任务1认知汽车电路组成、特点与基本物理量

学习情境学习情境 1 1 汽车直流电路汽车直流电路 【学习目标】 1.了解汽车电路的组成及特点； 2.掌握汽车电路的基本物理量； 3.掌握交流电中的电阻、电容、电感的特性； 4.掌握电阻、电容、电感的标识； 5.理解并使用基尔霍夫定律进行复杂的电路计算； 6.能正确使用汽车专用万用电表和汽车专用示波器。 【项目描述】 学习情境 1 讲述了汽车电路的组成、特点和汽车电路的基本物理量以及电路分析方法， 介绍了汽车专用万用表和汽车专用示波器，为后面分析各种电工电子电路奠定必要的基础。 众所周知，现代生活离不开电，现代社会的发展离不开汽车， 在汽车中电的作用非常重 要。电神奇而重要，因此，作为21 世纪的大学生，更有必要学习好电的相关概念和知识。 任务任务 1.11.1认知汽车电路组成、特点及基本物理量认知汽车电路组成、特点及基本物理量 1.1.11.1.1汽车电路的组成汽车电路的组成 1.1.电路电路 电路是电流所流经的路径。电路或称电子回路，是由电气设备和元器件（用电器）， 按一定方式联接起来。如由电源、电阻、电容、电感、二极管、晶体管、 IC（集成电路） 和电键等构成的网络或回路。电路规模的大小，可以相差很大，小到硅片上的集成电路，大 到高低压输电网。 根据所处理信号的不同，电子电路可以分为模拟电路和数字电路。 2.2.电路的组成电路的组成 1 1）一般电路）一般电路 一般电路由电源、负载、连接导线和辅助设备四大部分组成。 实际应用的电路都比较复 杂，因此， 为了便于分析电路的实质，通常用符号表示组成电路实际原件及其连接线， 即画 成所谓电路图。其中导线和辅助设备合称为中间环节。 如图 1-1 表示简单手电筒电路，它是 由干电池（电源）、小灯泡（负载）、手电筒金属壳（开关和连接导体）（中间环节）所组 成。 （a）手电筒电路示意图 图 1-1手电筒电路 (1)电源。电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电池是 把化学能转变成电能；发电机是把机械能转变成电能。 由于非电能的种类很多， 转变成电能 的方式也很多，所以，目前实用的电源类型也很多，最常用的电源是固态电池、蓄电池和发 电机等。电源分为电压源与电流源两种， 只允许同等大小的电压源并联， 同样也只允许同等 大小的电流源串联，电压源不能短路，电流源不能断路。如图1-2 是电源的种类。 （b）手电筒电路模型 （a）理想电压源的符号 图 1-2电源的种类 （2）负载。在电路中使用电能的各种设备统称为负载。负载的功能是把电能转变为其 他形式能。例如，电炉把电能转变为内能；电动机把电能转变为机械能，等等。通常使用的 照明元件、家用电器、机床等都可称为负载。 （3）导线。连接导线用来把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传 输电能的作用。 （4）辅助设备。辅助设备是用来实现对电路的控制、分配、保护及测量等作用的。辅 助设备包括各种开关、熔断器、电流表、电压表及测量仪表等。 2 2）汽车电路）汽车电路 汽车电路有相对独立的系统组成，全车电路一般包括以下几部分组成。 （1）电源电路。由蓄电池、发电机、调节器及工作状况指示装置（电流表、充电指示 灯）等组成。 （2）起动电路。由起动机、起动继电器、起动开关及起动保护装置组成。 （3）点火电路。由点火线圈、分电器、电子点火器、火花塞、点火开关等组成的电路。 此外，有发动机控制单元进行点火控制时，可以不使用分电器。 （4）照明与信号电路。由前照灯、雾灯、示宽灯、转向灯、制动灯、倒车灯、电喇叭 等及其控制继电器和开关组成的电路。 （5）仪表与报警电路。由仪表、传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。 （6）电子控制装置电路。由电控燃油喷射系统EFI、自动变速器系统 ECT、制动防抱 死系统 ABS、恒速控制及悬架平衡控制等组成的电路。 （7）辅助装置电路。由为提高车辆安全性、舒适性、经济性等各种功能的电器装置组成 的电路。因车型不同而有所差异。一般包括风窗刮水器 /清洗装置、风窗除霜/防雾装置、起 动预热装置、音响装置、车窗电动升降装置、电动座椅调节装置及中央电控门锁装置等装置 组成的电路。 1.1.21.1.2汽车电路的特点汽车电路的特点 （1）低压。汽车电系的额定电压有6V、12V、24V 三种。如：桑塔纳汽车采用12V 电源。 （2）直流。现代汽车发动机是靠电力起动机起动的，起动机由蓄电池供电，蓄电池充 电又必须用直流电源，所以汽车电系为直流系统。 （3）单线制。单线连接是汽车线路的特殊性，它是指汽车上所有电器设备的正极均采 用导线相互连接， 而所有的负极则直接或间接通过导线与车架或车身金属部分连接， 即搭铁。 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， 再由电气设备自身或 负极导线搭铁，通过车架或车身流回电源负极而形成回路。如图 1-3 所示是灯光保护电路 工作原理图，该图就是采用单线制。 （b）理想电流源的符号 1-熔断丝；2-灯光继电器；3-车灯总开关；4-电源总开关 图 1-3灯光保护电路工作原理图 由于单线制导线用量少，线路清晰，接线方便，因此广泛为现代汽车所采用。 （4）并联连接。各用电设备均采用并联，汽车上的两个电源（蓄电池和发电机）之间 以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接。 （5） 负极搭铁。 采用单限制时蓄电池的一个电极需接至车架或车身上， 俗称 “搭铁” 。 蓄电池的负极接车架或车身称为负极搭铁。 蓄电池的正极接车架或车身称为正极搭铁。 负极 搭铁对车架或车身金属的化学腐蚀较轻， 对无线电干扰小。 我国标准规定汽车线路统一采用 负极搭铁。 （6）设有保险装置。为了防止因短路或搭铁而烧坏线束，电路中一般设有保护装置， 如熔断器、易熔丝等。 （7）汽车线路有颜色和编号特征。为了区别各线路的连接，汽车所有低压导线必须选 用不同颜色的单色线或双色线，并在每根导线上编号。编号由生产厂家统一编定。 （8）有相对独立的分系统组成。汽车电路有相对独立的分系统组成。 1.1.31.1.3汽车电路的基本物理量汽车电路的基本物理量 1.1.电流及参考方向电流及参考方向 1）电流的大小与方向 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: i= dq （1-1） dt 式中：i—电流强度，简称电流。电流单位为安培（A）。 根据电流大小和方向随时间的变化情况， 我们把电流分为两大类。 一类电流的大小和方 向都不随时间而变化， 即称之为恒定电流， 简称直流， 常用字母 DC 或 dc 表示。 如图 1-4 （a） 所示恒定电流波形。直流电流用大写字母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， 变动电流用小写字母i表示， 其中一个周期内电流的平均值为零的变动电流 称之为交变电流，简称交流，常用字母AC 或 ac 表示。如图 1-4（b）所示正弦交流电流波 形。 （a）恒定电流波形（b）正弦交流电流波形 图 1-4电流波形 2）电流的参考方向 电流的方向是客观存在的， 但在电路分析中，一些较为复杂的电路， 有时