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1、第一章 基本知識,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ) 第二節(jié) 汽車常用電子元器件 第三節(jié) 基本電子電路,一、 電路的概念 電路的概念可通過圖1-1來理解。如圖1-1(a)所示,把蓄 電池的正極、負(fù)極與燈泡用導(dǎo)線連接起來形成電通路稱為電路 或回路。如果用符號表示圖中的電器,就會得到圖1-1(b)所 示的電路圖,圖中R表示燈泡的電阻,箭頭表示電流的方向。如 果在圖1-1(b)電路中,增設(shè)了開關(guān)就形成了圖1-1(c)所示 電路,該電路可通過開關(guān)控制電路的通與斷。開關(guān)斷開時,電 路中沒有電流通過,燈不亮,這種狀態(tài)稱為開路或斷路。當(dāng)開 關(guān)閉合時,電路中有電流通過,燈亮,這種狀態(tài)稱為通路。,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),下一頁
2、 返回,圖1-1,電路的概念 (a)實際電路;(b)電路的圖示;(c)電路處在開路狀態(tài),返回,二、 歐姆定律 在圖1-l所示的電路中,蓄電池的輸出電壓加到燈泡上,燈 泡中就有電流通過,燈泡對電流的阻力稱為電阻。在電壓不變 的情況下,電阻越小,電流就越大,三者的關(guān)系可用歐姆定律 表達(dá),即“電流與電壓成正比、與電阻成反比”。歐姆定律可 用下面式子來表示: 電流(I)= 上面式子中,I、U、R分別是電流、電壓和電阻量的符 號。在電工學(xué)中,電流、電壓、電阻的單位名稱(符號)分別 是安培(A),伏特(V),歐姆()。,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,圖1-1,電路的概念 (a)實際電路;(b)電路
3、的圖示;(c)電路處在開路狀態(tài),返回,三、 電路基本連接方法 1. 串聯(lián) 串聯(lián)就是將所有的負(fù)荷(電阻)連接成一個通路,如圖l-2 所示。它的特點是各負(fù)荷中通過的電流相等。串聯(lián)電路的總電 阻等于各電阻之和。在電源串聯(lián)電路中,電源總電壓等于各蓄 電池電壓之和。在柴油汽車上,常用兩個12V蓄電池串聯(lián)得到24 V電壓。 2.并聯(lián) 將幾個負(fù)荷的一端和另一端分別與電源相連,稱為并聯(lián)。 如圖1-3所示,電阻為2、4、6的三個燈泡并聯(lián),當(dāng)蓄電,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,圖l-2,圖1-2 串聯(lián)電路 (a)實際電路;(b)電路的圖示;(c)等效電路,返回,圖1-3,圖1-3 并聯(lián)電路 (a)實際電路
4、;(b)電路的圖示;(c)等效電路,返回,池的電壓為 12 V時,因為每個燈泡上所加的電壓都是12V,根 據(jù)歐姆定律,各燈泡中的電流分別為:2中的電流A1=12/2=6A ;4中的電流A2=12/4=3A;6中的電流A3=12/62A。因此, 蓄電池輸出的總電流A=A1A2+A3=6+32=11A 根據(jù)歐姆定律可求出電路中的總電阻: R= = =1.09 可以看出,用12V蓄電池連接三個并聯(lián)后燈泡總電流與只接一個 1左右的燈泡的電流是相同的。 并聯(lián)時總電阻可利用下式求出: R= + +,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,將相同規(guī)格的汽車蓄電池并聯(lián)(正極與正極相連,負(fù)極與 負(fù)極相連)時,無論
5、并聯(lián)幾個,電壓均保持不變,僅容量增 加,是各蓄電池容量之和。 四、 電流的三種效應(yīng) 電流有三種效應(yīng),即熱效應(yīng)、磁效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng),如圖l-4 所示。 熱效應(yīng)。電流通過燈泡時,燈絲就要發(fā)熱并發(fā)光,這就 是電流的熱效應(yīng)。汽車進(jìn)氣預(yù)熱器、后風(fēng)窗加熱器等就是利用 這種效應(yīng)制成的。 化學(xué)效應(yīng)。在食鹽水或稀硫酸溶液中,置入兩塊極板并,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,圖l-4,電流的三種效應(yīng),返回,通電,極板表面有氣泡產(chǎn)生,液體中有電流通過,我們把這種 作用稱為電流的化學(xué)效應(yīng)。蓄電池等就是應(yīng)用這種效應(yīng)。 磁效應(yīng)。把通有電流的導(dǎo)線置于磁針上方,當(dāng)導(dǎo)線與磁 針近于平行時,磁針就會運(yùn)動。這是因為導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了
