内容正文:
浙江省汽车专业高职考汽车电工电子技术基础复习讲义
2-1 白炽灯基本电路连接与检测
【考纲要求】
(1) 掌握基本电路的组成、电路的功能分析及简单故障判别。
【思维导图】
【知识和技能要点】
考点1 电路
1.电路的组成
电路是指电流流过的路径,一个完整的电路通常由电源、负载、导线、控制和保护装置 4 部分组成。
电源是供给电能的,可把其他形式的能转换成电能。汽车上的电源为蓄电池和发电机。蓄电池将化学能转换成电能,发电机将机械能转换成电能。蓄电池实物与电气符号如图所示。
灯泡是电路的负载,也称用电设备或用电器,能把电能转换成光能。灯泡实物与电气符号如图所示。
导线是指输送和分配电能的电线。分裸线、电磁线和绝缘线。裸线没有绝缘层,包括铜、铝平线、架空绞线以及各种型材(如型线、母线、铜排、铝排等)。导线实物如图所示。
熔断器主要是起过载和短路保护作用的。熔断器会在电流异常,升高到一定值时,自身熔 断切断电流,保护电路安全运行。熔断器实物和电气符号如图所示。
开关是一种控制器件,用于控制电路的接通或断开,实现电路工作状态的转换等。开关实 物和电气符号如图所示。
汽车电路的特点:两个电源(交流发电机和蓄电池);并联单线制;低压直流;负极搭铁;网络控制。
2.电路的状态
通路
通路也称闭路是指正常工作状态下的闭合电路。此时电路中有电流通过,如图所示。
负载在额定功率下的工作状态称为正常工作或满载;低于额定功率的工作状态称为轻载;高于额定功率的工作状态称为过载或超载。由于过载很容易烧坏电器设备,所以一般情况下不允许电路出现过载。
断路
断路(也称开路)也称开路,是指电源与负载之间未接成闭合电路,即电路中有一处或多处是断开的。此时,电路中没有电流通过,如图所示。
断路可分为控制性断路和故障性断路。控制性断路是人们根据需要利用开关将处于通路状态的电路切断,使电路处于断路状态;故障性断路是一种突发性的、意想不到的断路状态。例如,电源与负载之间连线松脱,负载与车架的金属部分搭铁不良等。
短路
短路是指电源不经负载直接被导线相连,如图所示。
电路不允许无故短路,特别不允许电源短路。电路短路的常用保护装置是熔断器。由于短路时回路中短路电阻近似为零,因此电路中的电流比正常时大几十或几百倍。这样大的短路电流通过电路将产生大量的热,使导线温度迅速升高,因而可能烧坏导线、损坏电源及其他设备,影响电路的正常工作,严重时会引起火灾,所以要尽量避免。可以在电路中串联熔断器,一旦电路电流过大,熔断器熔断,电路就变为断路状态。
考点2 电流
电流是电荷定向移动形成的。
电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用的时间的比值。用公式表示为
电流方向:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
电流的大小可用电流表直接测量,测量时应注意:电流表必须与被测电路串联;使用前应根据被测电流的大小选择适当的量程,在无法估计电流范围时,应选用较大的量程开始测量。
考点3 电阻
电阻用字母R 表示,它是材料的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。
金属导体电阻的大小由电阻定律确定,即在温度不变时,一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的截面积成反比,即
式中,ρ 是电阻率,单位为Ω ·m;L 是长度,单位为m;S 是截面积,单位为m2。
在一定的温度下,电阻值能够保持相对恒定,几乎不随外加电压或电流的变化而变化,这类电阻被称为线性电阻,如固定电阻。但也有一类电阻,受温度、光线、电压等因素的影响,其伏安特性是一条曲线,这类电阻称为非线性电阻,也称敏感电阻,典型的非线性电阻包括热敏电阻、光敏电阻和压敏电阻等,多用在电路保护、温度测量和信号处理等领域。
(1)固定电阻 常见的固定电阻有碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等。
(2)可调电阻 可调电阻,也称电位器或可变电阻,其电阻值可以人为调节,以满足电路的实际需要。
电阻元件的主要参数
额定功率:电阻元件允许长期工作的功率。
标称阻值:在电阻上标出的阻值。
允许偏差:即电阻实际阻值和标称阻值相差的数值与标称阻值之比的百分数。
考点4 电位、电压和电动势
电位是指电场中某点对参考点的电压,即电场力将单位正电荷从某点移到参考点(零电位点)所做的功。电位的单位为伏特,用字母V 表示。为求得电路中各点的电位值,必须选择一个参考点,在实际电路中常以机壳或大地为参考点,即把机壳或大地的电位规定为零电位。
在电路中,任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压通常用字母U表示,单位是伏特(V),简称伏,用符号V表示。常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
换算关系是 1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV
电压的正方向规定从高电位指向低电位,即电压降低的方向。
注意:电位和电压是有区别的。电位是相对值,与参考点的选择有关;电压则是绝对值,与参考点的选择无关。
电压的大小可用电压表测量,测量时应注意:电压表必须与被测电路并联;使用前应根据被测电压的大小,选择适当的量程。
