汽车电工电子基础 第2版 教学大纲 模块一 任务五 连接与运用串并联电路VIP

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五连接与运用串/并联电路【任务目标】知识目标：学会分析串联电路并熟记其电路特点；掌握串联电路分压原理及其在汽车实际中的应用；熟知并联电路在汽车上的应用；学会分析并联电路并熟记其电路特点；/并联电路，学会分析混联电路。核心素养：技能目标：会连接串联电路；会连接并联电路；熟练运用数字万用表测量串/并联电路的电压、电流、电阻等物理量；熟练运用数字万用表验证串/并联电路的特点；建议课时：6课时。【任务描述】串联/并联电路普遍应用于汽车电路当中，图1-1中蓄电池、熔丝、灯组合控制开关和左右前照灯通过一条导线首尾连接起来，即可称之为串联连接；左右前照灯与转向灯之间是采用并联连接，两个左右前照灯之间也是并联连接。本任务主要介绍串/并联电路的连接与测量，以此来学习串/并联电路的特点及其应用。【任务实施】完成串联和并联电路的连接、观察串联电路和并联电路的电流和电压特性。一、器材所需器材见表1-2。二、串/并联电路连接步骤紧接任务二表1-4汽车前照灯控制电路连接步骤12，串/并联电路连接步骤如下表1-14所示表1-14串/并联电路连接步骤序号实施项目实施示意图记录1按任务二表1-4步骤12连接电路，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23456789关断电源，断开连接导线，按要求连接至本表步骤11011121314151617打开6个数字万用表的电源，把开关至于接通状态，观察2个灯泡、6个数字万用表的现象，并记录18试一试：在步骤17基础上再并联灯泡L3，接通开关，观察灯泡亮度，万用表读数，并记录19实训完毕，关断电源，按要求断开连接导线，收好器件和仪表【检测评价】检测评价如表1-15所示表1-15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配取实训用器材、仪表，无重复领取，做好物品领取登记52认识器件照明线路所需器件写出照明线路所需器件的名称、电气符号53器件检测用数字万用表检测器件正确使用数字万用表规范测量串、并联线路所需器件54串联电路连接连接基本电路动作规范合理，无操作失误电路连接准备，万用表连接规范，电路图标准10正确串联灯泡L2，并连接相应万用表动作规范合理，无操作失误电路连接准备，万用表连接规范，电路图标准10接通电路，观察现象，记录万用表数值电路接通，灯光正常发亮准确记录各万用表读数5正确串联灯泡L3，并连接相应万用表。动作规范合理，无操作失误电路连接准备，万用表连接规范，电路图标准10接通电路，观察现象，记录万用表数值电路接通，灯光正常发亮准确记录各万用表读数55并联电路连接恢复基本电路连接电路接通，灯光正常发亮5正确并联灯泡L2，并连接相应万用表准确记录各万用表读数10接通电路，观察现象，记录万用表数值动作规范合理，无操作失误5正确并联灯泡L3，并连接相应万用表。电路连接准备，万用表连接规范，电路图标准10接通电路，观察现象，记录万用表数值电路接通，灯光正常发亮56安全文明生产安全文明生产按指导老师要求操作，操作完毕，把器材、仪表等归位，工位清洁和整理57操作时间时间操作时间为40分钟，每超过1分钟扣1分5合计100说明：每项分都是扣完为止；【知识链接】一、串联电路图1-27所示是汽车前照灯控制电路实物图。图中从蓄电池正极开始->灯组合开关->熔丝->前照灯->数字万用表->蓄电池负极，依顺序首尾通过导线相接。这种有两个或两个以上电气元件首尾依次顺序连接起来所构成无分支的电路叫做串联电路。图1-27汽车前照灯控制电路实物图为了便于分析，我们通常把电路中的各元器件分别用一个等效电阻来替代，对于表1-14步骤8所示的电路，用电阻R替代灯泡L后的串联电路如图1-29所示（本图是利用EWB仿真软件绘制的测试电路图）。在图1-28的a中，R1、R2、R3三个电阻串接在一起，并在三个不同位置分别串入A1、A2、A3三个数字万用表，用于监测电路的工作电流，V1、V2、V3、V用于监测电源和三个电阻上的电压降。从图中可以看出，因为串联电路中只有一条通路，所以，电路中，流过一个元器件的电流I同时也流过另一个，即A1、A2、A3三个表的读数相同，V1、V2、V3的读数相加等于V的读数；这种电路只需要一个控制开关，且开关的位置对电路没有影响；各个用电器之间的工作是互相影响的，只要有一个用电器异常，其他的用电器也无法正常工作。图1-28b中，R1与电流表A2的连线断开，整个电路无工作电流，A1、A2、A3三个表的读数都为0。a）b）图1-29电阻串联电路a）正常的串联电路b）异常的串联电路由表1-14的实验和图1-29a中的A1、A2、A3和V1、V2、V3、V的读数，可得出串联电路的特点如下：1）串联电路中，流过各个负载的电流相等，并等于总电流，即I1=I2=I3=……=In。2）电路两端的总电压等于串联电路中各负载两端的电压之和，即U=U1+U2+U3……+Un。