汽车电工电子第一章直流电PPT

1、汽车电工与电子基础汽车电工与电子基础 1（第一章（第一章 直流电路）直流电路）第一章 直流电路1.11.1电路及其基本物理量电路及其基本物理量1.21.2电阻的连接电阻的连接1.31.3电路的工作状态电路的工作状态1.41.4基尔霍夫定律基尔霍夫定律23观察与思考观察与思考1 1、几十万伏的高压线上为什么电不死站、几十万伏的高压线上为什么电不死站在上面的鸟儿？在上面的鸟儿？2 2、几百安培的电流为什么不会电着电焊、几百安培的电流为什么不会电着电焊工人？工人？1.11.1电路的基本概念41.1.11.1.1电路的组成和作用电路的组成和作用 开关电池灯泡1.电路的组成电路的组成(1)电源电源(2)

2、负载：消耗电能的装置负载：消耗电能的装置(3)中间环节：导线、开关、电表和中间环节：导线、开关、电表和保护电器等。保护电器等。2.电路的作用电路的作用（1）电能的传输和转换）电能的传输和转换（2）信息的传递和处理）信息的传递和处理51、电流有没有方向？如果有，它从哪流向哪？2、在计算电路中的电流、电压和电阻时为什么要给电流设假定方向？想一想1.1.21.1.2电路的基本物理量电路的基本物理量 电流电流-电荷在电源的作用下做定向移动电荷在电源的作用下做定向移动 6t tqI =电路中物理量的正方向电路中物理量的正方向物理量的正方向：物理量的正方向： 实际正方向实际正方向 假设正方向假设正方向实际

3、正方向：物理中对电量规定的方向。实际正方向：物理中对电量规定的方向。假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，对电量人假设正方向（参考正方向）：在分析计算时，对电量人为规定的方向。为规定的方向。电路分析中的假设正方向（参考方向）电路分析中的假设正方向（参考方向） 问题的提出：问题的提出：在复杂电路中难于判断元在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？件中物理量的实际方向，电路如何求解？7IRE1E2电流方向？电流方向？R1R3R2R4 解决方法解决方法： (1) (1) 在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；在解题前先设定一个正方向，作为参考方向； (2) (2) 根据电路的定

4、律、定理，列出物理量间相互关根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；系的代数表达式； (3) (3) 根据计算结果确定实际方向：根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。89例例UERIRUR ab已知：已知：E=2V, R=1问：当问：当U分别为分别为3V 和和1V 时，时，IR=?解：解：(1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；假定电路中物理量的正方向如图所示；(2) 列列电路方程：电路方程： EUUREUURREURUI

5、RR U=3V U=3V 时，时， 10UERIRURab（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）（实际方向与假设方向相反）AIR1123AIR1121提示11 (1) (1) 方程式方程式R =U/IR =U/I仅适用于假设正方向一致的情况。仅适用于假设正方向一致的情况。(2) “(2) “实际方向实际方向”是物理中规定的，而是物理中规定的，而“假设正方向假设正方向”则则是人们在进行电路分析计算时是人们在进行电路分析计算时, ,任意假设的。任意假设的。(3) (3) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向正方向”

6、( (即在图中表明物理量的参考方向即在图中表明物理量的参考方向) )，然后再列方程，然后再列方程计算。缺少计算。缺少“参考方向参考方向”的物理量是无意义的的物理量是无意义的. . (4) (4) 为了避免列方程时出错，习惯上把为了避免列方程时出错，习惯上把I I与与U U的方向按相同的方向按相同方向假设。方向假设。1.2.2电位与电压电位电位指电路中各点到参考点的电压。指电路中各点到参考点的电压。参考点参考点又称零电位点，（可任意选定，但选定后不得随又称零电位点，（可任意选定，但选定后不得随意改变，一个电路只能有一个参考点）意改变，一个电路只能有一个参考点）电压电压指电场力对电荷所做的功。指电

7、场力对电荷所做的功。 电压的方向从高电位指向低电位，也分实际方向和参电压的方向从高电位指向低电位，也分实际方向和参考方向。考方向。12abUIIUab关联参考方向关联参考方向非关联参考方向非关联参考方向13观察与思考观察与思考1 1、什么是、什么是“海拔高度海拔高度”？什么是物？什么是物质的质的“比重比重”？把它们与电位和电压？把它们与电位和电压联系起来。联系起来。物理量的实际正方向物理量物理量 单位单位 实际正方向实际正方向 电流电流 I I A A、kAkA、mAmA、AA正电荷移动的方向正电荷移动的方向电动势电动势 E EV V、kVkV、mVmV、VV电源驱动正电荷的方电源驱动正电荷的

