汽车电工电子 课件 项目3 认知交流电路与检测电子元件和设备

项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务一认知与检测交流电汽车电工电子职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》知识目标：1．掌握交流电的概念；2．掌握正弦交流电的三要素及解析式；3．理解正弦交流电的波形；4．掌握日常使用的交流电的参数；5．了解交流电的使用安全知识。能力目标：1．会使用万用表交流挡测量交流电的电压；2．会使用示波器检测永磁同步电机或汽车发电机的波形。情感目标：1．树立安全意识，增强职业认同感；2．树立团队协作意识，增强交流沟通能力。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标简单直流电路搭建巩固提升家用电器使用的电源大多数为220V，50Hz的交流电。你了解交流电吗？别克威朗汽车上的发电机是直流发电机还是交流发电机呢？。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升初步认识电及电流的属性交流电广泛应用于工农业生产和生活中，即使电解、电镀等需要直流供电的行业，也是将交流电通过整流器整流成直流电。常用的交流电，一般都是指正弦交流电。交流电有很多的优点：可以使用变压器方便地改变电压高低；使用高压输电，可将电能输送到远方，损耗小；交流电机比直流电机构造简单，造价便宜，运行可靠；交流通信中，信号易于放大、传输及变换；交流电易于整流成直流电。所以，发电厂输出的基本都是交流电。如图3-1所示为发电厂的大型交流发电机外观及内部结构。

图3-1大型交流发电机外观及内部结构任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、交流电1．交流电定义大小、方向随时间作周期性变化的电压、电流、电动势称为交流电。如图3-2所示为交流电波形。2．正弦交流电交流电如按正弦规律变化则称为正弦交流电，否则称为非正弦交流电。如图3-3所示为正弦交流电的电动势、电压与电流的变化规律。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升3．直流电与交流电的区别直流电与交流电的区别如表3-1所示。4．交流电的分类按照交流电的相数，分为单相交流电和三相交流电。如图3-4、图3-5所示分别为单相正弦交流电和三相正弦交流电的变化规律。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升二、正弦交流电的表示方法1．三角函数表示法三角函数表示法是用三角函数式表示正弦交流电随时间变化的方法，正弦交流电动势、电压和电流的三角函数式分别是：

；

；

。2．波形图法波形图法是指根据三角函数式计算得到的数据，并将数据描绘在平面直角坐标系中获得曲线的方法。3．向量表示法向量表示法是指用带有方向的箭头来表示正弦交流电的方法。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升三、正弦交流电的参数及三要素正弦交流电的三要素为有效值、频率、初相位，分别表示正弦交流电变化的大小、变化的快慢和变化的步调。1．表示正弦交流电变化快慢的物理量（1）周期：正弦交流电周期性变化一次所需用的时间，用T表示，单位：秒（s）。（2）频率：单位时间内正弦交流电周期性变化的次数，用f表示，单位：赫兹（Hz）。（3）角频率：单位时间内正弦交流电变化的电角度（弧度），用ω表示，单位：弧度/秒（rad/s）。（4）三者之间的关系：

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．表示正弦交流电变化大小的物理量（1）瞬时值：正弦交流电在任意时刻的大小，用i、u、e分别表示电流、电压及电动势在任意时刻的瞬时值。（2）最大值：正弦交流电能够达到的最大数值，用Im、Um、Em分别表示电流、电压及电动势能够达到的最大值（峰值）。（3）有效值：根据电流热效应定义，用I、U、E分别表示电流、电压及电动势的有效值。有效值在电气工程中应用非常广泛，例如，照明电路的电压220V、动力线路的电压380V，都是指有效值；用交流电工仪表测量出来的电流、电压也是有效值；大多数电器产品铭牌上标注的额定电压、额定电流都是指有效值。（4）有效值和最大值的关系：任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升3．表示正弦交流电变化步调的物理量（1）相位：交流电在t时刻所对应的角度称为相位角，简称相位，用

表示，它可以反映出在不同瞬间正弦交流电的值及交流电变化的进程。（2）初相位：t=0时的相位称为初相位，用

表示，它反映了正弦交流电在计时起点时的状态。所以，正弦交流电的最大值反映了正弦交流电的变化范围；角频率反映了正弦交流电的变化快慢；初相位反映了正弦交流电的起始状态。因此把最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升四、同频率正弦交流电的相位关系1．相位差两个同频率正弦交流电的相位之差称为相位差，用Δφ表示，频率相同的交流电的相位差等于它们的初相位之差，因此相位差在任何瞬间都是常数，和计时起点无关。如图3-6所示，

，初相位为

；

，初相位为

，相位差

。2．相位关系（1）超前或滞后：若

＞0，即：

，则1交流电超前2交流电。图3-6，表示

超前

。（2）同相：若=0，即：

，则1交流电和2交流电同相。如图3-7所示。（3）反相：若=±π，则1交流电和2交流电反相。如图3-8所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升（4）正交：若=，则1交流电和2交流电正交（或说超前和滞后90°）。如图3-9所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升我国国家电网使用的工频交流电频率为50Hz，电压的有效值为220V，电压最高值为

即311V。如果初相位为0，则其表达式为：

。如图3-10所示。有线网通信频率：300～5000Hz。无线网通信频率：30kHz～3×104MHz。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、实施条件示波器4台，万用表4块，交流电源插座4个，交流发电机4台。二、实施计划1．使用示波器测量发电机波形。

