汽车电工电子基础课件

基本电器元件

1.1电阻、电容、电感元件

1.1.1电阻元件电阻元件是电子线路中基本的、不可缺少的元件，它的主要作用是限流和调压。电阻测量的原理是利用欧姆定律来实现的。常用电阻一般分为固定电阻和可变电阻两大类。固定电阻是指电阻的阻值固定不变，可变电阻的阻值根据需要可以在一定范围内进行调节。

1.1.1.1识别电阻元件固定电阻器

1.固定电阻器也简称电阻，根据材料和工艺的不同，其可分为碳膜电阻器（RT）、金属膜电阻器（RJ）、线绕电阻器（RX）、热敏电阻器（RR）、光敏电阻器（RG）等不同类型。

2.可变电阻器可变电阻器是指其阻值在规定的范围内可任意调节的电阻器，它可分为半可调电阻器和电位器两类。1.1.1.3电阻元件的伏安特性

电阻元件在电路中将电能转换成热能，属于耗能元件。在图1.3所示的相关联参考方向下，电阻元件两端的电压和通过电阻元件的电流之间的关系为：

式（1-1）称为电阻元件的特性方程式，也称欧姆定律的表达式。电阻的倒数称为电导，用字母G表示，即：电阻的单位为欧姆，简称欧Ω；电导的单位为西门子，简称西S。+URI-1.1.1.4电阻元件的连接

1．串联电路

把电阻一个接一个地首尾依次连接起来，就组成串联电路。串联电路的基本特点是：

a.电路中各处的电流强度相等。

b.电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.2．并联电路把几个电阻并列地连接起来，就组成了并联电路。并联电路的基本特点是：

a.电路中各支路两端的电压相等。

b.电路中的总电流强度等于各支路的电流强度之和。

3．混联电路在实际电路中，既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种电路被称为电阻的混联。对于混联电路的计算，我们只要按串联和并联的计算方法，一步一步地把电路化简，最后就可以求出总的等效电阻来。1.1.2电容元件

1.1.2.1电容元件的分类、形状及符号。

电容器（简称电容）也是电子电路中常用的电子元件之一。电容器具有隔直流、通交流、储能等特性，常用它来组成滤波、耦合、旁路、振荡等电子电路。电容器由两块金属板中间隔一层绝缘介质所构成。电路中电容器的代号用符号C（Capacitor）来表示。

1.1.2.2电容器的参数及标注方法。电容器的主要参数有电容器的标称容量、允许误差和耐压等。

1.电容器的额定工作电压电容器长期连续可靠工作时，两电极间最高承受的电压，称为电容器的额定工作电压，简称电容的耐压。

2.电容器的标称容量标注在电容器外壳上的电容量大小称为标称容量，它是由标准系列规定的。1.1.2.3电容器的电压、电流特性

电容器是一种聚集电荷的元件，其聚集的电荷量与所加的电压成正比，当电容器极板上的电荷或两极板间的电压发生变化时，电路中就会产生电流,在图中所规定的参考方向下，其数学表达式为说明电容器在时间由0到，电压由0变到的过程中，从电源吸收能量并将能量储存于两极板间的电场中；而电容器在某一时刻所储能量只与此时刻的电容电压的平方成正比。电容器是一种储能元件。1.1.3电感元件

电感器是电子线路的重要元件之一，它与电阻、电容、晶体管等元器件组合构成各种功能的电子电路。在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波等电路中都是重要元件。按其作用分类，通常将电感器分为具有自感作用的电感线圈和具有互感作用的变压器线圈。按工作特征分类，电感器又可分为固定电感和可变电感。

1.1.3.1电感器的分类最常见的电感器有两大类：一类是具有自感作用的线圈，另一类是具有互感作用的变压器。

(1)．固定电感器它是用铜线直接绕在磁性材料骨架上，然后再用环氧树脂或塑料封装起来的。

(2).空心线圈空心线圈是用导线直接在骨架上绕制而成的。

(3)扼流圈。扼流圈可分为两类：高频扼流圈和低频扼流圈。高频扼流圈是用漆包线在塑料或瓷骨架上绕成蜂房式结构。1.1.3.2电感器的型号、命名及识别方法1.电感线圈的命名电感线圈的命名方法目前有两种，采用汉语拼音字母或阿拉伯数字串表示。电感器的型号命名包括四个部分，如图1.15所示。例如，LGX的含义是小型高频电感线圈。第一部分第二部分第三部分第四部分特征（G为高频）型式（X为小型）区别代号（用字母A,B,C…表示）主称（L为线圈，ZL为扼流）2.电感器的识别方法

目前，我国生产的固定电感器一般采用直标法，而国外的电感器常采用色环标志法。（1）直标法。直标法是指将电感器的主要参数，如电感量、误差值、最大直流工作电流等用文字直接标注在电感器的外壳上。（2）色标法。色标法是指在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，用来标注其主要参数。

1.1.3.3电感器的主要参数

1.电感量电感量是电感器的一个重要参数，单位是亨利(H），简称亨。常用的单位还包括毫亨（mH）和微亨（μH），其数量关系为1H=103mH=106μH2.品质因数（Q）品质因数是表示电感器质量的主要参数，也称为值。

3.固有电容

4.稳定性

5.额定电流1.1.3.4电感器的电压、电流特性

对空心线圈来说，与呈线性关系：式中是一个常数，称为电感，单位为亨利，简称亨（H），还可用毫亨（mH）、微亨（μH）作单位，视计量大小而定。说明电感元件，在时间由0～t，电流由0～t的过程中，从电源吸收的电能转换为磁场能量；而电感元件在某一时刻的储能只与此刻所载电流的平方成正比。电感也是一种储能元件。1.2半导体元件

1.2.1二极管

1.2..1.1二极管的结构、符号和分类半导体二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按结构不同可分为点接触型和面接触型两类。

1.2.1.2二极管的伏安特性流过二级管的电流与其端电压的关系称为二极管的伏安特性曲线。

1.2.1.3二极管的主要参数电子器件的参数是其特性的定量描述，也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。各种器件的参数可由手册查得。半导体二极管的主要参数有以下几种。

1.最大整流IDM2.最高反向工作电压URM3.最大反向电流IRM4.最高工作频率fM1.2.1.4二极管的类型和命名

二极管根据其外形、结构、材料、功率和用途可分成不同类型，不同类型的二极管都按国家标准来命名，它由四部分组成。

1.2.1.5特殊二极管

1.稳压二级管稳压二极管就是通过对半导体内进行特殊的工艺处理制成的，它具有很陡峭的反向特性。稳压管的反向击穿是可逆的，切断外加电压后，PN结仍能恢复原状。

2.发光二极管发光二极管是一种能将电能转换成光能的半导体器件，有时简写为LED（ight-Emitting-Diode）.它是由磷坤化稼、镓铝砷或磷化镓等化合物材料制成的。其内部结构是一个PN结，具有单向导电性。