6、磁力 線對磁針產(chǎn)生了作用。把這種作用稱為電流的磁效應(yīng)。如汽車 用的喇叭、繼電器以及點火線圈等就是利用電流的磁效應(yīng)。 電流的三種效應(yīng)應(yīng)用的例子隨處可見,所有的電氣設(shè)備都 要應(yīng)用一種或兩種以上電流的效應(yīng)。 五、電功率 實現(xiàn)各種電效應(yīng)時電流都要做功。在單位時間里供給或者,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,消耗的電功叫電功率,其符號為P,單位為瓦特(W)。電 壓就是電位之差,電流從高電位流向低電位,所以電壓越高, 電流越大,電功率就大。電功率的大小可用電壓和電流的乘積 表示: P=U I 消耗的電功叫電功率,其符號為P,單位為瓦特(W)。電 壓就是電位之差,電流從高電位流向低電位,所以電壓越高,
7、電流越大,電功率就大。電功率的大小可用電壓和電流的乘積 表示: P=U I 在一個指著南、北方向的小磁針的上方,拉一根與磁針平 行的導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,磁針就會偏轉(zhuǎn)到東西方,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,向。這說明通過電流的導(dǎo)線產(chǎn)生了磁力線作用。 磁鐵指南北方向,電流產(chǎn)生的磁力線也應(yīng)有方向性,勵磁 電流與磁場方向符合右手螺旋法則。通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁力線方 向的判別方法如圖1-5所示。在圖1-5(a)中,右手大拇指表示 電流方向,彎曲的四指表示磁力線方向;在圖1-5(b)中,右 手四指表示電流方向,大拇指表示磁力線方向。 2.電磁力與左手定則,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,
8、圖1-5,右手螺旋法則 (a)通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁力線方向;(b)通電線圈產(chǎn)生的磁力線方向,返回,在圖1-6(a)所示的磁場中,磁力線從N極到S極,如果在 磁鐵的中心部位,放置一根和磁場垂直的導(dǎo)線,并通以電流, 方向為(表示從書的表面向里面流去),那么,如圖1-6(b )所示,這時就出現(xiàn)了磁鐵形成的磁場和電流形成的圓形磁 場,兩種磁力線合成作用的結(jié)果形成圖1-6(c)所示的磁力線 分布。從圖中可以明顯看出,導(dǎo)線上方的磁力線比導(dǎo)線下方的 多,所以就有向下拉的力作用到導(dǎo)線上。 由磁場與電流之間作用產(chǎn)生的力叫電磁力。電磁力的作用 方向取決于磁力線的方向和電流的方向。一般是用左手定則來 判斷電磁力的方向,
9、即導(dǎo)線的運(yùn)動方向。,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,圖1-6,磁場對通電導(dǎo)線的作用力,返回,3 電磁感應(yīng)與右手定則 當(dāng)磁鐵在線圈中如圖1-8所示那樣上下運(yùn)動時,電流表的指 針就會擺動,這就說明線圈中有電流通過,把這種現(xiàn)象叫做電 磁感應(yīng)作用。而且,磁鐵移動的速度越快、線圈的匝數(shù)越多, 線圈上所產(chǎn)生的電動勢就越大。而電流的方向在阻礙導(dǎo)體運(yùn)動 的方向上。 七、互感和自感 如圖1-10所示,在鐵心上繞有A、B兩個線圈。當(dāng)其中一 個線圈A有斷續(xù)的電流通過時,鐵心中的磁力線就會隨著電流的 通、斷而產(chǎn)生或消失,但磁力線的每次變化也要穿過線圈B。根,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 下一頁,圖1-8,電磁感
10、應(yīng)作用 1電流表;2磁鐵;3線圈,返回,圖1-10,互感與自感作用,返回,據(jù)前面講過的電磁感應(yīng)作用,線圈B上也會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。像這 樣由于一個線圈中電流的變化而使另一個線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢的 現(xiàn)象,叫做互感作用。這時,把通有電流的線圈A叫初級線圈, 因互感作用產(chǎn)生感應(yīng)電壓的線圈B叫次級線圈。次級線圈與初級 線圈匝數(shù)之比越大,當(dāng)初級線圈通過電流時,次級線圈上的感 應(yīng)電壓就越高。點火線圈就是利用這一原理制成的。,第一節(jié) 汽車電工基礎(chǔ),上一頁 返回,一、 電阻 電阻是利用金屬或非金屬材料制成便于安裝的電路元件。 幾乎在所有的電路中都離不開電阻。其功能可歸納為: 降低電 壓、分配電壓、限制電流及向各種電子
