汽车电工电子技术_最新电子教材(全套)
感情故事-
汽车电工电子技术
内容简介
《汽车电工电子技术》是汽车电器维修专业学生的一门必修的
专业技术基础课，主要包括
直流电路、电工测量、三相交流电路、磁场与磁路、直流电机
的工作原理及结构、整流电路、
数字电路、汽车电路识图，共
9
个任务。
本书可供中等职业院校汽车运用技术专业教学使用，也可作为相关行业岗位培训或自学
用书，同时可供汽车维修人员学习参考。
序
言
当今的汽车技术性能正在朝着更加安全、环保和节能的方向发
展，电工电子技术在汽车
上的应用越来越广泛，电工电子装备在车辆中所占的比重也越来
越大，这就要求现代汽车的使
用、维护与检测人员应当向着机电复合型人才的方向发展。
因此，汽车电工电子技术是中职院
校汽车电器维修专业的一门重要的必修技术基础课程。
通过本课程的学习，可使学生掌握基本的
汽车电工电子技术理论和技能。
本教材从先进的职业教育理念出发，坚持“以就业为导向，以全面素质为基础
，以能力为
本位”的宗旨，从专业课的角度出发，对本教材框架进行构建。全书共分八个
学习任务，
主要
内容包括：直流电路
、电工测量、三项交流电、磁场与磁路、直流电机的工作原理及结构、整流
电路、数字电
路、汽车电路识图。本教材以电工、电子基础知识与汽车专业知识相结合作为出发
点，力
求有较宽的覆盖面来容纳较大的信息量，力求理论深度适中，强化实用技能。
本教材图文并茂，深入浅出，语言通俗易懂，便于学生自学；以“必需、够用”为度，
注以专业课所需要的内容为依据重基础，强调实用，合理选择教材内容，
旨在培养汽车运用与
维修专业学生分析实际问题的基本方法与能力，同时培养学生理论与
实际相结合的能力，
为后
续专业化方
向课程学习作前期准备。
目
录
任务一
直流电路
........................
.......................
1
一、常用材料
..........
......................................
1
二、电路和电路图
............................................
8
任务二
电工测量
............
.................................
17
一、
MF
—
47
型万用表面板结构
................................
17
二、表头
............
.......................................
17
三、表盘
................................................ ...
18
四、换挡开关及使用须知
.....................................
18
任务三
三相交流电路
..........
...............................
22
一、三相交流电
.........
....................................
22
二、三相绕组的联接
.......
..................................
23
三、三相负载的联接方法
.....................................
25
任务四
磁场与磁路
...........
................................
27
一、磁路的基本概念
.......
..................................
27
二、变压器
...........
......................................
32
任务五
直流电机的工作原理及结构
.............................
34
一、直流发电机工作原理
.....................................
34
二、直流电动机工作原理
.....................................
35
三、直流电机的基本结构
.....................................
38
四、励磁方式
..............................................
.
42
任务六
整流电路
............
.................................
44
一、单相半波整流电路
.......................................
44
二、单向桥式整流电路
.......................................
46
任务七
放大电路基础
..........
...............................
48
一、三极管放大电路原理
.....................................
48
二、电压传输特性和静态工作点
...............................
50
任务八
数字电路
............
.................................
53
一、二极管
...........
......................................
53
二、数字电路基础知识
.......................................
56
三、基本逻辑门电路
.........................................
58
四、组合逻辑门电路
.........................................
62
五、触发器
< br>............................................... ..
63
六、数字电路在汽车电子电路中的应用
.........................
66
七、
555
电路及其应用
.......................................
67
八、
D/A
转换器
.............................................
69
任务九
汽车电路识图
..........
...............................
71
一、全车线路的连接原则
.....................................
71
二、全车线路的连接基本要求
.................................
72
三、掌握全车线路的步骤
.....................................
72
任务一
直流电路
一、常用材料
1.
