汽车电工电子技术课件1.ppt

1、汽车电工汽车电工电子技术电子技术汽车直流电路汽车直流电路项目一项目一任务一任务一 汽车电路认知汽车电路认知一、汽车电路的组成一、汽车电路的组成（一）电路概述（一）电路概述 简单地讲，电路就是电流流过的路径，它是由各种电子元件和设备以一定方式组成的系统网络。电路规模可以相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高压输电网，如图1-1所示。电路有三种工作状态：通路、开路、短路。（a）集成电路 （b）高压输电网 图1-1 电路的规模（二）电路的组成（二）电路的组成1一般电路一般电路 任何一个完整的电路，无论其具体用途和功能怎样，也不管其复杂程度如何，一般都可以看成是由电源、负载、连接导线和辅助设备这四大部

2、分组成的。如图1-2所示，在这个简单的手电筒电路中，干电池是电源，灯泡是负载，而有些手电筒的外壳起到连接导线的作用，其上的推钮开关则是辅助设备。它可以画成如图1-2（c）所示右边的电路模型图，简称电路图。（a）手电筒外观 （b）手电筒结构 （c）手电筒电路 图1-2 简单的手电筒电路及电路模型 电源分为交流电源和直流电源。交流电源的电动势和电流的大小与方向随时间在变化，如水电站、火电站、风力发电站发出来的电等，由交流电源组成的电路称为交流电路；而直流电源的电动势和电流的大小与方向是不变的，如蓄电池、干电池等，由直流电源组成的电路称为直流电路。1）电源电源是为电路提供电能的装置，它把其他形式的能

3、源转化为电能。例如，将化学能转换为电能的蓄电池、干电池和锂电池；将机械能转换为电能的发电机。因为非电能的种类很多，所以转变电能的方式也很多。（a）（b）（c）图1-3 电压源和电流源 电源也可分为电压源和电流源，如图1-3所示。电压源在其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少，它不能短路。图1-3（a）既可表示直流电压源，也可表示交流电压源，而图1-3（b）仅可表示直流电压源。电流源则总能向外部提供一定的电流而不论其两端的电压为多少，它不能断路，其符号如图1-3（c）所示。2）负载 负载是各种用电设备的总称，它是将电能或电信号转换成所需要能量的装置。例如，电灯泡将电能转换为光能，汽车燃油

4、泵控制电路中的继电器将电能转换为触点开闭的机械能，电炉将电能转换为热能，电视机将电信号转换成图像和声音等。3）连接导线 连接导线将电源、负载荷辅助设备连接成一个闭合回路，起传输电能的作用。4）辅助设备 辅助设备可实现对电路的控制、分配、保护及测量，包括各种开关、按钮、电流表、电压表和测量仪等。2汽车电路汽车电路 汽车电路一般由相对独立的系统组成。如表1-1所示为常见汽车电路名称及其组成。电路名称电路组成电源电路蓄电池、发电机、调节器及工作状况指示灯等启动电路启动电机、启动继电器、启动开关及启动保护装置等点火电路点火线圈、分电器、电子点火器、火花塞、点火开关等照明与信号电路前照灯、雾灯、示宽灯、

5、转向灯、制动灯、倒车灯、电喇叭及其控制继电器和开关等仪表与报警电路仪表、传感器、各种报警指示灯及控制器等电子控制装置电路电控燃油喷射（EFI）系统、自动变速器（ECT）系统、防抱死制动（ABS）系统、恒速控制及悬架平衡控制等辅助装置电路风窗刮水器、风窗除霜、启动预热装置、音响装置、车窗电动升降装置、电动座椅调节装置及中央电控门锁装置等表1-1 常见汽车电路二、汽车电路的特点二、汽车电路的特点 低压直流供电。汽车电气设备一般采用低压直流供电，结构越简化越能保证行驶过程中汽车的安全。低压供电来源于蓄电池或发电机，两者的电压保持一致。柴油车采用24 V低压直流供电，由两节12 V蓄电池串联后提供；汽

6、油车常采用12 V低压直流供电，由一节蓄电池或两节蓄电池并联（要求较大电流的情况）后提供。图1-4 灯光保护电路工作原理图1熔断丝；2灯光继电器；3车灯总开关；4电源总开关 单线制。单线制是指利用汽车发动机的底盘、车身等金属机件作为各种电气设备的公用连线（又称搭铁或接地），从而只需要一根导线连接设备与电源。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，流经电气设备后，再由公共连线流回电源负极而形成回路。如图1-4所示为汽车灯光保护电路的工作原理图，该图即采用单线制。图1-5 负极搭铁的位置参考 负极搭铁。采用单线制时，电源的一端必须接到车架上，即搭铁，用符号“”表示。按照电源搭铁的极性，可分为正极

