汽车电工电子技术基础学习教案

1、会计学1汽车电工电子技术汽车电工电子技术(jsh)基础基础第一页，共78页。 直流电路直流电路1正弦交流电路正弦交流电路2三相交流电路三相交流电路3电磁学的应用电磁学的应用4第1页/共78页第二页，共78页。发电机与电动机发电机与电动机5安全用电安全用电6半导体二极管半导体二极管7晶体管的应用晶体管的应用8第2页/共78页第三页，共78页。 集成运算放大器及其应用集成运算放大器及其应用9 数字电路基础数字电路基础10第3页/共78页第四页，共78页。汽车汽车(qch)工程工程学院学院第4页/共78页第五页，共78页。知识目标知识目标 1.电路的组成及各个部分的作用电路的组成及各个部分的作用 2

2、.能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算能够应用基尔霍夫定律进行复杂电路计算能力目标能力目标 1.能用万用表测量电路中电阻、电压能用万用表测量电路中电阻、电压(diny)及及电流值电流值 2.解决直流电路中的连结问题解决直流电路中的连结问题第5页/共78页第六页，共78页。电路及其组成电路及其组成 1电压源与电流源的等效变电压源与电流源的等效变化化 2电路分析计算电路分析计算3电路的暂态分析电路的暂态分析 4第6页/共78页第七页，共78页。电路是电流的通路，它是为了实现某种功能，由各种电气设备和器电路是电流的通路，它是为了实现某种功能，由各种电气设备和器件，按一定方式互相件，按一定方式互相(h

3、 xing)连接的电流通路。连接的电流通路。导线导线(doxin)电阻电阻电源电源电路主要物理量电路主要物理量电流电流电压电压电位和电动势电位和电动势第7页/共78页第八页，共78页。第8页/共78页第九页，共78页。Communal Voice定义定义(dngy)所谓电流就是单位时间所谓电流就是单位时间(shjin)内通过导体某一横截面的电荷量。内通过导体某一横截面的电荷量。i= dq/ dtI=Q/t直流直流 在国际单位制（在国际单位制（SI)中，规定电流的单位是安培（中，规定电流的单位是安培（A）。）。第9页/共78页第十页，共78页。第10页/共78页第十一页，共78页。第11页/共7

4、8页第十二页，共78页。定义定义(dngy)直流电路直流电路第12页/共78页第十三页，共78页。方向方向(fngxing)一致，一致，U0方向方向(fngxing)不一致，不一致，U100mAOCBW1W2W3 电位定义电位定义 电场力把单位正电荷从电路电场力把单位正电荷从电路(dinl)中某点移动到参考点所中某点移动到参考点所做的功，用大写字母做的功，用大写字母V表示表示 。 参考点参考点 在电路中选定某一点在电路中选定某一点A为电位为电位(din wi)参考点，就是规定该点的参考点，就是规定该点的电位电位(din wi)为零为零 第15页/共78页第十六页，共78页。第16页/共78页第

5、十七页，共78页。定义定义(dngy)在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功部移送到正极时所做的功电动势用字母电动势用字母E来表示，单位也是伏特（来表示，单位也是伏特（V）方向方向(fngxing) 在电源内部由低电位指向高电位端在电源内部由低电位指向高电位端第17页/共78页第十八页，共78页。l电源电源(dinyun)l中间环节中间环节l负载负载(fzi)第18页/共78页第十九页，共78页。供应电能的设备供应电能的设备，它能将非电形，它能将非电形式的能量式的能量(nngling)，如，如机械能

6、、化学能机械能、化学能转换电能。转换电能。第19页/共78页第二十页，共78页。导线导线(doxin)的的面积面积导线导线(doxin)(doxin)标称截面是经过换算的线心截面积，而不是实际几何面积。标称截面是经过换算的线心截面积，而不是实际几何面积。汽车常用的导线汽车常用的导线 1低压导线低压导线2 2高压导线高压导线在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称在汽车点火线圈至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称高压线。高压线。 第20页/共78页第二十一页，共78页。第21页/共78页第二十二页，共78页。标称截面积标称截面积/mm/mm2 2用用 途途0.50.5尾灯、顶灯、指

