汽车电工电子 课件 单元二 直流电路

单元二直流电路汽车电工电子单元二直流电路直流电路认识电路常用物理量简单电路复杂电路电容器电流电压电动势电阻的连接电阻定律电阻欧姆定律电路相关术语基尔霍夫定律电容器与电容电容器的充电与放电超级电容焦耳定律电位电气设备的额定值电功率与电能电路的三种状态单元二直流电路1.理解电路常用物理量。2.认识电阻器,掌握电阻定律3.掌握欧姆定律、焦耳定律。4.掌握电阻串联、并联和混联电路的特点。5.掌握复杂直流电路的基本术语。6.理解基尔霍夫定律。7.理解电容器的概念。8.理解电容器充放电的特性。9.了解超级电容器。1.会判断电路通路、断路、短路三种状态。2.学会使用万用表测量电流、电压和电位。3.学会检测电阻器、电容器。1.通过了解超级电容公交车的应用及比亚迪刀片电池技术，提高学生对我国高科技电气产品的认知度培养学生的爱国情怀。2.通过能力训练，提高学生操作的能力，培养学生乐学敬业的作风。知识目标能力目标育人目标任务一认识电路常用物理量单元二直流电路一、电流

电流是电荷定向移动形成的。1.电流的大小和方向

习惯上把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路一、电流1.电流的大小和方向

在外电路，电流由电源正极流向负极；在电源内部，电流则由电源负极流向正极。

电流形成的条件：（1）自由电荷（2）电压（3）闭合电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路一、电流1.电流的大小和方向

电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或i表示。

日常生活中，电可以分为直流电和交流电。

（a）直流电流（b）交流电流任务一认识电路常用物理量单元二直流电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路例题：1000mA=

A；1600

A=

mA；0.08A=

mA;0.036mA=

A；200A=

kA答案：1000mA=

1

A；1600

A=

1.6

mA；0.08A=

80

mA;0.036mA=

36

A；200A=

0.2

kA任务一认识电路常用物理量单元二直流电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路一、电流2.电流的参考方向电流参考方向在电路中一般用箭头或双下标Iab表示。如果实际方向与参考方向一致，电流为正值；如果实际方向与参考方向相反，电流为负值。

注意：若无参考方向，电流的正负值无意义。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路二、电压2.电压的参考方向（1）用双下标表示：Uab，表示电压的参考方向由a指向b；（2）用“+”、“-”极性表示：电压方向由正极性端指向负极性端。

两种电压参考方向的表示是一样的：Uab=U任务一认识电路常用物理量单元二直流电路例2-1-2

如图所示，若已知电阻的电压方向从a到b，大小是12V，则U1、U2和Uba分别等于多少？

解：实际电压从a到b,U1的方向与实际电压相同，U2的方向与实际电压相反，Uba的方向与实际电压相反，所以：

U1=Uab=12V；U2=-Uab=-12V；Uba=-Uab=-12V任务一认识电路常用物理量单元二直流电路三、电动势

衡量电源力对电荷做功能力的物理量称为电动势，用E表示，单位为伏特（V）。

电动势的方向是从电源负极指向正极，电源电压的方向是从电源正极指向负极。

因此当电源断路时，电源电动势与电源电压大小相等，方向相反，即E=Uab。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路三、电动势

知识拓展：电源力是由电源提供的，汽车上使用的蓄电池内部的电源力是由化学作用产生的，发电机中的电源力是由电磁作用产生的。汽车蓄电池按电解液分为铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池等，目前普通汽车上广泛采用铅酸蓄电池。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路四、电位

1.电位与参考点

参考点:用字母“o”表示，记做Vo，在电路中用符号“⊥”表示。电位：电路中该点与零电位点之间的电压称为该点的电位。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路四、电位

1.电位与参考点电位的符号：记为Va

零电位：Vo单位：伏特（V）方向：指向零电位Va>0，说明该点电位比参考点高；Va<0，说明该点电位比参考点低。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路四、电位

2.电位的计算

计算电位时，首先确认电路参考点的位置；然后确定电路中的各元件电压或电流的参考方向；再从被求点开始通过一定的路径绕行到参考点，则该点的电位等于此路径上所有电压降的代数和；电压、电流的参考方向与路径方向相同时取“+”，相反则取“-”。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路例2-1-3

如图所示，分别求各电路的电位Va、Vb、Vc。解：（a）Va=Uao=E=12V。

（b）Vb=-IR=-2×5=-10V。

（c）Vc=-U+IR=-10+1×5=-5V。

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路

任务一认识电路常用物理量单元二直流电路五、电功率与电能

2.电能

电能：指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量。W=Pt=UIt

式中：W—是电能，单位为焦耳(J)任务一认识电路常用物理量单元二直流电路五、电功率与电能

知识点：通常电能用千瓦·小时(kW·h)来表示大小，也叫做度(电)：1度(电)=1kW·h=3.6

106J

即功率为1kW的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度电。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路例2-1-5

某一教室中有10盏功率为40W的电灯，每天使用它们照明的时间为8小时，如果平均每月按20天计算，那么每月消耗的电能为多少度？解：该电灯平均每月工作时间t=8

20=160h，

则W=Pt=40

10

160=64000W·h=64kW·h=64度（电），即每月消耗的电能为64度。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路六、电气设备的额定值额定电压（UN）：电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流（IN）：电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。额定功率（PN）：在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路七、电路的三种状态1.通路：指电源与负载构成了闭合回路，电流从电源出发，经过负载后回到电源的状态。