7、搭铁和负极搭铁，包括我国在内的绝大多数国家的汽车都采用负极搭铁，其参考位置如图1-5所示。用电设备并联。用电设备并联是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其中支路中的专用开关控制，互不产生干扰。设有保险装置。为了防止因短路或搭铁而烧坏电路，电路中一般设置有保险装置，如熔断器、保险丝等。汽车线路有颜色和编号特征。为方便区分，汽车所有低压导线必须选用不同颜色的单色线或双色线，并根据厂家的规定在导线上分别编号。汽车电路由相对独立的分系统组成。三、汽车电路的基本物理量三、汽车电路的基本物理量 （一）电流（一）电流 导体内带电粒子（电子）的定向运动形成电流。在导体中

8、自由电子带负电，它在电场力的作用下，沿着与电场相反的方向移动形成电流。大小和方向均不随时间变化的电流称恒定电流，简称直流。电流的产生有两个条件：一是要有电源提供电能；二是要形成闭合回路。电流的大小用电流强度来衡量。电流强度是单位时间内通过导体单位横截面的电荷量，用I表示，即QIt（1-1）式中：I电流，单位为A（安培）；电荷量，单位为C（库仑）；时间，单位为s（秒）。Qt（a），参考方向与实际方向一致（b），参考方向与实际方向相反 0I 0I 图1-6 电流的实际方向与参考方向的关系 人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，但实际上自由电子移动的方向与规定相反。对于较复杂的电路，如果一时难以

9、确定电流方向，可以先假设一个方向，称为参考方向（可用实箭头表示）。若此后计算出的结果为正值，说明参考方向与电流实际方向一致；若计算结果为负值，说明参考方向与实际方向相反，将方向改过来就行，如图1-6所示。（二）电位（二）电位 在电场的不同位置，电荷所具有的电势能是不相同的。电位就好像水位一样，高处与低处的能量大小各异。在相同电路中，电子的流动在各个位置的能量大小也不相同。为了表示这种势能的不同，把单位正电荷在电路中某一点所具有的位能称为电位，其数学表达式为WVQ（1-2）式中：V 电路中某点的电位，单位为V（伏特）；W 电路中某点的电位能，单位是J（焦耳）。在工程实际中，常以地球作为零电位点，

10、用符号“”表示；而对于外壳接地的用电设备，由于已和大地相连，故其电位也为零。如果设备或仪器并未接地，通常将许多元件的连接点作为零电位参考点，这都是为了电位计算的方便。零电位参考点一旦选定，一般是不能随意改变的。这样在电路分析时，凡是比参考电位高的点其电位是正电位，比参考电位低的点其电位是负电位。例1-1 求图1-7所示中各点的电位。（a）（b）图1-7 例1-1图解a5VV b0V 如图1-7（a）所示，a点的电位 ,b点的电位a0V b5VV 如图1-7（b）所示，a点的电位 ,b点的电位 （三）电压（三）电压 电压即电路中两点之间的电位差。电流和水流一样，只有在两点中存在着电位或水位差时，

11、电或水才能流动。电路中a，b两点之间的电位差（即电压）可表示为ababUVV-（1-3）也可用下式表示为abWUQ（1-4）abU 式（1-4）表示的 的物理含义为：电路中a，b两点间的电压 在数值上等于电场力把电荷由a移动到b所做的功W与被移动电荷的电量Q的比值。abU 电压的单位为V（伏特），常用的电压单位还有kV（千伏）、mV（毫伏）和V（微伏），它们之间的换算关系为31kV10 V361V10 mV10 V 电压的方向规定为从高电位到低电位，即电位降低的方向。在电路图中可以用箭头来表示电压的指向，即从高电位指向低电位，也可以把高电位用“”，低电位用“”来表示。（a），参考方向与实际方向

12、一致（b），参考方向与实际方向相反 0U 0U 图1-8 电压的方向 如果一时判断不出电位的高低，可以先任意画出一个参考方向，若按这个方向计算的结果为正值，则说明参考方向与实际电压方向相同，否则相反，如图1-8所示。一般规定同一个元件的电压和电流的参考方向相同，即电流的参考方向为从电压的正极性端流入该元件，而从它的负极性端流出。此时称该元件的电压、电流参考方向为关联参考方向；反之，则称为非关联参考方向。（四）电动势（四）电动势 为了保证电路中有持续不断的电流，在电源内部就要有一种力将正电荷从低电位处移到高电位处。这样在外部电路中，才能使电流再从高电位回到低电位，形成连续不断的流动，即电源要能使