2．使用万用表测量工频交流电电压任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评

（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标交流电的概念会叙述15

正弦交流电的三要素及解析式会叙述5

正弦交流电的波形能熟练叙述10

日常使用的交流电的参数会分析及能理解15

技能目标用万用表测量交流电的电压会规范检测10

用示波器检测永磁同步电机或汽车发电机的波形会规范检测20

素养目标安全、规范操作无不安全行为和隐患5

对问题的质疑和创新性能提出问题，并具有创新性思维和创新性举动

5

劳动精神、工匠精神、劳模精神吃苦耐劳、严谨规范、不计较个人得失5

劳动纪律严格遵守5

团队合作和谐5

总分100

教师签名：

年

月

日得分

一、交流电的安全知识1．触电的原因与危害（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。（2）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，以及触电者本人的情况有关。（3）触电事故的发生原因是多方面的，如忽视安全操作规程、违章冒险作业；输电线或电气设备的绝缘损坏，使人体接触带电裸导线或电气设备金属外壳等。（4）安全电压。触电事故表明，频率为50～100Hz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致死亡；电流流过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。通常规定36V以下的电压为安全电压。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识2．触电的种类和形式（1）触电的种类主要有两种：电击和电伤。电击：电流通过人体内部，使人体内部器官受伤，如呼吸困难、肌肉痉挛、心室颤动等，严重时造成心脏停搏而死亡。电伤：在电流的作用下，使熔化和蒸发的金属微粒侵袭人体皮肤而遭受灼伤，如电弧烧伤、电烙印等，严重时也能致命。（2）触电的形式主要有三种：单相触电、两相触电和跨步电压触电。单相触电：人体触及一根带电导体或接触到漏电的电气设备外壳，如图3-11所示。此时人体承受的电压是电源的相电压，一般工业企业供电系统中的电压是380/220V，对人体的危害极大。两相触电：人体的两个部位（如手或脚等）分别触及两相带电导体，如图3-12所示。此时加在人体触电部位两端的电压是电源的线电压，在380/220V供电系统中，人体所承受的电压是380V。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识跨步电压触电：当电流流入电网接地点或防雷接地点时，电流在接地点周围土壤中产生电压降。当人体走近接地点附近时，两步之间就有电位差，称之为跨步电压。由此引起的触电事故，叫作跨步电压触电。步距越大、离接地点越近，跨步电压越大。如图3-13所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识3．安全措施（1）保护接地：将电气设备的金属外壳与埋入地下的接地体（钢管或角铁）可靠连接，如图3-14所示。接地电阻不允许超过4Ω，适应于中性点不接地的供电系统中当电气设备因绝缘损坏而漏电后，人体触及带电的外壳时，人体相当于接地电阻的一条并联支路。由于人体电阻远远大于接地电阻，此时通过人体的电流很小，保证了人体的安全。（2）保护接零：将电气设备的金属外壳与电源地线可靠相连，如图3-15所示。适用于中性点直接接地的低压供电系统中。若电气设备绝缘损坏而接触壳体时，就会通过电气设备外壳形成该相与地线间的单相短路，其短路电流很大，将使电路中的保护电器动作或该相熔丝熔断而切断电源，消除了触电危险。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识4．触电急救发现有人触电，首先要尽快使触电者脱离电源，然后根据情况进行相应的救护。（1）脱离电源：对低压触电，若触电地点附近有电源开关，应立即关闭开关，断开电源。若电线搭落在触电者身上或被压在身下时，可用干燥的手套或木棍等绝缘物作为工具，拉开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。对高压触电事故，应立即通知有关部门停电。（2）现场急救：触电者脱离电源后需进行抢救。若触电者已失去知觉，但能呼吸，应抬到空气流通、温暖舒适的地方，使其平卧，并解开衣服，速请医生诊治。若触电者已停止呼吸，心脏也停止跳动，此时应采用人工呼吸法和胸外心脏挤压法进行急救。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识人工呼吸法：使触电者仰卧，救护人员一只手捏紧触电者的鼻子，另一只手掰开触电者的嘴，直接用嘴向触电者口内反复吹气，如图3-16所示。胸外心脏挤压法：救护人员在触电者的一侧，两手相叠，手掌放在其心窝上，如图3-17（b）所示，掌根用力垂直向下挤压，挤压后掌根迅速全部放松，让触电者胸部自动复原，血液充满心脏，如图3-17所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升交流电的安全知识任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、填空题1．交流供电具有以下优点：可以使用变压器方便地___电压；使用高压输电，可将电能输送到远方，____小；交流电机比直流电机构造简单，造价便宜，运行可靠；交流通信中，信号易于放大、传输及变换；交流电易于_____成直流电。2．正弦交流电的三要素：____________、______________和______________。3．表示正弦交流电变化快慢的物理量_________________________；表示正弦交流电变化大小的物理量___________________________；表示正弦交流电变化步调的物理量_____________________。二、选择题1．正弦交流电的三要素是（）。A．频率、有效值、初相位 B．频率、平均值、相位C．周期、有效值、平均值 D．周期、频率、相位2．对于正弦交流电，下列说法错误的是（）。A．初相位为 B．频率为工频C．周期为0.02s D．有效值为28.28V项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务二认知与检测电容器汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．理解电容器定义、分类、应用及标注方法；2．理解电容器的连接方式；3．理解计算不同连接方式电容器总电容的方法；4．理解电路中电容器的作用；5．理解电容器的特性及容抗的概念。能力目标：1．会使用万用表检测电容器的好坏；2．会搭建一个含有电容器的电路。情感目标：1．具备精益求精的大国工匠精神与社会责任感；2．养成良好的职业素养，发展职业能力与创新精神，促进德智体美劳等全面发展。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标简单直流电路搭建巩固提升电容器作为基础元器件，在汽车传感器、执行器和控制模块中广泛存在，了解其作用、类别及检测方法非常重要。如果一个电容器损坏，你会检测吗？你知道其在电路中的作用吗？。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器元器件一般分为有源器件和无源元件两大类：有源器件工作时，其输出除了需输入信号外，还必须有专门的电源。它在电路中的作用主要是能量转换，如晶体管、集成电路等。无源元件工作时，不需要专门的附加电源，如电阻器、电容器、电感器和接插件。无源元件又分为电抗元件和结构元件，而电抗元件又可分为耗能元件和储能元件。电阻器是典型的耗能元件；电容器、电感器则属于储能元件。而开关、接插件属于结构元件。通常有源器件称为“器件”，无源元件称为“元件”。电抗元件包括电阻器（含电位器）、电容器和电感器（含变压器），它们在电子产品中应用非常广泛，尤其是电阻器和电容器，往往占一个产品元器件的80%以上。因此，电抗元件又被称为基础元件。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器一、电容器的概念、作用与分类1．电容器的概念任意两个彼此绝缘且靠近的导体组成的基础元件就构成一个电容器，简称电容（capacitance），用C表示。由于电容器在电路中的作用巨大，因此在电路板上广泛存在。电视机电路板上的电容器与汽车悬架电子控制单元上的电容器如图3-19、图3-20所示。电容器是由两块金属板电极和中间的一层绝缘介质（包括空气）构成的，最简单的电容器就是由两块金属薄板，中间隔着空气而组成的平行板电容器。电容器的电气图形符号如图3-21所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器在电容器的极板两端外加直流电源，由于中间介质的阻隔作用，正负电荷就会累积在极板的两端，直至充满电荷，停止充电，两个极板分别储存了等量异种电荷，这种过程叫电容器的充电过程，如图3-22所示。在充满电的极板两端，如果连接一个电珠，电珠就会亮一下熄灭，显示了电容器的放电过程（注意：电容器要足够大），如图3-23所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器2．电容器的作用电容器在电路中的作用：储能、隔直流、滤波、耦合、调谐、整流等。如图3-24所示，按图连接电容器和两个功率相同的灯泡，接直流时，L2亮，但L1不亮，接交流时，L1、L2均点亮。说明直流电不能通过电容器，而交流电能“通过”电容器。接交流电时，自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，只是在交流电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流。电容器对交流电有阻碍作用。电容器对交流电阻碍作用的大小由容抗确定。容抗：

