汽车电工电子技术基础教案2.docx

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汽车电工电子技术基础教案2

项目二电工电路链接与检测

任务一灯光基本电路连接与检测1

课时

15、16

教学形式

实训

知识

目标

1.能够根据电路图连接实物电路，并且满足以下功能要求：

开关S闭合，灯泡EL亮。

2.分别在S闭合、打开条件下，能够用万用表测量图示各点电位。

技能

目标

1、能够对电路图进行简单分析。

教学

难点

能够对电路图进行简单分析。

知识

重点

1、电路图的识别。

2、简单故障的排查。

教学过程

课程

引入

我们生活中的各种电器，都是由很多简单的元件组合而成的，只不过有的简单有的复杂。

这一部分我们将学习如何根据电路图来组装实物电路。

新课

解析

1.工具准备

准备十字型螺钉旋具、一字型螺钉旋具、万用表、剥线钳、焊接设备、连接线、制作工具等。

2.材料准备

准备电线、熔丝（5A）、蓄电池或稳压电源（12V）、开关、灯泡（12V）等。

（1）电线电线及其电气符号如图2-3所示。

（2）熔丝熔丝及其电气符号如图2-4所示。

（3）开关开关及其电气符号如图2-5所示。

（4）灯泡灯泡及其电气符号如图2-6所示。

（5）电源电源及其电气符号如图2-7所示。

工作中…

1.线路连接与检验

（1）线路连接步骤

（2）线路连接检验

1）连接蓄电池正极与熔丝FU，如图2-8所示。

图2-8　连接蓄电池正极与熔丝FU

2）连接熔丝FU与开关S，如图2-9所示。

图2-9　连接熔丝FU与开关S

3）连接开关S与灯泡EL，如图2-10所示。

图2-10　连接开关S与灯泡EL

4）连接灯泡EL与蓄电池负极，如图2-11所示。

图2-11　连接灯泡EL与蓄电池负极

（2）线路连接检验

1）开关S闭合，灯泡EL亮，如图2-12所示。

2）结果评判：

线路连接正常，工作正常。

图2-12　S闭合后的电路工作状况

2.电路测量

（1）测量要求　在开关S打开状态下，对实物连接进行电位、电流测量，并对测试数据进行简单分析。

（2）电位测量

（3）电流测量

（4）测量数据记录与分析　测量数据记录与分析见表2-1。

（2）电位测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电压挡“20V”，黑表笔（负极）接于蓄电池负极（即7点），红表笔（正极）接触于需要测量电位的测量点，万用表显示的电压就是测量点的电位。

2）3点电位的测量如图2-15所示。

3）4点电位的测量如图2-16所示。

4）5点电位的测量如图2-17所示。

5）6点电位的测量如图2-18所示。

（3）电流测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电流挡“20A”，断开测量电路的电线，把红、黑表笔分别接于断开电线的两端，则万用表显示的电流就是测量电路流过的电流。