3.光电（敏）二极管光电（敏）二极管是一种能将光能转换成电能的半导体器件。1.2.2三极管

1.2.2.1三极管的结构

三极管按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；按结构分，有NPN型管和PNP型管。它是由两个PN结的三层半导体制成的。中间是一块很薄（几微米至几十微米）且掺杂浓度很低的P型半导体，两边各为一块N型半导体，从三块半导体上各自接出三个电极，它们分别叫发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区（发射区比集电区的掺杂浓度高）。图PNP型三极管1.2.2.2三极管的放大原理1.极管的电流放大（1）晶体管各电极间的电流分配关系满足晶体管发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。

（2）在一定范围内，基极电流增大时，成比例相应增大，与的比值为直流电流放大系数，用字母表示，

β值的大小体现了晶体管的电流放大能力。（3）在一定范围内，集电极电流会因基极电流的变化而变化。集电极电流变化量与基极电流变化量的比值称为晶体管的交流电流放大系数。一般情况下，=β。1.2.2.3三极管的特性曲线

三极管的特性曲线是指三极管各电压与电流之间的关系曲线，它是三极管内部载流子运动的外部表现。

1.输入特性曲线输入特性是指UCE为定值时，输入回路中iBE与UBE之间的关系。

2．输出特性曲线共射电路的输出特性曲线是在基极电流一定的情况下，三极管的输出回路中，集电极与发射极之间的电压与集电极电流之间的关系曲线。1.电流放大系数2.极间反向电流（1）集电极-基极反向饱和电流（2）穿透电流（3）反向击穿电压。3.极限参数（1）集电极最大允许电流。（2）集电极最大允许耗散功率（3）反向击穿电压。

4.三极管的频率参数1.2.2.4三极管的主要参数1.2.3晶闸管

1.2.3.1晶闸管的结构

我国目前生产的晶闸管，从外形上来分，有两种形式：螺栓式和平板式。对于螺栓式晶闸管来说，螺栓是晶闸管的阳极A（它与散热器紧密连接）；粗辫子线是晶闸管的阴极K；细辫子线是晶闸管的门极G。螺栓式晶闸管的安装和更换比较方便，但散热效果较差。对于平板式晶闸管来说，它的两个平面分别是阳极和阴极，而细辫子线则是门极。使用时，两个互相绝缘的散热器把晶闸管紧紧地夹在中间。平板式晶闸管的散热效果较好，但安装和更换比较麻烦。晶闸管的内部有一个由硅半导体材料做成的管芯。管芯是一个圆形薄片，它是四层（P1、N1、P2、N2）三端（A、K、G）器件，它有三个PN结。1.2.3.2晶闸管的工作原理

晶闸管工作时，它的阳极和阴极分别与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路；晶闸管的门极和阴极与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。由实验得到如下结论：（1）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态；（2）当晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压时，晶闸管才能被导通，即从关断状态转变为导通状态必须同时具备正向阳极电压和正向门极电压两个条件；（3）晶闸管在导通情况下，只要仍有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管仍保持导通，即晶闸管导通后，门极失去控制作用。（4）晶闸管在导通情况下，当主电路电压（或电流）减小到接近零时，晶闸管关断。1.2.3.3晶闸管的伏安特性和主要参数1.晶闸管的伏安特性晶闸管的导通和阻断是由阳极电压U和电流I及控制极电流IG等决定的，这几个量的相互关系常用伏安特性曲线来表示。图晶闸管伏安特性曲线2.晶闸管的主要参数（1）正向断态重复峰值电压（2）反向重复峰值电压：（3）额定电压（4）通态（峰值）电压：（5）通态平均电流（6）维持电流（7）门极触发电流（8）门极触发电压1.2.3.4晶闸管的分类1.普通晶闸管（ConventionalThyristor）普通晶闸管主要用于工频条件下，作为可控整流器的器件，用自然换流方法关断。也用于没有特殊的快速开关要求的其它场合。

2.快速晶闸管（FastSwitchingThyristor）

3.逆导晶闸管（ReverseConductingThyristor）

4.双向晶闸管（Bi-DirectionalThyristor）

5.可关断晶闸管（GateTurnOffThyristor）可关断晶闸管是在门极加正脉冲电流就能导通，加负脉冲电流就能关断的元件。其基本结构和伏安特性与普通晶闸管相同，常用于直流斩波器等需要强迫关断的场合，可以简化主电路。

基本定律

2.1电磁感应定律

2.1.1电磁感应现象2.1.1.1法拉第的实验电流能产生磁场，磁场可用来产生电流吗？经过大量的实验和长期研，法拉第在1831年发现，变化的磁场能使闭合的回路产生电流，这种现象叫做电磁感应现象，所产生的电流叫做感应电流。

2.1.1.2电磁感应条件在法拉第的实验中，开关闭合的瞬间，在的电流建立磁场的过程中，穿过的磁感线数目，即磁通从无到有地不断增大，这时线圈有感应电流产生。除此之外，对再没有别的影响了，中电流稳定后，磁场也随之稳定下来，这时中的磁通不再变化，便没有感应电流。开关断开时，在中的磁场消失的瞬间，中的磁通由大变小，直至变为零，又有感应电流产生。可见发生电磁感应的条件是：闭合回路中的磁通发生变化。2.1.2楞次定律

根据经验知道，磁铁和铜并不相斥或相吸。可是，如图2.6所示，当磁铁的极（或极）向闭合钢环中插去时，环将后退；反之，把磁铁从环中抽出时环将跟随向前。这就是俄国物理学家楞次做的有名的楞次环实验。图2.6楞次环实验

1833年，楞次概括了各种实验结果后提出：闭合回路中感应电流的方向，总是使它所产生的磁场阻碍引起感应电流的原磁通的变化。这就是楞次定律。具体地说，如果回路由于磁通增加而引起的电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；如果回路由于磁通减少引起电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场相同。简要地说，感应电流总是阻碍原磁通的变化。应用楞次定律来判断感应电流方向时，要遵照以下步骤：（1）首先认清线圈所在处原磁场的方向；（2）分析线圈中磁通是增加还是减少；（3）根据楞次定律确定感应电流所产生的磁场的方向；（4）最后，根据右手螺旋定则确定感应电流方向。2.1.3法拉第电磁感应定律

法拉第从大量的实验中总结出：单匝线圈中感应电动势的大小，与线圈的磁通变化率成正比。这个结论叫做法拉第电磁感应定律。采用SI单位时，这个定律可表达为：=

=

为了得到较大的感应电动势，可采用多匝线圈。当每匝线圈的磁通变化率相同时，有式中的N为线圈匝数，计算时，取绝对值。2.2基尔霍夫定律

2.2.1电路的基本物理量2.2.1.1电流电荷的定向移动就形成电流。电流的实际方向习惯上指正电荷运动的方向。电流的大小用电流强度来度量，简称电流。电流可分为两类：一类是大小和方向均不随时间改变的电流称为恒定电流，简称直流，简写作DC。另一类是大小和方向都随时间变化的电流称为变动电流，其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流则称为交变电流，简称交流，简写作AC。对于直流，单位时间内通过导体横截面的电荷量是恒定不变的。其电流。

