【導(dǎo)讀】《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(xué)期。課程總學(xué)時為70～72學(xué)時，其中理論62學(xué)時，實踐8±2學(xué)時。與維修》、《汽車電子控制技術(shù)》、《汽車電路分析》。的理論知識和運(yùn)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(dǎo)體元件的特點(diǎn)，了解三極管放大電路、開關(guān)電路的特點(diǎn)及在汽車上的應(yīng)用，該課程教學(xué)質(zhì)量與效果對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)有著。至關(guān)重要的作用和影響。點(diǎn)，掌握電路元件的檢測。了解惠斯通電橋電路的平衡條件及測。了解RLC串聯(lián)電路的串聯(lián)諧振條件及諧振特征。交流電源、三相負(fù)載的星形和三角形連接，掌握三相交流電路的簡單計算。熟悉直流電動機(jī)的構(gòu)造、工作原理、工作特性。知道如何進(jìn)行直流電動機(jī)的啟動、二是實現(xiàn)電信號的處理與傳遞。電路也稱為電網(wǎng)絡(luò)。電源是將非電能轉(zhuǎn)換成電能、并向外提供電能的裝置。

　　

【正文】 相四制可以取消中線變成三相三線制。 （ 2）當(dāng)負(fù)載不對稱時，三個負(fù)載的相電流則不再對稱，見圖 220（ a）所示，三個相電流的“和矢量”不為零，即中線電流 IN≠ 0，此時，中線是必需的。 中線的作用是保證星形連接負(fù)載的相電壓等于電源的相電 壓。 【 課堂互動 】由學(xué)生總結(jié)負(fù)載不對時中線所起的作用。 二、三相負(fù)載的三角形連接 1．負(fù)載的相電壓 負(fù) 載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，無論負(fù)載對稱與否，其相電壓總是對稱的， Lp UU ?? ? 28 圖 221 負(fù)載的三角形連接 2．負(fù)載的相電流和線電流 （ 1） 三角形連接時，流過每一相負(fù)載的電流叫相電流 IP（ IUV、 IVW、 IWU）。當(dāng) 三相負(fù)載對稱時，相電流也是對稱的， 即 IP=IUV=IVW=IWU=UL/Z ???? 0PUV II ????? 120PVW II ???? 120PWU II （ 2） 線電流。流過火線的電流稱為線電流，用 IL（ IU、 IV、 IW） 表示，假設(shè)三相負(fù)載為對稱性的感性負(fù)載，每相負(fù)載上的電流均滯后對應(yīng)的電壓 φ 角，三個線電流也是對稱的，線電流相位滯后于相應(yīng)的相電流 30176。，數(shù)值上 pL II 3? 【 討論 】線 電流與相電流的數(shù)值和相位關(guān)系怎樣導(dǎo)出的？ 【 例 210】 如圖 221 所示的三相三線制電路，各相負(fù)載的復(fù)阻抗 Z=3+j4Ω，電源線電壓為 380V，試求（ 1）負(fù)載的相電流和線電流及它們間的相位差。（ 2）相電流和相電壓的相位差。 【 解 】 （略） 【 討論 】若把題中負(fù)載作星形連接，接在該電源上，相電流和線電流又是多少呢？若每相負(fù)載換成 5Ω的電阻，結(jié)果會如何？ 三、三相電路的功率 1．三相負(fù)載的總的有功功率 如果三相負(fù)載對稱，則不論 負(fù)載為星形連接還是三角形連接， ??cos3cos3LLPP IUP IUP ?? 2．三相負(fù)載總的無功功率 總無功功率也等于三相負(fù)載的無功功率之和， 如果三相負(fù)載對稱，則不論 負(fù)載為星形連接還是三角形連接，總無功功率 ?? s in3s in3 LLPP IUIUQ ?? 29 3．三相電路的視在功率 LLPP IUIUQPS 3322 ???? 應(yīng)當(dāng)注意：在電源電壓不變的情況下，同一個負(fù)載星形連接和三角形連接時所消耗的功 率是不同的，三角形連接時的功率是星形連接時的三倍，即 ?? ? PP 3 【 課堂互動 】若一臺三相電動機(jī)額定電壓為 220V，電源的線電壓為 380V，電機(jī)繞組應(yīng) 作什么形式的連接？