项目一、汽车直流电路(图文并茂)

汽车电工电子技术,（a）集成电路（b）高压输电网图1-1电路的规模,（a）（b）（c）图1-3电压源和电流源,2汽车电路汽车电路一般由相对独立的系统组成。如表1-1所示为常见汽车电路名称及其组成。,表1-1常见汽车电路,图1-4灯光保护电路工作原理图1熔断丝；2灯光继电器；3车灯总开关；4电源总开关,（二）电位在电场的不同位置，电荷所具有的电势能是不相同的。电位就好像水位一样，高处与低处的能量大小各异。在相同电路中，电子的流动在各个位置的能量大小也不相同。为了表示这种势能的不同，把单位正电荷在电路中某一点所具有的位能称为电位，其数学表达式为,（三）电压电压即电路中两点之间的电位差。电流和水流一样，只有在两点中存在着电位或水位差时，电或水才能流动。电路中a，b两点之间的电位差（即电压）可表示为,（1-3）,式（1-4）表示的的物理含义为：电路中a，b两点间的电压在数值上等于电场力把电荷由a移动到b所做的功W与被移动电荷的电量Q的比值。,（四）电动势为了保证电路中有持续不断的电流，在电源内部就要有一种力将正电荷从低电位处移到高电位处。这样在外部电路中，才能使电流再从高电位回到低电位，形成连续不断的流动，即电源要能使电路两端维持一定的电位差。这种在电源内部使电路两端产生和维持电位差的能力称为电源电动势。,式中：P负载消耗的电功率，单位为W（瓦）；U电路两端的电压；I电路中的电流。,式中：R电阻；导体的电阻率，单位为（欧米）；导体的长度，单位为m（米）；S导体的横截面面积，单位为m2（米2）。,（四）电阻的特性1欧姆定律欧姆定律的简述是：通过电阻R的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。欧姆定律用公式表示为,解,各点的电位如下：a点的电位b点的电位c点的电位e点的电位d点的电位,图1-10串联电路,电阻的串联时，有以下几点特性：串联电路各处的电流强度都相同，即；总电压等于各部分电路的电压之和，即；总电阻等于各个电阻之和，即。,图1-11并联电路,色标法是指用不同颜色的色环来表示电阻器的电阻值和允许偏差的方法。,常用的色标法有四环标注法和五环标注法。四环标注法：主要用于表示普通电阻的阻值，标注法如图1-14所示。例如，某电阻器的色环颜色依次是黄、紫、橙、金，则此电阻器的电阻值为，允许偏差为。五环标注法：主要用于表示精密电阻的阻值，标注法如图1-15所示。例如，某电阻器的色环颜色依次是红、紫、黑、银、棕，则其标称阻值为，允许误差为。,图1-14四环标注法图1-15五环标注法,（六）特殊电阻器及其在汽车上的应用1光敏电阻光敏电阻是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱的变化而变化。在无光照射时，其阻值呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。汽车中的光敏电阻式环境光传感器就采用了光敏电阻硫化镉（CdS）光导电元件。,硫化镉的特性是：若周围环境较暗，则电阻值大；若周围环境较亮，电阻值则变小。光敏电阻式环境光传感器通过硫化镉光导电元件，将周围光照的变化转换为电阻值的变化，并以电信号的形式输入给控制器，其结构如图1-16所示。,图1-16光敏电阻式环境光传感器的结构,正温度系数热敏电阻（PTC）广泛应用在汽车发动机、仪器、仪表等测温、感温部件中，它的主要成分为钛酸钡，并混合其他金属氧化物烧结而成，其温度特性如图1-17中曲线1所示。,图1-17热敏电阻的温度特性1正温度系数（PTC）；2负温度系数（NTC）,负温度系数热敏电阻（NTC）广泛应用在汽车发动机冷却水温度传感器、进气温度传感器、机油温度传感器和空调用温度传感器中，其外形如图1-18所示。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，在导电方式上完全类似硅、锗等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，电阻值降低，如图1-18中曲线2所示。,图1-18负温度系数热敏电阻的外形,（一）电容器电容器是一种储存电场能的元件，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体称为电容器的极板，极板之间的物质称为电介质，如图1-19所示。,图1-19电容器的结构,表1-5电容器的图形符号,式中：C电容器的电容，单位为F（法拉）；一个极板上的电荷量，单位为C（库仑）；U两极板间的电压。