，单位为欧姆。电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流电的阻碍作用越小，即容抗越小。电容器的特性：隔直流，通交流；通高频，阻低频。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器如图3-25（a）所示，前级输入的交直流混合信号，经过串联的电容器后，交流信号通过电容器输入后级，直流信号通过电阻被过滤（隔直流，通交流），即电容器具有隔直作用。如图3-25（b）所示，前级输出的高、低频混合信号，经过并联的电容器后，高频信号通过电容器被过滤，低频信号则输入后级（通高频，阻低频），即电容器具有滤波作用。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器3．电容器的分类电容器的种类众多，不同的分类依据产生不同的电容器，常见的电容器如表3-3所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器1．电容的大小不同的电容器储存电量的能力不同。电容器储存电量的能力用物理量电容来衡量，电容大小仅与电容器自身的结构有关，与外加的电源电压无关，但可以通过电容器储存的电量大小及外加的电压来计算，如图3-26所示。

式中，C为电容；Q为电量；U为电压。2．电容的单位电容的国际单位为法拉，简称法（F），由于法太大，所以，常用的单位还有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）。它们均是1000进制关系。即： 1F=103mF=106μF1μF=103nF=106pF

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器3．电容器的（额定电压）击穿电压不同的电容器都有自己的耐压值（击穿电压），在实际应用时，应确保每个电容器在电路中承受的电压低于其击穿电压，这样才能保证电容器及电路的正常工作，否则会被击穿，如图3-27所示。击穿电压一般都直接标注在电容器上，表3-4是电容器的击穿电压。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器4．电容器的标注电容器的标注方法如表3-5所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器由于追求电路板的小型化、轻便化，现在的电路板使用的电容器也正在变为小型化的贴片电容器，如图3-28所示为电路板上的贴片电容器。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器5．不同类别电容器的电气图形符号不同类别电容器的电气图形符号如表3-6所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器1．电容器的并联将几个电容器并列连接在一起，如图3-29所示。并联后的总电容等于各个电容之和。总电容比最大的还大。 C=C1+C2+C3+…Cn每个电容器两端承受的电压都相等，且等于电源电压。注意：每个电容器两端承受的电压都要小于电容器自身的击穿电压。 U=U1=U2=U3=…=Un

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器2．电容器的串联将几个电容器依次串联在一起，如图3-30所示。串联后总电容的倒数等于各个电容倒数之和。总电容比最小的电容还小。