在电源内部,电源力把正电荷从负极移到正极所做的功W与被移动的电量Q的比值叫做电源的电动势,用符号E表示,单位与电压相同。电动势的方向规定从电源的负极指向正极,即电位升高的方向。电动势的方向与电压方向相反,是把其他形式的能量转换为电能的能力。
电动势与电压的不同
(1)物理意义不同 电动势表示非电场力(电源力)做功的本领,电压表示电场力做功的本领。
(2)方向不同 电动势的方向由低电位指向高电位,如从电源的负极指向正极,即电位升高的方向;电压的方向由高电位指向低电位,即电位降低的方向。
(3)存在部位不同 电动势仅存在于电源内部,而电压在电源内部、外部都存在。
考点5 电功率
在物理学中,用电功率表示电能做功的快慢。电功率用P表示,它的单位是瓦特,简称瓦,符号是W,常用单位还有千瓦(kW),1kW=1000W。
电流在单位时间内做的功叫做电功率,即
P==IU=I2R=
式中,W为电流所做的功,单位为J;t为做功所用的时间,单位为s;P为电功率,单位为W。
【练习题】
一、单项选择题
1. 完整汽车基本电路四大组成部分是()
A. 电源、导线、开关、负载
B. 蓄电池、发电机、灯泡、线束
C. 熔断器、开关、车身、电器
D. 正极、负极、搭铁、用电器
2. 电路熔断器的核心作用是()
A. 升压稳压
B. 过载短路保护
C. 控制通断
D. 储存电能
3. 下列属于故障性断路的是()
A. 关闭车灯开关
B. 导线接头松脱断开
C. 断开总电源开关
D. 人为拔下插头
4. 测量电路电流时,万用表应当()
A. 并联接入电路
B. 串联接入电路
C. 直接接电源两端
D. 任意接线
5. 电位的参考零电位点在汽车电路中一般是()
A. 蓄电池正极
B. 车身金属搭铁
C. 灯泡负极
D. 开关接线端
6. 1kW・h 电能俗称()
A. 1 度电
B. 1 瓦电
C. 1 安电
D. 1 伏电
7. 电压的本质是电路两点间的()
A. 电荷量
B. 电位差
C. 电流
D. 电阻
8. 电路过载指的是()
A. 功率低于额定值
B. 功率高于额定值
C. 电路断开无电流
D. 电源直接短接
9. 电流单位换算正确的是()
A. 1A=10mA
B. 1mA=1000μA
C. 1kV=10V
D. 1V=100mV
10. 汽车电路典型特点不包含()
A. 双电源
B. 并联单线制
C. 高压交流
D. 负极搭铁
11. 电流是电荷( )移动形成的。
A. 定向
B. 不定向
C. 无序
D. 往复
12. 下列有关电动势的叙述中,说法正确的是( )
A. 电动势反映了不同电源的做功能力
B. 电动势方向由正极经电源内部指向负极
C. 电动势是矢量
D. 电源内部电动势依靠静电力维持电荷的定向移动
13. 已知Va=7V,Vb=-3V,则 b、a 两点间的电压 Uba 等于( )
A. -7 V
B. 10 V
C. -10 V
D. 4 V
14. 不属于电阻三大主要参数的是()
A. 额定功率
B. 标称阻值
C. 允许偏差
D. 电阻率
15. 下列属于非线性敏感电阻的是()
A. 金属膜电阻
B. 热敏电阻
C. 线绕固定电阻
D. 碳膜电阻
2、 判断题
( )1.一段电路的I、U、R 三个物理量中,只要知道其中两个物理量,就可以算出第三个物理量。
( )2. “220V/60W”的灯泡接在 110V 的电源上,消耗的功率为 30W。
( )3. 电压的正方向规定从低电位指向高电位,即电压升高的方向。
( )4. 断路分为控制性断路和故障性断路两类。
( )5. 导线分为裸线、电磁线、绝缘线三类。
( )6. 汽车采用负极搭铁单线制电路。
( )7. 符号“⊥”表示接大地和接机壳,在实际电路中常以机壳或大地为零电位的参考点。
( )8. 电路中某点的电位是该点到参考点的电压,电位数值随参考点而变,是绝对值。
三、填空题
1. 完整电路四要素:电源、______、导线、控制与保护装置。
2. 电路三种工作状态:通路、断路、______。
3. 电动势方向:电源______极指向正极。
4. 在电源内部,电源力把正电荷从负极移到正极所做的功 W 与被移动的电量 Q 的比值叫做______。
5. 负载常称为______,是把电能转换为其他能量的电器。
6. 通路就是电源和负载构成了______回路。
7. 电源短路是一种很______的状态,在电路中一定要避免。
8. 1KW・h 表示功率 2KW的设备工作______小时消耗的电能。
四、综合题
1. 根据图中所给实物图,回答下列问题。(每空1分)
实物图
电器符号
2.如图所示,当选d点为参考点时,已知:Va=10V,Vb=5V,Vc=-2V。
(1)求Uab、Ucb、Uad各是多少?
(2)若选c点为参考点,则各点电位各是多少?
3.如图所示电路图,回答下列问题,E1=12V,EL1=EL2。
(1)当S1闭合,1点电位= , 3点电位= , 4点电位= , 5点电位= 。
(2)当S1、S2闭合,1点电位= , 3点电位= , 4点电位= , 5点电位= 。
【答案】
一、单项选择题
1.A 2.B 3.B 4.B 5.B 6.A 7.B 8.B 9.B 10.C 11.A 12.A 13.C 14.D 15.B
二、判断题
1.A 2.B 3.B 4.A 5.A 6.A 7.B 8.B
三、填空题
1. 负载
2. 短路
3. 负
4. 电动势
5. 用电器
6. 闭合
7. 危险
8. 0.5
四、综合题
1.
2.(1)5V,-7V,10V
(2)Va=12V,Vb=7V,Vd=2V
3.(1)12V,12V,6V,0V
(2)12V,12V,12V,0V
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