7、示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油尾灯、顶灯、指示灯、仪表灯、牌照灯、刮水器、时钟、燃油表、水温表、油压表等电路表、水温表、油压表等电路0.80.8转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路转向灯、制动灯、停车灯、断电器等电路1.01.0前照灯、电喇叭（前照灯、电喇叭（3 A3 A以下）电路以下）电路1.51.5前照灯、电喇叭（前照灯、电喇叭（3 A3 A以上）电路以上）电路1.51.54.04.0其它其它5 A5 A以上电路以上电路4 46 6柴油车电热塞电路柴油车电热塞电路6 62525电源电路电源电路16169595起动电路起动电路第22页/共78页第二十三页，共78页。导线导线(dox

8、in)颜色颜色 第23页/共78页第二十四页，共78页。电容电容(dinrng)电感电感(din n)电阻电阻第24页/共78页第二十五页，共78页。 u=Ri定义定义(dngy)第25页/共78页第二十六页，共78页。 在关联参考方向下，若在关联参考方向下，若R=u/i为常数，也称其为线性电阻为常数，也称其为线性电阻(dinz)，其伏，其伏安特性曲线如下图安特性曲线如下图 特性特性(txng)曲线曲线第26页/共78页第二十七页，共78页。20%10%5、%1%5 . 0%2 . 0%1 . 0、 按阻值按阻值(z zh)分：固定电阻，可变电阻分：固定电阻，可变电阻 按材料分：碳膜电阻按材料

9、分：碳膜电阻 ，金属膜电阻，线绕电阻，金属膜电阻，线绕电阻 按功率分：按功率分：1/16W, 1/8W等额定功率的电阻等额定功率的电阻 按精确度分：按精确度分： 等普通电阻，等普通电阻， 等精密电阻等精密电阻 分类分类(fn li)第27页/共78页第二十八页，共78页。第28页/共78页第二十九页，共78页。电阻值的标识电阻值的标识(biozh)第29页/共78页第三十页，共78页。第30页/共78页第三十一页，共78页。 uqC 第31页/共78页第三十二页，共78页。dtduCdtdqi2021CuCuduWuC第32页/共78页第三十三页，共78页。第33页/共78页第三十四页，共78

10、页。iL第34页/共78页第三十五页，共78页。 dtdiLeuL 第35页/共78页第三十六页，共78页。 2021LiLidiWiL 第36页/共78页第三十七页，共78页。右手定则右手定则 用右手握线圈，手指沿着电流用右手握线圈，手指沿着电流(dinli)流动的方向，大拇指便指流动的方向，大拇指便指向向N极。极。 第37页/共78页第三十八页，共78页。电阻式温度传感器的一种，分正温度系数电阻式温度传感器的一种，分正温度系数(xsh)热敏电阻与负温度系热敏电阻与负温度系数数(xsh)热敏电阻两种。热敏电阻两种。 热敏电阻热敏电阻(r mn din z)例：冷却水温度传感器例：冷却水温度传

11、感器 ：其特性曲线：其特性曲线(qxin)如下图如下图 第38页/共78页第三十九页，共78页。电压电压(diny)源源一个直流稳压电源在一定的电流一个直流稳压电源在一定的电流(dinli)(dinli)范围内，具有很小的内阻。常范围内，具有很小的内阻。常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流(dinli)(dinli)而变而变。定义定义USui0伏安特性曲线伏安特性曲线第39页/共78页第四十页，共78页。 1.端电压始终(shzhng)恒定，等于直流电压 。特点特点(tdin)2.输出电流输出电流(dinli)是任意的，即随负载

12、（外电路）是任意的，即随负载（外电路） 的改变的改变而改变。而改变。电路符号电路符号USus+_IR5V第40页/共78页第四十一页，共78页。RLUSUO+_+_电路电路(dinl)理想理想(lxing)电压源电压源IRUS实际实际(shj)电压源电压源USui0U = US -IR0其实其实，理想电压源也不存在。理想电压源也不存在。第41页/共78页第四十二页，共78页。电流电流(dinli)源源定义定义(dngy)一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想(lxing)的电流源，即其输出电流不随负载两端的电压（亦即负载的电

