1、2022/8/29電工電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） 全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車類專業(yè)通用教材2022/8/29直流電路交流電路磁路和變壓器電機(jī)單元一單元二單元三單元四單元五晶體二極管和晶閘管及其應(yīng)用放大電路基礎(chǔ)單元六單元七數(shù)字電路緒論緒 論緒論 電工與電子技術(shù)是汽車類專業(yè)高級(jí)工的一門專業(yè)技術(shù)課，主要介紹電工電子學(xué)的基本原理、概念，研究強(qiáng)弱電在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。本書中電工學(xué)的許多概念、原理為電子技術(shù)打下基礎(chǔ)，本課程也為后續(xù)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修汽車底盤構(gòu)造與維修汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修汽車故障診斷與檢測(cè)技術(shù)等專業(yè)課打下基礎(chǔ)。 電能自從由實(shí)驗(yàn)室研究階段轉(zhuǎn)變到實(shí)用階段，便以其具有產(chǎn)生傳

2、輸分配方便、價(jià)格低廉、環(huán)境污染少、控制和測(cè)量方便等優(yōu)點(diǎn)，在所有的能量形式中占據(jù)了最重要的地位。 汽車電子技術(shù)的發(fā)展大體可分為3個(gè)階段：19651980年為初級(jí)階段，特點(diǎn)是零部件各自發(fā)展，汽車電氣設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)照明、儀表等輔助功能；19801995年為系統(tǒng)集成階段，汽車電氣設(shè)備廣泛采用集成電路和微處理器；1995年至今是智能化交通階段，汽車電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息顯示、電子防盜、安全控制、自動(dòng)變速、故障診斷、導(dǎo)航、自動(dòng)泊車、無人駕駛等核心功能。緒論 目前汽車工業(yè)處在一個(gè)以汽車電子和信息技術(shù)為核心的科技創(chuàng)新時(shí)代。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，汽車電子產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用比例越來越高，汽車電子技術(shù)也逐漸成為汽車高新技

3、術(shù)的特征之一。近半個(gè)世紀(jì)以來，汽車技術(shù)的發(fā)展主要是汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化是汽車發(fā)展的必由之路。今天，汽車電子技術(shù)已經(jīng)成為汽車發(fā)展的技術(shù)支撐和汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，19892000年間，世界汽車電子和電器的成本在整個(gè)汽車制造成本中所占的比例已由16%增至23%以上，而豪華轎車電子器件所占的成本比例有更大的提高，某些高檔轎車的成本已經(jīng)高達(dá)整車制造成本的45%以上，未來汽車電子產(chǎn)品所占汽車的成本比例還會(huì)進(jìn)一步升高?，F(xiàn)在汽車的電子化和多媒體化，使汽車同時(shí)具有了交通、娛樂、辦公和通訊的綜合性能。汽車的升級(jí)換代從某種意義上說，已經(jīng)不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械原理上的更新?lián)Q代，而是電子技術(shù)的更新?lián)Q代

4、。緒論 近年來隨著人們安全環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，汽車電子產(chǎn)品層出不窮，尤其是汽車尾氣排放控制、安全氣囊和危急情況報(bào)警系統(tǒng)，由集成電路控制的制動(dòng)系統(tǒng)、雷達(dá)控制系統(tǒng)、電子駕駛系統(tǒng)和智能氣囊系統(tǒng)、語音識(shí)別系統(tǒng)、紅外線夜視系統(tǒng)，基于集成電路的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)等發(fā)展的速度更快。 隨著汽車的普及，社會(huì)需要越來越多的既熟悉汽車機(jī)械原理和結(jié)構(gòu)的維修，又掌握汽車電氣和電子系統(tǒng)維修的復(fù)合型高級(jí)藍(lán)領(lǐng)。緒論 本書主要包括電路基礎(chǔ)、電機(jī)與變壓器、電子技術(shù)等幾部分內(nèi)容。其中電路基礎(chǔ)介紹直流電路和交流電路的有關(guān)知識(shí)，用于建立起電路和安全用電的基礎(chǔ)概念，為今后汽車電源系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)；電機(jī)與變壓器介紹電磁感應(yīng)以及變壓器、直流電動(dòng)機(jī)

5、、三相異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的工作原理，為進(jìn)一步了解和掌握汽車起動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)以及輔助電器系統(tǒng)打下基礎(chǔ)；電子技術(shù)則介紹基本電子器件、模擬電路與數(shù)字電路的工作原理及基本分析方法，為汽車晶體管裝置和電子控制裝置等的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 電工與電子技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)時(shí)一定要把握基本原理，認(rèn)真觀察各種實(shí)驗(yàn)、演示，積極動(dòng)手實(shí)踐。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，一定要養(yǎng)成安全、規(guī)范操作的習(xí)慣，并通過操作逐步形成提出問題、分析問題、驗(yàn)證問題和通過各種輔助手段綜合判斷達(dá)到解決問題的能力，通過反復(fù)實(shí)踐達(dá)到培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)的目的。 2022/8/29電工電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） 全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)

6、校汽車類專業(yè)通用教材2022/8/29直流電路交流電路磁路和變壓器電機(jī)單元一單元二單元三單元四單元五晶體二極管和晶閘管及其應(yīng)用放大電路基礎(chǔ)單元六單元七數(shù)字電路緒論單元一 直流電路單元一 直流電路課題一 電路的基本概念課題二 直流電路中的基本規(guī)律課題三 電工測(cè)量單元小結(jié)實(shí)訓(xùn)一 電源外特性的測(cè)定實(shí)訓(xùn)二 基爾霍夫定律的驗(yàn)證單元一 直流電路 在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的今天，電的使用范圍非常廣泛，例如各種機(jī)械設(shè)備幾乎都是由電力來驅(qū)動(dòng)的。汽車從它誕生的第一天起，就和電結(jié)下了不解之緣。隨著科技的進(jìn)步，電在汽車上的應(yīng)用已從傳統(tǒng)的起動(dòng)、照明及信號(hào)指示裝置發(fā)展到具有聲像、通信、空調(diào)設(shè)備和各種自動(dòng)控制裝置的高科技領(lǐng)域。

7、本單元從最基本的直流電路入手，重點(diǎn)介紹直流電路的基本概念、基本定律和常用的電工測(cè)量方法。課題一 電路的基本概念 預(yù)備知識(shí)：簡(jiǎn)單電路的基本概念。 一、電路、電路圖 1電路與電路圖 通俗地講，電路就是電流通過的路徑。簡(jiǎn)單的電路通常是由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制和保護(hù)裝置4部分組成。圖1-1a）就是一個(gè)簡(jiǎn)單電路。圖1-1 簡(jiǎn)單電路及其電路圖課題一 電路的基本概念 按照國家規(guī)定，各種電器元件都可以用特定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來表示（表1-1為部分常用的電器元件符號(hào)）。將實(shí)際電路中各個(gè)元件用其圖形符號(hào)來表示，這樣畫出的圖形稱為實(shí)際電路的電路原理圖，簡(jiǎn)稱電路圖。圖1-1a）所示的簡(jiǎn)單電路可用如圖1-1b）所