串联电容器总电压等于每个电容器的电压之和。 U=U1+U2+U3+…+Un

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器在图3-33所示电路中的所有电解电容器和瓷电容器也都是起到相同的作用。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电容器五、电容器好坏的检测电容器在使用过程中，经常会出现开裂、膨胀、漏电或击穿现象，所以，要学会检测其好坏的方法并会更换电容器。1．观察法观察电路板上的电容器是否有开裂、顶部膨胀、烧焦，通电运行时，是否有异响，如有以上情况，则更换电容器。如图3-34所示为电路板上损坏的电容器。2．数字式万用表检测法首先短接电容器两端，给电容器放电；再用万用表的欧姆挡，测量两端的阻值，测量的过程中，阻值不断上升，直到接近无穷大；最后使用电容挡，选择合适的量程，测量电容器的容量，电容器的容量应接近标注的电容器容量。否则，更换电容器。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、实施条件不同种类电容器若干，电路板若干，数字式万用表4块。二、实施计划1．识别不同电容器的型号及电容量大小。2．在电路板上找到电容器及电阻器两种基础元件。3．使用数字式万用表检测电容器电容的大小及电容器的好坏。4．搭建图3-35所示电路，检验电容器的特性。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评

（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标电容器的定义、分类、应用及标注方法会叙述10

电容器的连接方式会叙述5

不同连接方式的总电容会计算10

电路中电容器的作用会分析10

技能目标通过电容器的标识识别电容的大小会识别5

在电路板上找到电容器及电阻器两种基础元件会寻找5

使用万用表检测电容器的容量大小及好坏会规范检测15

搭建含有电容器的电路，检验电容器的特性会搭建、会检验15

素养目标安全、规范操作无不安全行为和隐患5

对问题的质疑和创新性能提出问题，并具有创新性思维和创新性举动

5

劳动精神、工匠精神、劳模精神吃苦耐劳、严谨规范、不计较个人得失5

劳动纪律严格遵守5

团队合作和谐5

总分100

教师签名：

年

月

日得分

使用指针式万用表欧姆挡检测电容器对于正、负极标志模糊不清的电解电容器，可用测量其正、反向绝缘电阻的方法，判断出其引脚的正、负极。具体方法是：用万用表“R×lk”挡测出电解电容器的绝缘电阻，将红、黑表笔对调后再测出第二个绝缘电阻。两次测量中，绝缘电阻较大的那一次，黑表笔（与万用表中电池正极相连）所接为电解电容器的正极，红表笔（与万用表中电池负极相连）所接为电解电容器的负极，如果表针向右偏转后不向左回归，说明该电容器已短路损坏，如果表针向右偏转，然后向左回归稳定后，阻值指示小于500kΩ，说明该电容器绝缘电阻太小，漏电流较大，也不宜使用。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升上海大众汽车点火开关的四种状态1．脱离线路时检测采用万用表“R×1k”挡，在检测前，先将电解电容器的两根引脚相碰，以便放掉电容器内残余的电荷。当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来所指示的阻值为该电容器的漏电电阻，此阻值越大越好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容器漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容器的电容量也越大，反之说明电容量越小。2．线路上直接检测主要是检测电容器是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表“R×1k”挡，电路断开后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针向右偏转，说明电解电容器内部断路。如果表针向右偏转后所指示的阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏后无回转，但所指示的阻值不是很小，说明电容器开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升使用指针式万用表欧姆挡检测电容器3．线路上通电状态时检测若怀疑电解电容器只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流挡测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为0V，则是该电容器已击穿。对于电解电容器的正、负极标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升使用指针式万用表欧姆挡检测电容器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、填空题1．电容器的特性是___________；__________；____________；________________________。2．不同的电容器储存电量的能力________。电容器储存电量的能力用物理量______来衡量，电容大小仅与电容器自身的______有关，与外加的电源电压_____，但可以通过电容器储存的电量大小及外加的电压来计算。二、选择题1．电容器的特性是（）。A．通交流、隔直流，通高频、阻低频B．通直流、隔交流，通高频、阻低频C．通直流、隔交流，通低频、阻高频D．通交流、隔直流，通低频、阻高频项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务三认知与检测电感器汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．了解电感器的概念及电气图形符号；2．认识常见的电感器及分类；3．理解感抗的概念；4．掌握电感器的特性及在电路上的应用。能力目标：1．会使用万用表交流挡测量交流电的电压；2．会使用示波器检测永磁同步电机或汽车发电机的波形。情感目标：1．养成创新能力与创新意识；2．培养总结能力，积极参加社会实践活动。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标认知与检测电感器巩固提升电感器（简称电感）作为基础电子元件，在汽车传感器、执行器和控制模块中应用广泛，了解其作用、类别及检测方法非常重要。如果一个电感损坏，你会检测吗？你知道电感在电路中的作用吗？任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一、电感的概念1．概念电感器就是由导线绕制而成的线圈。如图3-39所示为电感电路及实物图。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器【实验探究】（1）按图3-39连接各元器件，当开关S接通直流电源瞬间、接通及断开时，灯泡L1、L2有何现象？（2）当开关S持续接通交流电源时，灯泡L1、L2有何现象？（3）更换一个更大的电感，当开关S持续接通交流电源时，灯泡L1、L2有何现象？（4）通过以上实验，你能得出什么结论？2．实验现象（1）接通直流电源瞬间，灯泡L2先亮，L1后亮；接通后L2、L1均亮，且亮度相同；断开直流电源瞬间，L2、L1闪亮一下熄灭。（2）当开关S持续接通交流电源，灯泡L1始终比L2暗。（3）更换一个更大的电感，当开关S接通交流电源时，灯泡L1比L2更暗。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器3．实验结论（电感特性）电感也是一种储能元件。对交流电有阻碍作用，电感特性如图3-40所示。即：通直流，阻交流；通低频，阻高频。4．原因分析（1）线圈自感，产生了感应电动势，感生电流阻碍电流的变化。（2）断开电路，电流减少，感应电动势阻碍电流减少，产生同方向感应电流，阻碍电流的减少。（3）接通电路，电流最大，感应电动势阻碍电流增大，产生反方向感应电流，阻碍电流的增大。（4）交变电流，相当于连续接通和断开电路，感应电动势不断发生大小及方向的变化，感应电动势阻碍电流的变化，感应电流也发生大小及方向的变化。（5）阻碍电流大小的因素取决于电感的感抗大小。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器5．感抗电感具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为

