《电工电子技术》课件（共八章）

第一章直流电路§1.1直流电源及参数§

1.2电路及基本物理量§

1.3欧姆定律及电源的三种状态§

1.4常用汽车电线§

1.5电阻元件及其连接§

1.6基尔霍夫定律和戴维南定理教学内容教学目标l了解直流电源的种类及其主要参数。l理解电路的组成和电路中电流、电压、功率、正方向等基本概念。l了解汽车常用线束的规格、组成及色标标准。l理解电源三种工作状态的特点。l掌握欧姆定律。l掌握电路中电阻元件的基本特性及应用。l掌握基尔霍夫定律和戴维南定理的内容及其应用。l掌握电路中电容元件的基本特性及应用。§1.1直流电源及参数一、直流电源直流电源按习惯可分为化学电源，线性稳定电源和开关型稳定电源。1.化学电源化学电源按照其使用性质可分为：干电池、蓄电池和燃料电池。按电解质性质可分为：碱性电池、酸性电池、中性电池。我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池等均属于这一类电源。§1.1直流电源及参数

汽车电源一般为铅酸蓄电池，它的电源电压有12V和电压24V两种。它的作用是:（1）启动发动机时，给起动机提供强大的起动电流（一般高达200～600A）。（2）当发电机过载时，可以协助发电机向用电设备供电。（3）当发动机处于怠速时，向用电设备供电。（4）当发电机端电压高于铅蓄电池的电动势时，将一部分电能转变为化学能储存起来，也就是进行充电。§1.1直流电源及参数2.线性稳定电源。这类电源的种类很多，根据不同的依据可以做如下分类：(1）从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源。(2）从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。(3）从输出指示上可分指针指示型和数字显示型。该类电源优点是：稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。缺点是：体积大、较笨重、效率相对较低。§1.1直流电源及参数3.开关型直流稳压电源。开关电源是相对线性电源而言的，它的输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频振荡电路和高频变压器的作用下，输出稳定的直流电。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。§1.1直流电源及参数开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大（一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。汽车的主要电源发电机就是类似这种电源，汽车交流发电机发出的交流电经整流器后变成直流电，根据汽车运行情况，通过调节器适时调整输出电压，保证输出电压的稳定，这样得到的直流电供汽车各个用电设备正常工作，同时也向蓄电池充电。§1.1直流电源及参数二、直流电源的主要参数1.额定容量：对于汽车的铅蓄电池来说，额定容量是指用设定的电流把电池放电至设定的电压所经历的时间和这个电流的乘积。它的单位是：安时（Ah）。常见的汽车电源的额定容量等级有10Ah、24Ah、50Ah、65Ah、100Ah、120Ah、150Ah、200Ah等。§1.1直流电源及参数2.输出额定电压：在汽车电路中常见的直流电源电压等级为12V或24V。3.输出额定电流：常见的电源电流等级有6A，10A，12A，20A等。4.其他参数有：稳压精度，稳流精度，纹波系数，整机噪声，允许温升，工作方式等电源:

提供电能的装置负载:取用电能的装置中间环节：传递、分配和控制电能的作用。如导线、开关、保护设备等1、电路的组成§

1.2电路及基本物理量

一、电路2、电路模型电路模型：用理想的电路元件及其组合近似地代替实际的器件构成的实际电路。理想电路元件：可以表征或近似地表示一个实际器件（或电路）中所有的主要电磁现象。

电容元件C如：电阻元件R电感元件L无源元件有源元件Us+Rs_U+I_URs++IIs—电压源电流源二、电路的基本物理量（1）电流单位：安培（A）1kA=103A；1mA=10-3A；1μA=10-6A实际方向：正电荷移动的方向

在复杂电路中，各元件上的电流实际方向不能直观地看出来，为了分析与计算电路方便，引入了正方向的概念约定：当i>0时参考方向与实际方向一致

当i<0时参考方向与实际方向相反参考方向：是一种任意的选定的方向。（2）电压（U或u）单位：伏特（V）1kV=103V；1mV=10-3V；1µV=10-6V实际方向：电位降的方向

电压的定义：（3）电功率电能量对时间的变化率就是电功率。单位为：W1、部分电路的欧姆定律§

1.3欧姆定律及电源的三种状态具体内容是：流过电阻电流的大小与电阻两端的电压成正比，与电阻的大小成反比。一、欧姆定律1）应用欧姆定律时，先判断电流和电压是否为关联方向。2）式中包含两套正负号，一个是公式本身的正负号，另一个是电流和电压本身有正负的区分。

注意：2.全电路欧姆定律电路中的电流为：§

1.3欧姆定律及电源的三种状态

二、电源的三种状态1）负载状态有载、空载或短路三种不同的状态

URL------------------------------____---------------R0+-Us电路特点：电流:

端电压:

功率:2）空载状态（断路、开路）电路特点：电流为

端电压功率3）短路状态

电路的元件或设备直接被导线接通，则电路元件或设备短路。电路的特点

★电路出现短路时，电路中的电流很大，必须采取一定的保护措施，如加熔断器。但是并不是所有的短路都是有害的，有时是可以加以利用的，称为短接，如电动机电流测定时，由于启动电流很大，这时可以采用短接。§

1.4常用汽车电线汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0平方毫米的电线，它们各自都有允许负载电流值，配用于不同功率的用电设备。以整车线束为例，0.5平方毫米规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等；0.75平方毫米规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等；1.0平方毫米规格线适用于转向灯、雾灯等；1.5平方毫米规格线适用于前大灯、喇叭等；主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4平方毫米电线。一、汽车常用电线的规格§

1.4常用汽车电线§

1.4常用汽车电线汽车线束由主线束及分支线束，整车主线束一般分成发动机（点火、电喷、发电、起动）、仪表、照明、空调、辅助电器等部分。汽车电线包括驱动系统电缆，如电池引线电缆、点火线、油泵电缆；通信系统电缆和线束复用系统线缆，如音响线、车载电话线、多模光纤；安全系统电缆，如防刹车抱死系统(ABS)&127;电缆、刹车磨损监测电缆(使用温度-60～+260℃)；舒适系统电缆，如汽车空调线、座椅调节和温控电缆等。二、常用汽车电线束的组成三、汽车电线的颜色标注§

