【正文】 《汽車電工電子技術(shù)》 教學大綱 一、 課程性質(zhì)與作用 《汽車電工電子技術(shù)》是汽車 類 專業(yè)必修的一門 重要的 專業(yè)基礎(chǔ)課程 ， 作為一門 考試課 ，一般 開設(shè)在大一的第 2 學期。課程 總學時為 70～ 72 學時 ，其中理論 62 學時，實踐 8177。 2 學時（根據(jù) 學校的 實際設(shè)備 和課時要求去 安排 理論學時和實驗學時 ） 。 它的前導課程是《高等數(shù)學》、《計算機應用基礎(chǔ)》，它的后續(xù) 專業(yè)課程 是《汽車電氣設(shè)備與維修》、《汽車電子控制技術(shù)》、《汽車電路分析》。 通過對《 汽車 電工 電子技術(shù) 》課程的學習，使學生 掌握 必 需 的 直流電路、 正弦 交流電路的理論知識和運算基礎(chǔ)，掌握磁 路和電磁理論 的知識 ，熟悉并掌握汽車常用儀器儀表的使用，能掌握基本半導體元件的特點，了解三極管放大 電路、 開關(guān)電路的特點及在汽車上的應用， 了解邏輯代數(shù)和運算，掌握 數(shù)字電路 的基礎(chǔ)知識等。 通過課程教學，要讓學生 樹立理論聯(lián)系實際的觀點，培養(yǎng) 學生 的電路分析和計算能力、 實踐能力 ， 為后續(xù)專業(yè)課的學習 打下必要的理論與實踐 基礎(chǔ)。該課程教學質(zhì)量與效果對后續(xù) 專業(yè) 課程的學習及培養(yǎng)學生良好的學風有著至關(guān) 重要的作用和影響。 二、教學內(nèi)容組織安排（建議學時分配） 學習 單元 教學內(nèi)容 學時 數(shù) 單元一 直流電路 課題一 電路及基本物理量 課 題二 電路的工作狀態(tài)及電器設(shè)備的額定值 2 12 課題三 常用 的 電路元件 2 課題四 基爾霍夫定律 2 分組實驗 基爾霍夫定律的驗證 2 課題五 惠斯通電橋電路 2 課題六 特殊電阻在 汽 車上的應用 2 單元二 正弦交流電路 課題 一 交流電的 基本概念 2 14 課題 二 正弦交流電的表示 2 課題 三 單一參數(shù)的正弦交流電路的計算 2 課題 四 RLC 串聯(lián)電路的諧振 2 課題 五 三相電路 交流電源 2 課題六 三相負載的連接 2 分組實驗 三 相電路中電壓和電流的測量 2 單元三 磁路及電磁器件 課題 一 磁場與電磁感應 課題二 鐵磁材料 的磁性能 課題三 磁路及磁路歐姆定律 2 8 課題 四 變壓器 2 課題 五 幾種特殊的變壓器 課題六 電磁鐵及繼電器 2 實驗 繼電器的 檢測 2 單元四 電動機 課題 一 直流電動機的 結(jié)構(gòu)、工作原理和特性 2 6 課題二 直流電動機的起動、制動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速 2 2 課題三 步進電動機 2 單元五 汽車常用儀器儀表的使用 實驗 課題一和二： 汽車用數(shù)字萬用表的使用 、 兆歐表的使用 2 4 課題三 汽車專用示波器的使用 2 單元六 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課題 一 半導體知識 2 18 課題 二 晶體二極管 及 應用 2 課題 三 整流 及 濾波電路 2 課題 四 硅穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓 電路 2 課題 五 晶體三極管 及 應用 4 課題 六 特殊晶體管的應用 課題七 場效應和及應用 2 課題 八 集成運算放大器 2 課題九 常用電壓比較器在汽車電路中的應用 2 單元七 數(shù)字電路基礎(chǔ) 課題 一 數(shù)字電路的 基本知識 課題二 邏輯代數(shù)及運算規(guī)則 2 8 課題 三 基本邏輯門電路 2 課題 四 集成 邏輯門電路 2 課題 五 觸發(fā)器 2 合計 70 二、課程目標 1．知 識 目標 （ 1） 了解 直流電路的 組成，認識電路的幾種工作狀態(tài)及特點，熟悉 電路基本元件的特點 ，掌握電路元件的檢測。掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容 和使用方法 ，達到能用基爾霍夫定律進行復雜電路（兩個節(jié)點、 2 個網(wǎng)孔、 3 條支路）的計算。了解惠斯通電橋電路的平衡條件及測量電阻和溫度的方法。了解幾種特殊電阻的特點及其在汽車上的應用。 （ 2） 認識 正弦交流電的基本概念， 了解 正弦交流電的 表示方法，掌握單相交流電路的計算。了解 RLC 串聯(lián) 電路的串聯(lián)諧振條件及諧振特征。了解 三相 四線制供電的特點，熟悉三相交流 電源、三相負載的星形和三角形連接 ，掌握 三相 交流電路的簡單計算。 （ 3） 了解 磁場及磁路的知識，掌握變壓器的 變壓、變流 原理 、阻抗變換原理 及 其 應用。