电
阻概述
（
1
）
电阻
电阻器简称为电阻，是一种最基
本、最常用的电子元件。由于制造材料和结构不同，电
阻
有许多
种，常见的有：
碳膜电阻器、金属膜电阻、有机实芯电阻、线绕电阻、固定抽头
电阻。
可变电阻、滑线式变阻、片状电阻
等等。在业余电子制作中一般常用
碳膜或金属膜
电阻。
图
1-1
电阻种类
（
2
）
电阻的图文符号
< br>电阻器的文字符号为“
R
”，图形符号如图
1-2
所示。
图
1-2
电阻的图文符号
1
汽车电工电子技术
（
3
）
电阻的主要参数
< br>电阻的主要参数有
阻值
和
额定功
率
两项。电阻值简
称阻值，基本单位是欧姆，简称欧（
Ω
）
。常用单位还有
千
欧（
K
Ω
）和兆欧（
< br>M
Ω
）
。
它们之间的换算关系是：
1M
Ω<
/p>
＝
1000K
Ω
，
1K
Ω
＝
1000
Ω
。电阻上阻值的标示方法有多种：常用直标法，
如
5.1
Ω
的电阻上印有“5.1”或“5R1”字样；
6.8K
Ω
的电阻上印有“6.8K”或
6K8”字样。
图
1-3
电阻的主要参数
2.
电
位器
电位
器是一种最常用的可调电子元件。电位器的文字符号为“
RP
”
，
图
1-4
（
a
）为电位
器一般符号，图
1-4
（
b
）为带开关电位器的符号。
图
1-4
电位器
各类电器（如图
1-5
所示）都离不开保险元件。它们接在电路中，当电路出现过压、过
流和过热
等不正常情况时，保险元件就会发挥作用，从而保护整体或局部电路的安全。
图
1-5
电位器种类
2
直流电路
3.
保
险元件的分类
过流保护元件：熔断丝。
过压保护元件：压敏电阻。
过热保护元件：温度保险丝。
1
4.
熔
断器
熔断
器是电路中最简单、最常用的保险元件。它的核心部分是熔体（俗称保险丝）
，它
串联在被保护电器或电路的前面，当电路或设备过载或短路时，大电流就会将保险元件熔断，<
/p>
切断电源，从而起到保护电器的作用。需特别强调的是，作为电
器设备的使用者和维修者，
不
管在任
何条件下都不能随意加大保险丝的容量，甚至用铜丝来取代保险丝，以防止大的事故发生。
随着科学技术发展的需要，熔断器的种类越来越多，结构形式也越来越多样化。下面做一简单的
介绍。
①保险管
这种保险丝价格低廉，使用方便，额定电流主要有
0.5A
、
0.75A
、
l.0A
、
1.50A
、
2.0A
、
2.5A
、
3.0A
、
4.0
A
、
5.0A
、
6.0A
、
8.0A
和
10A
等规格，尺寸规格主要有
18mm<
/p>
、
20mm
、
3
0mm
，
熔断管座用胶水或塑料制成，有插入式和螺旋式两种结构。如图
1-6
所示。
图
1-6
熔断器
②集成电路过流保护管
集成电路过流保护管其文字符号通常用
ICP
来表示，
ICP
的外形如
同普通塑料封装的小功率三极管如图所示，但只有
2
个引脚，使用时一
般直
接焊接在电路板上。它的主要特点就是熔断时间短，适用于要求快速
切断电路的场合。需
要特别说明的是，一般普通熔断器都属于低速熔断器，
从电路过流到熔断丝熔断所需的时
间太长（毫秒级）
，在此期间负载中
的半导体元件早已损坏（微
秒级）
