《汽车电工电子技术基础》教案新

1、1概论和安全用电常识一、课程简介1.课程性质及重要性1）电力工业（能源、电力、电工制造）2）基础工业（运输、铁路、冶金、化工、机械）3）高新技术（生物、光学、半导体、卫星、空间站、核弹、导弹等）2.教学安排1）时间2）内容及主要参考书3）考试方式及成绩评定3.基本要求1）认真听课积极参与课堂讨论2）按时交作业3）注意学习方法预习听课作业实验4）重视实验希望师生互动，营造一个轻松愉快的学习氛围。4主要内容二、安全用电1触电人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电对人体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者

2、本人的情况有关。人体的电阻为800W至几万欧不等，36V以下的电压对人体安全不构成威胁。通常规定36V以下的电压为安全电压。触电事故表明，频率为50100Hz的电流最危险，通过人体的电流超过50mA(工频)时，就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经遭受损害从而使心脏停止跳动以至死亡；电流流过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。2安全措施为防止发生触电事故，除应注意开关必须安装在火线上以及合理选择导线与熔丝外，还必须采取必要的防护措施：1)正确安装用电设备电气设备要根据说明和要求正确安装，不可马虎。带电部分必须有防护罩或放到不易接触到的高处，以防触电。2)电气设备的保护接地把电气设备的金属外壳用导线

3、和埋在地中的接地装置连接起来，叫做保护接地，适用于中性点不接地的低压系统中。电气设备采用保护接地以后，即使外壳因绝缘不好而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和接地电阻并联，而人体的电阻远比接地电阻大，因此流过人体的电流就很微小，保证了人身安全。3)电气设备的保护接零保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性线连接起来。这时，如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于中性线的电阻很小，所以短路电流很大，立即使电路中的熔丝烧断，切断电源，从而消除触电危险。4)使用漏电保护装置漏电保护装置的作用主要是防止由漏电引起的触电事故和单相触电事故；其次是防止由漏电引起火灾事故以及监视

4、或切除一相接地故障。有的漏电保护装置还能切除三相电动机的断相运行故障。2电路的基本概念一、电路的基本知识1电路的基本物理量1）电流电荷的定向移动形成电流电流的方向是指正电荷移动的方向电流的大小用电流强度来表示，简称电流。其单位是安培，A、mA、A直流电流I=Q/t交流电流2）电压电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压，又称电压降)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。单位：V、KV、mV、mVU=W/Q直流电压用U表示，交流电压用u表示电位：某点到参考点的电压3）电功率电功率是电流在单位时间内所做的功，又称电功，单位：

5、W、KW P=W/t=UI4）电能电能是指电流所做的功。单位：焦尔（J）、kW.h(度) W=Pt2电路的基本组成1）电源：产生电能的装置，将其它能转换为电能2）中间环节：导线、开关等3）用电设备（负载）：将电能转换为其它能的器件或装置3电路的功能1）实现能量的传输、分配和转换2）实现电信号的传递、变换和存储电路的工作状态1）通路：有载工作状态，符合欧姆定律。E=I（R0+RL）=IR0+UL2）断路：断路工作状态，是指开关断开或电路断路时电路的工作状态。I=0 U0=E RL=无穷大3）短路：短路工作状态，是指电源两输出端或负载由于某种原因接触时电路的工作状态。一般电路中加装熔断器等进行短路

6、保护I=E/R0=无穷大U0=UL=05.电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图1-2所示的手电筒电路。理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。二、串并联电路的特点1.串联电路： 电阻一个接一个，首尾连接组成的电路。如：2.串联电路的特点： 1）电路中各处的电流强度相等 2）电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和 3）电路的总电阻

7、等于各个电阻之和3.并联电路： 电阻首与首相接、尾与尾（并列）相接组成的电路。如：4.并联电路的特点： 1）各支路两端的电压相等 2）电路中的总电流等于各支路电流之和 3）电路的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和5.混联电路： 由串联电路和并联电路混合组成的电路。如：三、欧姆定律通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。 电流单位：安培（A mA A） I=U/R 电压单位：伏（KV V mV） 电阻单位：欧姆（M K ） 电导：1/R 单位为西门子，S3万用表及使用1.数字万用表组件数字万用表红、黑表笔温度测量头感应夹充电器用户手册2.模拟万用表的面板频率/占空比选择按钮：Hz/DUT