11、電路元器件提供必要的 工作條件(如電壓、電流)等。 1.常用電阻的種類 常見的電阻種類很多,按其結(jié)構(gòu)形式可分為固定電阻、可 變電阻和電位器三種;按其材料可分為碳膜電阻、碳質(zhì)電阻、 金屬膜電阻、繞線電阻等。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,下一頁 返回,2.電阻的標(biāo)稱值與允許誤差 大多數(shù)電阻上都標(biāo)有電阻的數(shù)值,這就是電阻的標(biāo)稱阻 值,簡稱標(biāo)稱值。電阻的標(biāo)稱值往往和它的實際阻值不全相 同。有的實際阻值比標(biāo)稱值大一些,有的實際阻值比標(biāo)稱值小 一些。電阻的實際阻值與其標(biāo)稱值的偏差,除以標(biāo)稱值所得到 的百分比,叫做電阻的誤差。 不同的電路對電阻誤差有不同的要求。一般電子電路,采 用級或級的電阻就可以滿足要求
12、。 當(dāng)電流通過電阻時,電阻由于消耗功率而發(fā)熱。如果電阻 發(fā)熱的功率大于它所能承受的功率,電阻就會被燒壞。電阻長,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,時間工作時允許消耗的最大功率叫額定功率。電阻額定功率也 有標(biāo)稱值。選用電阻時,應(yīng)選用標(biāo)稱功率比實際消耗的功率大 一些的電阻。 4.電阻的類別標(biāo)示 為了區(qū)別不同種類的電阻,常用幾個拉丁字母表示電阻的 類別。 5.電阻的色環(huán)、色點阻值標(biāo)示法 一般來說,體積小的電阻,其阻值不便用數(shù)字標(biāo)出,而采 用色環(huán)或色點標(biāo)示,如圖1-15所示。其中圖1-15(a)是用色環(huán) 標(biāo)出的電阻;圖1-15(b)是用色點標(biāo)示的電阻。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下
13、一頁,圖1-15,電阻的色碼標(biāo)示,返回,6.電路圖中電阻和電位器的單位標(biāo)注規(guī)則 在電路圖中,電阻值在兆歐以上的,標(biāo)注單位為M。電阻值 在1 k100 k之間,標(biāo)注單位為K。電阻值在1 000 以 下,標(biāo)注單位為 。 7.電阻的使用常識 使用電阻時,要根據(jù)電路的要求,選用不同種類和誤差的 電阻。在一般電路中,采用誤差為10%或20%的碳膜電阻就可以 了。 電阻的額定功率要選用等于實際承受功率的1.52倍,只 有這樣選用才能保證電阻的耐用和可靠。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,電阻在電路板上裝配之前,要用萬用表歐姆擋核實它的阻 值。安裝時,要讓電阻的類別、阻值等符號容易看到,以便檢
14、查、核實。 8.電位器 電位器實際上是一個可變電阻,其典型的結(jié)構(gòu)如圖1-16 (a)所示,它有三個引出端,其中1、3兩端間電阻值為最大, 2、3或1、2兩端間的電阻值可以通過與軸相連的簧片所在位置 不同加以調(diào)節(jié)。 電位器的連接方法有三種,如圖1-16(b)所示。電位器與 一般可變電阻的不同之處,在于它用在電路中需要經(jīng)常改變電,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,圖1-16,電位器的結(jié)構(gòu)與接法 (a)電位器結(jié)構(gòu);(b)電位器三種連接方法,返回,阻阻值的地方,如汽車收音機(jī)的音量控制是通過電位器的調(diào)節(jié) 來實現(xiàn)控制功能的。為了方便起見,在有的電位器上還裝有電 源開關(guān)。 二、 電容器 電容器(簡
15、稱電容)是各種電路的主要元器件之一。它和電 阻一樣,幾乎每種電子電路都離不開電容器。 電容器的功能有:調(diào)諧、耦合、濾波、去耦、通交流隔直 流(旁路交流電、隔斷直流電)等。 電容器的種類很多,其結(jié)構(gòu)形式可分為固定電容器、可變 電容器和半可變(微調(diào))電容器三大類。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,1.常用電容器的種類 電容器通常是在兩塊金屬之間夾著一塊絕緣體(又稱電介 質(zhì))構(gòu)成。當(dāng)在兩個金屬電極間加上電壓時,電極上就會儲存 電荷。所以,電容器實際上是一種儲能元件。 電容器按其電介質(zhì)可分為: 紙質(zhì)電容器、油浸紙質(zhì)電容 器、金屬化紙質(zhì)電容器、云母電容器、薄膜電容器、陶瓷電容 器和電解電容器
16、等。 2.電容器的標(biāo)稱容量與允許誤差 電容器上標(biāo)注的電容量均是電容器的標(biāo)稱容量。電容器的 標(biāo)稱容量與它的實際容量會有偏差。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,3.電容器的耐壓 電容器在長期可靠的工作中所承受的最大直流電壓就是電 容器的耐壓,也叫電容器的直流工作電壓。電容器的耐壓值一 般都直接標(biāo)注在電容器的外殼上。使用時,電路上的工作電壓 不電容器的類別和符號標(biāo)注能超過此數(shù)值,否則,電容器將會 被擊穿。 4.電容器的類別標(biāo)示 電容器的種類很多,為了進(jìn)行區(qū)別,常用拉丁字母表示電 容器的類別。第一個字母C表示電容,第二個字母Z表示介質(zhì)材 料,第三個字母以后表示形狀、結(jié)構(gòu)等。,第二節(jié) 汽車常
