汽车电工电子基础 第2版 教学大纲 模块一 任务二 连接汽车前照灯控制电路

福建工业学校电子讲义第15页共15页项目一直流电路任务二连接汽车前照灯控制电路【任务目标】知识目标：1)识别汽车前照灯控制电路的结构；电动势、电位、电功率、负载额定值等基本定义；3种工作状态。核心素养：爱护器材设备、仪器仪表和工量具等，养成节约耗材的工作习惯和勤俭朴素的生活作风。技能目标：1)掌握电路原理图的画法，会连接汽车前照灯控制电路；2)具有用万用表检测易熔丝、断电器和熔丝是否损坏，能使用测度试灯对电路进行测试，判断电路是否异常；3)人使用剥线钳，能修理或更换插。【任务描述】汽车前照灯根据照射距离的不同分为近光灯和远光灯。科鲁兹汽车前照灯安装位置见图1-1所示，汽车前方各装有1只近光灯泡和1只远光灯泡。通过任务实施连接前照灯控制电路，来分析电路、电流、电压、电动势、电位、电功率、负载额定值等基本概念以及电路三种工作状态。【任务实施】一、器材连接汽车前照灯控制电路所需器材如表1-2。表1-2连接汽车前照灯（用普通灯泡代替）控制电路所需器材序号名称实物图序号名称实物图1导线6开关（任务实施代替开关）（车上实际使用灯组合控制开关）2斜口钳3剥线钳7数字万用表4熔丝8灯泡（任务实施代替灯泡）（实际前照灯）5蓄电池二、用数字万用表检查元件用数字万用表检查元件方法如表1-3所示。表1-3数字万用检查元件序号检测元件检测示意图读数元件好坏1熔丝：把红黑表笔分别插入数字万用表的VΩHzC和COM插孔；把档位旋钮置于测二极管和蜂鸣器档；打开电源；把红黑表笔与熔丝的两个引脚并接，如示意图所示，观察万用表读数并记录2灯组合控制开关（这里用普通开关替换）：万用表操作同上，检测如示意图所示，观察万用表读数并记录（断开与闭合）3前照灯电阻测量：表笔插入同上；把档位旋钮置于测电阻200Ω档；打开电源；把红黑表笔与前照灯的两个引脚并接，如示意图所示，观察万用表读数并记录4蓄电池电压检查：表笔插入同上；把档位旋钮置于测直流电压20V档；打开电源；把红黑表笔与蓄电池的两个正、负引脚并接，如示意图所示，观察万用表读数并记录三、汽车前照灯控制电路连接步骤汽车前照灯控制电路连接步骤如表1-4所示。表1-4汽车前照灯控制电路连接步骤序号实施项目实施示意图1根据电路连接需要，用斜口钳裁剪合适长度的导线2按要求用剥线钳剥离裁剪下导线两端的绝缘皮3456789101112打开数字万用表1、2的电源，把灯组合控制开关至于接通状态，观察前照灯、数字万用表1、2的现象，并记录13把灯组合开关置于OFF位置，对调数字万用表1、2的红黑表笔位置，再次接通万用表电源，并把灯组合控制开关至于接通状态，观察前照灯、数字万用表1、2的现象，并记录14实训完毕，关断电源，按要求断开连接导线，收好器件和仪表15实车电路连接图 【检测评价】检测评价如表1-5所示。表1-5检测评价序号 实操活动 步 骤 评分细则 分值 得分1准备工作作业前准备准备实训相关器材、仪表等102连接电路裁剪导线和剥离绝缘皮动作规范合理，导线裁剪长度合适，绝缘皮剥离长度合适10安装表笔和选择数字万用表档位动作规范合理，正确安装表笔，正确选择档位15连接相关电路动作规范合理，正确连接线路，正确连接数字万用表1，正确连接数字万用表2153通电测试接通电路，观察灯泡是否点亮，并观察数字万用表数值变化动作规范合理，通电灯亮，万用表有读数204素养提升勤俭节约意识裁剪导线选择不宜过长，耗材选择不宜过量，具有节俭节约的工作意识和行为习惯10安全文明生产按指导老师要求操作，操作完毕，把器材仪表归位，进行工位清洁和整理105时间操作时间为25min每超过1min扣1分10合计100一、电路由表1-4，步骤8的实施示意图:蓄电池、前照灯、熔丝、前照灯控制开关、数字万用表1（在汽车上没用）、连接导线就构成一个完整的电路。电路是电流流经的途径，表1-4，序号12的实施示意图中万用表1的读数1.51A，就是指汽车前照灯工作时，所流过该电路电流的大小。一个完整的电路通常是由供电设备（如蓄电池）、负载（如车灯）、中间环节3部分组成。供电设备俗称电源，它是为电路提供电能的设备或器件，一般分为直流和交流两种供电设备。