器Rp的滑动触点向下滑动时，A,B两 点的电位增高了还是降低了？
示。则
Uab=Uac+Ucb =U1-U2 =（-6-4）V=-
Uab是否表示a端电位高于1b0端V电精位品。课件
电流值和电压值的测量
1.电流
在实际中，将电流表串接在电路中来测量某支路的电流，测量 时要注意选择电流表的量程、极性（直流表），以减小误差、 保护仪表。由于电流表必须串接入电路中，往往显得不太方便， 在测量电阻上的电流时，可以测其电压然后根据欧姆定律换算 出流经电阻的电流。根据电流值选择线路导线时，要查阅电工 手册，注意选择导线的线径，以防止线路因电流过大而烧坏。
I=E/(R0+RL)
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2.负载电阻两端的电压U=RLI=E-R0I，当电源内阻 极小时，U≈E
由上式可见，电源端电压小于电动势，两者之差为电 流通过电源内阻所产生的电压降R0I。电流愈大，则电 源端电压下降的愈多。
3.又因为UI=EI-R0I2则P=PE-ΔP式中PE=EI，是 电源产生的功率；ΔP=R0I2，是电源内阻上损耗 的功率；P=UI是电源输出的功率。
解：对左边回路：VA=8×[20/（12+8）]V=8V
对右边回路：VB=4×[16/（4+4）]V=8V
可见A,B两点等电位。如将A，B两点直 接联接或接一电阻，对电路工作无影响
2.如下图a所示，在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。
解：将原电路改画成上图b所示电路。 S断开时 I=【（12+12）/（20+3.9+3）】
例2：计算下图中所示电路中A点的电位，VB=3V， Vc=-6V。
解：
3V
图中B点的电位VB=3V，可以理解为B点与零电位参考点O之间接 有E2=3V的理想电压源，其“+”端接B点，“-”端接O点。同理 Vc=-6V,可理解为C点与参考点O之间接有E1=6V理想电压源，“”端接C点，“+”端接O点，而A点是悬空的。因此，上图可改画
2.电压
电路中两点间的电压可用电压表测量，测量时只需将表笔并 接于被测电路的两点之间即可，注意选择电压表合适的量程和 极性（直流电压表）。
注意:电压表和电流表的连接都要根据实际方向来进行，不能 靠参考方向来进行。
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四 电动势
电动势：是衡量电源力做功能力的物理量，在数值上等 于电源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 电动势实际方向：在电源内部由低电位指向高电位端，
激励和响应
在电路理论中，信号源（或电源）提供的电压 或电流称为激励，由于激励在电路各部分产生的电压 和电流称为响应。
电路分析就是在已知电路的结构和元件参数的条 件下，分析电路的激励与响应之间的关系。
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电路模型
将实际元件理想化，在一定条件下考虑电路元 件的主要性质忽略其次要性质，使之尽可能用简单的数 学式表达，这样经过简化的元件称为理想元件或元件模 型。
(2)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；
(3) 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。
参考点在电路图中一般标上“接地”符号。所谓“接地”并非真与大地
相接。
接地符号：
接机器外壳符号：
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借助电位的概念采用习惯画法可以简化电路图。
mA=0.892mA S闭A合点时电位I=【VA1=2-/2（0I2+01+23=.-95）.8】4VmA=0.502mA VA=3.9I=1.96V
电位计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零；
(2) 将电路补充完整 (3) 标出各电流参考方向并计算；
(4) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。
起来）
•中间环节（把电源与负载连接
电路的分类— •电力电路：•传负输载、（转将换电和能分转配化电成非电能的 设能备）
换和处理信号
精品•课电件 信电路：传递、变
由干电池（电源）、小电珠（负载）和开关（中间环节） 三部分组成的手电筒电路是电力电路
由话筒、放大器、扬声器组成的扩音器电路是电信电路
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三 电压
电压：电场力把单位正电荷由A点移到B点所作的功 在数值上等于A、B两点的电压，是衡量电场力做功能 力的物理量.
uab=dw/dq
电压单位：V=10-3kV=103mV 1V= 1J
1C
直流电压：U= w/q
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电压的方向
电压是标量，但在分析电路时，和电流一样，也说他们 具有方向。 电压实际方向： 规定从高电位点指向低电位点为电压