13、电路两端维持一定的电位差。这种在电源内部使电路两端产生和维持电位差的能力称为电源电动势。电动势用字母E表示，单位也是V。理想电源的电动势与其两端输出电压之间的关系为baabEU（1-5）（五）电功率（五）电功率 单位时间内电流所做的功称为电功率。其中，单位时间为秒（s），所做的功是指电功。电功率用字母P表示，它是描述电流做功快慢程度的物理量，用公式表示为WUItPUItt即PUI（1-6）式中：P负载消耗的电功率，单位为W（瓦）；U电路两端的电压；I电路中的电流。任务二任务二 汽车基本电气元件认知汽车基本电气元件认知一、电阻一、电阻（一）电阻的概念（一）电阻的概念 电荷在导体内做定向移动会遇到

14、阻碍作用，这种阻碍称为电阻。具有一定电阻数的元器件称为电阻器，简称电阻。电阻一般用字母R表示，单位为 （欧姆）。实验证明，当温度不变时，一定材料制成的均匀导体，其电阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比。这个实验规律称为电阻定律，用公式表示为LRS（1-7）式中：R电阻；导体的电阻率，单位为 （欧米）；导体的长度，单位为m（米）；S导体的横截面面积，单位为m2（米2）。Lm（二）电阻与温度的关系（二）电阻与温度的关系 一个导体的电阻不仅取决于导体的性质，还与工作点的温度有关。温度对电阻也有较大的影响。一般来说，温度越高，金属导体的电阻会越大。各种材料随着温度升高而引起的电阻变化是不相同的。为便

15、于比较，通过实验测定了不同材料在温度上升1时的电阻变化值，这个数据称为电阻温度系数 ，它的单位是1/。（三）电阻的分类（三）电阻的分类 电阻按阻值特性可分为固定电阻、可调电阻和特种电阻等。不能调节的称为定值电阻或固定电阻；可以调节的称为可调电阻。常见的可调电阻是滑动变阻器，例如收音机音量调节的装置就是个圆形的滑动变阻器。主要应用于电压分配的可调电阻，称为电位器。电阻按制造材料可分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、无感电阻和薄膜电阻等。电阻按安装方式可分为插件电阻和贴片电阻。电阻按功能可分为负载电阻、采样电阻、分流电阻和保护电阻等。（四）电阻的特性（四）电阻的特性1欧姆定律欧姆定律 欧姆定律的简

16、述是：通过电阻R的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。欧姆定律用公式表示为UIRURI或（1-8）例1-2 如图1-9所示，已知：，电源内阻忽略不计；，求各点的电位。145 VE 212 VE 15R 24R 32R 图1-9 例1-2图解 选择电路中的a点为电位参考点（零电位点），设电流方向为顺时针方向，则1212345 12A3A542EEIRRR各点的电位如下：a点的电位 b点的电位 c点的电位 e点的电位d点的电位 a0V b13 5V15VVIR cb1(1545)V30 VVVE e234 V12 VVIR de2(1212)V24 VVVE 2电阻的串联、并联电阻的串

17、联、并联1）电阻的串联 两个或两个以上的电阻首尾依次相连，中间无任何分支的连接称为电阻的串联。在这种连接方式中，相邻电阻之间的电流只有一条通路，如图1-10所示。此电路称为串联电路。在串联电路中，一个用电器失灵则总电流将被切断。图1-10 串联电路电阻的串联时，有以下几点特性：串联电路各处的电流强度都相同，即 ；总电压等于各部分电路的电压之和，即 ；总电阻等于各个电阻之和，即 。12nIIII12nUUUU12nRRRR 2）电阻的并联 将几个电阻元件的头和头相连，尾和尾相连，然后都接在两个共同端点之间的连接方式称为电阻的并联。在并联连接方式中，每个电阻的电流各有一条通路，如图1-11所示。这