若電動機(jī)的額定電壓為 380V，對該電源又該作何種連接？ 作業(yè)： 11～ 14 題 單元三 磁路及電磁器件 （共 8 學(xué)時） 導(dǎo)入新課： 常用 的電動機(jī)、變壓器， 以及在汽車上用到的電磁鐵、繼電器、各種電磁閥，都是有鐵芯的線圈，所以在這些電氣設(shè)備中不僅存在電路問題，也存在著磁路問題。比如電氣設(shè)備內(nèi)部的電與磁的相互作用、相互轉(zhuǎn)換等。 本單元就來學(xué)習(xí)磁路及電磁器件的知識。 ※課題一 磁場與電磁感應(yīng) 一、磁場的基本物理量 1． 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 2． 磁通量 Φ 若磁場為均勻磁場， Φ 的大小可用 Φ=BS 公式計算。 3． 磁導(dǎo)率 μ 圖 31 直導(dǎo)體周圍的磁場 磁導(dǎo)率 μ 用來衡量磁介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。如圖 31 所示的直導(dǎo)體，在導(dǎo)體附近 X 點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bx rIBX ?? 2? 磁導(dǎo)率 μ 的單位：亨每米 (H／ m)。 不同的介質(zhì)，磁導(dǎo)率 μ 也不同。例如真空的磁導(dǎo)率 μ 0＝ 4π179。 107H／ m，一般磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率 μ 與真空中磁導(dǎo)率μ 0 的比值，稱為相對磁導(dǎo)率，用 μ r表示，即 30 0??? ?r 相對磁導(dǎo)率 μr的物理意義： 根據(jù)磁介質(zhì)相對磁導(dǎo)率的不同，材料分成三大類： 第一類 μr略小于 1，稱為逆磁（反磁）材料 ； 第二類 μr略大于 1， 順磁材料。 這兩類統(tǒng)稱為非鐵磁性材料。 第三類為鐵磁性材料 。 4．磁場強(qiáng)度 H 磁場強(qiáng)度 H 也是磁場的 — 個基本物理量。 ?BH? 上式中， H 為磁場強(qiáng)度，單位為安每米 (A／ m)。 由圖 31 可知，磁場中 X 點(diǎn)的磁場強(qiáng)度 Hx為 rIBH XX ?? 2?? 由此可見，磁場強(qiáng)度的大小取決于電流的大小、載流導(dǎo)體的形狀及幾何位置，而與磁介質(zhì)無關(guān)（而 B 與磁介質(zhì)有關(guān)，使磁場的計算變得復(fù)雜）。 H 和 B 同為矢量。 H 的方向就是該 點(diǎn)B 的方向。 二、電磁感應(yīng) 1．電磁感應(yīng)定律 在電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 dtdNe ??? 上式中的負(fù)號表明：感生電動勢的方向總是阻礙原磁通量的變化趨勢。 2．自感和互感 (1)自感 dtdiLeL ?? （ 2）互感 我們把一個線圈的電流變化在緊靠它的另一個線圈中產(chǎn)生感生電動勢的現(xiàn)象叫做互感。 課題二 鐵磁材料的磁性能 一、鐵磁材料的磁性能 鐵磁材料的磁性能主要包括高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性。 2．磁飽和性 當(dāng)外磁場（或勵磁電 流）增大到一定數(shù)值時，其內(nèi)部所有的磁疇已基本上都轉(zhuǎn)向與外磁 31 場方向一致的方向上，因而即便再增大勵磁電流，其磁性也不能繼續(xù)增強(qiáng)，這就是鐵磁材料的磁飽和性。 3．磁滯性 當(dāng)給鐵磁材料加上一個交變的外磁場時，鐵磁材料在磁場中反復(fù)磁化，在反復(fù)磁化過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的變化總是滯后于磁場強(qiáng)度 H 的變化，這種特性稱為鐵磁材料的磁滯性。 