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1、中等專(zhuān)業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材配套用書(shū)汽車(chē)電工電子基礎(chǔ)第一章 直流電路第一節(jié)直流電路的基本概念一、電路和電路圖1.電路電路是電流流過(guò)的路徑。復(fù)雜電路呈網(wǎng)狀,所以電路又稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)。電路是由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成的。電源是給電路提供電能或信號(hào)的器件;負(fù)載是電路中吸收電能或輸出信號(hào)的器件;中間環(huán)節(jié)則根據(jù)電路作用、需要而不同,通常由起引導(dǎo)和控制或測(cè)量作用的器件構(gòu)成。內(nèi)電路和外電路:對(duì)電源來(lái)講,負(fù)載和中間環(huán)節(jié)稱(chēng)做外電路,電源內(nèi)部的電路稱(chēng)做內(nèi)電路。2.電路圖實(shí)際電氣設(shè)備的安裝和維修都是依據(jù)電原理圖進(jìn)行的,很少使用
2、實(shí)物接線圖。電原理圖也簡(jiǎn)稱(chēng)為電路圖,是指將實(shí)際電路中的各器件用規(guī)定的圖形符號(hào)表示之后所畫(huà)出的圖。如圖所示。3.汽車(chē)電路的單線在汽車(chē)上,為了節(jié)省導(dǎo)線和便于安裝、維修,電源和用電器之間通常只用一根導(dǎo)線連接,另一根導(dǎo)線則由車(chē)體的金屬部分代替而構(gòu)成回路。這種連接方式稱(chēng)為單線制,。采用單線制時(shí),汽車(chē)電源(是蓄電池)的一端接到車(chē)體上,稱(chēng)為搭鐵,用符號(hào)⊥表示。按電源搭鐵的極性可分為正接地和負(fù)接地。由于負(fù)極搭鐵時(shí)對(duì)無(wú)線電干擾較小,對(duì)車(chē)架或車(chē)身化學(xué)腐蝕較輕,所以世界各國(guó)的汽車(chē)多采用負(fù)極搭鐵,如圖所示。常用電工圖形符號(hào)
3、二、電路的基本物理量1.電流電流是電荷定向移動(dòng)形成的。習(xí)慣上把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流方向。因此,自由電子和負(fù)離子移動(dòng)的方向與電流方向相反。根據(jù)電流的變化可將電流分為直流電流和交流電流。大小隨時(shí)間變化、方向不變的電流稱(chēng)直流電流,其中大小、方向都不變的稱(chēng)恒定電流,簡(jiǎn)稱(chēng)直流(DC),如不特別說(shuō)明,本書(shū)所說(shuō)的直流電均指恒定電流,用字母I表示。大小和方向都隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為交流電流,用字母i表示,發(fā)出的交流電都是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的正弦交流電。不同用電器的電流大小是不一樣的。電流大小也簡(jiǎn)稱(chēng)為電流,
4、是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。如果時(shí)間t內(nèi)勻速流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量為Q,則電流是恒定的,大小為I=Q/t(P4)電路較復(fù)雜時(shí),電流的實(shí)際方向很難判定。為此,在分析與計(jì)算電路時(shí),常??墒孪热我膺x定某一方向作為電流的參考方向,也稱(chēng)為正方向。當(dāng)實(shí)際方向與選擇的參考方向一致時(shí),參考方向下的電流值為正數(shù),如右下圖所示;當(dāng)實(shí)際方向與參考方向相反時(shí),參考方向下的電流值為負(fù)數(shù),如左圖所示。例:如圖所示方框?yàn)槟骋煌飞系囊环N用電器件,試分析:(1)若已知該器件上的電流是從a到b,大小為1A,則圖中電流I等于多少
5、?(2)若已知該器件上的電流是從b到a,大小為1A,則圖中電流I又等于多少?例:在圖電路中,I1、I2分別等于多少?2.電壓電路中A、B兩點(diǎn)間的電壓是指單位正電荷在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功。電壓用字母u或U表示,則uAB=WAB/Q式中WAB———正電荷Q移動(dòng)過(guò)程中能量的減少量。電壓的方向是正電荷在電場(chǎng)中的受力方向。例如對(duì)電源而言,電壓的方向是從電源正極到電源負(fù)極。電壓的分類(lèi)與電流一樣,通常所說(shuō)的直流電壓均指恒定電壓,用字母U表示,交流電壓是指正弦交流電壓,用u表示。電壓的國(guó)際單
6、位制單位是V(伏特)。通常使用的單位還有MV(兆伏)、kV(千伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)等。為分析電路方便,通常在分析電壓之前先選定電壓的參考方向,原則上可任意選,但若已知實(shí)際電壓方向,則參考方向應(yīng)盡量與實(shí)際方向一致;若已知電流的參考方向,則電壓的參考方向的選擇最好與電流的參考方向一致,稱(chēng)關(guān)聯(lián)參考方向。電壓、電流參考方向不一致時(shí)稱(chēng)非關(guān)聯(lián)參考方向。在電路分析中,所標(biāo)的電壓方向均為參考方向,表示方法有:(1)用雙下標(biāo)表示:uab,a到b的電壓。(2)用“+”、“-”極性表示,電壓從正極性端到負(fù)極性
7、端。例若已知圖示電阻的電壓從a到b,大小是1V,則U1=?,U2=?,Uba=?3.電位電位是一個(gè)相對(duì)的概念,分析電位時(shí)必須先選定一個(gè)參考點(diǎn)。參考點(diǎn)用字母“o”表示,在電路中用⊥符號(hào)表示,原則上可任意選取,但習(xí)慣上選接地點(diǎn)或接機(jī)殼點(diǎn)或電路中連線最多的點(diǎn)作為參考點(diǎn)。電路中某一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)的電壓,用字母V表示。可見(jiàn),電位的單位與電壓一樣,也是V。圖中a點(diǎn)的電位為Va=Uao或Va=Uao參考點(diǎn)本身的電位顯然為零,所以參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)。如果已知a、b兩點(diǎn)的電位分別為Va、Vb,則a、b兩點(diǎn)間
8、的電壓為Uab=Uao+Uob=Uao-Ubo=Va–Vb即:兩點(diǎn)間的電壓等于這兩點(diǎn)的電位的差,所以電壓又叫電位差。4.電動(dòng)勢(shì)電流通路中,電場(chǎng)力總是使正電荷從高電位處經(jīng)外電路移向低電位處,而在電源內(nèi)部有一種電源力,正電荷在它的作用下,從低電位處經(jīng)電源內(nèi)部移向高電位處,從而保持電荷運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性。汽車(chē)上使用的鉛蓄電池內(nèi)部的電源力是由化學(xué)作用產(chǎn)生的,發(fā)電機(jī)中的電源力是由電磁作用產(chǎn)生的。(1)汽車(chē)用鉛蓄電池鉛蓄電池的兩個(gè)電極板分別接在直流電源的正負(fù)極上時(shí),一個(gè)極板得到電子成為