【正文】 磁路電路磁動(dòng)勢(shì)F電動(dòng)勢(shì)E磁阻電阻磁通Φ電流I導(dǎo)磁率μ導(dǎo)電率r磁感應(yīng)強(qiáng)度B電流密度J磁通電流第三節(jié) 電路中基本元件一、電阻元件的基本特性電阻元件對(duì)電路中的電流具有阻礙作用，是耗能元件。3．汽車電路中電阻特性的應(yīng)用（1）點(diǎn)火線圈產(chǎn)生溫度點(diǎn)火線圈中的電阻在工作時(shí)，電流流過點(diǎn)火線圈會(huì)產(chǎn)生熱量而使其溫度上升。圖115 電容器形狀及圖形符號(hào)1．電容器的分類（1）按其結(jié)構(gòu)分 有固定電容器、半可變電容器、可變電容器三大類。（3）蓄電池的電壓安全保護(hù)作用蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大容量的電容，用它可以吸收電路中的瞬變過電壓，使電壓穩(wěn)定，對(duì)電路元件起到了保護(hù)作用。（3）按電感量變化情況分 有固定電感和微調(diào)電感等。因?yàn)樾铍姵乜晌账沧冞^電壓，對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓和保護(hù)電子元件起到很重要的作用。（2）開路檢查 一般中、高頻變壓器的線圈圈數(shù)不多，其直流電阻應(yīng)很小，在零點(diǎn)幾歐姆至幾歐姆之間。繼電器一般由三個(gè)基本部分組成：檢測(cè)機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）繼電器的自動(dòng)控制電路原理繼電器用做自動(dòng)控制的電路原理如圖122所示。其中以硅和鍺半導(dǎo)體的生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，所以應(yīng)用較多。這種特性對(duì)半導(dǎo)體器件的工作性能有許多不利的影響，利用這一特性可制成自動(dòng)控制中有用的熱敏電阻。在半導(dǎo)體中，同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電的最大特點(diǎn)，也是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，它是二極管、三極管、晶閘管以及半導(dǎo)體集成電路等半導(dǎo)體器件的核心部分。少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下的這種運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。在一定范圍內(nèi)，外加電壓愈大，外電場(chǎng)愈強(qiáng)，正向電流I也愈大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。點(diǎn)接觸型二極管的結(jié)構(gòu)如圖125（a）所示，點(diǎn)接觸型二極管其特點(diǎn)是結(jié)面積小，極間電容也很小，故不能承受較高的反向電壓和較大的電流，適用于高頻小功率場(chǎng)合應(yīng)用。這個(gè)一定數(shù)值的正向電壓就稱為死區(qū)電壓（門限電壓），其大小與管子的材料以及環(huán)境溫度有關(guān)。二極管在反向擊穿狀態(tài)下，流過管子的電流變化很大，而兩端電壓變化很小，穩(wěn)壓管正是利用這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的。同理，當(dāng)負(fù)載電流變化（即變化），如增大，在不變的情況下，勢(shì)必會(huì)引起（即）的減小，使有較大的下降，因而保持了總電流（）基本不變，使基本穩(wěn)定。圖130 三極管的電流放大原理發(fā)射結(jié)加正向電壓，削弱了發(fā)射結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，使其阻擋層變薄。要使三極管工作在放大狀態(tài)，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，而與集射極電壓無關(guān)，如圖131所示。當(dāng)加在發(fā)射結(jié)上的電壓和加在集電結(jié)上電壓時(shí)，基極電流再增大而集電極電流卻不再增大，即不受的控制，三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。由實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論：（1）當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不論門極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。如果控制極G與陰極K之間加正向電壓UG，而且A、K之間也加正向電壓UA，則UA使VTVT2集電結(jié)反向偏置。當(dāng)然也可將陽(yáng)極電壓降為零或使之反向。2．集成電路的分類集成電路可按制作工藝、功能和集成規(guī)模的不同進(jìn)行分類。第五節(jié) 基本電路單元一、R－C電路單元圖139所示為典型的R—C電路單元及其電壓、電流特性曲線。在一定條件下，點(diǎn)火系統(tǒng)的電路單元可以簡(jiǎn)化為這一回路。