8、示的電路圖表示。課題一 電路的基本概念課題一 電路的基本概念 2電路的工作狀態(tài) 電路的工作狀態(tài)有3種：通路狀態(tài)、短路狀態(tài)和斷路狀態(tài)。 （1）通路狀態(tài)如圖1-2a）所示，電源和負(fù)載連成閉合回路，電路中有電流。 （2）短路狀態(tài)如圖1-2b）所示，電源的兩極直接相連，外電路電阻為零，電路中電流較大，易引起電源和其他電氣設(shè)備發(fā)熱過甚而損壞，應(yīng)注意避免。 （3）斷路狀態(tài)如圖1-2c）所示，電路中某處斷開，外電路呈現(xiàn)的電阻為無窮大，此時(shí)電路中沒有電流通過。圖1-2 電路的工作狀態(tài)課題一 電路的基本概念 3汽車電路的特點(diǎn) 汽車電路具有兩個(gè)電源、低壓直流、并聯(lián)單線、負(fù)極搭鐵的特點(diǎn)。 （1）兩個(gè)電源。汽車上電能

9、供給是由蓄電池和發(fā)電機(jī)兩個(gè)直流電源共同完成的。 （2）低壓直流。汽車配用的電源電壓一般為12V、24V、42V三種低壓直流電源。 （3）并聯(lián)單線。一般情況下，在電路中，電源和負(fù)載之間是用兩條導(dǎo)線構(gòu)成回路的，這種連接方式稱雙線制。在汽車上，電源和用電器之間通常只用一條導(dǎo)線連接，另一條導(dǎo)線則用車體的底盤等金屬部分代替而構(gòu)成回路，這種連接方式稱為單線制。由于單線制節(jié)省導(dǎo)線，線路簡(jiǎn)化清晰，安裝和檢修方便，且電氣機(jī)件也不需要與車體絕緣，所以現(xiàn)代汽車電系普遍采用單線制。課題一 電路的基本概念 （4）負(fù)極搭鐵。電源的正極直接與車體相連的方式叫作正極接地法；電源的負(fù)極直接與車體相連的方式叫作負(fù)極接地法。由于負(fù)

10、極接地法（也稱搭鐵法或接鐵法）具有對(duì)電子器件干擾小、對(duì)車架及車身電化學(xué)腐蝕小、連接牢固等優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在負(fù)極接地在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。圖1-3是桑塔納轎車前照燈電路的單線制簡(jiǎn)圖。圖1-3 桑塔納轎車前照燈電路的單線制簡(jiǎn)圖課題一 電路的基本概念 二、電路中的基本物理量 1電流 可以自由移動(dòng)的電荷在電場(chǎng)力作用下有規(guī)則地定向移動(dòng)就形成了電流。在金屬導(dǎo)體中，能自由移動(dòng)的電荷是帶負(fù)電的電子。當(dāng)導(dǎo)體中存在促使自由電子定向移動(dòng)的外電場(chǎng)時(shí)，自由電子便逆著電場(chǎng)方向做定向移動(dòng)而形成電流，如圖1-4所示。在電解液或被電離后的氣體中，能定向移動(dòng)的電荷則是正負(fù)離子，正負(fù)離子在電場(chǎng)的作用下，正離子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子

11、逆著電場(chǎng)力的方向運(yùn)動(dòng)而形成電流。圖1-4 金屬導(dǎo)體中的電流形成示意圖課題一 電路的基本概念 電流的大小用電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱為電流）來描述，它是表示自由電荷定向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，用符號(hào)I表示。其數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量，即： 式（1-1）中，電量q 的單位是庫侖（C），時(shí)間t的單位是秒（s），電流I 的單位是安（A）。電流常用的單位還有千安（kA）、毫安（mA）、微安（A）等，換算關(guān)系如下：1kA=103A；1A=103mA；1A=106A課題一 電路的基本概念 習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娐分须娏鞯姆较颉Ｔ诮饘賹?dǎo)體中，參與導(dǎo)電的只有帶負(fù)電的自由電子，電流的方向與導(dǎo)體中自由電子定

12、向移動(dòng)的方向相反。 電流的方向是客觀存在的，但在實(shí)際電路中，往往很難判定某段電路中電流的實(shí)際方向。在分析電路前就需先假設(shè)導(dǎo)體中電流的參考方向，求得的電流為正值表示電流的實(shí)際方向與參考方向相同；求得的電流為負(fù)值則表示電流的實(shí)際方向與參考方向相反，如圖1-5所示。圖1-5 電流的參考方向課題一 電路的基本概念 例11 在5min內(nèi)通過某導(dǎo)體橫截面的電荷電量為15C，求導(dǎo)體中的電流是多少？ 例12 求圖1-6中電流的實(shí)際方向（圖中箭頭為選定的電流參考方向）。 解：電流的實(shí)際方向與參考方向相反，即實(shí)際方向?yàn)锳B。圖1-6 例12圖課題一 電路的基本概念 實(shí)際中的電流分為兩大類：一類是電流方向不隨時(shí)間的

13、變化而變化的直流電流（記作DC），用I 表示，其中大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流叫穩(wěn)恒直流電流，如圖1-7a）所示，大小隨時(shí)間變化而方向不隨時(shí)間變化的電流叫脈動(dòng)直流電流，如圖1-7b）所示，通常所說的直流電流就是指穩(wěn)恒直流電流；另一類是大小和方向隨時(shí)間變化而變化的交流電流叫交流電（記作AC），用i 表示，如圖1-7c）所示。圖1-7 直流電和交流電的波形課題一 電路的基本概念 2電壓、電位 自然界中我們可以看到水往低處流，這是由于兩點(diǎn)間存在高度差；同樣電路連通后形成電流，也是由于電路中兩點(diǎn)間存在一個(gè)電壓。所謂電壓，就是電場(chǎng)力把單位正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過程中對(duì)電荷所做的功，用符號(hào)UAB來表示

14、。即： 式（1-2）中，WAB表示將正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)過程中電場(chǎng)力所做的功，單位為焦耳（J）；q 表示被移動(dòng)電荷的電量，單位為庫侖（C）；UAB表示A、B兩點(diǎn)間的電壓，單位為伏特（V）。課題一 電路的基本概念 電壓是一個(gè)代數(shù)量，常用雙下標(biāo)表示起點(diǎn)與終點(diǎn)。電壓的方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)，如UAB表示電壓由A點(diǎn)指向B點(diǎn)。 在國際單位制中，電壓的單位為伏特，簡(jiǎn)稱伏（V）。電工技術(shù)中，常用的電壓?jiǎn)挝贿€有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（V）等。換算關(guān)系如下：1kV=103V；1V=103mV；1V=106V 在實(shí)際應(yīng)用中，為方便測(cè)量和維修電路，通常在電路中選定一個(gè)參考點(diǎn)O（在電路圖中用符號(hào)“”表示）。將

15、單位正電荷從某一點(diǎn)A移動(dòng)到參考點(diǎn)O，電場(chǎng)力所做的功稱為A點(diǎn)的電位，用VA表示?？梢夾點(diǎn)的電位VA實(shí)際上就是A、O兩點(diǎn)間的電壓UAO。 參考點(diǎn)又叫零電位點(diǎn)，即VO=0。當(dāng)某點(diǎn)電位大于零時(shí)，表示該電位大于參考點(diǎn)電位；當(dāng)某點(diǎn)電位小于零時(shí)，表示該點(diǎn)電位低于參考點(diǎn)電位。課題一 電路的基本概念 電路中每一點(diǎn)都有一個(gè)電位V（汽車電路中亦稱為電平），就類似于地面上每一點(diǎn)都有一個(gè)海拔高度一樣。A、B兩點(diǎn)間的電壓與它們的電位之間的關(guān)系為：UAB=VA-VB （1-3） 電壓的方向規(guī)定為從電位高的點(diǎn)指向電位低的點(diǎn)，如圖1-8所示。圖1-8 電壓的參考方向課題一 電路的基本概念 例13 元件R上的電壓參考方向如圖1-

