项目2-3 电路元件2课件讲解

1.5电路元件学习目标：掌握电阻、电感和电容元件的伏安特性、性能及其在汽车电路中的应用，掌握电源的两种电路模型及其等效变换方法。1.5.1无源元件1.5电路元件2.电感

电感元件是从实际电感线圈抽象出来的理想电路元件。当电感线圈通以电流时，将产生磁通，在其内部及周围建立磁场，储存磁场能量。电感上磁链与电流成正比，即在汽车中，发电机利用磁场产生电场发电使电气系统工作，起动机利用电场变化产生磁力变化运转，磁和电密切相关。

在SI中，电感的单位为亨(H)，工程上常采用毫亨(mH)或微亨(μH)。1.5.1无源元件1.5电路元件2.电感

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当线圈通入交流电时，周围就会产生变化的磁场。通入线圈的功率越大，激励出来的磁场强度越高，反之则小。1.5.1无源元件1.5电路元件2.电感(1)伏安特性

电感元件两端的电压与电流相对于时间的变化率成正比。即电流变化越快，电压元件产生的自感电动势越大，与其平衡的电压也越大。1.5电路元件2.电感(1)伏安特性电压电流关系:

频率相同，相位电压超前电流90°，数值满足。电感在直流电路中可视为短路。即电感有“通直阻交”的作用。1.5电路元件(2)元件性能

电感元件在某时刻储存的磁场能量，只与该时刻流过的电流的平方成正比，与电压无关。电感元件不消耗能量，是储能元件。

两电感串联时，其等效电感为：两电感并联时，其等效电感为：实际的电感元件要消耗一些电能。因为电感线圈并不是一个完全理想的电感元件，线圈本身有电阻，电流通过时消耗一定的能量。如果断开电压后没有形成闭合电路，感应电压就会明显增大并在打开的开关处产生火花(电弧)。1.5电路元件(2)元件性能电路符号：(3)电感元件作用

核心作用是阻止电流的变化。电流由小到大过程中，电感器都存在一种“滞后”作用，它能在一定时间内抵御这种变化。另外，正因为电感器具有储能作用，因此它才能在变化来临时试图维持原状，但需要说明的是，当能量耗尽后，则只能随波逐流。

由于有“通直阻交”特性，所以电路中多被用在储能、滤波、延迟和振荡等方面，是保障电路稳定、安全运行的重要元件。1.5电路元件2.电感(4)电感的标注方法

①直标法：将电感的主要参数用文字直接标注在电感元件的外壳上。

②色标法：在电感元件的外壳涂上各种不同颜色的环，各色环颜色的含义与色环电阻标志相同。1.5电路元件2.电感(5)电感的检测

外观结构检测：

外形是否完好无损；磁性材料有无缺损、裂缝；金属屏蔽罩是否有腐蚀氧化现象；线圈绕组是否清洁干燥；导线绝缘漆有无刻痕划伤；接线有无断裂；铁心有无氧化等。

用万用表测量电感器的直流电阻值及电感量：

若测量出的阻值超于无穷大，说明内部线圈已开路，电感器已损坏；若测量出一定的阻值且在正常范围内，说明此电感器正常；若测量出的阻值偏小或阻值为零，说明导线的匝与匝之间局部短路或完全短路。1.5电路元件2.电感(6)电感元件在汽车电路中的应用在车辆电气系统上线圈有多种用途，例如用作点火线圈、用于继电器和电机内。在车辆电子系统中，线圈用于感应式传感器内，例如曲轴和凸轮轴传感器。但线圈也可以用于输送能量(变压器)或进行过滤(例如分频器)。在继电器内利用线圈的磁力切换开关。1.5电路元件

笛簧开关电流传感器：其主要作用是用于检测汽车尾灯、牌照灯及驻车灯等灯丝是否断开。2.电感(6)电感元件在汽车电路中的应用1.5电路元件(6)电感元件在汽车电路中的应用

在电流线圈的周围绕有电压线圈，在线圈的中央设置笛簧开关。电压线圈的功能是防止电压变化时引起传感器的误动作。如图所示，当开关闭合时，若灯都正常时，电流线圈中有规定的电流通过，电流线圈所形成的电磁力使笛簧开关闭合；若有一个灯丝断开时，电流线圈中的电流减少，电磁力减弱，笛簧开关打开，报警处于异常状态。

点火线圈：利用互感原理，在一次绕组磁场迅速变化时将导致二次绕组产生高压。汽车传统点火电路更多应用在第3章“磁路与电机”中介绍。1.5电路元件(6)电感元件在汽车电路中的应用1.5.1无源元件1.5电路元件3.电容

电容元件是从实际电容器抽象出来的理想电路元件。实际电容器通常由两块金属板中间充满介质构成，电容器加上电压后，两块极板上将出现等量异号电荷，并在两极板间形成电场，储存电场能。1.5.1无源元件1.5电路元件3.电容电容元件也是组成电子电路的基本元件。当忽略电容器的漏电阻和电感时，可将其抽象为只具有储存电场能量性质的电容元件。

电容的单位为法拉(F)。工程上常采用微法(μF)和皮法(pF)作单位，其换算关系为1.5电路元件3.电容电容器类型：无极性电容器的两个接头相同，可以相互调换。有极性电容器(电解电容器)有一个正极和一个负极。在使用时这两个接头不能互换。+_电容器1.5电路元件3.电容1.5.1无源元件1.5电路元件3.电容(1)伏安特性

电容元件上通过的电流与元件两端的电压相对时间的变化率成正比。电压变化越快，电流越大。电压电流关系:

