WTJC-091-004-汽车电工与电子基础.ppt

1、汽车电气与电子基础，新华教育(北京)研究院主编，教师介绍，名称：主干课程：排名：主要内容，第1章汽车电路基础，第2章万用表，第3章交流电路，第4章汽车电路常用电子元器件，第5章磁学，第6章电机，第7章安全功耗，第8章三极管，第9章数字电路基础，1.1电路基础知识1.1.1电路组成1.1.2电路中常见物理量1.1.3关系电路是为了实现和满足人们的某些需求，所谓电路就是电流的路径。有些电路简单，有些复杂，但任何具有某种功能的电路都必须有三个基本要素：电源、负载和连接线。如下图所示。图1-1实际电路图，1.1.1电路组成，1。电源是一种能将电能以外的能量转换成电能的装置。它为整个电路提供电能，作用于

2、电器，然后将其转换成其他形式的能量，如热能、磁能等。如图1-2所示。图1-2蓄电池的常见电源包括干电池、蓄电池和发电机。车上有两个电源，12V蓄电池和发电机，其中蓄电池为辅助电源，发电机为主电源，两者并联。除了电能，电源的常用能量包括化学能、电磁能等。其中，汽车电池和家用干电池通过化学能转化为电能，而汽车发电机通过电磁能转化为电能。根据电源形式的不同，可分为DC电源和交流电源。例如，我们的家用照明电路使用交流电源，而汽车电路使用DC电源。第二，开关是控制从电源到电器的电源电路的通断的装置。开关是最常见的电路控制设备。在汽车的各种电气系统中，开关有很多种，包括单刀单掷开关、单刀双掷开关和多刀多掷

3、开关。汽车中常见的各种开关有按键式、电击式、按钮式、刀式、组合式、按键式等。1.点火开关点火开关主要用于接通和断开点火电路，还可以控制起动机、发电机励磁、收音机、空调、雨刷、点烟器、仪表、信号灯、近期预热等电器设备。点火开关的操作端都是锁的形式。转向柱安装点火开关的常用档位如图1-3所示。点火开关的工作位置描述如下：点火开关的锁定位置是断电和转向机联锁机构的位置。将钥匙插入点火开关后，将点火开关从“锁定”位置转到“加速”位置，并轻轻向左和向右转动方向盘，以释放转向机互锁机构的锁定。将点火开关转到加速位置，打开收音机和点烟器电路。将点火开关转到接通位置，接通仪表和点火系统、加热器、刮水器和转向信

4、号电路。将点火开关转到起动位置，接通起动电路，发动机起动后自动回到接通位置。将点火开关转到锁定位置，钥匙可以拔出，转向机互锁机构跳出来，转向机被锁定以防止被盗。图1-3点火开关2。闸刀开关，也称为闸刀开关，通常用于操作不频繁的低压电路，用于接通和断开电源，或将电路与电源隔离，有时用于控制小容量电机的直接启动和停止。闸刀开关的额定电压通常为250伏和500伏，额定电流低于1500安。3.按钮开关主要用于远程操作继电器和接触器来打开或关闭控制电路，从而控制电机或其他电气设备的运行。4.单极单掷开关如图1-4所示，这是最简单的开关。它可以控制单个电路的开关。这个开关只有一个输出和一个输入。图1-4单

5、刀单掷开关5。单极多掷开关如图1-5所示，该开关有一个输入和两个输出图1-5单刀双掷调光开关前照灯系统示意图，6。多极多掷开关该开关有多个(两个或更多)输入和输出。它可以同时控制多个并联电路。常见的有双刀双掷、双刀三掷、多刀多掷等。点火开关是典型的多极多掷开关。点火开关可以控制不同的电源向不同的部件供电，如图1-6所示。图1-6多极多掷开关，7。水银开关水银开关如图1-7所示。一个密封的椭圆形容器里装满了一些水银，容器的一端有两个触点形成一个开关。水银开关通常是常开或常闭的。如果开关因振动或其他机械运动而翻转，它将使开关“打开”或“关闭”。水银开关可用于机舱照明电路，打开顶盖，当顶盖倾斜时打开