串联电路的总功率等于各电阻消耗的功率之和。3）电路的总电阻等于串联电路中各负载电阻之和，即R=R1+R2+R3……+Rn。如图1-29所示（本图也是利用EWB仿真软件绘制的测试电路图），R1、R2、R3是3个阻值分别为1KΩ的电阻串接后，用数字万用表测量其总阻值，表上的显示值为3KΩ，等于R1、R2和R3的阻值之和。串联电路中各个电阻两端的电压与该阻值成正比，即阻值越大，该电阻两端分得的电压也越大。如图1-29所示。由图中可知，R1的阻值最小为1KΩ，所分的电压也最小约2V，R3的阻值最大，为3KΩ，分到的电压为6V。图1-29串联电路的总电阻特性图1-30串联电路的分压特性二、并联电路观察图1-31所示的现象。图a表示当灯控制开关接通时，汽车左右前照灯同时亮；图b表示汽车左前照灯损坏不亮，但右前照灯正常，能照常点亮。表明，汽车左右前照灯的工作是相互独立的，互不影响的。在实际应用中，常把两个或两个以上的车灯（或用电设备）两端，连接在电路的相同的两点间使每个车灯（或用电设备）处于同一电压作用下独立工作，这种电路连接称为并联电路。左右前照灯供电电路的原理图如图1-33所示。两个灯并接后，通过灯组合控制开关，熔丝与蓄电池连接。a）b）图1-31左右前照灯独立工作示意图a）左右前照灯正常工作b）一个前照灯不亮图1-32左右前照灯供电电路的原理图为了便于分析并联电路特点，同样用电阻来代替表1-14步骤18的汽车车灯，代替后的电路如图1-33所示。R1、R2、R3三个电阻采用并联连接，R1、R2、R3的支路上分别串入A1、A2、A3三个数字万用表，用于监测各支电路的工作电流，V、V1用于监测电源和三个电阻上的电压降。从图中可以看出，因为各电阻是接在同一电源上，所以V1与V相等；A的读数等于A1、A2、A3的读数之和。因为并联电路有多条支路，电流从干路流入之后，便流向各个分路，然后再汇集流出。为了各支路安全工作，确保各个用电器之间的工作是互不影响的，这种电路需要安装多路控制开关，就像图1-31b所示，一个前照灯损坏，而另一个前照灯照旧正常工作。具体的如图1-33b，虽然R3与电路的连线断开，照成该支路不工作，但是R1、R2支路依旧照常工作。a）b）图1-33并联电路示意图a）正常工作的并联电路b）R3与电路连接断开后的并联电路由表1-14步骤17和18的实验所获的数据和图1-33a的指示数据，可以得出并联电路的特点如下：1）并联电路中，不论各支路两端负载大小，各个负载两端的电压都相等。即U=U1=U2=U3=…=Un。并联电路中总功率也等于各电阻消耗的功率之和。2）并联电路总电流等于流经各电阻电流之和，即I=I1+I2+I3+…+In3）并联电路总电阻的倒数等于并联电路中各个电阻倒数之和，即，其阻值测量示意图如图1-34所示。R1、R2、R3分别为1KΩ，三个电阻并联后，用数字万用表测量其阻值，显示屏显示的数字为333.3Ω。因此，当并联越多负载时，电路的总电阻值将越小，电路中总电流I会越大（图1-33的数值清晰表明这一特点，图a为3个电阻并联，并联后的总阻值为333.3Ω，此时，总电流为36mA左右，图b为2个电阻并联，并联后的总阻值为500Ω，此时，总电流为24mA）。图1-34并联电路总电阻值测量示意图4）并联电路中，各分路的电流视其电阻大小而定：电阻越小，流过电流越大；反之，电阻越大，则流过电流越小。电阻大到无限大（∞）即视同断路；电阻小到零时则视同短路。其特性如图1-35所示。图中支路1的电阻R1为1KΩ，流过的电流A1的读数为12mA；支路2的电阻R2的电阻为3KΩ，流过的电流A2的读数为4mA；支路3的电阻R3的电阻为4KΩ，流过的电流A3的读数为3mA。总电流A的读数为19mA。图1-35并联电路的支路电流特性三、串/并联电路特点归纳串/并联电路各自特点归纳如表1-16所示。表1-16串/并联电路各自特点归纳项目串联电路并联电路定义把元件逐个顺次相连组成的电路把各用电器并列连接组成的电路电流串联电路中电流处处相等并联电路，干路电流等于各支路电流之和（并分流）电压串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和（串分压）并联电路中，各支路两端的电压都相等。电阻串联电路的总电阻等于各分电阻之和并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和电阻（两个）总电阻的计算式：总电阻的关系式：电阻（多个）总电阻的计算式：总电阻的关系式：电阻（多个相同）总电阻的计算式：总电阻的计算式：分配比例串联电路中，各电阻的电压分配跟它们的电阻成正比：并联电路中，各支路电阻的电流分配跟它们的支路电阻成反比：四、混联电路电路中元件既有串联又有并联的连接方式称为混联电路，如图1-37所示。其中R2、R4串联后，与R3并联，再与R1串联。对于混联电路的物理量计算，要根据所给的实际电路，找出串、并规律，再按照串、并联电路的特点进行计算。图1-37混联电路例1：在图1-37中，R2=R4=1KΩ，R1=R3=2KΩ。试求电路的等效电阻R为多少？解：由图1-37可知，电路中总电阻答：电路中总电阻为3kΩ。