对于交流，其电流

在国际单位制中，电流的单位是安培，符号为（A），

在电路中电荷之所以能定向移动，是由于电场力作用的缘故。在任何电路的外电路中，正电荷受电场力作用向电源的“+”端通过负载电源的“-”端移动。正电荷所具有的电位能逐渐减少，从而把电能转换为其他形式的能量。如图2.11所示，电场力F把正电荷从A端移动B端所做的功WAB与被移动的电荷量Q的比值称为、两端间的电压，用UAB表示，即2.2.1.2电压图2.11电压的定义图2.12电压和电位

如果A、B两点的电位分别记为UA、UB，则因此，两点间的电压，就是该两点的电位之差。引入电位概念后，我们可以说，电压的实际方向是由高电位指向低电位点。所以我们常将电压称为电压降。在国际单位制中，电压的单位是伏特，符号为（V），有时还需要用千伏（KV）、毫伏（mV）或微伏（uV）作单位。。2.2.1.3功率

电流在单位时间内做的功标称电功率，在直流情况下，功率用符号P表示，有如下公式：

在国际单位制中，功率的单位为瓦特，符号为（W）。

2.2.1.4电能在直流电路中，负载上的功率不随时间变化，则电路消的电能为

若功率的单位为W，时间的单位为S，则电能的单位为焦耳（J）。在实际应用中，电能的单位常用千瓦小时（KWh），1KWh的电能通常叫做一度电。一度电为1KW×1h=1000×3600=3.6×106J2.2.2参考方向及选择原则

电流在导体中流动的实际方向有两种可能。在复杂电路中某一段电路里电流的实际方向有时很难立即判定。有时电流的实际方向还在不断地改变。因此在电路中很难标时电流的实际方向，为了解决这样的困难，引入电流的“参考方向”的概念。在一段电路或一个电路元件中事先选定一个方向，这个选定的方向叫做电流的“参考方向”。和分析电流一样，对元件或电路中两点间可以任意选定一个方向为电压的参考方向，在电路图中一般用实线箭头表示。一般情况下，电流参考方向的选定与电压参考方向的选定是无关的。但是为了方便起见，对一段电路或一个电路元件，如果选定电流的参考方向与电压的参考方向一致，即选定电流从标以电压“+”极性的一端流入，从标以电压“-”极性的另一端流出，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向，简称关联方向，如图2.15所示。图2.15关联参考方向2.2.3基尔霍夫定律

2.2.3.1几个有关的电路名词1.支路每一段不分支的电路称为支称为支路。

2.节点三条和三条以上的支路的连接点叫做节点。

3.回路电路中任一闭合路径叫做回路。

4.网孔在回路内部不含有支路的，这一种回路叫网孔。

5.网络一般把包含元件较多的电路称为网络。支路是构成节点、网孔、回路的基础，因而也是构成电路结构的基础。

2.2.3.2基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律也可称为结点电流平衡方程式，简称KCL。基尔霍夫电流定律是用来确定联结在同一结点上的各支路电流之间的相互关系。基尔霍夫电流定律可叙述为：在任何一个瞬间、对于任何一个结点流进该结点的电流代数和恒等于零。其数学表达式为为统一起见，可约定：流入结点的电流为“+”，流出结点的电流为“-”。2.2.3.3基尔霍夫电压定律

基尔霍夫电压定律也称之为回路电压平衡方程式，简称KVL。基尔霍夫电压定律一般用来确定回路中各段电压之间的相互关系。基尔霍夫是压定律可叙述为：在任何一个闭合电路中没任一回路循行方向，各段电压降的代数和恒等于零。其数学表达式为

方程的右边是沿回路循行方向闭合一周所有电动势的代数和，方程的左边是沿回路循行方向闭合一周各电阻元件上电压降的代数和。即

这是基尔霍夫电压定律的第二种表达形式。在这里作这样一个约定：电动势的参考方向与回路循行方向一致时（即电位升时）为“+”，反之为“-”；电流的参考方向与回路循行方向一致时，在电阻上产生的电压降为“+”，相反时的在电阻上产生的电压降为“-”。2.4磁路欧姆定律

2.4.1磁路及磁性材料

在电器、电机中采用铁磁材料，不但可以用较小的励磁电流获得较多的磁通，而且可使磁通集中地通过一定的闭合路径。所谓磁路，主要由铁磁材料构成而为磁通集中通过的闭合回路，磁路中的铁磁材料称为铁芯。磁路中除铁芯外往往还有一些段非铁磁性物质，例如空气间隙等。由于磁感线是连续的，所以通过无分支磁路各处横截面的磁通是相等的。工程上应用的铁磁材料按磁性能和用途可分三类：

2.4.1.1硬磁材料硬磁材料的特点是需要较强的外磁场的作用，才能使其磁化，而且不易退磁，剩磁较强。其典型材料有钴钢、碳钢等。

2.4.1.2软磁材料软磁材料的特点是磁导率很大，而剩磁很小，易被磁化也易去磁。典型的软磁材料有硅钢片、铸铁、坡莫合金等。

2.4.1.3矩磁材料矩磁材料的特点是在很弱的外磁场作用下，就能被磁化，并达到磁饱和。当撤掉外磁场后，磁性仍然保持与磁饱和状态相同。矩磁材料主要用于制造计算机中存储元件的环形磁心。2.4.2磁路的欧姆定律

2.4.2.1磁路的基本物理量1.磁感应强度B表示空间某点磁场强弱与方向的物理量。单位：特斯拉，简称“特”（T）（韦/米2）2.磁通量Φ表示穿过某一截面S的磁感应强度矢量的通量。单位：韦伯（Wb）（伏·秒）3.磁场强度表示磁场中与介质导磁率μ无关的量，是一个矢量。单位：安/米（A/m）4.导磁率μ表示物质的导磁性能。单位：亨/米（H/m）2.4.2.2磁路的欧姆定律

磁路中的磁动势好比是电路中的电动势；磁通好比是电流。在无分支电路中电动势与电流的比值是全电路的电阻；类似地，我们把无分支磁路中磁动势与磁通的比值称为全磁路的磁阻，记作：或写成

这就是无分支磁路的欧姆定律。就是说，无分支磁路中的磁通跟磁动势成正比，而跟磁阻成反比。2.4.3电磁铁

电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁而工作的一种电器。如果衔铁带动其他机件，则产生机械联动；如果衔铁是被加工的工件，则可使工件固定在某一位置上。电磁铁由三部分组成：线圈、铁心和衔铁，电磁铁在生产上应用很广泛，它可用来起卸各种钢、铁材材料及其制件；在机床中也常用电磁铁操纵气动或液压传动机构的阀门和控制变速机构；在磨床上，用电磁铁来固定钢制工件；尤其在自动化和半自动化的装置中，经常用来控制电路的接通或断开，以实现各种控制和保护作用。电磁铁的主要技术数据有：

