【正文】 磁感應(yīng)強(qiáng)度（如果不是均勻磁場，則取的平均值）與垂直于磁場方向的面積的乘積，稱為通過該面積的磁通，即 或 （114）由上式可見，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看成為與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁通，故≡感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度。根據(jù)電磁感應(yīng)定律的公式可知，在國際單位制中，磁通的單位是伏在工程計(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。（3）磁導(dǎo)率各種物質(zhì)在磁場中表現(xiàn)是不一樣的，有的會(huì)增強(qiáng)磁場，有的會(huì)削弱磁場，這主要與各種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能有關(guān)。經(jīng)測定，真空中的磁導(dǎo)率為一個(gè)常數(shù)，用表示，有自然界中，大多數(shù)的物質(zhì)對磁場強(qiáng)弱影響甚微，有的物質(zhì)使磁場略比真空中增強(qiáng)，如空氣、錫、鋁等；有的物質(zhì)使磁場略比真空中減弱，如銅、銀、石墨等，它們的磁導(dǎo)率而只有鐵、鎳、鉗及其合金，他們的磁導(dǎo)率很大，能使磁場大為增強(qiáng)，我們將這類物質(zhì)稱為鐵磁材料。所以在電氣設(shè)備中，鐵磁材料得到了廣泛的應(yīng)用。為了方便地計(jì)算出，我們引人了一個(gè)輔助物理量，稱為磁場強(qiáng)度，用符號表示。磁場強(qiáng)度也是一個(gè)矢量，磁場中某點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的方向即為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向。磁場強(qiáng)度的引人不僅簡化了磁場計(jì)算，而且常用來分析鐵磁材料的磁化狀況。磁路實(shí)質(zhì)上是局限在一定路徑內(nèi)的磁場。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。上式可以與電路中的歐姆定律對應(yīng)，因而稱為磁路歐姆定律。表11 磁路與電路有關(guān)物理量對照磁路電路磁路電路磁動(dòng)勢F電動(dòng)勢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電路中的電流具有阻礙作用，是耗能元件。電阻的主要要用途是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，在電路中常用作于分流、分壓、濾波（與電容組合）、耦合、阻抗匹配、負(fù)載等，電阻用符號表示。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。2．電阻的伏安特性為: （117）電阻的伏安特性如圖114所示。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。（3）接觸不良造成溫升電流經(jīng)過接觸電阻所產(chǎn)生的熱量，會(huì)使該接觸不良處溫度升高。可以儲(chǔ)存電場能量，電容元件本身不消耗能量。電容器用符號表示。圖115 電容器形狀及圖形符號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。2．電容器的電壓、電流特性電容器是一種聚集電荷的元件，其聚集的電荷量與所加的電壓成正比，即 （118）圖116 電容元件當(dāng)電容器（見圖116）極板上的電荷q或兩極板間的電壓發(fā)生變化時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生電流，在圖116中所規(guī)定的參考方向下，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 （119）式（119）表明，在某一時(shí)刻電容電路中的電流與該時(shí)刻電容電壓變化率成正比，而與該時(shí)刻電容電壓的數(shù)值無關(guān)，這一特性稱為電容的動(dòng)態(tài)特性：電容元件也稱為動(dòng)態(tài)元件。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。其電場能量的大小與電容量和電容兩端的電壓的關(guān)系如下： （120）3．汽車電路中電容特性應(yīng)用（1）電容吸收自感電動(dòng)勢觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)分電器上的電容器并聯(lián)于斷電器觸點(diǎn)的兩端，這是利用電容電壓不能突變的特性來吸收點(diǎn)火線圈初級繞組的自感電勢，以減小觸點(diǎn)火花和提高次級電壓。（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，對電路元件起到了保護(hù)作用。電感器是汽車電子線路的重要元件之一，它與電阻、電容、晶體管等元器件組合構(gòu)成各種功能的電子電路。電容器用符號表示。圖117 電感器的外形示意圖1．電感線圈的分類（1）按電感線圈圈芯性質(zhì)分 有空心線圈和帶磁芯的線圈。（3）按電感量變化情況分 有固定電感和微調(diào)電感等。它表明：在某一時(shí)刻電感兩端的電壓只取決于該時(shí)刻的電流變化率，而與該時(shí)刻電流的大小無關(guān)。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。（2）電感的自感電動(dòng)勢造成過電壓點(diǎn)火線圈、繼電器線圈、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的繞組等電感在電路開關(guān)開閉時(shí)或是通電線路突然斷開時(shí)，會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，這些瞬變的電壓可以很高，會(huì)對汽車上的電子元件造成危害。因?yàn)樾铍姵乜晌账沧冞^電壓，對穩(wěn)定電網(wǎng)電壓和保護(hù)電子元件起到很重要的作用。1．變壓器的主要作用升壓和降壓、變換電流、變換阻抗和傳遞信息。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)。常見變壓器的符號如圖119所示，常見變壓器外形如圖120所示。（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。用萬用表測變壓器的直流電阻只能初步判斷變壓器是否正常，還必須進(jìn)行短路檢查。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。