18、种电路称为并联电路。并联电路总电阻总是小于阻值最小的单个电阻。在并联电路中，一个用电器失灵时不影响其他用电器的功能。大多数汽车电气系统接线是并联的。实际上，由若干串联电路组成的系统的接线是并联的。这样可使每一个组件能独立于其他组件工作。当某个组件开启或断开时，其他组件的操作不应受到影响。图1-11 并联电路 电阻的并联时，有以下几点特性：并联电路的总电流等于各个电阻上的电流之和，即 ；并联电路上各电阻的电压都相同，即 ；总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 。12nIIII12nUUUU121111nRRRR3电阻的功率电阻的功率 在如图1-12所示的纯电阻电路中，当电流、电压参考方向一致

19、时，电阻元件的功率为220UPUIRIR（1-9）由式（1-9）可知：电阻总是消耗能量的。图1-12 纯电阻电路 （五）电阻器的标称方法（五）电阻器的标称方法 电阻器的主要参数包括标称阻值、允许偏差和额定功率等。电阻器的标称阻值和允许偏差一般标记在电阻体上，而在电路图上只标出标称阻值。电阻器的标称方法主要有直标法、文字符号法和色标法。直标法是指用阿拉伯数字和单位符号在电阻器的外表面直接标出电阻值和允许偏差的方法，如图1-13（a）所示。文字符号法是指用阿拉伯数字和字母按照一定的规律排列来表示电阻器的电阻值的方法，如将 电阻器标成2K7，其中K既做单位，又做小数点。文字符号法中，偏差通常用百分数

20、表示，如图1-13（b）所示，该电阻器的阻值为 ，允许偏差为 。如图1-13（c）所示为碳膜电阻，阻值为 ，允许偏差为 ，其中用级别符号 表示允许偏差。2.7 k100 k1%1.8 k20%（a）直标法 （b）文字符号法 （c）文字符号法图1-13 电阻器的直标法和文字符号法 色标法是指用不同颜色的色环来表示电阻器的电阻值和允许偏差的方法。常用的色标法有四环标注法和五环标注法。四环标注法：主要用于表示普通电阻的阻值，标注法如图1-14所示。例如，某电阻器的色环颜色依次是黄、紫、橙、金，则此电阻器的电阻值为 ，允许偏差为 。五环标注法：主要用于表示精密电阻的阻值，标注法如图1-15所示。例如，

21、某电阻器的色环颜色依次是红、紫、黑、银、棕，则其标称阻值为 ，允许误差为 。347 1047 k 10%2270 102.7 1%图1-14 四环标注法 图1-15 五环标注法（六）特殊电阻器及其在汽车上的应用（六）特殊电阻器及其在汽车上的应用1光敏电阻光敏电阻 光敏电阻是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱的变化而变化。在无光照射时，其阻值呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。汽车中的光敏电阻式环境光传感器就采用了光敏电阻硫化镉（CdS）光导电元件。硫化镉的特性是：若周围环境较暗，则电阻值大；若周围环境较亮，电阻值则变小。光敏电阻式环境光

22、传感器通过硫化镉光导电元件，将周围光照的变化转换为电阻值的变化，并以电信号的形式输入给控制器，其结构如图1-16所示。图1-16 光敏电阻式环境光传感器的结构 2热敏电阻热敏电阻 热敏电阻是一种用陶瓷半导体制成的温度系数很大的电阻体，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。热敏电阻的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。正温度系数热敏电阻（PTC）广泛应用在汽车发动机、仪器、仪表等测温、感温部件中，它的主要成分为钛

23、酸钡，并混合其他金属氧化物烧结而成，其温度特性如图1-17中曲线1所示。图1-17 热敏电阻的温度特性1正温度系数（PTC）；2负温度系数（NTC）负温度系数热敏电阻（NTC）广泛应用在汽车发动机冷却水温度传感器、进气温度传感器、机油温度传感器和空调用温度传感器中，其外形如图1-18所示。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，在导电方式上完全类似硅、锗等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，电阻值降低，如图1-18中曲线2所示。图1-18 负温度系数热敏电阻的

24、外形 二、电容二、电容（一）电容器（一）电容器 电容器是一种储存电场能的元件，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体称为电容器的极板，极板之间的物质称为电介质，如图1-19所示。图1-19 电容器的结构（a）充电 （b）放电图1-20 充电和放电 电容器的基本作用是充电和放电。如果将电容器串联在直流电路中并合上开关，则电容器的两个极板将会分别聚集等量的异种电荷，如图1-20（a）所示。其中，与电源正极相连的A极板带正电荷，与电源负极相连的B极板则带负电荷，此过程称为电容器的充电。若将充电后的电容器用导线短接，则极板上的正、负电荷便会相互中和，电容器恢复到不带电的状

