《汽车电工电子技术》(第2版)-电子课件-第一章-汽车电工电子技术1.1

汽车电工电子技术

主讲教师刘皓宇

办公室：Tel.Email:讨论几个问题1.请同学们谈谈对“电”的认识。2.一般情况下“电”处于什么状态?存在于什么地方？3.“电”有什么用途？请举出几个具体例子。解决几个问题1.什么是电工？电工指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。电磁是自然界物质普遍存在的一种基本物理属性。电能作为一种二次能源，它便于与各种一次能源进行转换，从多种途径获得来源（如水力发电、火力发电、核能发电、太阳能发电、风力发电等）；同时又便于转换为其他能量形式以满足社会生产和生活的种种需要（如电动力、电热、电化学能、电光源等）。与其他能源相比，电能在生产、传送、使用中更易于调控。这一系列优点，使电能成为最理想的二次能源，格外受到人们关注。2.什么是电子？电子是原子中围绕原子核旋转的带有负电荷的粒子。利用它的特性，人们制作了很多控制电信号的元件，及其由这些元件组成的电子电路。3.电工与电子的联系与区别。电工与电子都是在电的基础上。电工高电压、大电流；电子低电压小电流。第一章电路及其分析方法电路模型电压和电流的参考方向电源有载工作、开路与短路基尔霍夫定律电阻的串联与并联支路电流法叠加定理电压源与电流源及其等效变换试验一常用电子仪器的使用问题：如何描述电路？比如：教室照明的日光灯电路，如何描绘？请同学们试试。概念：电路把一些电器设备或元件，按其所要完成的功能，用一定方式连接而成的电流通路。完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。组成：电源、负载和中间环节。220V开关S镇流器L启辉器Q日光灯管R日光灯实际电路

电容器C作用：实现能量的传输与转换；实现信号的传递与转换。问题：实际电路如何表示？问题：如何让别人明白实际电路？问题：怎样与他人交流电路的知识？具备一个交流基础——共识。也可以说是约定。实际电路的分析方法用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为电路模型，用电路理论进行分析、计算。设想1：用参数、符号表示电路元件

实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或器件所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。电路分析i例如：一个白炽灯在有电流通过时R

R

L

消耗电能（电阻性）

产生磁场储存磁场能量（电感性）

忽略L

为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。理想电路元件电源负载连接导线实际电路电路模型

将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接，称为实际电路的电路模型。设想2：实际电路抽象为电路模型开关SR–

+R0US220V开关S镇流器L启辉器Q日光灯管R实际电路电容器CR

LsCus

+-电路模型概念：电流什么是电流？电流是电荷的定向运动。规范定义：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。如何描述电流？电流大小（单位时间内通过某一截面的电荷量）电流的单位：A（安培）、kA（千安）、mA(毫安）、μA（微安）想想我们怎么描述水流？水流的方向？在我们看不见水流的时候，我们怎么去描述水流的方向？比如暖气管子里边的水流方向。我们可以假设。如果实际方向与假设方向一致。+如果实际方向与假设方向相反。—电路分析中的假设正方向（参考方向）问题的提出：在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向，电路如何求解？电流方向A

B？电流方向B

A？E1ABRE2IR(1)在解题前先设定一个正方向，作为参考方向；解决方法(3)根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。(2)根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式；例已知：E=2V,R=1Ω问：当U分别为3V和1V时，IR=?E

IRRURabU解：(1)假定电路中物理量的正方向如图所示；(2)列电路方程：(3)数值计算（实际方向与假设方向一致）（实际方向与假设方向相反）E

IRRURabU(4)为了避免列方程时出错，习惯上把

I

与U

的方向按相同方向假设。(1)方程式U/I=R

仅适用于假设U、I正方向一致的情况。(2)“实际方向”是物理中规定的，而“假设正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。(3)在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.提示2.电流的参考方向电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(客观存在）电流的参考方向：任意假定实际方向（2A）参考方向（参考方向与实际方向相同）实际方向（2A）参考方向（参考方向与实际方向相反）电位（物理中的电势）电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。（电路中电位参考点：接地点，Vo=0）单位：V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）方向：无1伏特（V）：1C（库仑）的电荷在两点间移动做1J（焦耳）的功时，两点间的电压为1V。