。因此，为保护电路，就应采
用快速保护元件。若
ICP
损坏了，一般不能用普通熔断器代替。
③延迟型保险丝
图
1-7
集成电路过流保护管
彩色电视机保险
丝管是一种有延迟作用的专用保险管，它的工作原理如下：彩色电视机
消磁电路如图
1-8
所示，在交流电源上串联一个消磁电阻
TH901
（热敏电阻）和消磁线圈
3
汽车电工电子技术
LD
，当热敏电阻未接通电源时，一般为
20
Ω
左右的低电阻值。当开关接通后，由于电流通
过，自身发热，阻值急剧升高，电路电流急剧下降。利用这种性质，使在电源开关接通时有较大
< br>的消磁电流流过消磁线圈，以产生足够大的磁通，在数秒钟内，电流逐渐减小，完成给彩管消磁的
任务。另外，当开关接通瞬间，有电流通过
C
，因此在电视机开机瞬间产生了大于正常工作电流
几倍的浪涌电
流，若电路保险丝的取值以正常工作电流值来考虑，那么在开机时就可能被浪涌
电流冲断
。保险丝若以浪涌电流为参照，那么就不能起到正常的保护作用
，故而
< br>延迟型保险
丝应运而生。延迟型保险丝的特点是能承受短时间大电流（浪涌电流）
的冲击，而在电流过
载超过一定时限
后又能可靠地熔断。延迟型保险丝的规格主要有
1.6A
、
2A
、
2.5A
、
3.15A
、
4A
。延迟型保险丝常在电流规格之前加字母
T
，如
T2A
、
T3.15A
等，
这可以区别于普通
熔丝，更换彩色电视机保险丝时要务必注意。
④修复型保险丝
图
1-8
彩色电视机消磁电路
可修复型保险丝
电阻的内部结构如图所示。当电流达到限额时，低熔焊点熔化，弹簧迅
速弹升后切断电路
，从而起到保险丝的作用。修复时只要再用低熔焊丝焊上即可。如果把电阻
体并联在一根
短路线上，则成为可修复型保险丝。
图
1-9
修复型保险丝
4
直流电路
⑤可恢复保险丝
1
可恢复保险丝（聚合开关）是一种高分子
PTC
（正温度系数热敏电阻）的过流保护元
件。根据使用
场合电压、电流的不同，可分为很多规格。其外形如图
1-10
所示。
< br>可恢复保险丝的特点是：在常温下阻抗极小，相当于保险丝接通；当过流出现时，聚合
开关的温度升高，使材料内部的分子晶体排列结构扩张并转换成非晶体状，导致聚合开关阻抗急
剧上升。由于聚合开关和负载串联，通过的电流被限制在一定程度上，从而起到了保护设备的作
用。当故障排除后它又自动返回低阻状态，成为可恢复保险丝。把聚合开关、扬声器和电机线圈
相串联，可以达到保护贵重负载的目的。如果扩音机和扬声器连接不匹配，就极易损坏昂
贵的扬
声器。例如音响及电机等电路中就常常会用到可恢复保险丝。将聚合开关与扬声器
串联，当驱动
电压因故升高时，聚合开关阻抗将随之增大，使输出功率下降，从而保护了
扬声器，如图
1-10
所
示。
⑥色环熔断器
图
1-10
可恢复保险丝
色环熔断器的外形如图
1-11
所示。
识别色环熔断器的方法基本上
与识别色环电阻的方法相同：第一、二道色环为有效数
字，第三道色环为倍率，这
3
环表示的数值为熔断器额定电流的大小，其单位为
mA
。第四
道色环（宽度大约是其他色环的
2
倍）则表示熔断器的时间电流特性。
图
1-11
色环熔断器
5
汽车电工电子技术
5.