25、态，如图1-20（b）所示，此过程称为电容器的放电。名称无极性电容器有极性电容器可变电容器半可变电容器图形符号表1-5 电容器的图形符号 电容器按结构可分为固定电容、可变电容和微调电容；按介质材料可分为气体介质电容、液体介质电容、无机固体介质电容、有机固体介质电容和电解电容；按极性分为有极性电容和无极性电容。日常见到的电容器大多为电解电容。（二）电容的概念（二）电容的概念 加在电容器极板两端的电压U越高，其极板上带的电荷量Q就越多，且电荷量与电压的比值为常数，我们把这个比值称为电容器的电容，用符号C表示，用公式表示为QCU（1-10）式中：C电容器的电容，单位为F（法拉）；一个极板上的电荷量，

26、单位为C（库仑）；U两极板间的电压。Q （三）电容的特性（三）电容的特性 阻隔直流电通过，而允许交流电通过，即“隔直流，通交流”。充电过程中，随着电容器两极板上所带的电荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，当充电结束时，电流为零，电容器两端电压等于电源电压；放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从最大慢慢变成零。因此，电容元件不消耗能量，是储能元件。（四）电容器的标称方法（四）电容器的标称方法 电容器的主要参数包括标称容量、允许偏差和额定电压。其中，额定电压是指电容器在规定的温度内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压，使用时须要选用额定电压有足

27、够容量的电容。电容器的标注方法主要有直标法、数字表示法、文字符号法和数码法。直标法是指在电容器的外壳上直接标出标称容量、允许偏差和额定电压等的标注方法。如图1-21所示，此电容器的标称容量为 ，额定电压为80 V。1000 F 图1-21 直标法 数字表示法是指在电容器上只标有数字而没有标记单位的标注方法。如果数字是整数，则单位为 ；如果数字是小数，则单位为 。例如，数字5，47，100和0.03分别表示 ，和 。pFF5pF47 pF100 pF0.03F 文字符号法是指在电容器外壳上用数字和字母标注出电容器的标称容量及允许偏差的标注方法。标称容量用数字及小写字母表示，数值的识读示例如表1-

28、6所示；允许偏差用大写字母C，D，F，G，J，K，M和N表示，识读示例如表1-7所示。例如，一电容器外壳上标注的文字符号为3n9J，则其标称容量为3 900 pF，允许偏差为 。5%如果电容器标有数字473，则其标称容量为47 000 pF（3表示 ）；如果电容器标有数字794，则其标称容量为790 000 pF。1000 数码法一般用3位数字表示电容量大小，单位为pF。其中前两位为有效数字，第三位为倍率，如图1-22所示，电容器的标称容量为118 10 pF180 pF图1-22 数码法 （五）电容器在汽车上的应用（五）电容器在汽车上的应用 如图1-23所示为电容式中控门锁的电路图，其工作原

29、理如下。图1-23 电容式中控门锁电路1接蓄电池；2熔断器；3热敏断电器；4门锁开关；5锁门继电器；6开门继电器；7接其他门锁（关）；8接其他门锁（开）；9门锁执行器 三、电感三、电感 电感是电路的基本元件之一，同电阻、电容一样广泛应用在各种电气设备中。电感也常应用在汽车的点火线圈、电磁阀和滤波电路之中。（一）电感器（一）电感器 如图1-24所示为最简单的电感器，它是用导线绕制的线圈，称为电感线圈。电感器在电路中常与电容器构成选频回路，具有调谐选频的功能。图1-24 电感线圈 （二）电感的概念（二）电感的概念 将电感器中通入电流，每匝线圈产生的磁通称为自感磁通。线圈的结构不同，产生自感磁通的能

30、力也就不同，为了衡量这种能力的大小，引入自感系数（简称电感）这一物理量，用大写字母L表示。自感系数的计算公式为NLI（1-11）式中：L线圈的自感系数，单位为H（亨利）；每匝线圈的磁通，是一个标量，单位为Wb（韦伯）；N线圈的匝数；I线圈中通过的电流。（三）电感的特性（三）电感的特性 当有交变电流通过电感元件时，根据电磁感应定律，其会产生自感电动势。电流变化越快，电感元件产生的自感电动势也就越大，与其平衡的电压也就越大。若电感元件中流过稳定的直流电，则其可以看作是短路。所以，电感元件阻隔交流电通过，而允许直流电通过，即“通直流，隔交流”。电感元件同电容元件一样不消耗能量，它是以磁场方式将电能储