16、9所示，若U1=6V，U2=-10V，試說明電壓的實(shí)際方向。 解：因U1=6V為正值，說明電壓實(shí)際方向和參考方向相同，即從a到b。 因U2=-10V為負(fù)值，說明電壓實(shí)際方向和參考方向相反，即從d到c。圖1-9 例13圖課題一 電路的基本概念 3電動(dòng)勢(shì) 電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。不同的電源轉(zhuǎn)換電能的本領(lǐng)是不同的，電動(dòng)勢(shì)是描述電源將非電能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源的電場(chǎng)力把單位正電荷從電源負(fù)極搬運(yùn)到電源正極所做的功，用符號(hào)E表示： 電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，與電源外部的負(fù)載情況無關(guān)。如常見的干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V；汽車用鉛蓄電池的單格電動(dòng)勢(shì)一

17、般為2.1V。 電動(dòng)勢(shì)不僅有大小而且有方向，規(guī)定電動(dòng)勢(shì)的方向從電源的負(fù)極指向正極，即電位升高的方向，與電源兩端的電壓方向相反。課題一 電路的基本概念 4電池的串聯(lián)、并聯(lián) 一般干電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V，蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2V，輸出的電流也都有一定的限度。在實(shí)際使用時(shí)各用電器有各自不同的額定電壓和電流，為了滿足這個(gè)要求，通常需要把幾個(gè)電池連在一起使用。電池的基本連接方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。課題一 電路的基本概念 1）電池的串聯(lián) 把一個(gè)電池的負(fù)極和另一個(gè)相同電池的正極依次連接所構(gòu)成的電池組叫串聯(lián)電池組，如圖1-10a）所示。串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)E總等于各電池的電動(dòng)勢(shì)之和，即E總=nE。 可見，串聯(lián)電池組

18、可以提高電源的電動(dòng)勢(shì)，即提高輸出電壓。汽車用的6V和12V蓄電池就是分別用3個(gè)或6個(gè)2V的單個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)而成的。圖1-10 電池的串聯(lián)和并聯(lián)課題一 電路的基本概念 2）電池的并聯(lián) 把若干個(gè)同樣電池的正極和正極相連，負(fù)極和負(fù)極相連所構(gòu)成的電池組叫并聯(lián)電池組，如圖1-10b）所示。并聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)等于各電池的電動(dòng)勢(shì)，但并聯(lián)電池組的總電流I總等于各電池的電流之和，即I總=nI。 并聯(lián)電池組可以向負(fù)載提供更大的輸出電流。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難時(shí)的“幫電”措施就是這個(gè)特性的具體應(yīng)用，即當(dāng)汽車上的蓄電池存電不足而不能使汽車起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，人們常用另一只儲(chǔ)電量足且電動(dòng)勢(shì)相同的電池與其并聯(lián)發(fā)動(dòng)。課題一 電路的

19、基本概念 5電功 電流流過負(fù)載時(shí)對(duì)負(fù)載所做的功叫電功，用符號(hào)W表示。在一段電路中，電流所做的功與導(dǎo)體兩端的電壓U、通過導(dǎo)體的電流I 以及通電時(shí)間t 成正比，其計(jì)算公式為：W=Uit （1-5） 電功的國際單位是焦耳（J）。在工程上，常用的電功單位有千瓦小時(shí)（kWh），俗稱“度”。其換算關(guān)系為：1度=1kWh=3.6106J課題一 電路的基本概念 6電功率 不同的用電器在相同時(shí)間內(nèi)的用電量是不同的，即電流做功快慢是不一樣的。電流做功快慢用電功率描述，其大小等于單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，即： 功率的國際單位為瓦特，簡(jiǎn)稱瓦（W）。常用單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等，換算關(guān)系如下：1kW=103W

20、=106mW課題一 電路的基本概念 例14 汽車前照燈功率為60W，額定電壓為12V。求：額定電流；每小時(shí)消耗的電能。 W=UIt=Pt=6013600=2.16105（J）課題一 電路的基本概念 三、電阻的相關(guān)知識(shí) 1電阻 金屬導(dǎo)體中的電流是由自由電子定向移動(dòng)形成的。自由電子在運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)不斷地與金屬中的離子和原子發(fā)生碰撞，從而阻礙了電荷的定向移動(dòng)，這種阻礙作用就叫電阻，用符號(hào)R或r表示。電阻的單位是這樣定義的：當(dāng)導(dǎo)體兩端加1V電壓，通過的電流是1A時(shí)，導(dǎo)體的電阻就是1歐姆，簡(jiǎn)稱歐，用符號(hào)“”表示。常用的電阻單位還有千歐（k）、兆歐（M）等，換算關(guān)系如下：1k=103；1M=103k課題一

21、 電路的基本概念 在電路中，導(dǎo)線常被看作電阻為零的理想導(dǎo)體。但在實(shí)際電路中，線路電阻的存在是不容忽視的。在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)線所用材料的電阻率、導(dǎo)線材料的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，即： 式（1-7）中，l 是導(dǎo)線材料的長(zhǎng)度，單位是米（m）；S 是導(dǎo)體的橫截面積，單位是平方米（m2）； 是導(dǎo)線所用材料的電阻率，單位是歐米（m）。表1-2是常用導(dǎo)線材料在20的電阻率。 從表1-2可以看出，導(dǎo)電性能最好的是銀，其次是銅，再其次是鋁。課題一 電路的基本概念 2常用的電阻器 電阻器（簡(jiǎn)稱電阻）是用碳、鎳鎘合金等材料制成的一種具有一定阻值的電器元件，在電路中能起降壓和限流等作用。圖1-1

22、1是常用的電阻器外形。電阻按阻值是否可變分為可變電阻和固定電阻兩大類。在汽車儀表板照明亮度調(diào)節(jié)電路中就使用了可變電阻，汽車上計(jì)算機(jī)常用的輸入傳感器則使用了電位器。圖1-11 常見電阻器外形課題一 電路的基本概念 3電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián) 1）電阻的串聯(lián) 若干個(gè)電阻依次首尾相連，中間沒有分支的連接方式叫電阻的串聯(lián)，圖1-12所示為3個(gè)電阻的串聯(lián)電路。圖1-12 電阻的串聯(lián)課題一 電路的基本概念 串聯(lián)電路有以下特點(diǎn)： 通過每個(gè)電阻的電流相等，并等于總電流，即：I=I1=I2=I3=In （1-8） 電路兩端的總電壓等于各個(gè)電阻兩端電壓之和，即：U=U1+U2+U3+Un （1-9） 電路的總電阻（

23、等效電阻）等于各電阻阻值之和，即：R=R1+R2+R3+Rn （1-10） 課題一 電路的基本概念 每個(gè)電阻上的電壓與它們的阻值成正比。 因?yàn)椋?所以：課題一 電路的基本概念 串聯(lián)電阻消耗的總功率等于各電阻消耗的功率之和。 因?yàn)椋篜=I 2R，P1=I 2R1，P2=I 2R2，Pn=I 2Rn 所以：P=I 2R=I 2（R1+R2+Rn）=P1+P2+Rn （1-12） 功率與電阻成正比。課題一 電路的基本概念 2）電阻的并聯(lián) 將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻的兩個(gè)端點(diǎn)并列地連接在電路中的兩點(diǎn)，這種連接方式稱為電阻的并聯(lián)，如圖1-13所示。常用“”符號(hào)表示電阻之間的并聯(lián)。圖1-13 電阻的并聯(lián)課題一