了解 幾種特殊變壓器的特點及使用 。掌握 直流 電磁鐵及繼電器的特點及在汽車上應用 。 （ 4） 熟悉直流電動機的構(gòu)造、工作原理、工作特性。知道如何進行直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速。了解反應式步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。 （ 5） 了解并 掌握 兆歐表 、 汽車 專 用數(shù)字表 、汽車 專用示波器 的使用。 （ 6）了解半導體的基本知識， 掌握二極管、三極管的結(jié)構(gòu)、特點及應用、檢測方法。掌握特殊二極管的結(jié)構(gòu)和原理及在汽車上的應用。 了解整流、濾波電路的原理，掌握 三極管放大電路 的特點及 應用 ，了解三極管的開關(guān)作用及開關(guān)電路在汽車上的應用 。 了解集成運算放大器的作用、基本組成、電路特點。了解電壓比較器的特點及應用。 （ 7） 了解數(shù)字電路的基本概念， 熟悉邏輯代數(shù)和普通代數(shù)的區(qū)別，熟悉邏輯運算法則，掌握基本門電路的結(jié)構(gòu)、功能及在汽車上的應用。 了解 TTL 與非門電路、 CMOS 門電路的結(jié)構(gòu)和應用。 2．技能 目標 學生學習完本課程后，應當具有以下能力： （ 1）能通 過識讀電路圖，分析并解釋直流電路、正弦交流電路； 能進行 直流 電路 、復雜 3 直流電路、單相交流電路、三相交流電路等電路的 計算。 （ 2）能診斷電阻類、電感類、電容類部件的性能， 能夠 正確識別 電路基本元件的 型號。 （ 3）能分析、掌握直流電動機的 工作原理， 能夠正確完成直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速過程。 （ 4） 能夠進行變壓器的計算，熟悉幾種特殊變壓器的使用。 （ 5） 能夠 熟 練的使用 兆歐表、萬用表、示波器，能正確使用這些儀器進行 汽車 電路和電器設(shè)備的檢測。 （ 6）能夠?qū)ΧO管進行好壞的判別、極性的判別。會繪制硅穩(wěn)壓穩(wěn)壓電路，能分 析其穩(wěn)壓過程。 （ 7）學會分析集成運算放大器，熟悉集成運放在汽車上的具體應用。 （ 8）能夠正確區(qū)分三極管的幾種狀態(tài)，會分析三極管的放大電路和開關(guān)電路 （ 9） 能使用電工電子手冊、半導體手冊等工具書，查找電氣元件的參數(shù)，正確選擇并更換電氣元件。 3．情感 目標 （ 1）具有自主學習能力 ，具 有效獲取所需信息和制定和安排計劃并有效實施工作任務的能力。 （ 2） 學會 總結(jié)和評 價 ，達到舉一反三，建構(gòu)自己學習策略和方法的能力。 （ 3）形成安全用電意識，嚴格執(zhí)行安全用電操作規(guī)范的能力。 （ 4）在解決實際 電路等 問題的過程中，善 于科學思維，從戰(zhàn)勝困難、實現(xiàn)目標、完善成果中體驗喜悅。 （ 5）具有 團結(jié)協(xié)作 、 踏實、 誠實 、 苦干的素質(zhì)。 四 、 教材及參考書 推薦使用教材：《汽車電工電子技術(shù)》陳昌建 主編 大連理工大學出版社 推薦 參考書目： ①《汽車電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》 馮淵 主編 機械工業(yè)出版社 2020 ②《汽車電工電子基礎(chǔ)》 劉皓宇 主編 高等教育出版社 2020 五 、教學方法建議 本課程宜采用的教學方法有： 講授法、 示范教學法、 四步教學法、小組討論法等。 4 《汽車電工電子技術(shù)》電子教案 單元一 直流電路 （共 12 學時） 課題一 電路及基本物理量 一、電路的組成 電路就是電流所通過的路徑。它有兩個方面的作用：一是實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實現(xiàn)電信號的處理與傳遞。電路也稱為電網(wǎng)絡。 電路都由三個基本部分組成：電源、負載、中間環(huán)節(jié)。 1．電源 電源是將非電能轉(zhuǎn)換成電能、并向外提供電能的裝置。例如汽車上有兩個電源：蓄電池、硅整流發(fā)電機。 2．負載 用電設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置，也稱為負載。 3．中間環(huán)節(jié) 主要是指把電源和負載聯(lián)接起來的部分，構(gòu)成電流通路，起著傳遞和控制電能 的作用。 二、電路模型 1．電原理圖 用規(guī)定的圖形符號表示實際電路中的各器件聯(lián)結(jié)關(guān)系的原理圖稱為電原理圖。 2．理想電路元件及電路模型 用理想電路元件及其組合來代替實際電路元件構(gòu)成的電路稱為電路模型。 