2）电流I的测量：

断开开关S，把电流表红表笔接于S的3点，黑表笔接于S的4点即可测出电流I，如图2-21所示。

表2-1　测量数据记录与分析

3.电路分析

（1）状态1　开关S断开，灯泡EL不亮。

电流流动方向：

开关S断开，无电流流动。

电流计算：

电路不通，I=0。

（2）状态2　开关S闭合，灯泡EL亮。

其他

课堂

练习

小结与作业

课堂

小结

本课

作业

任务一灯光基本电路连接与检测2

课时

17、18

教学形式

实训

知识

目标

1.了解电路的各种基本参数含义。

2.了解电路的各种状态。

技能

目标

能够对电路图进行简单分析。

教学

难点

能够对电路图进行简单分析。

知识

重点

1.电路图的识别。

2.简单故障的排查。

教学过程

课程

引入

我们生活中的各种电器，都是由很多简单的元件组合而成的，只不过有的简单有的复杂。

这一部分我们将学习如何根据电路图来组装实物电路。

新课

解析

一、电路

电路是指电流流过的路径，通常由电源、负载和中间环节三部分组成。

电源是把其他能量转换为电能的电器，如蓄电池、发电机等。

负载常称为用电器，是把电能转换为其他能量的电器，如电灯、电动机、喇叭、电热丝等。

中间环节是连接电源和负载所必需的部分，其作用是传输、控制和分配电能，如导线、开关及各种控制、保护装置等。

二、电流

电流是电荷定向移动形成的。

电压是使电路中电荷定向移动形成电流的原因。

电流是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过1库仑的电量就称为1“安培”（A）。

安培是电流的国际单位。

除了安培（A），常用的单位有毫安（mA）、微安（μA）。

换算关系是1kA=103A1mA=10-3A1μA=10-3mA=10-6A

电流方向：

规定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。

三、电阻

电阻，通常用字母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。

电阻的主要职能就是阻碍电流流过。

金属导体电阻的大小由电阻定律确定，表达为：

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

R=ρl/S

式中，ρ为电阻率，单位为Ω·m；l为长度，单位为m；S为横截面积，单位为m2。

注意：

金属导体的电阻大小仅是由它的长短、粗细、材料的性质及温度高低等因素决定的。

四、电位、电压和电动势

1.电位

电场力将单位正电荷从某点移到参考点（零电位点）所做的功叫做该点的电位，常用带下标的符号V表示。

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。

零电位的符号为“”（表示接大地）和“⊥”（表示接机壳）。

2.电压

大家都知道，水在管中之所以能流动,是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力。

城市中使用的自来水，之所以能“自动”从管中流出来，也是因为自来水的储水塔比地面高，或者是由于用水泵推动水产生压力差的缘故。

电也是如此，电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势能和低电势能之间的差别，这种差别叫电势差，也叫电压。

换句话说，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表示电压，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：