1.额定行程，指刚起动时衔铁和铁心之间的距离。

2.额定吸引力，指衔铁处在额定行程时衔铁受到的吸力。

3.额定电压，指电磁铁线圈上规定应施加的电压值。按铁心线圈所通的电流性质，电磁铁可分成直流电磁铁和交流电磁铁两类。2.4.3.1直流电磁铁

电磁铁衔铁上吸力的大小与两个磁极的磁性强弱有关，每一个磁极的磁性强弱则和磁极之间的磁感应强度成正比，因此，衔铁所受到的吸力的大小和两极间的磁感应强度的平方成正比。此外，在为一定值的情况下，磁极的面积愈大，则吸力也愈大。所以FB2S。电磁铁的吸力F与空气隙的关系，即,以及电磁铁的励磁电流I与空气隙的关系，即，称为电磁铁的工作特性，它可由实验得出，如图2.27所示。图2.27直流电磁铁的工作特性2.4.3.2交流电磁铁

交流电磁铁、交流继电器等电器的供电电源极为方便，故在生产中应用很广。由于在这些电器的铁心上有一很短的空气隙，所以这些电器的电路就成为具有空气隙的铁心线圈的交流电路。显然，在这种电路中，电流的大小不仅与它的外加电压有关，而且还和空气隙的长短有关。交流电磁铁的工作特性用和来表示。交流电磁铁刚刚起动时（即刚接入电源而衔铁尚未动作的瞬时），线圈中电流有效值最大；当衔铁被吸合后，线圈中的电流最小。衔铁所受到的吸力却与此相反，刚起动时最小；当衔铁吸合后，衔铁的吸铁的吸力最大。因此，衔铁与磁铁之间一定要吸合好，否则若衔铁被卡住，线圈通电后，线圈中的电流为最大值，时间一长会使线圈严重发热，甚至被烧坏。

基本电路

3.1电路及电路的三种工作状态3.1.1电路的组成和功能

电路是电流所能流过的路径。电路通常由电源、负载及中间环节按一定结构形式连接组成。电源是产生电能的装置，它将其他形式的能量转换为电能，并在电路中向负载供给电能，保证负载正常工作。负载是将电能转换为其他形式能量的器件或设备，负载形式多种多样，如：汽车前大灯、起动电机等。中间环节包括导线和开关，其中导线将电源和负载连接成电路，使电源电能能传输或分配到负载。开关起控制电路工作与否的作用。3.1.2电路模型和电路图

用理想电路元件构成的电路称为电路模型，今后我们研究的电路都是电路模型。理想的电路元件用规定的符号表示，实际电路元件模型化后，就可以用电路元件符号绘制出电路图，图3.1汽车实际防雾灯电路，可画为如图3.2所示的电路图。图3.2汽车防雾灯电路图3.1.3电路的三种工作状态

一个电路因中间环节的不同连接，可处于三种不同的工作状态，这三种不同的工作状态分别是有载工作状态、短路状态和断路状态。1．有载工作状态R0与E构成实际电源模型，R0为电源内阻，E为电源电动势，RL为负载电阻。当开关S闭合，电路便处于有载工作状态。

2．断路状态当开关断开或连接线任何一处断开时，电路便处于断路状态，断路状态又称开路状态，电路处于这种状态下，电源和负载未构成闭合电路，这时外电路所呈现的电阻对电源来说是无穷大。

3．短路状态当电源的两输出端或负载的两端由于某种原因相接触时，电路便处于短路状态，电路处于这种状态下，外电路所呈现的电阻对电源来说等于零。3.2正弦交流电路

3.2.1正弦电压和正弦电流及正弦量的表示方法3.2.1.1正弦交流电压和电流在一个电阻的两端并接一个理想的直流电源，则电路中产生的电压和电流均为直流，其波形如图3.7所示。

同样，在一个电阻的两端并接一个理想的正弦交流电源（电动势的大小和方向随时间按正弦规律变化的电源），（注意：为区别直流电量，交流电量一般用小写字母表示），则电路中产生的电压和电流均为交流，其波形如图3.9所示。图3.7直流电压和电流波形

图3.9交流电压和电流波形

3.2.1.2正弦交流量的基本特征和三要素

正弦交流电压、正弦交流电流及正弦交流电动势等物理量，统称为正弦交流量，简称正弦量。每一个正弦量都具有如下共同的基本特征：1．瞬时值、最大值和有效值2．周期、频率和角频率3．相位、初相位和相位差4．正弦交流量的三要素一个正弦交流量，其变化的快慢由频率决定；其变化的幅度由最大值决定；其变化的起点由初相位决定。因此，频率、最大值和初相位是确定一个正弦交流量的三个重要数据，通常称其为正弦交流量的三要素。3.2.1.3弦交流量的表示法

一个正弦交流量一般有三种表示方法：解析法、曲线法和相量法。解析法是利用三角函数表示正弦交流量与时间的变化关系的方法，曲线法是根据解析法计算的数据，在平面直角坐标系中作出曲线表示正弦交流量的方法，曲线法也称波形图。相量法就是用相量来表示正弦交流量。由于在同一个正弦交流电路中，各种正弦响应量与激励电源的频率相同，电路中各种正弦交流量仅存在大小与相位（或初相位）的不同，因此，对电路中各种正弦交流量的描述可以采用相量来表示。一个正弦交流量当不考虑频率时，其有效值（或最大值）和初相位可用一有向线段或复数表示。

3.2.2单一参数正弦交流电路

将负载接到交流电源而组成的电路叫交流电路。交流电路中的负载一般由电阻、电感、电容或它们的不同组合组成，如果正弦交流电路中只含电阻、电感或电容中的某一参数，则称这种电路为单一参数正弦交流电路。严格地讲，单一参数电路是没有的。

3.2.2.1纯电阻电路仅有电阻组成的交流电路称为纯电阻交流电路，其电路如图3.15所示。由于交流电路中各电量是随时间变化而变化，因此，各电量均有两个作用方向。纯电阻电路中电阻两端的电压与通过电阻的电流相位相同，即同相。图3.15纯电阻电路

3.2.2.2纯电感电路

直流电阻和分布电容可以忽略的电感线圈作为交流电路负载的电路，称为纯电感电路，如图3.18所示。图3.18纯电感电路1．纯电感电路中电感两端的电压与通过电感的电流的关系

纯电感电路中电感两端的电压与通过电感的电流相位差为2．纯电感电路的功率由数学分析可得，纯电感电路的瞬时功率是随时间按正弦规律变化的，其幅值为电感两端电压的有效值与流过电感上的电流的有效值的乘积。为反映电感与电源之间能量交换的规模，把瞬时功率的幅值进行量化，并称之为无功功率，用Q表示，即无功功率的单位为乏（var）。