24、 電路的基本概念 電阻并聯(lián)的實(shí)例很多，如汽車上的電動(dòng)機(jī)、刮水器、照明燈等工作電壓相同的設(shè)備均是并聯(lián)在電源兩端使用的；家庭中的各種用電器的連接方式也是并聯(lián)。并聯(lián)電路具有以下特點(diǎn)： 并聯(lián)電阻兩端的電壓相等，即：U=U1=U2=Un （1-14） 總電流等于各電阻分電流之和，即：I=I1+I2+I3+In （1-15）課題一 電路的基本概念 電路的總電阻（等效電阻）的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和。 因?yàn)椋?所以：課題一 電路的基本概念 通過各并聯(lián)電阻的電流與其阻值成反比。 因?yàn)椋?所以：IR=I1R1=I2R2=I3R3=InRn （1-17）課題一 電路的基本概念 并聯(lián)電阻消耗的總功率等于各電阻消耗的

25、功率之和。 因?yàn)椋?所以：P=P1+P2+P3+Pn （1-18） 功率與電阻成反比。PR=P1R1=P2R2=P3R3=PnRn （1-19）課題一 電路的基本概念 3）電阻的混聯(lián) 電路中既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種連接方式叫作電阻的混聯(lián)。計(jì)算混聯(lián)電路的總電阻要把電路分解成若干個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)部分，再按照串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算它們的等效電阻，如圖1-14所示。圖1-14 電阻的混聯(lián)課題一 電路的基本概念 四、汽車常用導(dǎo)線材料 在汽車電路中，導(dǎo)線分低壓線和高壓線兩種。 普通低壓導(dǎo)線常使用導(dǎo)電性能較好的銅和鋁兩種材料。為了絕緣，導(dǎo)線的外部還要加上絕緣護(hù)套。低壓線中的普通導(dǎo)線、起動(dòng)機(jī)電纜和

26、搭鐵電纜，通常有用聚氯乙烯作為護(hù)套的QVR型和用聚氯乙烯定腈復(fù)合物作為絕緣護(hù)套的QFR型兩種型號(hào)，兩種護(hù)套均具有良好的耐寒性、柔軟性和一定的耐油性、不延燃性。為便于識(shí)別，低壓線護(hù)套有各種顏色，過去的有單一顏色護(hù)套的低壓線已被有主色和輔色兩種顏色的低壓線所代替。主色為導(dǎo)線的基礎(chǔ)色，輔色為環(huán)布導(dǎo)線的調(diào)色帶或螺旋色帶，當(dāng)用代號(hào)表示雙色導(dǎo)線時(shí)，主色在前，輔色在后。表1-3及圖1-15分別是汽車低壓導(dǎo)線采用的主色規(guī)定及圖示。圖1-15 低壓導(dǎo)線的線色標(biāo)注法課題一 電路的基本概念課題一 電路的基本概念 汽車的高壓電路（如點(diǎn)火系高壓電路）要承受1020kV的高壓，絕緣要求很嚴(yán)格，應(yīng)該采用耐高壓的電線。高壓線

27、有銅芯線和阻尼線（常用塑料加炭黑及其他輔料制成）兩種。常用的高壓導(dǎo)線的型號(hào)及規(guī)格見表1-4，汽車12V電系主要電路導(dǎo)線截面推薦值見表1-5。課題一 電路的基本概念課題一 電路的基本概念 習(xí)題一 1導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度為1A，在1h內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是多少？ 2電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電位分別是Va=800V，Vb=-200V。a、b兩點(diǎn)的電壓是多少？把電量為Q=1.510-8C的電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做多少功？ 3在如圖1-16所示電路中，當(dāng)設(shè)c點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，已知Va=-6V，Vb=-2V，Vd=-3V，Ve=-5V，求Uab、Ubc、Ucd、Ude各是多少？圖1-16 習(xí)題一第3題圖課題一

28、電路的基本概念 4在汽車點(diǎn)火電路中的附加電阻是用直徑為0.5mm、電阻率 為1.410-6m的鎳鉻絲繞制的，則繞制一個(gè)1.4的電阻，需要多長(zhǎng)的導(dǎo)線？ 5電阻為484的電熨斗，接到220V的電源上，消耗的電功率是多少？連續(xù)工作10h，共用多少度的電？課題二 直流電路中的基本規(guī)律 預(yù)備知識(shí)：簡(jiǎn)單直流電路的基本概念及定律。 歐姆定律是電路分析中的基本定律，可以用來確定電路中的電流、電壓關(guān)系。 一、歐姆定律 1部分電路歐姆定律 一段不包含電源的電路通常稱為部分電路，如圖1-17所示。1827年德國物理學(xué)家歐姆從大量實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出了以下規(guī)律：流過導(dǎo)體的電流I 與這段導(dǎo)體兩端的電壓U 成正比，與這段導(dǎo)體的電

29、阻R 成反比，這個(gè)規(guī)律叫作部分電路歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：圖1-17 部分電路課題二 直流電路中的基本規(guī)律 根據(jù)式（1-20）可知，如果已知U 和I 的值，則可利用R=U/I 求出電阻值。有一些電阻的阻值不隨兩端的電壓和通過的電流的改變而改變，這樣的電阻叫作線性電阻，它們的阻值可理想地看作常數(shù)，其特性如圖1-18所示。 歐姆定律適用于線性電阻元件，如白熾燈、電爐、電烙鐵等。對(duì)于電解液導(dǎo)電也基本適用，但對(duì)氣體導(dǎo)電是不適用的。圖1-18 線性電阻的伏安特性曲線課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例15 某汽車倒車燈的電阻為7.2，如果車燈的額定工作電壓為12V，那么工作電流為多少？倒車燈的功率是多大?

30、 解：課題二 直流電路中的基本規(guī)律 2全電路歐姆定律 全電路是指含有電源的閉合電路，如圖1-19所示。其中電源以外的電路稱為外電路，外電路的電阻R 稱為外電阻；電源內(nèi)部的電路稱為內(nèi)電路，電源的內(nèi)部也有電阻r，稱為內(nèi)電阻。圖1-19 簡(jiǎn)單的全電路課題二 直流電路中的基本規(guī)律 全電路中的電流強(qiáng)度I 與電源的電動(dòng)勢(shì)E 成正比，與整個(gè)電路的電阻（即內(nèi)電路總電阻r 與外電路總電阻R 的總和）成反比。這個(gè)規(guī)律叫作全電路歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 外電阻R上的電壓稱為外電壓U，也稱為路端電壓。根據(jù)歐姆定律可知：U=IR=E-Ir。 電源內(nèi)電阻r上的電壓稱為內(nèi)電壓Ur。根據(jù)部分電路歐姆定律可知：Ur=Ir。

