汽车电工与电子基础1.ppt

单元1 直流电路 知识目标： 1. 正确描述电路的基本概念； 2. 掌握电路中的基本物理量的含义； 3. 简单叙述串并联电路的性质； 4. 理解电路的基本定律。 能力目标： 1. 会用万用表测量电路的电压、电流、电阻； 2. 能解决直流电路中的连接问题； 3. 会分析较复杂的电路。 建议学时： 14 学时 1.1 电路的基本概念 1.1.1 电路的组成 电路是指电流所经过的路径，一般是由电源、用电器、导线和开关四部分组成的闭合回路。日常生活中的手电筒是一个最简单的直流电路。汽车上的照明系统是直流电路的典型应用。 电源是把其他形式的能量转换成为电能，为电路提供电能的设备或器件。其作用是提供电子移动的势能或电压。汽车上常见的电源有蓄电池和发电机，前者可以在汽车未运行时向有关用电设备供电，后者可以在发动机达到一定转速后取代蓄电池向有关用电设备供电，同时也对蓄电池进行充电。 用电器是消耗电能的设备或器件，也常被称为电源的负载。其作用是把电能转化为其他形式的能（如热、光、声、机械能）。汽车上常见的负载有起动机、电喇叭、照明灯、刮水器和各种电子控制装置等。 导线是指连接电源与用电器的金属线，它可以把电源产生的电能输送到用电器，常用铜、铝等材料制成。 开关是指控制电路接通或断开的器件。 1.1.2 电路图 电路图是用国家统一规定的电器元件或设备的符号来表示电路连接情况的图。如图1-1b）就是表示图1-1a）的实际电路的电路图。电路图能帮助人们了解整个电路工作原理和电器连接顺序。 图1-1　实际电路和电路图 a）实际电路 b）电路图 识图就是看懂电路图，它包括三个方面：认识电路图中的符号，看懂电路的结构，了解各部分的作用和工作原理。 1.1.3 汽车电路的特点 （1）低压直流供电。 （2）单线制。 （3）负搭铁。 （4）用电设备并联。 （1）低压直流供电。 为了简化结构和保证安全，汽车电器设备采用低压直流（DC）供电。柴油车大都采用24V低压直流供电，汽油车大都采用12V低压直流供电。低压供电取自蓄电池或发电机，两者的电压保持一致。12V低压直流电压由一节蓄电池或两节蓄电池并联（要求电流较大的情况）后提供，24V的DC电压由两节12V蓄电池串联后提供。 （2）单线制。 所谓单线制，就是利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种电器设备的公用连线（俗称搭铁或接地），而用电设备到电源只需另设一根导线。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入用电设备后，由搭铁的负极通过金属车架流回电源负极而形成回路。 采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，而且也便于安装、检修，同时也使故障率大大降低。 （3）负搭铁。 采用单线制时，电源的一端必须牢固地接到车架上，即搭铁，用符号“⊥”表示。按电源搭铁的极性，可分为正极搭铁和负极搭铁。由于负极搭铁对无线电干扰较小，所以包括我国在内的大多数国家的汽车都采用负极搭铁。 采用负极搭铁方式的优点是：汽车车架和车身均不易锈蚀，汽车电器对无线电设备（例如汽车音响、通信系统等）的干扰也较电源正极搭铁方式小得多。 （4）用电设备并联。 所谓用电设备并联是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。 1.2 电路的基本物理量 1.2.1 电流 电荷的定向运动形成电流。在金属导体中，电流是自由电子在电场力作用下作定向运动形成的。将良导体制成电线，一端连接于蓄电池的负极（产生负电荷电子的一端），另一端连接于蓄电池的正极（缺少负电荷电子的一端）。在同性相斥，异性相吸的作用下，导线内的自由电子便受到负极的排斥，正极的吸引，而由负极往正极方向移动。此自由电子的流动便形成了“电子流”，如图1-2所示。 图1-2　电子的流动图 在富兰克林早期的实验中，因注明电流是由“+”，流到“-”，所以沿用下来都认为电流的方向是由正向负。随着电子学理论的发展，人们已经发现，电流是电子由负极移向正极所产生的。为顾及已经形成的习惯和避免混淆，就以+ → -表示电流的方向，而将- → +定为电子流的方向（图1-3）。其实，电流和电子流根本指的是同一件事。 图1-3　电子流的方向 电流的强弱用电流强度来表示，其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。设在dt 时间内通过导体某一横截面的电荷量为dq ，则通过该截面的电流强度为 i = dq/ dt 在一般情况下，电流强度是随时间而变的。如果电流强度不随时间而变，即dq/ dt =常数，则这种电流就称为恒定电流，简称直流。它所通过的路径就是直流电路。在直流电路中，电流符号以I表示。 电流的度量单位是安培（Ampere），简称A，1安培定义为每一秒有1库仑的电量流过。在实际电路中，