过压保护元件压敏电阻
压敏电阻器是
以氧化锌（
ZnO
）为主要材料而制成的金属——氧化物——半
导体陶瓷元
件，其外形、电路符号和伏安曲线如图
1-12
所示，其中
M
代表敏感，
Y
< br>代表电压。当电阻
器两端电压低于标称电压时，其阻值为无穷大，但当电阻器两端
电压增加到某一临界值（理
想值为标称值）时，其阻位急剧减小，故称之为压敏电阻器。
图
1-12
过压保护元件压敏电阻
（
1
）
压敏电阻器的特点
①响应速度快（几
十纳秒至几秒）
。选择好参数，能在被保险元件损坏之前启动，工作
可靠。
②安全。耐冲击电流很强，过压冲击后能迅速恢复
初始状态，使用寿命长。
③规格多。从几伏到几千伏多种规格
供选择，能广泛用于各种级别的过压保护和防雷保护。
④价格低廉。
由上述特点可知压敏电
阻器是一种很好的固态保险元件，常用于过压保护电路、消火花
电路、能量吸收回路和防
雷电路。
（
2
）
压敏电阻器的选择
①在电路正常工作时，压敏电阻器应呈断路状态。
②压敏电阻启动后，两端的电压（称为残压）应低于电路电压
的最高值。
（
3
）
压敏电阻器的应用
①应用一：如图
1-13
所示。
R
防护电源输入端的高压（雷电）侵入。
②应用二：如图
1-14
所示。
R2
、
R1
防止外线高压侵入。
R1
同时有吸收
N1
< br>电磁能量
的作用（当变压器次级负载突变时）
。
6
直流电路
1
图
1-13
压敏电阻器的应用
（
1<
/p>
）
6.
温度保险丝
图
1-14
压敏电阻器的应用
（
2
）
温度保险丝由铅、锡和秘等受热易熔化的合金制成。将它串联
在电热器件电路中，当电
热器件温度过高时，电源由于温度保险丝受热熔化而被切断。<
/p>
如图
1-15
所示为较常见的温度保险丝。保险丝上放有重物，使
得保险丝在受热熔化时
易断。色点表示温度保险丝的熔化温度，一般在
< br>
80
～
230
℃，例如黑色代表
100
℃
，本色代
表
110
℃，红色代表
120
℃，绿色代表
130
℃，黄色代表
150
℃。
图
1-15
温度保险丝
温度保险丝通常安装在易
发热的电子整机的变压器、功率管上。例如电吹风、电饭锅和
电钻等。图为温度保险丝（
温度熔断器）应用示例，如图
1-16
所示。
图
1-16
温度保险丝的应用
7
汽车电工电子技术
二、电路和电路图
1.
电
路的组成
任何一个完整的电路都是由电源、用电设备、
导线、控制装置等组成，如图
1-17
所示为一简易的
照明电路图。
2.
电
路中各部分元件的作用及表示方法
图
1-17
简明照明电路
（
1
）
电源：是供应电能的装置，它把其他形式的能量转换为电能。如发电机、蓄电池，
它们把机械能和化学能转换成电能。
（
2
）
用电设备：也可称之为负载，它将电能转换成其他形式能量的装置。负载按性质
可分为电阻元件、电感元件和电容元件三种。如汽车灯泡、起动机电机等。
（
3
）
导线：将电气设备和元器件按一定方式连接起来，提供电流的通断。
（
4
）
控制装置：用于控制电路中电流的通断。如汽车电路中的各种电器开关、继电器、熔
断器等。
3.
电
路图
实际
电路的连接方式是用电路图来表示的，电路图中的设备或元件，采用国家统一规定
的电工
常用元件及符号，如图
1-18
、
1-19
所示。
8
直流电路
1
图
1-18
电工常用元件及符号（
1
）
图
1-19
电工常见元件及符号（
2
）
在画图时一定要画准确，如电池中的正、负极应该用长短不
同的线加以区别；表示电池
组的虚线不能少；交叉相连接的导线中“点”号不能少等。<
/p>
以基本照明电路为例，其实际元件及基本电路图如图
1-20
所示：
（
a
）实际元件图
( b
)
基本电路图
图
1-20
基本照明电路
9
汽车电工电子技术
4.
