汽车电工电子技术基础第1章课件.ppt

1、1.1概概 述述1.2电路的基本物理量电路的基本物理量1.3电阻、电容和电感元件电阻、电容和电感元件1.4欧姆定律欧姆定律1.5串联电路与并联电路串联电路与并联电路1.6基尔霍夫定律基尔霍夫定律1.7惠斯通电桥惠斯通电桥1.1.1 1.1.1 电路及电路图电路及电路图 1 1.电路的组成电路的组成 电路是电流所经过的路径，一般是由电源、用电器、导线和 开关组成的闭合回路。1.1.1 1.1.1 电路及电路图电路及电路图 2.2.电路图电路图 将实际电路中各个元件用其图形符号表示，这样画出的图形称为实际电路的电路原理图，简称电路图。1.1.1.1.2 2 电路的状态电路的状态 一个电路因导线的不

2、同连接，可处于三种不同的工作状态，这三种不同的工作状态分别是通路、断路和短路。1.1.1.1.3 3 汽车电路的特点汽车电路的特点 在采用电子控制的汽车上，电源的搭铁位置多在防火墙、发动机支撑，而传感器的搭铁多在发动机缸体，至于点火系统的搭铁则一定在蓄电池的负极上。低压直低压直流供电流供电1234单线制单线制负极搭铁负极搭铁用电设用电设备并联备并联1.1.2 2.1.1 电流电流 1 1.电流强度定义及表达式电流强度定义及表达式QIt2.2.电流的方向电流的方向1.1.2 2.2 2 电压、电位和电动势电压、电位和电动势 1 1.电压电压2 2）电压的方向）电压的方向1 1）电压定义及表达式）

3、电压定义及表达式WUQ1.1.2 2.2 2 电压、电位和电动势电压、电位和电动势 2.2.电位电位 电位是度量电势能大小的物理量，在数值上等于电场力将单位正电荷从该点移到参考点所做的功。ABABUVV电压与电位的关系为：3.3.电动势电动势 电动势在数值上等于电源力将单位正电荷从电源负极移到电源正极所做的功。电动势的方向是在电源内部由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。电动势的单位与电压的单位相同，也用V（伏特）表示。lRS1.1.2 2.3 3 电阻电阻 1.1.电阻定义及表达式电阻定义及表达式 金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的。自由电子在运动的过程中会不断地与金属中的离子发

4、生碰撞，从而阻碍了其定向移动，这种阻碍作用就叫电阻，用符号 R 或 r 表示。在温度不变时，导线的电阻与导线所用材料的电阻率、长度成正比，与导线的横截面积成反比。即2.2.常用的电阻器常用的电阻器1.1.2 2.3 3 电功和功率电功和功率 1.1.电功电功电流流过负载时对负载所做的功称为电功，用符号W表示,即：2.2.电功率电功率 电流做功快慢用功率描述，其大小等于单位时间t内电流所做的功W，即：WU ItWPUIt1.1.3 3.1 1 电阻元件电阻元件 电阻元件是从实际电阻器中抽象出来的，如电灯、电炉等，图形符号如下图所示，用字母 R 表示:1.1.3 3.2 2 电容元件电容元件 电容

5、元件是从实际电容器抽象出来的电路模型。1.1.3 3.3 3 电感元件电感元件 电感元件是从实际电感线圈抽象出来的电路模型。注注：电感元件不消耗能量，是储能元件1.1.4 4.1 1 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 不含电源的一段电路称为部分电路。流过导体的电流和这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，这个结论称为欧姆定律，其数学表达式为：UIR1.1.4 4.2 2 全路欧姆定律全路欧姆定律 全电路是指含有电源的闭合电路。电源以外的电路称为外电路，外电路的电阻R称为外电阻；电源内部的电路称为内电路，电源的内部也有电阻r，称为内电阻。EIRr部分电路欧姆定律全路欧姆定律1.1.4 4.

6、3 3 焦耳定律焦耳定律 电流通过导体时会产生热量，称为电热效应。英国物理学家焦耳通过大量的实验证明：电流流过导体时，导体产生的热量 Q与电流强度 I 的平方、导体的电阻 R 及通电时间 t 成正比。这就是焦耳定律，其数学表达式为：2QI Rt1.1.5 5.1 1 串联电路串联电路 由两个或更多个电阻一个接一个地连接，组成一个无分支电路，各电阻通过同一电流，这样的连接方式称为电阻的串联电路。1 1）等效电阻）等效电阻串联电路等效电阻等于各分电阻之和，即：12nRRRR1.1.串联电路的特点串联电路的特点1.1.5 5.1 1 串联电路串联电路 2 2）分压关系）分压关系串联电路中的电阻有分压