17、用電子元器件,上一頁 下一頁,5.電容器的使用常識 電容器在電路中所承受的電壓不能超過其耐壓值。在濾波 電路中,其耐壓值不能小于交流電有效值的1.42倍。 使用電解電容時,要注意其正、負(fù)極性,不能接反。 對于不同的電路,應(yīng)該選用不同類型的電容器。諧振回路 可以選用云母、高頻陶瓷電容器,隔直流可以選用紙介質(zhì)、云 母、電解、陶瓷等電容器,旁路交流可選用滌綸、紙介、陶 瓷、電解電容器,濾波電路可選用電解電容器。 電容器在裝入電路前,需要檢查它有無短路、斷路和漏電 現(xiàn)象,并需核實它的電容量。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,三、 電感元件 電感元件是指電感器(電感線圈)和各種變壓器。電感器
18、 也是電子電路重要的元件之一,它和電阻、電容、晶體管等進(jìn) 行組合,從而構(gòu)成各種功能的電子電路。電阻、電容、電感, 一般稱為無源元件;電子管、晶體管、集成電路等通常稱為有 源元件。 (1) 電感器的種類和符號 電感線圈的種類很多,按其電感形式可分為固定電感線圈 和可變電感線圈。按鐵磁體的性質(zhì)來分,又可分為空心線圈、 磁心線圈和銅心線圈等。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(2) 電感器的主要技術(shù)參數(shù) 電感器的主要參數(shù)有: 電感量、品質(zhì)因數(shù)(Q值)、 標(biāo)稱電壓、分布電容等。 電感量的大小與線圈的匝數(shù)、繞制方式、磁心材料等因素 有關(guān)。線圈匝數(shù)越多,繞制越集中,電感量越大;線圈內(nèi)有磁 心的
19、比無磁心的電感量大;磁心導(dǎo)磁率大的線圈電感量大。在 電路中常用字母L表示電感,電感單位是亨,用字母H表示。另 外,電感單位還有毫亨(mH)和微亨(H)。1 H=1000mH, 1 mH=1 000H。 品質(zhì)因數(shù)用字母Q表示。Q值越高,表明電感線圈的功率損,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,耗越小,效率越高。用高Q值的電感線圈與電容器所組成的諧振 電路具有更好的諧振特性,而用低Q值線圈與電容器組成諧振 電路,其諧振特性會變得不太明顯。線圈的Q值一般在幾十到幾 百的數(shù)量級。電感線圈的Q值,與其線圈結(jié)構(gòu)(即導(dǎo)線粗細(xì)、多 股與單股、繞法、磁心)有關(guān),也與其工作頻率有關(guān)。頻率 高,Q值下降。所
20、以,線圈的Q值,一般是指在某一測試頻率下 的Q值。 標(biāo)稱電流是線圈允許通過的電流大小,常用字母A、B、 C、D、E來分別表示標(biāo)稱電流值為50、150、300、700、1 600 mA。體積較大的電感器,其電感量和標(biāo)稱電流均標(biāo)注在,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,其外殼上。使用時,實際通過電感器的電流不宜超過其標(biāo)稱電 流。 線圈的分布電容,又稱為線圈的寄生電容。由于分布電容 的存在,使線圈的工作頻率受到限制,并使線圈的Q值下降。所 以,為了減少分布電容,可對電感器的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)。 2.電感器的檢測 電感器的精確測量往往要借助于專用電子儀表儀器,如電 感電容電橋和Q表等。在沒有這些測量
21、設(shè)備的情況下,可用萬用 表測量電感線圈的電阻來大致判斷其好壞。一般電感線圈的直 流電阻都很小,約為零點幾歐姆到幾歐姆,低頻扼流圈的直流 電阻最多也只有幾百至幾千歐姆。當(dāng)測量到線圈電阻為無窮大,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,時,說明線圈已經(jīng)開路,經(jīng)常利用這種方法檢查起動機(jī)、發(fā) 電機(jī)磁場繞組或電樞繞組的故障。在檢測電感線圈時,應(yīng)注意 將線圈與外電路斷開。 四、變壓器 變壓器是電子電路廣泛采用的無源器件之一。其功用是對 交流電或者交流信號進(jìn)行電壓變化、電流變化或阻抗變換,也 可用來傳遞信號、隔斷直流等。 變壓器的種類很多,按其工作頻率范圍來分,可分為低頻 變壓器、中頻變壓器和高頻變壓器
22、三類。常見的電源變壓器和 輸入、輸出變壓器屬于低頻變壓器,例如汽車發(fā)動機(jī)點火系中 的點火線圈。收音機(jī)中的中周是中頻變壓器,振蕩線圈和磁性,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,天線屬于高頻變壓器。如果按照鐵心的材質(zhì)來分,又可分為鐵 心變壓器、鐵氧體心變壓器和空心變壓器等幾種。鐵心變壓器 用于低頻電路中,而鐵氧體心或空心變壓器則用于中、高頻電 路。 2.變壓器的工作原理 變壓器是根據(jù)互感(電磁感應(yīng))原理工作的。 3.變壓器的主要技術(shù)參數(shù) 變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有: 額定功率、匝數(shù)比、效率、頻 帶寬度、溫升、絕緣電阻及漏電感等。 (1) 額定功率 變壓器的額定功率,是指在規(guī)定的頻率和電壓下,變
