电气课程-电学基础

汽车电气系统-电学基础主讲人：王立志课时安排：3课时课程目标了解电的基础知识理解电压、电流、电阻、电磁熟悉二极管、三极管、电容掌握汽车电路特点及常见故障2、电压、电流、电阻、电磁1、电的基础知识3、汽车上的电子元件4、汽车电路课程目录3电的特性导体、绝缘体、半导体电的定义电的基础知识21电学基础1、电的定义：电的基础知识物质由原子组成的。原子又是由：质子（正电）中子（中性）电子（负电）。电无法被看到、听到或闻到。所有物体都带电，但多数是处于电的平衡状态。电的基础知识电子的移动（外力作用下），产生了电的不平衡。失去电子的带正电，得到电子的带负电；另外。电还具有同性相斥，异性相吸的特性；1、质子与电子——（）2、质子与质子——（）3、电子与电子——（）2、电的特性：电的基础知识导体的原子结构允许其电子比较容易地流动，（如：导线）绝缘体的原子结构阻碍电子的流动，（如：导线外的绝缘层）3、导体、绝缘体、半导体半导体：只在特定的条件下才允许电子的流动。4电阻电磁电流电的基础知识31电学基础电压2电流≈水流电流、电压、电阻、电磁电流的定义电流、电压、电阻、电磁电子沿连续的通道流动被称为电流（I）。电流以安培（A）或者安为计量单位。安培表示在一定的时间间隔内有多少电子流过了一个连续的通道。流过一个连续通道的电子数量越多，安培数或电流就越大。电流的方向电流、电压、电阻、电磁关于电流的方向有两种不同的表述。传统理论认为电流从正极流到负极。电子理论认为电流是从负极流到正极的。电流的形式电流、电压、电阻、电磁直流电（DC）电流恒定地沿单一的固定方向流动交流电（AC）电流保持一种交替变换的方向电流的形式电流、电压、电阻、电磁脉冲信号在现代汽车电控技术中利用越来越多，比如：轮速传感器信号、占空比控制等等。脉冲直流电电子恒定地沿单一的固定方向断续流动。电压的定义电流、电压、电阻、电磁电子的移动

用于从原子的轨道上推出或者拉出电子的作用力被称为电动势（E）。电动势的测量值被称为电压，单位是伏特（V）。通常会将电动势视为电压电压是一种压力电流、电压、电阻、电磁电压（电动势）就是一种推动“电子”移动的力——异性电荷的相互吸引。12伏0伏注意：电始终从高电压处流向低电压处。电压的产生电流、电压、电阻、电磁获得电压的方式：静电、化学能、机械能。静电放电电流、电压、电阻、电磁静电放电会对固态组件产生危害。静电放电是由于静电积聚造成的。如果你接触固态电气元件，静电放电可轻易损坏电气设备，同时使设备失效。并非所有对静电放电敏感的电器元件上都贴有静电放电（ESD）符号。为防止意外损坏，在处理电器元件时应格外小心。电阻的定义电流、电压、电阻、电磁电阻（R）是导体对“电子”流动的反抗（阻力），以欧姆（Ω）为计量单位。电阻增加时，电路中的电流数量就会减少。如果电阻值降低，电流就会增加。电阻的影响因素电流、电压、电阻、电磁材料：直径和长度：导线的状态：欧姆定律电流、电压、电阻、电磁欧姆定律是表示电流、电压、电阻三者关系的计算公式：1、假定电阻不变，则当电压增加时，电流就加大；而当电压降低时，电流就减少。2、假定电压不变化，则当电阻增加时，电流就减少；而当电阻减小时，电流就增加。电压、电流、电阻、电磁电磁电磁：主要指的是电与磁的关系，在汽车中应用广泛，比如：继电器、点火线圈、发电机、起动机、电磁阀电磁式传感器等电压、电流、电阻、电磁电和磁的关系当电流在导体中流动时，导体周围会产生一个微弱的磁场。反过来，当导线处于变化的磁场中时，磁也会使导体产生电流。电压、电流、电阻、电磁电磁线圈当电流流过一个环形的线圈时，磁场就会变得集中，并且磁场带有极性。中间加入能降低磁阻的铁芯后（使磁力增加），就变成了电磁体。继电器就是依据此原理设计的。电压、电流、电阻、电磁电磁线圈电磁体的强弱与线圈匝数、电流强弱有关。电压、电流、电阻、电磁电磁感应导线垂直切割磁场时会引起电流在一个方向上的流动。当导线的运动方向相反时，感应电流的方向也会相反，这就产生了方向改变的电流。交流发电机就是依据此原理。电压、电流、电阻、电磁电磁感应影响电磁感应的因素电压、电流、电阻、电磁互感电压一个线圈磁场的变化会使邻近的其它线圈产生感应电压。这个过程被称为互感。这些线圈互相之间是紧靠在一起的，因此一个线圈的电压变化会被感应到邻近的线圈中去。点火线圈就是依据此工作原理。3三极管电容器二极管电的基础知识21电学基础汽车中常见的电子元件二极管二极管是最简单的半导体类型。它们在一个方向具有低电阻，而在另外一个方向上具有高电阻。也就是说，二极管允许电流在一个方向流动，而阻止电流在另外一个方向流动。二极管是由一个P型的材料和一个N型的材料构成的。正的一侧是阳极，负的一侧称为阴极。正的一侧与负的一侧相遇的位置被称为P-N结。汽车中常见的电子元件二极管的应用汽车中使用二极管的类型有很多种，包括：齐纳（稳压）二极管——电压调节器发光二极管——各类报警灯整流二极管——发电机整流二极管汽车中常见的电子元件晶体管晶体管有三个接出来的端点，所以便被形象的命名为“三极管”。它通过在其两端之间变化的电压或者电流来开关、放大或振荡电信号。原理就是小电流控制大电流，作用类似于继电器。晶体管通常使用在电子控制模块上，作为信号放大器或电路控制器。比如：点火线圈的控制、喷油器的控制。汽车中常见的电子元件晶体管的类型晶体管有两种类型，一种是NPN型，另一种是PNP型。在晶体管标示图形上的箭头总是指向电流的方向。在PNP型晶体管上，箭头指向基极。在NPN型晶体管上，箭头从基极指向外。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。汽车中常见的电子元件电容器电容器，通常是指容纳电荷的容器，蓄电池就是一个大的电容器。汽车中常见的电子元件电容器的应用电容在汽车中通常作为电压缓冲器来防止电路中电压的波动。当线圈断开的瞬间，可会产生一个自感电动势，电容此时可吸收电压波动以防止其损坏电路中敏感元件。在电路图中电容的表示符号。备注：