1.4常用汽车电线线色常用缩写中文线色常用缩写中文BlackB黑色LightGreenLTGRN浅绿BlueBL蓝色OrangeO橙色BrownBR棕色PinkP粉红ClearCL透明PurplePP紫色DarkBlueDKBLU深蓝RedR红色DarkGreenDKGRN深绿TanT褐色GreenG绿色VioletV粉紫GrayGR灰色WhiteW白色LightBlueLTBLU浅蓝YellowY黄色按照流经其电流和电压的关系可分为线性电阻和非线性电阻两种。线性电阻：在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比，其电阻值为常数，且电阻、电流、电压之间符合欧姆定律。非线性电阻：电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系称为非线性电阻，其电阻值不是常数。§1.5电阻元件及其连接一、电阻元件汽车电路中主要使用以下四种电阻：定值电阻、步进电阻或抽头电阻、可变电阻、特殊电阻。1.定值电阻。定值电阻的电阻值是固定的，并以欧姆为单位标定。它用于降低电路中的电压或限制电流。定值电阻可根据其用途装在某一部件里或接在电路上。电阻线用于向一已知负载提供预定电压。电阻线的规格是以每英尺多少欧姆来表示，所以电阻线的长度对整个系统的工作十分重要。电流通过电阻线时，电压会因电阻而降低。可根据检测出的电压降的情况，来执行预先设定的反应措施。其典型应用是车灯故障警告系统。注意：电阻线和易熔线十分相似，都是连接于导线之间。不要错误地将电阻线代替易熔线。电阻线一般比易熔线长，并标有“电阻—不可切断或并接”（RESISTOR—DONOTCUTORSPLICE）字样。2.步进电阻。步进电阻具有两个或两个以上供选择的固定电阻值，将导线联接到电阻器上不同的抽头接线端，就可获得几种不同的电阻值。风机上用的电阻就属于这一类电阻，选择风机风量控制钮，可增加或减少风机串联电路中的电阻，可增加或减小风机的电流。3.可变电阻。可变电阻利用两个或多个锥管和一个滑臂来可获得一定范围内的电阻值。转柄电阻器是可变电阻的一种形式。仪表板的照明控制和收音机的音量控制都是可变电阻在汽车上的应用的例子。转柄电阻器中，电流从电源进入电阻线圈，然后从线圈上的滑臂输出。滑臂离电压源越远，输出电压也就越低。4.特殊电阻（1）热敏电阻。汽车上装有很多热敏电阻式温度传感器，常用于检测冷却水、机油的温度，其中用得最多的是水温表以及电喷发动机的水温传感器。（2）压敏电阻压敏电阻的压力转换元件----硅膜片，其变形与压力成正比，利用电桥将硅膜片的变形转换成电信号。利用压敏电阻制成的半导体压敏电阻式进气压力传感器具有尺寸小、精度高、成本低及响应性、再现性、抗震性较好等优点，在当今汽车发动机电子控制系统中应用较为广泛。（3）光敏电阻光敏电阻的电阻率对某段波长的照度变化很敏感，当照度增加时，电阻率急剧减小，电阻可小到几百欧。在完全无光照时，光敏电阻的电阻值很大，可达几兆欧。它可以用于汽车上各种灯具亮灯、熄灯的自动控制。二、电阻的连接电阻的串联特点：①流过每个元件的电流相同。②串联后的总等效电阻等于分电阻之和，即③电路的总电压等于分电压之和，即④每一个电阻上的电压与电阻的关系为：§1.5电阻元件及其连接电阻的并联采用并联方式连接的电路具有如下特点： ①每个元件两端的电压相同。②并联后的总电阻的倒数等于分电阻倒数之和，即：当分电阻都等于R时，并联电路的总电阻为:③电路的总电流等于分电流之和，即④电路分电流与总电流的关系：§1.5电阻元件及其连接电阻的混连电阻的混连是指电路中电阻的连接形式既有串联，又有并联，如电路1-9所示。分析计算这样的电路时，可以根据串联电路和并联电路的特点，综合欧姆定律来灵活运用。一、基尔霍夫定律内容：任一瞬间，通过电路中任一节点的电流代数和恒为零。公式：

规定流入节点的电流为正，则流出节点的电流为负或流入节点的电流之和＝流出节点的电流之和或

1、基尔霍夫电流定律(KCL)§1.6基尔霍夫定律和戴维南定理I1I2I3I4或：★电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。ABCIAIBIC广义结点IA+IB+IC=02、基尔霍夫电压定律对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位升等于电位降。或：电位升=电位降即：或，电压的代数和为0。对回路1：对回路2：

E1=I1R1+I3R3I2R2+I3R3=E2或I1R1+I3R3–E1=0或I2R2+I3R3–E2=0

I1I2I3ba+-E2R2+-R3R1E1121．列方程前标注回路循行方向yv；

电位升=电位降

E2=UBE+I2R2

U=0

I2R2–E2+

UBE

=02．应用

U=0列方程时，项前符号的确定：

如果规定电位降取正号，则电位升就取负号。3.开口电压可按回路处理

注意：1对回路1：E1UBEE+B+–R1+–E2R2I2_二、戴维南定理二端网络的概念：二端网络：具有两个出线端的部分电路。无源二端网络：二端网络中没有电源。有源二端网络：二端网络中含有电源。baE+–R1R2ISR3baE+–R1R2ISR3R4无源二端网络有源二端网络abRab无源二端网络+_ER0ab

电压源（戴维宁定理）

电流源（诺顿定理）ab有源二端网络abISR0无源二端网络可化简为一个电阻有源二端网络可化简为一个电源戴维南定理的内容：

任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0串联的电源来等效代替。有源二端网络RLab+U–IRLIab+U–R0+E_等效电源注意：“等效”是指对端口外等效

即用等效电压源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。

等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。

等效电源的电动势E

就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a、b两端之间的电压。解题步骤1）先把电路分为有源二端网络和待求支路2部分2）求有源二端网络的等效电压源的电压3）求有源二端网络的等效电压源的电阻4）把原来电路等效为简单电路，用欧姆定律求解电路的电流第二章汽车常用仪器仪表的使用一、学习目标1、能力目标·能解释各种类型万用表的工作原理，尤其是能理解数字式汽车万用表的工作原理；•能写出各万用表的类型；•能操作万用表测量电压、电阻及电流等电量，尤其是会操作汽车万用表来检测在检修过程中出现的各种量；•能处理各类型万用表在使用过程中出现的故障问题；•能操作汽车专用示波器测试各种在汽车检修过程中出现的电量，并会进行一些常用问题的相关分析；•能处理汽车专用示波器在使用过程中出现的故障问题。2、知识目标

•了解万用表的分类方法；•掌握汽车万用表所能测试的项目和使用方法；•理解示波器的工作原理；•掌握汽车专用示波器的使用方法。二、前言

现代汽车是由多个装置和机构组成的。对于不同型号、不同类型及不同厂家生产的汽车，其基本构造都是由发动机、底盘、电器设备和车身四大部分组成。而其中的电器设备是由电源和用电设备组成。电源包括发电机和蓄电池；用电设备的内容很多，不同车型不太一样，主要有点火系、起动系、照明、仪表信号系统、空调以及其他用电设备等。对于汽车而言，此两大部分的设计、调试以及维修都离不开仪器仪表的使用。本章着重讲解针对汽车行业常用仪器仪表的使用。第一节万用表一、万用表的功能及基本组成1、万用表的功能万用表，又称三用表，是一种多用途的电工仪表。它是我们维修各种电子仪器及家用电器的最常用的工具。大多数万用表采用磁电系表头，利用转换开关，可以测量电阻、直流电压、交流电压、直流电流、交流电流，音频电平等多种电量。有的万用表还可以测量电感、电容、晶体管电流放大倍数等。基于上述基本参数的测试，万用表还可以用来间接检查各种电子元器件的好坏，检查、调试几乎所有的电子设备。

2、万用表的组成

万用表一般由表头、转换开关、测量电路等三个主要部分组成。万用表的表头均采用磁电式，其满刻度偏转电流（即表头灵敏度）一般为几十微安到几百微安。表头的全偏转电流越小，其灵敏度越高，特性越好。在万用表的表盘上，一般都标有一些数字和符号。这些数字和符号标明了万用表的性能和指标。二、万用表的分类