31、將式（1-21）變形可得E=IR+Ir=U+Ur，即內(nèi)外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例16 已知電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5，負(fù)載電阻為9.5，求電源的端電壓和內(nèi)壓降。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 3電源的外特性 電源的外特性是指電源的端電壓U 和電路中電流I 的關(guān)系。 對(duì)給定的電源，E 和r 是不變的。由全電路歐姆定律I=E/R+r 可知：當(dāng)負(fù)載電阻R時(shí)（電路斷開時(shí)），I=0，U=E，即電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于路端電壓。利用這個(gè)特點(diǎn)，可用電壓表測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)負(fù)載R 變小時(shí)，電流I 變大，內(nèi)阻上的電壓變大，端電壓U 變小。當(dāng)負(fù)載電阻R=0時(shí)（即短路），I=E

32、/r。由于電源的電阻r一般都很小，因而電路中的電流比正常工作電流大很多，如果沒有熔斷器，會(huì)導(dǎo)致電源和導(dǎo)線燒毀。U 隨I 變化的規(guī)律可用圖1-20表示，稱為電源的外特性曲線。 當(dāng)然，只有一個(gè)外電阻的電路是比較少的，實(shí)際應(yīng)用中常常是若干個(gè)用電器以一定的方式連接后作為有源電路的外電阻，此時(shí)的外電路總電阻應(yīng)按電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的規(guī)律計(jì)算。圖1-20 電源的外特性曲線課題二 直流電路中的基本規(guī)律 二、焦耳定律 英國物理學(xué)家焦耳通過大量的實(shí)驗(yàn)證明：電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q 與電流強(qiáng)度I 的平方、導(dǎo)體的電阻R 及通電時(shí)間t 成正比。這就是焦?fàn)柖?，其?shù)學(xué)表達(dá)式為：Q=I 2Rt （1-22） 在

33、汽車上，很多電氣設(shè)備都是利用電流的熱效應(yīng)制成的，如電燈、點(diǎn)煙器、預(yù)熱塞、火花塞、熔斷器等。當(dāng)然，電流也會(huì)使不許發(fā)熱的地方發(fā)熱，它不但消耗電能，而且會(huì)使電氣設(shè)備溫度升高，加速絕緣材料的老化，甚至燒毀設(shè)備。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例17 如圖1-21所示家用電吹風(fēng)及簡(jiǎn)化電路，主要參數(shù)見表1-6，則（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）：圖1-21 家用電吹風(fēng)課題二 直流電路中的基本規(guī)律 選擇開關(guān)應(yīng)旋至何處時(shí)，吹風(fēng)機(jī)正常工作的功率最大？此時(shí)電路中的總電流是多大？（保留一位小數(shù)） 當(dāng)電路供電電壓為110V時(shí)，吹風(fēng)機(jī)電熱絲的實(shí)際功率是多大？ 解：開關(guān)旋至AB處時(shí)，電吹風(fēng)正常工作且處于吹熱風(fēng)狀態(tài)，此時(shí)功率最大，

34、電路中的電流 P2=P總-P1=1200-200=1000（W），電熱絲的電阻 當(dāng)電路供電電壓為110V時(shí)，吹風(fēng)機(jī)電熱絲的實(shí)際功率課題二 直流電路中的基本規(guī)律 三、基爾霍夫定律 能用電阻的串、并聯(lián)關(guān)系簡(jiǎn)化成單回路的電路稱為簡(jiǎn)單電路。對(duì)簡(jiǎn)單電路，用歐姆定律就可以計(jì)算電路的問題了。圖1-22所示的電路不能用電阻串、并聯(lián)關(guān)系簡(jiǎn)化為單回路，這樣的電路稱為復(fù)雜電路。對(duì)于復(fù)雜的直流電路的計(jì)算依據(jù)是歐姆定律和基爾霍夫定律。基爾霍夫定律是由德國科學(xué)家基爾霍夫于1845年提出的。下面以圖1-22為例了解復(fù)雜電路中的幾個(gè)名詞。圖1-22 復(fù)雜電路課題二 直流電路中的基本規(guī)律 1電路結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)名詞 （1）支路。由

35、一個(gè)元件或幾個(gè)元件串聯(lián)而成的無分支電路稱為支路。圖1-22所示的電路有3條支路，即：adcb、aefb、agb均為支路。其中adcb、agb含有電源稱為有源支路，aefb中沒有電源稱為無源支路。 （2）節(jié)點(diǎn)。3條或3條以上支路的匯交點(diǎn)叫作節(jié)點(diǎn)。圖1-21中的a點(diǎn)和b點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)，而c點(diǎn)就不是節(jié)點(diǎn)。 （3）回路。電路中任一閉合路徑叫作回路。圖1-21中的abfea、adcba、daefbcd都是回路。 （4）網(wǎng)孔。內(nèi)部不含有支路的回路叫網(wǎng)孔。圖1-21中的dabcd、aefba均不含有支路，是網(wǎng)孔。而daefbcd中含有支路，因而不是網(wǎng)孔。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 2基爾霍夫電流定律 基爾霍夫電

36、流定律簡(jiǎn)稱為KCL，又稱為節(jié)點(diǎn)電流定律，它反映了電路中與同一節(jié)點(diǎn)相連的各支路中電流之間關(guān)系。其內(nèi)容是：在任一時(shí)刻，對(duì)電路中任一節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出節(jié)點(diǎn)的電流之和。即：I入=I出 （1-23） 式（1-23）稱為節(jié)點(diǎn)電流方程，又叫KCL方程。 如果規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正值，流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)值，則KCL方程可表示為：I=0 （1-24） 即在任一時(shí)刻通過電路中任一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒等于零，這是KCL方程的另一種表達(dá)形式。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 在圖1-23中，各支路的電流方向如圖所示，根據(jù)式（1-24）列出節(jié)點(diǎn)P的電流方程為：I1+I2+I3-I4-I5=0。 再如對(duì)圖1-

37、22中節(jié)點(diǎn)a根據(jù)式（1-24）列出節(jié)點(diǎn)電流方程為：I1-I2-I3=0；對(duì)節(jié)點(diǎn)b列出節(jié)點(diǎn)電流方程為：-I1+I2+I3=0。 在寫出的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程中，如果將其中兩個(gè)方程中的任一個(gè)經(jīng)過運(yùn)算，即可得到另一個(gè)方程，可見兩個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程中，有一個(gè)獨(dú)立的KCL方程。同理對(duì)有n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜電路，只能列出（n-1）個(gè)獨(dú)立的KCL方程。圖1-23 有分支的電路課題二 直流電路中的基本規(guī)律 在應(yīng)用基爾霍夫電流定律時(shí)，需要說明以下幾點(diǎn)： KCL方程具有普遍意義，它通常用于電路中的節(jié)點(diǎn)，也可以推廣應(yīng)用于電路中的任一個(gè)封閉面或閉合回路，當(dāng)該封閉面或閉合回路與電路的其余部分相連接時(shí)，即流入封閉面的電流等于流出封閉

38、面的電流。如兩個(gè)電路之間只有一根導(dǎo)線相連，則這根導(dǎo)線中的電流必定為零。 列KCL方程前，首先要設(shè)每一條支路電流的參考方向，然后再根據(jù)參考方向是流入或流出列寫KCL方程。當(dāng)求出的某支路電流為正值時(shí)，說明電流的實(shí)際方向與參考方向相同；為負(fù)值時(shí)則說明電流的實(shí)際方向與參考方向相反。 基爾霍夫電流定律對(duì)電路中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都適用。如果電路中有n 個(gè)節(jié)點(diǎn)，即可得到n 個(gè)KCL方程，但其中只有（n-1）個(gè)KCL方程是獨(dú)立的。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 3基爾霍夫電壓定律 基爾霍夫電壓定律又叫回路電壓定律，它反映了回路中各電壓之間的關(guān)系。定律指出：任一時(shí)刻，沿電路中任一回路繞行一周，各段電壓的代數(shù)和恒等于零，簡(jiǎn)

