汽车电工电子基础第一章PPT优秀课件

2021/5/251汽 车 电 工 电 子 基 础2021/5/252 单元小结 一、安全用电常识 二、直流电路的基本概念 四、复杂电路 五、电容器 三、简单电路第一章 直流电路2021/5/253一、安全用电常识一、安全用电常识1.触电对人体的伤害2.安全用电措施3.安全用电常识2021/5/2541.触电对人体的伤害 触电是指电流通过人体时对人体所造成的伤害。电流对人体的伤害有：电伤、电击。电伤是指电流对人体外部造成的伤害；电击是指电流通过人体内部，对人体内部器官造成伤害。2021/5/255小提示 一般情况下人体的电阻大约为800欧到几万欧不等，从安全角度出发，科学实验和事故分析结果表明：5060Hz的工频交流电流对人体的伤害最严重，40V以上的电压就是危险电压。2021/5/2562.安全用电措施（1）合理选择、正确使用专用电气工具、装置。（2）定期检查电气设备和线路（绝缘情况）。（3）正确安装电气设备，合理选用各种电路保护装置。2021/5/257想一想 在我们日常生活中使用的很多家用电器的电源插头为何都用三角插头？请说说理由？2021/5/2583.安全用电常识（1）检修电气设备或更换熔断丝时，应先切断电源。（2）任何情况下都不能用手来鉴定导体是否带电。（3）使用各种电气设备，应该严格遵守安全操作规程，采用相应的安全措施。2021/5/259（4）防止绝缘体破损或受潮，不得在电线上挂物件。（5）发生电线、电气火灾时，应迅速切断电源。在带电状态下，不能用水或泡沫灭火器进行灭火；可以使用沙子或二氧化碳灭火器灭火。（6）若有人触电时，要立即切断电源，或者使用干燥的绝缘棒使触电者脱离电源，然后进行人工呼吸，不得打强心针。2021/5/2510第一节 直流电路的基本概念 电路和电路图 电路的基本物理量 电路的三种状态2021/5/2511一、电路和电路图一、电路和电路图1 1、电路、电路定义：电流流过的路径复杂电路呈网状，电路又称网络2021/5/2512电路由哪几部分构成？电源 负载 中间环节2021/5/2513 电源给电路提供电能或信号的器件干电池干电池电脑电源电脑电源2021/5/2514 负载电路中吸收电能或输出信号的器件电灯泡电灯泡电阻电阻2021/5/2515 中间环节由起引导和控制或测量作用的器件构成导线导线开关开关2021/5/2516电路的作用 实现电能的传输和转换1.实现信号的传递和处理2021/5/25172 2、电路图、电路图 电原理图简称电路图，是指将实际电路中的各器件用规定的图形符号表示之后所画出的图。2021/5/2518最简单的电路图2021/5/2519汽车单线制（负极搭铁）2021/5/2520二、电路的基本物理量1 1、电流、电流 定义：电流是电荷定向移动形成的 用符号I或i表示，单位A（安培）正电荷移动的方向为电流方向 电流方向与负电荷方向相反2021/5/2521电流分为直流电流和交流电流直流电流：大小方向都不变电流大小：Q是在时间t内通过导体横截面的电量。交流电流：方向随时间变化2021/5/2522电流的参考方向 我们规定电流的实际方向为正电荷运动的方向，我们规定电流的实际方向为正电荷运动的方向，但在电路分析中，往往并不能预先知道电流的实际方但在电路分析中，往往并不能预先知道电流的实际方向或电流的实际方向不断的发生变化向或电流的实际方向不断的发生变化(如交流电路中如交流电路中的电流的电流)，因此很难在电路中标明电流的实际方向。，因此很难在电路中标明电流的实际方向。为此，在电路中引入人为假定的电流方向，称之为电为此，在电路中引入人为假定的电流方向，称之为电流的流的“参考方向参考方向”。2021/5/2523如图如图1-4所示，在分析计算电路之前，任意选择支路电流的所示，在分析计算电路之前，任意选择支路电流的参考方向参考方向(图中以图中以实线箭头实线箭头表示表示)。通过计算，如果所得的电。通过计算，如果所得的电流正值流正值(I I0)，说明，说明电流实际方向与参考方向一致电流实际方向与参考方向一致；若为负；若为负值值(I I0)，则，则电流实际方向与参考方向相反电流实际方向与参考方向相反。引入电流参考。引入电流参考方向后，根据电流的正负，便可以确定其实际方向方向后，根据电流的正负，便可以确定其实际方向(图中以图中以虚线箭头表示虚线箭头表示)。图图1-4 电流的参考方向与实际方向电流的参考方向与实际方向（a）I I0时时 （b）I I0 0时时2021/5/25242 2、电压、电压 定义:电荷在导体中运动需要电场力的作用。