《汽车电工电子技术》课程教学大纲.doc

汽车电工电子技术课 程 教 学 大 纲（试 行）汽车电工电子技术课程教学大纲【课程编号】【课程名称】汽车电工电子技术（Auto electrical and electronic technology）【课程性质】专业基础课【学时】108学时 【实验学时】72学时【考核方式】理论考 【开课单位】 【授课对象】汽车检测与维修技术专业学生一、课程的性质、目的和任务汽车电工电子技术是中职汽车类专业必修的一门重要的专业基础课程，该课程总学时为108学时，其中讲授36学时，实训72学时。当今的汽车技术性能正在朝着更加安全、环保和节能的方向发展，电工电子技术在汽车上的应用越来越广泛，电工电子装备在车辆中所占的比重也越来越大，这就要求现代汽车的使用、维护与检测人员应当向着机电复合型人才的方向发展。通过对汽车电工电子技术课程的学习，使学生掌握基本的汽车电工电子技术理论和技能，其中包括直流电路、正弦交流电路的理论知识和运算基础，掌握磁路和电磁理论的知识，熟悉并掌握汽车常用仪器仪表的使用，能掌握基本半导体元件的特点，了解三极管放大电路、开关电路的特点及在汽车上的应用，了解逻辑代数和运算，掌握数字电路的基础知识等。通过课程教学，要让学生树立理论联系实际的观点，培养学生的电路分析和计算能力、实践能力，为后续专业课的学习打下必要的理论与实践基础。该课程教学质量与效果对后续专业课程的学习及培养学生良好的学风有着至关重要的作用和影响。2、 教学内容、基本要求和学、课时分配 第一章：基本电路元件及直流电路（8学时）基本要求： 掌握电路元件的检测及基尔霍夫定律的内容和使用方法，达到能用基尔霍夫定律进行复杂电路（两个节点、2个网孔、3条支路）的计算。了解直流电路的组成，认识电路的几种工作状态及特点，熟悉电路基本元件的特点；了解惠斯通电桥电路的平衡条件及测量电阻和温度的方法及几种特殊电阻的特点及其在汽车上的应用。教学内容和课时分配： 1、 电路的概念2、 电流与电压3、 电阻4、 电阻的串联5、 电阻的并联6、 电容器及电容量7、 电容的联接8、 欧姆定律9、 电功与电功率10、 实验内容（16学时）实验1. 基尔霍夫定律的验证（4学时）实验目的和要求：1) 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。2) 进一步学会使用电压表、电流表。原理：基尔霍夫定律是电路的基本定律。 A. 基尔霍夫电流定律：对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即 I=0 2)B. 基尔霍夫电压定律：在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即 U=0操作：1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向， 2、按原理的要求， 分别将两路直流稳压电源接入电路。 3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，”两端。 4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值。 5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值。实验2. 汽车用数字万用表的使用、兆欧表的使用（6学时）实验目的和要求：1) 认识实验室的电源设备、学习实验室的规章制度,培养安全用电的习惯2) 学习使用汽车用数字万用表测量电阻的方法。注意事项与实验内容 1. 注意事项： 万用表使用前必须把测量范围选择开关旋到与被测电量相应的测量范围及某一档量程上。测量电压时更要小心，一定不能打在电流及电阻挡，否则容易损坏仪表。测量电阻时要注意调零，将两根表笔短接，调节调零旋扭使指针指向零点，每次改变档位都要重新调零。 使用各种仪表都要注意量程的选择，量程选大了将增加测量误差，选小了则有可能损坏仪表。通常测量的量使指针偏转在满量程的2/3处为佳。2. 实验内容 1、熟悉万用表的面板构造。 2、使用万用表测量电阻 按给定的三个电阻分别根据色环读出电阻的理论值并记录下来。在用再用万用表测量电阻的阻值并与理论值比较计算误差。实验3. 汽车照明电路的装接与测量（6学时）实验目的和要求：1) 了解汽车前照灯电路的工作原理2) 进一步提高电气线路的读识能力3) 进一步提高实际电路的装接能力4) 进一步提高电路的测量能力注意事项与实验内容 3. 