《汽车电气系统检修》课程——第1章直流电路的分析与应用（1）

1、第第1 1章章 直流电路的分析与应用（直流电路的分析与应用（1 1）电气工程系电气工程系 1 1.1 .1 电路的基本概念电路的基本概念1 1.1.1 .1.1 电路的组成及作用电路的组成及作用1 1.1.1.2 2 理想电路元件及电路模型理想电路元件及电路模型1.1.3 1.1.3 电路的工作状态电路的工作状态1 1. .2 2 电路的基本物理量电路的基本物理量1 1.2.1 .2.1 电流电流1 1.2.2 .2.2 电压电压1 1.2.3 .2.3 电位电位1.2.4 1.2.4 电功率电功率1.1 1.1 电路的基本概念电路的基本概念1）了解电路的组成及作用。）了解电路的组成及作用。2

2、）理解电路模型的概念，学会画电路图。）理解电路模型的概念，学会画电路图。3）熟悉电路的三种工作状态。）熟悉电路的三种工作状态。【学习目标】【学习目标】1.1.11.1.1 电路的组成及作用电路的组成及作用 “电电”在不同的环境表示不同的概念，有时指在不同的环境表示不同的概念，有时指电电流流，有时指，有时指电压电压，也有时指，也有时指电功率电功率。电路电路：指电流的流通路径，是由一些电气设备和元指电流的流通路径，是由一些电气设备和元 器件按一定方式连接而成的。器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状，又称复杂的电路呈网状，又称网络网络。电电源源中间环节中间环节负负载载电源：电源：给电路提供电能

3、的设备给电路提供电能的设备 内电路内电路负载：负载：吸收电能或输出信号的设备吸收电能或输出信号的设备中间环节：中间环节：引导引导、控制或测量作用的器件控制或测量作用的器件外电路外电路发电机发电机升压升压变压器变压器降压降压变压器变压器电灯电灯电动机电动机电炉电炉.输电线输电线电源电源负载负载中间环节中间环节一类是用于实现电能的传输、分配和转换一类是用于实现电能的传输、分配和转换。信号源：信号源：将语音将语音转换成转换成电信号电信号负载：接负载：接收、转换收、转换信号信号放大器放大器扬声器扬声器话筒话筒中间环节：中间环节：信号转换、信号转换、放大、处理放大、处理另一类是用于信号的变换、传递和处理

4、。另一类是用于信号的变换、传递和处理。电路的作用电路的作用1.1.21.1.2 理想电路理想电路元件及电路模型元件及电路模型 为了便于用数学方法分析电路为了便于用数学方法分析电路,一般要将一般要将实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的实际电路模型化，用足以反映其电磁性质的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的理想电路元件或其组合来模拟实际电路中的器件，构成与实际电路相对应的电路模型。器件，构成与实际电路相对应的电路模型。 理想电路元件主要有理想电路元件主要有电阻元件电阻元件、电感元件电感元件、电容元件电容元件和和电源元件电源元件等等。等等。理想电路元件理想电路元件：在一定的条件下，用来模拟实际

5、在一定的条件下，用来模拟实际 电路中电路中器件主要电磁性能的理想化的模型，器件主要电磁性能的理想化的模型， 简称为简称为电路元件电路元件。R+RoES+UI电池电池导线导线灯泡灯泡开关开关手电筒是手电筒是 由电池、灯由电池、灯 泡、开关和泡、开关和 筒体组成。筒体组成。 由理想电路元件组成的电路称为由理想电路元件组成的电路称为电路模型电路模型。用规定的电气图形符号表示电路元件及其连接后用规定的电气图形符号表示电路元件及其连接后画成的图称为画成的图称为电路原理图电路原理图，简称为，简称为电路图电路图。电路模型电路模型 下下表表中列出了中列出了国家颁布国家颁布的的电路图中电路图中常用的常用的部分部

6、分图形符号。图形符号。电路模型电路模型1.1.31.1.3 电路的工作状态电路的工作状态 也称负载状态也称负载状态。电源与负载形成通路，这时电源与负载形成通路，这时电路中有电流流过，整个系统处于工作状态电路中有电流流过，整个系统处于工作状态。通路状态通路状态通路状态通路状态123满载满载轻载轻载过载过载负载负载实际功率等于实际功率等于额定功率额定功率负载实际负载实际功率小功率小于额定功率于额定功率负载实际负载实际功率大功率大于于额定功额定功率的状态率的状态，又叫超载，又叫超载 也叫断路状态也叫断路状态。电源与负载之间被切断，这时电电源与负载之间被切断，这时电路中没有电流流过，系统处于停止状态。