8、方向向 ( (低电位低电位 高电高电位，即负到正位，即负到正) )电压电压U UV V、kVkV、mVmV、VV电位降落的方向电位降落的方向 ( (高高电位电位 低电位，正低电位，正到负到负) )1415观察与思考观察与思考1 1、长时间使用电视机、电风扇等家用电、长时间使用电视机、电风扇等家用电器，它们都会发热。这是什么原因呢？器，它们都会发热。这是什么原因呢？2 2、电能、机械能、化学能、热能和光能、电能、机械能、化学能、热能和光能等能量是怎样相互转换的？等能量是怎样相互转换的？ 1.2.31.2.3电阻与欧姆定律电阻与欧姆定律电阻指导体对电流阻碍作用。电阻指导体对电流阻碍作用。 电阻用电

9、阻用R R表示表示, ,单位称欧姆用单位称欧姆用表示。表示。欧姆定律：流过电阻的电流与电压成正比，与电阻欧姆定律：流过电阻的电流与电压成正比，与电阻值成反比。值成反比。 16I I =U UR R全电路欧姆定律：全电路欧姆定律：I = E ER+RR+R0 0171 1、从日本带回了两个、从日本带回了两个110V110V的灯泡，怎样在我国的灯泡，怎样在我国220V220V的电压下正常使用？的电压下正常使用？2 2、各种电器为什么只能并、各种电器为什么只能并联在电路中，而不能串联联在电路中，而不能串联在电路中。举例说明。在电路中。举例说明。观察与思考观察与思考1.3电阻的连接18R R1 1R

10、R2 2R R2 2I IU U1.3.11.3.1电阻串联电阻串联串联分压串联分压: :各串各串联上分压的大联上分压的大小与各电阻值小与各电阻值的大小成正比的大小成正比.nIIII21总nUUUU21总nRRRR21总nPPPP21总 1.3.21.3.2电阻的并联电阻的并联19R R1 1R R2 2R R3 3R Rn nU UI并联分流并联分流：各：各并联电阻上电并联电阻上电流的大小，与流的大小，与各电阻值的大各电阻值的大小成反比小成反比nIIII21总nUUUU21总nRRRR111121总nPPPP21总 1.3.31.3.3电阻的混联电阻的混联20UUUR1R2R3R1R2R3R

11、4R1R2R3R4R521常用电阻211.4电能与电功率电能是指一段时间内电流所做的功。电能是指一段时间内电流所做的功。 W=UItW=UIt单位分别是焦耳（单位分别是焦耳（J J）、伏特（）、伏特（V V）、安培（）、安培（A A）、）、秒（秒（s s）。）。电能的常用单位是千瓦时（电能的常用单位是千瓦时（KWhKWh），即度），即度功率的概念：指单位时间所消耗的电能。功率的概念：指单位时间所消耗的电能。22P P =W Wt tP=UIP=UI电能与电功率电能与电功率23例：某一彩电的功率为例：某一彩电的功率为150W150W，每天开机，每天开机4h4h，若每度电费为若每度电费为0.60.

12、6元，则一年（元，则一年（365365天）要交多天）要交多少电费？少电费？解：耗电解：耗电 元4 .1316 . 0219/2193654101503hKWPtW电费电费24观察与思考观察与思考1 1、输电线为什么多用铜铝线？而很少用铁丝线。、输电线为什么多用铜铝线？而很少用铁丝线。2 2、当有人触电时，绝不能用手去拉，要用干木、当有人触电时，绝不能用手去拉，要用干木棒将电线挑开，这是为什么？棒将电线挑开，这是为什么？在在U U、I I 正方向选择一致的前提下，正方向选择一致的前提下，若P P = =UI UI 00 25IU U若P = UI P = UI 0U UI“发出功率发出功率”（电

13、源）（电源）“吸收功率吸收功率”（负载）（负载） 1.51.5电路的工作状态1.3.11.3.1负载状态负载状态( (通路通路) )：指电源与负载形成回路：指电源与负载形成回路, ,电流、电压和功率不超过额定值。电流、电压和功率不超过额定值。1.3.21.3.2空载状态空载状态( (开路、断路）：指电源与负载末开路、断路）：指电源与负载末形成回路形成回路, ,电路没有电流。电路没有电流。1.3.31.3.3短路状态：电源末经负载形成回路，电路短路状态：电源末经负载形成回路，电路电流很大。电流很大。26I I0 0R RL L1.61.6基尔霍夫基尔霍夫定律定律（克氏定律） 又译称又译称克希荷夫