8、Y功能选择按钮：select量程选择按钮：Rang。自动量程/手动量程转换相对测量功能按钮：REL数据保持和背光选择按钮：DateHold功能选择旋转开关：OFF：关V：电压。交（AC）、直（DC）流转换、自动量程(AUTO)/CAP：电阻/二极管/通断/电容自动量程mA/10A：电流。交（AC）、直（DC）流转换、自动量程(AUTO)Hz/Duty：频率/占空比ms-PULSE：脉冲宽度RPM、*10RPM：转速4CYL（5CYL、6CYL、8CYL）：(缸数)闭合角/F：温度插孔：COM：“-”10A、15A：测量大电流“+”mA/K-：测量小电流“+”/V/RPM/K+：测量电压/电阻/

9、转速/“+”温度专用插孔（黄色）3.功能测量电流、电压、电阻、转速、闭合角、频率、占空比、二极管、电容4.使用方法（1）测量直流/交流电流1）转动功能选择旋转开关至10A或A/mA；2）按下功能选择按钮select至屏上显示：AC（交流）、DC（直流）；3）将红表笔插入A/mA或10A插孔，将黑表笔插入COM插孔；4）将红、黑表笔串入被测电路；5）接通电路电源，读数并记录。（2）测量直流/交流电压1）转动功能选择旋转开关至V；2）按下功能选择按钮select至屏上显示：AC（交流）、DC（直流）；3）按量程选择按钮Rang选择量程：默认为自动量程,按下一次转换为手动量程，从手动量程按下2s以上

10、转换为自动量程；4）将红表笔插入V插孔，将黑表笔插入COM插孔；5）接通电路电源；6）将红、黑表笔并入被测电路，读数并记录。（3）测试电阻/二极管/电路通断/电容1）转动功能选择旋转开关至/CAP；2）按下功能选择按钮select至屏上显示：电阻/二极管/电路通断/CAP电容自动量程；3）按量程选择按钮Rang选择量程：默认为自动量程,按下一次转换为手动量程，从手动量程按下2s以上转换为自动量程；4）将红表笔插入插孔，将黑表笔插入COM插孔；5）断开电路电源；6）将红、黑表笔并入被测电路，读数并记录。（4）测量转速1）转动功能选择旋转开关至RPM/RPM*10；2）将感应夹的红色导线插入V/插

11、孔，将黑色导线插入COM插孔；3）将感应夹夹在分缸线上，感应夹箭头方向指向火花塞；4）按下转速按钮，并选择“4”（四冲程）或“2/DIS”（二冲程）；5）起动发动机，读数并记录。（5）测量闭合角1）转动功能选择旋转开关至4CYL（5CYL、6CYL、8CYL）；2）将红表笔插入V/插孔，将黑表笔插入COM插孔；3）起动发动机，将红、黑表笔并入被测电路，读数并记录。（6）测量温度1）转动功能选择旋转开关至；2）将温度测量头的专用插头插入黄色插孔；3）将温度测量头接触被测部位，读数并记录。（7）测量频率/占空比1）转动功能选择旋转开关至Hz/DUTY；2）按动频率/占空比选择按钮选择：Hz（频率）

12、、DUTY（占空比）；3）将红表笔插入V/Hz/%插孔，将黑表笔插入COM插孔；4）起动发动机，将红、黑表笔并入被测电路，读数并记录。4实验一：数字万用表的认识实验1.熟悉数字万用表组件2.熟悉数字万用表的面板3.熟悉功能测量电流、电压、电阻、转速、闭合角、频率、占空比、二极管、电容4.熟悉使用方法（1）测量直流/交流电流（2）测量直流/交流电压（3）测试电阻/二极管/电路通断/电容（4）测量转速（5）测量闭合角（6）测量温度（7）测量频率/占空比5电路基本元件一、电阻元件1.电阻及作用电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。电阻具有限流和分压作用。电阻定律：r制成电阻

13、的材料电阻率，国际单位制为欧姆·米(W·m)；绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；S绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2)；R电阻值，国际单位制为欧姆(W)。经常用的电阻单位还有千欧(kW)、兆欧(MW)，采用千进制2.电阻的类型固定电阻：可变电阻：变阻器电位计热敏电阻：正温度系数电阻、负温度系数电阻光敏电阻磁敏电阻二、电容器1结构两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容器的两个极板。2种类电容器按其电容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器，可变电容器还包括半可变电容器固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间