根据所应用的测量原理和测量结果显示方式的不同，可分为模拟式万用表和数字式万用表两大类。二者的基本测量原理如下图2-1、图2-2所示。

整体上说，数字式万用表的精度和性能要优于模拟式万用表，主要的差异还表现在：

（1）模拟式万用表表盘上的电阻值刻度线从左到右密度逐渐变疏，即刻度是非线性的；（2）数字式万用表的内阻比模拟式万用表内阻高得多，因此在进行电压测量时，数字式万用表更接近理想条件；（3）模拟式万用表是根据指针和刻度盘来读数的，容易产生人为误差，而数字式万用表是数字显示，消除了此类人为误差；（4）测量直流电流或电压时，模拟式万用表若正、负极接反，指针就反转，而数字式万用表能自动判别并显示出极性。三、模拟式万用表结构、原理及使用1、模拟式万用表的结构

模拟式万用表是由磁电式测量机构作为核心，用指针摆动来显示被测量数值，也称其为机械指针式万用表；在结构上主要由表头（指示部分）、测量电路和转换装置等部分组成。模拟式万用表面板结构一般包括刻度尺、量程选择开关、机械零位调节旋钮、欧姆档零位调节旋钮、供接线用的插孔或接线柱等。其外形如下图2-3所示是YX-360TRD型模拟式万用表

面板结构的各部分功能如下：（1）刻度尺：显示各种被测量的数值及范围；（2）量程选择开关：根据具体情况转换不同的量程、不同的物理量；（3）机械零位调节旋钮：用于校准指针的机械零位；（4）欧姆档零位调节旋钮：用来进行电气零位调节；（5）插孔或接线柱：用来外接测试表笔。1）表头

万用表的表头一般采用灵敏度高、正确度好的磁电式直流微安表。它是万用表的关键部件，万用表性能的好坏，很大程度上取决于表头的性能。表头的基本参数包括表头内阻、灵敏度和直线性，这是表头的三项重要技术指标。表头内阻是指动圈中所绕漆包线的直流电阻，内阻高的万用表性能好，多数万用表表头内阻在几千欧姆左右。表头灵敏度是指表头指针达到满刻度偏转时的电流值，这个电流数值越小，说明表头灵敏度越高，这样的表头特性就越好。通电测试前表针必须正确地指向零位。通常表头灵敏度只有几微安到几百微安。2）测量电路

测量电路是万用表的重要组成部分。正因为有了测量电路才使万用表成了多量程电流表、电压表、欧姆表的组合体。万用表测量电路主要由电阻、电容、转换开关和表头等部件组成。在测量交流电量的电路中，使用整流器件，将交流电变换成为直流电，从而实现对交流电量的测量。3）转换装置

它是用来选择测量项目和量程。主要由转换开关、接线柱、旋钮、插孔等组成。转换开关是由固定触点和活动触点两大部分组成。通常将活动触点称为“刀”，固定触点称为“掷”。万用表的转换开关是多刀多掷的，而且各刀之间是联动的；当转换开关转到某一位置时，可动触点和某个固定触点闭合，从而接通相应的测量电路。4）万用表表盘万用表是可以测量多种电量，具有多个量程的测量仪表，为此万用表表盘上都印有多条刻度线，并附有各种符号加以说明。电流档和电压档的刻度线为均匀刻度线，欧姆档刻度线为非均匀刻度线。不同电量用符号和文字加以区别。直流量用“—”或“DC”表示，交流量用“~”或“交流”表示，欧姆刻度线用“(”表示。2、模拟式万用表的工作原理

万用表是由电流表、电压表和欧姆表等各种测量电路通过转换装置组成的综合性仪表。了解各测量电路的原理也就掌握了万用表的工作原理，各测量电路的原理基础是欧姆定律和基尔霍夫定律。下面分别介绍各种测量电路的工作原理。1）电流测试电路

由于磁电式测量机构只允许通过150-200mA的较小电流，为了扩大测试量程必须加装分流电阻，如图2-4所示，分流电阻与转换开关一起构成分流电路。这种电路的分流回路始终是闭合的。转换开关换接到不同位置，就可改变直流电流的量程，此和电流表并联分流电阻扩大量程的原理是一样的。2）电压测试电路

为扩大电压测量量程，在测量机构中串联远大于自身电阻的若干个倍压电阻，它们与转换开关组成倍压器；在电路中串联的倍压电阻越多，通过测量机构的电流越小，可测量的电压越高，量程也就越大，如图2-5所示。需要说明的是，若需要测量交流电压，应经二极管整流成直流电压才可以进行。3）电阻测试电路

一般万用表中的欧姆量程有R×1、R×10、R×100、R×1k、R×10k等，其中R×l量程的被测电阻值，可以从欧姆标度上直接读得。在多量程欧姆测量电路中，当量程改变时，保持电源电压不变，改变测量电路的分流电阻，虽然被测电阻变大了，而通过表头的电流仍保持不变，同一指针位置所表示的电阻值相应变大；被测电阻的阻值应等于标度尺上的读数，乘以所用电阻量程的倍率，如图2-6所示。

需要注意的是，电源干电池E在使用中其内阻和电压都会发生变化，为弥补电源电压变化引起的测量误差，在电路中设置调节电位器W。在使用欧姆量程测量电阻之前，应先将两正、负表笔短接，调节电位器W，使指针满偏，指示在电阻值的零位，此时被测电阻Rx=0，即进行“调零”后，再测量电阻值。三、模拟式万用表的使用

万用表的类型较多，面板上的旋钮、开关的布局也有所不同。所以在使用万用表之前必须仔细了解和熟悉各部件的作用，认真分清表盘上各条标度所对应的量，详细阅读使用说明书。万用表的正确使用应注意以下几点：（1）万用表在使用之前应检查表针是否在零位上，如不在零位上，可用小螺丝刀调节表盖上的调零器，进行“机械调零”，使表针指在零位。（2）万用表面板上的插孔都有极性标记，测直流时，注意正负极性。用欧姆挡判别二极管极性时，注意“＋”插孔是接表内电池的负极，而“一”插孔（也有标为“*”插孔）是接表内电池正极。（3）量程转换开关必须拨在需要测量的档位，不能拨错。如在测量电压时，误拨在电流或电阻档，将会损坏表头。（4）在测量电流或电压时，如果对被测电流电压大小心中无数，应先拨到最大量程上试测，防止表针打坏。然后再拨到合适量程上测量，以减小测量误差。注意不可带电转换量程开关。（5）在测量直流电压、电流时，万用表的正负端应该与被测的电压、电流的正负端相接。测电流时，要把电路断开，将表串接在电路中。（6）测量高压或大电流时，要注意人身安全。测试表笔要插在相应的插孔里，量程开关拨到相应的量程位置上。测量前还要将万用表架在绝缘支架上，被测电路切断电源，电路中有大电容的应将电容短路放电，将表笔固定并接好在被测电路上，然后再接通电源测量。注意不能带电拨动转换开关。（7）测量交流电压、电流时，注意必须是正弦交流电压、电流。其频率，也不能超过说明书上的规定。（8）测量电阻时，首先要选择适当的倍率档，然后将表笔短路，调节“调零”旋钮，使表针指零，以确保测量的准确性。如“调零”电位器不能将表针调到零位，说明电池电压不足，需更换新电池，或者内部接触不良需修理。另外不能带电测量电阻，以免损坏万用表。在测量大阻值电阻时，不要用双手分别接触电阻两端，防止人体电阻并联造成测量误差。每换一次量程，都要重新调零。不能用欧姆档位直接测量微安表表头、检流计、标准电池等仪器、仪表的内阻。（9）在表盘上有多条标度尺，要根据不同的被测量去读数。测量直流量时，读“DC”或“一”那条标度尺，测交流量时读“交流”或“～”标度尺，标有“?”的标度尺为测量电阻时使用。（10）每次测量完毕，将转换开关拨到交流电压最高档，防止他人误用而损坏万用表。也可防止转换开关误拨在欧姆档时，表笔短接而使表内电池长期耗电。最后需要补充一点的是，万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液腐蚀和损坏万用表内零件。四、数字式万用表结构、原理及使用