3.2.2.3纯电容电路

介质损耗和分布电感可忽略的电容作为交流电路负载的电路，称为纯电容电路，如图3.21所示。

1．纯电容电路中电容两端的电压与通过电容的电流的关系图3.21纯电容电路纯电容电路中电容两端的电压与通过电容的电流相位差为2．纯电容电路的功率为反映电容与电源之间能量交换的规模，将瞬时功率的幅值称之为无功功率，用Q表示，单位为乏（var），即3.2.3RLC串联交流电路

RLC串联正弦交流电路如图3.25所示，为分析电路方便，我们将电路中各电量用相量表示，将电路中各元件参数相量模型化（注：电阻的相量模型仍为R），于是得到如图3.25所示的RLC串联正弦交流电路相量模型。图3.25RLC串联交流电路

图3.26RLC串联交流电路相量模型图

1．阻抗呈电感性

当＞0，即＞时，可知＞（因和上通过同一电流）＞0

此时，电路中电压的相位超前电流的相位，电路阻抗呈电感性。2．阻抗呈电容性当＜0，即＜时，可知

＜＜03．阻抗呈电阻性

当=0，即=时，可知=

=03.3三相交流电路

所谓三相交流电路，就是由三个频率、幅值相等，彼此相位互差120°的单相交流电源构成的电路。与单相交流电相比，三相交流电路的优点是：降低输配电路网络建设成本及设备运行功率损耗；简化设备结构，优化设备性能，方便设备使用和维护。三相交流电动势一般由三相交流发电机产生，三相交流发电机结构如图3.31（a）所示，它主要由定子和转子两部分构成。定子铁心上嵌入三个对称的绕组U1-U2，V1-V2，W1-W2，它们在空间内相互成120°分布，每个绕组为一相，三相绕组的U1、V1、W1称为首端，U2、V2、W2称为末端。转子铁心上绕有直流励磁绕组。

图3.31三相交流发电机绕组结构图

3.3.1三相电源的连接

三相发电机的三个绕组向外供电时，根据其绕组的连接方式不同可分为星形（Y）和三角形（

）两种连接。1．三相电源的星形(Y)连接星形连接是将发电机三个绕组的末端U2，V2，W2连接在一起，这一连接点称为电源的中点或零点，由该点引出的导线称为中线或零线，用N表示，三个绕组的首端Ul、Vl、Wl分别向外引出的导线称为相线或火线，如图3.34所示。图3.34三相交流电源星形连接电路

2．三相电源的三角形(Δ)连接

三角形连接就是把发电机三个绕组中一个绕组的末端与另一个绕组的首端相连接，构成一个闭合回路，然后从三个连接点引出三根导线向外送电。如图3.36所示。这种连接方式仅能得到一种电压，即线电压，对照图3.36中所规定的电压参考方向可知：三个线电压就是对应于每相绕组的相电压，即图3.36三相交流电源三角形连接电路

3.3.2三相负载的连接

三相负载的连接与三相电源的连接一样，也有两种方式，即星形连接与三角形连接。1．三相负载的星形连接将三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的连接方式称为负载星形连接，如图3.37所示，对应的电路称为三相四线制电路。三相负载做星形连接时，负载上的线电压和相电压的关系就是电源线电压和相电压的关系。中线上的电流为

2．三相负载的三角形连接

将三相负载分别连接在三相电源每两根相线之间的连接方式称为负载的三角形连接，如图3.39所示。三相负载做三角形连接时，负载上的相电压等于电源的线电压，即。各相电流为图3.39三相负载的三角形连接电路根据图3.39中各电流所规定的参考方向，由KCL可列出各相电流与对应的线电流关系式：3．三相交流电路的功率

在三相交流电路中，电路的总有功功率为各相负载有功功率之和，即

当三相负载对称时，由于每相电压相等，电流也相等，所以各相电路的功率也相等。这时，三相电路的有功功率是一相有功功率的3倍。即（3-63）根据三相负载不同连接时，电路的相电压与线电压及相电流与线电流之间的关系，不难证明：（3-64）式中，为三相电路的线电压和线电流。3.4二极管整流电路

将交流电转换为直流电的电路称为整流电路，最常见的整流电路是由二极管等元件组成，利用二极管的单向导电性实现整流。整流电路按被整流的交流电源的相数不同可分单相整流电路和三相整流电路，按对交流电源一个周期内所整流的时间长短不同可分为半波整流和全波整流。

3.4.1单相整流电路1．单相半波整流电路

图3.40单相半波整流电路

图3.41单相半波整流电路各电量波形图2．单相桥式整流电路

单相桥式整流电路如图3.42所示。所谓桥式整流就是将四个整流二极管连接成一个电桥对交流电进行整流。

图3.42单相桥式整流电路

图3.43单相桥式整流电路各电量波形图

由于在一个周期内，每个二极管只有二分之一时间导通，因此，流过每个二极管的平均电流为负载平均电流的二分之一。由电路分析可知二极管承受的最大反向电压与单相半波整流电路相同，为电源电压的最大值。3．三相半波整流电路

三相半波整流电路如图3.44所示，三相交流电源一般作星形连接，中线N直接与负载的一端相连接。对于对称的三相电源，其三个电压彼此之间有120°的相位差，若以为参考，则它们的波形如图3.45所示。

图3.44三相半波整流电路

图3.45三相桥式整流电源电压和负载端电压波形图

4．三相桥式整流电路

三相桥式整流电路如图3.46所示，其三相交流电源由交流发电机或通过三相变压器变压获得，三相电源的三个电压彼此之间有120°的相位差，设初相角为零，则它们的波形如图3.47所示。

图3.46三相半波整流电路

图3.47三相桥式整流电源电压和负载端电压波形图3.5三极管基本放大电路

在电子技术应用过程中，往往需要对微弱的小信号进行放大处理，以便有效地进行观测、控制。而三极管构成的放大电路是实现这一功能的重要电路。如收音机和电视机，从天线接收到的声音和图像信号很微弱，只有通过放大电路放大后，才能推动扬声器和显示器工作。同样在汽车电子控制领域中亦可实现对检测到的信号进行放大处理。本节将介绍三极管基本放大电路的组成及工作原理。

3.5.1共射极电压放大电路3.5.1.1电路组成及各元件的作用1．电路中各元件的作用2．电路中电压、电流的符号及正方向的规定

3.5.1.2共射极放大器的静态分析

当放大器无输入信号时（ui=0），电路中的电压、电流都不变（直流），称为静止状态，简称静态。此时放大器中的电压、电流都是直流分量。只允许直流电流通过的路径称为直流通路。直流通路是计算静态工作点的依据。画放大器直流通路的方法是将电容器看成开路。