通路根据负载大小可分为三种状态：

（1）满载状态

（2）轻载状态

（3）过载状态任务一认识电路常用物理量单元二直流电路七、电路的三种状态2.断路（开路）：电源与负载没有接成闭合通路，电路中没有电流的状态。

汽车电路中，电源与负载之间的连接导线松脱，导线与导体金属部分接触不良，灯丝熔断等都会造成断路故障。任务一认识电路常用物理量单元二直流电路七、电路的三种状态

3.短路：电流从电源出发，不经负载而经导体直接回到电源的状态。短路故障会导致电路不能正常工作或者反应异常甚至烧毁。（a）短路故障

（b）接地短路任务二简单电路单元二直流电路一、电阻

表示电阻作用大小的一个物理量，用字母R表示。

电阻的单位为欧姆(

)。1k

=103

；1M

=106

电阻器是对电流呈现阻碍作用的元件，简称电阻（R）

常见的电阻器任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路三、欧姆定律1.部分电路欧姆定律I=UR或U=RI

伏安特性曲线任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路电压源电流源电压源模型

恒压源模型电流源模型

恒流源模型任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

四、焦耳定律

当电流通过导体（或用电器）时，由于电阻的存在，会产生热量，称为电流的热效应。

焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q与电流I的平方，导体的电阻R以及通过的时间t成正比。其表达式为：Q=I2Rt

式中：Q—电能，单位为焦耳（J）。

任务二简单电路单元二直流电路例2-2-4

某导体的电阻值为2欧姆，当1A电流流过该导体时，5分钟所产生热量为多少？

解：Q=I2Rt=12×2×5×60=600J

因此该导体5分钟所产生的热量为600J。任务二简单电路单元二直流电路

五、电阻的连接（一）电阻的串联

几个电阻首尾相接，引出两接线端，中间无分支，称这几个电阻串联。

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

五、电阻的连接（一）电阻的串联

汽车鼓风机电路任务二简单电路单元二直流电路

五、电阻的连接（二）电阻的并联

几个电阻的首、尾分别连接在相同两点之间所构成的电路称为并联电路。

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

任务二简单电路单元二直流电路

五、电阻的连接（三）电阻的混联例2-2-5如图所示，电路中电源电动势E=12V，电阻R1=10Ω，R2=R3=20Ω，求电路的等效电阻R总，电路总电流I以及各电阻上的电流及电压的值。

任务三复杂电路单元二直流电路一、电路的相关术语1.支路：电路中不含分支的电路。2.节点：电路中三条或三条以上支路聚合到一起的交点。3.回路：电路中由支路组成的闭合路径称为回路。4.网孔：回路中不含支路的回路，称为网孔。

任务三复杂电路单元二直流电路二、基尔霍夫定律（一）基尔霍夫电流定律

对于电路的任一节点，在任一时刻，流入该节点电流的总和等于流出该节点的电流总和。节点电流方程为：∑I入=∑I出

也可以写成：∑I=0

任务三复杂电路单元二直流电路

例2-3-1

如图所示，列出节点A的KCL方程式。解：流入节点A的电流有I2

和I5，流出节点A的电流有I1、I3和I4，则节点A的KCL方程式为：I2+I5=I1+I3+I4任务三复杂电路单元二直流电路二、基尔霍夫定律（一）基尔霍夫电流定律

注意：

KCL不仅适用于节点，也适用于任何假想的封闭面，即流入任一封闭面的电流总和与流出该曲面的电流总和相等。

任务三复杂电路单元二直流电路

例2-3-2

如图所示，已知I1=5A,I2=-2A,求I3为多大？解：I1和I2均流入封闭面，I3流出封闭面，则KCL方程式为：

I1+I2=I3I3=5+（-2）=3A任务三复杂电路单元二直流电路二、基尔霍夫定律（二）基尔霍夫电压定律

基尔霍夫电压定律（KVL）：电路中任一回路，在任一时刻，组成该回路的各支路的电压代数和为零。回路电压方程式：

∑U=0

任务三复杂电路单元二直流电路二、基尔霍夫定律（二）基尔霍夫电压定律

如图所示，回路ABCDA的回路电压方程式为：-US1+U1+U2-U3+US2-U4=0

对于电阻电路来说，任一时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即

IR

E

任务三复杂电路单元二直流电路二、基尔霍夫定律（二）基尔霍夫电压定律利用

IR

E列方程式的步骤：（1）标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(顺时针或逆时针)。（2）电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“-”号。电源电动势为

E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“

”号。（3）列出

IR

E方程式。

任务三复杂电路单元二直流电路

例2-3-3

如图所示，分别列出回路ABCDA、AEFDA以及EBCFE的KVL方程式。解：假设回路绕行方向均为顺时针，电流的参考方向和电动势的标定方向如图所示则回路ABCDA：I1R1+I3R3=E1回路AEFDA：I1R1-I2R2=E1-E2回路EBCFE：I2R2+I3R3=E2任务四电容器单元二直流电路一、电容器与电容1.电容器：两个彼此靠近又相互绝缘的导体。

电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。

任务四电容器单元二直流电路

任务四电容器单元二直流电路

任务四电容器单元二直流电路二、电容器的充电和放电1.电容器的充电

将开关S拨到