31、存起来，是储能元件。（四）电感器的标称方法（四）电感器的标称方法 电感器的主要参数包括电感量、允许偏差、额定电流和品质因数。其中，品质因数又称Q值，是衡量电感器质量的主要参数。Q值越高，损耗越小，效率越高，品质也就越好。电感器的标注方法主要有直标法、文字符号法、数码法和色标法。直标法是指在电感器的外壳上直接标出电感器的电感量、允许偏差和额定电流等参数，如图1-25所示。图1-25 电感器的直标法 文字符号法是指将电感器的标称值和允许偏差用数字和文字按一定的规律组合标示在电感体上。数码法的标记方法与电容器相同，单位为 。H 色标法是指在电感器表面涂上不同的色环来表示电感量（与电阻器类似），通常用

32、四色环表示。紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为第四环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数（单位为），第四色环为误差色环。（五）电感器在汽车上的应用（五）电感器在汽车上的应用 在车内，尾灯、停车灯的灯丝是否断开是无法确认的，而电流传感器就可用于检测这类灯具的灯丝是否断开。舌簧开关式电流传感器的电路如图1-26所示，在电流线圈的周围绕有电压线圈，在线圈的中央设置舌簧开关。电压线圈的功能是防止电压变化时引起传感器的误动作。图1-26 舌簧开关式电流传感器 当开关闭合时，因为电流线圈3中有规定的电流流过，所以在电流线圈所形成的电磁力的作用下，舌簧开关闭合

33、；当有灯丝断开时，电流线圈中的电流减小，电磁力减弱，舌簧开关打开，报警处于异常状态。这样，利用舌簧开关的通断就可以发出灯丝是否正常的信号。任务三任务三 简单电路的分析与计算简单电路的分析与计算一、支路、结点、回路和网孔一、支路、结点、回路和网孔（一）支路（一）支路 由一个或几个元件组成的任何一段都无分支的电路称为支路。支路有以下性质。支路至少包含一个以上的电器元件，若有几个元件时，这些元件必须是串联。若是并联，就变成了分叉，那就不是支路。在同一支路上，电流处处相等。如图1-27所示电路中，有三条支路：bafe，be和bcde。图1-27 汽车的等效电路图（二）结点（二）结点 电路中由三条或三条

34、以上的支路组成的交点称为结点。如图1-27所示电路中，有两个结点：b和e。（三）回路（三）回路 电路中的任何一条闭合路径称为回路。如图1-27所示电路中，有三个回路：abefa，bcdeb和abcdefa。（四）网孔（四）网孔 内部不含有支路的回路称为网孔。如图1-27所示电路中，三个回路只有两个是网孔，即：abefa和bcdeb，而abcdefa中包含有一个支路be，所以不是网孔。二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律 基尔霍夫定律（Kirchhoffs Laws）包括基尔霍夫电流定律（Kirchhoffs Current Law，简称KCL）和基尔霍夫电压定律（Kirchhoffs Voltag

35、e Law，简称KVL）。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析复杂电路的基本定律。基尔霍夫定律与电子元件特性一起构成了电路分析的基础。（一）基尔霍夫电流定律（一）基尔霍夫电流定律（KCL）如图1-28所示，在电路中任一瞬时，流入某一结点的电流之和等于流出该结点的电流之和，这就是基尔霍夫电流定律，又称为结点电流定律，缩写为KCL。用公式表示为ioII（1-12）式中：流入结点的电流之和；流出结点的电流之和。iIoI图1-28 结点电流图 下面通过简单电路模型了解KCL的具体应用。如图1-29所示，若假定流入结点的电流为正，流出结点的电流为负，则有图1-29 KCL应用图结点a

36、：结点b：结点c：上述三式相加，得1460III2450III3560III1230III解 根据图中各电流的方向，应用基尔霍夫电流定律得BCE0IIIE230IE5 AI 代入数据得则发射极电流为 例1-3 在图1-30所示的三极管中，已知基极电流 ，集电极电流 ，求发射极电流 。B2 AI C3AI EI图1-30 例1-3图 解 先标出图中未知支路的电流方向 ，如图1-31（b）所示。对结点a，应用KCL可列出方程为345III，140III41(815)A7 AIII 故例1-4 某电桥电路如图1-31（a）所示，已知 ，求其余各支路的电流。8AI 115AI 23AI（a）（b）图1