图3.50基本放大电路的直流通路

1．估算法求静态工作点2．图解法求静态工作点图解法就是利用晶体管的特性曲线，用作图的方法分析放大电路的电压、电流之间的关系。3.5.1.3共射极放大器的动态分析

当放大电路有输入信号，即ui≠0时的工作状态称为动态。那么在此时就需要知道经过放大电路后信号被放大了多少，以及放大电路对前面的信号源有什么影响，对后面的负载有什么要求，对这些量的分析称为动态分析。

1．图解法

2．静态工作点与非线性失真对放大电路除要求有一定的放大倍数，还必须保证输出信号尽可能不失真。所谓失真是指输出信号的波形与输入信号的波形不一致。(1)截止失真静态工作点设置的太高或太低都会产生非线性失真。（2）饱和失真静态工作点Q2设置的太高，这种情况下，在输入正弦信号的正半周三极管进入了饱和区工作，输出波形产生了严重的失真，这种失真是由于晶体管进入饱和区工作而引起，故称为饱和失真。

3．估算法

在输入信号较小，确定放大电路一定工作在放大区时，输出电流与输入电流成简单的线性关系，可以采用估算法进行电路分析。（1）估算电压放大倍数。首先作出放大电路的交流通路。对交流信号而言，三极管的发射结可等效成一个电阻rbe，称为三极管的输入电阻，可以通过经验公式估算：（2）输入电阻ri。

（3）输出电阻ro。

3.5.1.4复合管

单个三极管组成的放大电路的放大能力有限，为了增大电路的放大能力，可以采用复合管的形式，由V1,V2组成的复合管的等效形式由V1决定。可得：

其电流放大倍数为输入电阻为

3.5.2静态工作点稳定电路

分压式射极偏置放大器如图3.60所示，Rb1、Rb2分别称为上、下偏置电阻，组成分压电路。Re为发射极电阻，起稳定静态工作点IC的作用。电容Ce与Re并联，它一般是几十微法的电解电容器，使Re对交流短路，所以Ce又称为旁路电容。3.5.2.1静态工作点的稳定原理适当选择Rbl和Rb2的值，使得I1,I2均大大于IB，这时可忽略IB对I2的影响，可认为I1=I2。Rb1和Rb2便可看成串联，它们对电源Vcc进行分压：

图3.60分压式偏置放大电路

3.5.2.2分压式偏置电路的计算

1．静态工作点的计算利用近似估算法，在电路满足稳定静态工作点的条件时，计算其静态值。2．动态分析计算

3.5.3正弦波振荡电路

振荡器是一种信号产生电路，用以产生一定频率和幅度的信号，振荡器也是一种能量转换装置，无需外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定频率、一定振幅、一定波形的交流信号。所以振荡器又称为自激振荡器或波形发生器。3.5.3.1正弦波振荡器的振荡条件及基本组成正弦波振荡器由放大器和反馈网络组成，如图3.63所示。

1．振荡的平衡条件

图3.63正弦波振荡电路组成框图2．振荡的起振条件

3．正弦波振荡器的基本组成

3.5.1.2RC正弦波振荡器

由RC选频网络构成的振荡器称为RC振荡器。这种类型的振荡器适用于低频振荡，通过改变电阻和电容的参数即可改变电路的振荡频率。常用的RC振荡电路有RC桥式振荡器和RC移相式振荡器。下面分别介绍这两种振荡器。1．RC桥式振荡器（1）RC串并联选频网络

（2）RC桥式振荡电路

2．RC移相式振荡器3.5.4集成运算放大电路及应用

集成运算放大器是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路，广泛应用于电子模拟计算机上，作为基本运算电路可以实现加减、积分、微分、乘除等数学运算。另外，它在信号变换、测量技术、自动控制等领域也有着广泛的应用。3.5.4.1集成运算放大器的基本组成

图3.68集成运算放大器的组成框图

3.5.4.2集成运算放大器的特点

3.5.4.3集成运算放大器的基本分析方法

在分析运算放大器时，为便于分析和计算，将它视为理想运算放大器，即：开环电压放大倍数Au=∞；输入电阻ri=∞；输出电阻ro=0；共模抑制比KCMRR=∞。

图3.70理想运算放大器的符号

3.5.4.4运算放大器组成的基本运算电路

1．反相比例运算电路

2．同相比例运算电路3．反相加法运算电路4．减法运算电路

5．积分运算电路

6．微分运算电路

3.5.4.5基本运算电路的应用举例

1．电压电流变换器

2．电压过零比较器

3．测量放大器

3.6数字电路3.6.1基本门电路能够实现基本逻辑关系的电路称为门电路。根据门电路的组成结构可分为分立元件门电路和集成门电路两种类型，下面分别给以说明。3.6.1.1分立元件门电路分立元件门电路包括二极管门电路和三极管门电路两类。

1．二极管与门2．二极管或门3．三极管非门4．三极管与非门5．三极管或非门3.6.1.2集成逻辑门电路

构成集成逻辑门电路包含三种数字集成电路技术，分别是CMOS,TTL和ECL。其中CMOS和TTL应用最为广泛，下面分别介绍这两种类型。1．TTL门电路TTL（Transistor-TransistorLogic）代表晶体管-晶体管逻辑电路的意思。它的输入端和输出端都是由双极型晶体管组成。TTL是一种应用广泛的数字集成电路技术。

2．CMOS门电路

MOS集成电路是由金属-氧化物-半导体场效应管构成的单极型集成电路。可分为三类：NMOS,PMOS和CMOS电路，其中尤其以CMOS发展最为迅速，应用最为广泛。

3．逻辑门电路的应用实例

3.6.2组合逻辑电路

组合逻辑电路的特点是：输出与输入的关系具有即时性。即任意时刻电路的输出状态只取决于此时电路的输入状态，而与该时刻前电路的状态无关。在组合逻辑电路中，信号的传递是单方向的，只有输入到输出的传递，而没有输出到输入的传递。

3.6.2.1逻辑代数基本定律1．基本运算法则

2．基本代数法则

3.6.2.2组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析的步骤大致如下：（1）根据逻辑图写逻辑函数表达式。（2）进行逻辑化简，得到最简函数表达式。（3）根据最简式列写真值表。（4）根据最简式或真值表确定电路功能。3.6.2.3组合逻辑电路的设计

设计组合逻辑电路是指设计者根据给定的具体逻辑问题设计出最简的逻辑电路，并将其实现为实际的装置。组合逻辑电路的设计步骤如下：（1）分析设计要求，列出真值表。（2）根据真值表列出逻辑函数表达式。（3）对逻辑函数进行化简。（4）根据最简输出函数式画逻辑图。

3.6.2.4中规模组合逻辑电路的应用

1．编码器一般地说，用文字、符号或者数码表示特定信息的过程称为编码，能够实现编码功能的电路称为编码器。2．译码器译码是编码的反过程，是将给定的二进制代码翻译成编码时赋予的原意，完成这种功能的电路称为译码器。译码器的输入为二进制代码，输出为输入代码对应的特定信息。