电
路的工作状态
（
1
）
电路所处的状态可分为三种：通路、断路和短路。
①通路：电路里有电流通过，电路处在处处连通的状态，称为
通路。如图
1-21
所示。
图
1-21
通路电路图
②断路：电路中某处断开
了，电路不再闭合，电路中就没有电流了。图
1-22
中的三种
情况都是断路
。
< br>
图
1-22
断
路
③短路：电路处在不正常（电流不经过用电器）的通路工作状态叫短路。例如，用一根
导线把小灯泡的两端连起来，如图
1-23
所示。由于导
线的电阻值比小灯泡小
很多很多，而电流是专拣阻力小
的地方走，所以绝大多数电流都通过导线，完成回路，<
/p>
而流过小灯泡的电流极少。这种不正常的工作状态叫短路
现象，此时小灯泡不发光，而导线中因流过大量的电流会
产生很大的热
量，电源也会损坏。
图
1-23
短
路
10
直流电路
（
2
）
从电路的连接形式上可分为串联电路和并联电路。
1
①串联电路：把电路元件逐个顺
次连接起来的方法叫串联，用串联的方法连接成的电路为
串联电路，图
< br>
1-24
中，
EL1
和
EL2
就是串联起来接在电路中的，所以图
1-24
就叫串联电路。
②并联电路：把电路元件并列接在电路两点间的方法叫并联，用并联方法连接成的电路叫并
联电路。图
1-25
中，
EL1
和
EL2
就是并联在电源两端的，所以图
1-25
电路叫并联电路。
在串联电路中如果想断开开关熄灭一盏灯，另一盏灯也会同时被熄灭。在非联电路中，
EL1
和
EL2
都可以分别用开关控制。在两盏灯都亮时，如断开开关
SA1
，灯
EL1
熄灭，灯
EL2
仍可以照常点亮，反之也是一样。
图
1-24
串联电路
2.
电
流
图
1-25
并联电路
像水管中的水沿着一定方向
移动，水管中就有了水流一样，在导体中电荷沿着一定方向
移动，导体中就有了电流。所
以我们把
电荷的定向移动叫电流
。
<
/p>
导体中有电流流动时，可能是正电荷在移动，也可能是负电荷在移动。
19
世纪初，科
学家在规定电流方向的时候，还不了解各
种导体
中是什么电荷在移动，当时就把正电荷定向移动的
方向规定为电流的方向。这个规定一直延续到今天。
按照这个规定，
我们可以从图
1-26
中看出，当
开
关闭合时，电流是从电源的正极流出，
经过用
电器（小灯泡）
，流到电源负极。
< br>
图
1-26
电
流
11
汽车电工电子技术
电流的大小用电流强度（简称电流）
来度量，每秒种通过导体横截面的电量越多，电流
强度就越大。电流强度用符号“
I
”表示。电流强度的单位是安培，简称安，用符号“
A
”
表示。安培是一个较大的单位，比安培小的单位
有毫安（
mA
）
。微安（
uA
）
。
它们之间的换算关系：
1A
＝
1000mA
lmA
＝
1000uA
A
－”。按所测电流
测量电路中电流
的大小可用电流表。电流表在电路中的符号是“－○
的大小又分为毫安表和微安表（在电
子技术中通常用一块万用表通过转换开关起到以上三种
电表的作用）
。
在使用电流表时，一定要把电流表串联在被测电路中，
如要测量流过小灯泡的电流，图
1-27
的连接是正确的，图
1-28
的连接是错误的，有可能造成电流表损坏。
图
1-27
电流串联连接方式—正确
图
1-28
电流串联连接方式—错误
在使用直流
电流表时，一定要注意“＋”、“－”接线柱不能接反，如图
1-27
所示，电
流表“＋”接线柱
一定要靠近电源正极，“－”接线柱要靠近电源负极。总之，使被测量的
电流从电流表“
正极”接线柱流入，“负极”接线柱流出。
在使用电流表时还
要注意以下两点：一是被测电流不得超过电流表的量程，若不知被测
电流大小，应先选用
电流表最大量程，进行试触（即把开关快速接通后就断开）
，如果表针偏
转较小，再换用较小的量程；二是绝对不允许把电流表直接接在电源的两极上，否则有可能烧
坏电流表。
电流表的读数方法：根据所选电流表的量
数值。如图
1-29