37、-31 例1-4图 同理，对结点c，有320III32(38)A11AIII得对结点b，可列出方程为1250III512(153)A18AIII所以 （二）基尔霍夫电压定律（二）基尔霍夫电压定律（KVL）基尔霍夫电压定律又称回路电压定律，缩写为KVL。它是确定一个回路内各部分电压之间关系的定律。KVL表示为：在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各支路（或各元件）上电压的代数和等于零。用公式表示为0U（1-13）或按电流写成如下形式11S1223344S40I RUI RI RI RU 如图1-32所示，若取图中顺时针方向循环一周，则根据电压和电流的参考方向可列出1S1234S40UUUU

38、UU 图1-32 KVL应用图 以上是把沿假定顺时针绕行方向的电位降取正号，电位升取负号。这一结论适用于直流电路的任何闭合回路，当然也适应于在任何时候任意波形的交流电路。同KCL一样，基尔霍夫电压定律也可以推广到一段假想的闭合电路。如图1-33所示，只要把a，b两点间的压降同电阻上的压降一样看待即可。若取顺时针方向，则ab2S10UUUU图1-33 假想闭合回路解 假想a，b之间用一条虚线连接形成一闭合回路，按照从a到b的顺时针方向，当电压升时为负，电压降时为正的原则，应用基尔霍夫电压定律可得ab340UIUab34(3 145)V12 VUIU 例1-5 在图1-34中，已知a，b两点间的电

39、压 ，电流 ，电池正负极如图中所示，求电池电压U。ab5VU1AI 图1-34 例1-5图 解 首先选择各支路的电流参考方向I，I1，I2，如图1-35（b）所示，然后选择两个回路的绕行方向。在第一个回路 中，根据KVL得1121E R E E11120EI RE代入，得121132A1A1EEIR例 1-6 如 图 1-3 5（a）所 示 电 路，已知 ，求各个支路电流。13VE 22 VE 35VE 11R 24R（a）（b）图1-35 例1-6图 在第二个回路 中，根据KVL得21322E R E R E2113220EI REI R代入数据后，得221 1540I 22 AI 故再根据

40、结点a，列出KCL方程120III121(2)A3AIII 得三、支路电流法三、支路电流法例 1-7 如 图 1-3 6（a）所 示 电 路，已知 ，求各个支路电流。S16 VUS22 VU1231RRR 4562RRR（a）（b）图1-36 例1-7图 支路电流法是分析和计算复杂电路的最基本方法。它是以支路电流为未知量，应用基尔霍夫两定律分别对结点和回路列出联立方程，然后求出各支路电流的方法。解 首先对电路进行分析。该电路有个 结点，可列出 个独立结点方程。电路中有 个支路，可列出 个回路电压方程。这样有6个未知电流，可列6个独立方程，即可联立求解。在图中先标出电流的参考方向和回路的假定绕行

41、方向，如图1-36（b）所示。4n 13n 6m(1)3mn结点电流方程为结点a：结点b：结点c：1260III2340III3560III回路电压方程为回路：回路：回路：112244S10I RI RI RU443355S20I RI RI RU6633220I RI RI R 将数据代入并解上面6个联立方程126234356124435632000260222020IIIIIIIIIIIIIIIIII最后得到132A1.88A17I 222A1.29 A17I 32A0.12 A17I 424A1.41A17I 58A0.47 A17I 610A0.59 A17I 四、惠斯通电桥四、惠斯通

42、电桥（一）惠斯通电桥原理（一）惠斯通电桥原理如图1-37所示为惠斯通电桥测量电阻的原理图。图1-37 惠斯通电桥测量电阻原理图 图中R1，R2，RS，RX（待测电阻）是电桥的四个臂，一般称R1，R2为比例臂（标准电阻），RS为调节臂。b和d之间有一个可调电阻Rh和检流计G串联，这就是所谓的“桥”，它的作用是将b，d两点的电位进行比较，当两点电位不相等时，检流计G则会有电流通过。若b，d两点的电位相等，则检流计G无电流通过，指针不偏转。此时电桥平衡，流过R1和RX的电流相等，设为I1，流过R2和RS的电流相等，设为I2，则abadUU1122I RI RbcdcUU1X2SI RI R，所以有1

