第2章汽车电工电子技术课件

1、 第第2 2章章 汽车电路基础汽车电路基础 第第3 3章章 正弦交流电路正弦交流电路 第第4 4章章 磁路及电磁器件磁路及电磁器件 第第5 5章章 二极管与晶体管控制电路二极管与晶体管控制电路 第第6 6章章 发电机与电动机发电机与电动机 第第7 7章章 数字电路基础数字电路基础 第第8 8章章 汽车电子控制技术简介汽车电子控制技术简介 第第1 1章章 汽车常用电气元器件汽车常用电气元器件v掌握电路的组成和电路模型的概念掌握电路的组成和电路模型的概念v掌握汽车电路的组成和特点掌握汽车电路的组成和特点v掌握电流、电压、电位、电动势的概念掌握电流、电压、电位、电动势的概念v理解直流电路的三种工作状

2、态理解直流电路的三种工作状态v掌握欧姆定律掌握欧姆定律v掌握电阻串、并联的计算方法掌握电阻串、并联的计算方法v掌握基尔霍夫定律掌握基尔霍夫定律v了解用惠斯通电桥测量电阻的方法了解用惠斯通电桥测量电阻的方法第第2 2章章 汽车汽车电路基础电路基础欧姆定律欧姆定律2.3串、并联电路串、并联电路 2.4直流电路的组成直流电路的组成 2.1直流电路的基本物理量直流电路的基本物理量 2.2基尔霍夫定律基尔霍夫定律 2.5惠斯通电桥惠斯通电桥 2.62.1 直流电路的组成直流电路的组成 1 1掌握掌握电路的基本组成电路的基本组成。2 2了解电路的主要功能。了解电路的主要功能。3 3掌握汽车电路的组成和基本

3、特点。掌握汽车电路的组成和基本特点。4 4学会汽车照明灯电路的制作方法。学会汽车照明灯电路的制作方法。2.1.1 电路的组成及作用电路的组成及作用1电路及电路模型电路及电路模型s123电池电池金属连片金属连片电珠电珠开关开关弹簧弹簧负载负载中间环节中间环节电源电源R+手电筒的电路原理图手电筒的电路原理图升压升压变压器变压器输电线输电线降压降压变压器变压器2电电路路的的作用作用用用户户通信系统原理框图通信系统原理框图发信源发信源收信者收信者（1）电源）电源2.1.2 汽车电路的组成和特点汽车电路的组成和特点 1. 汽车电路的基本组成汽车电路的基本组成（2）负载）负载（3）导线）导线（5）控制装置

4、）控制装置（4）保护装置）保护装置2. 汽车电路的特点汽车电路的特点（1）低压直流供电低压直流供电 （2）单线制单线制（3）负极搭铁负极搭铁（4）用电设备并联）用电设备并联汽车照明灯电路的制作汽车照明灯电路的制作1工作描述工作描述汽车上有许多照明车灯，它们帮助了汽车的安全行驶。汽车上有许多照明车灯，它们帮助了汽车的安全行驶。例如汽车前照灯电路能够将蓄电池或发动机的电能传输例如汽车前照灯电路能够将蓄电池或发动机的电能传输给前照灯，将电能转换为光能。学习这些照明灯电路的给前照灯，将电能转换为光能。学习这些照明灯电路的制作方法对于掌握汽车电路的组成非常重要。制作方法对于掌握汽车电路的组成非常重要。蓄

5、电池或稳压电源蓄电池或稳压电源 一台；一台；汽车顶灯汽车顶灯 一套；一套；数字式万用表数字式万用表 一块；一块；开关开关 一只；一只；电工工具电工工具 一套；一套；导线导线 若干。若干。3需用器材需用器材2工作工作目标目标（1 1） 学会汽车照明灯电路的制作方法；学会汽车照明灯电路的制作方法；（2 2） 学会识别汽车电路的组成部分和各部分的作用；学会识别汽车电路的组成部分和各部分的作用；（3 3） 熟悉基本仪器仪表的使用。熟悉基本仪器仪表的使用。（4 4） 学会在操作中注意环境保护和人身安全。学会在操作中注意环境保护和人身安全。（3） 通电实验。通电实验。4工作过程工作过程（1 1） 正确选取