所示，电流表有
0
～
0.6A
和
0
～
3A
两个量程，如选用
0
～
0.6A
这
个
量
程
（
用
“
－
”
和“
0.6A
”两个接线柱）
此时可看刻度线下边的
一行数字，即满度为
0.6A
的一行，整个刻度线
程（档位）确定表盘刻度线的最小分度代表的
分了
30
个小格，则每个小格表示
0.02A
。若此
时表针停在图
1-29
所示位置，则表针所示读数
图
1-29
电流表
12
直流电路
为
0.26A
。
常见电流有三种：直流、交流和脉动直流。
电流强度和方向不随时间变化的电流叫直流。
电流强度和方向随时间呈周期性变化的电流叫交流。
电流方向不随时间变化而电流强度随时间变化的电流叫脉动直流。
这
三种电流的波形图分别如图
1-30
（
a
）
、
（
b
）
、
（
c
）所示。
1
图
1-30
电流的波形图
3.
电
压
在谈电压的产生以前，我们先拿水压的产生做个比喻，如图
1-31
所示。左边水泵从水
池中把水抽到
A
处，这时
A
点的水位就高于了水面
B
点的水位，由于有了水位差就有了水
压，当打开阀门
Y
时，水就从
A
点流到
B
点形成了水流。在水流带动下，右边水轮机就可
以转动了。
图
1-31
水
压图
图
1-32
电压图
电位与水位的意思相近。在图
1-32
的电路中，由于电池的作用，电源的正极（
A
点）
13
汽车电工电子技术
电位（势）高，负极（
B
点）电位（
势）低，这样在闭合电路里就产生了电流，电流流过小灯
泡时，小灯泡就发光。我们把<
/p>
A
、
B
两点的电位（势）
差就
（两点之间的电位差
）
叫电压
。电
压用符号“
U
”表示。电压的单位是伏特，简称伏，用符号“
V
”表示。此外还有千伏（
KV
）
、
毫伏
（
mV
）
、微伏（
uV
）<
/p>
。
它们之间的换算关系：
1KV
＝
1000V
1V
＝
1000mV
lmV
＝
1000uV
一节干电池的电压是
1.5V
，
1
号、
2
号、
4
号、
5
号、
7
号干电
池的电压都是
1.5V
，只不过在相同时放电电流时，
1
号电池比其它
电池使用的时间长。如两节
1.
5V
电池串联（图
1-33
）
，串联后电池
组正、负极间的电压等于每节干电池
电压之和即
3V
。
图
1-33
电池串联
如两节
1.
5V
电池并联（图
1-34
）
，并联后的电压仍旧是
1.
5V
。一节铅蓄电池的电压是
<
/p>
2V
，一块电子表上用的氧化银钮扣电池为
1.5V
。
图
1-34
电池并联
平时我们家庭
照明或家用电器用的电源是由发电厂发出经变电站供给的，它是一种城市
共用的电源，所
以叫市电，市电是一种交流电。我们平时所说的市电电压是
220V
，指的是
14
直流电路
交流电的有效值。所谓交流
电的有效值，是指在两个相同的电器上，分别通以交流电和直流电，
如果在同一时间内它
们产生的热量相等，就认为直流电的电压（或电流）
值就是交流电的电
< br>压（或电流）的有效值。
有效值（
U
有效）和最大值（
Um
）之间的关系是：
U
有效＝
Um
／
1.414
≈
0.707Um
Um
＝
U
有
效×
1.414
≈
1.4U
有效
市电的频率是
50
赫兹（
Hz
）
，
1
H
z
就是
1
秒钟刚好产生
1
个完整交流电波形。图
1-35
中，在
1
秒钟内有两个交变电流的波形产生，我们说这个交变电流的频率就是
2Hz
。
1
图
1-35
交流点波形
测量电路两端
的电压用电压表。电压表在电路中的符号用“－
V
○
－”表示。每种电压表
也有一定的测量范围。在测量电压时要把电压表并联
在被测电路两端。如要测量图
1-36
中
小灯泡
EL1
两端的电压，就要把电压表并联在小灯泡
EL1
两端，而且要注意电压表的正、
负接线柱不要接错。在使用电压表时还要注意被测电压的数值不得超过电压表的最大量程。
图
1-36
电压表
15
汽车电工电子技术
4.
