汽车交直流电路任务三电容、电感与交直流变换电路

汽车交直流电路任务三电容、电感与交直流变换电路第一页，共59页。项目三

汽车交直流电路项目描述：

汽车上普遍采用低压直流12V电源作为整车电气系统的供电。发电机是汽车电气系统的主要电源，由汽车发动机驱动。发电机正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，并补充蓄电池在使用中所消耗的电能。汽车在很多辅助设备开启时行驶，蓄电池的电能就会耗尽，更换了蓄电池，但行驶几个小时后故障重新出现，是什么原因？本项目主要学习汽车交直流电路基础知识、基本电路组成和工作原理、电路相关参数及检测方法以及典型充电系统电路，为后续课程打下坚实基础。第二页，共59页。项目任务交流发电机认识1电容、电感及交直流变换电路3二极管及其整流电路2第三页，共59页。任务三电容、电感及交直流变换电路学习目标：知识目标

1.理解电容、电感的特性；

2.理解电容、电感的内部结构；3.掌握电容、电感在波形变换电路中的作用。

能力目标1.掌握电容、电感的伏安特性和储能特性；2.掌握电容、电感的标示方法和检测方法；

3.掌握电容、电感在汽车上的应用。

第四页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？1电容的充放电特性是怎样的？2常见的电容器有哪些？3任务二电容的标示方法有哪些？4引导问题：如何选用电容器？5第五页，共59页。如何检测电容器？6电容器在汽车上有哪些应用？7什么是电感？其内部结构是怎样的？8电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.9第六页，共59页。拓展：电容、电感用于滤波电路。10第七页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：电容器是一种能够储存电场能量的元件。电容器是由两个导体中间隔以介质（绝缘物质）组成。此导体称为电容器的极板。电容器加上电源后，极板上分别聚集起等量异号的电荷。带正电荷的极板称为正极板，带负电荷的极板称为负极板。此时在介质中建立了电场，并储存了电场能量。当电源断开后，电荷在一段时间内仍聚集在极板上。第八页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：第九页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：电容元件是指能够储存电场能量的一种理想元件。电容元件的电容量简称电容。其电容量C与电容器存储的电荷q以及电容器两端的电压有关，即电容器所带的电荷量与它极板之间电压的比值。（1-12）电容的单位为法拉（F），法拉单位太大，实际应用中常用微法（µF）和皮法（pF）等。电容元件的图形符号如图1-15所示。第十页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：当C为一常数，而与电容两端的电压无关时，这种电容元件就叫线性电容元件。电容元件的电容量简称电容。电容元件也简称电容。电容电容元件电容参数（电容量）第十一页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：电容上的电压与电流

u、i选非关联参考方向，其伏安关系为u、i选关联参考方向，其伏安关系为（1-13）第十二页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：第十三页，共59页。什么是电容？其内部结构是怎样的？引导问题1：第十四页，共59页。电容的充放电特性是怎样的？引导问题2：第十五页，共59页。常见的电容器有哪些？引导问题3：第十六页，共59页。常见的电容器有哪些？引导问题3：第十七页，共59页。电容的标示方法有哪些？引导问题4：

第十八页，共59页。如何选用电容器？引导问题5：1、容量2、额定电压3、耐温值第十九页，共59页。如何检测电容器？引导问题6：第二十页，共59页。如何检测电容器？引导问题6：第二十一页，共59页。如何检测电容器？引导问题6：第二十二页，共59页。1、电容式中控门锁控制系统电容器在汽车上有哪些应用？引导问题7：第二十三页，共59页。2、无触点全晶体管式闪光器电容器在汽车上有哪些应用？引导问题7：第二十四页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：电感器一般由骨架、绕组、铁心和屏蔽罩等组成。固定电感

微调电感

滤波扼流圈

收音机用天线线圈第二十五页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：1、电感器作用 采用漆包或纱包线一圈一圈地绕在绝缘管，磁芯或铁芯上的一种元件，用字母L表示。它具有通直流、阻交流、通低频、阻高频等特点。它通常用于滤波、陷波、调谐、振荡、延迟、补偿等电路中。2、电感器的电路符号固定电感磁芯电感可调电感铁芯电感可调铁芯电感中心抽头电感第二十六页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：

电感线圈按结构分类第二十七页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：3、电感器的种类 通常有自感作用的电感线圈，互感作用的变压器线圈。按工作特性分有固定电感和可变电感器。（1）小型固定电感第二十八页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：（2）、铁氧体磁心线圈 高频扼流线圈E型磁心线圈 第二十九页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：（3）变压器按用途分有电源变压器、音频变压器、中周变压器、开关变压器等(外形如图）。电源变压器音频变压器中周变压器开关变压器第三十页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：（二）电感器的参数与标注方法1、电感器的主要参数（1）标称电感量