（1）二进制译码器

（2）二-十进制译码器。

（3）数码显示译码器

3.6.3时序逻辑电路

时序逻辑电路是数字电路系统中重要的组成部分，相对于组合逻辑电路而言时序逻辑电路最显著的特点是具有记忆性，即任一时刻的输出状态不仅取决于当时的输入状态，而且取决于电路原先的状态。触发器是构成时序逻辑电路的基础。

3.6.3.1基本RS触发器基本RS触发器由两个与非门交叉连接而成，如图3.96（a）、（b）分别为基本RS触发器逻辑图和逻辑符号。图3.96基本RS触发器逻辑电路及符号

3.6.3.2同步RS触发器

一般触发器还有导引线路（或称控制电路），通常由它把输入信号引导到基本RS触发器。图3.97（a）是同步RS触发器的逻辑图，图（b）是它的逻辑符号。图（a）中，与非门G1和G2构成基本RS触发器，与非门G3和G4构成导引电路，为直接置位端，为直接复位端，R和S是置0和置1信号输入端。CP是时钟脉冲输人端，在脉冲数字电路中所使用的触发器往往用一种正脉冲来控制触发器的翻转时刻，这种正脉冲就称为时钟脉冲，它也是一种控制命令。通过引导电路来实现时钟脉冲对输入端R和S的同步控制，故称同步RS触发器。

图3.97同步RS触发器逻辑电路及符号

3.6.3.3边沿JK触发器

边沿JK触发器的逻辑符号如图3.98所示。逻辑符号中的“∧”表示边沿触发方式。JK触发器的逻辑功能如下：（1）CP=0或1时，触发器的状态不变。（2）CP由0正跃变为1时，触发器的状态不变。（3）CP由1负跃变为0时，触发器的状态根据J、K端的输入信号翻转。

图3.98边沿JK触发器逻辑符号

3.6.3.4维持阻塞D触发器

维持阻塞D触发器的逻辑符号如图3.99示。

图3.99维持阻塞D触发器逻辑符号

3.6.3.5T触发器和T‘触发器在时钟脉冲CP作用下，具有保持和翻转功能的触发器，称为T触发器。而在时钟脉冲CP作用下，只有翻转功能的触发器，称为T

触发器。由于不存在直接的T或T

触发器集成电路，所以一般通过JK触发器或D触发器来构成T或T

触发器。

图3.102用JK触发器构成T,T

触发器的逻辑电路图

3.6.3.6计数器

用来统计输入计数脉冲CP个数的电路称为计数器。计数器的种类繁多，从不同的角度出发有不同的分类方法：（1）按计数进制可分为二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器。（2）按计数增减可分为加法计数器、减法计数器。（3）按计数器中触发器翻转是否同步可分同步计数器、异步计数器。3.6.3.7寄存器和移位寄存器寄存器是存放数码、运算结果或指令的电路，移位寄存器不但可存放数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。

1．寄存器

2．移位寄存器

3.6.4多谐振荡器

获得脉冲波形的方法主要有两种，一种是利用多谐振荡器直接产生符合要求的矩形脉冲；另一种是利用整形电路对已有的波形进行整形、变换，使其符合系统的要求。在这里主要介绍利用门电路和阻容元件组成的多谐振荡电路及工作原理。

1．对称式多谐振荡器

2．不对称多谐振荡器

图3.110对称式多谐振荡逻辑电路

图3.112不对称多谐振荡器逻辑电路及其传输特性

3.6.5555定时器

555定时器是一种电路结构简单，使用方便灵活，应用广泛的多功能电路。只要外接少数阻容元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。555定时器有双极型和CMOS型两种类型。

3.6.5.1555定时器的结构及工作原理1．555定时器的结构2．用555定时器构成施密特触发器

3．555定时器构成单稳态触发器4．555定时器构成多谐振荡器

3.6.5.2555定时器的应用

1．555定时器构成的水位控制系统利用555定时器构成的水位控制系统电路原理图如图3.122所示。利用555定时器构成施密特触发器完成水位的控制。

图3.122555定时器构成的水位控制系统电路原理图

2．救护车音响电路利用555定时器构成多谐振荡器，适当调节振荡频率即可构成各种音响电路。

汽车常用仪器仪表的使用

4.1万用表

万用表是电子测量技术领域中出现最早的一种仪表，以测量电流、电压、电阻三大参量为主。它具有操作简单、测量迅速、携带方便、成本低廉等优点，在机电技术的许多领域得到广泛应用。模拟量测量线路电流信号测万用表指针偏转图4.1模拟式万用表的测量过程模拟量电流信号电子计数器数字显示器图4.2数字式万用表的测量过程A/D转换器4.1.1模拟式万用表结构、原理及使用模拟式万用表由表盘、测量机构和测量附件等部分组成。4.1.1.1表盘

（a）外形（b）表盘盘面

1-指针；2-校正旋钮；3-转换开关；4-电位器旋钮；5-红表笔；6-黑表笔图4.3108-1型模拟式万用表4.1.1.2测量机构

4.1.1.3测量附件（a）（b）1-测量机构；2-电阻元件；3-干电池电源；4-二极管整流器；5-转换开关；6-红测试线；7-黑测试线图4.5模拟式万用表的原理电路图1-磁极；2-转轴；3、6-游丝弹簧；4-电磁线圈；5-铁心；7-校正器；8-指针图4.4模拟式万用表的磁电式测量机构4.1.1.4模拟式万用表的使用方法1．测量电流

2．测量电压

3．测量电阻

4．注意事项（1）要经常检查万用表干电池的电量，以保证测量精度，长期不用时将电池取出。（2）测量时，手不要接触表笔的金属部分，以确保测量准确和人身安全。（3）测量高电压和大电流时，不要带电转动转换开关，以免电弧烧毁开关触点。（4）读数时必须注意：不同的测量项目应在相应的刻度线上读取数值。操作者的视线应正视表针，以减小因操作者视线偏左或偏右引起的使用误差。（5）万用表使用完毕后，应将转换开关旋至交流电压最高挡，以防下次测量时，不留意损坏电表。（6）万用表用完后要拔下测量线，切断电源，妥善保管，不得与其他手工工具混放。4.1.1.5模拟式万用表在汽车电气线路检测中的应用1．汽车电路的电压检测（1）分段测试电压法。（2）短路测试法。

2．检查电气系统线路采用下面步骤：（1）取下主熔断器3和熔断器4的熔片，拔下继电器2的导线插头，断开开关5。（2）用万用表的负表笔接地，正表笔连接熔断器4的输入端，万用表应显示蓄电池电压。当插上熔断器的熔片后，万用表的电压值不应变化，否则说明熔断器4与继电器2之间短路。（3）如果熔断器熔片插上后，万用表显示蓄电池电压，而插上继电器导线插头后，万用表的电压发生变化，说明在继电器和开关5之间短路。