14、的介质有关。一般常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。电解电容器是有正负极之分的，使用时不可将极性接反或接到交流电路中，否则会将电解电容器击穿。电容量在一定范围内可调的电容器叫可变电容器。半可变电容器又叫微调电容。3作用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。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量。用于“通交流、隔直流”的电容叫做隔直电容器；用于“通高频、阻低频”将高频电流成分滤除的电容叫做高频旁路电容器。4电容C如图4-2所示，当电容器极板上所带的电量Q增加或减少时，两极板间的电压U也随之增加或减少，但Q与U的比值是一个恒量，不同的电容器，Q/U的值不

15、同。图4-2平行板电容器电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容。电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。电容的单位有法拉(F)、微法(mF)、皮法(pF)，它们之间的关系为 1F=106mF=1012pF5.平行板电容器的电容由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。是一种最简单的电容器。图4-2给出了平板电容器的示意图。图4-2所示的平行板电容器的电容C，跟介电常数e成正比，跟两极板正对的面积S成正比，跟极板间的距离成d反比，即式中介电常数e由介质的性质决定，单位是F/m。真空介电

16、常数为e0»8.86´10-12F/m。6.电容器的串联把几个电容器首尾相接连成一个无分支的电路，称为电容器的串联，如图4-3所示。串联时每个极板上的电荷量都是q。总电压U等于各个电容器上的电压之和 串联总电容即：串联电容器总电容的倒数等于各电容器电容的倒数之和。7.电容器的并联如图4-5所示，把几个电容器的一端连在一起，另一端也连在一起的连接方式，叫电容器的并联。电容器并联时，加在每个电容器上的电压都相等。电容器组储存的总电量q并联电容器的总电容8.电容器的充放电充电过程中，随着电容器两极板上所带的电荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，当充电结束时，电流

17、为零，电容器两端电压UC=E放电过程中，随着电容器极板上电量的减少，电容器两端电压逐渐减小，放电电流也逐渐减小直至为零，此时放电过程结束。充放电过程中，电容器极板上储存的电荷发生了变化，电路中有电流产生。其电流大小为由，可得。所以需要说明的是，电路中的电流是由于电容器充放电形成的，并非电荷直接通过了介质。7.电容器质量的判别利用电容器的充放电作用，可用万用表的电阻档来判别较大容量电容器的质量。将万用表的表棒分别与电容器的两端接触，若指针偏转后又很快回到接近于起始位置的地方，则说明电容器的质量很好，漏电很小；若指针回不到起始位置，停在标度盘某处，说明电容器漏电严重，这时指针所指处的电阻数值即表示

18、该电容的漏电阻值；若指针偏转到零欧位置后不再回去，说明电容器内部短路；若指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路。三、电感1.电感的作用将电能转换为磁场能储存，与电容、电阻、晶体管等元件组合构成各种功能的电子电路，如调谐、振荡、耦合、匹配、滤波等电路，用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。2.电感的类型按作用分为：电感线圈（自感作用）变压器线圈（互感作用）按工作特征分为：固定电感器：小型固定电感器空心线圈扼流圈可变电感器：可变电感线圈微调电感线圈3.电感的符号及单位YL=NFL电感符号：L电感单位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH

19、)，他们的换算关系为 1H=1000mH=1000 000uH电感量的标称：直标式、色环标式、无标式 电感方向性：无方向6实验二：电路基本元件认识实验7电路的基本定律一、常用电路名词以右图所示电路为例说明常用电路名词。1）支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED、AB、FC均为支路，该电路的支路数目为b=3。2）节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为n=2。3）回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为l=3。4）网孔：不含有分支的闭合回

20、路。如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为m=2。5.网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。图3-2电流定律的举例说明二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)1电流定律(KCL)内容电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即例如图3-2中，在节点A上：I1+I3=I2+I4+I5电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A上：I1-I2+I3-I4-I5=0在

21、使用电流定律时，必须注意：(1)对于含有n个节点的电路，只能列出(n-1)个独立的电流方程。(2)列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“”号表示。电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I>0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当I<0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。图3-3电流定律的应用举例(1)2KCL的应用举例1)对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图3-3中，对于封闭面S来说，有I1+I2=I3。2

22、)对于网络(电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。3)若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。4)若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)1.电压定律(KVL)内容图3-6电压定律的举例说明在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即对于电阻电路来说，任何时刻，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：2利用SRI=SE列回路电压方程的原则1）标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向