23、壓器,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,能長期工作而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定功率中會有部 分無功功率,所以其單位常用伏安(VA)而不用瓦(W)來表示 。 (2) 匝數(shù)比 變壓器次級線圈的匝數(shù)N2與初級線圈的匝數(shù)N1之比,稱為匝 數(shù)比k,即N1N2。在一般情況下,匝數(shù)比也是輸出電壓與輸入 電壓之比,所以,匝數(shù)比也稱為變壓比。 (3) 效率 變壓器的效率是指其次級線圈輸出功率與初級線圈的輸入 功率之比,即: 效率= 100%,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(4) 頻帶寬度 當(dāng)變壓器的輸入電壓一定時,其輸出電壓會隨其頻率變化 而有所不同。處于中間頻率時,輸出電壓與輸入電
24、壓基本上符 合次、初級匝數(shù)比的關(guān)系;而當(dāng)其頻率很低或很高時,就不符 合匝數(shù)比的關(guān)系了。假設(shè)在中間頻率時的輸出電壓為V0,當(dāng)輸出 電壓下降至V01時,所對應(yīng)的高、低頻之差,即稱為變壓器的頻 帶寬度。 (5) 溫升 變壓器的溫升主要是對電源變壓器而言。它是指變壓器接 通電源工作后,其溫度上升至穩(wěn)定值時的溫度高出周圍環(huán)境溫,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,度的數(shù)值。電源變壓器的溫升越小越好。 (6) 絕緣電阻 理想變壓器的各線圈之間、各線圈與鐵心之間,在電氣上 應(yīng)該完全絕緣。但由于絕緣材料和加工工藝等原因,總有一定 的漏電流。 (7) 漏電感 由漏磁通所產(chǎn)生的電感稱為漏電感,簡稱漏感。漏
25、感的存 在,不僅影響變壓器的效率及其他性能,也會影響變壓器附近 的電路元器件的正常工作,因此,希望變壓器的漏感越小越 好。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,五、繼電器 繼電器是自動控制電路中常見的一種元器件,如果將其合 理組合,可構(gòu)成邏輯電路和時序電路。 繼電器屬于開關(guān)的范疇。它是利用電磁原理、機(jī)電原理或 其他(如熱電或電子)方法,實現(xiàn)自動接通或斷開一個或一組 接點,來完成電路的開或關(guān)的功能。 1.繼電器的種類與結(jié)構(gòu)原理 常見的繼電器由電磁繼電器、干簧繼電器、雙金屬片繼電 器、電子繼電器等幾種形式。 (1)電磁繼電器 電磁繼電器是應(yīng)用最廣泛的一種繼電器。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件
26、,上一頁 下一頁,(2)干簧繼電器 干簧繼電器是另外一種小型繼電器,也稱舌簧繼電器。 (3)雙金屬片繼電器 為一個利用雙金屬片構(gòu)成的溫度繼電器。其結(jié)構(gòu)原理是: 將兩種熱膨脹系數(shù)顯著不同的金屬片疊合在一起而構(gòu)成雙金屬 片,再利用溫度變化時,兩片金屬片變形率不同,構(gòu)成反映溫 度或熱量的熱繼電器。當(dāng)繼電器的電阻絲通入電流時,便對雙 金屬片進(jìn)行加熱,由于它的上層金屬片膨脹系數(shù)大,伸長快, 變形大,所以使整個雙金屬片向下彎曲,結(jié)果使原來閉合的觸 點變?yōu)閿嚅_,原來斷開的接點轉(zhuǎn)為閉合,從而實現(xiàn)了斷繼電器 的開關(guān)功能。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(4) 電子繼電器 電子繼電器與其他繼電器相比
27、,具有以下優(yōu)點: 用晶體三極管或可控硅代替了機(jī)械觸點,使用中不會出現(xiàn) 觸點火花或電弧,也不存在機(jī)械觸點的磨損、燒蝕等問題,所 以其壽命較長。 動作迅速。它的動作時間可達(dá)10-710-8s,而其他繼電器最 快能達(dá)到10-4s。 靈敏度高。電磁繼電器的驅(qū)動功率一般為10-2W,干簧繼電 器驅(qū)動功率為10-310-5W,而電子繼電器只需10-310-8W即可動 作,所以它的應(yīng)用范圍很寬。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁, 體積小,質(zhì)量輕。 電子繼電器的不足之處是它的接觸電阻較大。另外,電子 繼電器的電路較復(fù)雜,使用維護(hù)需要一定的電子技術(shù)基礎(chǔ)。 2.繼電器的使用與維修 電磁繼電器的觸點易出
28、現(xiàn)磨損、燒蝕、氧化等現(xiàn)象,可用 無水酒精棉擦洗,或用極細(xì)砂紙(如金相砂紙)對觸點進(jìn)行清 潔修整。 繼電器的觸點間隙和彈簧彈力等都是預(yù)先設(shè)計好的,維修 時不可隨意改變,以保證繼電器原有的技術(shù)參數(shù)。 干簧繼電器內(nèi)干簧片經(jīng)常發(fā)生粘合在一起的故障,特別是 當(dāng)通過較大電流時。這時,可以用鑷子輕輕敲打繼電器外殼,,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,使其分離。 為了消除繼電器觸點火花,延長其使用壽命,可以與繼電 器觸點串聯(lián)電阻和電容,進(jìn)行阻容吸收,或用一個晶體二極管 并聯(lián)于負(fù)載兩端。 在更換電磁繼電器時,應(yīng)注意以下兩點: a.電磁線圈的額定電壓和電流應(yīng)該與原繼電器相同(其最大 允許誤差為10%)。
