汽车电工与电子基础课件全书教学教程电子教案幻灯片.pptx

汽车电工与电子基础汽车电工与电子基础直流电路直流电路一、安全用电常识一、安全用电常识二、电路的基本概念二、电路的基本概念四、电阻元件与欧姆定律四、电阻元件与欧姆定律五、电阻的连接五、电阻的连接六、基尔霍夫定律六、基尔霍夫定律三、电路的基本物理量三、电路的基本物理量 学习目标学习目标1.1.掌握基本用电安全知识；掌握基本用电安全知识；2.2.了解电路的组成、工作状态及汽车电路的基本特点；了解电路的组成、工作状态及汽车电路的基本特点；3.3.理解电路电压、电流、电位、功率等各基本物理量；理解电路电压、电流、电位、功率等各基本物理量；4.4.掌握电阻元件的主要特点，电阻的串联、并联、混联掌握电阻元件的主要特点，电阻的串联、并联、混联等连接方式的分析计算；等连接方式的分析计算；5.5.了解电阻的串联、并联、混联在汽车电路上的应用；了解电阻的串联、并联、混联在汽车电路上的应用；6.6.掌握欧姆定律、基尔霍夫定律的内容，并会分析应用。掌握欧姆定律、基尔霍夫定律的内容，并会分析应用。1.1.触电对人体的伤害触电对人体的伤害2.2.安全用电措施安全用电措施3.3.安全用电常识安全用电常识一、安全用电常识一、安全用电常识 1.1.触电对人体的伤害触电对人体的伤害触电是指电流通过人体时对人体所造触电是指电流通过人体时对人体所造成的伤害。电流对人体的伤害有：电成的伤害。电流对人体的伤害有：电伤、电击。伤、电击。小提示小提示 一一般般情情况况下下人人体体的的电电阻阻大大约约为为800800欧欧到到几几万万欧欧不不等等，从从安安全全角角度度出出发发，科科学学实实验验和和事事故故分分析析结结果果表表明明：505060Hz60Hz的的工工频频交交流流电电流流对对人人体体的的伤伤害害最最严严重重，40V40V以上的电压就是危险电压。以上的电压就是危险电压。2.2.安全用电措施安全用电措施（1 1）合理选择、正确使用专用电气工具、装置。）合理选择、正确使用专用电气工具、装置。（2 2）定期检查电气设备和线路（绝缘情况）。）定期检查电气设备和线路（绝缘情况）。（3 3）正确安装电气设备，合理选用各种漏（触）正确安装电气设备，合理选用各种漏（触）电保护装置。电保护装置。例例如如：电电器器中中安安装装漏漏电电保保护护器器，电电器器都都采用保护搭铁或保护接零等、采用保护搭铁或保护接零等、保护搭铁保护搭铁电动机保护搭铁防漏电电动机保护搭铁防漏电保护接零（中线）保护接零（中线）保护接零安全作用保护接零安全作用 小提示小提示 在在同同一一供供电电线线路路中中保保护护措措施施应应该该一一致致，不不允允许许一一部部分分电电气气设设备备采采用用保保护护搭搭铁铁，而另一部分电气设备采用保护接零。而另一部分电气设备采用保护接零。3.3.安全用电常识安全用电常识（1 1）检检修修电电气气设设备备或或更更换换熔熔断断丝丝时时，应应先先切断电源。切断电源。（2 2）任任何何情情况况下下都都不不能能用用手手来来鉴鉴定定导导体体是是否带电。否带电。（3 3）使使用用各各种种电电气气设设备备，应应该该严严格格遵遵守守安安全操作规程，采用相应的安全措施。全操作规程，采用相应的安全措施。（4 4）防防止止绝绝缘缘体体破破损损或或受受潮潮，不不得得在在电电线线上挂物件。上挂物件。（5 5）发发生生电电线线、电电气气火火灾灾时时，应应迅迅速速切切断断电电源源。在在带带电电状状态态下下，不不能能用用水水或或泡泡沫沫灭灭火火器器进进行行灭灭火火；可可以以使使用用沙沙子子或或二二氧氧化碳灭火器灭火。化碳灭火器灭火。（6 6）若若有有人人触触电电时时，要要立立即即切切断断电电源源，或或者者使使用用干干燥燥的的绝绝缘缘棒棒使使触触电电者者脱脱离离电电源源，然后进行人工呼吸，不得打强心针。然后进行人工呼吸，不得打强心针。二、电路的基本概念二、电路的基本概念1.1.电路的组成电路的组成2.2.电路的工作状态电路的工作状态3.3.汽车电路的特点汽车电路的特点1.1.电路的组成电路的组成电路就是电流流经的路径。电路就是电流流经的路径。电源是供应电能的装置。电源是供应电能的装置。负载时电路中各种用电设备。负载时电路中各种用电设备。导线用于连接电源和负载。导线用于连接电源和负载。控制装置是控制电路中电流的通断。控制装置是控制电路中电流的通断。电路结构图电路结构图a a）实物图）实物图 b b）电路图）电路图2.2.电路的工作状态电路的工作状态1 1）断路（开路）断路（开路）2 2）短路）短路3 3）通路）通路1 1）断路（开路）断路（开路）2 2）短路）短路3 3）通路）通路汽车单线制汽车单线制a a）实物图）实物图 b b）电路图）电路图 3.