14、克希荷夫定律，用来描述电路中各部定律，用来描述电路中各部分电压或各部分电流间的关系，其中包括克氏电分电压或各部分电流间的关系，其中包括克氏电流和克氏电压两个定律。流和克氏电压两个定律。 支路：电路中每一个支路：电路中每一个分支分支名词注释名词注释 节点：三个或三个以上支路的节点：三个或三个以上支路的 联结点联结点 回路：电路中任一闭回路：电路中任一闭合路径合路径 网孔：不含支路的回网孔：不含支路的回路路27 例28R4R4R3R3R2R2R5R5R1R1R6R6E1E1E2E2a ab bc cd dI I1 1I I2 2I I5 5I I4 4I I3 3+ + +- - -支路 abab

15、、adad、 （共6 6条）节点：a a、b b、c、d d （共4 4条）回路abdabd、dacdac、bcdbcd、acdacd、. （共7条）1.6.11.6.1基尔霍夫基尔霍夫节点电流定律节点电流定律(KCL)(KCL)对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点流出的电流。或者说，在任流等于由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为一瞬间，一个节点上电流的代数和为0 0。 I I=0 =0 29I I1 1I I4 4I I3 3I I2 2I I1 1+I+I3 3=I=I2 2+I+I4 4I I1 1+I+I3 3-

16、I-I2 2-I-I4 4=0=0克氏电流定律的扩展电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。30I I1 1I I2 2I I3 3R RU U广义的节点广义的节点广义的节点广义的节点从自来水管路联想到电流定律。从自来水管路联想到电流定律。从公共汽车环形线路联想到电压定律。从公共汽车环形线路联想到电压定律。31想一想 1.6.21.6.2克氏回路电压定律克氏回路电压定律(KVL)(KVL) 对电路中的任一回路，对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一沿任意循行方向转一周，其电位升等于电周，其电位升等于电位降。或电压的代数位降。或电压的代数和为和为0 0。 32

17、U=0 U=0 U U =E E任一回路，沿任意任一回路，沿任意环绕方向转一周，环绕方向转一周，其电阻端电压之和其电阻端电压之和等于电源之和等于电源之和33 回路电压定律方程步骤：回路电压定律方程步骤：回路电压定律方程步骤：回路电压定律方程步骤：1 1、假设各支路电压的参考方向；、假设各支路电压的参考方向；2 2、假设各支路电压的回路方向；、假设各支路电压的回路方向；3 3、列方程式：将回路中全部电阻上的电压、列方程式：将回路中全部电阻上的电压IRIR写在一边（两个方向一致，则取正，反之取写在一边（两个方向一致，则取正，反之取负）负）。将回路中全部电动势将回路中全部电动势E E写在另一边（两写

18、在另一边（两个方向一致，则取正，反之取负）。个方向一致，则取正，反之取负）。 例例34E E2 2E E1 1R R3 3R R2 2R R1 1I I2 2I I1 1I I3 3d da ab bc cI I1 1R R1 1+I+I3 3R R3 3=E=E1 1 -I-I2 2R R2 2-I-I3 3R R3 3=-E=-E2 2I I1 1R R1 1-I-I2 2R R2 2=-E=-E2 2+E+E1 1。思考题电路的基本物理量指的是什么？电路的基本物理量指的是什么？部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律的区别？部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律的区别？351.7电容器及其充放电定义定

19、义1 1：电容器，顾名思义，是：电容器，顾名思义，是装电的容器装电的容器，是一种容纳电荷的，是一种容纳电荷的器件。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，器件。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制电路等方面。能量转换，控制电路等方面。定义定义2 2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。间都构成一个电容器。电容器在电路中的作用：电容器在电路中的作用： 在直流电路中，电容器是相当于断路的。在直流电路中，电容器是相当于断路的。 电容器是一种能够储藏电荷电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。的元件，也是最常用的电子元件之一。 在交流电路中，电容器是相当于通路。但对交流电有阻碍作用，见公在交流电路中，电容器是相当于通路。但对交流电有阻碍作用，见公式：式：36fCXC21