6、电路的器材。正确选取电路的器材。 （2） 电路的安装。电路的安装。 a) a) 闭合电路闭合电路灯亮灯亮 b) b) 断开电路断开电路灯灭灯灭5工作评价工作评价序序号号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1 1能够判别电源、灯泡、开关的好坏能够判别电源、灯泡、开关的好坏2 2能够正确安装负载与控制器能够正确安装负载与控制器3 3掌握汽车电路的组成和特点掌握汽车电路的组成和特点4 4操作过程中注意安全工作和环境保护操作过程中注意安全工作和环境保护2.2 直流电路的基本物理量直流电路的基本物理量1 1掌握直流电路的掌握直流电路的基本物理量基本物理量。2 2学会分析直流电路的学会分析直流

7、电路的三种工作状态三种工作状态。3 3知道电气设备的知道电气设备的额定值额定值。4 4学会对直流电路中电压和电流进行测量。学会对直流电路中电压和电流进行测量。2.2.1 基本物理量基本物理量 dtdqi tQI 即：即：(a)(b)?IRRI参考方向参考方向实际方向实际方向实际方向实际方向参考方向参考方向(a) I0(b) I0Iab 双下标双下标箭箭 标标I两种两种ab R负载负载_正电荷在电场力正电荷在电场力作用下的运动作用下的运动极极板板2.2.1 基本物理量基本物理量 （3）单位单位（4）方向方向UABW/Q（2）公式）公式U UR RR RU U参考方向参考方向实际方向实际方向参考方

8、向参考方向(a) (a) U U0 0(b) (b) U U 0 0+ +_ _( (- -) )( (+ +) )实际方向实际方向( (+ +) )( (- -) )+ +_ _ U+UIIABR(a)ABR(b)2.2.1 基本物理量基本物理量 任意两任意两Uab=VaVbOOO2V1k1kBA(b)+2V1k1kBA(c)+(a)2V1k1kBA+VA-VOVB-VOOOO2V1k1kBA(b)+2V1k1kBA(c)+(a)2V1k1kBA+VB-VA Us1 Us2 Us3VAAR1R2Us1Us3R3R4Us2-+UAO-R1R4R3AR22.2.1 基本物理量基本物理量 _ _负

9、载负载电源电源导线导线EBA移动到移动到B B极的极的正电荷借助外正电荷借助外力回到力回到A A极板极板= =2.2.1 基本物理量基本物理量 P = PE P物理量物理量实实 际际 方方 向向电流电流 I正电荷运动的方向正电荷运动的方向电动势电动势E ( (电位升高的方向电位升高的方向) ) 电压电压 U( (电位降低的方向电位降低的方向) )高电位高电位 低电位低电位 单单 位位kA 、A、mA、A低电位低电位 高电位高电位kV 、V、mV、VkV 、V、mV、V归纳归纳用用U1表示电源的端电压表示电源的端电压UAB负载负载电源电源R+SR0ACEBDU2+U1+2.2.2 电路的三种工作

10、状态电路的三种工作状态R0R+ + - -EU1+ + - -BDACU2 - -+ +I1通路状态通路状态（2 2）特征）特征U1=UOC+IR+R0ACEB DU2+2开路状态开路状态ISCR0R+ +- -EU1+ + - -U2BD - -AC+ +I0REISC3短路状态短路状态ISCR0R+ + - -EU1+ + - -U2BD - -AC+ +I2.2.3 电气设备的额定值电气设备的额定值 直流电路中电压和电流的测量直流电路中电压和电流的测量1工作描述工作描述在汽车电路中，各种汽车电子电器设备的安装位置、接在汽车电路中，各种汽车电子电器设备的安装位置、接线方法各不相同，但测量电

11、路中基本物理量的方法基本线方法各不相同，但测量电路中基本物理量的方法基本相同，学会使用仪器仪表测量这些物理量，掌握其中的相同，学会使用仪器仪表测量这些物理量，掌握其中的某些规律，将对汽车的故障诊断和检修提供很大的帮助。某些规律，将对汽车的故障诊断和检修提供很大的帮助。2工作工作目标目标（1 1） 能够准确读取电阻参数；能够准确读取电阻参数；（2 2） 掌握用直流电压表、直流电流表测量直流电路中掌握用直流电压表、直流电流表测量直流电路中的电压、电流的方法；的电压、电流的方法；（3 3） 掌握用万用表测量电阻和电压、电流的方法；掌握用万用表测量电阻和电压、电流的方法；（4 4） 熟悉直流稳压电源的