13、流源，即其输出电流不随负载两端的电压（亦即负载的电阻值）而变。的电阻值）而变。ISui0伏安特性曲线伏安特性曲线第42页/共78页第四十三页，共78页。特点特点(tdin)1.输出输出(shch)电流恒定不变电流恒定不变2.端电压是任意端电压是任意(rny)的的,即随负载不同而不同即随负载不同而不同电路符号电路符号iSUIR1A第43页/共78页第四十四页，共78页。I I = = I IS S- -I IR R0 0第1章R0IR0Isba-+UIOUIIS电路电路(dinl)第44页/共78页第四十五页，共78页。实际电流实际电流(dinli)源产生源产生由稳流电子设备产生，有些电子器件输

14、出具备电流源特性，如由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载晶体管的集电极电流与负载(fzi)无关；光电池在一定光线照无关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。射下光电池被激发产生一定值的电流等。第45页/共78页第四十六页，共78页。等效等效(dn xio)变换变换电压电压(diny)源源电流电流(dinli)源源U = Us IR0U = IR0RIRO= ( Is I ) R= Is R I RRRR=R0第46页/共78页第四十七页，共78页。说明说明(shumng)1）电压源模型与电流源模型互换前后电流的方向）电压源模型与电流源

15、模型互换前后电流的方向(fngxing)保持保持不变，不变， 即即IS和和Us方向方向(fngxing)一致。一致。2）所谓）所谓(suwi)“等效等效”是指是指“对外电路对外电路”等效（即对外电等效（即对外电路的伏路的伏 安特性一致），对于电源内部并不一定等效。安特性一致），对于电源内部并不一定等效。第47页/共78页第四十八页，共78页。基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律，是分析基尔霍夫定律分为电流定律和电压定律，是分析(fnx)电路的重要电路的重要基础。基础。第48页/共78页第四十九页，共78页。条支路）表示第（ki0ikk基尔霍夫电流基尔霍夫电流(dinli)定律（定律（KCL）第4

16、9页/共78页第五十页，共78页。I1I3I2因此，基尔霍夫电流定律也可叙述为：在任一瞬时，电路中流入任一节点因此，基尔霍夫电流定律也可叙述为：在任一瞬时，电路中流入任一节点的所有的所有(suyu)电流的代数和等于零。流入节点时取正号，流出节电流的代数和等于零。流入节点时取正号，流出节点时取负号。点时取负号。 流出时，电流符号则相反。流出时，电流符号则相反。第50页/共78页第五十一页，共78页。I1I2I3解：根据图示的电流解：根据图示的电流(dinli)参考方向，应用基尔霍夫电流参考方向，应用基尔霍夫电流(dinli)定律定律有有 I1+I2=I3 I3=I1+I2 =5+（-2） =3A

17、 第51页/共78页第五十二页，共78页。基尔霍夫电压基尔霍夫电压(diny)定律（定律（KVL）如图所示，应用如图所示，应用(yngyng)kvl有：有： U1+U4=U2+U3 U1-U2-U3+U4=0 U=0 因此，因此，KVL也可以描述为也可以描述为:在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路在任一瞬时，沿任一闭合回路绕行一周，回路中各部分电压的代数和恒等于零。若中各部分电压的代数和恒等于零。若电位升取正号电位升取正号，则，则电位降就电位降就取取负号负号第52页/共78页第五十三页，共78页。第53页/共78页第五十四页，共78页。1432UUUUU3214UUUUVU38)4(154

18、023UUUACVUUUAC12)4(823沿沿ACBA回路，应用基尔霍夫电压回路，应用基尔霍夫电压(diny)定律可列出：定律可列出：第54页/共78页第五十五页，共78页。第55页/共78页第五十六页，共78页。0URIEAREUI8 . 05128电流是负值，即其实际方向与图示参考电流是负值，即其实际方向与图示参考(cnko)方向相反。方向相反。第56页/共78页第五十七页，共78页。基尔霍夫定律基尔霍夫定律(dngl)在电路分析计算中的应用在电路分析计算中的应用第57页/共78页第五十八页，共78页。第58页/共78页第五十九页，共78页。第59页/共78页第六十页，共78页。l（2）