二、鐵磁材料的分類 鐵磁材料按其磁性能可分為軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料三種類型。 1．軟磁材料 2．硬磁材料 3．矩磁材料 【 想一想 】還有哪些地方用到上述鐵磁材料？ 三、磁滯損耗和渦 流損耗 1．磁滯損耗 鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中的能量損失為磁滯損耗。 2．渦流損耗 鐵磁材料導(dǎo)磁 ， 同時也導(dǎo)電，因而在交變磁通的作用下鐵芯內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在垂直于磁通的鐵芯平面內(nèi)圍繞磁力線呈旋渦狀，故稱為渦流。渦流損耗用Δ Pe表示。 減小渦流的方法是：彼此相互絕緣的硅鋼片疊合，做成電器設(shè)備的鐵芯 【 課堂互動 】變壓器和電動機(jī)、三相硅整流發(fā)電機(jī)所用的鐵芯是什么樣子？為什么不用一整塊鐵芯呢？ 課題三 磁路及磁路歐姆定律 一、磁路、磁動勢、磁阻 1．磁路 由鐵芯所限定的磁場稱為磁路。 介紹 常 見的幾種電氣設(shè)備的磁路。 2．磁動勢 把 NI 乘積稱作磁路的磁動勢，簡稱磁勢，用 F 表示，單位是安178。匝。 F=N178。 I 3 磁阻用來表示磁路對磁動勢建立磁通所呈現(xiàn)的阻力，用 Rm表示。 SlRm ?? 式中 l —— 磁路的長度（ m）； S—— 磁路的截面積（ m2）；μ —— 磁路材料的磁導(dǎo)率。 32 磁阻的單位是：１／Ｈ (亨 1)。 二、磁路歐姆定律 在磁路中，磁通 Φ 與磁動勢 NI 成正比，與磁阻 Rm成反比，這就是磁路歐姆定律，它的表示式為 mRNI?? 比較磁路歐姆定律和電路歐姆定律 ： 對于鐵磁材料，由于 μ 不是常數(shù)，故 Rm也不是常數(shù)。因此，上式主要被用來定性分析磁路，一般不能直接用于磁路計算。 【 課堂互動 】磁路歐姆定律與電路歐姆定律相比存在什么對應(yīng)關(guān)系？列出對應(yīng)表。 作業(yè)： 1～ 4 題 課題四 變壓器 導(dǎo)入： 【 想一想 】我們生活中使用的三相照明用電是怎樣傳輸過來的？中間經(jīng)過什么環(huán)節(jié)？ 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止的電氣設(shè)備，它具有變電壓、變電流和變阻抗的作用。 變壓器種類很多，按其用途不同，有電源變壓器、 控制變壓器、電焊變壓器、自耦變壓器、儀用互感器等。 一、單相變壓器的結(jié)構(gòu) 單相變壓器由閉合鐵芯和兩個繞組及輔助設(shè)備等組成。變壓器從結(jié)構(gòu)可分為兩種：芯式和殼式。 二、變壓器的工作原理 1．變壓器的空載運(yùn)行 變壓器原線圈接上額定的交變電壓 u1，副線圈開路不接負(fù)載（開路 i2=0），這種狀態(tài)稱為空載運(yùn)行。 KNNUU ?? 21201 K 稱為變壓比或變比。當(dāng) K＞ 1 時 ,變壓器為降壓變壓器；當(dāng) K＜ 1 時，為升壓變壓器。 【 想一想 】學(xué)生總結(jié)變壓器的工作原理實質(zhì)是什么？ 【 例 31】某單相變壓器接到電 壓 U1=380V 的電源上，已知副邊空載電壓 U20=19V，副繞組匝數(shù) N2=100 匝，求變壓器變比 K 及 N1。 2．變壓器負(fù)載運(yùn)行 33 （ 1）變壓器負(fù)載運(yùn)行時初、次級的電壓關(guān)系 變壓器的原繞組接交流電壓 u1，副繞組接負(fù)載 Z2，變壓器向負(fù)載供電，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為負(fù)載運(yùn)行 KNNUU ?? 2121 （ 2）變壓器負(fù)載運(yùn)行時初、次級的電流關(guān)系 KNNII 11221 ?? KIIUU ?? 1221 【 課堂互動 】變壓器能變換功率嗎？ 221 ZKZ ? 可見，接在變壓器副邊的負(fù)載阻抗 |Z2|反映到變壓器原邊的等效阻抗 Z1 是 |Z2|的 K2 倍，這就是變壓器的阻抗變換作用。 當(dāng)匝數(shù)比 K 不同時，同樣的副邊負(fù)載阻抗值反映到原邊的等效阻值 Z1 也不同。 