【 想一想 】你所知道的汽車電路圖中常用到的圖形符號有哪些？（可查閱“汽車電器設(shè)備”書籍） 三、電路中的幾個基本物理量 1．電流 電流指帶電粒子在電路中的定向移動。 電流可分為兩類：恒定電流 、 變動電流 。 其中隨時間按正弦函數(shù)變化的（一個周期內(nèi)電流的平均值為零）的變動電流則稱為正弦交變電流，簡稱交流，簡寫作 AC。 對于直流電流， tQI? 對于交流電流， dtdqi? 5 （ 1）電流的正方向 規(guī)定正電荷定向運動的方向為電路中電流的正方向。 （ 2）電流的參考方向 對于復雜電路，當某支路的電流實際方向難以判斷時，可假定其電流的參考方向。 當電流為正值時，說明實際電流方向與選取的參考方向相同；當電流為負值時，說明實際電流方向與選取的參考方向相反。 2．電壓 電場力把單位正電荷從 a 點移到 b 點所做的功稱為 a、 b 兩點之間的電壓（ a、 b 是電場中的任意兩點），記 為 Uab。電壓它總是和電路中的兩個點有關(guān)。 【 想一想 】車用蓄電池的正負極樁之間的電壓是多少？每個單格電池電壓是多少？ 【 課堂互動 】什么電壓正方向？在事先難以判斷元件兩端電壓或電路中兩點間電壓的真實極性時怎么辦？ （ 1）電壓的正方向。電壓的正方向由高電位（“ +”極性）指向低電位（“－”極性），即表示電位降落的方向。 （ 2）電壓的參考方向。在分析復雜電路時，往往事先難以判斷元件兩端電壓的真實極性，這時，可以任意選取電壓的參考方向，并以此計算。 3．電位 （ 1）定義 在電路中任選一點為參考點 0，該電路中某一點 a 到參考點 0 的電壓就稱為a 點的電位。 （ 2）參考點（也叫零電位點） V0=0V。 Va=Ua0=Va— V0 某點 a 的電位數(shù)值上就等于點 a 與零電位點之間的電壓。 （ 3）電位是相對值 電路中某點的電位是相對于參考點的選擇而改變的。 【 討論 】 電位和電壓有什么異同點？ 4．電動勢 電動勢只存在于電源內(nèi)部，它表示電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的能力，用 E 表示，單位是伏特。 qWEba? 電動勢的正方向：由電源的負極→電源正極，即從低電位點→高電位點 。 【 討論 】電源的端電壓和 電動勢的關(guān)系？ 5．電能和電功率 （ 1）電功 W =U I t （ J） 電阻元件在 t 秒內(nèi)所消耗（或吸收）的電能為 tRURtIU ItW 22 ??? （ J） （ 2）電功率 P，單位瓦特（ W）。 RURIUItWP 22 ???? 1kW178。 h=1000W179。 3600s=106J ※ 舉例，如 【 例題 11】 【 想一想 】例 11 中，若讓 a 點接地，那么圖中 a、 b、 c 各點的電位如何？ Ubd間的電壓值變不變？電阻 R1 消耗的電功率如何？ 【 例 12】 6 課題二 電路的工作狀態(tài)及 電氣設(shè)備額定值 一、電路的三種工作狀態(tài) 1. 負載狀態(tài) 負載狀態(tài)即電源的帶載狀態(tài)，或稱作一般的有載工作狀態(tài)。此時電路特征： （ 1）電路中的電流 RR EI ?? 0 （ 2）電源的端電壓 U1=E— IR0 U1 總是小于電源的電動勢。若忽略線路上的壓降，則負載的端電壓與電源的端電壓相等， U2=U1。 （ 3）電源的輸出功率 若不計線路損失，則有 P1=U1I=U2I=P2，即電源的輸出功率等于負載的消耗功率。 【 課堂互動 】當電源 E 和內(nèi)阻 R0 一定時，負載電阻 R 為多少時，電源的輸出 功率（負載的消耗功率）最大？ 由于電源線絕緣損壞或操作不當?shù)纫痣娫吹膬奢敵龆讼嘟佑|，造成電源被直接短路的情況，是電路的一種極端運行狀態(tài)。 （ 1）電源中的電流 IS最大，但對外輸出電流 I 為零（最?。?。 IS=E/R0， （ 2）電源和負載的端電壓均為零，即 U1=E— ISR0=0， U2=0。表明電源的電動勢全部降落在電源的內(nèi)阻上，因而無輸出電壓。 （ 3）電源的輸出功率 P1=U1I=0，負載所消耗的功率 P2=U2I=0。 空載狀態(tài)又稱為斷路或開路狀態(tài)。 （ 1） 電路中的電流為 零，即 I=0。 （ 2）電源的端電壓（又稱為開路電壓或空載電壓）等于電源的電動勢，用 U0 表示，即U1=U0=E— IR0=E。 （ 3）因為空載時電源對外不輸出電流，故電源的輸出功率（ P1=U1I）和負載所消耗的功率（ P2=U2I）均為零。 【 想一想 】以上這三種狀態(tài)，哪種應是電路的正常工作狀態(tài)？ 二、電氣設(shè)備的額定值 各種電氣設(shè)備的電壓、電流及功率都有一個額定值，該值是為了使電氣設(shè)備能在給定的工作條件下正常運行而規(guī)定的正常允許值，分別用 UN、 IN、 PN 來表示。 本課