7、作用，其计算公式为：1212nnUUUUIRRRR21212nnPPPPIRRRR3 3）功率分配）功率分配串联电路中各电阻的功率分配关系如下：1.1.串联电路的应用串联电路的应用1.1.5 5.1 1 串联电路串联电路 用来控制负载电流用电位器改变输出电压用于降压1.1.并联电路定义及相关计算公式并联电路定义及相关计算公式1.1.5 5.2 2 并联电路并联电路 由两个或多个电阻连接在两个公共点之间，组成一个分支电路，各电阻两端承受同一电压，这样的连接方式叫做电阻的并联电路。并联电路的特点：1 1）等效电阻）等效电阻 并联电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻 的倒数之和，即：121

8、11RRR1.1.5 5.2 2 并联电路并联电路 2 2）分流关系）分流关系 并联电路的电阻有分流作用，各电阻的电压相等，电流、电阻和电压的关系式如下：1122nnI RI RI RIRU3 3）功率分配）功率分配 并联电路中电阻的功率分配关系如下：21122nnPRP RP RPRU1.1.5 5.2 2 并联电路并联电路 2.2.并联电路的应用并联电路的应用1212并联电路的并联电路的分流作用分流作用2112RIIRR1212RIIRR实际应用实际应用 汽车上的用电器，如喇叭、照明灯、电动机等都是并联接在直流电源上。4由一个或一个以上的电路元件所组成的中间无任何分岔的电路称为支路。1.支

9、路2.节点三条及三条以上支路的连接点称为节点。3.回路电路中任何一闭合路径称为回路。4.网孔在回路内部不含有任何支路的回路称为网孔。1.1.6 6.1 1 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律简称为KVL，用以约束回路中的各分路电压之间的关系。KVL的内容如下：在任一回路中，从任一点以顺时针或逆时针方向沿回路绕行一周，则所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即：0U 关于KVL方程的应用，需要注意：先设定回路的绕行方向。可选顺时针方向，也可选逆时针方向。141.1.6 6.1 1 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 确定各段电压的参考方向。电阻上电压的参考方向与所取电流的参考方向一致

10、，电源部分的电压方向由电源的正极指向负极。24 凡是参考方向与绕行方向一致的电压取正，反之取负。3 电阻上电压的大小等于该电阻阻值与流经该电阻的电流的乘积；电源部分的电压等于该电源的电动势。4 沿回路绕行一周，列出KVL方程。51.1.6 6.2 2 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律简称为KCL，又称为节点电流定律，它反映了电路中与同一节点相连的各支路中电流之间的关系。其内容如下：在任一时刻，对电路中任一节点分析，流入该节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。如果规定流入节点的电流为正值，流出节点的电流为负值，则KCL方程可表示为:0I 在应用基尔霍夫电流定律时，需要说明：

11、KCL方程具有普遍意义，它通常用于电路中的节点，也可以推广应用于电路中的任一个封闭面或闭合回路，当该封闭面或闭合回路与电路的其余部分相连接时，即流入封闭面的电流等于流出封闭面的电流。若两个电路之间只有一根导线相连，则这根导线中的电流必定为零。1.1.6 6.2 2 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律 列 KCL方程前，首先要设每一条支路电流的参考方向，然后再根据参考方向是流入或流出列写 KCL 方程。当求出的某支路电流为正值时，说明电流的实际方向与参考方向相同；为负值时，则说明电流的实际方向与参考方向相反。KCL对电路中的每个节点都适用。如果电路中有n个节点，即可得到 n 个KCL 方程，但其中

12、只有（n-1）个 KCL 方程是独立的。1.1.7 7.1 1 惠斯通电桥测量原理惠斯通电桥测量原理 1.1.7 7.2 2 惠斯通电桥的应用惠斯通电桥的应用 电桥电路是一种用比较法进行测量的仪器，不仅可精测电阻，而且可以用于测量电感、电容、频率、压力、温度、形变等许多物理量，广泛地应用于自动控制之中。根据用途不同，电桥有多种类型，它们的性能、结构各异，但其基本原理却是相同的。惠斯通电桥只是其中最简单的一种。汽车发动机电子控制系统的空气流量传感器是惠斯通电桥的一个应用实例。惠斯通电桥法测量电阻1.1.7 7.2 2 惠斯通电桥的应用惠斯通电桥的应用 热线式空气流量传感器的结构热线式空气流量传感器的结构1密封盖；2控制电路板；3卡环；4网状栅格；5混合气调节螺钉；6塞子；7进气小管；8白金热线；9冷线；10导线插头 热线式空气流量传感器内部电路热线式空气流量传感器内部电路1进气流；2放大器；3电源；4输出信号；R1、R3、R5 电阻；R2 白金热线；R4 温度补偿电阻丝（冷线）