39、稱KVL方程。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：U=0 （1-25） 關(guān)于KVL方程的應(yīng)用，要注意以下幾點(diǎn)： 先設(shè)定回路的繞行方向?？蛇x順時(shí)針方向，也可選逆時(shí)針方向。 確定各段電壓的參考方向。電阻上電壓的參考方向與所取電流的參考方向一致，電源部分的電壓方向由電源的正極指向負(fù)極。 凡是繞行方向與參考方向一致的電壓取正，反之取負(fù)。 電阻上電壓的大小等于該電阻阻值與流經(jīng)該電阻的電流的乘積；電源部分的電壓等于該電源的電動(dòng)勢(shì)。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 沿回路繞行一周，列出KVL方程。 如對(duì)圖1-21中的回路abcda，列出KVL方程：課題二 直流電路中的基本規(guī)律 寫成一般形式，可表示為：IR=E （1-26） 上式是

40、基爾霍夫第二定律的另一種數(shù)學(xué)表達(dá)形式，它表明回路中電阻上電壓降的代數(shù)和等于回路中電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。式中，電阻的電流方向與回路方向一致時(shí)，電阻兩端的電壓取正值，否則取負(fù)值；電動(dòng)勢(shì)的方向和回路方向一致時(shí)，E取正值，否則取負(fù)值。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 4基爾霍夫定律的應(yīng)用 1）支路電流的計(jì)算 例18 在圖1-22中，如果E1=5V，r1=1，E2=9V，r2=6，R1=3，R2=2，求各支路電流。 解：假設(shè)各支路電流的參考方向如圖所示，按網(wǎng)孔取順時(shí)針方向?yàn)槔@行方向。 對(duì)節(jié)點(diǎn)a列出KCL方程：I1-I2-I3=0 （1） 對(duì)網(wǎng)孔dabcd列回路的KVL方程：I1R1+I3r2+E2+I1r1-E1

41、=0 （2）課題二 直流電路中的基本規(guī)律 對(duì)網(wǎng)孔aefba列回路的KVL方程：I2R2-E2-I3r2=0 （3） 將數(shù)據(jù)代入以上（1）、（2）、（3）式中得： 解方程組得：I1=0.5（A），I2=1.5（A），I3=-1（A） 由結(jié)果可知：I1、I2的實(shí)際方向與選取的參考方向相同，I3的實(shí)際方向與選取的參考方向相反。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 如例18，以各支路電流為未知量，再利用基爾霍夫定律列方程求解各支路電流的方法叫作支路電流法。應(yīng)用支路電流法解題的步驟如下： 假設(shè)各支路電流的大小和方向，對(duì)n 個(gè)節(jié)點(diǎn)列出（n-1）個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程； 選擇回路并規(guī)定繞行方向，列出獨(dú)立的回路電壓方程

42、； 代入數(shù)據(jù)，求解聯(lián)立方程，得出各支路電流及各電阻上的壓降。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例19 如圖1-24所示，E1=15V，R1=15，E2=4.5V，R2=1.5，E3=9V，R3=1，用支路電流法計(jì)算各支路電流。圖1-24 例19圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 解：假定各支路電流的參考方向如圖1-24所示。 根據(jù)KCL方程列出節(jié)點(diǎn)a的電流方程：I1+I3-I2=0 （1） 對(duì)網(wǎng)孔和網(wǎng)孔均選順時(shí)針繞行方向，根據(jù)KVL方程列網(wǎng)孔電壓方程： 網(wǎng)孔：I1R1-I3R3+E3-E1=0 （2） 網(wǎng)孔：I2R2+E2-E3+I3R3=0 （3） 課題二 直流電路中的基本規(guī)律 將數(shù)據(jù)代入以上（1）

43、、（2）、（3）式得： 求解得I1=0.5（A），I2=2（A），I3=1.5（A）課題二 直流電路中的基本規(guī)律 2）電位的計(jì)算 電路中的零電位點(diǎn)選定后，電路中任一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)與零電位點(diǎn)間的電位差（電壓）。這樣計(jì)算電路中某點(diǎn)的電位問題就轉(zhuǎn)化為計(jì)算某點(diǎn)與零電位點(diǎn)間的電壓?jiǎn)栴}。 例110 如圖1-25所示電路，已知：R1=2，R2=3，E1=5V，E2=10V。求以d點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，Va、Vb、Vc、Uab、Ubc各為多少？圖1-25 例110圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 解：因?yàn)閐為參考點(diǎn)，所以Vd=0。 對(duì)圖中回路，利用基爾霍夫電壓定律，得：R1I+R2I-E1-E2=0 a點(diǎn)的電位：Va

44、=Uad=E1=5（V） b點(diǎn)的電位：Vb=Ubd=R2I-E2=33-10=-1（V）課題二 直流電路中的基本規(guī)律 c點(diǎn)的電位：Vc=Ucd=-E2=-10（V）Uab=Va-Vb=5-（-1）=6（V）Ubc=Vb-Vc=（-1）-（-10）=9（V） 由上題可知計(jì)算電路中各點(diǎn)電位的方法和步驟如下： 選定電路中的參考點(diǎn)。通常可選大地或與搭鐵機(jī)殼相連的點(diǎn)或許多元件匯集的公共點(diǎn)作為參考點(diǎn)； 計(jì)算某點(diǎn)的電位，就是計(jì)算該點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電壓。只要選擇從此點(diǎn)繞行到參考點(diǎn)的一條路徑（盡量選擇包含元件少的捷徑），那么此點(diǎn)電位即為此路徑上各部分電壓的代數(shù)和； 列出選定路徑上各部分電壓代數(shù)和的方程，以確定該點(diǎn)

45、電位（要注意各部分電壓的正、負(fù)值）。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例111 例18中若選定b點(diǎn)為參考點(diǎn)，其余條件不變，試重新計(jì)算Va、Vb、Vc、Uab、Ubc的大小。 解：因?yàn)閎點(diǎn)為參考點(diǎn)，所以：Vb=0Va=Uab=IR1=32=6（V）Vb=Ucb=-IR2=-33=-9（V）Uab=Va-Vb=6-0=6（V）Ubc=Vb-Vc=0-（-9）=9（V） 比較兩題結(jié)果可知，參考點(diǎn)選擇得不同，各點(diǎn)的電位值不同，但兩點(diǎn)間的電壓差與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 四、疊加原理 疊加原理是線性電路的一個(gè)重要定理，它體現(xiàn)了線性電路的基本性質(zhì)，為計(jì)算復(fù)雜電路提供了新的方法。 疊加原理

46、的內(nèi)容是：在線性電路中若存在多個(gè)電源共同作用時(shí)，電路中任一支路的電流或電壓，等于電路中各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 用疊加原理求解電路，可以將一個(gè)多電源的電路分解成多個(gè)單電源電路。這個(gè)方法使含多個(gè)電源復(fù)雜電路的計(jì)算變得簡(jiǎn)單了。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 用疊加原理分析電路時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 疊加原理只適用于線性電路（電路中元件均為線性元件的電路），對(duì)非線性電路（包含非線性元件的電路）不適用。 每個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，其余電源不發(fā)揮作用（用導(dǎo)線代替），其相應(yīng)的電流、電壓為零。電路的連接結(jié)構(gòu)不變，電阻的阻值及位置不變，各分量的參考方向不變。 將各個(gè)電源單獨(dú)作用所產(chǎn)生的電