7、路中没有电流流过，系统处于停止状态。开路状态开路状态开路状态开路状态12控制性断路控制性断路故障性断路故障性断路根据根据需要需要，利用利用开开关将处于通路状态关将处于通路状态的电路的电路断开断开。突发性、意想不到突发性、意想不到的断路状态，的断路状态，工程工程中应尽量避免中应尽量避免。电路的工作状态电路的工作状态 从电源发出的电流未经负载而直接流回电源从电源发出的电流未经负载而直接流回电源。短路状态短路状态短路是电路最严重、最危险的事故，是禁止的状态。短路是电路最严重、最危险的事故，是禁止的状态。短路时电流经短路线与电源构成回路，导线的电阻很小，短路时电流经短路线与电源构成回路，导线的电阻很小

8、，近似为零，因此电路中的电流很大，这样大的短路电流近似为零，因此电路中的电流很大，这样大的短路电流通过电路将产生大量的热，不仅损坏导线、电源和其他通过电路将产生大量的热，不仅损坏导线、电源和其他电器设备，而且由于导线温度迅速升高，严重时还会引电器设备，而且由于导线温度迅速升高，严重时还会引起火灾。起火灾。一般电路上都加短路保护装置，一般电路上都加短路保护装置，如如熔断器熔断器。电路的工作状态电路的工作状态1.2 1.2 电路的基本物理量电路的基本物理量1）理解电流、电压、电位、电功率的物理意义。）理解电流、电压、电位、电功率的物理意义。2）理解电流、电压参考方向的意义，掌握参考方向）理解电流、

9、电压参考方向的意义，掌握参考方向 的应用。的应用。3）熟练电流、电压的测量方法，掌握直流电流、直）熟练电流、电压的测量方法，掌握直流电流、直流电压测量的注意事项。流电压测量的注意事项。【学习目标】【学习目标】：方向方向：正电荷移动的方向规定为电流的方向。正电荷移动的方向规定为电流的方向。分分类类直流电流（直流电流（DC）：方向不变的电流。）：方向不变的电流。交流电流（交流电流（AC）：方向变化的电流。）：方向变化的电流。特特恒定电流：方向大小都不变的电流。恒定电流：方向大小都不变的电流。特特周期交流电流：周期性变化的电流。周期交流电流：周期性变化的电流。正弦交流电流：按正弦规律变化。正弦交流电

10、流：按正弦规律变化。1.2.11.2.1 电流电流表示表示大写字母大写字母 I ：表示不变的电流。：表示不变的电流。小写字母小写字母 i ：表示变化的电流。：表示变化的电流。tqI dtdqtqlimi0t大小大小：单位单位：安培安培A，毫安，毫安mA，微安，微安A，千安，千安kA，兆安，兆安MA电流电流电流的参考方向电流的参考方向：分析电流之前，事先假设的电流的：分析电流之前，事先假设的电流的 方向，也称作电流的正方向。方向，也称作电流的正方向。实线箭头加字母表示实线箭头加字母表示:i双下标表示：双下标表示：Iab表示表示a到到b的电流的电流（1）表示表示：（2）选择选择：原则上任意选，但若

11、已知实际方向，则原则上任意选，但若已知实际方向，则 选择参考方向尽量与实际方向一致。选择参考方向尽量与实际方向一致。同正异负：相同时参考方向下的字母为正数，同正异负：相同时参考方向下的字母为正数， 相异时参考方向下的字母为负数。相异时参考方向下的字母为负数。（3）参考方向与实际方向的关系参考方向与实际方向的关系：同正异负。同正异负。电流电流例例图示电路中，图示电路中，I1、I2分别等于多少？分别等于多少？ 解：可以判断出电路中电解：可以判断出电路中电流的实际方向为逆时针方向。流的实际方向为逆时针方向。5V5I1I2 电流参考方向电流参考方向I1与实际方与实际方向相反，向相反，I2与实际方向相同

12、。与实际方向相同。1A55I21A55I1电流电流电流电流电流电流的大小可以用的大小可以用电流表电流表直接测量测量电流测量时要注意：电流测量时要注意：2）使用电流表之前，应根据被测电流的大小选择适当的）使用电流表之前，应根据被测电流的大小选择适当的 量程，在无法估计被测电流的范围时，应选用较大的量程，在无法估计被测电流的范围时，应选用较大的 量程开始测量。量程开始测量。1）电流表必须与被测电路）电流表必须与被测电路 串联，如图所示。连接串联，如图所示。连接 时应使电流从表的时应使电流从表的“+” 接线柱流入，从接线柱流入，从“” 接线柱流出，否则会损接线柱流出，否则会损 坏电流表。坏电流表。分