数字式万用表是一种测量仪表，采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字的形式显示出来的一种电子测量仪表，为近年来普遍使用，应该具有广泛的应用前景。数字式万用表具有以下主要特点：（1）数字显示，直观准确，无视觉误差，并且具有极性自动显示功能。（2）测量精度和分辨率都很高，而且测试功能齐全。（3）输入阻抗高，对被测量电路影响小。（4）电路的集成度高，便于组装和维修，使数字式万用表的使用更为可靠和耐久。（5）保护功能齐全，有过压、过流保护，还有过载保护及超输入显示功能。下图2-7所示是DTB830B数字万用表外形图。1、组成及工作原理

数字式万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成。为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。数字万用表的各部分组成原理如图2-8所示2、数字式万用表的使用

与模拟式万用表的使用相同，在使用前应认真阅读使用说明书，详细了解其结构、性能与用法。为防止损坏液晶显示器和引起集成电路及印刷电路板漏电，禁止在潮湿、高温、多尘和阳光直射下使用，适宜的工作环境是温度5℃-23℃，空气湿度80%。应正确选择测试项目与量程，当无法估计被测电压或电流时，应先用最大量程试验。若被测电压高于100V，在测量过程中，严禁转动量程开关，以免烧坏触点。如果测试时，仅在高位显示数字“1”，说明万用表过载，应调到较高量程测试。下面具体介绍一下测量各种不同量的使用方法及使用时的注意事项。（1）直流电压的测量

首先将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V插孔，然后将功能开关置于DCV量程范围，并将表笔并接在被测负载或信号源上，在显示电压读数时，同时会指示出红表笔的极性。需要注意以下几点：

在测量之前不知被测电压的范围时，应将功能开关置于高量程档后逐步调低。仅在最高位显示“1”时，说明已超过量程，须调高一档。不要测量高于1OOOV的电压，虽然有可能读得读数，但可能会损坏内部电路。特别注意在测量高压时，避免人体接触到高压电路。

交流电压的测量仍然将黑色表笔插入COM插孔，红色表笔插入V插孔，将功能开关置于ACV量程范围，并将测试笔并接在被测量负载或信号源上。所需要注意的事项同直流电压的测量。（3）直流电流和交流电流的测量

将黑表笔插入COM插孔。当被测电流在2A以下时红表笔插A插孔；如被测电流在2～10A之间，则将红表笔移至10A插孔。功能开关置于DCA量程范围，测试笔应该串入被测电路中。红表笔的极性将在数字显示的同时指示出来。需要注意以下几点：如果被测电流范围未知，应将功能开关置于高档后逐步调低。仅最高位显示“1”，说明已超过量程，须调高量程档级。(c)安培插口输入时，过载会将内装保险丝熔断，须予以更换相应规格的保险丝。备注：20A插口没有用保险丝，测试大电流时，测量时间应小于15s。（4）电阻测量将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V插孔（注意：红表笔极性为“＋”）。将功能开关置于所需量程上，将测试笔跨接在被测电阻上。进行电阻测量时需要注意以下几点：(a)当输入开路时，会显示过量程状态“1”。(b)如果被测电阻超过所用量程，则会指示出量程“1”须换用高挡量程。当被测电阻在1M以上时，须数秒后方能稳定读数。对于高电阻测量这是正常的。(c)检测在线电阻时，须确认被测电路已关掉电源，同时电容已放电完毕后，方能进行测量。备注：测试电阻时，两手不得触及表笔金属端或被测部件，以防止人体电阻影响测试结果。（5）晶体管hFE测量

将功能开关置于hFE档上。先认定晶体三极管是PNP型还是NPN型，然后再将被测管E、B、C三脚分别插入面板对应的晶体三极管插孔内。此时显示的则是hFE（放大倍数）的近似值，测试条件为基极电流l0μA,Uce约2.8V，测试结果仅供参考。（6）数字式万用表使用注意事项

由于数字式万用表的各个电阻档，其开路电压、短路电流及满量程测量电压不尽相同，用它测量二极管、热敏电阻等非线性元件比模拟式万用表的误差高出许多倍，故不能用数字式万用表的电阻档测试非线性元件。对三极管、二极管、发光二极管、稳压管及电解电容器等有极性的元件进行测试时，必须使万用表的极性与之吻合，要注意红表笔为正，黑表笔为负。频率档的测试范围一般为10~20Hz，同时其电压为50mV~10V；需要注意的是若高于10V会使频率的测量误差增大。

五、汽车万用表在汽车电气线路检测及电控系统中的应用

汽车万用表也是一种数字式万用表，在汽车检测中用途广泛，它除了具有数字式万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。在发动机电控系统故障的检测与诊断中，除经常需要检测电压、电阻和电流等参数外，还需要检测转速、闭合角、频宽比（占空比）、频率、压力、时间、电容、电感、温度、半导体元件等。这些参数对于发动机电控系统的故障检测与诊断具有重要意义。但是这些参数是用一般数字式万用表无法检测的，需用专用仪表即汽车万用表。汽车专用万用表基本工作原理是：通过测试探针采集外部电信号后，输入万用表专用集成电路进行预处理，在通过CPU处理完成后送入显示屏进行显示。下图2-9所示为数字型汽车万用表基本结构图。

图2-9数字式汽车万用表基本结构图1-数字及模拟量显示屏2-功能按纽3-测试项目选择开关4-温度测量座孔5-公用座孔6-霍尔式电流传感夹7-引线插头8-搭铁座孔9-电流测量座孔1、汽车万用表的功能要求