式中，XL：感抗，单位欧姆（Ω）；f：交流信号频率，单位赫兹（Hz）；L：自感系数，单位亨利（H）。电感的自感系数越大、交流电的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大。电感的自感系数与线圈长度、线圈密度、线圈横截面积及有无铁芯有关，与绕制线圈的导线粗细无关。线圈越长，单位长度上匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，对于一个现成的线圈来说，自感系数是一定的。在直流电路中，由于f=0，所以，直流电路感抗为0。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器二、电感的分类电感的分类如表3-8所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器三、电感的电气图形符号及类别电感的电气图形符号及类别如表3-9所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器四、电感的参数电感的主要参数有五个：电感量、允许偏差、品质因数、分布电容、额定电流等。

1．电感量电感量是衡量自感应能力大小的一个物理量。电感量的大小，主要取决于电感线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁芯及磁芯的材料等。通常线圈圈数越多，绕制的线圈越密，电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大；磁芯导磁率越大的线圈，电感量也越大。电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=1000mH，1mH=1000μH。2．允许偏差允许偏差是指电感上标称的电感量与实际电感量的允许误差值。一般用于振荡或滤波等电路中的电感要求精度较高，允许偏差为±0.2%～±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高，允许偏差为±10%～±15%。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器3．品质因数品质因数也称Q值，是衡量电感质量的主要参数。它是指电感在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感的Q值越高，其损耗越小，效率越高。电感品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁芯、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

4．分布电容分布电容是指线圈的匝与匝之间、线圈与磁芯之间存在的电容。电感的分布电容越小，其稳定性越好。5．额定电流额定电流是指电感正常工作时允许通过的最大电流值。如果工作电流超过额定电流，则电感就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。6．电感击穿电击的标注方法击穿电压一般都直接标注在电感上，其方法如表3-10所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一、电感的概念1．概念电感器就是由导线绕制而成的线圈。如图3-39所示为电感电路及实物图。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升五、电感的实际应用电感在应用时分为自感应用和互感应用。依据电感的特性“通直流，阻交流；通低频，阻高频”。在电路中与电容和电阻构成LC电路、RLC电路，起到储能、滤波、升压、降压、稳流、整流、扼流等作用。（一）自感现象由电磁学原理可知，任何通过电路（一般为线圈）的电流都会在其周围产生磁场，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也会随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这种由于自身电流变化引起磁场变化，又使自身产生感应电动势的现象，被称为自感现象。产生自感现象的线圈叫自感线圈。自感线圈产生的自感电动势总是阻碍电流的变化。认知与检测电感器一任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．扼流作用在通路时，自感对电流的变化起抑制作用，可稳定电路中的电流，如扼流圈、镇流器等；在断路时，自感电动势可以产生一个瞬时高压，对某些场合有用，如日关灯的启用和感应线圈的升压，如图3-41所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．扼流作用在通路时，自感对电流的变化起抑制作用，可稳定电路中的电流，如扼流圈、镇流器等；在断路时，自感电动势可以产生一个瞬时高压，对某些场合有用，如日关灯的启用和感应线圈的升压，如图3-41所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等，用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫作低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫作高频扼流圈。与电容和电阻等构成谐振电路或滤波电路（见图3-42）。如果采用双线绕制，可以消除自感，如图3-43所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．滤波作用大量的电子电路都需要直流电源供电，如果使用干电池供电，就会出现供电电流小、时间短的弊端，因而许多用电器的直流电源都是由频率50Hz的交流电通过变压器降压，再经过整流电路使交流电转变为直流电，这种直流电虽然电流方向不变，但大小却在不断变化。这种单向脉动电流可以看作由50Hz低频交流成分和直流成分合成的，滤波电路的作用就是滤去其中的交流成分。常用的π型滤波电路如图3-44所示，电容C1通交流，隔直流，为低频交流电建立了一条通路；滤去部分交流成分的电流通过电感L时，由于电感的通直流、阻交流的作用，直流通过，交流成分被阻碍而减弱；电容C2又成为通过电感L后的剩余交流成分的通路。这样，通过用电器中的电流就基本上是恒定电流了，当然不可避免还会有少量的交流成分。档次不高的收音机使用交流电源时有轻微的“嗡嗡”声，这是电源交流成分未能全滤除的反映，滤波电路需要滤除的是低频交流电，电容要让低频交流电顺利通过—容抗小，因此，滤波电容的容量都比较大；电感对低频交流电通过的阻碍作用要大—感抗大，因而，线圈的电感要大。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升（二）互感现象当1个线圈中的电流变化时，它所产生的磁通量的变化会影响邻近线圈回路的磁通量，从而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感现象。产生互感现象的线圈叫互感线圈，其中影响另一个线圈的线圈叫初级绕组，被影响的线圈称之为次级绕组。互感现象是一种常见的电磁感应现象，不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间，如图3-45所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．变压器在交流（AC）电路中，经常要实现由高压变为低压或由低压变为高压的现象，统称为AC-AC变换，其实现的途径就是使用变压器。其工作原理是基于互感原理的，初级绕组与次级绕组存在如下规律。