3．汽车电路的电阻检测（1）检查对地是否短路。（2）检测元件的电阻值及线路通断情况。4.1.2数字式万用表的结构、原理及使用

具有测量范围宽、准确度高、分辨力强、测量速率高、输入阻抗高、功耗小、功能全、集成度高、过载能力强、抗干扰能力强和便于携带等优点。

4.1.2.1数字式万用表的分类

1．按量程转换方式分（1）手动转换（2）自动转换（3）自动与手动综合式

2．按性能与档次分（1）普及型（2）多功能型（3）中等精度多功能型（4）智能型（5）数字/模拟混合型（6）数字/模拟条形图双混合型4.1.2.2数字式万用表的构成及工作原理

袖珍数字式万用表是由直流电压表扩展而成的，其电路结构如图4.11所示。输入放大器直流数字电压表（模拟部分）衰减器A/D转换器逻辑控制电路电路时钟发生器基准电压计数器寄存器显示器转换开关（数字部分）图4.11袖珍数字式万用表电路结构图测量电路4.1.2.3数字式万用表的使用注意事项

4.1.2.4数字式万用表在汽车电控系统中的应用1．检测的注意事项（1）拆卸蓄电池时应先拆下负极导线，安装蓄电池时应最后连接负极导线，而且应确保点火开关及其他开关均己关闭，否则会使半导体器件损坏。（2）拆装元器件时应先切断电源，不要硬撬猛砸。安装插接件时，应保证将其插到底。电控单元线束应用卡子固定，拆装时注意线束不被损坏或卡住。（3）检查线路故障应先检查熔断丝、接线器和连接器，用万用表表笔从连接器前端插入检查时不可用力过大，以免引起端子变形。

2．ECU的电路检测实例（1）电路分析（2）检查步骤4.1.2.5汽车万用表

汽车万用表也是一种数字式万用表，在汽车检测中用途广泛。它除了具有数字式万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。现在常见的汽车万用表有EDA系列汽车万用表、OTC系列汽车万用表、VC400型汽车万用表和KM300型汽车万用表等。下面以KM300型汽车万用表（如图4.15）为例介绍汽车万用表的使用方法。

1．测量直流电压

2．测量直流电流

3．测量电阻

4．测量温度

5．测量转速

6．测量触点闭合角4.2汽车专用示波器

显示和记录随时间变化的电量（如电压、电流等）的仪器称为示波器。

4.2.1示波器的结构、原理与分类

4.2.1.1汽车专用示波器的结构汽车专用示波器是由传感器、电控系统和显示器等组成的，图4.22所示的WFJ-1型汽车发动机综合测试仪就是一种多功能汽车专用示波器。图4.22WFJ-1型发动机综合测试仪显示器4.2.1.2汽车专用示波器的分类及工作原理

汽车专用示波器按工作原理可以分为磁电式和阴极射线式，前者由类似达松伐耳电流计的机构驱动画笔在匀速旋转的圆筒上作垂直运动画出波形曲线，而阴极射线式示波器则利用锐聚焦的电子束在荧光屏上显示出两个或更多变量之间的关系。按显示器的型式，示波器可分为示波管显示式和液晶显示式；按结构型式不同又分为台式和便携式。台式示波器采用交、直流两种电源，微机控制，其功能齐全，显示清楚。便携式示波器以干电池为电源，多用液晶显示器，兼有示波器与数字万用表的功能。4.2.1.3示波器的使用方法1．电压信号的拾取2．电压信号的输入及输入通道3．波形在显示屏幕上的触发4．屏幕显示波形的调整（1）波形高度和宽度的调整。（2）波形位置的调整。（3）波形清晰度的调整。（4）波形倾斜度的调整。4.2.1.4示波器记忆功能的选用

随机存储器（RAM）具有记忆功能，可对示波器检测全过程的信息进行存储，测试过程中利用“记录”键将存的波形调出来在屏幕上显示，显示的波形处于静止状态，观察起来很清楚，通过方向键可察看其全貌，必要时还可将图形打印出来。

4.2.1.5电压波形的检查

1．电压波形的基本量（1）电压值（2）脉冲宽度

2．电压波形的检查（1）示波器自身接地电路的检查（2）观察波形（3）检查间歇性故障4.2.2示波器在汽车诊断中的应用

4.2.2.1汽车电控系统常见的电压波形常见的汽车电控系统电压波形有以下几种：1．电源电压波形（1）直流电压（DC）波形。（2）交流电压（AC）波形（3）阶梯形电源波形。。（4）缓慢升（降）的电压波形。2．点火波形3．传感器波形4.2.2.2汽车电控系统中典型的电压波形分析1．发电机电压波形2．磁感应式点火信号发生器电压波形3．曲轴位置传感器电压波形4．氧传感器信号电压波形4.2.2.3示波器使用注意事项

三相异步电动机及其控制

5.1三相异步电动机的结构与工作原理5.1.1三相异步电动机的结构与铭牌

5.1.1.1三相异步电动机的结构中小型三相异步电动机的结构如图5.1所示，它由定子、转子两大部分组成，定子是固定不动的部分，转子是旋转的部分，在定子与转子之间有一定的气隙。图5.1三相异步电动机的构造5.1.1.2三相异步电动机的铭牌数据1．型号2．功率3．电压4．电流5．频率6．转速7．温升8．工作方式5.1.2三相异步电动机的工作原理

5.1.2.1旋转磁场的产生

三相异步电动机的工作原理，是以三相交流电通入定子绕组产生旋转磁场为基础的。现以两极异步电动机为例，说明定子三相绕组通入对称三相电流产生磁场的情况。当三相电流随时间不断变化时，合成磁场在空间也不断旋转，这样就产生了旋转磁场。当正弦电流的电角度变化2π时，两极旋转磁场在空间也正好旋转一周。图5.5三相电流的波形5.1.2.2旋转磁场的转速与转向1．三相绕组的旋转磁场转速与交流电流的频率及三相绕组的磁场数有关当旋转磁场具有p对磁极时，旋转磁场的转速公式为：

2．三相异步电动机转子的旋向与定子绕组的相序有关在实际工作中，当我们发现汽车修理设备的三相异步电动机的转子反向旋转，设备不能正常工作时，如果将三相电源线任意交换两相问题即可解决。其理论根据如下：如果三相绕组按顺时针方向排列，电流相序A→B→C，即iA超前于iB120°，iB超前于iC120°。当iA流入AX相绕组，iB流入BY，iC流入CZ相绕组时，旋转磁场也将按绕组电流的相序，即旋转磁场按AX→BY→CZ的方向顺时针旋转。5.1.2.3转子转动原理与转差率转子的转动2．转差率异步电动机转子与旋转磁场之间的相对运动速度的百分率称为转差率，用下式表示，