频率相同，相位电流超前电压90°，数值满足。电感在直流电路中可视为开路。即电感有“通交隔直”的作用。1.5.1无源元件1.5电路元件3.电容(1)伏安特性1.5电路元件(2)元件性能

电容某时刻储存的电场能量，只与该时刻所承受电压平方成正比，与电流无关。电容不消耗能量，是储能元件。

实际的电容元件要消耗一些电能。这是因为极板间绝缘介质的电阻不可能是无穷大，微小的漏电流通过介质时会消耗电能。两电容串联时，其等效电容为：两电容并联时，其等效电容为：1.5电路元件3.电容(2)元件性能

选用电容器的主要依据是电路的工作环境、电容量和耐压。对固定电容器而言，电容器一般都标有误差，其中电解电容器误差较大。对可变电容器而言，人们通常只注意电容器的变化范围。一般电容量和耐压都标在电容器的外壳上。选用电容器时，除容量满足电路要求外，实际所加电压也不能超过耐压值，否则电容器会被击穿。1.5电路元件(3)电容的标识方法

①数字标注法：用三位整数表示电容量大小，第一、二位为电容量的有效数字，第三位为有效数字后面加零的个数，单位为皮法。如223表示22*103pF=22000pF的电容量。但当第三位为9时，并不表示有效数字后面加9个0，而表示有效数字乘10-1，如239表示33*10-1pF=3.3pF。

②文字表示法：将电容量的整数部分写在电容量单位标注符号的前面，小数部分写在电容量单位标注符号的后面。

③色标法：与电阻的色标法大致相同。3.电容1.5电路元件(4)电容的检测

电容器的常见故障有断路、短路、失效等。

检测工具：万用表欧姆挡来判断短路、断路及漏电等故障。挡位选择：0.1微法以下用*1k或*10k挡，1微法以上的用*100或*10挡；

测量物理量：两引线间电阻；

检测方法：若表笔接触瞬间，指针摆动一下后立即回到∞，且表笔对调测量出现同一现象，则说明电容器是好的。容量越大表针摆动越大，1000皮法电容几乎看不到针摆。3.电容1.5电路元件(4)电容的检测

检测方法：

若表笔接触瞬间，指针摆动一下后立即回到∞，且表笔对调测量出现同一现象，则说明电容器是好的。容量越大表针摆动越大，1000皮法电容几乎看不到针摆；若表针根本不动（小容量电容器除外），则说明电容器已经断路；若表针一下停在0位，说明电容器短路；若表针摆动后，虽然向∞回摆，但始终不能达到∞（大容量电解电容不能完全回到∞），说明电容漏电，阻值越小，漏电越严重。断路、短路及漏电的电容器均不能使用。

3.电容1.5电路元件3.电容(5)电容元件在汽车电路中的应用

利用电容器充电、放电和隔直流、通交流的特性，在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。1.5电路元件①倒车灯和倒车蜂鸣器倒车时，装在变速器上的倒车信号开关触点接通倒车信号电路，倒车信号灯亮。与此同时，倒车蜂鸣器利用电容的充电和放电，使线圈L1和L2的磁场时而同向，时而反向，使触点时开时闭，从而控制电磁振动式蜂鸣器间歇式发声，以警告行人和其他汽车的驾驶员。1.5电路元件②传统触点式汽车点火系统的工作回路

在传统点火系统中，与分电器触点并联的电容器具有重要作用。触点打开、磁场消失时，在点火线圈一次绕组中产生200～300V的自感电动势，若无电容器，该自感电动势就会在触点间形成火花使触点烧坏，同时该电动势的方向与原来一次电流的方向相同，使一次电路内的电流不能迅速中断，磁场消失也相应减慢，因而二次感应电动势大大降低。当触点打开时，一次绕组所产1.5电路元件②传统触点式汽车点火系统的工作回路生的自感电动势向电容器充电，触点间不再形成强烈的火花，延长了触点的使用寿命；同时触点打开后，一次绕组和电容器形成一个振荡回路，充了电的电容器通过一次绕组进行振荡放电。当电容器第一次放电时，电流以相反的方向通过一次绕组，加速了磁场的消失，使二次感应电动势显著提高。可见有了电容器后减小了触点火花，延长触点寿命并增强了点火线圈二次电压。1.5电路元件③电容式门锁控制电路

该系统的电容器平时经常充足电，在工作时将开锁继电器和闭锁继电器线圈串进电容器的放电回路中，使其触点短时间闭合。1.5电路元件

当(正向或反向)转动车门钥匙时，相应的电路开关(闭锁或开锁)接通，电容器放电电流通过继电器(5或6)接地，线圈产生电磁吸力，触点闭合，接通执行机构电磁线圈(9或10)的电路，完成闭锁或开锁的动作。当电容器放电完毕后，继电器触点打开，门锁系统停止工作。此时，另一只电容器则被充电，为下一次的操作做好准备。1.5电路元件

④前照灯延时控制电路

当发动机熄火后，机油压力开关4的触点闭合，驾驶员在离开驾驶室以前，按下仪表板上的前照灯延时按钮1，电源就对C充电。在C充电时，T基极电位逐渐升高，使T导通，延时控制继电器线圈通电触点闭合，接通了前照灯电路。松开前照灯延时开关后，C通过R和T放电，前照灯仍能保持通电照明，一直到C电压下降到T无法导通为止。T截止后，继电器断电触点张开，前照灯熄灭。延时时间取决于C和R的值。1.5电路元件

电容C和继电器J并联，开关打开后仍有电流流过继电器，从而通过照明灯，通过继电器的励磁线圈使电容器放电后，继电器就会关闭照明灯电路，照明灯电流在开关断开后延迟一小段时间才中断。

④前照灯延时控制电路1.5电