汽车电路的特点汽车电路的特点1 1）低压直流电源）低压直流电源 2 2）单线制（负极搭铁）单线制（负极搭铁）三、电路的基本物理量三、电路的基本物理量1.1.电流电流2.2.电位电位3.3.电压电压4.4.电功和电功率电功和电功率1.1.电流电流 电电路路中中带带点点粒粒子子在在电电源源作作用用下下有有规规则则地地定向移动而形成电流。定向移动而形成电流。电流方向电流方向2.2.电位电位电电路路中中某某点点的的电电位位，通通常常选选定定某某一一点点作作为为参参考考点点，把把正正电电荷荷从从某某点点移移动动到到参参考考点所作的功称为该点的电位。点所作的功称为该点的电位。电位与电压电位与电压 小提示小提示 在在同同一一电电路路中中，当当选选定定不不同同的的参参考考点点时时，同同一一点点的的电电位位是是不不同同的的，那那么么，参参考考点点应应该该如如何何确确定定呢呢？原原则则上上可可以以任任意意选选定定，但但在在研研究究实实际际电电场场时时，通通常常选选搭搭铁铁点点为为参参考考点点，必必须须注注意意，在在研研究究同同一一问问题题时时，参参考考点点一一经经确确定定，各各点点电电位位也也就就确确定定了了。参考点也就不可更改了。参考点也就不可更改了。3.3.电压电压 电压是衡量电场力作功本领大小的物电压是衡量电场力作功本领大小的物理量。理量。电路中某两点间的电压，就是该两点电路中某两点间的电压，就是该两点间的电位差，所以电压又称电位差。间的电位差，所以电压又称电位差。4.4.电功和电功率电功和电功率 1 1）电功）电功 2 2）电功率）电功率 1 1）电功）电功 电电功功是是电电场场力力移移动动电电荷荷所所作作的的功功，就是电流在某段闭合回路中作的功。就是电流在某段闭合回路中作的功。2 2）电功率）电功率 电电功功率率就就是是电电流流在在单单位位时时间间内内所所作作的功，简称功率，用符号的功，简称功率，用符号P P表示。表示。四、电阻元件与欧姆定律四、电阻元件与欧姆定律1.1.电阻与电阻元件电阻与电阻元件2.2.欧姆定律欧姆定律1.1.电阻与电阻元件电阻与电阻元件1 1）导体电阻）导体电阻2 2）电阻元件）电阻元件1 1）导体电阻）导体电阻 导导体体能能够够通通电电，但但同同时时也也对对电电流流具具有有阻阻碍碍作作用用，这这种种对对电电阻阻的的阻阻碍碍作作用用称称为电阻。为电阻。电阻是导体本身客观存在的基本特性。电阻是导体本身客观存在的基本特性。小提示小提示 电电阻阻的的倒倒数数称称为为电电导导，电电导导的的大大小小反反映映电电阻阻元元件件的的导导电电能能力力，用用G G表表示示，国国际际单单位位为为西西 门门子子（S S）。其其表表达达式为式为2 2）电阻元件）电阻元件 用用来来限限制制或或调调节节电电路路电电流流的的元元件件称称为为电阻元件。电阻元件。电电阻阻元元件件分分为为线线性性电电阻阻和和非非线线性性电电阻阻两种。两种。实实际际应应用用中中大大多多数数电电阻阻元元件件的的阻阻值值基基本本都都是是恒恒定定的的，这这样样的的电电阻阻称称为为线线性性电电阻阻。当当通通过过不不同同的的电电流流与与电电压压，其其电电阻阻为为不不同同的的阻阻值值，这这样样的的电电阻阻称称为为非线性电阻。非线性电阻。电阻元件伏安曲线电阻元件伏安曲线a a）线性电阻）线性电阻 b b）非线性电阻）非线性电阻2.2.欧姆定律欧姆定律1 1）部分电路欧姆定律）部分电路欧姆定律2 2）全电路欧姆定律）全电路欧姆定律 1 1）部分电路欧姆定律）部分电路欧姆定律 在在不不包包含含电电源源的的电电路路中中，通通过过电电阻阻的的电电流流与与电电阻阻两两端端的的电电压压成成正正比比，这这个个结结论论称为部分电路欧姆定律。称为部分电路欧姆定律。部分电路部分电路 2 2）全电路欧姆定律）全电路欧姆定律 由由内内电电路路和和外外电电路路组组成成的的闭闭合合电电路路称称为为全全电电路路。全全电电路路中中电电流流强强度度与与电电源源的的电电动动势势成成正正比比，与与整整个个电电路路的的内内、外外电电阻阻之和成反比，就称为全电路欧姆定律。之和成反比，就称为全电路欧姆定律。简单全电路简单全电路五、电阻的连接五、电阻的连接1.1.电阻的串联电阻的串联2.2.电阻的并联电阻的并联3.3.电阻混联电阻混联1.1.电阻的串联电阻的串联1 1）串联电路的特点）串联电路的特点2 2）串联电路的应用）串联电路的应用 电阻串联电阻串联a a）串联电路）串联电路 b b）等效电路）等效电路 1 1）串联电路的特点）串联电路的特点（1 1）电流处处相等。）