五、繼電器繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號的變化來接通或斷開小電流電路的自動(dòng)控制電器。繼電器一般由三個(gè)基本部分組成：檢測機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。汽車中常見的繼電器有電磁繼電器、干簧繼電器、雙金屬繼電器和電子繼電器。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)。圖中的喇叭電路加了喇叭繼電器后，喇叭按鈕開關(guān)只控制繼電器線圈電路的通斷，由繼電器線圈通電產(chǎn)生的電磁力使繼電器觸點(diǎn)閉合，接通喇叭電路。（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。繼電器線圈連接發(fā)電機(jī)的中點(diǎn)接線柱（該接線柱電壓是發(fā)電機(jī)輸出端子電壓的1/2），繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在充電指示燈電路中。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。半導(dǎo)體，它的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，并且其導(dǎo)電能力是可以控制的。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。（1）雜敏性： 半導(dǎo)體對雜質(zhì)很敏感。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。（2）熱敏性： 半導(dǎo)體對溫度很敏感。這種特性對半導(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。半導(dǎo)體受光照時(shí)，它的電阻率會(huì)顯著減小。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。自由電子帶負(fù)電荷，空穴帶正電荷。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。在N型半導(dǎo)體中，自由電子是多數(shù)載流子，而空穴則是少數(shù)載流子。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。應(yīng)當(dāng)指出，不論是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，雖然它們都有一種載流子占多數(shù)，但是整個(gè)晶體仍然是不帶電的，對外不顯示電性。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。首先是交界面附近的空穴擴(kuò)散到N區(qū)，在交界面附近的P區(qū)留下一些帶負(fù)電的三價(jià)雜質(zhì)離子，形成負(fù)空間電荷區(qū)。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)。內(nèi)電場的作用是阻礙兩區(qū)多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，即阻止P區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散和N區(qū)的自由電子向P區(qū)擴(kuò)散。少數(shù)載流子在內(nèi)電場作用下的這種運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空間電荷區(qū)與內(nèi)電場，內(nèi)電場又削弱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)。此時(shí)空間電荷區(qū)的寬度及內(nèi)電場的強(qiáng)度均處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。這時(shí)外加電場與內(nèi)電場的方向相反，內(nèi)電場被削弱。在一定范圍內(nèi)，外加電壓愈大，外電場愈強(qiáng)，正向電流I也愈大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。在外電場作用下，空間電荷區(qū)加寬，內(nèi)電場增強(qiáng)，使多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)難以進(jìn)行。PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。就是說，PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴｜c(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合應(yīng)用。面接觸型（或面結(jié)型）二極管的結(jié)構(gòu)如圖125（b）所示，這類二極管的結(jié)面積大，極間電容也大，允許通過的正向電流大，適用于低頻大功率場合。圖125 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及符號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娦裕O管的伏安特性曲線如圖126所示。圖126 二極管的伏安特性曲線正向伏安特性是指縱坐標(biāo)右側(cè)部分它的主要特點(diǎn)如下：（1）正向特性當(dāng)正向電壓很小的時(shí)候，正向電流很小，幾乎為零，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。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)。(2)反向特性當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，二極管的反向電流很小，而且在很大范圍內(nèi)基本上不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)二極管處于反向截止區(qū)，此處的反向電流值稱為反向飽和電流（鍺管的反向飽和電流比硅管大）。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）。使用時(shí)，它的陰極接外加電壓的正極，陽極接外加電壓負(fù)極，管子反向偏置，工作在反向擊穿狀態(tài)，利用它的反向擊穿特性穩(wěn)定直流電壓。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。在這個(gè)范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管工