【 課堂互動 】喇叭的電阻為 8Ω，功率放大器輸出端的輸出電阻為 288Ω，要使喇叭接入放 大器輸出端，得到最大功率，問喇叭能否直接接入功率放大器的輸出端？怎樣接入才能使喇叭發(fā)出最大聲音？ 【 例 32】 有一臺機(jī)床控制變壓器，初級電壓為 220V，次級電壓為 36V，如果次級接入一個 100W/36V 的燈泡，若不考慮變壓器繞組的阻抗，問：（ 1）初、次級的電流是多少？（ 2）當(dāng)次級接入兩個這樣的燈泡（也能正常運(yùn)行）時，初、次級的電流又是多少？ 【 解 】 （略） 三、變壓器的額定值 額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上，又稱銘牌值。變壓器的額定值主要包括額定電壓、額定電流、額定容量、阻抗電壓和額定頻率。 1．額定電 壓 U1N、 U2N 2．額定電流 I1N、 I2N 3．額定容量 SN 4．額定頻率 fN 5．變壓器的損耗和效率 （ 1）變壓器的損耗 變壓器主要有兩部分損耗：鐵損耗Δ PFe和銅損耗Δ PCu。 （ 2）變壓器的效率 η CuFe PPPPPP ??????2212? 變壓器的效率比較高，一般小容量變壓器的效率都在 70%～ 80%左右，大型供電變壓器在額定負(fù)載時的效率可達(dá)到 99%。 【 例 33】 某照明變壓器的額定容量 SN=600VA，額定電壓為 220V/36V。試求： （ 1）原、副邊的額定電流 I1N、 I2N； （ 2） 在副邊最多可以接幾盞 36V、 50W 的燈泡？ 34 【 解 】 （略） 【 討論 】在副邊只接一 盞 36V/50W 的燈泡時，原、副邊的電流還與額定電流相等嗎？ 作業(yè)： 5～ 8 題 課題五 幾種特殊的變壓器 一、自耦變壓器 普通變壓器的初級繞組和次級繞組是互相分開的。而自耦變壓器的原邊電路與副邊電路共用一部分線圈。原、副邊之間除了有磁的聯(lián)系之外，還有直接電的聯(lián)系。 KNNUU ?? 2121 在自耦變壓器中，原來的變壓公式仍可以運(yùn)用，式中 K 為自耦變壓器的變壓比。 當(dāng)自耦變壓器接上負(fù)載，副邊有電流 i2 輸出時，有 KNNII 11221 ?? 電流表達(dá)式表明，自耦變壓器中原、副邊電流的大小與線圈匝數(shù)成反比。 使用自耦調(diào)壓器時應(yīng)注意兩點(diǎn)： 二、電流互感器 1．電流互感器結(jié)構(gòu)和原理 電流互感器實際 就是利用變壓器的原理，將大電流變換成小電流（實際為升壓變壓器） 。 iKNNII 11221 ?? 2．使用電流互感器時的注意事項 （ 1）電流互感器在運(yùn)行中不允許副邊開路。 （ 2）電流互感器的鐵芯和副邊繞組的一端也必須接地。 3．鉗形電流表（電流互感器的一種變形） 電流互感器的副繞組繞在 鐵芯上并與電流表接成閉合回路，可從電流表上直接讀出被測電流的大小。鉗形電流表用來測量正在運(yùn)行中的設(shè)備的電流，不用斷開設(shè)備。 4．脈沖變壓器 脈沖變壓器是用來變換脈沖電壓的，其作用是將輸入的脈沖電壓（不連續(xù)變化的電壓）經(jīng)變壓器變換后，輸出的脈沖電壓波形失真盡可能地小，這是其最基本的要求。 三、汽車上使用的變壓器 1．點(diǎn)火線圈 35 就是一臺升壓變壓器，它能將汽車電源系統(tǒng)提供的 12V 的低電壓，變?yōu)楦哌_(dá) 15 千伏甚至 以上的高壓，用于點(diǎn)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)的可燃混合氣。 點(diǎn)火線圈有開磁路、閉磁路兩種形式。 2．基于變壓器原理的傳感 器 壓力傳感器在汽車上有兩個方面的作用：一是用于氣壓的檢測，包括進(jìn)氣真空度、大氣壓力、氣缸內(nèi)的氣壓及輪胎氣壓等；二是用于油壓的檢測，包括變速箱油壓、制動閥油壓等。 3．脈沖變壓器在汽車上應(yīng)用 作業(yè)： 8～ 13 題 課題六 電磁鐵及繼電器 一、電磁鐵 1．電磁鐵的結(jié)構(gòu) 常見的電磁鐵結(jié)構(gòu)形式有馬蹄式、拍合式和螺管式。它們都是由鐵芯、線圈和銜鐵三個基本部分組成的。 電