电流处处相等。（2 2）总电压等于各段分电压之和。）总电压等于各段分电压之和。（3 3）总电阻等于串联电路中各个电阻之和。）总电阻等于串联电路中各个电阻之和。（4 4）串串联联电电路路中中各各个个电电阻阻两两端端的的电电压压与与该该阻值成正比。阻值成正比。（5 5）串串联联电电路路的的总总功功率率等等于于各各电电阻阻消消耗耗的的功功率率之之和和，且且各各电电阻阻消消耗耗的的功功率率与与该该阻阻值值成正比。成正比。2 2）串联电路的应用）串联电路的应用（1 1）电阻串联可获得较大的电阻。）电阻串联可获得较大的电阻。（2 2）电电阻阻串串联联可可用用来来限限制制、调调节节电电路路中的电流大小。中的电流大小。（3 3）用于降压。）用于降压。（4 4）用电阻调压器来改变输出电压。）用电阻调压器来改变输出电压。电阻调压器电阻调压器2.2.电阻的并联电阻的并联1 1）并联电路的特点）并联电路的特点2 2）并联电路的应用）并联电路的应用 电阻并联电阻并联a a）并联电路）并联电路 b b）等效电路）等效电路 1 1）并联电路的特点）并联电路的特点（1 1）并联各电阻两端的电压均相等。）并联各电阻两端的电压均相等。（2 2）总电流等于流经各电阻电流之和。）总电流等于流经各电阻电流之和。（3 3）总总电电阻阻的的倒倒数数等等于于并并联联电电路路中中各各个个电电阻倒数的和。阻倒数的和。（4 4）并并联联电电路路中中任任一一电电阻阻中中的的电电流流与与该该阻阻值成反比。值成反比。（5 5）并并联联电电路路中中总总功功率率等等于于各各电电阻阻消消耗耗的的功功率率之之和和，但但各各个个电电阻阻吸吸收收的的功功率率与与该该阻阻值成反比。值成反比。2 2）并联电路的应用）并联电路的应用（1 1）额额定定工工作作电电压压相相同同的的负负载载接接在在同同一一电源上工作时几乎都是并联。电源上工作时几乎都是并联。（2 2）并联电路可以获得较小的电阻。）并联电路可以获得较小的电阻。3.3.电阻混联电阻混联1 1）节点电流法）节点电流法2 2）简化和分析电路）简化和分析电路 1 1）节点电流法）节点电流法 在在分分析析混混联联电电路路的的过过程程中中，不不论论导导线线有有多多长长，用用电电器器连连接接如如何何复复杂杂，可可通通过过节节点点电电流流法法对对原原电电路路进进行行简简化化、整整理理，画画出出较较为为明明显显判判断断的的串串联联、并并联联关关系系的的电电路路图图，然然后后进进行行计算。计算。电阻混联电阻混联a a）混联电路）混联电路 b b）等效电路）等效电路 2 2）简化和分析电路）简化和分析电路 通通过过对对电电路路的的分分析析，清清楚楚电电路路中中各各电电阻阻的的连连接接关关系系后后，逐逐级级简简化化等等效效，就就可可用用串串联联、并并联联电电路路的的特特点点关关系系式逐步计算出电路的待求量。式逐步计算出电路的待求量。电路简化过程电路简化过程六、基尔霍夫定律六、基尔霍夫定律1.1.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律2.2.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律3.3.支路电流法支路电流法复杂电路复杂电路支支路路：电电路路中中的的每每一一个个分分支支就就是是一条支路。一条支路。节节点点：3 3条条或或3 3条条以以上上支支路路所所汇汇成成的交点叫节点。的交点叫节点。回回路路：电电路路中中任任一一闭闭合合路路径径都都叫叫回路。回路。网网孔孔：电电路路中中的的回回路路内内部部不不含含有有支路的回路叫做网孔。支路的回路叫做网孔。1.1.基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律基基尔尔霍霍夫夫电电流流定定律律简简称称KCLKCL，又又称称基基尔尔霍霍夫夫第第一一定定律律（或或称称节节点点电电流流定定律律）：在在任任一一瞬瞬间间，流流进进某某节节点点的的电电流流之之和和恒等于流出该节点的电流之和。恒等于流出该节点的电流之和。应用应用KCLKCL列方程式的步骤：列方程式的步骤：（1 1）选定节点。）选定节点。（2 2）标出各支路电流参考方向。）标出各支路电流参考方向。（3 3）针对节点应用）针对节点应用KCLKCL定律列方程。定律列方程。小提示小提示 公公式式中中的的正正负负号号与与参参考考方方向向有有关关，若若取取流流入入节节点点的的电电流流为为“+”+”，则则流流出出节节点点的的电电流流就就为为“-”-”，反反之之这个关系仍成立。