在汽车上，电容通常作为电器部件整体的一部分。包含电容的部件一般不可维修，只能整体更换。汽车中常见的电子元件电容器的结构电容器内部由金属极板构成。普通电容充电时既可以在负极充电也可以在正极充电，但电解电容器除外。电解电容器汽车中常见的电子元件电容器的注意事项有些电容在电源断开后，电压可以维持一段时间。比如：电源断开后，安全气囊系统中的电压能够保持数分钟。所以，为避免安全气囊意外展开，电容放电过程中不得在系统上进行任何操作。汽车中常见的电子元件电容器的注意事项有些电容在电源断开后，电压可以维持一段时间。比如：电源断开后，安全气囊系统中的电压能够保持数分钟。所以，为避免安全气囊意外展开，电容放电过程中不得在系统上进行任何操作。4电路的状态汽车电路常见故障电路的构成电的基础知识31电学基础电路的类型2汽车电路电路的构成电路是指电流流经的回路，通常一个完整的汽车电路将包括：电源保护装置控制装置用电设备（负载）线束汽车电路汽车电路中的电源电源为整个电路中的元器件提供电压，在汽车上使用的电源是蓄电池和发电机。注意：两者为并联关系汽车电路汽车电路中的保护装置汽车上使用的电路保护器有保险丝、断路器和易熔线，在电路出现过大电流时，电路保护器能保护电路。保险丝断路器易熔线汽车电路汽车电路中的控制装置汽车电路中的控制装置用于接通、中断电路或者改变电路中的电流值。汽车上常用的电路控制装置有：继电器、按钮开关、拔动开关、可变电阻器汽车电路汽车电路中的负载汽车电路中任何需要消耗电能的装置都称为负载，例如：灯泡、喇叭、电机等。在任何电路中，负载总是具有一定的电阻，（没有电阻将会造成短路）汽车电路汽车电路中的线束导线为电流提供从电源流出、再流回电源的回路，其导电材质通常为铜或其它金属。车辆上使用各种不同尺寸的导线。上图所示为各种型号的导线以及能安全通过的最大电流值。汽车电路电路的基本类型电路通常有三种基本的类型：串联、并联和串并联（混联）。在每一种电路中，电流流经的路径是不同的。汽车电路汽车电路特点采用低压电源采用直流电采用并联连接采用单线制负极搭铁汽车电路电路的状况电路常见的几种状态通路断路（开路）短路大电阻（虚接）汽车电路汽车中常见的电路故障1断路（开路）：电路出现断点时电流的回路被切断，导致电路开路，电流无法流动。开路可能会发生在电源、负载或者接地等任何部位。造成开路的原因有：断开的导线松动的连接断路的连接器熔断的保险丝内部开路的部件汽车电路汽车中常见的电路故障2对负极短路：对地短路常由意外的导线或元器件直接接地所引起，会造成以下后果：产生极高的电流保护装置被断开如果保护装置不能够按照设计使电路断开的话，就会损坏导线和电气元件汽车电路汽车中常见的电路故障2对电源短路：接线不当或导线的绝缘层损坏。通常出现在电路的电源一侧，也可称之为对电压短路。会造成以下后果：可能会使某个回路被意外激活