23、(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)；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；3）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。四、支路电流法以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。对于具有b条支路、n个节点的电路，可列出(n-1)个独立的电流方程和b-(n-1)个独立的电压方程。作业：1.基尔霍夫电流定律的内容是什么？举例说明。2.基

24、尔霍夫电压定律的内容是什么？举例说明。8实验三：线路的连接和焊接实验9电路的基本计算例1：如图3-5所示电桥电路，已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12A，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。解：在节点a上：I1=I2+I3则I2=I1-I3=25-16=9mA在节点d上：I1=I4+I5，则I5=I1-I4=25-12=13mA在节点b上：I2=I6+I5，则I6=I2-I5=9-13=-4mA电流I2与I5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。例2：如图所示电路，已知E1=42V，E2=21V，R1=12W

25、，R2=3W，R3=6W，试求：各支路电流I1、I2、I3。解：该电路支路数b=3、节点数n=2，所以应列出1个节点电流方程和2个回路电压方程，并按照SRI=E列回路电压方程的方法：(1)I1=I2+I3(任一节点)(2)R1I1+R2I2=E1+E2(网孔1)(3)R3I3-R2I2=-E2(网孔2)代入已知数据，解得：I1=4A，I2=5A，I3=-1A电流I1与I2均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I3为负数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。五.叠加定理当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流(或电压)等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流

26、(或电压)的代数和(叠加)。在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点:(1)叠加定理只能用于计算线性电路(即电路中的元件均为线性元件)的支路电流或电压(不能直接进行功率的叠加计算)；(2)电压源不作用时应视为短路，电流源不作用时应视为开路；(3)叠加时要注意电流或电压的参考方向，正确选取各分量的正负号。作业：10实验四：电阻、直流电压测试实验11复习与测验测验采用抽签口答的形式进行口答试题：1.安全电压是多少？通过人体的电流超过多少时有危险？（30V以下 50mA）2.电路的基本物理量有哪些？3.电流是怎样形成的？其方向是怎样规定的？其单位有哪些？4.什么是电压？其方向是怎样规定的？其单位有哪

27、些？5.电功率和电能的单位分别有哪些？6.电路的基本组成有哪些？7.电路的功能有哪些？8.电路的工作状态有哪些？9.什么是串联电路？其特点有哪些？10.什么是并联电路？其特点有哪些？11.什么是欧姆定律？写出其表达式。12.模拟万用表和数字万用表有何区别？13.数字万用表有哪些基本功能？14.怎样测试电阻为800欧姆的电阻？15.怎样测试电压为12V的直流电压？16.电路基本元件有哪些？各有什么功能？17.电阻元件的电阻与哪些因素有关？与涌过电阻的电流和电压是否有关？若有是什么关系？18.电容器的电容与哪些因素有关？与涌过电阻的电流和电压是否有关？若有是什么关系？19.线圈的电感与涌过电阻的电

28、流和电压是否有关？若有是什么关系？20.纯电容并联电路的特点有哪些？21.纯电容串联电路的特点有哪些？22.什么是支路？图中有几条支路？23.什么是节点？图中有几个节点？24.什么是回路？图中有几个回路？25.基尔霍夫电流定律内容是什么？举例说明。26.基尔霍夫电压定律内容是什么？举例说明。27.如图，可列出多少个独立的电流方程，多少个独立的电压方程？28.列出图中节点A的电流方程。29.列出图中指定回路的电压方程。12汽车专用示波器及使用1.汽车专用示波器组件主机次级点火测试夹：信号线、搭铁端口万用/示波测试表笔万用/示波测试夹爆振/磁电传感器滤波线搭铁线电瓶转接夹表笔转换线：信号线、搭铁端

29、口PC连接线2.主机面板及接线端口CH1：示波通道1/次级点火通道1CH2：示波通道2/次级点火通道2CH3-6：次级点火通道3-6(未用)LINK：外接电源联机通信F1-F4：对应屏幕功能POWER（ON/OFF）：电源开关。按下1s以上LIGHT：显示屏背景灯光HELP：帮助（未用）INSERT：插入文本DELETE：删除文本SAVE：保存测试数据和波形HOLD：锁定数据或波形NO：退出当前操作YES：确定当前操作箭头为选择键3.汽车专用示波器的功能1）次级点火分析功能2）简易示波器功能3）专用示波器功能4）数字电压表功能5）元件测试功能6）其它功能：波形回放、屏幕抓取、文件等4.汽车专用