使用汽车专用万用表测量电流、电压和电阻同普通万用表类似，在测量前要正确选择档位和量程。不同的万用表操作方法可能有所不同，具体操作方法参考随机使用说明书。这里以普通汽车万用表为例说明测量一些专用功能的一般操作步骤和方法。汽车万用表一般应具备下述功能：（1）测量交、直流电压。考虑到电压的允许变动范围及可能产生的过载，汽车万用表应能测量大于40V的电压值，但测量范围也不能过大，否则，读数的精度下降。（2）测量电阻。汽车万用表应能测量1MΩ的电阻，测量范围大一些使用起来较方便。（3）测量电流。汽车万用表应能测量大于10A的电流，测量范围再小则使用不方便。（4）记忆最大值和最小值。该功能用于检查某电路的瞬间故障。（5）模拟条显示。该功能用于观测连续变化的数据。（6）测量脉冲波形的频宽比和点火线圈一次侧电流的闭合角。该功能用于检测喷油器、怠速稳定控制阀、EGR电磁阀及点火系统等的工作状况。测试项目选择开关置于频宽比（Dutycycle）档或闭合角（Dwell）档，黑线搭铁，红线接电路信号或点火线圈负接线柱，发动机运转，显示屏即显示脉冲信号的频宽比或点火线圈一次侧电路闭合角。（7）测量转速。测试项目选择开关置于转速（RPM）档，转速测量专用插头插入搭铁座孔与公用座孔中，感应式转速传感器（汽车万用表附件）夹在某一缸高压点火线上，在发动机工作时，显示屏即显示发动机转速。（8）输出脉冲信号。该功能用于检测无分电器点火系统的故障。（9）测量传感器输出的电信号频率。测试项目选择开关置于频率（Freq）档，黑线（自汽车万用表搭铁座孔引出）搭铁，红线（自汽车万用表公用座孔引出）接被测信号线，显示屏即显示被测频率。（10）测量大电流。配置电流传感器（霍尔式电流传感夹）后，可以测量大电流。（11）测量温度。配置温度传感器后可以检测冷却液温度、尾气温度和进气温度等。测试项目选择开关置于温度（Temp）档，按下功能按钮（

C/

F），将黑线搭铁，探针线插头端插入汽车万用表温度测量座孔，探针端接触被测物体，显示屏即显示被测温度。（12）测量二极管的性能。目前国内生产的汽车万用表，如“胜利-98”、笛威TWAY9206、TWAY9406A和EDA-230等型号的汽车万用表，都具有上述功能。有些汽车万用表，除了具有上述基本功能外，还有一些扩展功能。例如，EDA-230型汽车万用表在配用真空/压力转换器（附件）时可以测量压力和真空度，并且它还具有背光显示功能（使显示数据在光线较暗时也能被看清楚）。2、汽车万用表的基本结构汽车万用表主要由数字及模拟量显示屏、功能按钮、测试项目选择开关、温度测量座孔、公用座孔（用于测量电压、电阻、频率、闭合角、频宽比和转速等）、搭铁用的座孔、用于电流测量用的座孔等构成。

3、汽车万用表的量程直流电压：400mV-400V（精度±0.5%），（1000±1%）V；

交流电压：400mV-400V（精度±1.2%），（750±1.5%）V；直流电流：（400±1%）mA，（20±2%）A；

交流电流：（400±1%）mA，（20±2.5%）A；

电阻：（400±1%），4KΩ-4MΩ（精度±1%），（400±2%）MΩ；

频率：40Hz-4kHz（±0.05%），最小输入10Hz；

二极管检测：精度±1%dgt；

温度检测：（18-300）℃（精度±3℃），（301-1100）℃（精度±3%）；

转速：（150-3999）r/min（精度±0.3%），（4000-10000）r/min（精度±0.6%）；

闭合角：±0.50；

频宽比：±0.2%。4、汽车万用表的使用方法(1)信号频率测试测试项目选择开关置于频率（Freq）档，黑线（自汽车万用表搭铁用的座孔中引出）搭铁，红线（自汽车万用表公用的座孔中引出）接被测信号线，显示屏即显示被测频率。温度检测测试项目选择开关置于温度（临时）档，按下功能按钮（℃/°F），将黑线搭铁，用于探针线的插头端插入汽车万用表温度测量座孔，探针端接触被测物体，显示屏即显示被测温度。

(2)点火线圈一次侧电路闭合角检测测试项目选择开关置于闭合角档，黑线搭铁，红线接点火线圈负接线柱，发动机运转，显示屏即显示点火线圈一次侧电路闭合角。(3)频宽比测量测试项目选择开关置于频宽比档，红线接电路信号，黑线搭铁，发动机运转，显示屏即显示脉冲信号的频宽比。(4)转速测量测试项目选择开关置于转速（每分钟转数）档，转速测量专用插头插入搭铁座孔与公用座孔中，感应式转速传感器（汽车万用表附件）夹在某一缸高压点火线上，在发动机工作时，显示屏即显示发动机转速。(5)起动机起动电流测量测试项目选择开关置于400mV档（1mV相当于1A的电流，即用测量电流传感器电压的方法来测量起动机起动电流），把霍尔式电流传感夹夹到蓄电池线上，其引线插头插入电流测量座孔，按下最小/最大功能按钮，然后拆下点火高压线，用起动机转动曲轴2-3s，显示屏即显示起动电流。(6)氧传感器测试拆下氧传感器线束连接器，将测试项目选择开关置于“4V”档，按下DC功能按钮，使显示屏显示“DC”，再按下最小/最大功能按钮，将黑线搭铁，红线与氧传感器相连；然后以快速（2000r/min）运转发动机，使氧传感器工作温度达360℃以上。(7)喷油器喷油脉冲宽度测量测试项目选择开关置于频宽比档，测出喷油器工作脉冲频率的频宽比后，再把测试项目选择开关置于频率（Freq）档，测出喷油器工作脉冲频率（Hz），然后按公式Sp=η/fp计算喷油器喷油脉冲宽度：

式中,Sp--喷油脉冲宽度/s；

η--频宽比/%；

fp--喷油频率/Hz。

5、汽车万用表在检查电控系统中的注意事项(1)除在测试过程中特殊指明者外，不能用指针式万用表测试电子控制单元（ECU）和传感器，应使用高阻抗数字式万用表，万用表内阻应不低于1OKΩ。在进行测量前，必须对万用表进行调零。(2)首先要检查熔丝、易熔线和接线端子的状况，在排除这些地方的故障后，再用万用表进行检查。(3)在用万用表检查防水型连接器时，应该小心地取下皮套，如图2-10（a）所示，用测试表笔插入连接器检查时不可对端子用力过大，如图2-10（b）所示。检测时，测试表笔可以从带有配线的后端插入，如图2-11（a）所示，也可以从没有配线的前端插入，如图2-11（b）所示。

(4)检查线路断路故障时，应先脱开ECU和相应传感器的连接器，然后测量连接器相应端子间的电阻，以确定是否有断路或接触不良故障。(5)在拆卸发动机电子控制系统线路之前，应首先切断电源，即将点火开关断开（关），拆下蓄电池极柱上的接线。(6)连接器上接地端子的符号因车型的不同而不同，应注意对照维修手册辨认。(7)测量两个端子间或两条线路间的电压时，应将万用表（电压档）的两个表笔与被测量的两个端子或两根导线接触；而测量某个端子或某条线路的电压时，应将万用表的正表笔与被测的端子或线路接触；而将万用表的负表笔与地线接触。(8)检查端子、触点或导线等的导通性，是指检查端子、触点或导线等是否通电或断开，可用万用表电阻档测量其电阻值的方法进行检查。(9)所有传感器、继电器等装置都是和ECU连接的，而ECU又通过导线和执行部件连接，所以在检查故障时，可以在ECU连接器的相应端子上进行测试。6、万用表在汽车电控系统中检修实例