这个关系仍成立。2.2.基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律 基基尔尔霍霍夫夫电电压压定定律律简简称称KVLKVL，又又称称基基尔尔霍霍夫夫第第二二定定律律（或或称称回回路路电电压压定定律律）：对对于于电电路路中中任任一一闭闭合合回回路路，沿沿着着任任一一指指定定方方向向（顺顺时时针针或或逆逆时时针针）绕绕行行一一周周，回回路路内内电电压压源源电电压压（电电位位升升）的代数和等于各电压降的代数和。的代数和等于各电压降的代数和。当当应应用用KVLKVL列列方方程程时时，式式中中各各项项符符号号的的正负，应按下列规则来确定：正负，应按下列规则来确定：（1 1）先选定一个回路上绕行的方向。）先选定一个回路上绕行的方向。（2 2）方方程程左左边边电电压压源源电电压压，若若其其参参考考方方向向与与绕绕行行方方向向一一致致时时，则则该该电电压压源源电电压压取取负负号号，反之则取正号。反之则取正号。（3 3）方方程程右右边边电电阻阻的的电电压压，若若电电流流参参考考方方向向与与绕绕行行方方向向一一致致时时，则则电电压压降降IRIR取取正正号号，反之则取负号。反之则取负号。3.3.支路电流法支路电流法 直直接接应应用用KCLKCL和和KVLKVL，分分别别对对复复杂杂电电路路中中相相应应的的节节点点和和回回路路列列出出所所需需要要的的方方程程组组，而而后后解解出出各各未未知知的支路电流，称为支路电流法。的支路电流，称为支路电流法。1.1.安全用电的基本原则。安全用电的基本原则。2.2.为为防防止止意意外外间间接接触触电电常常采采取取的的安安全措施。全措施。3.3.人触电时的应急措施。人触电时的应急措施。4.4.电路就是电流流经的路径。电路就是电流流经的路径。5.5.电电路路在在3 3种种不不同同状状态态下下，具具有有不不同同的特性。的特性。6.6.电路中的基本物理量。电路中的基本物理量。单元小结单元小结7.7.欧姆定律。欧姆定律。8.8.串联电路的特点。串联电路的特点。9.9.并联电路的特点。并联电路的特点。10.10.节点电流法分析计算步骤。节点电流法分析计算步骤。11.11.基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电压定律。12.12.应应用用KVLKVL列列方方程程时时，式式中中各各项项符号的正负规则。符号的正负规则。本单元结束本单元结束 正弦交流电正弦交流电一、正弦交流电的基本一、正弦交流电的基本概念概念二、电容器与电感器二、电容器与电感器四、四、RLCRLC串联电路串联电路五、三相正弦交流电路五、三相正弦交流电路三、单相正弦交流电路三、单相正弦交流电路学习目标学习目标1.1.了解单相交流电路中的基本概念；了解单相交流电路中的基本概念；2.2.理解正弦交流电的三要素；理解正弦交流电的三要素；3.3.了了解解正正弦弦交交流流电电的的周周期期、频频率率、角频率之间的关系；角频率之间的关系；4.4.能能描描述述电电容容器器与与电电感感器器的的概概念念和和特性；特性；5.5.掌掌握握正正弦弦交交流流电电路路RLCRLC串串联联电电路路的的特点；特点；6.6.了解三相电源的概念。了解三相电源的概念。一、正弦交流电的基本概念一、正弦交流电的基本概念1.1.正弦交流电的概念正弦交流电的概念2.2.正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素1.1.正弦交流电的概念正弦交流电的概念交交流流电电是是指指大大小小和和方方向向都都随随时时间间作作周周期期性性变变化的交变电动势、电压、电流的总称。化的交变电动势、电压、电流的总称。正弦交流电是指按正弦规律变化的交流电。正弦交流电是指按正弦规律变化的交流电。2.2.正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素1 1）最大值）最大值2 2）频率（周期、角频率）频率（周期、角频率）3 3）初相位）初相位4 4）有效值）有效值正弦交流电的电流波形图正弦交流电的电流波形图1 1）最大值）最大值正正 弦弦 交交 流流 电电 中中 最最 大大 的的 瞬瞬 时时 值值 称称 为为 最大值，也称振幅或峰值。最大值，也称振幅或峰值。2 2）频率（周期、角频率）频率（周期、角频率）正正弦弦交交流流电电循循环环变变化化一一周周的的时时间间称称为为周周期。