30、示波器的使用方法（1）次级点火分析测试1）将搭铁线连接在次级点火测试夹的搭铁端口，另一端搭铁；并将次级点火测试夹连接到CH1-CH6上，将另一端依次夹在1-6分缸线上2）按POWER（ON/OFF）1s以上，打开电源，启动仪器3）通过上下键移动光标至“次级点火波形测试”，并按YES确认4）按MENU键显示菜单5）通过F1、F2、F3、F4分别选择单缸、多缸、条形图、效能，并按YES确认6）通过左右键移动光标选择量程设置、缸位设置、视角设置、时基设置、项目设置等，并按YES确认7）通过上下键移动光标选择量程、缸位、视角、时基、项目等,，并按YES确认8）观察并分析，通过NO键退出当前操作9）按P

31、OWER（ON/OFF）1s以上，关闭电源（2）简易示波器功能1）将搭铁线连接在万用/示波测试表笔的搭铁端口，另一端搭铁；并将万用/示波测试表笔连接到CH1或CH2上，将另一端连接到被测信号线上2）按POWER（ON/OFF）1s以上，打开电源，启动仪器3）通过上下键移动光标至“简易示波器”，并按YES确认4）按MENU键显示菜单，选择触发条件、保存等5）通过F1、F2、F3、F4分别选择1通道、2通道、双通道、分析，并按YES确认6）通过左右键移动光标选择游标A、游标B、显示结果等，并按YES确认7）通过上下左右键移动光标选择设置最大显示电压、最小显示电压、触发设置和时间设置等，并按YES确

32、认8）观察并分析，通过NO键退出当前操作9）按POWER（ON/OFF）1s以上，关闭电源（3）专用示波器功能1）将搭铁线连接在万用/示波测试表笔的搭铁端口，另一端搭铁；并将万用/示波测试表笔连接到CH1或CH2上，将另一端连接到被测信号线上2）按POWER（ON/OFF）1s以上，打开电源，启动仪器3）通过上下键移动光标至“专用示波器”，并按YES确认4）按MENU键显示菜单，选择触发条件、保存等5）通过F1、F2、F3、F4分别选择量程、零点、触发、分析，并按YES确认6）通过左右键移动光标选择通道1量程设置、时基设置、通道2量程设置、1通道零点、2通道零点、触发沿设置、触发通道设置、触发

33、电平设置、峰值捕捉设置、分析游标设置、结果等，并按YES确认7）通过上下左右键移动光标选择设置通道1量程、时基、通道2量程、1通道零点、2通道零点、触发沿、触发通道、触发电平置、峰值捕捉、分析游标等，并按YES确认8）观察并分析，通过NO键退出当前操作9）按POWER（ON/OFF）1s以上，关闭电源（4）数字电表功能1）将搭铁线连接在万用/示波测试表笔的搭铁端口，另一端搭铁；并将万用/示波测试表笔连接到CH1或CH2上，将另一端连接到被测信号线上2）按POWER（ON/OFF）1s以上，打开电源，启动仪器3）通过上下键移动光标至“数字电表”，并按YES确认4）按MENU键显示菜单，选择直流电

34、压、交流电压、峰值电压、频率、周期、占空比、正脉宽、负脉宽等测试项目，并按YES确认5）通过F1、F2、F3、F4分别选择通道1、通道2、双通道、计时，并按YES确认6）通过上下键移动光标选择直流电压、交流电压、峰值电压、频率、周期、占空比、正脉宽、负脉宽等测试项目，并按YES确认7）观察并分析，通过NO键退出当前操作8）按POWER（ON/OFF）1s以上，关闭电源（5）元件测试功能1）将搭铁线连接在万用/示波测试表笔的搭铁端口，另一端搭铁；并将万用/示波测试表笔连接到CH1或CH2上(必要时连接滤波线)，将另一端连接到被测信号线上2）按POWER（ON/OFF）1s以上，打开电源，启动仪器

35、3）通过上下键移动光标至“元件测试”，并按YES确认4）通过F1、F2、F3、F4分别选择测试项、提示、示波器、数字表，并按YES确认6）通过上下键和YES键移动光标选择测试器件、量程、时基、测试通道等7）观察并分析，通过NO键退出当前操作8）按POWER（ON/OFF）1s以上，关闭电源（6）其它功能：波形回放、屏幕抓取、文件等13实验五：汽车专用示波器的认识实验14正弦交流电路一、正弦交流量的表示方法1概念正弦交流电路是指含有正弦交流电源，其产生的电压和电流均随时间按正弦规律变化的电路2、正弦交流量的基本特征瞬时值：某时刻对应的正弦交流量。i、u、ei(t)=Imsin(wt+j0)u(t