29、 b.繼電器的觸點電流應(yīng)滿足電路的要求。 在對電子繼電器進(jìn)行檢修時,除需認(rèn)真檢查電磁線圈外, 還應(yīng)仔細(xì)檢查電子元器件,必要時應(yīng)該對其進(jìn)行檢測和更換。 六、晶體二極管與穩(wěn)壓管,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,晶體二極管與穩(wěn)壓管屬于半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體按其導(dǎo)電類 型的不同,分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩類。如果把一小塊半 導(dǎo)體的一邊制成P型,另一邊制成N型,則在P型半導(dǎo)體和N型半 導(dǎo)體的交接面處形成PN結(jié)。晶體二極管實際上是由一個PN 結(jié)構(gòu) 成。 1.晶體二極管的類型與結(jié)構(gòu) 晶體二極管的種類很多。按其用途來分,常見的有: 檢波 二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)管、光電管等。按照 結(jié)構(gòu)來
30、分,主要有點接觸型二極管和面接觸型二極管兩種。從 其材料來看,二極管又分為硅管和鍺管兩種。它們雖然都是由 PN構(gòu)成,但因為材料不同,所以性能也有所不同。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,2.穩(wěn)壓管及其主要參數(shù) 穩(wěn)壓管也是一種二極管,當(dāng)外加的反向電壓大到一定數(shù)值 時,其反向電流就會突然增大,此現(xiàn)象稱為反向擊穿。只要對 反向電流進(jìn)行限制,這種擊穿就是非破壞性的。穩(wěn)壓管被擊穿 后,盡管通過管子的電流能在很大的范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩 端的電壓變化很小或幾乎不變。穩(wěn)壓管就是利用這種特性來實 現(xiàn)穩(wěn)壓的。 七、晶體三極管 1.晶體三極管的類型 晶體三極管的分類方法很多。按其生產(chǎn)工藝分,可分為合,
31、第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,金型、擴(kuò)散型、臺面和平面型三極管;按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分,可分為 點接觸型和面接觸型三極管;從使用角度,按其工作頻率來 分,分為低頻三極管、高頻三極管和開關(guān)三極管;按功率來 分,有小功率三極管、中功率三極管、大功率三極管;按外形 結(jié)構(gòu)分,有小功率封裝、大功率封裝、塑料封裝等多種晶體三 極管。 2.晶體三極管的結(jié)構(gòu)和基本功能 (1) 晶體三極管的結(jié)構(gòu) 如果把一小塊半導(dǎo)體,中間制成很薄的N型區(qū),兩邊制成P 型區(qū),形成兩個PN結(jié),將三個區(qū)都安上引線,即構(gòu)成三個電,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,極,這便成為PNP型晶體三極管。用同樣的方法,如果將半導(dǎo)體
32、的中間制成很薄的P型區(qū),兩邊制成N型區(qū),即構(gòu)成NPN型晶體三 極管。 (2) 三極管的放大及開關(guān)功能 三極管的放大作用是利用基極電流的微小變化控制集電極 電流的較大變化。必須注意是控制,不能誤解為真正把基極小 電流變成了集電極大電流。同理,三極管還可以用作電壓放大 和功率放大。 三極管還有開關(guān)作用,三極管飽和(即導(dǎo)通)時就相當(dāng)于 開關(guān)閉合,三極管截止時相當(dāng)開關(guān)斷開狀態(tài)。所以將三極管接,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,入電路后,集電極和發(fā)射極之間就等于裝設(shè)了一個開關(guān)或觸 點。 三極管無論用于放大或開關(guān)作用,三個電極之間的電壓都 有一定的正向、反向條件。用作放大時,對NPN型管而言,基
33、極 和集電極應(yīng)接電路的正極,發(fā)射極接負(fù)極;而對PNP型三極管來 說,基極和集電極接電路的負(fù)極,發(fā)射極接電路的正極。用作 開關(guān)時,要使三極管飽和(即導(dǎo)通閉合電路),對NPN型三極 管,應(yīng)在基極加正電位,集電極和發(fā)射極加負(fù)電位;對PNP型 三極管來說,則正好相反。若要使三極管截止(即斷開電路)時,NPN型三極管基極加負(fù)電位,集電極和發(fā)射極均為正電位;,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,PNP型則正好相反。 3.晶體三極管的主要參數(shù) 晶體三極管的參數(shù)是用來表示三極管的性能和適用范圍 的。選用三極管時必須先了解它的有關(guān)參數(shù)。 (1) 電流放大系數(shù) 和 三極管集電極電流Ic與基極電流Ib的比值
