汽车电工电子技术课件 任务2电路的物理量

1.2电路的物理量演讲人2022-09-30

1.2.1电流1.电流的方向电流又叫电流强度，是电荷的定向移动形成的，规定正电荷移动的方向为电流的正方向，在电路图中通常用箭头代表电流的方向，有时也用双下标变量表示。电流的方向是客观存在的，且在某段电路中任一时刻方向具有唯一性。对于简单的电路，电流的方向可以根据电源和负载之间的连接情况直接判断出来，但对于复杂的电路，电流的实际方向往往难以判断出来。为了分析电路的方便，常采用电流的“参考方向”这一概念。在分析电路之前，先任意假定电流的参考方向，并以此去分析计算，若求得的电流结果是正值，说明此时电流的实际方向跟选取的电流参考方向一致；若求得的电流结果是负值，说明此时电流的实际方向与选取的电流参考方向相反。

1.2.1电流2.电流的大小电流的大小在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。若电流的方向不随时间而改变，将其称为直流电流，简称为DC，此时电流的大小用大写的符号I表示，若电流的大小和方向都不随时间而改变，称为恒定直流电，我们平常所说的直流电通常是指恒定直流电。若电流的方向随时间在变化，将其称为交流电流，简称为AC，此时电流的大小用小写的符号i表示，我们平常所说的交流电通常是指正弦交流电。如图1.4所示，给手机充电的电源是交流电，而手机电池得到的是直流电。电流的国际单位为安培（A），常用的单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（mA）等，换算关系为图1.4直流电和交流电

1.2.2电压1.电压的方向电压是电路中产生电流的根本原因。电压的实际方向规定为高电位指向低电位，在电路图中通常用箭头或“+、—”号代表电压的方向，有时也用双下标变量表示，如图1.5所示。电压的方向是客观存在的，且在某段电路中任一时刻方向具有唯一性。同电流一样，为了分析电路的方便，若不能确定某元件上电压的方向，则可以先任意假定一个参考方向，通过电压结果的正负值来确定电压的实际方向。图1.5电压的方向

1.2.2电压

在电路中某一元件上往往既流过了电流，两端又存在电压，若同一元件上的电压和电流的参考方向一致，称之为关联参考方向，此时计算时公式前应取正号，反之称为非关联参考方向，计算时公式前应加负号。2.电压的大小电压的大小等于电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。若是直流电压则用大写的U表示，交流电压用小写的u表示。电压的国际单位为伏特（V），常用的单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）等，换算关系为

1.2.3电动势电动势是代表电源本领的一种物理量，用符号E表示，定义为：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功。方向规定为电源的负极经电源内部指向正极，它的单位也是伏特（V）。电动势是描述电源性质的重要物理量，反映了能把多少其它形式的能转变为电能，它的大小只与电池的材料有关，而与电池的尺寸无关，如铅酸单体电池的电动势约为2.1V左右。

1.2.4电位1.电位的概念

将单位正电荷从电场中某点A移动到参考点O时，电场力所做的功称为A点的电位。它的符号为，单位为伏特（V）。计算电位时首先应选取电位的参考点，参考点的电位一定为零，参考点的选择是任意的，一般在电力系统中通常选大地作为电位的参考点；在电子线路中，可选择机壳或一条特定的公共线作为电位的参考点。在现代的汽车电路中，通常将蓄电池的负极直接接到车身和车架上，其它用电设备的负极只要接到车身的任意金属部位就可以构成回路，所有的搭铁点都可以看成是零电位点。

1.2.4电位2.电位的计算

电路中某点的电位就等于该点到参考点之间的电压，即

。计算电位时从被求点开始通过一定的路径绕到电位参考点，则该点的电位等于此路径上所有元件电压的代数和。在绕行过程中，若经过电阻元件，当电阻上的电流方向与绕行方向一致的话，则该电阻上的电压取“+”号，大小为IR；反之选取“-”号，大小为-IR。若经过恒压源，则先经过其正极，该项电压值取“+”号，大小为US或E；反之选取“-”号，电压为-US或-E。

2.4电位3.电位与电压的关系

电位可以为正值或负值，电路中的电位具有相对性，只有先明确了电路的参考点，电路中各点的电位才有意义，电路中同一点的电位值若选择的参考点不同，则电位的值会不同。而任意两点间的电压却与参考点的选取无关。

电路中任意两点之间的电压等于这两点的电位之差。即

。利用电位的概念可以简化电路图，汽车电路和电子电路经常采用这种画法。

1.2.4电位例如在图1.6中，当电源

时，若选取D点为电位的参考点，则可以将左侧的电路简化为右侧的画法。图1.6利用电位简化电路图

1.2.5电能电能的转换是在电流作功的过程中进行的，因此电能又称为电功。在一定的时间内，电源提供了电能，负载吸收了电能并将其转换成其他形式的能量。例如纯电动汽车在正常行驶时，由动力电池提供电能，而驱动电机将其转换成机械能来带动车辆行驶。电能用符号W表示，其国际单位为焦耳(J)，在日常生活中，常用“度”作为电能（电功）的单位。

1度=1KWh=3.6×106J

电能的计算公式为W=UIt

1.2.6电功率电功率是单位时间内电流所做的功，用符号P表示，国际单位是瓦特（W），常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)等，它们之间的换算关系为1mW=10-3W

1kW=103W

功率的计算公式为P=W／t=UI，若计算出来某元件的功率P﹥0，则该元件吸收功率，相当于负载；若计算出来某元件的功率P﹤0，则该元件发出功率，相当于电源。在电器设备上通常会用铭牌标出其额定值。额定值是制造厂家为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的容许值。电气设备的额定值包括额定电压、额定电流、额定功率，分别用

、

、

表示。必须注意的是，