操作步骤： （1） 分析和掌握汽车前照灯电路的工作原理（2） 按图纸完成电路的装接并调试电路（3） 调试成功后按表1、2中，要求进测量重 点：基尔霍夫定律；支路电流法及结点电位法难 点：支路电流法及结点电位法第二章：电磁现象（4学时）基本要求： 了解磁场及磁路的知识、几种特殊变压器的特点及使用。掌握变压器的变压、变流原理、阻抗变换原理及其应用、直流电磁铁及继电器的特点及在汽车上应用。教学内容和课时分配： 1、 磁、磁场及基本物理量2、 电流的磁场、电磁力及应用3、 电磁感应4、 自感与互感5、 实验内容（8学时）实验1. 继电器的检测（8学时）实验目的和要求：1) 为了保证继电保护装置的正确工作，继电器在现场运行后应定期进行检查试验。2) 新安装验收检验时，要求对继电器进行全面检查试验，以保证继电器投入运行后的性能和质量满足要求。一、试验回路接线 进行试验时，试验回路接线的基本构成原则是应尽量模拟实际运行情况，使得试验时加入继电器的电气量与继电器的实际工作情况相符合。例如，对于反应过电流动作的继电器，应采用突然加入电流，模拟故障发生时电流突然上升的方法；对于阻抗继电器试验电压应由正常运行电压值突然下降而电流突然上升的方法进行试验。对继电器进行整定检验时，应以符合故障实际情况的检验方法作为整定标准。二、试验数据记录应注意以下事项： 1.对有铁质外壳的继电器,应将外壳罩好后录取测试数据作为正式试验数据2.继电器在整定位置下测试时,应重复试验三次,要求每次测量值与整定值间的误差均不超过规定范围 3.在对继电器进行电流或电压冲击试验时，冲击电流值按保护安装处的最大故障电流，冲击电压值按1.1倍额定电压。 三、继电保护检验的目的 运行中的继电保护装置与电网安全装置及二次回路接线，由于受到灰尘、潮气、腐蚀气体的侵入和机械力的作用等，会引起装置零件锈蚀、磨损、紧固件连接松动以及定值和电气特性的变化等，影响了装置工作的可靠性。新安装的装置可能由于产品质量、安装质量、运输等引起的质量问题。所以对投运前及运行一定时间后的装置都必须进行检验，及时发现并消除各种潜在的隐患，确保装置正常工作。重 点：电磁铁及继电器难 点：继电器的检测第三章：正弦交流电路（4学时）基本要求： 掌握单相交流电路的计算、三相交流电路的简单计算。认识正弦交流电的基本概念；熟悉三相交流电源、三相负载的星形和三角形连接。了解正弦交流电的表示方法，RLC串联电路的串联谐振条件及谐振特征；三相四线制供电的特点。教学内容和课时分配： 1、 正弦交流电的基本概念2、 单相交流电路3、 三相交流电4、 实验内容（8学时）实验1. 三相电路中电压和电流的测量（8学时）实验目的和要求：1) 了解三相负载的星形及三角形接线方法，加深理解线电压和相电压、线电流和相电流之间的关系；2) 用实验方法研究三相四线制电路中中线的作用；3) 了解相序测定方法。一、实验任务1.三相负载作星形联接，测量电路中各电压、电流值。测定三相四线制、三相三线制对称负载与不对称负载的线电压、相电压、中点电压和线电流、中线电流，(不对称负载为A相开路、C相短路)，记录于表中。2. 三相负载作三角形联接，测量电路中各电压、电流值。测量负载对称和不对称情况下的线(相)电压和线(相)电流，记录于表中。二、实验注意事项三相电路实验中电流的测量可用一块电流表和多个电流插座和插头来完成，实验中要特别注意安全。本实验中三相电源电压(V线380V)较高，必须严格遵守安全操作规程，身体不要触及带电部分，以保证安全。三、提示与思考1.三相负载根据什么条件决定采用星形或三角形联接?如果电源线电压分别为380V和 220V时，要使额定电压为220V的电灯正常工作应采用何种接法，画图说明。2.在三相四线制供电系统中，中线为什么不允许安装熔断器或开关?3.做负载星形联接且一相负载短路的实验时，为什么只能做无中线情况?4.负载对称作三角形联接实验中，如两相灯炮亮度变暗，另一相灯炮亮度正常，是什么原因?如果两相灯炮亮度正常，一相灯不亮，又是什么原因？重 点：正弦交流量的相量表示法；三相电路中电压和电流的测量。难 点：三相电路中电压和电流的测量第四章：电机与变压器（4学时）基本要求： 熟悉直流电动机的构造、工作原理、工作特性。知道如何进行直流电动机的启动、反转、调速。了解反应式步进电机的结构和工作原理。教学内容和课时分配： 1、 三相异步电动机的结构2、 三相异步电动机的工作原理3、 三相异步电动机的铭牌和技术数据4、 三相异步电勘机的起动、调速和制动5、 直流电动机6、 直流电动机的分类和机械特性7、 变压器重 点：三相异步电动机的工作原理，即旋转磁场的产生及功率传递关系；三相异步电动机的机械特性及稳定运行。