U1为初级绕组输入电压；U2为次级绕组输出电压；n1为初级绕组的线圈匝数；n2为初级绕组的线圈匝数。当n1＞n2时，为升压；当n1＜n2时，为降压。如图3-46所示为常见的变压器。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．汽车高压独立点火线圈汽车上的高压独立点火线圈也是基于互感原理设计的，如图3-48所示。发动机电脑控制初级绕组的通断电，即控制点火的时刻。初级绕组接通，给初级绕组充电，把电场能转化为初级绕组的磁场能；初级绕组断电，初级绕组变化的磁场就会在次级绕组感应出高压电，送给火花塞而点火。发电机电脑控制电路图如图3-49所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升3．收音机信号接收电路收音机信号接收电路如图3-50所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升六、电感好坏的检测电容在使用过程中，经常会出现烧焦、断脚等故障现象，所以要学会检测其好坏的方法并给以更换。1．观察法观察电路板上的电感是否有烧焦、断脚现象，若有相关情况更换电感。如图3-51所示为电路板上损坏的电感。

2．万用表检测法用数字式万用表的蜂鸣挡或欧姆挡，测量两个引脚，如果蜂鸣挡鸣叫或显示比较小的阻值，说明电感是好的。如果不鸣叫或阻值很大，说明电感断路一、实施条件不同种类电感若干，电路板若干，指针式或数字式万用表4块。二、实施计划1．识别电路板上的电感。2．使用万用表检测电感好坏。3．搭建一个含有电感的电路，并验证电感的作用，如图3-52所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评

（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标电感的定义、分类及标注方法会叙述10

电感的作用会叙述5

电感的特性会熟练叙述10

知识目标电感的特性及自感、互感的应用会分析、能理解10

技能目标电路板上的电感会识别10

使用万用表检测电感的好坏会规范熟练检测10

搭建一个含有电感的电路，并验证电感的作用。会搭建并验证20

素养目标安全、规范操作无不安全行为和隐患5

对问题的质疑和创新性能提出问题，并具有创新性思维和创新性举动

5

劳动精神、工匠精神、劳模精神吃苦耐劳、严谨规范、不计较个人得失5

劳动纪律严格遵守5

团队合作和谐5

总分100

教师签名：

年

月

日得分

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、选择题1．关于电感和电容，下列说法中正确的是（

）。A．电感对交流电没有阻碍作用 B．电感对交流电有阻碍作用C．电容对交流电没有阻碍作用 D．电容对交流电有阻碍作用2．在图3-54（a）所示电路中，流过二极管VD的电流iD，如图3-54（b）所示，该电流可以看作一个恒定电流和一个交流电的叠加，流过电感和电容的电流分别为iL、iC。下列关于iL、iC随时间t变化的图像中，可能正确的是（）。项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务四认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．了解纯电阻电路在交流电路中的特性；2．了解纯电感电路在交流电路中的特性；3．了解纯电容电路在交流电路中的特性。能力目标：1．会使用NIMultisim软件搭建纯电阻、纯电感、纯电容电路；2．会使用NIMultisim软件中示波器检测纯电阻、纯电感、纯电容交流电路的波形。情感目标：1．树立安全意识培养职业规范；2．具备爱岗敬业和诚实守信的品质。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路巩固提升什么是纯电阻、纯电容、纯电感电路，学会搭建纯电阻、纯电感、纯电容电路，会使用示波器检测纯电阻、纯电感、纯电容交流电路的波形。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路把负载接到交流电源上的电路称为交流电路，交流电路依据电源交流电动势的个数分为单相交流电路和三相交流电路。交流电路中常见的负载元件有电阻、电感和电容。如果电路中只有单纯的电阻（电感、电容），则称为纯电阻（电感、电容）电路。直流电路的欧姆定律等仍然适用于交流电路，但由于交流电的电动势、电压和电流等正弦量是随时间变化的，因此交流电路不仅要找到其数量关系，也要明确其相位关系。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路一、纯电阻电路1．纯电阻电路交流电路中，类似白炽灯、电炉、电吹风、小太阳取暖器等作为负载构成的电路叫纯电阻电路，如图3-58所示。2．纯电阻电路中电流和电压的关系负载用R表示，电流i和电压u的变化曲线如图3-59所示。设加在电阻两端的瞬时电压为：

流过电阻的瞬时电流为：

规律：（1）电流、电压的有效值遵循欧姆定律U=IR（有效值欧姆定律）；（2）频率相同、相位相同（电流、电压同相）如图3-59所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路3．电阻功率（1）电阻瞬时功率。