晶體管電動(dòng)汽油泵電路、無觸點(diǎn)喇叭等電路中也應(yīng)用了這一單元。電路的工作過程如下： RC回路對(duì)電容充電↑→↑ ↑→↓ ↑→↓（4）恢復(fù)過程：暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，電容C上已充有一定的電壓，所以，電路返回穩(wěn)態(tài)后電容上的電壓需經(jīng)過一段放電過程才能恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的數(shù)值。圖144 無穩(wěn)多諧振蕩器下面簡(jiǎn)述其工作過程：（1）第一暫穩(wěn)態(tài)及電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的過程假定在接通電源瞬間，電容C尚未充電，如圖144所示。555定時(shí)器在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測(cè)量與控制、家用電器及汽車電子電路中具有廣泛的應(yīng)用。⑤電壓控制端（CO），當(dāng)CO懸空時(shí)，參考電壓UREF1=VCC，UREF2=VCC，當(dāng)CO端接某一固定電壓UCO時(shí)，則UREF1=UCO、UREF2=UCO/2，可見UCO的值可以改變上下觸發(fā)電平。下面參照?qǐng)D148所示的波形圖分析單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理。③自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)uC下降到Vcc時(shí)，輸出轉(zhuǎn)為高電平，與此同時(shí)，放電管V截止，電源VCC經(jīng)電阻R1，R2對(duì)電容C進(jìn)行充電，電路返回到前一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。16 變壓器的定義是什么？它有什么作用？17 什么是PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕慷O管有什么特性？18 穩(wěn)壓管工作在什么狀態(tài)？使用時(shí)應(yīng)注意什么？19 要使三極管具有電流放大作用，需具備哪些條件？110 晶體管的發(fā)射極和集電極是否可以調(diào)換使用？為什么？111 晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘管的電流怎樣確定？112 集成電路與分立元件相比有什么特點(diǎn)？113 簡(jiǎn)述多諧振蕩器的要工作原理。習(xí)題11電路有哪幾部分組成？電路有幾種工作狀態(tài)？12如圖151所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，若負(fù)載電阻。放電管V集電極通過電阻R1接VCC，同時(shí)通過R2, C接地。所以，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，uC=uo=0。⑧正電源端（VCC）。當(dāng)UTR＜UREF1時(shí)，引起觸發(fā)使輸出置1。（3）輸出脈沖的振蕩周期當(dāng)門的閾值電壓，則振蕩周期可按下式估算 （128）無穩(wěn)多諧振蕩電路在汽車中常用于報(bào)警、定時(shí)和雨刷電路。多諧振蕩器是一種接通電源后，就能產(chǎn)生一定頻率和一定幅值矩形波的自激振蕩器，常作為脈沖信號(hào)源。下面簡(jiǎn)述其工作過程：(1)電路的穩(wěn)態(tài) 當(dāng)為高電平時(shí)，門輸入端為低電平，為高電平，門輸入端全為高電平，為低電平。當(dāng)基極b與發(fā)射極e處于反偏圖141LRC電路單元及其特性圖142 晶體管開關(guān)電路及其特性或，它處于高阻狀態(tài)，相對(duì)于開關(guān)斷開。圖139 RC電流電壓及其特性 二、L—R電路單元 如圖140所示，在直流回路中，電感兩端的電壓雖然可以突變，但電流卻不可以突變（點(diǎn)火線圈正是利用這一原理工作的）。3．集成電路特點(diǎn)（1）體積小，重量輕。這樣，不但縮小了電路的體積和重量，降低了成本，而且大大提高了電路工作的可靠性，減輕了組裝和調(diào)試的工作量。導(dǎo)通后，其壓降很小，電源電壓UA幾乎全部加在負(fù)載上，晶閘管中就流過負(fù)載電流。從晶閘管實(shí)驗(yàn)中，我們可得到晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件。其外形及符號(hào)如圖134所示。（2）三極管的開關(guān)特性三極管除了放大工作狀態(tài)外，還有截止工作狀態(tài)和飽和導(dǎo)通工作狀態(tài)，即三極管還具有開關(guān)特性。形成了基極電流。 三極管為保證其電流放大作用，采取了如下結(jié)構(gòu)措施：（1）基區(qū)很薄，摻雜的濃度低，使其電子（N型）或空穴（P型）的數(shù)量少。經(jīng)過整流電路和電容濾波得到直流電壓，在經(jīng)過限流電阻和穩(wěn)壓管接到負(fù)載電阻，這樣負(fù)載上就得到比較穩(wěn)定的電壓。