36、)=Umsin(wt+j0)e(t)=Emsin(wt+j0)式中，Im、Um、Em分别叫做交流电流、电压、电动势的振幅(也叫做峰值或最大值)，电流的单位为安培(A)，电压和电动势的单位为伏特(V)；w叫做交流电的角频率，单位为弧度/秒(rad/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；ji0、ju0、je0分别叫做电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为弧度rad或度(°)，它表示初始时刻(t=0时)正弦交流电所处的电角度。最大值：正弦交流量最大的瞬时值。Im、Um、Em有效值：根据交、直流电流热效应相等而确定的值。I、U、E3、正弦交流量的三要素1）频率：正弦交流量一秒钟内重复

37、变化的次数。f、赫兹（Hz）我国50Hz、日本60Hz周期：是指正弦交流量变化一次所用的时间。T、秒（s）角频率是指正弦交流量一秒钟内变化的相位角。、(弧度)rad/s=2f=2/T2）最大值：3）初相位：在t=0时，正弦交流量所对应的相位角。j，-180<j<=180，t=0正弦交流量为正时j为正，t=0正弦交流量为负时j为负相位：正弦量任意时刻所对应的电位角相位差：两个正弦量某时刻的相位之差4.正弦交流量的表示法1）解析式表示法i(t)=Imsin(wt+ji0)u(t)=Umsin(wt+ju0)e(t)=Emsin(wt+je0)图7-2正弦交流电的波形图举例例如已知某正弦

38、交流电流的最大值是2A，频率为100Hz，设初相位为60°，则该电流的瞬时表达式为i(t)=2sin(628t+60°)2）波形图表示法图7-2给出了不同初相角的正弦交流电的波形图。图7-3正弦量的振幅相量图举例3）相量图表示法正弦量可以用振幅相量或有效值相量表示，但通常用有效值相量表示。（1）振幅（最大值）相量表示法图7-4正弦量的有效值相量图举例振幅相量表示法是用正弦量的振幅值做为相量的模(大小)、用初相角做为相量的幅角，例如有三个正弦量为e=60sin(wt+60°)Vu=30sin(wt+30°)Vi=5sin(wt-30°)A则它们的

39、振幅相量图如图7-3所示。（2）有效值相量表示法有效值相量表示法是用正弦量的有效值做为相量的模(长度大小)、仍用初相角做为相量的幅角，例如则它们的有效值相量图如图7-4所示。二、单一参数的交流电路1.纯电阻电路只含有电阻元件的交流电路叫做纯电阻电路。图8-1电阻电压u与电流i的波形图和相量图i=Isin(wt+j)u=Usin(wt+j)这说明，正弦交流电压和电流的有效值之间也满足欧姆定律。电阻的两端电压u与通过它的电流i同相2.纯电感电路只含直流电阻和分布电容可以忽略的电感线圈的交流电路叫做纯电感电路。反映电感对交流电流阻碍作用程度的参数叫做感抗。欧姆(W)XL=wL=2pfL自感系数L的国

40、际单位制是亨利(H)，常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(mH)，纳亨(nH)等，采用千进制。用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫做低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫做高频扼流圈。i=Isinwt+j)u=Usinwt+(j+900)电感电压比电流超前90°(或p/2)，即电感电流比电压滞后90°3.纯电容电路只含介质耗损和分布电感可以忽略的电容的交流电路叫做纯电容电路。反映电容对交流电流阻碍作用程度的参数叫做容抗。欧姆(W)用于“通交流、隔直流”的电容叫做隔直电容器；用于“通高频、阻低频”将高频电流成分滤除的电容叫做高频旁路电容器。在电路中的交流电流与电容两端电压

41、的变化率成正比。i=Cdu/dtu=Usin(wt+j)i=Isinwt+(j+900)电容电流比电压超前90°(或p/2)，即电容电压比电流滞后90°三、RLC串联交流电路设电路中电流为i=Imsin(wt)则根据R、L、C的基本特性可得各元件的两端电压：uR=RImsin(wt)，uL=XLImsin(wt+90°)，uC=XCImsin(wt-90°)根据基尔霍夫电压定律(KVL)，在任一时刻总电压u的瞬时值为u=uR+uL+uC作出相量图，如图8-5所示，并得到各电压之间的大小关系为上式又称为电压三角形关系式。由于UR=RI，UL=XLI，UC=