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。

对负载来说，电流的流进端为高电位端，电流的流出端为低电位端，因而负载中的电压方向和电流方向是一致的。

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。

3.电动势

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,有V、kV、mV、μV。

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。

汽车用蓄电池的电动势有12V和24V两种。

五、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

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J／s。

六、欧姆定律

欧姆定律包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两个部分。

1.部分电路欧姆定律

不含电源的一段电路称为部分电路，试验证明，在一段电路中，通过电路的电流与这段电路两端的电压成正比，与这段电路的电阻成反比，这就是部分电路欧姆定律，即I=U/R。

2.全电路欧姆定律

一个实际电源可以表示成图2-31所示电路。

含有实际电源的闭合电路称为全电路，如图2-32所示，它包括内电路和外电路两部分。

试验证明：

在全电路中，通过电路的电流与电源电动势E成正比，与电路的总电阻（R+r）成反比，即I=E/（R+r）这就是全电路欧姆定律。

式中，R为外电路电阻，单位为Ω；r为内电路电阻，单位为Ω；I为电路中的电流，单位为A；E为电源的电动势，单位为V。

由全电路欧姆定律得

E=IR+Ir=U+Ur式中，U为外电路电压降，也称路端电压，简称端电压；Ur为内电路电压降，也称内阻压降。

所以，电源的电动势等于端电压与内阻压降之和。

当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，其数值等于电源的电动势。

七、电路的状态

1.通路（也称闭路）

通路就是电源和负载构成了闭合回路，此时电路中有电流通过，如图2-33所示。

图　2

负载在额定功率下的工作状态叫额定工作状态或满载；低于额定功率的工作状态叫做轻载；高于额定功率的工作状态叫做过载或超载。

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。

2.断路（也称开路）

断路就是电源和负载未构成闭合回路，此时电路中无电流通过。

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，如图2-34所示。

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。

其他

课堂

练习

小结与作业

课堂

小结

本课

作业

任务二灯光基本串并联电路连接与检测

课时

19、20、21、22

教学形式

实训

知识

目标

1.能够根据电路图（见图2-35）连接实物电路

2.能够在开关S、S1、S2开闭条件下，用万用表测量图示各点电位。

3.能够对电路图进行简单分析。

技能

目标

能够对电路图进行简单分析。

教学

难点

能够对电路图进行简单分析。

知识

重点

1.电路图的识别。

2.简单故障的排查。

教学过程

课程

引入

我们生活中的各种电器，都是由很多简单的元件组合而成的，只不过有的简单有的复杂。

这一部分我们将学习如何根据电路图来组装实物电路。

新课

解析

任务准备中…

1.工具准备

准备十字型螺钉旋具、一字型螺钉旋具、万用表、剥线钳、焊接设备、连接线制作工具等。

2.材料准备

准备电线、5A熔丝、蓄电池或稳压电源（12V）、开关、灯泡（12V）等。

3.连接线制作

根据本任务需要，自己制作相关连接线。

工作中…

1.线路连接与检验

（1）线路连接步骤

（2）线路连接检验

（1）线路连接步骤

1）连接蓄电池正极与熔丝FU，如图2-37所示。

2）连接熔丝FU与开关S，如图2-38所示。

3）连接开关S与灯泡EL、EL1，如图2-39所示。

4）连接灯泡EL1与灯泡EL2、开关S2，如图2-40所示。

5）连接灯泡EL2与开关S2、S1，如图2-41所示。

6）连接灯泡EL、开关S1与蓄电池负极，如图2-42所示。

图2-37　连接蓄电池正极与熔丝FU

图2-38　连接熔丝FU与开关S

图2-39　连接开关S与灯泡EL、

图2-40　连接灯泡EL1与灯泡EL2、开关S

图2-41　连接灯泡EL2与开关S

图2-42　连接灯泡EL、开关S1与蓄电池负极

（2）线路连接检验

1）开关S闭合，灯泡EL亮，如图2-43所示。

2）开关S、S1闭合，灯泡EL亮，灯泡EL1与灯泡EL2半亮，如图2-44所示。

3）开关S、S1、S2闭合，灯泡EL、EL1亮，灯泡EL2不亮，如图2-45所示。

4）结果评判：

线路连接正常，工作正常。

图2-43　S闭合后的电路工作状况

图2-44　S、S1闭合后的电路工作

图2-45　开关S、S1、S2闭合后的

2.电路测量

（1）测量要求

（2）电位测量

（3）电流测量

（4）测量数据记录与分析　

表2-2　测量数据记录与分析

（1）测量要求

1）开关S开、闭状态的情况分析。

2）开关S闭合，S1开、闭状态的情况分析。

3）开关S、S1闭合，S2开、闭状态的情况分析。

（2）电位测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电压挡“20V”，黑表笔（负极）接于蓄电池负极（即11点），红表笔（正极）接触于需要测量电位的测量点，则万用表显示的电压就是测量点的电位。

2）3点电位的测量如图2-48所示。

3）5点电位的测量如图2-49所示。

4）6点电位的测量如图2-50所示。

5）7点电位的测量如图2-51所示。

6）8点电位的测量如图2-52所示。

7）9点电位的测量如图2-53所示。

8）10点电位的测量如图2-54所示。

图2-48　3点电位的测量

图2-49　5点电位的测量

图2-50　6点电位的测量

图2-51　7点电位的测量

图2-52　8点电位的测量

图2-53　9点电位的测量

图2-54　10点电位的测量

（3）电流测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电流挡“20A”，断开测量电路的电线，把红、黑表笔分别接于断开电线的两端，此时，万用表显示的电流就是测量电路流过的电流。

2）电流I的测量：

断开开关S，把电流表红表笔接于S的3点，黑表笔接于S的4点即可测出电流I，如图2-57所示。

3）电流IEL的测量：

断开灯泡EL的8点与蓄电池负极连线，把电流表红表笔接于灯泡EL的8点，黑表笔接于开关S1的10点上，即可测出流过灯泡EL的电流IEL，如图2-58所示。

4）电流IEL1的测量：

断开开关S1，把电流表红表笔接于S1正极端（或9点），黑表笔接于S1的负极端（或10点）即可测出电流IEL1，如图2-59所示。

图2-57　电流I的测量

图2-58　电流的测量

图2-59　电流的测量

3.电路分析

（1）状态1开关S闭合，灯泡EL亮。

其电路图及其等效电路图分别如图2-60、图2-61所示。

（条件：

E=12V，REL=12Ω。

）

电流流动方向：

蓄电池正极→熔丝FU→开关S→灯泡EL→蓄电池负极。

电流计算：

总电流与流过灯泡EL的电流

（3）状态3开关S、S1、S2闭合，灯泡EL、EL1亮，灯泡EL2不亮。

其电路图及其等效电路图分别如图2-64、图2-65所示。

（条件：

E

电流流动方向：

1）蓄电池正极→熔丝FU→开关S→灯泡EL→蓄电池负极。

2）蓄电池正极→熔丝FU→开关S→灯泡EL1→开关S2→开关S1→蓄电池负极。

你可能需要的帮助…

一、电路的短路与断路状态

1.短路

图2-68短路图2-69短路电路短路就是电源未经负载而直接由导体接通构成闭合回路或者某一用电器两端被一阻值很小的导体直接接通。

如图2-68所示，电流不经灯泡而由短路点A、B构成回路。

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丝FU,一旦电路电流过大,熔丝熔断,电路就变为断路状态。

