学习情境1汽车直流电路任务2认知汽车基本电气元件.doc

任务1.2认知汽车基本电气元件1.2.1 电阻1.电阻的定义电荷在导体内做定向移动会遇到阻碍作用，这种阻碍称为电阻具有一定的电阻数的元器件称为电阻器，简称为电阻经过大量的实验，得出了电阻定律：在一定温度下，导体的电阻 R 与它的长度 L 成正比，与它的横截面积 S 成反比，还与导体的材料有关系其表达式是R=ρ （1-8）式中：R—导体的电阻（Ω）L—导体的长度（m）S—导体的横截面积（mm 2）ρ—导体的电阻率（Ω·mm2/ m）其中ρ叫做物体的电阻系数或电阻率，它与材料的性质有关不同的材料的电阻率不同的常见材料的电阻率大小，如表1-1 所示表1-1 常见材料的电阻率和电阻温度系数材料名称电阻率ρ/（Ω·mm2/ m）平均电阻温度系数α/（1/℃）0℃~100℃银0.01650.0036铜0.01750.004铝0.02830.004低碳钢0.130.006碳35-0.0005锰铜0.430.000006康铜0.490.000005镍铬合金1.10.00013铁铝铬合金1.40.00008铂0.1060.00389电阻率ρ是反映材料导电性能大小的系数。

由表1-1可见，银、铜、铝的电阻率很小，表示其对电流的阻碍小，导电能力强因此，常用铜或铝来制造导线和电器设备的线圈银的电阻率最小，但因价格昂贵，因而只有在特殊要求的场合使用，如电器触头等镍铬、铁铬铝合金的电阻率很大，而且耐高温，常用来制造发热器件的电阻丝2．电阻与温度的关系人们在生产实践或科学实验中发现，导体的电阻还与温度的变化有关一般可分为三种情况第一类导体电阻随温度的升高而增加，如银、铝、铜、铁、钨等金属第二类导体电阻随温度升高而减小，如电解液、碳素和半导体材料，第三类导体的电阻几乎不随温度改变而变化，如康铜、锰钢、镍铬合金等因此用电阻温度系数来反映材料电阻受温度影响的程度常见材料的电阻温度系数见表1-1工程上，通常用电阻温度系数极小的康铜、锰铜制造标准电阻、电阻箱以及电工仪表中的分流电阻和附加电阻等金属导体的电阻随温度变化的特性还可用于温度的测量例如金属铂，它是一种贵重金属，电阻温度系数较大，且熔点高，因而常用于制造铂电阻温度计，一般测温范围为-200℃～+850℃通常金属导体的电阻随温度的升高而增加，它们的关系是R2=R1 （1-9）式中：t1—参考温度（通常为20℃）t2—导体实际温度（℃）R1—t1时的电阻（Ω）R2—t2时的电阻（Ω）α—电阻温度系数（1/℃）3.线性电阻与非线性电阻电阻元件的端电压u与通过该元件的电流i之间的函数关系，用u＝f (i)来表示，在坐标平面上表示电阻元件的电压电流关系曲线称为伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻线性电阻元件的端电压u与电流i符合欧姆定律，即u = R i，其中R是一个常数，其伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-11（a）所示该直线的斜率只与元件的电阻R有关，与元件两端的电压u和通过该元件的电流i无关非线性电阻元件的端电压u与电流i的关系是非线性关系，其阻值R不是 一个常数，随着电流或电压的变化而变化，其伏安特性曲线是一条通过坐标原点的曲线如图1-11（b）所示的是一个例子非线性电阻种类繁多，常见的如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等a）线性电阻的伏安特性（b）非线性电阻的伏安特性举例图1-11 电阻元件的伏安特性4.电阻的特性图1-12 电阻关联参考方向在关联参考方向下，如图1-12所示，电阻元件的功率P=ui=Ri2=≥0 （1-10）由式（1-10）可知：电阻总是消耗能量的5.电阻的分类（1）按阻值特性分为固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻)不能调节的，我们称之为定值电阻或固定电阻，而可以调节的，我们称之为可调电阻常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器。

主要应用于电压分配的，我们称之为电位器.（2）按制造材料分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等薄膜电阻是用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成3）按安装方式分为插件电阻、贴片电阻 （4）按功能分分为负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等6.电阻器的标称方法在使用电阻器时，需要了解它的主要参数对电阻器需知道其标称阻值、功率、允许偏差电阻器的标称值和允许偏差一般都标在电阻体上，而在电路图上通常只标出标称值按部颁标准规定，电阻值的标称值为表1-2所列数字乘以10n欧，其中，n为正整数、负整数或零表1-2 电阻器的标称值系列允许误差电阻器的标称值E24I（±5%）1.0，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1E12Ⅱ（±10%）1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，3.0，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2E6Ⅲ（±20%）1.0，1.5，2.2，3.3，4.7，6.8电阻的标称方法分为下列4种1）直标法直标法是将一种常见的标注方法，特别是在体积较大（功率大）的电阻器上经常采用此法。