47、流或電壓合成時(shí)，必須注意參考方向。當(dāng)分量的參考方向與總量的參考方向一致時(shí)，該分量取正值，反之取負(fù)值。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 例112 如圖1-26所示，已知E1=60V，E2=27V，R1=40，R2=60，R3=30，R4=60，用疊加原理求圖中R3上的電壓U3。圖1-26 例112圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 解：電源E1單獨(dú)作用時(shí)電路如圖1-27所示。圖1-27 E1單獨(dú)作用時(shí)的電路圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 電源E2單獨(dú)作用時(shí)電路如圖1-28所示。圖1-28 E2單獨(dú)作用時(shí)的電路圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 根據(jù)疊加原理，電源E1和E2共同作用時(shí)，電阻R3上的電流I3為I

48、3=I3-I3=2/3-1/2=1/6（A），方向與I 3相同。 R3上的電壓：課題二 直流電路中的基本規(guī)律 綜上所述，應(yīng)用疊加原理求解各支路電流或某負(fù)載上電壓時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行： 分別畫出由每一個(gè)電源單獨(dú)作用的分圖，其余電源只保留其內(nèi)電阻； 計(jì)算出分圖中每一支路電流的大小和方向； 求出各電源在各個(gè)支路中產(chǎn)生的電流的代數(shù)和，此電流即是各電源共同作用的情況下產(chǎn)生的各支路電流； 再根據(jù)部分電路歐姆定律求出各負(fù)載上的電壓。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 習(xí)題二 1一個(gè)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為20V，內(nèi)阻是2，外接負(fù)載的電阻為8。試求蓄電池發(fā)出的功率，負(fù)載獲取的功率以及內(nèi)阻消耗的功率。 2某電源開路電壓為12

49、V，接上負(fù)載取用5A電流時(shí)，電源端電壓下降為11V，試求：該電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；若負(fù)載可變，則該電源對(duì)負(fù)載所能提供的最大功率是多少？ 3一個(gè)閉合回路，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r =2，負(fù)載電阻R=16，試求：電路中的電流；電源的端電壓；負(fù)載上的電壓降； 電源內(nèi)阻上的電壓降；電源提供的總功率；負(fù)載消耗的功率；電源內(nèi)阻消耗的功率。課題二 直流電路中的基本規(guī)律 4圖1-29是一個(gè)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖。合上開關(guān)，當(dāng)變阻器RW的滑動(dòng)觸頭在某一位置時(shí)，安培表和伏特表的讀數(shù)分別是0.2A和1.98V。改變滑動(dòng)觸頭的位置后，兩表的讀數(shù)又分別是0.4A和1.96V，求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。圖1-29

50、習(xí)題二第4題圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 5發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為240V，內(nèi)電阻是0.4，輸電線的電阻共計(jì)1.6，給55盞電阻均為1210的電燈供電。求：加在電燈上的電壓；每盞燈消耗的功率；發(fā)電機(jī)輸出的功率；輸電線上損失的功率。 6電路如圖1-30所示，E1=8V，E2=4V，R1=R2=1，R3=4，求R3中的電流。圖1-30 習(xí)題二第6題課題二 直流電路中的基本規(guī)律 圖7在圖1-31中，R1=R2=10，R3=R4=5，1=30V，E2=10V，試分別用支路電流法和疊加原理求通過電阻R4的電流。圖1-31 習(xí)題二第7題圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 8在圖1-32所示的電路中，已知E1=60

51、V，E2=10V，R1=10，R2=20，R3=15，用支路電流法求出各支路的電流。圖1-32 習(xí)題二第8題圖課題二 直流電路中的基本規(guī)律 9在如圖1-33所示電路中，若已知E1=8V，E2=12V，R1=2，R2=3，R3=6，試分別用支路電流法和疊加原理計(jì)算各支路電流。圖1-33 習(xí)題二第9題圖課題三 電工測(cè)量 預(yù)備知識(shí)：直流電路的基本概念；直流電流表、直流電壓表的使用方法。 在實(shí)際工作中，經(jīng)常需要用儀表對(duì)電路中各物理量的數(shù)值進(jìn)行測(cè)量，本課題介紹常用的電工儀表和使用方法。課題三 電工測(cè)量 一、電流和電壓的測(cè)量 測(cè)量電路中的電流使用電流表（或稱安培表），如圖1-34a）所示；測(cè)量電路中的電壓

52、用電壓表，如圖1-34b）所示。按測(cè)量電路的性質(zhì)不同，電流表、電壓表可分為交流、直流兩類。直流電流表、直流電壓表的表頭上分別標(biāo)有 的標(biāo)識(shí)，交流電流表標(biāo)有 ，交流電壓表則標(biāo)有 。圖1-34 電流表和電壓表課題三 電工測(cè)量 1電流表和電壓表的使用要求 （1）應(yīng)選用量程合適的電流表和電壓表，待測(cè)電流和電壓不能超過電表的量程。為了保證測(cè)量精度，儀表指針的指示值不得小于量程的2/3。如果不知道被測(cè)電流（或電壓）的大小時(shí)，應(yīng)先用高量程擋估測(cè)。如不合適，再根據(jù)估測(cè)值選擇合適的量程精確地測(cè)量。讀取數(shù)據(jù)時(shí)，為消除讀數(shù)時(shí)的視差，應(yīng)使眼睛、指針及表針鏡像三者在一條直線上。課題三 電工測(cè)量 （2）測(cè)量電流時(shí)，電流表應(yīng)

53、串聯(lián)在被測(cè)電路中，如圖1-35所示。如果不慎將電流表與被測(cè)電路并聯(lián)，則電流表可能會(huì)被燒壞，使用時(shí)切記此點(diǎn)。如果該被測(cè)電流過大時(shí)，則需用一個(gè)分流電阻與表頭并聯(lián)。圖1-35 負(fù)載電流、電壓的測(cè)量課題三 電工測(cè)量 用直流電流表測(cè)直流電流時(shí)要注意使電流從“+”接線端流入，從“-”接線端流出；用交流電流表測(cè)交流電流時(shí)不必考慮表筆極性。若電路電壓低于500V，且所測(cè)電流小于50A，可將交流電流表直接串聯(lián)在電路中進(jìn)行測(cè)量。而當(dāng)電流較大時(shí)，則必須采用電流互感器轉(zhuǎn)換后方可測(cè)量。課題三 電工測(cè)量 （3）電壓表應(yīng)并聯(lián)在待測(cè)電路兩端。在低壓線路上，測(cè)量某兩點(diǎn)間不大的電壓時(shí)，電壓表可直接并聯(lián)使用，如需擴(kuò)大直流電壓表的測(cè)