目前国内的电控汽车类型很多，各种车都有自己的检修方法和检测仪器。要掌握所有电控汽车的修理方法、维修数据是不现实的，只有通过不断的维修实践，加深对工作原理的认识，积累经验，正确掌握各种检测仪器的使用，借助维修手册提供的有关技术资料、标准数据，才可能准确、迅速地判断和查找故障。（1）诊断与排除

首先检查点火系统，对不符合要求的火花塞进行了更换；然后清洁空气滤芯，并检测汽油供给系统压力、喷油器工作均正常。在发动机怠速时检查空气流量计，触碰进气管时发动机熄火，仔细观察后发现进气管上有裂口。由于裂口在波纹管内侧，不仔细很难观测到。更换新管后试车，故障消失。该故障产生的原因是进气管上有裂口，起动暖机后，塑胶管变软，发动机振动使空气从扩大的裂口进入，混合气过稀而造成发动机熄火。（2）故障分析

发动机电控系统是根据进入气缸的空气量来决定喷油量的，因此进气系统出现问题对发动机的工作影响较大。进行进气系统检修前，先要进行目视检查。查看空气管、真空管接口有无松动，软管上有无破损，确认没有问题后再进行其它的检查。

1)叶片式空气流量计的检查。这种流量计是通过机构动作把空气流量转变为电信号，由滑动触点、开关触点、转动机构及调整装置等组成，容易出现触点烧蚀、接触不良、动作不灵活和位置变动等故障。2)涡流式空气流量计的检修。涡流式空气流量计的种类较多，输出信号不同，检测的方法使用的仪器也不一样。3)进气歧管压力传感器的检修。

第二节汽车专用示波器

广义上说，示波器是描述任何一种用来观察、测量或记录瞬间物理现象并以图形形式给出结果的电子仪器。作为工科所学专业日常使用当中，显示和记录随时间变化的电量（如电压、电流等）的仪器称为示波器。示波器的普及来自于它利用了视觉与理解之间的关系，它是技术人员能够做出各种各样调整的重要工具。原始的示波器产生二维图形，垂直坐标对应着输入端电压，而水平坐标对应着时间，示波器工作时形图如下图2-15所示。一、示波器的结构、原理与分类1.示波器的结构与原理示波器的结构主要包含三个部分：电子枪、偏转系统和荧光系统。结构示意图如下图2-16所示。

需要注意的是，对示波器本身若X-板或Y-板未能接入的情况下，荧光屏上所反映出来的信号电压将失真。具体各种情况如下图2-17所示。2、汽车专用示波器的分类

汽车专用示波器按工作原理可以分为磁电式和阴极射线式，磁电式是由类似达松伐耳电流计的机构驱动画笔在匀速旋转的圆筒上作垂直运动画出波形曲线，而阴极射线式是利用聚焦的电子束在荧光屏上显示出两个或更多变量之间的关系，具体在前文已有叙述，现在使用示波器大多是阴极射线式。按显示器的型式，示波器可分为示波管显示式和液晶显示式。按结构型式不同又分为台式和便携式。台式示波器采用交、直流两种电源，微机控制，其功能齐全，显示清楚。便携式示波器以干电池为电源，多用液晶显示器，兼有示波器与数字万用表的功能。3、示波器的使用

示波器的使用主要包括电压信号的拾取和输入，电压波形的触发、调整和观察分析以及电压波形的检查。在熟悉示波器各种使用方法之前，首先要熟悉的是各旋纽的用途。如下图2-18所示，是以XJ4318型示波器为例逐个介绍各旋纽的用途。(1)电压信号的拾取

汽车专用示波器的电压信号有两种：一类是等于或低于蓄电池的低压信号，当电流突然中断时产生的感应电动势高达100V；另一类为高于15KV的高压信号，如发动机的点火电压。对于低电压信号源，可通过测试线直接连接示波器；而对于高压信号的拾取，必须采用的方法是把一个感应夹卡在高压线上，当高压电流通过高压线时，在其周围就感应出一个电压信号，该信号由测试线输入示波器。(2)电压信号的输入

电压信号输入示波器可用旋钮选择直流（DC）输入方式和交流（AC）输入方式，后者通过耦合线圈输入，能隔断发电机和二次线圈的低振幅干扰，故广泛适用于汽车的故障诊断中。对于上文介绍的XJ4318型示波器是一种双轨示波器，其屏幕能同时显示两种波形。此两种波形既能同时显示，也可交替显示，以便于对波形进行比较和分析。如图：则此交流电源的峰值电压=1

5v=5v；周期=4

20ms=80ms=0.08s；频率=1/T=1/0.08=12.5HZ(3)波形在显示屏上的触发波形的触发是指电子枪在波形触发电路的控制下自左向右扫描，在屏幕上形成一个完整波形的过程；采用液晶显示的示波器，其电子控制系统对电压信号取样再经微处理器处理，每当将数字化的处理结果送往图形发生器，液晶显示器屏幕上就形成一次图形，这就是它的波形触发过程。二、汽车专用示波器在汽车故障诊断中的应用

随着电控系统在汽车上的普遍使用，电子设备在汽车上所占的比例越来越高，因此在汽车维修过程中，电子设备的修理工作就变得越来越重要。汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具。用示波器不仅可以测量计算机系统的工作状况，而且通过示波器可以观察到汽车电子系统是如何工作的。此外，汽车示波器能够使你确认故障是否真正被排除，这可以通过修理前后从示波器中观看氧传感器的信号波形来加以判断。汽车示波器在汽车电子控制故障诊断中，主要用于汽车汽车传感器、点火波形、执行器及ECU输入/输出控制信号波形的检测和电路分析。

当今汽车电子控制系统中的传感器，执行器，电气系统及电子控制单元等之间通过五种基本类型的电子信号进行工作。它们分别是：1）直流（DC）信号。2）交流（AC）信号。3）频率调制信号。4）脉宽调制信号。5）串行数据（多路）信号。

1、汽车电控系统常见电压波形种类（1）常见的汽车电控系统电压波形有以下几种：(a)直流电压（DC）波形。它是一条直线，如直流发电机的输出电压波形。(b)交流电压（AC）波形。它在屏幕上显示的是一条正弦波曲线。(c)阶梯形电源波形。通常是由开关或继电器触点的开闭而产生的阶梯形直流电压的突变波形。(2)点火波形它是点火初级线圈电流切断时，在点火初级线圈和次级线圈中因自感和互感作用产生的电压波形。(3)传感器波形常见的有方波和脉冲波。(4)其它波形如对电控系统中执行元件的控制电压波形，对喷油器、步进电机等控制的电压波形。2、汽车电控系统中典型的电压波形分析(1)发电机电压波形汽车交流发电机发出的交流电经过二极管整流后变为直流电，在发电机调节器的控制下其电压保持在13~14V之间，在示波器屏幕上显示的是一条水平直线。若交流发电机有一个二极管损坏，屏幕上显示的直线就会有规律地下滑或显示的电压值过低。(2)磁感应式点火信号发生器电压波形磁感应式点火信号发生器多装于分电器内，它发出的点火信号使电子点火器切断初级电流产生高压火花。其工作原理如图2-19所示。永久磁铁的磁通从N极—空气隙—定时转子—空气隙—铁心S极，当转子的凸角转过磁铁时，此定时转子的凸齿与铁心间的空气隙将发生变化，使通过传感线圈的磁通量发生变化，而转子在A、C两位置磁通量变化的速率最高，感应出的电动势最大，图2-20中上下图所对应的分别是磁通量变化曲线和感应电动势变化曲线。