期。单位时间内包含的周期数称为频率。单位时间内包含的周期数称为频率。频率和周期互为倒数。频率和周期互为倒数。3 3）初相位）初相位相位表示正弦量在某一时刻所处的状相位表示正弦量在某一时刻所处的状态的物理量。态的物理量。相位是决定正弦交流电在某一时刻所相位是决定正弦交流电在某一时刻所处的状态，初相位则确定正弦交流电处的状态，初相位则确定正弦交流电在计时起点在计时起点 t t=0=0时的初始值。时的初始值。相相位位差差：相相位位差差指指的的是是两两个个同同频频率率正正弦弦交交流流电电的的相相位位之之差差，即即为为相位差。相位差。两两个个同同频频率率的的正正弦弦交交流流电电的的相相位位差差就就是是它它们们的的初初相相位位之之差差。初初相相位位不不同同，反反映映它它们们随随时时间间变变化化的的步调不一致。步调不一致。同频率交流电相位差关系同频率交流电相位差关系a a）超前或滞后）超前或滞后 b b）同相）同相 c c）反向）反向4 4）有效值）有效值交交流流电电的的有有效效值值是是根根据据电电流流的的热热效效应应规规定定的的。若若在在数数值值相相等等的的两两个个电电阻阻中中，分分别别通通入入交交流流电电流流与与直直流流电电流流，在在相相同同时时间间内内，如如果果这这两两个个电电阻阻产产生生的的热热效效应应相相等等，则则这这个个直直流流电电流流的的数数值值就就是是该该交交流电流的有效值。流电流的有效值。二、电容器与电感器二、电容器与电感器1.1.电容器电容器2.2.电感器电感器3.3.电容器与电感器的应用电容器与电感器的应用 1 1、电容器、电容器1 1）电容器的结构与类型）电容器的结构与类型2 2）电容器的电容量）电容器的电容量3 3）电容器的主要特性）电容器的主要特性1 1）电容器的结构与类型）电容器的结构与类型任何两块金属导体，中间用电介质任何两块金属导体，中间用电介质（绝缘体）隔开，便组成了一个电（绝缘体）隔开，便组成了一个电容器。容器。电容器的种类很多，按结构可分为电容器的种类很多，按结构可分为固定电容器、微调电容器及可变电固定电容器、微调电容器及可变电容器三类。容器三类。常见电容器的图形符号常见电容器的图形符号 a a）微调电容器；）微调电容器；b b）可变电容器；）可变电容器；c c）一般电容器；）一般电容器；d d）电解电容器）电解电容器2 2）电容器的电容量）电容器的电容量电电容容器器存存储储电电荷荷的的能能力力称称为为电电容容器器的的电容量，简称电容。电容量，简称电容。电电容容的的大大小小等等于于电电容容器器两两极极板板加加单单位位电压时所存储的电荷量。电压时所存储的电荷量。3 3）电容器的主要特性）电容器的主要特性（1 1）电容器的充放电规律）电容器的充放电规律（2 2）电容器的工作特性）电容器的工作特性（1 1）电容器的充放电规律）电容器的充放电规律 电容器充放电实验电路电容器充放电实验电路 a a）实验电路）实验电路 b b）充电）充电 c c）放电）放电电容器的充放电规律为：电容器的充放电规律为：电电容容器器充充电电的的过过程程就就是是极极板板上上电电荷荷不不断断积累的过程。积累的过程。电电容容器器充充电电与与放放电电的的快快慢慢，取取决决于于充充放放电电电电路路中中电电阻阻与与电电容容的的乘乘积积，而而与与电电压压的的大小无关。大小无关。（2 2）电容器的工作特性）电容器的工作特性电电容容器器接接在在直直流流电电路路中中，只只有有在在接接换换电电路路时时，由由于于电电容容器器充充电电或或放放电电，电电路路中中才才有有电电流流通通过过（电荷的移动）。（电荷的移动）。电电容容器器接接在在交交流流电电路路中中，随随着着交交流流电电的的不不断断变变化化，电电容容器器将将不不断断反反复复充充放放电电，电电路路中中形形成成不断变化的电流（电荷不停地来回移动）。不断变化的电流（电荷不停地来回移动）。电电容容器器在在电电路路中中工工作作时时，它它只只是是实实现现能能量量的的转换，并不消耗能量。转换，并不消耗能量。2.2.电感器电感器1 1）电感器的结构与类型）电感器的结构与类型2 2）电感器的电感量）电感器的电感量3 3）电感器的主要特性）电感器的主要特性1 1）电感器的结构与类型）电感器的结构与类型电电感感线线圈圈是是用用漆漆包包线线、纱纱包包线线或或塑塑皮皮线线等等在在绝绝缘缘骨骨架架或或磁磁芯芯、铁铁芯芯介介质质上上绕绕制制成成的的一一组组串串联联的的同同轴轴线线圈圈。将将电电感感线线圈圈加加上上散散热热元元件件、外外壳壳及及接接线线柱柱就就制制成成了了电感器。电感器。