它表示线圈产生自感电动式的大小，基本单位是亨利（H），常用的单位有毫亨（mH）和微亨（μH）。换算单位为； 1H=103mH=106uH（2）品质因数它是衡量线圈品质好坏的一个物理量，用字母“Ｑ”表示。Ｑ值越高，表明电感线圈功耗越小，效率越高，则“品质”越好。Ｑ值与线圈的结构（导线粗细、多股或单股、绕法、磁芯）有关。第三十一页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：（3）分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。

（4）额定电流指线圈允许通过电流的大小，常以字母A、B、C、D、Ｅ来代表，标称电流分别为50、150、300、700、1600毫安。大体积的电感器，标称电流及电感量都在外壳上标明。第三十二页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：2、电感器的标注方法（1）直标法

将标称电感量用数字直接标注在电感线圈的外壳上（一般单位为微亨uH)，用字母表示电感线圈的额定电流，用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示允许误差。第三十三页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：

(2)、色标法在电感线圈的外壳上，使用颜色环或色点表示其参数的方法就称色标法（如电阻器相同）。第三十四页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：电感元件是指能够储存磁场能量的一种理想元件。电感元件的电感量简称电感。其电感量L与磁链以及电感中的电流有关，即电感的SI单位为亨利（简称亨），用符号H表示。实际应用中常用毫亨（mH）和微亨（µH）等。电感的图形符号如图1-17所示。第三十五页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：当L为一常数，而与电感上的电流无关时，这种电感元件就叫线性电感元件。电感元件的电感量简称电感。电感元件也简称电感。电感电感元件电感参数（电感量）第三十六页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：u、i选关联参考方向，其伏安关系为u、i选非关联参考方向，其伏安关系为第三十七页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：

将万用表置于R×1挡，用两表笔分别碰接电感线圈的引线脚。当被测的电感器电阻值为0Ω时，说明电感线圈内部短路，不能使用。如果测得电感线圈有一定阻值，说明正常。电感线圈的电阻值与电感线圈所用漆包线的粗细、圈数多少有关。电阻值是否正常可通过相同型号的正常值进行比较。

电感器万用表的检测

第三十八页，共59页。什么是电感？其内部结构是怎样的？引导问题8：第三十九页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

一、电阻元件上电压和电流的相量关系如图3-12,为一个电阻元件的交流电路，在关联参考方向下，根据欧姆定律，电压和电流的关系为若得图3-12纯电阻电路

则或两正弦量对应的相量为第四十页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

两相量的关系为即此即电阻元件上电压与电流的相量关系。

故在电阻元件的交流电路中有:

(1)电压与电流是同频率的正弦量；

(2)电压与电流的有效值关系为U=RI

；

(3)关联参考方向下，电压与电流同相位。第四十一页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

图3-13电阻元件电压、电流的波形图和相量图a)波形图;b)相量图

二、电阻元件上的功率在关联参考方向下，电阻元件的瞬时功率第四十二页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

从上式可知，瞬时功率恒为正值，表明电阻元件是耗能元件。图3-14电阻元件瞬时功率波形图正弦交流电路中电阻元件的平均功率为即如图3-14是瞬时功率随时间变化的波形图。第四十三页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

小结

一、电阻元件电压与电流的相量关系:二、电阻元件的平均功率第四十四页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

二、电容元件图3-21

波形图和相量图a)波形图;b)相量图

把有效值关系U=XCI与欧姆定律U=RI相比较，可以看出，XC与电阻R同样具有阻碍电流的物理特性，故称为容抗，其单位为Ω。第四十五页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

图3-22

电容元件的瞬时功率曲线第四十六页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

电容元件的平均功率为这说明电容是储能元件,它在吸收和释放能量的过程中并不消耗能量。为了描述电容与外电路能量交换的规模，把瞬时功率的最大值称为无功功率,即

无功功率的单位为乏尔(Var)。第四十七页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

小结

一、电容元件电压与电流的相量关系二、电容元件的有功功率和无功功率第四十八页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

三、电感元件的交流电路图3-17波形图和相量图a)波形图;b)相量图

把有效值关系U=XLI与欧姆定律U=RI相比较，可以看出，XL与电阻R同样具有阻碍电流的物理特性，故称为感抗，其单位为Ω。第四十九页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

图3-19电感元件的瞬时功率曲线第五十页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

电感元件的平均功率为这说明电感是储能元件,它在吸收和释放能量的过程中并不消耗能量。为了描述电感与外电路能量交换的规模，把瞬时功率的最大值称为无功功率,即

无功功率的单位为乏尔(Var)。注意:“无功”不能理解为“无用”，“无功”二字的实际含义是交换而不消耗。第五十一页，共59页。电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较.引导问题9：

小结

一、电感元件电压与电流的相量关系二、电感元件的有功功