,（四）电容器的标称方法电容器的主要参数包括标称容量、允许偏差和额定电压。其中，额定电压是指电容器在规定的温度内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压，使用时须要选用额定电压有足够容量的电容。电容器的标注方法主要有直标法、数字表示法、文字符号法和数码法。,如果电容器标有数字473，则其标称容量为47000pF（3表示）；如果电容器标有数字794，则其标称容量为790000pF。,（二）电感的概念将电感器中通入电流，每匝线圈产生的磁通称为自感磁通。线圈的结构不同，产生自感磁通的能力也就不同，为了衡量这种能力的大小，引入自感系数（简称电感）这一物理量，用大写字母L表示。自感系数的计算公式为,（三）电感的特性当有交变电流通过电感元件时，根据电磁感应定律，其会产生自感电动势。电流变化越快，电感元件产生的自感电动势也就越大，与其平衡的电压也就越大。若电感元件中流过稳定的直流电，则其可以看作是短路。所以，电感元件阻隔交流电通过，而允许直流电通过，即“通直流，隔交流”。电感元件同电容元件一样不消耗能量，它是以磁场方式将电能储存起来，是储能元件。,（四）电感器的标称方法电感器的主要参数包括电感量、允许偏差、额定电流和品质因数。其中，品质因数又称Q值，是衡量电感器质量的主要参数。Q值越高，损耗越小，效率越高，品质也就越好。电感器的标注方法主要有直标法、文字符号法、数码法和色标法。,文字符号法是指将电感器的标称值和允许偏差用数字和文字按一定的规律组合标示在电感体上。,数码法的标记方法与电容器相同，单位为。,色标法是指在电感器表面涂上不同的色环来表示电感量（与电阻器类似），通常用四色环表示。紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为第四环。其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数（单位为），第四色环为误差色环。,（五）电感器在汽车上的应用在车内，尾灯、停车灯的灯丝是否断开是无法确认的，而电流传感器就可用于检测这类灯具的灯丝是否断开。舌簧开关式电流传感器的电路如图1-26所示，在电流线圈的周围绕有电压线圈，在线圈的中央设置舌簧开关。电压线圈的功能是防止电压变化时引起传感器的误动作。,图1-26舌簧开关式电流传感器,（二）结点电路中由三条或三条以上的支路组成的交点称为结点。如图1-27所示电路中，有两个结点：b和e。,解根据图中各电流的方向，应用基尔霍夫电流定律得,或按电流写成如下形式,解假想a，b之间用一条虚线连接形成一闭合回路，按照从a到b的顺时针方向，当电压升时为负，电压降时为正的原则，应用基尔霍夫电压定律可得,代入，得,在第二个回路中，根据KVL得,结点电流方程为结点a：结点b：结点c：,回路电压方程为回路：回路：回路：,将数据代入并解上面6个联立方程,最后得到,图中R1，R2，RS，RX（待测电阻）是电桥的四个臂，一般称R1，R2为比例臂（标准电阻），RS为调节臂。b和d之间有一个可调电阻Rh和检流计G串联，这就是所谓的“桥”，它的作用是将b，d两点的电位进行比较，当两点电位不相等时，检流计G则会有电流通过。若b，d两点的电位相等，则检流计G无电流通过，指针不偏转。此时电桥平衡，流过R1和RX的电流相等，设为I1，流过R2和RS的电流相等，设为I2，则,，,，,2选择开关万用表的选择开关是一个多挡位的旋转开关，用来选择测量项目和量程。一般的万用表测量项目包括直流电流、直流电压、交流电压、电阻等。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。,3表笔和表笔插孔表笔分为红、黑两支。使用时应将红色表笔插入标有“”号的插孔，黑色表笔插入标有“”号的插孔。,（四）万用表使用时的注意事项,（一）电压表的种类和结构电压表是一种用于测量电路电压的仪器。电压表测量的电压范围大、频率范围广，其输入阻抗大，跨接后不致改变被测电路的工作状态，因而能测得真实电压。电压表的读数已从指针式逐步过渡为液晶显示。有些电压表还具有编程控制和自动换挡的功能。现在一般常用的电压表有模拟式电压表（简称电子电压表或指针电压表）和数字式电压表两大类，如图1-41所示；按电流不同又分为直流电压表和交流电压表两种。,（a）模拟式电压表（b）数字式电压表图1-41电压表,（二）电压表的使用电压表与被测电路应并联连接，要测哪部分电路的电压，电压表就和哪部分电路并联。接进电路时，应当使电流从电压表“”接线柱流入，从“”接线柱流出。注意观察电压表的量程，被测电压不要超过电压表的量程。,（三）电压表使用时的注意事项,