图2-21是示波器检测的磁感应式点火信号发生器的电压波形。当转子凸角转到图2-19中所示A位置时，示波器显示的波形上电压出现峰值，凸角转至B位置时，电压值跌落至零，继续转动，电压为负值，达到峰值后又回到零位。其波形峰值与线圈铁心和转子的间隙大小以及安装的好坏有关。(3)曲轴位置传感器电压波形对于霍尔型位置传感器，当叶轮上的缺口对准霍尔元件（触发器）时，磁力线穿过芯片产生霍尔电压，转过缺口时磁力线被叶片旁通，无电压产生。图2-22是用示波器测试的霍尔型曲轴位置传感器信号电压波形，当该传感器发生故障时，会使发动机怠速不稳，加速不良，甚至不能起动，传感器的电压也会异常。(4)氧传感器信号电压波形氧传感器装于排气管上。用示波器测量氧传感器的信号电压波形，如图2-23所示。当空燃比小于一定的比（浓混合气）时，氧传感器输出的电压为1.1V,此时ECU将供油量减小,空燃比增大,混合气变稀；当空燃比达到一定的比时，氧传感器输出的电压近似为0V，此时指令ECU将供油量增加。

不断重复上述过程，就能把空燃比控制在一定的比附近很小范围内，由高变低循环周期为1.25~2.5s，即每10s内变化4~8次，这是空燃比的正常控制。氧传感器的好坏可根据其最高、最低信号电压值和信号的响应时间来判断。对于诊断其它传感器电压波形信号，前文已有叙述。3、汽车专用示波器使用注意事项（1）测试点火高压线时，必须使用专用的电容探头，不能将示波器探头直接接入点火次级电路。（2）使用汽车示波器时，注意远离热源，如排气管、催化器等，温度过高会损坏仪器。（3）汽车示波器在测试时要注意测试线尽量离开风扇叶片、皮带等转动部件。（4）测试时确认发动机盖的液压支撑是完好无损，防止发动机盖自动下降时伤及头部或损坏汽车示波器。（5）路试中，不要将汽车示波器放在仪表台上方，最好是拿在手中测试。本章小结

本章着重讲解在汽车行业中最常用到的万用表、示波器及汽车万用表和汽车专用示波器，此两类仪器在汽车电子产品的设计及维修上具有十分重要的功能，可以说是工程技术人员的“视觉”和“触觉”。两个仪器分别从原理、结构出发，详细讲述了它们的分类及如何有效使用；尤其是结合本书针对汽车行业的特点，各个仪器都阐述了在汽车行业中的具体测试项目和使用方法。抓住理论必须同实践相结合，本章对每个仪器的使用安排了具体的实训项目，强调实际会操作的重要性。[能力目标]1.能用电磁学基本原理解释电流磁效应、电磁力现象及自感与互感；2.能解释点火线圈的工作原理。[知识目标]1.能理解磁场的四个基本物理量；2.了解基本电磁现象；3.掌握磁路的基本定律；4.掌握点火线圈的基本工作原理。第三章磁与电磁感应第三章磁与电磁感应碳罐电磁阀起动机发电机点火线圈第一节磁场的基本概念及物理量

a)b)c)图3-1磁力线a)磁铁的磁力线b)同极性磁极相互排斥c)异极性磁极相互吸引第一节磁场的基本概念及物理量

如空气、木材、纸、铝等。注意铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。非磁性材料铁磁性材料如铁、钴、镍及其合金等。所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁性材料制成的铁心上。图3-2低磁阻物质对磁力线的影响第一节磁场的基本概念及物理量

一、磁感应强度磁感应强度

B

是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷)有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。电流(或运动电荷)电流(或运动电荷)磁场第一节磁场的基本概念及物理量

第一节磁场的基本概念及物理量

磁感应强度B

的大小及方向：电流强度为I

长度为l

的电流元，在磁场中将受到磁力的作用。实验发现，力的大小不仅与电流元I·l

的大小有关，还与其方向有关。当l

的方向与B

的方向垂直时电流元受力为最大F=Fmax，此时规定，磁场的大小磁场的方向，由三个矢量成右旋系的

的关系来定义。B的单位为特斯拉(T)第一节磁场的基本概念及物理量

a）b)图3-3带电导体在磁场中的受力a）导体受到的作用力b)左手定则第一节磁场的基本概念及物理量

当然，对磁感应强度的定义也可从运动电荷的角度进行定义。SNlIlI同理，三个矢量也构成右旋系关系。如洛仑兹力公式所表示第一节磁场的基本概念及物理量

二、磁通磁感应强度B

在面积S

上的通量积分称为磁通如果是均匀磁场，即磁场内各点磁感应强度的大小和方向均相同，且与面积S

垂直，则该面积上的磁通为或故又可称磁感应强度的数值为磁通密度。第一节磁场的基本概念及物理量

用磁力线描述磁场，磁力线密度就反映磁场的大小。通过某一面积的磁力线总数应表示通过该面积的磁通的大小。由于磁通的连续性，磁力线是闭合的空间曲线。磁通的单位是韦伯(Wb)，在工程中常用电磁制单位麦克斯韦(Mx)，两者关系为根据电磁感应公式磁通的单位为伏·秒(V·s)，由此，磁感应强度的单位也可表示为韦伯每平方米

(Wb/m2)。第一节磁场的基本概念及物理量

三、磁导率磁导率μ是表示磁场空间媒质磁性质的物理量，是物质导磁能力的标志量。前面已导出环形线圈的磁场强度H

，可得磁感应强度B为磁导率的单位真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率第一节磁场的基本概念及物理量

相对磁导率：上式说明，在同样电流的情况下，磁场空间某点的磁感应强度与该点媒质的磁导率有关，若媒质的磁导率为μ，则磁感应强度B

将是真空中磁感应强度的μr倍。自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料两大类。非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1；磁性材料的相对磁导率则很大。第一节磁场的基本概念及物理量

四、磁场强度磁场强度H是计算磁场时常用的物理量，也是矢量。它与磁感应强度矢量的关系为安培环路定律上式左侧为磁场强度矢量沿闭合回线的线积分；右侧是穿过由闭合回线所围面积的电流的代数和。电流的符号规定为：闭合回线的围绕方向与电流成右旋系时为正，反之为负。第一节磁场的基本概念及物理量