43、XS2RRRR（1-14）令 ，称为“倍率”，则式（1-14）可写为12RMRXSRMR（1-15）（二）惠斯通电桥型汽车电路分析（二）惠斯通电桥型汽车电路分析 在汽车电子控制燃油系统中，利用惠斯通电桥的工作原理制成了热线式空气流量传感器，该传感器主要用来精确测量发动机内的空气质量。热线式空气流量传感器主要由感知空气流量的铂金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）、控制铂金热线电流并产生输出信号的控制线路板以及空气流量传感器的壳体等组成，结构如图1-38（a）所示。（a）结构图 （b）工作原理图 图1-38 热线式空气流量传感器A混合集成电路；RH热线电阻；RK温度补偿电阻；RA精密

44、电阻；RB电桥电阻 热线式空气流量传感器的工作原理电路图如图1-38（b）所示。安装在控制电路板上的精密电阻RA、电桥电阻RB与热线电阻RH、温度补偿电阻RK组成了惠斯通电桥电路。当空气流经热线电阻RH时，使热线温度降低，电阻减小，电桥失去平衡。流经热线的进气量不同，热线的温度变化量就不同，其电阻的变化量也不同。若要保持电桥平衡，就必须增大流经热线电阻的电流，以恢复其温度和阻值，而精密电阻RA两端的电压也相应增大，控制电路将此电压的变化UO输送给ECU，从而确定进气量。任务四任务四 电工电子常用仪表认知电工电子常用仪表认知一、万用表的使用一、万用表的使用（一）万用表的种类和结构（一）万用表的种

45、类和结构 万用表是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多、量程范围宽、价格低以及使用和携带方便等优点，因此广泛应用于电气维修和测试中。（二）万用表的使用（二）万用表的使用1表头表头 万用表的表头是灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号，如刻度线和数值，如图1-40（a）所示。（a）指针式万用表 （b）数字式万用表 图1-40 万用表 2选择开关选择开关 万用表的选择开关是一个多挡位的旋转开关，用来选择测量项目和量程。一般的万用表测量项目包括直流电流、直流电压、交流电压、电阻等。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。3表笔和表笔插孔表笔和表笔插孔 表笔分为红、黑两支。

46、使用时应将红色表笔插入标有“”号的插孔，黑色表笔插入标有“”号的插孔。（三）万用表的测量选择（三）万用表的测量选择1测电阻2测电压（四）万用表使用时的注意事项（四）万用表使用时的注意事项 二、电压表的使用二、电压表的使用（一）电压表的种类和结构（一）电压表的种类和结构 电压表是一种用于测量电路电压的仪器。电压表测量的电压范围大、频率范围广，其输入阻抗大，跨接后不致改变被测电路的工作状态，因而能测得真实电压。电压表的读数已从指针式逐步过渡为液晶显示。有些电压表还具有编程控制和自动换挡的功能。现在一般常用的电压表有模拟式电压表（简称电子电压表或指针电压表）和数字式电压表两大类，如图1-41所示；按

47、电流不同又分为直流电压表和交流电压表两种。（a）模拟式电压表 （b）数字式电压表 图1-41 电压表（二）电压表的使用（二）电压表的使用 电压表与被测电路应并联连接，要测哪部分电路的电压，电压表就和哪部分电路并联。接进电路时，应当使电流从电压表“”接线柱流入，从“”接线柱流出。注意观察电压表的量程，被测电压不要超过电压表的量程。（三）电压表使用时的注意事项（三）电压表使用时的注意事项三、电流表的使用三、电流表的使用（一）电流表的种类和结构（一）电流表的种类和结构 电流表又称“安培表”，它是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的仪器，它的主要作用是测量电路中电流的大小。电流表的种类有直流电流

48、表和交流电流表。而直流电流表又分为指针式和数字式两种类型，如图1-42所示。（a）指针式电流表 （b）数字式电流表 图1-42 电流表图1-43 指针式电流表的内部结构（二）电流表的使用（二）电流表的使用 （三）电流表使用时的注意事项（三）电流表使用时的注意事项图1-44 指针式电流表的量程选择四、汽车专用示波器四、汽车专用示波器 （一）汽车专用示波器简介（一）汽车专用示波器简介图1-45 KT600示波器 （二）汽车专用示波器的调整方法（二）汽车专用示波器的调整方法图1-46 示波器分析界面图1-47 选择通用示波器 1通道调整 按功能键可以选择通道1（CH1）至通道4（CH4）的任意组合方式，如图1-48所示。图1-48 通道调整 2周期调整3电平调整4幅值调整5位置调整6波形的存储和载入图1-49 波形的存储和载入 7传感器信源参数的选择调整图1-50 传感器信源参数的选择调整