12、使用方法。熟悉直流稳压电源的使用方法。双路直流稳压电源双路直流稳压电源 一台；一台；直流电流表（直流电流表（mAmA） 一块；一块；直流电压表直流电压表 一块；一块；直流电路单元板直流电路单元板 一块；一块；指针式万用表指针式万用表 一块；一块；带插头导线带插头导线 若干。若干。3需用器材需用器材4工作过程工作过程（1 1）将直流稳压电源调在）将直流稳压电源调在U US1S1=10V=10V，测量三，测量三条支路电流条支路电流4工作过程工作过程 （2）将直流稳压电源调在）将直流稳压电源调在US1=10V，测量测量三条支路电压三条支路电压4工作过程工作过程 （3）再调再调U US1S1=20V=

13、20V，按照上述方法重新测量，按照上述方法重新测量I1、I2和和I3，U1、U2和和U3， 记录在表中。记录在表中。US1U1（V）U2（V）U3（V）I1（mA）I2（mA）I3（mA）10V20V5工作评价工作评价序序号号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1 1能够正确使用电压表测量电路中电压能够正确使用电压表测量电路中电压2 2能够正确使用电流表测量电路中电流能够正确使用电流表测量电路中电流3 3能够正确使用直流稳压电源能够正确使用直流稳压电源4 4是否掌握指针式万用表正确使用方法是否掌握指针式万用表正确使用方法2.3 2.3 欧姆定律欧姆定律1 1掌握掌握部分电路和全电路

14、部分电路和全电路的欧姆定律的定义。的欧姆定律的定义。2 2掌握欧姆定律的掌握欧姆定律的计算方法计算方法。3 3学会欧姆定律在汽车中的具体应用。学会欧姆定律在汽车中的具体应用。2.3.1 部分电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律 部分电路图UIR URI 也可以写为：也可以写为： 或或 （2-8）UIR 1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.3.2 全电路的欧姆定律全电路的欧姆定律0EIRr+（2-9）00EIRIrUIr+0UEIr-由上式可得：【例例2-42-4】 如图所示电路中，已知电源的电动势如图所示电路中，已知电源的电动势EE= 24V= 24V，内阻内阻r r0 0

15、 = 2 = 2 ，负载电阻，负载电阻RR= 10= 10 ；求：（；求：（1 1）电路中的电）电路中的电流；（流；（2 2）电源的端电压；（）电源的端电压；（3 3）负载电阻）负载电阻R R上的电压；上的电压；（4 4）电源内阻上的电压降。）电源内阻上的电压降。2AA210240+rREIV20V22240-IrEU20VV102 IRUV4V220rIrU解：（1） （2） （3） （4）欧姆定律的应用欧姆定律的应用1工作描述工作描述汽车电路中经常要进行一些简单的物理量的计算，比如汽车电路中经常要进行一些简单的物理量的计算，比如汽车用电器电阻、电流和功率的估算，需要应用到一些汽车用电器电阻

16、、电流和功率的估算，需要应用到一些基本的电路定律，其中欧姆定律的应用最为广泛。基本的电路定律，其中欧姆定律的应用最为广泛。2工作工作目标目标（1 1） 学会照明灯电阻、人体电阻的估算；学会照明灯电阻、人体电阻的估算；（2 2） 学会汽车用电器的电流和功率的估算；学会汽车用电器的电流和功率的估算；（3 3） 正确选取汽车用熔断器。正确选取汽车用熔断器。汽车前照灯汽车前照灯50W50W，12V 12V 一只；一只；10A10A、20A20A、30A30A熔断器熔断器 各一个；各一个；万用表万用表 一只；一只；3需用器材需用器材4工作过程工作过程（1 1）电阻值的估算。）电阻值的估算。 （2）用电器

17、正常工作时，流过电流的估算。用电器正常工作时，流过电流的估算。 （3）根据电热效应原理，汽车上应用不同电根据电热效应原理，汽车上应用不同电流大小的熔断器。能够根据熔断器上标有允许流大小的熔断器。能够根据熔断器上标有允许流过的额定电流值，可正确选用。流过的额定电流值，可正确选用。5工作评价工作评价序序号号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1 1能够正确表述及运用欧姆定律能够正确表述及运用欧姆定律2 2能够正确估算自身的人体电阻能够正确估算自身的人体电阻3 3能够正确的从电器标志上估算能够正确的从电器标志上估算出电器的电阻和额定电流出电器的电阻和额定电流4 4是否掌握汽车上熔断器的选

18、取是否掌握汽车上熔断器的选取方法方法2.4 2.4 串、并联电路串、并联电路1 1 掌握串联电路的特点和计算方法。掌握串联电路的特点和计算方法。2 2 掌握并联电路的特点和计算方法。掌握并联电路的特点和计算方法。3 3 学会对汽车各灯光电路的分析。学会对汽车各灯光电路的分析。URRRU2111+ + URRRU2122+ + 讨论讨论2.4.1 串联电路串联电路21111 RRR+ + 2.4.2 并联电路并联电路21212112111RRRIRRRRRIRUI+ + + + IRRRI2112+ + BABA+5 . 25555342342RRRRRABBA10AA 5.12125RUI5A