以环形线圈为例，计算线圈内的磁场强度。xI

SHx线圈内为均匀媒质，取磁力线作为闭合回线，且以磁场强度的方向为回线的绕行方向。于是其中N为线圈的匝数；Hx

是半径为x处的磁场强度。乘积IN是产生磁通的原因，称为磁动势，用F

表示。第二节电流的磁效应

图3-4直线载流导体周围磁场图3-5螺旋载流导体周围磁场第三节磁路的基本定律

磁路：磁通所通过的路径。主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁通。漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。第三节磁路的基本定律

主磁路：主磁通所通过的路径。漏磁路：漏磁通所通过的路径。励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。励磁电流：励磁线圈中的电流。直流:直流磁路例如:直流电机交流:交流磁路例如:变压器第三节磁路的基本定律

a)b)c)图3-6各种磁路a)直流电机磁路b)变压器磁路c)电磁铁磁路第三节磁路的基本定律

一、安培环路定律安培环路定律：磁场强度矢量在磁场中沿任何闭合回路的线积分，等于穿过该闭合回路所包围面积内电流的代数和计算电流代数和时，与绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致，则第三节磁路的基本定律

为了使励磁电流产生尽可能大的磁通，在电磁设备或电磁元件中要放置一定形状的铁心。绝大部分磁通将通过铁心形成闭合路径——磁路。图示为交流接触器的磁路，磁通经过铁心和空气隙而闭合。得出第三节磁路的基本定律

式中：F=IN称为磁动势，此为产生磁通的激励；Rm为磁阻，是磁路对磁通具有阻碍作用的物理量；l为磁路的平均长度；S为磁路的截面积。第三节磁路的基本定律

上式与电路中的欧姆定律在形式上相似，与磁路对照如下：磁路电路磁动势F磁通Φ磁感应强度B磁阻R=l/S电动势E电流I电流密度J电阻R=l/γSNI

+–EIR第三节磁路的基本定律

二、磁路的欧姆定律

计算磁路问题时，可以应用上面介绍的磁路欧姆定律，但由于磁路的磁导率μ不是常数(随励磁电流而变)，往往要借助于磁场强度H这个物理量。或若磁路不均匀，由不同材料构成，则磁路的磁阻应由不同的几段串联而成，即I

0S0S1

1l1S1

2l2S2右图所示继电器的磁路就是由三段串联第三节磁路的基本定律

气隙中的磁场强度H0B0的单位为特斯拉，若用高斯为单位，则I

0S0S1

1l1S1

2l2S2然后计算各段磁路的磁压降Hl，进而求出磁路的磁动势，应用磁路欧姆定律对磁路进行分析。第三节磁路的基本定律

例：一均匀闭合铁心线圈，匝数为300，铁心中磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm,试求：I

lS(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流；(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解：先从磁化曲线中查出磁场强度的H值，然后再计算电流。(1)H1=9000A/m，(2)H2=260A/m，可见由于所用铁心材料不同，要得到相同的磁感应强度，则所需要的磁动势或励磁电流是不同的。因此，采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。第三节磁路的基本定律

三、磁路的基尔霍夫定律

对于有分支磁路，其分支汇集处称为磁路的节点，磁路的任意节点所连接的各分支磁路的代数和等于零。I1N1N2I2即：第三节磁路的基本定律

在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：磁路长度L线圈匝数NIHL：称为磁位差。NI：称为磁动势。一般用F

表示。F=NI第三节磁路的基本定律

总磁动势

在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场强度不等）中，总磁动势等于各段磁位差之和。例：IN第三节磁路的基本定律

磁路电路磁通INI磁压降磁动势电动势电流电压降R+_EU第三节磁路的基本定律

基本定律

磁阻磁感应强度基尔霍夫定律磁路IN欧姆定律电阻电流强度基尔霍夫定律电路R+_EI第三节磁路的基本定律

四、电磁感应定律a)b）图3-9电磁感应现象a)移动磁铁，导体不动b）移动导体，磁铁不动第三节磁路的基本定律

电磁感应定律又称为法拉第电磁感应定律，其内容是：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。其表达式为：表示感应电动势，单位为伏特（V）；表示回路里磁通量的变化率，磁通的单位为韦伯（Wb）；时间的单位为秒（s）。

第三节磁路的基本定律

a)b)图3-10回路中的感应电流感应电动势的方向可用楞次定律确定。即在闭合回路中，感应电流所产生的磁场，总是阻碍回路中原磁通量的变化。第三节磁路的基本定律

图3-11回路中的感应电流第三节磁路的基本定律

图3-12感应电动势第四节互感、自感现象及霍尔效应

一、互感现象图3-13互感与自感作用第四节互感、自感现象及霍尔效应二、自感现象自感电动势具有如下一些结论：1、自感电动势是由通过线圈本身的电流发生变化而引起的。2、自感电动势的大小与电感和电流变化率的乘积成正比。3、自感电动势起着阻碍电流变化的作用。第四节互感、自感现象及霍尔效应三、霍尔效应半导体薄片垂直置于磁场中，当有电流流过薄片时，在垂直于电流和磁场方向的导体的两个端面之间产生横向电势差的物理现象称为霍尔效应（HallEffect），图3-14霍尔效应第四节互感、自感现象及霍尔效应实验表明，霍耳电压与通过导体板的激励电流I和作用在薄片上的磁场强度B的大小成正比，与板的厚度d成反比，即图3-15霍尔效应式点火系统1－霍尔传感器2－分火头3－转轴第五节汽车上常用的电磁器件

一、继电器

继电器是一种根据电量(如电压、电流)或非电量(如时间、转速、温度、压力等)的变化，接通或断开控制电路，用以自动控制与保护电气传动装置的电磁开关，常用于以小电流控制大电流的场合。继电器结构如图3-16所示，包括一个控制电路，一个电磁铁、一个电枢和一组触点等。在汽车中，有许多地方应用了继电器，例如，燃油泵、喇叭和起动系统等。第五节汽车上常用的电磁器件

图3-16继电器结构示意图1－接电源2－电源电路3－衔铁4－接负载5－触头6－电枢与铁心7－控制电路8－图形符号第五节汽车上常用的电磁器件

1．中间继电器图3-17汽车电喇叭电路中的继电器第五节汽车上常用的电磁器件

2．电流继电器图3-18电流继电器结构1－触头2、8－铁心3、4－衔铁5、12－线圈6－常闭触头

7－常开触头9－磁轭10、11－反作用弹簧第五节汽车上常用的电磁器件

二、汽车点火线圈123456789100110120

图3-19汽车点火线圈结构示意图1－绝缘座2－铁心3－一次绕组4－二次绕组5－导磁钢套6－外壳7－接线柱（接断路器）8－胶木盖9－高压线接头10－接线柱（接附加电阻及其短路开关）11接线柱（接电源、附加电阻及短路开关）12附加电阻第4章交流电路讲授内容：4.1正弦交流电的基本概念4.2单相正弦交流电路4.3三相交流电路正弦交流电的优越性：

便于传输；易于变换便于运算；有利于电器设备的运行；

正弦量：

随时间按正弦规律做周期变化的量。Ru+_

_

_iu+_正半周负半周Ru+_单击此处编辑母版标题样式设正弦交流电流：角频率：决定正弦量变化快慢幅值：决定正弦量的大小

幅值、角频率、初相位成为正弦量的三要素。初相位：决定正弦量起始位置

ImTiO一、正弦交流电的三要素1.