19、节点数）节点数n=4，可列出，可列出ln-1个独立个独立(dl)的节点方程的节点方程。对节。对节l点点1，2，3列列kcl有：有：000653432621iiiiiiiii第60页/共78页第六十一页，共78页。066332225544331442211RiRiRiuRiRiRiuRiRiRiSS第61页/共78页第六十二页，共78页。000653432621iiiiiiiii066332225544331442211RiRiRiuRiRiRiuRiRiRiSS第62页/共78页第六十三页，共78页。第63页/共78页第六十四页，共78页。第64页/共78页第六十五页，共78页。W 25276

20、)(P21W 1127) 4(P23W 4411)2(P22第65页/共78页第六十六页，共78页。在自然界中，各种事物的运动过程通常在自然界中，各种事物的运动过程通常(tngchng)(tngchng)都存在稳定状都存在稳定状态和过渡状态。态和过渡状态。 稳态：稳态：在一定条件下的稳定在一定条件下的稳定(wndng)(wndng)状态，简称稳态。状态，简称稳态。 过渡过程：过渡过程： 当条件改变时，它将从一种稳态转变到另一种新的稳态，当条件改变时，它将从一种稳态转变到另一种新的稳态，这是需要一定时间的，这个转变过程称为过渡过程。这是需要一定时间的，这个转变过程称为过渡过程。 第66页/共78

21、页第六十七页，共78页。C+SR,0 Ci0Cu CuU稳态稳态otCu暂态暂态第67页/共78页第六十八页，共78页。暂态过程的必要条件暂态过程的必要条件(b yo tio jin)：换路换路: : 电路状态的改变，电路接通、切断、电路状态的改变，电路接通、切断、 短路短路(dunl)(dunl)、电压改变或参数改变电压改变或参数改变(1) 电路中含有储能电路中含有储能(ch nn)元件元件 (内因内因)(2) 电路发生换路电路发生换路 (外因外因)第68页/共78页第六十九页，共78页。换路定则换路定则(dn z)换路定则换路定则(dn z)(dn z)： 在换路瞬间，电感在换路瞬间，电感

22、(din n)电流电流 和电容电压和电容电压 不能跃变不能跃变 cuLi 设：设：t=0 表示换路瞬间表示换路瞬间 (定为计时起点定为计时起点) t=0- 表示换路前的终了瞬间表示换路前的终了瞬间 t=0+表示换路后的初始瞬间（初始值）表示换路后的初始瞬间（初始值）)0()0( LL )0()0( CCuu注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中注：换路定则仅用于换路瞬间来确定暂态过程中 uC、 iL初始值。初始值。 第69页/共78页第七十页，共78页。求解求解(qi ji)要点：要点：1) 先由先由t =0-的电路的电路(dinl)求出求出 uC ( 0 ) 、iL ( 0 )； 2)

23、根据根据(gnj)换路定律求出换路定律求出 uC( 0+)、iL ( 0+) 。第70页/共78页第七十一页，共78页。叠加原理叠加原理(yunl) (yunl) 在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得得(su d)结果的代数和。结果的代数和。概念概念(ginin):第71页/共78页第七十二页，共78页。IIIIII I II333222111 +BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_原电路原电路I2R1I1R2ABU2I3R3+_U2单独作用单独作用+_AU1BI2R1I1R2I3R3U1单独作用单独作用叠加原理叠加原理(yunl)(yunl)“恒压源不起作用恒压源不起作用”或或“令其等于令其等于0”，即是将此，即是将此恒压源去掉，代之以导线恒压源去掉，代之以导线(doxin)连接。连接。第72页/共78页第七十三页，共78页。BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I22 6 AB7.2V3 +_+_A12VBI22 6 3 已知：已