19、A +10555342341IRRRI341234510A5A55RIIRR+22234510A5A55RIIRR+汽车灯光电路的分析汽车灯光电路的分析1工作描述工作描述汽车电路具有单线制，各电路负载相互并联以及电源也汽车电路具有单线制，各电路负载相互并联以及电源也是相互并联使用。而汽车上安装的熔断装置则是串联在是相互并联使用。而汽车上安装的熔断装置则是串联在元器件或零部件的回路中。学习汽车灯光电路中串、并元器件或零部件的回路中。学习汽车灯光电路中串、并联电路的特点。联电路的特点。2工作工作目标目标 （1） 分析汽车灯光电路中哪个部分是串联的？哪个部分析汽车灯光电路中哪个部分是串联的？哪个部分

20、是并联的？分是并联的？ （2） 学会分析电流通路的电流流动的方向。学会分析电流通路的电流流动的方向。3工作过程工作过程（1 1）分析转向灯右转电流通路）分析转向灯右转电流通路（2 2）分析转向灯左转电流通路）分析转向灯左转电流通路（3 3）分析大灯电流通路）分析大灯电流通路（4 4）分析雾灯电流通路）分析雾灯电流通路（5 5）分析室内灯电流通路）分析室内灯电流通路（6 6）分析倒车灯电流通路）分析倒车灯电流通路（7 7）制动灯电流通路）制动灯电流通路4工作评价工作评价序序号号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1 1能够正确分析灯光电路中串联能够正确分析灯光电路中串联部分部分2 2

21、能够正确分析灯光电路中并联能够正确分析灯光电路中并联部分部分3 3能够分析出各电流通路的电流能够分析出各电流通路的电流流动的方向流动的方向4 4能够叙述串、并联电路的特点能够叙述串、并联电路的特点2.5 2.5 基尔霍夫定律基尔霍夫定律1 1掌握基尔霍夫电压定律及其计算。掌握基尔霍夫电压定律及其计算。2 2掌握基尔霍夫电流定律及其计算。掌握基尔霍夫电流定律及其计算。3 3学会用基尔霍夫定律验证电路。学会用基尔霍夫定律验证电路。1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.5.1 常用名词常用名词凡具有两个端钮可与外部电路相连接的元件称为两凡具有两个端钮可与外部电路相连接的元件称为

22、两端元件。端元件。1 1两端元件两端元件如图所示的电路中含有如图所示的电路中含有5 5个两端元件。个两端元件。1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.5.1 常用名词常用名词2 2支路支路 电路中的一条分支，用字母电路中的一条分支，用字母“b”表示（表示（branch），在这条），在这条分支上流过的电流相同。分支上流过的电流相同。 所示的电路中所示的电路中b b = 3 = 3 有源支路？有源支路？无源支路？无源支路？1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.5.1 常用名词常用名词3 3节点节点 在电路中三条或三条以上支路的会聚点称为节点，用字在电路中三

23、条或三条以上支路的会聚点称为节点，用字母母“n”表示（表示（node）。）。 所示的电路中所示的电路中n n= 2= 2（即（即B B点和点和E E点）。点）。1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.5.1 常用名词常用名词4. 回路回路由一条或多条支路所组成的闭合电路称为回路，用字母由一条或多条支路所组成的闭合电路称为回路，用字母“l”表示（表示（loop）。）。所示电路中所示电路中 l = 3 = 3（即（即ABEDABED回路、回路、BCFEBCFE回路和回路和ACFDACFD回路）。回路）。1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.5.1 常用名词

24、常用名词5 5网孔网孔 内部无支路的回路称为网孔，用字母内部无支路的回路称为网孔，用字母“m”表示（表示（mesh）。）。 所示的电路中所示的电路中 m = 2 = 2（即（即ABEDABED回路、回路、BCFEBCFE回路）。回路）。2.5.2 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律（KCL）1内容内容 Ii = 0I2I1I3I4AUS1+R2R3R4R1US3+R4I2I1I3I4AUS1+R2R3R1US3+AI2I3I1I4S3. 3. 推广推广【例例如如】两个电气系统的连接，试决定两根导线中电两个电气系统的连接，试决定两根导线中电流流I1和和I2的关系。的关系。I1I2 A系系统统 B系

