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第一章 汽车电工电子根底知识
第一节 电路的根本知识
一、电路的组成
电路是电流通过的路径。电路是一些电气设备，电器元件，按一定的方式组合起来，构成的电流的通路。图1-1〔a〕所示为由电池、小灯泡、开关与连接导线构成的的有载工作状态
在有负载的工作状态下，负载电流的变化将引起端电压的变化。在图1-3所示电路中，当开关合上之后，就是电路的有载工作状态。电路中的电流为
〔1-5〕
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当电压源与内电阻为定值时，由上式可见，负载电阻越小，那么电路中的电流越大。
负载电阻两端的电压为
〔1-6〕
2．开路状态
假设图1-4所示电路中的开关是断开的，或者电流过大使熔断器熔断等，电路即处于开路状态，又叫做断路状态或空载状态。
图1-4 电路的开路状态
开路时，外电路的电阻对电源来说等于无穷大，因此电路中的电流为零。此时负载上的电流、电压、功率都等于零。开路时电源的端电压叫做开路电压，用表示。
由于开路时电流，故开路电压，即开路电压等于电源电压。
3．短路状态
在正常状态下工作的电路中，如果电路由于绝缘损坏或接线不当或操作不慎等原因，使负载端或电源端造成电源线直接触碰或搭接，那么形成电路的短路状态。电源与负载都被短路状况如图l－5所示。此时，电流不再流经负载，外电路的电阻对电源来讲为零。短路电流为
〔1-7〕
1-5电路的短路状态
由于很小，所以短路电流很大，一般超过电源的额定电流许多倍，这样大的电流不仅在内阻上会产生很大的功率损失，使电源严重发热，而且会产生很大的电磁力使设备发生机械损伤。
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短路后，负载上的电压、电流与功率都为零，电源所产生的电能全部被内阻所消耗。即
〔1-8〕
短路通常是一种严重故障，应该尽量防止。为此，电路中一般都要接入熔断器或其他自动保护装置，以便在发生短路时在规定的时限内自动切断故障电路及电源的联系。
四、电路中电阻的串联及并联
1．串联电路
图1-6 电阻的串联
把电阻一个接一个地首尾依次连接起来，就组成串联电路，如图1-6所示。串联电路的根本特点是：
〔1〕电路中各处的电流强度相等。
〔2〕电路两端的总电压等于各局部电路两端的电压之与。
〔3〕串联电路的总电阻等于各个电阻之与，即
〔1-9〕
〔4〕串联电路的电压分配，串联电路中各个电阻两端的电压及它的阻值成正比，即
〔1-10〕
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图1-7 电阻的并联
2．并联电路
把两个或两个以上电阻接到电路中的两点之间，电阻两端承受的是同一个电压的电路，叫做电阻并联电路。图1-7是三个电阻R1、R2、R3组成的并联电路。并联电路的根本特点是：
〔1〕电路中各支路两端的电压相等。
〔2〕电路中的总电流强度等于各支路的电流强度之与。
〔3〕并联电路的总电阻，即
〔1-11〕
这就是说，并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之与。
〔4〕并联电路的电流分配，并联电路中通过各个电阻的电流强度及它的阻值成反比。即
〔1-12〕
第二节 磁场及磁路的根本概念
一、磁场及电磁感应
1．磁场
静止不动的带电粒子〔电荷〕周围存在着电场，电场对静止的电荷有电场力的作用。而运动的电荷周围不仅有电场，还有另一种看不见的物质存在，这种由运动电荷产生的物质叫磁场，磁场对运动的电荷有力的作用。
2．电流的磁效应
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电流是电荷的运动形成的，因此，电流的周围就有磁场。
〔1〕通电导体的磁场
如果把磁场想象成布满沿磁场方向的磁力线，通电导体周围的磁场就是围绕导体的同心圆，磁场的方向可用右手螺旋定那么判定如图1-8所示。
〔2〕线圈的磁场
线圈的磁场实际上是通电导体弯曲成螺旋状时的另一种形式，磁场的分布形式与方向
判定如图1-9所示。
图l－8 通电直导体周围的磁场 图l-9 螺旋线圈产生