难 点：旋转磁场的产生及电动机的工作原理；三相异步电动机的机械特性。第五章：电工测量仪器（2学时）基本要求： 了解并掌握兆欧表、汽车专用数字表、汽车专用示波器的使用。教学内容和课时分配： 1、 普通指针式多用电表2、 数字多用电表3、 兆欧表4、 钳形电流表5、 直流电桥6、 实验内容（8学时）实验1. 练习使用多用电表（8学时）实验目的和要求：1) 练习使用多用电表测电阻。2) 探索黑箱内的电学元件。一、实验步骤1.练习使用多用电表(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度右端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。(4)将选择开关置于直流电压2.5 挡，测1.5 V干电池的电压。(5)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V交流电源的电压。(6)将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5V干电池与200电阻串联回路的电流。(7)将选择开关置于欧姆表的“1”挡，短接红、黑表笔直接接触，调整调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。(8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。(9)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新进行欧姆调零，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。(10)选择适当的量程，测定灯光、电炉丝和人体的电阻。 2.探索黑箱内的电学元件 (1)用直流电压挡测量黑箱的接线柱任意两个间有无电压。注意分析有电压、无电压分别说明什么。(2)用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻，看电阻是否改变。(3)用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻，并记住红、黑表笔分别接哪一点。(4)根据测量对黑箱内元件进行判断，画出结构图。说明：二极管正、反接时电阻不等，且差距较大。(5)实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 重 点：各类多用电表的区分。难 点：多用电表的具体使用第六章：二极管、晶闸管及整流、稳压电路（4学时）基本要求： 了解半导体的基本知识，掌握二极管、三极管的结构、特点及应用、检测方法。掌握特殊二极管的结构和原理及在汽车上的应用。了解整流、滤波电路的原理，掌握三极管放大电路的特点及应用，了解三极管的开关作用及开关电路在汽车上的应用。了解集成运算放大器的作用、基本组成、电路特点。了解电压比较器的特点及应用。教学内容和课时分配： 1、 半导体器件基本结构2、 晶体二极管3、 晶闸管4、 二极管整流电路5、 晶闸管整流电路6、 滤波电路7、 直流稳压电源8、 硅稳压管稳压电路9、 晶体管串联型稳压电路10、 开关稳压电源11、 三端集成稳压电源12、 实验内容（8学时）实验1. 晶体二极管和三极管的测试（8学时）实验目的和要求：1) 学习使用万用表检测晶体二极管和晶体三极管的好坏及判别管脚。2) 加深巩固对元器件特性和参数的理解。一、实验原理内容及步骤晶体二极管和晶体三极管是电子电路和电子设备中的基本器件，为了能正确的加以选用，必须了解它们的特性、参数以及测试方法。使用万用表对器件进行检测时，一般应使用该表的R1K或R100档，用其它档位会造成晶体管损坏。还应注意，指针式万用表欧姆档红表笔正端（）接表内电池的负极，而黑表笔负端（）接表内电池的正极。（一）利用万用表测晶体二极管1、判别二极管的极性将万用表欧姆档的量程拨到R1K、R100档，并将两表笔分别接到二极管两端。如图11所示。如果二极管处于正向偏置，呈现低电阻，表针偏转大，此时万用表指示的电阻小于几千欧,若二极管处于反向偏置，呈现高电阻，表针偏转小，此时万用表指示的电阻将达几百千欧以上。正向偏置时，黑表笔所接的那一端是二极管的正极。2、判别二极管好坏测得二极管的正向电阻相差越大越好，若测得正反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断路。