用符号U或u表示，单位V（伏特）若电荷q在电场力作用下沿着导体从a点移到 b点时所需要的电能为 ，则a点到b点的电压 为abWqWUabababU2021/5/2525电压的参考方向电压的实际方向:从高电位点指向低电位点，即电压降的方向。与电流一样，为方便电路分析，需选定一个电压的参考方向。设定参考方向后，若计算所得电压为正值（U0），则实际方向与电压的参考方向一致；若电压为负值（U0），则电压的实际方向与电压的参考方向相反。在选定的电压参考方向下，根据电压值的正负，就可以确定电压的实际方向。2021/5/2526电压参考方向可用箭头来表示，如图1-5(a)所示；或用极性符号来表示，“+”表示高电位，“-”表示低电位，如图1-5(b)所示；也可用双下标表示，表示“a ”为高电位，“b ”为低电位，如图1-5(c)所示。图图1-5 电压的参考方向电压的参考方向 （a）用箭头表示（）用箭头表示（b）用极性符号表示（）用极性符号表示（c）用双下标表示）用双下标表示abu2021/5/2527关联参考方向和非关联参考方向 一段电路或一个元件上的电压参考方向和电流参考方向可以分别独立地加以任意指定。当电流、电压的参考方向选得一致时，称之为关联参考方向，如图1-6(a)中的U和I，反之称为非关联参考方向，如图1-6(b)中的U和I。一般来说，对负载采用关联参考方向，电源采用非关联参考方向。图图1-6 关联参考方向与非关联参考方向关联参考方向与非关联参考方向 （a）关联参考方向）关联参考方向 （b）非关联参考方向）非关联参考方向2021/5/25283 3、电位、电位 关键：参考点，用符号V表示，单位V（伏特）（1）参考点的电位为零，所以参考点又称零 电位点Vo=0V（2）某一点的电位就是该点到参考点的电压 Va=Uao（3）两点间的电压等于这两点的电位的差，电压又称电压差 Uab=Va-Vb2021/5/2529（4）电位具有相对性 电位因为参考点的不同而有所改变（5）电位差（电压）具有绝对性 电位差不因参考点的不同而改变（6）Uab=-Uba Uab0，则VaVb；Uab0，则Va0(p0)时，吸收（接受、消耗）功率 P0(p0)时，释放（发出、产生）功率（4）额定电流 最大允许通过的电流，用IN表示2021/5/2536 额定电压 能够承受的最大电压，用UN表示 额定功率 额定电流和额定电压的乘积，用PN表示 PN=UN*IN（5）单位换算 汽车中的功率单位PS（马力）1PS=735W 1kW*h=3.6*106J（俗称度）2021/5/2537电路的功率平衡 一个电路中，每一瞬间，吸收电能的各元件功率的总和等于发出电能的各元件功率的总和。或者说，所有元件吸收的功率总和为零，符合能量守恒定律。P吸=P放2021/5/2538小明家有一台额定功率为1200W的热水器，若每天打开4h，每度电的电费为0.50元，一个月（30天）需要多少电费？例 题2021/5/2539三、电路的三种状态1 1、通路、通路 定义：电源与负载构成了闭合回路，电流从电源出发，经过负载后回到电源的状态。2021/5/2540 分为三种情况（1）轻载：负载低于额定功率下的工作状态（2）满载：负载在额定功率下的工作状态（3）过载：负载在高于额定功率下的工作状态又称超载 轻载没有充分利用负载设备，过载容易烧坏电气设备，前者尚可使用，后者一般不允许长时间出现2021/5/25412 2、断路、断路 定义：断路又称开路，是指电源与负载没有接成闭合通路，电路中没有电流的状态2021/5/2542分为：（1）控制性断路 人们根据需要利用开关将处于通路状态的电路断开；（2）故障性断路 突发性、意想不到的断路状态生活中最常见的断路:关闭开关（控制性断路）接触不良（故障性断路）2021/5/25433 3、短路、短路 定义：电流从电源出发，不经负载而经导体直接回到电源2021/5/2544 发生短路时电路中的电阻近似为零，因此电路中的短路电流比负载正常工作时的电流大几十或几百倍。这样大的短路电流通过电路将产生大量的热，使导线温度迅速升高，不仅损坏导线、电源和其他电器设备，严重时还会引起火灾。所以，一般电路上都要加短路保护装置(熔断器）以避免发生短路。2021/5/2545汽车中的短路 原因：导线绝缘损坏，裸铜导体直接与车体的金属部分想碰，容易造成短路故障，又称接地短路故障（俗称搭铁短路故障）避免：汽车电路中一方面加装短路保护装置，另一方面对连接导线的绝缘提出较高要求。