25、系统统 SIbICIebec【例例】试决定晶体三极管基极电流试决定晶体三极管基极电流I Ib b、发射极电流、发射极电流I Ie e和和集电极电流集电极电流I Ic c之间的关系。之间的关系。则有：则有：IeIbIc0, , 或：或：IeIbIc2.5.3 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律( (KVL) )1内容内容 2. 数学表达式数学表达式 举例举例 I2I3I1回路回路方向方向BUs1R1R2+Us2CR3AI2I3I1回路回路方向方向BUs1R1R2+Us2CR3A基尔霍夫定律的验证基尔霍夫定律的验证1工作工作目标目标（1 1）通过实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律，巩固）通过实验验证

26、基尔霍夫电流定律和电压定律，巩固所学理论知识；所学理论知识；（2 2）学会使用直流电压表、直流电流表测量直流电路中）学会使用直流电压表、直流电流表测量直流电路中电压、电流的方法，进一步理解电路中电压、电流参考电压、电流的方法，进一步理解电路中电压、电流参考方向和实际方向的关系。方向和实际方向的关系。双路直流稳压电源双路直流稳压电源 一台；一台；直流电流表直流电流表 一块；一块；直流电压表直流电压表 一块；一块；直流电路单元板直流电路单元板 一块；一块；指针式万用表指针式万用表 一块；一块；带插头导线带插头导线 若干。若干。2需用器材需用器材3工作过程工作过程（1 1）验证基尔霍夫电流定律（）验

27、证基尔霍夫电流定律（KCLKCL）3工作过程工作过程（1 1）验证基尔霍夫电流定律（）验证基尔霍夫电流定律（KCLKCL）验证验证KCLKCL数据记录表数据记录表支路电流支路电流计算值计算值测量值测量值I1（mA）I2（mA）I3（mA） I4工作过程工作过程 （2）验证基尔霍夫电压定律（验证基尔霍夫电压定律（KVLKVL）4工作过程工作过程 （2）验证基尔霍夫电压定律（验证基尔霍夫电压定律（KVLKVL）验证验证KVLKVL数据记录表数据记录表回路电压回路电压计算值计算值测量值测量值回路电压回路电压计算值计算值测量值测量值U UABAB（V V）U UBCBC（V V）U UBEBE（V V

28、）U UCDCD（V V）U UEFEF（V V）U UDEDE（V V）U UFAFA（V V）U UEBEB（V V）ABEFAABEFA回路回路 U U= =BCDEBBCDEB回路回路 U U= =4工作评价工作评价序序号号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1 1能够独立验证基尔霍夫电压定律能够独立验证基尔霍夫电压定律2 2能够独立验证基尔霍夫电流定律能够独立验证基尔霍夫电流定律3 3能够熟练使用各种仪器仪表能够熟练使用各种仪器仪表4 4能够正确计算电路中各电压和电能够正确计算电路中各电压和电流值流值2.6 2.6 惠斯顿电桥惠斯顿电桥 掌握惠斯顿电桥法测量电阻的原理。掌

29、握惠斯顿电桥法测量电阻的原理。 掌握判断电桥平衡的方法。掌握判断电桥平衡的方法。 学会分析惠斯顿电桥在汽车上的应用。学会分析惠斯顿电桥在汽车上的应用。 利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅可以测电阻，利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅可以测电阻，也可以测电容、电感，并可通过这些物理量的测量来间接测也可以测电容、电感，并可通过这些物理量的测量来间接测量非电学量，例如温度、压力等，因此电桥电路在自动化仪量非电学量，例如温度、压力等，因此电桥电路在自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用。表和自动控制中有着广泛的应用。 用惠斯用惠斯顿顿电桥测量电电桥测量电阻的电路原理图如图阻的电路原理图如图所示。图中

30、，所示。图中，R1R1、R2R2是已知标准电阻，是已知标准电阻，RsRs是可变标准电阻，是可变标准电阻，RxRx是被测电阻，是被测电阻，B B、D D间间接检流计。接检流计。 惠斯顿电桥测电阻原理图惠斯顿电桥测电阻原理图 1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件2.6 惠斯顿电桥惠斯顿电桥接通电路后，检流计一般不接通电路后，检流计一般不示零，说明示零，说明B B、D D两点电位不两点电位不相等，通过调节相等，通过调节R Rs s，使检流，使检流计中无电流通过（计中无电流通过（I Ig=0g=0），），此时电桥达到平衡。此时电桥达到平衡。 电桥平衡的条件是电桥平衡的条件是B、D 两点电位相两点电位相等，即等，即sxRIRIRIRI432211