如果测得正、反向电阻均为零，此时表明二极管被击穿或短路。（二）用万用表测发光二极管1、判别发光二极管的极性将万用表欧姆档的量程拨到R10K档。测量方法与测量普通二极管一样。2、判别发光二极管的好坏将万用表欧姆档的量程拨到R10K档。测量方法与测量普通二极管一样。（三）利用万用表测晶体三极管1、用万用表判别管脚及类型（1）基极及管型的判别（2）判别集电极和发射极2、用万用表粗测三极管质量的优劣（1）测ce间电阻及估测穿透电流ICEO（2）用比较法看晶体管的放大能力重 点：二极管、三极管的检测方法。难 点：开关电路在汽车上的应用第七章：三极管及放大电路（4学时）基本要求： 了解集成运放的组成及主要参数； 理解理想运放“虚短”、“虚断”的含义；理解集成运放两种工作状态的特点和分析方法；掌握各种集成运放组成的运算电路的工作情况及输入输出关系；教学内容和课时分配： 1、 第1节晶体三极管2、 场效应管简介3、 低频电压放大器4、 多级放大器5、 反馈6、 正弦波振荡器7、 直流与集成运算放大器8、 功率放大器9、 实验内容（8学时）实验1. 单相整流和滤波电路（8学时）实验目的和要求：1) 学会半导体二极管极性的简单测试，了解其工作性能和作用2) 掌握单相桥式整流、滤波电路的工作原理和对应电压波形及测试方法3) 掌握输入交流电压与输出直流电压之间的关系一、 实验原理整流电路是将交流电变为直流电以供负载使用。直流稳压电源先通过整流电路把交流电变为脉动的直流，再经各种滤波电路、稳压电，使输出直流电压维持稳定。由整流、滤波、稳压环节构成的简单稳压电路。二、实验内容与要求 1.用数字万用表测量二极，学会用数字万用表检查二极管极性和性能的好坏。2.设计并连接具有滤波的单相桥式整流电路，在不同的负载电阻下测量并记录变压器二次绕组的电压、整流电路的输出电压和负载两端的电压的大，用示波器观察并画出上述电压和二极管两端电压的波形，并填入表中。3.拿掉一只二极管(模拟该桥臂二极管烧断)重作2项重 点：理想运放“虚短”、“虚断”的含义；各种集成运放组成的运算电路的工作情况及输入输出关系。难 点：利用“虚短”和“虚断”分析基本运算电路的输出与输入的关系。第八章：数字脉冲电路（4学时）基本要求： 了解数字脉冲电路的基本概念，TTL与非门电路、CMOS门电路的结构和应用。熟悉逻辑代数和普通代数的区别，熟悉逻辑运算法则。掌握基本门电路的结构、功能及在汽车上的应用。教学内容和课时分配： 1、 二进制数及数字电路的基本概念2、 晶体管的开关特性及基本逻辑门电路3、 组合逻辑电路4、 集成触发器5、 时序逻辑电路6、 A/D和D/A转换器(电路)7、 实验内容（8学时）实验1. “与非”门电路(分立元件)（4学时）实验目的和要求：1) 了解门的基本特性,并注意各参量在电路中的具体使用意义,为今后自行设计电路提供准备. 2) 使用示波器测量电路特性,并注意这种获取期间特性的手段及思路.一、实验任务1. 用示波器双通道观测与非门CD4011输入输出电压传输特性. 2. 输入100kHz方波信号,试估算该门电路的平均延迟时间.3. 测量DTL以及CMOS门器件的下列静态参数输入短路电路电流,输入端上下阈值电压,输出高低电平,输入端上下阈值电阻。二、实验注意事项1、试验中可能涉及的问题(1) DTL和CMOS门的性能差异 (2)施流和吸流的概念 (3)负载对测试结果的影响2、难点(1)电压传输特性曲线 (2)输入交叉漏电流三、思考题(1)DTL与CMOS两种与非门芯片上,下阈值 的大小,间隔及对称性有何不同,这些 差异对电路抗扰性有何影响？(2)若门电路的输入端要通过电阻接高电位或接地,使输入端常置1或常置 0,应如何选择电阻R的值？实验2. 计数、译码、显示电路原理（4学时）实验目的和要求：1) 进一步掌握计数译码显示电路的工作原理；2) 熟悉计数译码显示电路的结构和功能测试方法。一、实验任务根据所学内容，了解该电路接线原理，调试该电路，如果把现在的两位改成三、四位显示输出，该如何做？注意：该电路的数码显示器已经带有译码器，如果要实际制作，则在该电路的基础上还要加选译码器并注意选择芯片电压二、实验注意事项1、分析计数译码显示电路的工作原理及其结构、功能 如果把现在的两位改成三、四位显示输出，则在该电路的基础上要加计数及显示器，而在实际的操作中则在该电路的基础上还要加选译码器并注意选择芯片电压。改变输入状态即改变输入端的连线，改连接线前要断开仿真开关，测试时再把开关闭合。 2、验证的电路不要保存，以免破坏原始的电路图。 重 点：逻辑关系式的化