2021/5/2546第二节 简单电路l 电阻l 欧姆定律l 电流的热效应焦耳定律l 电阻的串联、并联和混联电路2021/5/25471 1、电阻、电阻 定义：物体对电流的阻碍作用的大小 用字母R或r表示，单位（欧姆）电阻的倒数：电导，用字母G表示，G=单位：S（西门子）电阻的大小与导体的材料、长度以及导体横截面积，还有环境温度有关一、电阻一、电阻R12021/5/2548电阻的计算公式:L导体的长度，mS导体的横截面面积，放映导体材料性质的物理量，*mR导体的电阻，2021/5/2549电阻温度系数:定义：反映电阻与温度的关系 用表示，单位-1温度升高1时电阻所产生的变化量与原电阻的比值。=)(12212ttRRR2021/5/2550l部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律l全电路欧姆定律全电路欧姆定律二、欧姆定律二、欧姆定律2021/5/25511 1、部分电路欧姆定律、部分电路欧姆定律 定义：在部分电路中，电路中的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比RUI2021/5/2552关联参考方向：非关联参考方向：IRURUI或RIURUI或2021/5/2553 一标有220V/60W的电灯泡，接在110V的电源上，消耗的功率为多少？会产生怎样的结果？例例 题题2021/5/2554想一想 将部分电路欧姆定律公式变形可得：R=U/I，能否说，电阻R与外加电压U成正比，与电阻中的电流I成反比？不能，因为R是客观存在的，R只取决于温度、材料、长度、横截面积，与外加电压和电阻中的电流无关，公式R=U/I只能说明，对于同一电阻，当电阻两端的电压升高（或降低）时流过电阻的电流将相应增加（或减小）。2021/5/25552 2、全电路欧姆定律、全电路欧姆定律 定义：全电路中电流与电源的电动势成正比，与整个电路的内、外电阻之和成反比E电源的电动势，VR外电路电阻，r内电路电阻，I电路中的电流，ArREI2021/5/2556简单全电路 E=RI+rI=U+UE=RI+rI=U+Ur r U外电路电压降，也称路端电压Ur内电路电压降，也称内阻压降2021/5/2557做一做 有一电源的电动势E为3V，内电阻Ro为0.4，外接负载电阻R为9.6。求电源端电压和内压降？2021/5/25583 3、电源的外特性、电源的外特性定义：电源的端电压U与电流I的关系 U=E-rI对于给定的电源，E和r是不变的2021/5/2559电路的3种工作状态（1）开路：R=，I=0，U=E；电源的电动势在数值上等于开路电压（2）R变小时，电流I变大，内阻r的电压降也变大，端电压U跟着变小，（3）短路：R=0，U=0；理想电源：r=0，U=E，；rEI RUI 2021/5/2560三、电流的热效应焦耳定律1 1、电流的热效应、电流的热效应 定义：当电流通过导体（用电器）时，由于电阻的存在，会产生热量 电阻功率的计算公式：RuRipRURIP2222或2021/5/25612 2、焦耳定律、焦耳定律 定义：电流通过导体（用电器）时产生的热量Q与电流I的平方、电阻R以及通电时间t成正比 导体（用电器）在t秒内产生的热量为 Q=Pt=I2Rt或q=pt=i2Rt 热量的单位：J（焦耳）2021/5/2562想一想 电流的热效应有哪些利弊？2021/5/2563四、电阻的串联、并联和混联电路 1 1、电阻的串联、电阻的串联 定义：几个电阻首尾顺序相连，引出两接线端，中间无分支 用符号“+”表示 R1+R2+R32021/5/2564（1）电流处处相等。I=I1=I2=Ii=In（i=1,2,3,，n）（2）总电压等于各段分电压之和。U=U1+U2+Ui+Un（3）总电阻(等效电阻）等于串联电路中各个电阻之和。R=R1+R2+Ri+Rn串联电路的特点2021/5/2565（4）串联电路中各个电阻两端的电压与该阻值成正比。电阻串联的分压公式：式中，称为分压系数串联电路中某电阻两端的电压等于该电阻的阻值除以总电阻再乘以总电压 IRURURURUnnii2211URRRRURRUniii21niRRRR212021/5/25662021/5/2567串联电路的应用（1）利用电阻串联构成的分压器来获得几种 不同的电压输出 例1-9（2）电压表利用串联不同的电阻来扩大其量程 例1-82021/5/25682021/5/25692021/5/2570