电感器的分类电感器的分类：（1 1）按结构分类；）按结构分类；（2 2）按接线结构分类；）按接线结构分类；（3 3）按工作频率分类；）按工作频率分类；（4 4）按用途分类。）按用途分类。常用电感器图形符号常用电感器图形符号a a）一般电感）一般电感 b b）带磁芯电感）带磁芯电感 c c）带铁芯电感）带铁芯电感2 2）电感器的电感量）电感器的电感量电电感感器器的的电电感感线线圈圈产产生生磁磁场场的的能能力力，称称为为该该线线圈圈的的电电感感量量（又又称称为为自自感感系数），简称电感。系数），简称电感。电电感感器器电电感感线线圈圈的的电电感感越越大大，则则它它储存的磁场能量也就越多。储存的磁场能量也就越多。3 3）电感器的主要特性）电感器的主要特性（1 1）自感与互感）自感与互感（2 2）工作特性）工作特性（1 1）自感与互感）自感与互感对对于于接接在在电电路路中中的的电电感感线线圈圈，当当电电感感线线圈圈中中的的电电流流发发生生变变化化时时，电电感感线线圈圈会会对对电电流流的的变变化化起起阻阻碍碍作作用用，即即电电感感线线圈圈会会产生感应电动势，这称为自感。产生感应电动势，这称为自感。如如果果是是两两个个相相邻邻电电感感线线圈圈，当当其其中中一一个个电电感感线线圈圈的的电电流流发发生生变变化化时时，另另一一个个电电感感线线圈圈将将产产生生电电动动势势来来阻阻止止电电流流的的变变化化，这称为互感。这称为互感。（2 2）工作特性）工作特性电电感感线线圈圈接接在在直直流流电电路路中中，当当线线圈圈的的电电流流增增大大或或减减小小时时，电电感感线线圈圈会会阻阻碍碍电电流流的的变变化化，但但一一定定时间之后，阻碍作用将会消失。时间之后，阻碍作用将会消失。电电感感线线圈圈接接在在交交流流电电路路中中，随随着着交交流流电电的的不不断断变变化化，电电感感线线圈圈将将会会反反复复不不断断地地起起阻阻碍碍作作用用，交交流电的频率越高，阻碍作用就会越明显。流电的频率越高，阻碍作用就会越明显。与与电电容容器器一一样样，电电感感器器在在电电路路中中工工作作时时也也是是实实现现能能量量的的转转换换，实实质质上上也也是是一一种种储储能能元元件件，它它所所存储的是磁场能量。存储的是磁场能量。3.3.电容器与电感器的应用电容器与电感器的应用1 1）电容器的应用）电容器的应用2 2）电感器的应用）电感器的应用三、单相正弦交流电路三、单相正弦交流电路1.1.纯电阻电流纯电阻电流2.2.纯电感电路纯电感电路3.3.纯电容电路纯电容电路1.1.纯电阻电路纯电阻电路（1 1）电电流流和和电电压压的的有有效效值值（最最大大值值或或瞬瞬时时值）满足欧姆定律值）满足欧姆定律 （2 2）电路的功率）电路的功率 纯电阻电路纯电阻电路 a a）电路图）电路图 b b）波形图）波形图2.2.纯电感电路纯电感电路（1 1）电电压压与与电电流流的的有有效效值值（或或最最大大值值）满满足欧姆定律足欧姆定律（2 2）电感上的电压相位超前电流相位）电感上的电压相位超前电流相位9090（3 3）纯电感电路不消耗功率）纯电感电路不消耗功率 纯电感电路纯电感电路a a）电路图）电路图 b b）波形图）波形图小提示小提示在在一一个个周周期期内内，电电感感吸吸收收的的电电能能等等于于它它释释放放的的磁磁场场能能，它它不不消消耗耗能能量量，只只是是在在电电路路中中起起能能量量交交换换作作用用。电电感平均功率为零。感平均功率为零。3.3.纯电容电路纯电容电路（1 1）电电压压与与电电流流的的有有效效值值（或或最最大大值值）满满足欧姆定律。足欧姆定律。（2 2）电容上的电压相位滞后电流相位）电容上的电压相位滞后电流相位9090。（3 3）纯电容电路不消耗功率。）纯电容电路不消耗功率。纯电容电路纯电容电路 a a）电路图）电路图 b b）波形图）波形图四、四、RLCRLC串联电路串联电路1.R1.R、L L、C C串串联联电电路路电电压压和和电电流流的关系的关系2.R2.R、L L、C C串联电路功率的关系串联电路功率的关系1.R1.R、L L、C C串串联联电电路路电电压压和和电电流流的的关系关系RLCRLC串联电路串联电路根根据据各各元元件件的的特特点点，用用向向量量表表示示电电压与电流的关系压与电流的关系根根据据以以上上分分析析可可以以画画出出阻阻抗抗三三角角形形，如图所示。如图所示。根根据据以以上上分分析析和和各各元元件件特特点点，可可以以画画出出电电压向量图。压向量图。由图上几何关系可得：由图上几何关系可得：综综上上所所述述，可可画画出出RLCRLC串串联联电电路路的的电电压压、电流波形图，如图所示。