54、量范圍，可在電壓表中串聯(lián)一個(gè)電阻，這個(gè)電阻叫附加電阻或倍壓電阻。用交流電壓表測(cè)量較大電壓時(shí)，需串接倍壓器，測(cè)600V以上交流電壓時(shí)需使用電壓互感器。用直流電壓表測(cè)直流電壓時(shí)要注意使電流從“+”接線端流入，從“-”接線端流出。 （4）使用儀表前，應(yīng)檢查指針是否指零。如不指零，則需通過調(diào)零裝置把指針調(diào)到零位。課題三 電工測(cè)量 2鉗型電流表簡(jiǎn)介 鉗表分為數(shù)字式鉗表和模擬式鉗表兩類。鉗表是由電流互感器和帶整流裝置的磁電系表頭組成，如圖1-36所示：電流互感器的鐵芯呈鉗口形，當(dāng)捏緊鉗表把手時(shí)，鐵芯張開，可以將載流導(dǎo)線通過張開的鉗口放入鉗口內(nèi)，松開把手后鐵芯閉合，通有被測(cè)電流的導(dǎo)線成為電流互感器的一次線圈

55、。經(jīng)測(cè)量后，在不同的擋位得到不同的測(cè)量結(jié)果。圖1-36 互感式鉗型電流表的結(jié)構(gòu)原理圖課題三 電工測(cè)量 鉗表的精確度比較低，但它的優(yōu)點(diǎn)是能夠不斷開測(cè)量電路進(jìn)行測(cè)量，因此得到廣泛的應(yīng)用。測(cè)量前要估算量程再選擇合適的擋位。 注意事項(xiàng)： 選擇合適的量程擋，不能用小量程擋測(cè)量大電流；若被測(cè)電流值較小，條件許可時(shí)可以緊密纏繞幾圈進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果為測(cè)量值除以圈數(shù)，測(cè)量完畢后量程要調(diào)回最大量程位； 載流導(dǎo)線應(yīng)處于鉗口的中心位置； 測(cè)量前鉗口應(yīng)潔凈且閉合緊密； 不能在測(cè)量過程當(dāng)中切換量程擋。課題三 電工測(cè)量 二、電阻的測(cè)量 1用伏安法測(cè)量電阻 把被測(cè)電阻接到電源上。在通電的情況下，用電流表和電壓表測(cè)出流經(jīng)電阻的電

56、流I 和電阻兩端的電壓U，然后根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電阻R=U/I。測(cè)量電路的連接方式通常有電流表外接法和電流表內(nèi)接法兩種，如圖1-37所示。圖1-37 用伏安法測(cè)電阻課題三 電工測(cè)量 由于實(shí)際的電流表內(nèi)阻不可能為零、電壓表的內(nèi)阻也不可能為無窮大，因而電流表串聯(lián)在電路中要分壓，電壓表并聯(lián)在電路中也要分流。無論采取電流表外接法還是電流表內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總存在一定的誤差。當(dāng)電流表的內(nèi)電阻值比待測(cè)電阻值小得多時(shí)宜采用電流表內(nèi)接法，當(dāng)電壓表的內(nèi)阻值比待測(cè)電阻值大得多時(shí)宜采用電流表外接法，這樣實(shí)驗(yàn)的誤差比較小。課題三 電工測(cè)量 2用電阻表測(cè)量 電阻表（也稱歐姆表）是一種自帶電源可直接測(cè)量電阻阻值的儀表。用電

57、阻表測(cè)量電阻時(shí)要將待測(cè)電阻與外電路斷開，直接將其接在歐姆表的兩個(gè)表筆之間，讀出讀數(shù)即可。 由于電阻表自帶的電池在使用過程中電動(dòng)勢(shì)將逐漸降低，所以在每次使用電阻表前都要先校準(zhǔn)零點(diǎn)。 電阻表使用方便，應(yīng)用很普遍，但它的精確度不高。課題三 電工測(cè)量 3用兆歐表測(cè)量 搖表又稱為兆歐表，結(jié)構(gòu)如圖1-38所示，是一種專門用來測(cè)量絕緣電阻的便攜式儀表。它由手搖發(fā)電機(jī)、測(cè)量機(jī)構(gòu)和倍率（旋鈕）組成。電器絕緣性能的好壞直接關(guān)系到設(shè)備的正常運(yùn)行和人身安全。圖1-38 兆歐表課題三 電工測(cè)量 注意事項(xiàng)： 低壓電氣設(shè)備選擇低壓搖表（500V以下），并選擇合適的量程：電壓和測(cè)量范圍。 高壓電氣設(shè)備選擇10002500V的

58、高壓搖表。 測(cè)量前需要斷開被測(cè)量設(shè)備的電源，并要事先放電。 測(cè)量絕緣值過程中，搖動(dòng)手柄應(yīng)該由慢變快，達(dá)到120r/min的速度后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，1min后的穩(wěn)定測(cè)量值方為正確讀數(shù)；搖動(dòng)手柄時(shí)不能忽快忽慢。按照接線柱正確接線：“L”接被測(cè)物和大地絕緣的導(dǎo)體部分；“E”接被測(cè)物的外殼或大地；“G”接被測(cè)物的屏蔽環(huán)上或不需要測(cè)量的部分。 接接線柱線“L”和地“E”端子，緩慢搖動(dòng)手柄，看指針是否指在標(biāo)尺的“0”位。 要求以120r/min的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，觀察指針是否處于“”位置。課題三 電工測(cè)量 4電橋法測(cè)電阻 在測(cè)量技術(shù)中，由于電橋法測(cè)得的電阻值比較精確，所以應(yīng)用較為廣泛。 如圖1-39所示調(diào)節(jié)滑

59、動(dòng)觸頭D的位置，使檢流計(jì)的示數(shù)為零，此時(shí)檢流計(jì)兩端的B、D兩點(diǎn)電位相等，則可知：圖1-39 電橋法測(cè)電阻課題三 電工測(cè)量R1I1=RXI2 （1-27）R2I1=RI2 （1-28） 將式（1-27）比式（1-28）得： 由電阻R 及R1、R2的值即可得出待測(cè)電阻RX的值，由于電阻R 及R1、R2均采用標(biāo)準(zhǔn)電阻，所以測(cè)量結(jié)果的精度較高。課題三 電工測(cè)量 三、萬用表的使用 萬用表是一種多用途電表，它的特點(diǎn)是量程多、用途廣，選擇合適的擋位可以測(cè)量電流、電壓、電阻等參數(shù)值。有些萬用電表還能測(cè)量電感、電容、電功率、晶體管參數(shù)等。萬用表由于使用、攜帶方便，價(jià)格便宜，在對(duì)測(cè)量精確度要求不高的場(chǎng)合得到了廣泛

60、的應(yīng)用。常見的萬用表分指針式和數(shù)字式兩類。 指針式萬用電表只要將左右兩個(gè)旋鈕置于測(cè)量擋位，儀表便可使用，使用結(jié)束將兩個(gè)旋鈕置于“”位置。數(shù)字式電表的開、關(guān)均直接受“ON/OFF”按鈕的控制。課題三 電工測(cè)量 1直流電流的測(cè)量 （1）如圖1-40a）所示，用指針式萬用電表測(cè)量直流電流時(shí)，可先將紅表棒插入“+”插孔中，黑表棒插入“-”插孔中（有些標(biāo)有“COM”）；將左右旋鈕分別置于“A”和直流電流估測(cè)擋位上，再將表棒串接在被測(cè)電路中，讀取指針指示的刻度值。圖1-40 萬用電表測(cè)電流課題三 電工測(cè)量 （2）如圖1-40b）所示，用數(shù)字式萬用電表測(cè)量直流電流時(shí)，可先將紅表棒插入“A”插孔內(nèi)，將黑表棒插