规律：瞬时功率p随时间变化；瞬时功率p≥0，电阻是耗能元件，从电源取用电能。纯电阻电路输出瞬时功率曲线如图3-60所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路（2）电阻平均功率（有功功率）。由于瞬时功率不便计算及测量，通常使用瞬时功率在一个周期内的平均值，来表示功率的大小，并称之为平均功率（或有功功率），用大写字母P表示。

规律：平均功率P等于瞬时功率最大值的一半。平均功率为图3-61所示的UI这条线虚线。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路二、纯电感电路1．纯电感电路纯电感电路是指电阻和电容可以忽略的电感作为交流负载的电路，如图3-62所示。2．纯电感电路中电压与电流的关系电感用L表示，电流和电压的方向如图3-62所示。设：流过电感的瞬时电流为电感两端产生的瞬时自感电压为：

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路规律：（1）电流、电压的频率相同，相位相差90°（电压相位超前电流相位90°），纯电感电路曲线图及相量图如图3-63所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路（2）电压与电流有效值的关系。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路（3）感抗与频率的关系。感抗是频率的正比例函数，，频率越大，感抗越大；频率越小，感抗越小，直流电路频率为0，感抗为0，电感相当于短路。交流电路电感感抗与频率的关系如图3-64所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路3．电感的功率（1）电感瞬时功率。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路如图3-65所示，从变化的曲线可以看出，在第1与第3个1/4周期内，u与i方向相同，功率p＞0，表示电感线圈从电源取用电能，并转换为磁场能储存在线圈中；在第2与第4个1/4周期内，u与i方向相反，功率p＜0，表示电感线圈把储存的磁场能转换为电能回送电源。一个周期内，取用与回送的电能相等，所以电感线圈不消耗能量，是储能元件。规律：电感是储能元件，通电的过程就是周期性的能量储存与释放的过程，电感本身不消耗能量。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路（2）电流与容抗成反比。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路（3）容抗与频率成反比。频率越大，容抗越小；频率越小，容抗越大。对于直流信号，频率为0，容抗最大，电容相当于开路，如图3-68所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测纯电阻、纯电感、纯电容电路任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、实施条件搭建电路图，准备示波器4个，万用表4块二、实施计划1．搭建纯电阻、纯电感、纯电容电路；2．用示波器检测纯电阻、纯电感、纯电容交流电路的波形。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评

（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标纯电阻电路在交流电路中的特性会叙述15

纯电感电路在交流电路中的特性会叙述15

纯电容电路在交流电路中的特性会熟练叙述15

技能目标使用NIMultisim软件搭建纯电阻、纯电感、纯电容电路会搭建20

使用NIMultisim软件中的示波器检测纯电阻、纯电感、纯电容交流电路的波形会熟练检测20

素养目标安全、规范操作无不安全行为和隐患5

对问题的质疑和创新性能提出问题，并具有创新性思维和创新性举动

5

劳动精神、工匠精神、劳模精神吃苦耐劳、严谨规范、不计较个人得失5

劳动纪律严格遵守5

团队合作和谐5

总分100

教师签名：

年

月

日得分一、LC振荡电路在实际的应用电路中，单一的纯电感、纯电容电路很少见，常常是电阻、电感、电容搭配使用，现在介绍一个最常见的LC振荡电路，如图3-72所示。首先将开关打至右边，给电容充电，待电容充满电后，此时，储存电量最大，电场能最大，再将开关打至左边。左边的电路就是由电感L和电容C组成的LC理想振荡电路（假设电路的阻值为0，振荡电路不向外辐射能量）。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升充满电的电容，储存电量最大，电场能最大，如图3-73（a）所示，电容向外放电，电场能逐渐减少，磁场能逐渐增加，回路中电流在增加，电容上的电量在减少，电场能在向磁场能转化，如图3-73（b）所示。放电完毕，电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大，所有的电场能转化为磁场能。由于线圈的自感作用，阻碍电流的减小，线圈反向给电容充电，如图3-73（c）所示，磁场能逐渐转化为电场能，磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，回路中电流在减小，电容上电量在增加。反向充电完毕，电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i

=

0。反向充满电的电场再次反向放电，如图3-73（d）所示，再给线圈充电，电容上的电场能再次转化为电感的磁场能，放电完毕，电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大，所有的电场能转化为磁场能。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升由于线圈的自感作用，阻碍电流的减小，线圈正向给电容充电，如图3-73（a）所示，磁场能逐渐转化为电场能，磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，回路中电流在减小，电容上电量在增加。正向充电完毕，电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i