34、,叫做共發(fā)射極電 路的直流電流放大系數(shù),或叫靜態(tài)電流放大系數(shù)。 三極管集電極電流的變化量Ic與其基極電流的變化量Ib 的比值,稱為共發(fā)射極電路的交流電流放大系數(shù),或叫動態(tài)電 流放大系數(shù),用表示。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(2) 集電極與基極間方向電流Icbo 方向電流Icbo,是指三極管在發(fā)射極開路時,集電極與基極 之間加上反向電壓時的電流。 (3) 集電極與發(fā)射極間反向電流Iceo Iceo又叫穿透電流。它是指三極管的基極開路時,其集電極 與發(fā)射極之間加上反向電壓時的反向電流。 (4) 集電極最大允許電流Icm 如果通過三極管的集電極電流過大,則電流放大系數(shù)就 要下降。一
35、般把值下降到其規(guī)定允許值(比如額定值的1/2 2/3)時的集電極電流,稱為集電極最大允許值。應(yīng)用時,Ic,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,Icm不一定會損壞管子,但其電流放大系數(shù)已明顯減小,一 般作放大用的三極管,其Ic最好不要超過Icm值。 (5)集電極與發(fā)射極間擊穿電壓BVceo和BVcer 當(dāng)三極管的集電極與發(fā)射極之間所加的反向電壓太高時, 三極管就會被擊穿。 BVceo是指基極開路時,集電極與發(fā)射極間反向擊穿的電 壓。BVcer指基極和發(fā)射極間接有電阻時,集電極和發(fā)射極間反 向擊穿電壓。一般來說,BVcerBVceo,當(dāng)溫度升高時,三極管 的擊穿電壓就要下降。因此,實際加在
36、三極管集電極與發(fā)射極 上的電壓BVcer要小于BVceo。一般選取BVceo的二分之一比較安全 。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(6) 集電極最大允許耗散功率Pcm 三極管在工作時,集電極要耗散功率。其耗散的功率越 大,集電結(jié)的溫度就越高。根據(jù)晶體三極管所允許的最高溫 度,定出集電極最大允許耗散功率。在實際應(yīng)用時,應(yīng)注意集 電極實際耗散功率要小于集電極最大允許耗散功率,也即 VceIcPcm。小功率三極管的Pcm在幾十毫瓦到幾百毫瓦之間, 大功率三極管在1W以上。Pcm的大小與溫度有關(guān),為了提高Pcm ,大功率管一般裝有散熱片。 (7) 特征頻率 由于三極管極間電容的影響,電流
37、放大系數(shù)會隨其工作,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,頻率的升高而降低,頻率越高,下降的越厲害。特征頻率fT 是當(dāng)下降到1時的頻率。也就是說,當(dāng)頻率升高到fT時,三極 管就失去了放大能力。fT的大小反映了三極管頻率特性的好壞。 在高頻電路中,要選用特征頻率較高的三極管。特征頻率一般 比其工作頻率至少要高3倍以上。 晶體三極管主要參數(shù)大致分三類,即直流參數(shù)、交流參數(shù) 和極限參數(shù)。其中直流電流放大系數(shù)、集電結(jié)反向電流Icbo、 穿透電流Iceo稱為直流參數(shù);交流電流放大系數(shù)和特征頻率fT 稱交流參數(shù);三極管的極限參數(shù)有: 集電極最大允許電流Icm、 集電極與發(fā)射極間擊穿電壓BVceo及B
38、Vcer、集電極最大允許耗散 功率Pcm。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,4 晶體三極管的更換 在對汽車電子設(shè)備的檢修過程中,經(jīng)常會遇到電路中的晶 體三極管損壞,這時需要用同樣規(guī)格、相同型號的三極管進(jìn)行 更換。在進(jìn)行更換三極管時,應(yīng)注意以下事項: (1)確診損壞的三極管 當(dāng)汽車電路中電子元件不能正常工作時,應(yīng)首先搞清楚其 電路原理,知道該三極管在電路中所起的作用,然后測量相應(yīng) 的電壓和電流,以便對電路中損壞的元件做出正確的判斷。當(dāng) 認(rèn)定是三極管損壞時,應(yīng)該切斷電源,用電烙鐵燙開該三極管 各管腳,并且記下該三極管的三個電極在原電路板上的排列位,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下