电流波形图，如图所示。在在RLCRLC串串联联电电路路中中，各各参参数数值值不不同同，使使电路呈现不同的情况和性质。电路呈现不同的情况和性质。（1 1）当当XLXLXCXC时时，0 0，则则电电路路呈呈电电感感性性质质，类类似似于于RLRL串串联联电电路路，这这时时总总电电压压超超前前电电流流角。角。（2 2）当当XLXLXCXC时时，0 0，则则电电路路呈呈电电容容性性质，类似于质，类似于RCRC电路，这时总电压滞后电流电路，这时总电压滞后电流角。角。（3 3）当当XL=XCXL=XC时时，=0 0，此此时时Z=RZ=R，则则电电路路呈呈纯纯电电阻阻性性质质，类类似似于于R R元元件件电电路路，这这时时总总电电压和电流同相，它又称为串联谐振电路。压和电流同相，它又称为串联谐振电路。2.R2.R、L L、C C串联电路功率的关系串联电路功率的关系利利用用有有功功功功率率P P=I I2 2R R和和无无功功功功率率Q Q=I I2 2X X的的关关系系式式，可可以以讨讨论论这这些些功功率率之之间间的的关系。关系。根根据据功功率率是是标标量量的的特特征征和和上上式式，可可以以作作出出如如图图所所示示的的总总功功率率、有有功功功功率率和和无无功功功率的三角形关系图。功率的三角形关系图。一一个个电电源源实实际际输输出出的的有有功功功功率率与与电电源源所接负载的特性有关。所接负载的特性有关。电电源源接接负负载载的的目目的的是是为为了了实实现现能能量量的的转换。转换。要要提提高高电电源源设设备备的的利利用用率率，必必须须提提高高电路的功率因数。电路的功率因数。五、三相正弦交流电路五、三相正弦交流电路1.1.三相交流电源的产生三相交流电源的产生2.2.三相电源的连接三相电源的连接1.1.三相交流电源的产生三相交流电源的产生三三相相交交流流电电是是由由三三相相交交流流发发电电机机产产生生的的。三三相相交交流流发发电电机机主主要要由由定子和转子构成。定子和转子构成。三相交流发电机结构、波形和矢量图三相交流发电机结构、波形和矢量图 a a）三相交流发电机结构图）三相交流发电机结构图 b b）电动势波形图）电动势波形图 c c）电动势矢量图）电动势矢量图2.2.三相电源的连接三相电源的连接1 1）三相电源的星形（）三相电源的星形（Y Y）连接）连接2 2）三相电源的三角形连接）三相电源的三角形连接1 1）三相电源的星形（）三相电源的星形（Y Y）连接）连接发电机绕组的星形连接发电机绕组的星形连接 a a）电路图）电路图 b b）等效电路）等效电路2 2）三相电源的三角形连接）三相电源的三角形连接单元小结单元小结1.1.交流电的概念交流电的概念2.2.正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素3.3.单相正弦交流电路单相正弦交流电路4.4.三相正弦交流电路三相正弦交流电路本单元结束本单元结束 磁路与变压器磁路与变压器一、电磁感应一、电磁感应二、铁磁物质与磁路二、铁磁物质与磁路四、变压器四、变压器三、霍尔效应三、霍尔效应 学习目标学习目标1.1.理理解解电电磁磁感感应应的的实实质质、重重点点掌掌握握楞楞次次定定律律的的基基本本内内容容、理理解解自自感感和和互感的异同；互感的异同；2.2.建建立立磁磁路路的的概概念念了了解解磁磁物物质质的的分分类；类；3.3.了解霍尔效应原理及其应用；了解霍尔效应原理及其应用；4.4.了了解解变变压压器器的的基基本本结结构构、理理解解其其工工作作原原理理及及变变压压比比、变变流流比比的的概概念念；了解点火线圈的作用、结构和原理。了解点火线圈的作用、结构和原理。1.1.法拉第电磁感应实验法拉第电磁感应实验2.2.楞次定律楞次定律3.3.自感现象和互感现象自感现象和互感现象一、电磁感应一、电磁感应 1.1.法拉第电磁感应实验法拉第电磁感应实验【实实验验1 1】：如如图图当当ABAB沿沿切切割割磁磁力力线线方方向向运运动动时时，电电流流表表中中指指针针会会向向一一边边偏偏转转，证证明明有感生电动势产生，并产生感生电流。有感生电动势产生，并产生感生电流。【实实验验2 2】：如如图图所所示示，当当磁磁棒棒插插进进线线圈圈的的过过程程中中，电电流流计计的的指指针针发发生生了了偏偏转转；磁磁棒棒从从线线圈圈内内抽抽出出，电电流流计计的的指指针针发发生生反向偏转。反向偏转。