它将该电阻器的标称值和允许偏差、型号、功率等参数直接标注在电阻器表面，如图1-13（a）所示在4种表示方法中，直标法使用最为方面2）文字符号法文字符号法和直标法相同，也是直接将有关参数标电阻器上，如将5.7KΩ电阻器标成5K7，其中K既做单位，又做小数点文字表示法中，偏差通常用百分数表示，如图1-13（b）所示，该电阻器阻值为100KΩ，偏差为±1%附图1-13（c）所示为碳膜电阻，阻值为1.8KΩ，偏差为±20%，其中用级别符号Ⅱ表示偏差△ RJ 1W51KΩ±5% RJ7100K 1%RT1K8 Ⅱ（a）直标法（b）文字符号法Ⅰ（c）文字符号法Ⅱ图1-13 电阻器的直标法和文字符号法（3）数码法数码法是指在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧姆允许误差通常采用文字符号表示4）色环表示法色环表示法就是将不同的颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的值及允许的误差四色环电阻表示如图1-14所示紧靠电阻端的为第一色环，其余依次为第二、三、四色环第一道色环表示阻值的第一位有效数字，第二道色环表示阻值的第二位有效数字，第三道色环表示阻值的阻值末尾加几个零。

第四道色环表示阻值的误差误差环0的个数（倍乘数）有效数字有效数字图1-14 四色环电阻四色环电阻色环各位的含义如表1-3所示 表1-3 四色环电阻色环各位的含义颜色一环二环三环四环棕11101±1％红22102±2％橙33103黄44104绿55105±0.5％蓝66106±0.25％紫77107±0.1％灰88108白99109黑0100金10-1±5％银10-2±10％无色±20％速记口决：棕1、红2、橙为3、4黄、5绿、6为蓝、紫7、灰8、9雪白、黑色为0、须牢记例如，某电阻的四色环分别是棕、红、红、金，则其电阻值为12×102=1.2KΩ；误差为±5%，表示电阻值在标准值1200Ω上下5%范围内波动是允许的 ，即在1140Ω∽1260Ω之间都是合格的电阻五环电阻：五环电阻器为精密电阻，它属于金属膜电阻，误差环颜色有棕、红、绿、蓝、紫、金、银、7种颜色，在五环电阻中两端色环总有一个色环离电阻体的边缘更近些，这条色环就是第一道色环，其余依次为第二、三、四、五色环第一、二、三环是有效数字，第四环是0的个数（或倍乘数），第五为误差，注意“黑色不能在第一环”。

五环电阻表示如图1-15所示误差环0的个数（倍乘数）有效数字有效数字有效数字图1-15 五环电阻表示法五色环电阻色环各位的含义如表1-4所示表1-4 五色环电阻色环各位的含义颜色一环二环三环四环五环棕111101±1％红222102±2％橙333103黄444104绿555105±0.5％蓝666106±0.25％紫777107±0.1％灰888108白999109黑00100金10-1±5％银10-2±10％例如，某电阻的五色环分别是红、红、黑、棕、金，则其电阻值为220×101=2.2KΩ；误差为±5%7.电阻器额定功率的识别电阻器额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率，有两种标志方法：功率1W或大于1W的电阻器，一律以阿拉伯数字标出；1W以下的电阻，以自身体积大小来表示功率常用的有0.05W、0.125W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W、3 W、5 W、7 W、10 W，在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号采用如图1-16所示的符号 图1-16 电阻器额定功率电路符号8.电位器电位器是常用的电子元件之一，种类较多，特性不同电位器的阻值是可调的，它所用的材料与固定电阻器相同。

每个电位器的外壳上都标有阻值，这是电位器的标称值，它是指电位器的最大电阻值常见的电位器有直线式（X型）、指数式（Z型）、对数式（D型）三种形式的电位器其阻值随活动触点的旋转角度变化的曲线如图1-17所示图中纵坐标表示当某一角度时的实际电阻数值与电位器总电阻值的百分数，横坐标是旋转角与最大旋转角的百分数图1-17 电位器旋转角与实际阻值的变化关系X型电位器，其阻值变化与转角成直线关系，也就是电阻体上导电物质的分部是均匀的，所以单位长度的阻值相等它适用于一些要求均匀调节的场合，如分压器、偏流调整等电路Z型电位器在开始转动时阻值变化较小而在转角接近最大转角一端时，阻值的变化就比较显著，适合与音量控制电路，因为人耳对较小的声音稍有增加时，感觉很灵敏，但声音大到某一值后，即使声音功率有了较大的增加，人耳的感觉却变化不大因此，采用这种电位器作音量控制，可获得音量与电位器转角近似于线性的关系D型电位器的阻值变化与Z型正好相反，它在开始转动时阻值变化很大，而在转角接近最大值附近时，阻值变化就比较缓慢它适用于音量控制等电路1.2.2 特殊电阻器及其在汽车上的应用1。