39、一頁,置(安裝位置),然后對取下的三極管進(jìn)行測試。 (2) 查清三極管損壞原因 在已經(jīng)確定三極管損壞的情況下,要進(jìn)一步弄清與三極管 相關(guān)的電路元件是否也有損壞。分析到底是由于三極管本身品 質(zhì)低劣而引起損壞,還是由于電路中其他元件的損壞而導(dǎo)致三 極管損壞。當(dāng)確認(rèn)是三極管本身問題時,應(yīng)更換三極管。 (3) 在更換三極管時,應(yīng)選用與原來型號相同、規(guī)格及檔次 相同(值相近)的三極管。 (4) 更換完畢,要對電路進(jìn)行一次對照性的檢查,查看電 壓、電流等是否正常,靜態(tài)工作點是否恰當(dāng),有無過熱現(xiàn)象,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,等。若電路工作一切正常,則更換三極管工作基本完成。 (5) 在一時
40、找不到相同型號的三極管進(jìn)行更換的情況下,可 以用性能相近的三極管代用, 但要注意: 極限參數(shù)高的三極管可以代替極限參數(shù)低的三極管。 性能好的三極管可以代替性能差的三極管。 高頻管、開關(guān)管可以代替普通三極管。 硅管和鍺管可以互相代用,但要注意二者導(dǎo)電類型相同, 并且代用后要重新調(diào)整偏置電阻。 復(fù)合管可以代替單管,但需重新調(diào)整直流偏置。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,八、 集成電路(IC) 集成電路是在20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的一種新型電子 元器件。它利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電阻、電容以及導(dǎo) 線等制作在一塊很小的半導(dǎo)體材料或絕緣基片上,從而形成一 個完整的電路,并封裝在一個特
41、制的外殼當(dāng)中。由于集成電路 具有體積小、質(zhì)量輕、可靠性高以及造價低等一系列優(yōu)點,所 以它不僅在尖端科技產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,而且已經(jīng)大量進(jìn)入 汽車領(lǐng)域。 1.集成電路的結(jié)構(gòu)外形 2.集成電路的使用注意事項,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁,(1)正確識別集成電路的引腳 (2) 使用MOS集成電路的注意事項 凡接觸到MOS集成電路的工序,使用的工作臺嚴(yán)禁鋪墊高 絕緣板材(如有機(jī)玻璃、絕緣橡膠板、塑料板等),應(yīng)在工作 臺上鋪設(shè)細(xì)鋼絲網(wǎng),且接地,也可鋪設(shè)導(dǎo)電橡膠。 所使用的儀表、儀器、工具等必須接地良好。 焊接時,適宜使用功率為20 W的內(nèi)熱式電烙鐵。若使用普 通電烙鐵,則烙鐵頭應(yīng)該接地。
42、焊接的時間不要超過5s,不允許在一個焊點上連續(xù)焊多 次。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁, 焊劑最好使用502環(huán)氧助焊劑。 在更換集成電路時,應(yīng)該首先切斷電源。 凡不用的輸入端不能懸空,應(yīng)按其功能的要求,接上電源 或接地。 存放時,必須用金屬屏蔽包裝,若需長期存放,應(yīng)將其放 入金屬盒內(nèi)。,第二節(jié) 汽車常用電子元器件,上一頁 下一頁, 焊接電路板時,應(yīng)將插頭全部短路,并將整個電路板一次 焊完。若一次焊完有困難,可將暫時不焊的電路板包上屏蔽層 放入金屬盒內(nèi)。 焊接人員應(yīng)使用金屬手表帶接地,且不允許穿尼龍面料的 服裝。 以上注意事項也適用于PMOS和CMOS集成電路。,第二節(jié) 汽車常用電
43、子元器件,上一頁 返回,一、二極管電路 二極管具有單向?qū)щ娦?,所以,可以把二極管看成是單方 向通過電流的開關(guān)。 二、穩(wěn)壓二極管電路 在實際電路中,通常利用穩(wěn)壓二極管的反向特性。假設(shè)穩(wěn) 壓二極管的穩(wěn)定電壓為8 V,當(dāng)加在穩(wěn)壓二極管上的反向電壓高 于穩(wěn)定電壓UZD時,穩(wěn)壓管被擊穿,有反向電流通過,即穩(wěn)壓二 極管處于(反向)導(dǎo)通狀態(tài)。與正向時情況不同的是,穩(wěn)壓管 兩端所形成的電位差與穩(wěn)定電壓相等,也為8 V。所以這種半導(dǎo),第三節(jié) 基本電子電路,下一頁 返回,體元件稱為“穩(wěn)壓二極管”。 穩(wěn)壓管在汽車電路中的應(yīng)用較廣泛。 1.在晶體管點火裝置中的應(yīng)用 在汽車上,已采用了晶體管點火裝置代替了觸點式點火裝 置。但是在切斷初級電路時,初級線圈產(chǎn)生的瞬變電壓就加在 晶體管上。為了保護(hù)晶體管,而且又能夠保證足夠的次級電 壓,在晶體管點火裝置上裝有穩(wěn)壓管。 選擇穩(wěn)壓管時,要做到既能保護(hù)晶體管,又能確保足夠的 次級電壓。 2.在汽車充電系過電壓保護(hù)中的應(yīng)用,第三節(jié) 基本電子電路,上一頁 下一頁,三、晶體三極管電路 1.偏壓電路 要使晶體三極管起到放大作用,必須給晶體管加偏壓,即 在輸入欲放大信號的部位(當(dāng)發(fā)射極接地時,基、射極
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