在汽车上，电路的参考零电位是汽车底盘、发动机机体、车身等金属部分，它们作为公用导线，作为电源的负极，俗称为“搭铁”。这是汽车电路的零电位。两点间的电位差，就是电压。单位：同电位方向：实际方向（高电位低电位）参考方向（任选）外力（电源力）把单位正电荷从“-”

极板经电源内部移到“+”极板所做的功。

单位：同电位

方向：实际方向（低电位高电位）参考方向（任选）物理量的实际正方向物理量正方向的表示方法电池灯泡IRUabE+_abu_+正负号abUab（高电位在前，低电位在后）

双下标箭头uab电压+-IR电流：从高电位指向低电位。课堂练习1、图1中，Uab=-5V，试问a、b两点哪点电位高？2、图2中，U1=-6V、U2=4V，试问Uab=？

3、Uab是否表示，a的电位高于b的电位？电动势与电压的关系电动势正方向表示电位升电压正方向表示电位降例如：ABeuABeu在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、的大小，还要确定这些量在电路中的实际方向。在复杂电路分析中，必须列写电路方程，如果不知道电压、电流的方向就写不出电路方程。但是，在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因此电路内各处电压、电流的实际方向也就不能事先确定。为了解决以上的问题，在分析电路之前，首先假定一个电压或电流方向（参考方向）。

根据参考方向列写电路方程，当计算结果为正时，实际方向与参考方向一致；当计算结果为负时，实际方向与参考方向相反。注意：1.i、u、e的参考方向可任意假定。但一经选定，分析过程中不应改变。2.电路中标出的方向一律指参考方向。3.同一元件的

u、i

同方向，称为关联参考方向。IRU+–IRU+–或IRU+–IRU+–或关联参考方向非关联参考方向欧姆定律基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律

2.基尔霍夫电压定律电路的基本定律RUI注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向！RUIRUI欧姆定律练习教材P2页，图1.1。广义欧姆定律

(支路中含有电动势时的欧姆定律)当Uab>E

时，I>0表明方向与图中假设方向一致当Uab<E时，I<0表明方向与图中假设方向相反E+_baIUabR专用名词1.支路：电路中流过同一电流的几个元件互相连接起来的分支称为一条支路。Us2+－R2Us3+－R3Us1+－R5R1R42.节点：三条或三条以上支路的连接点叫做节点。3.回路：由支路组成的闭合路径称为回路。4.网孔：将电路画在平面图上，内部不含支路的回路称为网孔。本图中有?条支路本图中有5条支路(b=5)例:本图中有?个节点本图中有3个节点(n=3)本图中有?个回路本图中有6个回路本图中有?个网孔本图中有3个网孔①②③基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律（KCL)在任一时刻，流出任一节点的支路电流之和等于流入该节点的支路电流之和。若规定流入节点的电流为正，流出的电流为负，则:(Kirchhoff’sCurrentLaw

)在任一时刻，流出一封闭面的电流之和等于流入该封闭面的电流之和。KCL推广应用把以上三式相加得：封闭面Us1+-R1Us2+-R2isUs3+-R3R4ii=电路1电路2i=0思考：0?①②③例：对节点①列方程i1+i3-i4=0对节点②列方程i2+i4+is=0对节点③列方程-i1-i2-i3-is=0④对封闭面④列方程i1+i2+i3+is=0Us1+-R1Us2+-R2isUs3+-R3R4i1i2i3i4基尔霍夫电压定律（KVL)选定回路的绕行方向，电压参考方向与回路绕行方向一致时为正，相反时为负。(Kirchhoff’sVoltageLaw

)在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。-U3–

U4+U1-U2=0U1U2U3U4U1-U3-U2+

U4=0Us1Us2+-R2+-R1U2IU1U4U3可将该电路假想为一个回路列KVL方程：u=us+u1

电路中任意两点间的电压等于这两点间沿任意路径各段电压的代数和。KVL推广应用+-u+-us+-ROu1根据

U=0UAB=UA

UB

UA

UB

UAB=0ABCUA+_UAB+_UB+_

①例：对回路①列方程对回路

列方程UCCRCRE+–ICUCEIEIB对封闭面列方程U