由交流电源供电的电路叫交流电路；由直流电源供电的电路叫直流电路，本项目主要介绍直流供电电路。负载也称用电器，是消耗电能的装置。如汽车上的前照灯就是一种将电能转换成为光能的负载。连接电源和负载的部分统称为中间环节，起传输和调节电能的作用。中间环节包括连接导线（实际设备是用连接线束，如图1-7所示）和电气控制器件等。导线是连接电源、负载和其他电器元件的金属线，常用的有铜导线和铝导线等；电气控制器件是对电路进行控制的元器件，雪佛兰科鲁兹汽车前照灯供电电路常用的器件有车灯组合开关见图1-1C，继电器或熔丝见图1-1b。图1-7汽车上的电路连接线束二、电路原理图的建立表1-4中，各序号的实施示意图是用导线把各元件、仪表的实物连接起来，称为电路实物图。在实际应用中，由于一些元件实物尺寸大、画法繁琐，不利于电路图制作和分析，故要寻找用一些简单的电气符号来替代描述实际的元件。用电气符号替代实物描述电路连接的图，称为电路原理图，简称电路图。对于表1-4，序号8的实施示意图中各元件对应的电气符号如表1-6所示。表1-6前照灯连接电路各元件对应的电气符号序号 元件实物 电气符号序号 元件实物 电气符号142536根据表1-6所对应的符号，我们可以把表1-4，序号8和12的实施示意连接图转化成如图1-8所示的电路图。a）b）图1-8汽车前照灯电路原理图a）序号8开关处于OFF状态b）序号12开关处于ON状态电工学中，常见各种器件所对应的电气符号及文字符号如表1-7所示。表1-7常见各种器件所对应的电气图形符号及文字符号名称 电气 文字符号 符号名称 电气 文字符号 符号名称 电气 文字符符号电池E电阻R电容C电压源Us可调电阻R可变电容C电流源Is电位器RP空心线圈L发电机开关S铁心线圈L三、直流电路的基本物理量1．电流表1-4，步骤12中，当灯组合开关接通时，前照灯亮，数字万用表1在测电流档位上有读数1.51A，表明电路中有电流流过。电流是一个矢量，既有大小，又有方向。表1-4步骤12中万用表1的读数1.51A就是表示流经该电路电流的大小。电流大小是表示带电粒子定向运动强弱的物理量，是指在单位时间（一定时间）通过导体横截面的电荷量的多少，用I表示即电流的单位为安培，简称安，用符号A表示单位换算：1A=103mA=106µA电荷量的符号是Q，单位的名称是库伦，简称库，用符号C表示。电流的方向：表1-4，序号12、13中万用表1的显示数字，可以直观说明电流方向的存在，两序号中的数字万用表1的显示大小相等，均为1.51，但它们却有正负之分，序号13中的数字前有显示“-”，即两表的电流方向相反。习惯上把正电荷移动的方向规定为电流的方向，因此，自由电子和负离子移动的方向与电流方向相反。将大小和方向都不随时间变化的电流称之为稳衡电流，简称直流；将大小和时间都随时间作相应变化的电流，称为交变电流，简称交流。直流/交流波形如图1-9所示。b)图1-9直流与交流a）直流电b)交流电2．电压两种不同极性的分离电荷之间可产生电场，电压就是指在电场力的作用下把单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点之间的电压（a、b是电场中的任意两点），记为Uab，电压产生的机理如图1-10所示。a）b）c）图1-10电压产生机理a）电压为零b）低电压c）高电压表1-4步骤12中的数字万用表2的读数10.72V就是指加在前照灯两端的电压。图1-8b中的Uab表示a，b两点间的电压，方向是从a点指向b点。电压大小是指当外电路闭合时，外电路中形成电场，在电场力的作用下，电荷经外电路定向移动形成电流I，电场力移动电荷做功能力的大小即为电压的大小，用U表示。电压的单位为伏特，简称伏（V）。比伏（V）更大的单位有千伏（KV）、兆伏（MV），其换算单位为1kV=103V，1MV=106V为方便理解，这里可以借助常见的水压与水流的关系来描述电压与电流的关系，如图1-11所示。图1-11a的中上图，由于水槽两边的水位相同，不存在水压，所以没有水流；下图，因存在水压，所以产生水流。