《汽车电路分析》课件.ppt

汽车电工电子技术基础,制作:姜丹丹,第一章 直流电路,1.理解电路的组成和作用。2.熟悉电路基本物理量的含义。3.理解电路基本定律，会利用基尔霍夫定律解决复杂电路问题。,第一章 直流电路,电路就是电流流通的路径。它是由若干电气设备或元件按照一定方式用导线联结而成的，通常由电源、负载和中间环节三个部分组成。,1.1.1 电路的组成,第一章 直流电路,电路从基本功能上分为电力电路和信号电路两类。电力电路，其主要作用是电能的传输和转换。如把发电厂电机组产生的电能，通过变压器、输电线路送到千家万户的电力系统。信号电路，其主要作用是信号的传输和处理。如各种物理量的测量电路、放大电路，声音、图像或文字处理电路。,1.1.2 电路的作用,第一章 直流电路,电流,电流是由带电粒子有规则的定向运动而形成的，其大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。交流电流i：大小或方向随时间变化的电流；直流电流I：不随时间变化的电流。单位：安培（A）、毫安（mA）、微安（uA）电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。电流参考方向：就是任意选定一个方向作为电流的方向。电流的参考方向一般用实线箭头表示。,第一章 直流电路,电路中a、b两点间的电压：在数值上等于电场力把单位正电荷从电路中a点移动到b点所做的功，用Uab表示。电压的实际方向：由高电位端指向低电位端，即指向电位降低的方向。电压的参考方向：在电路图上所标出的也都是电压的参考方向。,电压与电动势,第一章 直流电路,电动势是用来表示电源力移动单位正电荷做功本领的物理量。电源的电动势，在数值上等于电源力把正电荷从负极（低电位）经由电源内部移到电源的正极（高电位）所做的功。,电压与电动势,第一章 直流电路,单位：伏特（V）、千伏（kV）、毫伏（mV）。,电压与电动势,第一章 直流电路,参考点：电路中任意一点，参考点的电位为零。电位V：电场力把单位正电荷从电路中某点移到参考点所做的功称为该点的电位。电路中某点的电位即为该点与参考点之间的电压。电压与电位的关系：电压是绝对的，电位是相对的。参考点选取不同，电路中各点的电位也不同，但任意两点间的电位差（电压）不变。,1.2.3 电位,第一章 直流电路,1.2.3 电位,第一章 直流电路,功率：单位时间内消耗的电能称为电功率（简称功率）。功率的单位：瓦特，简称瓦（W）。,说明：某一段电路，在U和I取关联参考方向时，功率P=UI；在U和I取非关联参考方向时，功率P=-UI。当P0时，表明元件吸收功率；当P0，该元件为有源元件，否则为无源元件。在工程实际中，常用千瓦时(kWh)，俗称“度”表示电能的单位。,1.2.3 功率,第一章 直流电路,1.3.1 欧姆定律,欧姆定律：电路的基本定律之一，指流过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。U=IR线性器件：元件的电压和电流之间的关系满足欧姆定律；非线性器件：器件的电压和电流之间的关系不满足欧姆定律时。,第一章 直流电路,1.3.2 基尔霍夫定律,1电路中几个专用名词 支路：电路中由一个元件或多个元件组成的一条路径，可以流过独立电流时，就称这条路径为一条支路。节点：三条或三条以上支路的联结点称为节点。回路：由若干条支路所组成的闭合路径称为回路。,第一章 直流电路,1.3.2 基尔霍夫定律,2基尔霍夫第一定律电流定律（KCL）在任一时刻，通过电路中任一节点的各支路电流的代数和恒等于零。I=0在任一时刻，流入电路中任一节点的各支路电流的代数和等于流出该节点的各支路电流的代数和。Ii=Io电流的正负号的规定：首先选定各支路电流的参考方向。流进节点电流为正，流出节点电流为负。,第一章 直流电路,1.3.2 基尔霍夫定律,3基尔霍夫第二定律电压定律（KVL）在任一时刻，对电路中的任一闭合回路，沿任意绕行方向一周所有支路电压的代数和等于零。U=0电压的正负号的规定：首先任意规定回路的绕行方向。标明各支路电压的参考方向。凡支路电压参考方向与回路绕行方向一致者，此电压前面取“+”号；反之，此电压前取“-”号。,第一章 直流电路,支路电流法：以支路电流为未知量、应用基尔霍夫 定律（KCL、KVL）列方程组求解。,对上图电路支路数：b=3 结点数：n=2,回路数=3 单孔回路（网孔）=2,若用支路电流法求各支路电流应列出三个方程,第一章 直流电路,1.