=

0。经过以上四个过程，L、C实现了一次能量的周期性变化，如果不考虑能量的损失，这一周期性变化，将持续下去，形成一个按正弦规律变化的振荡电流，这一电路就是振荡电路，这种现象叫电磁振荡，这一电路在通信行业有着广泛的应用。振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法运用线圈在磁场中的转动产生，只能是由振荡电路产生。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、填空题1．在纯电容交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为___________，电压与电流在相位上的关系为_______________。2．容抗表示_______________的物理量，容抗与频率成______比，其值________单位是______________，100pF的电容对频率是106Hz的高频电流和50Hz的工频电流的容抗分别是______________和_______________。二、选择题1．直流电路的欧姆定律（）交流电路。A．不适用于 B．适用于 C．在一定条件下适用 D．都不对2．将220V的交流电压加到电阻值为22Ω的电阻两端，则电阻两端（）。A．电压有效值为220V，流过的电流有效值为10AB．电压最大值为220V，流过的电流最大值为10AC．电压最大值为220V，流过的电流有效值为10AD．电压有效值为220V，流过的电流最大值为10A项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务五认知三相正弦交流电及三相负载连接汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．了解三相交流电动势的产生过程；2．掌握三相交流电源的连接方式；3．掌握三相交流电路负载的连接方式。能力目标：能使用模拟软件进行三相负载电路的连接。情感目标：1．加强职业道德、文化知识、专业技能等各方面的发展；2．培养独立自主的学习能力与精益求精的态度和品质。。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标简单直流电路搭建巩固提升学校教学楼电灯发生了故障，二楼、三楼所有电灯都突然暗了下来，而一楼的电灯亮度没有变化，请结合三相交流电的知识阐述产生该现象的原因？并判断该教学楼的电灯采用的是哪种连接方式？任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知三相正弦交流电及三相负载连接一、交流电的来源单相交流电来自单相交流发电机，三相交流电来自三相交流发电机。1．单相交流发电机单相交流发电机的结构如图3-74所示，主要包括：产生磁场的永久磁铁、固定在定子上的线圈和连接线圈两端的两个导电滑环（不是换向器）。线圈放置在永久磁铁形成的匀强磁场中，当线圈匀速旋转时，就会切割磁力线，产生单相正弦交流电。其工作原理如图3-75所示，当线圈在水平位置（与磁场方向平行）时，穿过的磁通量最小，但磁通量的变化率最大，从水平位置开始顺时针旋转时，导线AB及CD均产生最大的感应电动势，感应电流的方向为A→B→C→D→滑环K→接触点F→电流表→接触点E→滑环L→A；当线圈旋转至垂直位置（与磁场方向垂直）时，通过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，所以不产生感应电动势，此时，通过线圈的电流为0。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升当线圈再由与磁场方向垂直的位置顺时针旋转至水平位置时，电动势及电流方向发生改变，电动势和电流大小由0增加至最大；经过两个90°的旋转，线圈旋转半周，完成半个周期的正弦交流电输出，以次类推，再旋转半周，就可以完成全周期的交流电输出。如图3-76所示为单相交流发电机电动势全周期输出及波形。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．三相交流发电机三相交流电是由三相交流发电机产生的，三相交流发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。如图3-77所示为三相交流发电机的横剖面图，其主要由定子和转子组成。定子包括定子铁芯、定子绕组、机座等，三相定子绕组均匀地嵌入定子铁芯槽内，互相差120°电角度；转子由转子铁芯、转子磁极、风扇、滑环及转轴等部件组成，转子绕组（直流励磁绕组）被固定在转子上。U1、V1、W1分别表示三相绕组的始端，U2、V2、W2分别表示三相绕组的末端。U1U2、V1V2、W1W2三个绕组分别称为U相、V相、W相绕组，并在空间上相差120°。当外力带动转子以均匀的角速度ω转动时，会产生旋转磁场，三相定子绕组切割磁力线，U1U2、V1V2、W1W2三个绕组中就会产生振幅相等、频率相同、相位差120°的三相正弦交流电。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升二、三相电源的连接方式三相交流发电机的三个绕组在实际运用中有两种接法：星形（又称形）连接和三角形（又称△形）连接，在低压配电系统中通常采用星形连接。1．星形连接如图3-79所示将三相交流发电机三相绕组的末端连接成一点（N点），将始端作为与外电路相连接的端点，这种连接方式称为电源的星形连接。N

点称为中性点，从中性点引出的导线称为中性线（简称中线），中性线通常和大地相连接，又被称为地线。从始端引出的3根导线称为端线或相线。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．三角形连接将三相交流发电机三相绕组的始末端依次连接，组成一个闭合的三角形，这种连接形式称为三角形连接，如图3-82所示。需要注意的是在三相变压器中常采用三角形连接，三相交流发电机一般不采用。三角形连接中，线电压等于相电压，均为380V。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升三、三相负载的连接方式三相负载的连接方式也分别为星形连接和三角形连接两种。如图3-83所示为其负载内部的连接方式及外部连接端子。三相负载是由3个单相负载组合起来的，根据负载性质与大小的不同，可分为三相对称负载和三相不对称负载两种。如果三相负载的阻抗相等，则为三相对称负载，否则为三相不对称负载。接在三相交流电路中的负载通常有动力负载（如三相异步电动机）、电热负载（如三相电炉）和照明负载（如白炽灯）等。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．三相负载的星形连接（三相四线制）如图3-84所示，3个灯泡的接法为星形连接，每个灯泡两端的电压均为相电压220V，如果3个灯泡的功率相同，则为三相对称负载，如果3个灯泡的功率不同，则为三相不对称负载。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升对于中性点

N，中线电流等于三相电流之和，如果负载不对称，流过每个负载的相电流大小不等，中线电流IN不等于零。如果中性线断开，每个负载的相电压就不再相等，此时阻抗小的相电压减小，阻抗大的相电压增大，负载不能正常工作。如果三相负载对称，中线无电流流过，故可将中线除去，而成为三相三线制系统。但是如果三相负载不对称，中线上就会有电流IN通过，此时中线是不能被除去的，否则会造成负载上的三相电压严重不对称，使用电设备不能正常工作。中线的作用：中线在三相电路中的作用是既能为用