13、分类类直流电压：方向不变的电压。直流电压：方向不变的电压。交流电压：方向变化的电压。交流电压：方向变化的电压。特特恒定电压：方向大小都不变的电压。恒定电压：方向大小都不变的电压。特特周期交流电压：周期性变化的电压。周期交流电压：周期性变化的电压。正弦交流电压：按正弦规律变化。正弦交流电压：按正弦规律变化。表示表示大写字母大写字母 U ：表示不变的电压。：表示不变的电压。小写字母小写字母 u ：表示变化的电压。：表示变化的电压。1.2.21.2.2 电压电压伏特伏特V，毫伏，毫伏mV，微伏，微伏V，千伏，千伏kV，兆伏，兆伏MVqWababu大小大小：单位正电荷单位正电荷q移动过程中能量的减少量

14、。移动过程中能量的减少量。电压的参考方向：电压的参考方向：分析电压之前，事先假设的电压的分析电压之前，事先假设的电压的 方向，也称作电压的正方向。方向，也称作电压的正方向。实线箭头加字母表示实线箭头加字母表示:U双下标表示：双下标表示：Uab表示表示a到到b的电压的电压（1）表示表示：双极性双极性+ +、加字母表示：加字母表示：+ +到到的电压。的电压。UabU单位单位：电压电压 电压与电流电压与电流参考方向相同参考方向相同 电压与电流电压与电流参考方向相反参考方向相反 关联关联参考方向参考方向 非关联非关联参考方向参考方向电压的参考方向电压的参考方向（2）选择选择：原则上任意选，实际上尽量与

15、实际方向原则上任意选，实际上尽量与实际方向 一致，或者与电流参考方向一致。一致，或者与电流参考方向一致。同正异负：相同时参考方向下的字母为正数，同正异负：相同时参考方向下的字母为正数， 相异时参考方向下的字母为负数。相异时参考方向下的字母为负数。（3）参考方向与实际方向的关系参考方向与实际方向的关系：同正异负。同正异负。电压电压电电压压的大小可以用的大小可以用电电压压表表直接测量测量电压测量时要注意：电压测量时要注意：2）使用电压表之前，应根据被测电压的大小选择适当的）使用电压表之前，应根据被测电压的大小选择适当的 量程，在无法估计被测电压的范围时，应选用较大的量程，在无法估计被测电压的范围时

16、，应选用较大的 量程开始测量。量程开始测量。1）电压表必须与被测电路并）电压表必须与被测电路并 联，如图所示。连接时应联，如图所示。连接时应 使被测电压的实际方向与使被测电压的实际方向与 电压表的电压表的“+”、“” 接线柱一致，否则会损坏接线柱一致，否则会损坏 电压表。电压表。电位电位：参考点：参考点：结论：任意两点间的电压等于这两点的电位的差。结论：任意两点间的电压等于这两点的电位的差。用字母用字母“O”表示，图形符号为表示，图形符号为连线多的点或接地、接机壳的点。连线多的点或接地、接机壳的点。则则 Va = Uao表示表示：安培安培A，毫安，毫安mA，微安，微安A，千安，千安kA，兆安，

17、兆安MA单位单位：与电压的关系与电压的关系：Uab=Uao+Uob=Uao-Uob=Va-VbVo = Uoo = 0：参考点又叫零电位点。：参考点又叫零电位点。1.2.31.2.3 电电位位电位的计算电位的计算 计算电路中某点的电位，就是从该点计算电路中某点的电位，就是从该点出发，沿着任选的一条路径出发，沿着任选的一条路径“走走”到参到参考点，该点的电位就等于考点，该点的电位就等于“走走”这条路这条路径所经过的所有元件上电压的代数和。径所经过的所有元件上电压的代数和。 电位的值与参考点的选择有关，电位的值与参考点的选择有关，与计算时选择路径无关。与计算时选择路径无关。电位电位计算电位的方法和

18、步骤计算电位的方法和步骤选择待求电选择待求电位点到参考位点到参考点的路径。点的路径。标出所选标出所选路径上各路径上各元件电压元件电压的参考方的参考方向，求出向，求出各电压。各电压。从待求电位从待求电位点点“走走”到到参考点，求参考点，求各元件电压各元件电压的代数和。的代数和。选选择择参参考考点点1234 经过的元件经过的元件电压已知为好电压已知为好经过的元经过的元件少为好件少为好 参考方向与参考方向与“走走”的方向一致的电压的方向一致的电压取正，相反的取负取正，相反的取负电位电位CABR1R2+6V-9V（a）I6V9VCABR1R2（b）O 求图（求图（a）中）中B点的电位和点的电位和A、C两点间的电两点间的电压。已知：压。已知：R1=100k，R2=50k。解：在电路外任找一点解：在电路外任找一点O， 将电路恢复成（将电路恢复成（b）图。）图。1V60.