在图中标出各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路循行方向。,2.应用 KCL 对结点列出(n1)个独立的结点电流方程。,3.应用 KVL 对回路列出 b(n1)个独立的回路电压方程（通常可取网孔列出）,4.联立求解 b 个方程，求出各支路电流。,对结点 a：,例1：,I1+I2I3=0,对网孔1：,对网孔2：,I1 R1+I3 R3=E1,I2 R2+I3 R3=E2,支路电流法的解题步骤:,第一章 直流电路,内容：对外电路来说，任何一个线性有源二端（两个端子）网络，均可以用一个理想电压源E和一个电阻元件R0串联的有源支路来等效代替，其电压源E等于线性有源二端网络的开路电压Uab，（即将负载断开后a、b两端的电压），电阻元件的阻值R0等于线性有源二端网络除源后两个外引端子间的等效电阻Rab。,适用范围：,只求解复杂电路中的某一条支路电流或电压时。,戴维南定理示例电路图,第一章 直流电路,有源二端网络：二端网络中含有电源,无源二端网络：二端网络中没有电源,注意：,戴维南定理中的“等效代替”，是指对端口以外的部分“等效”，即对相同外接负载而言，端口电压和流出端口的电流在等效前后保持不变。,第一章 直流电路,等效电路,已知：R1=20、R2=30 R3=30、R4=20 U=10V求：当 R5=16 时，I5=?,第一章 直流电路,先求等效电源US及R0,解,第一章 直流电路,再求输入电阻RAB,恒压源被短接后，C、D成为一点，电阻R1和 R2、R3 和 R4 分别并联后相串联。即：R0=RAB=20/3030/20=12+12=24,得原电路的戴维南等效电路,由全电路欧姆定律可得：,课堂例题,学习单元二电路的分析与计算,第一章 直流电路,1.6.1 蓄电池的结构,车用蓄电池是一种直流可逆电池，工作时可以把电能转变为化学能储存起来，也可以把化学能转变为电能释放出来。,第一章 直流电路,1.6.1 蓄电池的结构,1.蓄电池的主要用途在起动发动机期间，它为起动系统、点火系统、电子燃油喷射系统和汽车的其它电气设备供电；当发动机停止运转或低怠速运转的时候，由它给汽车用电设备供电；当出现用电需求超过发电机供电能力时，蓄电池也参加供电；蓄电池起到了整车电气系统的电压稳定器的作用，能够缓和电气系统中的冲击电压，保护汽车上的电子设备；在发电机正常工作时，蓄电池将发电机发出多余的电能存储起来充电。,第一章 直流电路,1.6.1 蓄电池的结构,2.蓄电池的结构汽车蓄电池由单个的单格电池组成。单格电池由正极板、负极板、隔板、电解液、电池盖板、加液孔塞和电池外壳组成。极板：蓄电池极板由栅架和活性物质组成，活性物质填充在铅锑合金的栅架上。极板是蓄电池的核心部分，它分正极板和负极板。隔板：为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极板应尽可能的靠近，但为了避免彼此接触造成短路，正负极板之间要用隔板隔开。电解液：电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由化学用纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。外壳：蓄电池的极板组、隔板、电解液装在外壳中，外壳应耐酸、耐热、耐震动冲击。,第一章 直流电路,1.6.1 蓄电池的使用与维护,1.蓄电池的正确使用不要连续使用起动机。安装和搬运蓄电池时，应轻搬轻放，不可敲打或在地上拖拽。蓄电池在汽车上应固定牢靠、以防行车时振动和移位。冬季使用的注意事项冬季使用蓄电池时应特别注意保持其处于充足电状态。冬季补加蒸馏水，应在充电前进行。冬季在起动冷态发动机前，应进行预热，以减少起动阻力矩。冬季适当调高调节器的调节电压，但仍需避免过量充电。要经常检查蓄电池的电解液和蓄电池的放电情况。,第一章 直流电路,1.6.2 蓄电池的使用与维护,2.蓄电池的维护 经常清除蓄电池表面的灰尘污物。经常疏通加液孔盖上的通气孔。检查各单格内电解液的液面高度。检测蓄电池存放电程度。根据当时的季节，及时调整电解液密度。放完电的蓄电池在 24h内应及时充电。停驶车辆的蓄电池，每两个月应进行一次补充充电。拆卸蓄电池电缆时，应先拆下蓄电池负极，再拆下蓄电池正极；安装蓄电池电缆时，应先安装蓄电池正极，再安装蓄电池负极，以免拆卸过程中造成蓄电池断路。,第一章 直流电路,1.电路。2.基本物理量。电流。电压。电动势。电位。功率。3.参考方向4.基本定律。KCL。KVL。5.汽车蓄电池的使用与维护。,Thank You!,