6、电路，照明灯点亮。合上顶盖断开电路，灯熄灭。图1-7水银开关，前一个水银开关处于打开位置，水银不与电触点接触。后一个水银开关倾斜，水银接触电触点，电路接通。注意：汞是一种有毒物质，所以要注意此类开关的检查和维护，必须按照正确的程序进行检查和维护。8.如图1-8所示，温控开关也称为“双金属片”开关，它是根据不同金属对热量的不同反应而设计的。如果温度控制开关被加热到规定值，双金属片将变形，从而连接电击和电路。汽车的水温警示灯开关是温控开关。当水银达到规定值时，开关将关闭，水温高的警示灯电路将打开，仪表板上报告的警示灯将打开，提醒驾驶员。有些温度控制开关是“常闭”型，其原理与“常开”型温度控制开关相

7、同。它们通常是闭合的，当开关的温度达到预定值时，开关将被加热并断开。如图1-8所示。图1-8温度控制开关9。接触开关这个开关有一个弹性触点。如图1-9所示，它是一个“常开”电接触开关。图1-9接触开关3。导线是汽车电路的基本组成部分，是指由若干条铺设在地面上的直线组成的虚线，作为测量路线图或地形图的控制线。如图1-10所示。图1-10中的导线通常由铜或铁制成，也由银线制成(具有良好的导电性和导热性)，用于转移电流或传导热量。导体是连接电源、电器和开关的铜或铝金属线。它的外部覆盖着绝缘层，内部电阻很小。常用导线根据材料不同分为铝线和铜线。铝导线通常用于照明电路，多股铜导线用于汽车。1.电线的颜色

8、汽车每条线的电线采用不同的颜色，不同的国家对汽车电线的颜色有不同的规定。家用汽车要求横截面积大于或等于4.0mm2的电线应使用单色，而其他电线应使用双色。国产汽车各电路主色导线的规定见表1-1。注：导线配色的基本原则是在同一电气系统中，双色线的主色与单色线的主色相同；应根据允许的颜色选择电路支线的辅助颜色。导体的横截面积导体的横截面积通常用导体的标称横截面积来测量。所谓的标称横截面积是根据规定的计算方法获得的横截面积，既不是线芯的几何面积，也不是每根铜线的几何面积之和。汽车导线的横截面积基本上是根据所连接的电气设备的电流来确定的，但是为了保证导线具有足够的机械强度，它必须3、电线颜色代码为了便

9、于阅读图纸，电线端子和电路图通常都标有电线颜色代码，世界上也有相关的规定，但是应该注意到不同国家的电线颜色代码是不同的。中国、英国、美国和日本使用英文字母，但有些国家使用母语字母作为电线颜色代码。常见国家的电线颜色代码如表2-3所示。第四，电器，也称为负载，利用它们不同的结构将电能转换成其他形式来做功。电器是消耗电能的设备，其能耗取决于内部电阻和功率等因素。汽车中常用的电器包括各种灯，如前灯、小灯、雾灯等。以及电机、电动门窗、电动座椅等。如下图1-11所示。5.阅读汽车电路图随着汽车电子技术的发展，汽车电路图变得越来越复杂和重要，如何快速准确地阅读汽车电路图是许多汽车维修人员头疼的问题。汽车电

10、路图有三种常见的表达方式：电路图、原理图和线束图。电路图是汽车电路图的传统表达方式，它用轮廓草图表示汽车电器在电路图上的实际位置，然后用线连接电路、开关、安全装置和这些电器。电路图的特点是：由于电气设备的外观和实际位置与原车一致，所以在寻找电路时很容易在线路中找到分支和触点，电路的方向与车辆上实际使用的线束方向基本相同。它的缺点是线条密集、纵横交错，这使得阅读图片、查找和分析故障非常不方便。阅读电路图的要点是对汽车所用电气设备的结构和原理有一定的了解，并对其电气设备规格有清楚的了解。通过阅读识别汽车上所有电气设备的名称和数量以及它们在汽车上的实际安装位置。通过阅读，我们可以认识到汽车各电气设备

11、端子的数量和名称，了解各端子的实际意义。1.1.2电路1中的常见物理量。电路中常见的物理量包括电势、电压、电动势、电流、电阻等。1.电势(V)电场中某一点的电势指的是电场力将单位正电荷从该点移动到电势参考点所做的功的量。常用单位是伏特。就像水位一样，距参考水位(海平面0M)的距离越高，水位越高，水从参考点到该点所做的功就越多。2.电压(u)每个人都知道水可以在管道中流动，因为高水位和低水位之间的差异会产生压力水。由于自来水的储水塔高于地面，或者由于水泵推动水产生的压力差，城市中使用的自来水可以在水门打开时从管道中流出。电也是如此，电流可以在导体中流动，因为电流中的高电位和低电位是有区别的。这种