42、XCI，可得令上式称为阻抗三角形关系式，|Z|叫做R-L-C串联电路的阻抗，其中X=XL-XC叫做电抗。阻抗和电抗的单位均是欧姆(W)。阻抗三角形的关系如图8-6所示。由相量图可以看出总电压与电流的相位差（阻抗角）为根据总电压与电流的相位差(即阻抗角j)不同，将电路分为三种性质。1）感性电路：当X>0时，即XL>XC，j>0，电压u比电流i超前j，称电路呈感性；2）容性电路：当X<0时，即XL<XC，j<0，电压u比电流i滞后|j|，称电路呈容性；3）谐振电路：当X=0时，即XL=XC，j=0，电压u与电流i同相，称电路呈电阻性，电路处于这种状态时，叫做谐振

43、状态，此时：谐振频率为谐振频率f0只由电路中的电感L与电容C决定，是电路中的固有参数，所以通常将谐振频率f0叫做固有频率。串联谐振电路的特点（1）电路的阻抗最小，电路呈电阻性|Z|=R（2）电流呈现最大（3）电感L与电容C上的电压大小相等，方向相反。4.串联谐振电路的功率（1）瞬时功率P（2）有功功率P与功率因数l瞬时功率在一个周期内的平均值叫做平均功率，它反映了交流电路中实际消耗的功率，所以又叫做有功功率，用P表示，单位是瓦特(W)。=UIcosj=UIll=cosj（3）视在功率S在交流电路中，电源电压有效值与总电流有效值的乘积(UI)叫做视在功率，用S表示，单位是伏安(VA)。S代表了交

44、流电源可以向电路提供的最大功率，又称为电源的功率容量。S=UIl=P/S电路的功率因数能够表示出电路实际消耗功率占电源总功率的多少。特性名称电阻R电感L电容C阻抗特性阻抗电阻R感抗XL=wL容抗XC=1/(wC)直流特性呈现一定的阻碍作用通直流(相当于短路)隔直流(相当于开路)交流特性呈现一定的阻碍作用通低频，阻高频通高频，阻低频伏安关系大小关系UR=RIRUL=XLILUC=XCIC相位关系(电压与电流相位差)jui=0°jui=90°jui=-90°功率情况耗能元件，存在有功功率PR=URIR(W)储能元件(PL=0)，存在无功功率QL=ULIL(Var)储能

45、元件(PC=0)，存在无功功率QC=UCIC(Var)内容R-L-C串联电路R-L-C并联电路等效阻抗阻抗大小阻抗角j=arctan(X/R)j=-arctan(B/G)电压或电流关系大小关系电路性质感性电路XL>XC，UL>UC，j>0XL<XC，IL>IC，j>0容性电路XL<XC，UL<UC，j<0XL>XC，IL<IC，j<0谐振电路XL=XC，UL=UC，j=0XL=XC，IL=IC，=0功率有功功率P=I2R=UIcosj(W)P=U2G=UIcosj(W)无功功率Q=I2X=UIsinj(Var)Q=U2B=

46、UIsinj(Var)视在功率R-L-C串联谐振电路R-L-C并联谐振电路谐振条件XL=XCXL»XC谐振频率谐振阻抗谐振电流品质因数元件上电压或电流UL=UC=QU，UR=UIL»IC»QI0通频带失谐时阻抗性质f>f0时，呈感性；f<f0时，呈容性。f>f0时，呈容性；f<f0时，呈感性。对电源的要求适用于低内阻的信号源适用于高内阻的信号源提高感性负载(R-L)功率因数的方法，是用适当容量的电容器与感性负载并联。对于额定电压为U、额定功率为P、工作频率为f的感性负载来说，将功率因数从l1=cosj1提高到l2=cosj2，所需并联的电容

47、为其中j1=arccosl1，j2=arccosl2，且j1>j2，l1<l2。15三相交流电路1.概念由三个频率、幅值相等，彼此相位互差120度的单相交流电源构成的电路。第一相(U相)电动势：e1=Emsin(wt)第二相(V相)电动势：e2=Emsin(wt-120°)第三相(W相)电动势：e3=Emsin(wt+120°)显然，有e1+e2+e3=0图10-2三相绕组的星形接法2.三相电源的连接方法1）星形（Y）连接三根相线（火线）U1、V1、W1，一根中线（零线）N(U2、V2、W2连在一起)。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压