图1-11b的中上图，由于没有电源，电路中不存在电压差，所以没有电荷的移动，导致灯不亮；下图，由于电源正、负极间存在着电压，电路中有正电荷由正极流向负极（实际上是电子由负极流向正极。）形成电流，从而使灯发光。a）b）图1-11水压与水流和电压与电流的关系a）水压形成水流b）电压产生电流比伏（V）更大的单位有千伏（kV）、兆伏（MV），其单位换算为：1kV=103V，1MV=106V电压的方向：正方向是由“+”极性（高电位）指向“－”极性（低电位），即表示电位降落的方向（表1-4中的序号12、13中的数字万用表2的显示数字，可以形象说明电压方向的存在，虽然两图中的数字万用表2的读数大小相等均为10.72V，但却有正负之分，序号13中的数字万用表的数字前有显示“-”，表示数字万用表红表笔连接的顺序与电压的指向相反）。3．电位物理学中的电位又称为电势，电路中每一点都有一定的电位。衡量电位高低必须有一个计算电位的起点，即参考点，称为零电位点，该点电位为0V，即V0=0V。不同点的电位用字母V加下标表示，如图1-8的b中Va和Vb，电压Uab=Va-Vb，即a、b两点间的电压等于a、b间的电位差。电路中的零参考点可以任意选取，计算某点的电位就为该点到零参考点之间的电压。一般取大地为参考点或电子线路公共点（车架、机壳），汽车电路中通常我们将蓄电池负极作为零电位点，也称为搭铁点，用符号“⊥”表示。如图1-12所示为科鲁兹车上的搭铁点。搭铁点搭铁点讨论：电位和电压有什么异同点？图1-12科鲁兹车上搭铁点讨论：电位和电压有什么异同点？4．电动势电动势是指在电源内部，非静电力（电源力）将正电荷从负极移到正极所做的功W与其电荷量Q之比称为电动势，用E表示。电动势只存在于电源内部。电动势的单位为伏特，简称伏，用符号V表示电动势方向：在电源内部由负极指向正极。一般情况下，电源的端电压总是低于电源内部的电动势，只有当电源开路时，电源的端电压才与电源的电动势相等。5．电功率电功率是电流在单位时间内所做的功，其物理意义是衡量电路组件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。用字母P表示，单位为瓦特（W）。计算公式：请你根据表1-4，序号12中数字万用表1、2的读数，利用上式计算一下前照明灯的功率为多少瓦？注意：通用情况为纯电阻电路，因为后两个式子由欧姆定律推导，而欧姆定律是针对纯电阻而言。欧姆定律在后面介绍。注意：通用情况为纯电阻电路，因为后两个式子由欧姆定律推导，而欧姆定律是针对纯电阻而言。欧姆定律在后面介绍。讨论：电位和电压有什么异同点？6．负载额定值电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为他们的额定电流、额定电压和额定功率。一般元件和设备的额定值都标在明显位置，如汽车前照明灯上有标识其功率和耐压等。如图1-13所示，表示该前照灯的额定工作电压为12V，功率为90W（近光灯）或100W（远光灯）。图1-13前照灯的参数标注示意图四、电路的三种工作状态1．通路(也称闭路)表1-4，步骤12中，灯组合开关处于接通状态，蓄电池、熔丝、灯组合开关、数字万用表1、前照灯构成闭合回路，前照灯点亮，电路中有电流通过，数字万用表1有读数，这种电路工作状态称为通路。通路状态下，各用电设备可正常工作。2．断路（也称开路）断路可分为控制性断路和故障性断路。表1-4，步骤8中的实施示意图就是控制性断路。电路中的灯组合开关处于关断状态，使得蓄电池、熔丝、灯组合开关、数字万用表1、车灯未能构成闭合回路，造成电路中无电流通过，前照灯不亮，数字万用表1的读数为0。控制性断路是人们根据需要利用开关将处于通路状态的电路切断，使其停止工作。故障性断路是一种突发性的、故障情况下的断路状态，例如，电源与负载之间连线松脱，如图1-14所示，或负载损坏，如车灯灯丝烧断等。图1-14电源与负载之间连线松脱3．短路短路通常分为电路短路状态（事故状态）和检修过程中常用的“短接”状态。表1-4，步骤13所示，在连接电路时，误把数字万用表2的直流档当做电压档，把它并在前照灯两端，由于数字万用表在直流档位的内阻很小，导致前照灯被数字万用表