汽车电工电子技术基础

作者简介

《高职高专基于能力本位"十二五"规划教材:汽车电工电子技术基础》将电工技术、电子技术的基本知识与汽车电气设备和汽车电子控制技术等专业课程的内容进行了有机的融合，全面、系统地介绍了8个方面的内容，分别是直流电路、电磁现象及其应用、正弦交流电路、电工测量及安全用电、电动机与发电机、半导体器件及其应用、汽车常用电子电路以及数字电路基础。各章均配有本章小结及思考与练习。

书籍目录

第1章直流电路1

1.1概述1

1.1.1电路及电路图1

1.1.2汽车电路的特点3

1.1.3电路的三种状态3

1.2电路的基本物理量5

1.2.1电流5

1.2.2电压、电位和电动势6

1.2.3电阻8

1.2.4电能和电功率9

1.3欧姆定律10

1.3.1部分电路欧姆定律10

1.3.2全电路欧姆定律11

1.3.3焦耳定律12

1.4串联电路与并联电路12

1.4.1串联电路12

1.4.2并联电路13

1.5电阻、电感和电容元件14

1.5.1电阻元件14

1.5.2电感元件16

1.5.3电容元件17

1.6基尔霍夫定律21

1.6.1基尔霍夫电压定律22

1.6.2基尔霍夫电流定律24

本章小结26

思考与练习28

第2章电磁现象及其应用30

2.1磁场的基本知识及物理量30

2.1.1磁的基本知识30

2.1.2磁场与磁力线31

2.1.3磁场的基本物理量32

2.2电流的磁效应33

2.2.1电流的磁场33

2.2.2安培定则34

2.3铁磁材料及磁路36

2.3.1铁磁材料36

2.3.2磁路38

2.4磁场对电流的作用41

2.4.1磁场对通电直导体的作用41

2.4.2磁场对通电线圈的作用43

2.4.3磁场对通电半导体的作用(霍尔效应)44

2.5电磁感应45

2.5.1电磁感应现象及其产生的条件45

2.5.2电磁感应定律46

2.5.3自感现象47

2.5.4互感现象与同名端49

2.6涡流与趋肤效应51

2.6.1涡流及其利弊51

2.6.2趋肤效应及其利弊51

2.7变压器52

2.7.1变压器的作用及分类52

2.7.2变压器的结构52

2.7.3变压器的工作原理54

2.7.4几种常用的变压器56

2.7.5变压器在汽车上的应用——点火系统58

2.8电磁铁和继电器的应用62

2.8.1电磁铁62

2.8.2继电器63

2.8.3继电器在汽车上的应用65

本章小结67

思考与练习69

第3章正弦交流电路71

3.1正弦交流电的基本概念71

3.1.1正弦交流电的产生71

3.1.2正弦交流电的三要素72

3.2正弦交流电的表示法75

3.2.1解析表示法75

3.2.2波形表示法76

3.2.3相量表示法76

3.3单相正弦交流电路77

3.3.1单一参数电路77

3.3.2RLC串联电路79

3.3.3谐振80

3.4三相交流电路82

3.4.1三相交流电的产生83

3.4.2三相绕组的连接83

3.4.3三相负载的连接85

本章小结87

思考与练习88

第4章电工测量及安全用电90

4.1万用表的使用90

4.1.1指针式万用表90

4.1.2数字式万用表94

4.1.3汽车万用表97

4.2发电、输电和配电99

4.3安全用电100

4.3.1电流对人体的作用100

4.3.2触电形式101

4.3.3触电保护措施102

4.3.4安全用电常识104

4.3.5电气防雷、防火和防爆104

本章小结105

思考与练习106

第5章电动机与发电机107

5.1直流电动机107

5.1.1直流电动机的结构107

5.1.2直流电动机的工作原理109

5.1.3直流电动机的类型与机械特性111

5.1.4直流电动机的起动、调速、反转和制动114

5.1.5永磁直流电动机在汽车上的典型应用116

5.2汽车用三相交流同步发电机120

5.2.1三相交流同步发电机的结构120

5.2.2交流发电机的发电原理及整流过程124

5.3三相交流异步电动机128

5.3.1三相交流异步电动机的结构129

5.3.2三相交流异步电动机的工作原理131

5.4步进电动机133

5.4.1永磁转子式步进电动机的结构与步进原理134

5.4.2永磁转子式步进电动机的应用135

5.5伺服电动机136

5.5.1传统直流伺服电动机136

5.5.2无刷直流电动机136

本章小结137

思考与练习138

第6章半导体器件及其应用140

6.1半导体基础知识140

6.1.1半导体及其特性140

6.1.2本征半导体140

6.1.3杂质半导体141

6.1.4PN结及其单向导电性142

6.2二极管144

6.2.1二极管的结构及分类144

6.2.2二极管的伏安特性145

6.2.3二极管的主要参数146

6.2.4二极管的简单测试146

6.3汽车上常用的二极管148

6.3.1整流二极管148

6.3.2稳压管148

6.4光电器件150

6.4.1发光二极管150