48、配电中采用)相电压：相线与中线的电压。有效值UpU1=U2=U3=Up线电压：相线与相线的电压。有效值ULU12=U23=U31=UL=Up线电压比相应的相电压超前30°2）三角形(形)连接三根相线（火线）,将V1与U2、W1与V2、U1与W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线向外送电，没有中线（零线）。相电压与线电压相等UL=Up这种没有中线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。3、三相负载的连接方法1）星形（Y）连接将三相负载分别接在三相电源的一根相线（火线和中线（零线）之间。相电压：Up线电压：ULUL=Up相电流：有效值Ip线电流：有效值IlIp=Il中线电流：

49、0对于对称负载星形（Y）连接可省略中线2）三角形连接将三相负载分别接在三相电源的二根相线之间相电压：Up线电压：ULUL=Up相电流：线电流：对于对称负载星形（Y）连接：Il=Ip，相位滞后3003）三相电路的功率三相负载的等于各相功率之和，即P=P1+P2+P3在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以总有功功率为其中j为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。三相电路的视在功率为三相电路的无功功率为三相电路的功率因数为16实验六：交流电压测试实验17二极管整流电路和滤波电路一、三、二极管的作用及特性1.半导体：

50、导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。如硅、锗N型半导体：在硅或锗的基片中掺入少量的砷、锑或磷等后具备很多自由电子P型半导体：在硅或锗的基片中掺入少量的镓、铟或铝等后原子周围存在很多电子脱离后形成的空穴。2.PN结将N型半导体和P型半导体连接起来就形成了二极管，N型半导体和P型半导体的连接处称为PN结3.二极管的作用单向导电性，常用于检波、整流和数字电路中4.分类、符号按材料分为：硅管、锗管按结构分为：点接触型用于高频电路和小电流的整流或数字电路的开关元件面接触型用于低频电路和大电流的整流5.特性及使用参数P161）伏安特性正向特性：“死区电压”。锗管0.5V、硅管0.3V，大于此电压导通反向特

51、性：截止。“反向击穿电压”，大于此电压普通二极管损坏2）使用参数最大整流电流、最高反向电压、最大反向电流、最高工作频率6.特殊二极管1)整流二极管将交流电转换为直流电。串联在电路中2)稳压二极管稳压保护。并联反向偏置在电路中3)发光二极管LED。用作显示装置，具有会发光、耗电少、工作电压低、寿命长价廉等优点4)光电二极管二极管的反向电流随光照强度增大而增大。串联反向偏置二、整流与滤波电路1.单相半波整流电路的工作原理及主要参数u1aTDRLu0ifbuo输出电压平均值（U0）：输出电压平均值（U0）：二极管上承受的最高电压：2.单相全波整流电路u1u2TD4D2D1D3RLu0-+u2uD1u

52、D3uD2uD4uo整流输出电压平均值（U0）：负载上的(平均)电流:3.三相桥式全波整流电路及其波形图负载电压的平均值为：负载电流的平均值为：流过每个管子的平均电流为：每个二极管所承受的最高反向电压为：4.滤波电路bRLSCD4D3D1D2u1u2au0u0t近似估算:A）桥式整流电容滤波U0=1.2U2B）半波整流电容滤波U0=U218三极管的作用和特性1三极管的作用放大、开关2分类按工作频率分为：高频管、低频管按功率分为：大功率管、小功率管按材料分为：锗管、硅管按内部结构分为：NPN型、PNP型3结构及符号1）结构基极b、集电极c、发射极e三极管有严格的生产工艺要求，不能用两只二极管简单

53、的来代替三极管。三极管放大时必须的内部条件：a）发射区杂质浓度>>基区>>集电区b）基区很薄2）符号4.三极管的伏安安特性曲线1）输入特性曲线：2）输出特性曲线：（1）放大状态及条件：发射极正偏、集电极反偏对于NPN：Vc>Vb>Ve；对于PNP：Vc<Vb<Ve（2）截止状态（关）及条件：发射极反偏、集电极反偏对于NPN：Vb<Vc,Vb<Ve；对于PNP：Vb>Vc,Vb>Ve（3）饱和状态（开）及条件：发射极正偏、集电极正偏对于NPN：Vb>Vc,Vb>Ve；对于PNP：Vb<Vc,Vb<Ve5.三极管的的主要参数1）电流放大系数：iC=iB2）极间反向电流iCBO、iCEO：iCEO=（1+）iCBO3）极限参数（1）集电极最大允许电流I