图2-68

如图2-69所示，图中电源两端用导线直接相连造成了短路，则：

图2-69　短路电路

1）用电器无法正常工作，连接电源的导线会发热，甚至燃烧。

2）点a、b所在的电路电流非常大，点c、d所在的电路电流为零。

3）用电器两端电压为零。

2.断路

当电路开关没有闭合，或者导线没有连接好，或元器件烧坏时，即电路在某处断开，处在这种状态的电路叫做断路。

如图2-70中e、f之间的导线断裂造成电路断路，则：

1）电路不能正常工作，也就是图中灯泡不能发光。

2）断路点所在电路中电流为零。

3）电压特点：

与电源负极相连的各点（如a、e）与电源负极间的电压为零，与电源正极相连的各点（如b、c、d、f）与电源负极之间的电压等于电源电压。

图2-70　断路电路

串联电路的特点是，把电路元器件依次连接起来，电路中只有一条通路，通过一个元器件的电流同时也通过另一个；电路中只需要一个开关，且开关的位置对电路没有影响；各个用电器之间的工作是互相影响的。

串联电路的特点可以表述为：

1）流过每个电阻的电流相等，并等于总电流，即I1=I2=…=In。

二、串联与并联

1.串联

两个或两个以上电阻的首尾依次连接所构成的无分支电路叫做串联电路，如图2-71所示。

1.串联

1）流过每个电阻的电流相等，并等于总电流，即I1=I2=…=In。

2）电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和，即U=U1+U2+…+Un。

3）电路的总电阻等于各电阻之和，即R=R1+R2+…

图2-71　串联电路

图2-72　并联电路

2.并联

1）各电阻两端的电压相等，并等于总电压，即U=U1=U2=…=Un。

2）总电流等于流过各电阻电流之和，即I=I1+I2+…+In。

3）电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。

其他

课堂

练习

小结与作业

课堂

小结

本课

作业

任务三灯光混合电路连接与检测1

课时

23、24

教学形式

实训

知识

目标

1.能够根据电路图（见图2-73）连接实物电路（见图2-74），并且满足以下功能要求：

（1）开关S3断开，与任务二情况相同。

（2）开关S3闭合情况下：

（2）开关S3闭合情况下：

1）开关S闭合，仅灯泡EL亮。

2）开关S、S1闭合，灯泡EL亮，灯泡EL2稍亮，灯泡EL1、EL3暗。

3）开关S、S1、S2闭合，灯泡EL、EL1、EL3亮

技能

目标

能够对电路图进行简单分析。

教学

难点

能够对电路图进行简单分析。

知识

重点

1.电路图的识别。

2.简单故障的排查。

教学过程

课程

引入

我们生活中的各种电器，都是由很多简单的元件组合而成的，只不过有的简单有的复杂。

这一部分我们将学习如何根据电路图来组装实物电路。

新课

解析

任务准备中…

1.工具准备

准备十字型螺钉旋具、一字型螺钉旋具、万用表、剥线钳、焊接设备、连接线制作工具等。

2.材料准备

准备电线、5A熔丝、蓄电池或稳压电源（12V）、开关、灯泡（12V）等。

3.连接线制作

根据本任务需要，自己制作相关连接线。

工作中…

1.线路连接与检验

（1）线路连接步骤

（2）线路连接检验

（1）线路连接步骤

1）连接蓄电池与熔丝FU、开关S、灯泡EL、灯泡EL1、灯泡EL2、开关S1、开关S2，连接步骤同任务二，如图2-75所示。

2）连接灯泡EL3，如图2-76所示。

3）连接开关S3，如图2-77所示。

4）连接开关S3与灯泡EL，如图2-78所示。

图2-75　第1步连接图

图2-76

图2-77　连接开关S

图2-78　连接开关S3与灯泡EL

（2）线路连接检验

1）开关S3断开时，检验步骤与任务二情况相同。

2）开关S3闭合情况下，开关S闭合，仅灯泡EL亮，如图2-79所示。

3）开关S3闭合情况下，开关S、S1闭合，灯泡EL亮，灯泡EL2稍亮，灯泡EL1、EL3暗，如图2-80所示。

4）开关S3闭合情况下，开关S、S1、S2闭合，灯泡EL、EL1、EL3亮，灯泡EL2不亮，如图2-81所示。