通常加在二極管的反向電壓不允許超過反向電壓，否則二極管將失去單向?qū)щ娦院投O管的損壞（穩(wěn)壓二極管除外）。圖125 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)2．二極管的伏安特性二極管實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)PN結(jié)，它具有單向?qū)щ娦?，二極管的伏安特性曲線如圖126所示。PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)空間電荷區(qū)的寬度及內(nèi)電場(chǎng)的強(qiáng)度均處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。這樣，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交界面的兩側(cè)就形成了一個(gè)空間電荷區(qū)，這個(gè)空間電荷區(qū)就是PN結(jié)。這種以空穴導(dǎo)電作為主要導(dǎo)電方式的半導(dǎo)體稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體純凈的幾乎不含雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。人們就用控制摻雜的方法，制造出各種不同性能、不同用途的半導(dǎo)體器件，如普通半導(dǎo)體二極管、三極管、晶閘管、電阻和電容等。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)而發(fā)動(dòng)機(jī)未工作或發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障時(shí)，發(fā)電機(jī)中點(diǎn)電壓低或無，使繼電器線圈電流小或斷流，繼電器觸點(diǎn)在彈簧力作用下閉合，充電指示燈亮，指示充電系統(tǒng)未工作或有故障。圖121 繼電器起保護(hù)的電路原理該繼電器保護(hù)電路用于保護(hù)喇叭按鈕觸點(diǎn)。中、高頻變壓器內(nèi)部局部短路時(shí)，表現(xiàn)為線圈的空載值下降，整機(jī)特性變壞。2．變壓器的分類（1）按變壓器的鐵心和線圈結(jié)構(gòu)分 有芯式變壓器和殼式變壓器等，大功率變壓器以芯式結(jié)構(gòu)為多，小功率變壓器常采用殼式結(jié)構(gòu)。式（121）還表明了電感元件的一個(gè)重要特性，如果電感兩端的電壓保持為有限值，則流過電感的電流只能連續(xù)變化而不能躍變。電容器用符號(hào)表示。否則，就會(huì)導(dǎo)致→，→，這與保持電流為有限值相違背，所以電容電壓不可能發(fā)生躍變?？梢詢?chǔ)存電場(chǎng)能量，電容元件本身不消耗能量。圖113 常用固定電阻器外形1．電阻的分類（1）按電阻體的材料和結(jié)構(gòu)特征分 有線繞電阻和非線繞電阻能及敏感電阻。圖111 常見電氣設(shè)備的磁路2．磁路歐姆定律圖112為繞有線圈的鐵心，當(dāng)線圈中通入電流時(shí)，在鐵心中就會(huì)有磁通通過。為了方便地計(jì)算出，我們引人了一個(gè)輔助物理量，稱為磁場(chǎng)強(qiáng)度，用符號(hào)表示。在工程計(jì)算中，有時(shí)由于這一單位太大，也常采用麥克斯韋（）作為磁通的單位。磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流之間的方向關(guān)系可用右手螺旋定則來確定，其大小可用公式來衡量。 （2）線圈的磁場(chǎng) 線圈的磁場(chǎng)實(shí)際上是通電導(dǎo)體彎曲成螺旋狀時(shí)的另一種形式，磁場(chǎng)的分布形式和方向判定如圖19所示。并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)是：（1）電路中各支路兩端的電壓相等。 短路后，負(fù)載上的電壓、電流和功率都為零，電源所產(chǎn)生的電能全部被內(nèi)阻所消耗。圖14 電路的開路狀態(tài) 開路時(shí)，外電路的電阻對(duì)電源來說等于無窮大，因此電路中的電流為零。在電工應(yīng)用中，功率的常用單位是千瓦（kW），電能的常用單位是千瓦（kWh），千瓦時(shí)（kWh），1千瓦時(shí)即為上度電，千瓦時(shí)與焦耳之間的換算關(guān)系是：1度＝我們把電氣設(shè)備在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的最大容許值稱為額定值。在電路中，要想維持電流流動(dòng)，必須有一種外力把正電荷源源不斷地從低電位處移到高電位處，才能在整個(gè)閉合的電路中形成電流的連續(xù)流動(dòng)，這個(gè)任務(wù)是由電源來完成的。當(dāng)選擇O點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，則VA=UAO。電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱為“電流”，等于單位時(shí)間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電荷量，電流分兩種，即直流電流和交流電流。