汽车电工电子教学课件 作者 吕玫 第1章 直流电路.ppt

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1、第一章直流电路1.1电路及其基本物理量1.2电阻元件和欧姆定律1.3电感元件和电容元件1.4电源及其在汽车中的应用1.5基尔霍夫定律及其应用1.6直流电路分析计算1.7汽车电路分析1.1电路及其基本物理量1.1.1电路概述1.1.2电路的基本物理量1.1.3电路的开路和短路电路：由电气设备和元器件按一定方式连接起来的整体，它是电流所通过的路径。电路一般由电源、负载以及中间环节等部分组成。电路中供给电能的设备和器件称为电源，用电设备或元器件称为负载。用电设备或元器件在工作时表现出的电磁现象可以用下面三个理想负载元件及其组合来反映。1.1.1电路概述电阻元件—

2、替代主要是消耗电能并转换成其他形式能量的实际元件，用字母R表示，简称电阻。电感元件—替代主要是存储磁场能量的实际元件，用字母L表示，简称电感。电容元件—替代主要是存储电场能量的实际元件，用字母C表示，简称电容。理想元件电阻（R）、电感（L）、电容（C）、电压源（US）、电流源（IS）的图形符号如图1-2所示。图1-1汽车行李厢照明电路简图图1-2理想元件图形符号1.1.2电路的基本物理量1．电流（1）定义：电荷的定向运动形成电流，通常将正电荷移动的方向规定为电流正方向。电流的大小用电流强度来衡量，其数值等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。根据定义有（

3、1-1）式中，i—电流强度（简称电流），单位为安培（A）。（2）分类一类是电流的大小和方向都不随时间而变化，称为恒定电流，简称直流，用I表示。另一类是电流大小和方向都随时间变化，称为变动电流，变动电流用i表示，其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流，称为交变电流，简称交流。（3）参考方向除了用箭头来表示电流的参考方向外，还可用双下标表示，如Iab表示电流参考方向从a指向b。图1-3电流的参考方向（1-2）在直流电路中电压用大写字母U表示。电压的单位为伏特（V）。两点之间电压的实际方向是由高电位点指向低电位点，所以电压也常称为电压降。2．电压与电位图1-4

4、电压与电动势对一个电路，若元件电流与电压选择的参考方向相同，如图1-5所示，则称为关联参考方向，否则为非关联方向。通常汽车中的搭铁点就是电路的参考点，电路中任一点的电位就是相对于搭铁点的电压。电力系统中，通常以大地作为参考点；电子电路中，一般选择电子设备的金属机壳或某公共点作为参考点。参考点的电位为零，用符号“⊥”表示。图1-5电压电流关联参考方向【例1-1】如图1-6所示电路，若选择O点为电位参考点，求A、B两点的电位。若选择B点为电位参考点，则求A、O两点的电位。图1-6电压与电位分析解（1）若选择O点为电位参考点，则VO=0VVB=UBO=7VA=U

5、AB+VB=3V+7V=10V（2）若选择B点为电位参考点，则VB=0VVA=UAB=3VVO=UOB=−UBO=−7V衡量电源力克服电场力对电荷做功能力的物理量称为电动势。一般汽车蓄电池的电压通常为12V，干电池的电压为1.5V。3．电动势（1-5）（1-6）若在电压、电流非关联方向下，则P=−UI（1-7）4．电能和电功率【例1-2】如图1-7所示电路，已知US=12V，I=4A，U2=6V，I1=−1A，I2=3A，U3=−6V。求各元件的功率，并说明元件是发出功率还是吸收功率。图1-7例1-2图解根据功率式（1-6）、式（1-7）得=−USI=−1

6、2V×4A=−48W<0（发出功率）P1=−U2I1=−6V×(−1)A=6W>0（吸收功率）P2=U2I2=6V×3A=18W>0（吸收功率）P3=−U3I=−(−6)V×4A=24W>0（吸收功率）∑P=+P1+P2+P3=−48W+6W+18W+24W=0，说明电路的功率平衡。1.1.3电路的开路和短路1．开路状态图1-8电路的开路状态由于电源线绝缘损坏、操作不当等引起电源的两输出端相接触，造成电源被直接短路，如图1-9所示。4．电能和电功率图1-9电路的短路状态【例1-3】图1-10所示为某汽车行李厢灯电气简图，蓄电池电压US=12V，内阻R0=0

7、.2，各灯泡为12V/6W，试求：（1）空载电压（U0）；（2）短路电流（IS）；（3）忽略内阻压降，正常工作时的总电流（I）。1.2.1电阻元件1.2.2电阻的串并联1.2电阻元件和欧姆定律1.2.1电阻元件1．电阻率和电阻温度系数（1-8）电阻的倒数称为电导（G），单位为西门子（S）。（1-9）欧姆定律：U=IR（1-11）若电压和电流为非关联方向，则欧姆定律可写为U=−IR（1-12）2．欧姆定律在电压和电流的关联方向下，任何时刻线性电阻元件吸收的功率为（1-13）同样，在电压和电流非关联方向下，任何时刻线性电阻元件吸收的功率为（1-14）3．电阻

8、的电功率【例1-4】已知一电阻R=10，电压电流为关联方向，流经