5）结果评判：

线路连接正常，工作正常。

图2-79　开关S3、S闭合后的电路工作状况

图2-80　开关S3、S、S1闭合后的

图2-81　开关S3、S、S1、S2

2.电路测量

（1）测量要求

（2）电位测量

（3）电流测量

（4）测量数据记录与分析　测量数据记录与分析见表2-3。

（1）测量要求

1）开关S3闭合情况下，开关S开、闭状态下的情况。

2）开关S3、S闭合情况下，开关S1开、闭状态下的情况。

3）开关S3、S、S1闭合情况下，开关S2开、闭状态下的情况。

（2）电位测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电压挡“20V”，黑表笔（负极）接于蓄电池负极（即11点），红表笔（正极）接于需要测量电位的测量点，则万用表显示的电压就是测量点的电位；电位测量点如图2-82、图2-83所示。

2）3点电位的测量如图2-84所示。

3）5点电位的测量如图2-85所示。

4）6点电位的测量如图2-86所示。

5）7点电位的测量如图2-87所示。

6）8点电位的测量如图2-88所示。

7）9点电位的测量如图2-89所示。

8）10点电位的测量如图2-90所示。

9）12点电位的测量如图2-91所示。

10）13点电位的测量如图

图2-84　3点电位的测量

图2-85　5点电位的测量

图2-86　6点电位的测量

图2-87　7点电位的测量

图2-88　8点电位的测量

图2-89　9点电位的测量

图2-90　10点电位的测量

图2-91　12点电位的测量

图2-92　13点电位的测量

（3）电流测量

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电流挡“20A”，断开测量电路的电线，把红、黑表笔分别接于断开电线的两端，则万用表显示的电流就是测量电路流过的电流。

2）电流I的测量：

断开开关S，把电流表红表笔接于开关S的3点，黑表笔接于开关S的4点即可测出电流I，如图2-95所示。

3）电流IEL的测量：

断开灯泡EL的8点与蓄电池负极的连线，把电流表红表笔接于灯泡EL的8点，黑表笔接于开关S1的10点上，即可测出流过灯泡EL的电流IEL，如图2-96所示。

4）电流IEL1的测量：

断开开关S与灯泡EL的连线，把电流表红表笔接于开关S的4点，黑表笔接于灯泡EL1的5点,即可测出电流IEL1，如图2-97所示。

5）电流IEL2的测量：

断开开关S1，把电流表红表笔接于开关S1的正极端，黑表笔接于开关S1的10点,即可测出电流IEL2，如图2-98所示。

6）电流IEL3的测量：

断开开关S3，把电流表红表笔接于开关S3的13点，黑表笔接于开关S3的另一端（或12点）,即可测出电流IEL3，如图2-99所示。

1）测量方法：

把数字万用表选择在直流电流挡“20A”，断开测量电路的电线，把红、黑表笔分别接于断开电线的两端，则万用表显示的电流就是测量电路流过的电流。

2）电流I的测量：

断开开关S，把电流表红表笔接于开关S的3点，黑表笔接于开关S的4点即可测出电流I，如图2-95所示。

图2-95　电流I的测量

3）电流IEL的测量：

断开灯泡EL的8点与蓄电池负极的连线，把电流表红表笔接于灯泡EL的8点，黑表笔接于开关S1的10点上，即可测出流过灯泡EL的电流IEL，如图2-96所示。

图2-96　电流的测量

4）电流IEL1的测量：

断开开关S与灯泡EL的连线，把电流表红表笔接于开关S的4点，黑表笔接于灯泡EL1的5点,即可测出电流IEL1，如图2-97所示。

图2-97　电流的测量

5）电流IEL2的测量：

断开开关S1，把电流表红表笔接于开关S1的正极端，黑表笔接于开关S1的10点,即可测出电流IEL2，如图2-98所示。

图2-98　电流的测量

6）电流IEL3的测量：

断开开关S3，把电流表红表笔接于开关S3的13点，黑表笔接于开关S3的另一端（或12点）,即可测出电流IEL3，如图2-99所示。

图2-99　电流测量实物图

（4）测量数据记录与分析　测量数据记录与分析见表2-3。

表2-3　测量数据记录与分析

3.电路分析

（1）状态1