6.4.2光敏二极管152

6.4.3光敏晶体管153

6.4.4光耦合器153

6.5晶体管154

6.5.1晶体管的结构与类型154

6.5.2晶体管的电流分配和放大作用156

6.5.3晶体管的特性曲线157

6.5.4晶体管的主要参数159

6.5.5晶体管的管型和引脚的判别160

6.5.6功率晶体管162

6.6半导体管的开关特性164

6.6.1二极管的开关特性164

6.6.2限幅器和钳位器164

6.6.3晶体管的开关特性165

6.6.4反相器166

6.7晶闸管166

6.7.1晶闸管的结构167

6.7.2晶闸管的工作原理167

6.7.3晶闸管的主要参数168

6.7.4晶闸管的简单测试169

本章小结169

思考与练习170

第7章汽车常用电子电路172

7.1整流电路172

7.1.1单相半波整流电路172

7.1.2单相桥式整流电路173

7.2滤波电路175

7.2.1电容滤波电路176

7.2.2电感滤波电路177

7.2.3复式滤波电路177

7.3稳压电路178

7.3.1硅稳压管稳压电路178

7.3.2串联型稳压电路179

7.3.3集成稳压器179

7.4基本放大电路180

7.4.1共发射极放大电路181

7.4.2共基极放大电路与共集电极放大电路182

7.4.3放大电路的基本分析方法183

7.4.4功率放大电路186

7.5集成运算放大器187

7.5.1集成运算放大器的结构、外形及符号187

7.5.2集成运算放大器的主要参数189

7.5.3运算放大器的基本运算电路189

7.5.4集成运算放大器的使用常识192

本章小结192

思考与练习193

第8章数字电路基础195

8.1数字电路概述195

8.1.1数字信号和数字电路195

8.1.2数制和码制196

8.2基本逻辑门电路197

8.2.1与门198

8.2.2或门200

8.2.3非门201

8.2.4复合逻辑门202

8.3集成触发器205

8.3.1RS触发器206

8.3.2边沿JK触发器208

8.3.3边沿D触发器210

8.3.4T和T′触发器210

8.4组合逻辑电路211

8.4.1编码器212

8.4.2译码器214

8.5时序逻辑电路218

8.5.1计数器218

8.5.2寄存器220

8.5.3时序逻辑电路在汽车上的应用222

8.6半导体存储器224

8.6.1概述224

8.6.2只读存储器224

8.6.3随机存取存储器226

8.7集成电路及在汽车上的应用227

8.7.1概述227

8.7.2集成运算放大器229

8.7.3集成电路在汽车上的应用举例231

8.7.4数字集成电路的使用常识233

本章小结233

思考与练习234

参考文献237

章节摘录

　　在电路刚接通的瞬间，因电容器上无电荷，两端的电压为零，这时充电电流最大。随着两极板上电荷的不断积累，电容器两端的电压逐渐增大，因此充电电流不断减小。当电容器端电压与电源电压相等时，充电电流减至零，充电结束。此时，电容器极板上的电荷达到稳定值Q，电容器相当于开路。这种情况说明电容器具有隔直流的作用。（2）电容器的放电 如图1—32所示，在电容器充电完毕后，把开关S从A端迅速移至B端，电容器开始放电。在开始放电的瞬间，放电电流最大。随着电容器两极板上电荷的不断减少，其两端电压就逐渐降低，放电电流也逐渐减小。最后，电容器两端电压为零，放电结束。当电容器接通交流电源时，由于交流电的大小和方向不断交替变化，致使电容器反复进行充、放电，这样，电路中就会出现连续不断的交流电流。一这说明对交流来讲，电容器始终是导通的。综合以上分析得出以下结论：1）电容器的充、放电需要具备一定条件。当电容器电路的输入电压高于其两端电压时，电容器充电，直到电容器电压等于外部输入电压时充电结束。当电容器两端电压高于电路的输入电压时，电容器放电，直到电容器电压等于外部输入电压时放电结束。2）电路的状态改变时电容器的电压、电流不能突变，只能渐进变化。3）充放电过程实际上就是电能的储存和释放过程，电容器本身并不消耗电能，因此电容器是一个储能元件，它与电阻元件完全不同。4）电容器具有隔直流通交流的作用。5）电容器充放电的快慢与其电容量C和电阻R的大小有关。充电时，当电路中电阻一定时，电容量越大，则达到同一电压所需要的电荷就越多，充电时间就越长；若电容量一定，电阻越大，充电电流就越小，充电到同样的电荷所需要的时间就越长。电容器在放电过程中也是如此。这说明R和C的大小影响着电容器的充、放电时间。R与C的乘积叫做RC电路的时间常数，用T表示（单位为s）。这样，电容器充、放电的快慢可以用T来衡量。T越大，充、放电越慢，即暂态过程越长；反之，T越小，暂态过程越短。通过改变电路的参数R或C，便可改变电容器的充放电时间，以实现电路变化的功能。在实际应用中，当暂态过程经过5T时间后，可以认为暂态过程基本结束，电容器进入稳定状态。

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