12、差异称为电位差，也称为电压。换句话说。在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压用符号u表示.电压通常用伏特来表示。电场中两个相邻点之间的电位差称为电压，或者只要两个点之间有电位差，这两个点之间就有电压。它的单位与电位单位相同：伏特简称为伏特。高压可用千伏表示，低压可用毫伏表示。当正电荷移动时，电压的方向总是从高电位到低电位。电压可分为高电压和低电压。高电压和低电压之间的差异基于火线和地线之间的电压值。250伏以上的对地电压为高电压。如果对地电压低于250伏，则为低电压。通常的想法是只要它高于250伏，即使它是11，100，000伏，只要对地电压高于250伏，它就是高电压。当我们家用

13、220伏的电时，这是一种低电压。工业上常用的380伏电压实际上是低电压。因为它是三根火线和一根零线，火线对地的电压是220伏，所以它也是低电压。3.在电动势电路中，将其他形式的能量转换成电能所产生的电位差称为电动势。用字母e，单位是伏特。在电路中，使用字母V，电动势通常用符号表示。图1-12电动势示意图，(1)主电动势是描述电源特性的重要物理量。电源的电动势与非静电力的功密切相关。非静电力是指除了静电力之外，在电荷流动中能起作用的力，一般不指除静电力以外的所有力。非静电力有不同的来源。在化学电池(干电池和蓄电池)中，非静电力是与离子溶解和沉积相关的化学作用；在热电电源中，非静电力是与温差和电子

14、浓度差相关的扩散效应。在一般发电机中，非静电力来源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。改变磁场产生的旋转电场也是一种非静电力，但由于其磁力线是涡旋的，通常不作为电源使用，很难区分内外。在电源中，当非静电力将正电荷从负极板移动到正极板时，做功的物理过程是产生电源电动势的实质。非静电力所做的功反映了其他形式的能量转化为电能的程度。因此，在电源中，非静电力做功的过程就是能量相互转化的过程。电源的电动势是这样定义的，也就是说，非静电力将正电荷从负极移动到正极所做的功与电荷之比称为电源的电动势。(2)公式EWq(E是势能)E=-U (3)物理意义从上述公式可以看出，在电源中，单位正电荷通过非静电力从负极

15、转移到正极时所做的功。4.区分电动势和电位差(电压)是两个容易混淆的概念。如前所述，电动势是由非静电力通过电源将单位正电荷从负极移动到正极的功；电位差代表静电力将单位正电荷从电场中的一点移动到另一点所做的功。这是两个完全不同的概念。闭合电路的欧姆定律电源的端电压是指电源施加到外部电路两端的电压，它是静电力通过外部电路将单位正电荷从正极移动到负极所做的功。对于固定电源，电源的电动势是恒定的，而电源的端电压随着外部电路的负载而变化。其变化规律服从欧姆定律，其数学表达式为：U为UEIr公式中的端电压，Ir为电源内部电压，也称内部压降。对于一定的电源，电动势和内阻都是一定的。从上面的公式可以看出，端电

16、压与电路中的电流有关。当电流I增加时，内部压降Ir增加，端电压U降低。相反，当电流I减小时，端电压u增加。6.当电源放电且外部电路中没有反电动势时，可变电路的端电压UIR(R是外部电路的总电阻)。根据有源电路的欧姆定律，可以得到电流IE(Rr)，即电流I的大小随外部电阻Rr而变化.因此，端子电压u随外部电阻R而变化.当R增加时，I减少电源的电动势可以用电压表来测量。测量时，不要将电源连接到电路上。用电压表测量电源两端的电压，得到的电压值可以认为等于电源的电动势。如果电源连接到电路，由电压表测量的电源两端的电压将小于电源的电动势。这是因为电源有内部电阻。在闭合电路中，电流具有通过内部电阻器R的内部电压降和通过外部电阻器R的外部电压降.电源的电动势等于内部电压Ur和外部电压UR之和，即=Ur UR。严格地说，即使电源没有连接到电路，电源两端的电压也是用电压表测量的，电压表变成了一个外