实实验验证证明明，直直导导体体中中的的感感应应电电动动势势的的大大小小与与磁磁感感应应强强度度（B B）、导导体体长长度度（L L）以以及及导导体体运运动动速速度度（v v）有有关关，用用公公式式表达为表达为 线线圈圈中中感感应应电电动动势势的的大大小小与与系系安安全全中中磁磁通量的变化快慢和线圈匝数有关，即通量的变化快慢和线圈匝数有关，即 2.2.楞次定律楞次定律 楞楞次次定定律律可可表表述述为为：闭闭合合回回路路中中感感应应电电流流的的方方向向，总总是是使使得得它它所所激激发发的的磁磁场场来来阻阻碍碍引引起起感感应应电电流流的的磁磁通通量的变化。量的变化。楞楞次次定定律律可可简简练练地地表表述述为为：感感应应电电流流产产生生的的磁磁通通总总是是试试图图阻阻碍碍原原磁磁通通的变化。的变化。楞次定律实验图楞次定律实验图 用用楞楞次次定定律律判判断断感感应应电电流流（电电动动势势）的的方方法：法：（1 1）先确定原磁场方向；）先确定原磁场方向；（2 2）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）；）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）；（3 3）应应用用楞楞次次定定律律确确定定感感应应电电流流产产生生的的磁磁场场方向（增反减同）；方向（增反减同）；（4 4）用用安安培培定定则则判判定定感感应应电电流流的的方方向向（右右手手螺旋定则）。螺旋定则）。3.3.自感现象和互感现象自感现象和互感现象1 1）自感现象）自感现象2 2）自感电动势）自感电动势3 3）互感现象）互感现象4 4）互感电动势）互感电动势1 1）自感现象）自感现象 定定义义：由由于于导导体体本本身身的的电电流流发发生生变变化化而而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。产生的电磁感应现象，叫做自感现象。两种典型实例：两种典型实例：a a）通电自感）通电自感b b）断电自感）断电自感 2 2）自感电动势）自感电动势 定义：自感现象中产生的电动势。定义：自感现象中产生的电动势。作作用用：阻阻碍碍电电流流的的变变化化当当电电流流增增大大时时，自自感感电电动动势势阻阻碍碍电电流流增增大大；当当电电流流减减小小时时，自自感感电电动动势阻碍电流减小。势阻碍电流减小。3 3）互感现象）互感现象 定定义义：由由一一个个线线圈圈中中的的电电流流发发生生变变化化而而使使其其他他线线圈圈产产生生感感应应电电动动势势的的现现象象叫叫互互感现象。感现象。互感现象示意图互感现象示意图 4 4）互感电动势）互感电动势 互互感感电电动动势势的的大大小小与与互互感感磁磁通通量量的的变化率以及线圈的匝数成正比。变化率以及线圈的匝数成正比。点火线圈工作原理图点火线圈工作原理图 互互感感电电动动势势的的方方向向判判断断方方法法（参参照照互互感感现象示意图）：现象示意图）：（1 1）根根据据线线圈圈中中电电流流的的方方向向，确确定定线线圈圈中中互感磁通的方向；互感磁通的方向；（2 2）根根据据线线圈圈1 1中中电电流流变变化化的的趋趋势势，确确定定通通过线圈过线圈2 2中互感磁通的变化趋势；中互感磁通的变化趋势；（3 3）根根据据楞楞次次定定律律判判定定线线圈圈2 2中中感感应应磁磁通通的的方向；方向；（4 4）根根据据右右手手螺螺旋旋定定则则判判定定互互感感电电流流的的方方向。向。1.1.铁磁物质定义与分类铁磁物质定义与分类2.2.磁路磁路二、铁磁物质与磁路二、铁磁物质与磁路1.1.铁磁物质定义与分类铁磁物质定义与分类1 1）铁磁物质）铁磁物质2 2）磁场）磁场3 3）铁磁物质的分类）铁磁物质的分类 1 1）铁磁物质）铁磁物质 铁铁、镍镍、钴钴等等金金属属或或它它们们的的合合金金称称为为铁铁磁磁物物质质或或铁铁磁磁材材料料。能能吸吸引引铁铁磁磁物物质质的的性性质质叫叫做做磁磁性性，具具有有磁磁性性的物体叫磁铁。的物体叫磁铁。2 2）磁场）磁场 在在磁磁铁铁周周围围存存在在着着磁磁力力作作用用的的空空间间，当当另另一一磁磁铁铁或或通通电电导导体体置置入入该该空空间间时时，就就会会受受到到磁磁力力的的作作用用，人人们们把把这这种种磁磁力力空空间叫做磁场。间叫做磁场。3 3）铁磁物质的分类）铁磁物质的分类（1 1）软磁材料）软磁材料（2 2）硬磁材料）硬磁材料（3 3）矩磁材料）矩磁材料磁滞回线磁滞回线2.2.磁路磁路磁通集中通过的闭合路径称为磁路。磁通集中通过的闭合路径称为磁路。1.1.霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器2.2.霍尔传感器的应用霍尔传