电
阻
当电流
流过导线、用电器等导电体时，由于电子在导体中移动时会遇到的阻力，我们把
电流在流
动时遇到的阻力叫电阻，用符号“
R
”表示。电阻的单位是欧姆
（简称欧）
，用希
腊字母“
Ω
”表示。此外还有千欧（
K
Ω
< br>）
、兆欧（
M
Ω
）
。
它们之间的换算关系：
1M
Ω
＝
10
00K
Ω
1K
Ω
＝
1000
Ω
在一般电路中，我们总选用
电阻较小的铜、铝等做导线，
我们把它们叫做导体。
如果
某
些物质对电流的阻力特别大，我们就把它们叫做绝缘体
，如橡胶、塑
料、纱线、玻璃、陶
瓷、云母、涤纶等。
导电性能介于导体与绝
缘体之间的叫半导体
，如锗、硅、硒等。
导体的电阻大小与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。
16
任务二
电工测量
万用表是维修中不可缺少的
测试仪表，根据所应用的测量原理和测量结果显示方式的不
同，又分为模拟式万用表和数
字式万用表两大类。模拟万用表是先通过一定的测量机构将被测
的模拟电量转换成电流信
号，再由电流信号驱动表头指针偏转，从表头的刻度盘上即可读出被测
量的值。
MF
—
47
型指针式万用表就属于模拟式万用表。
一、
MF
—
47
型万用表面板结构
该型万用表面板外形结构可以通过实物（如图
2-1
所示）首先找出：
表盘；指针；刻度线；欧姆调零旋钮；档位；交直流
2500V
插孔；直流
5A
插孔；机械
调零螺钉；晶体管测
试插孔；转换开关；红表笔插孔；公共端插孔。
图
2-1 MF-47
型万用表面板结构
二、表头
表头，简单地讲就是指驱动指钉偏转的系统。
MF
—
47
型万用表的表头是一只高灵敏度
的磁电式直
流电流表。
提示：
万用表的主要性能指标取决于表头性能，表头灵敏度越高，内阻越大，
< br>
则万用表性能越好。
17
汽车电工电子技术
三、表盘
表盘上共有
6
条标度尺和多种测量项目，如由上向下依次为：
①电阻标度尺；②交、直流电压及直流电流标度尺；③反射镜；④三极管共射极放大倍数标
度尺；⑤电容容量标度尺；⑥电感系标度尺；⑦电平标度尺。表盘上还附有一些字母、数字等符
号。其含义如水平放置使用、磁电系整流式仪表、绝缘强度式压
<
/p>
6kV
、仪表生产批准文号等我们
了解以
下即可。
图
2-2
表
盘
四、换挡开关及使用须知
转换开关各种挡位设置如图
2-3
所示：
1.
换挡开关注意事项
（
1
）
使用前应仔细阅读说明书。
（
2
）
使用前，检查表头指针是否处于零位。若不在零位，则应调整机械调
零旋钮，
使
其指针在零位。
（
3
）
测量前，根据被测量的种类和大小，把转换开关置于合适的位置。量程的选择，
应使指针接近刻度尺满刻度的三分之二左右。
（
4
）
对有反射镜的表盘，读数时应使指针与镜中的影像相重合，以减少读数误差。
（
5
）
测量完毕，应将转换开关置于交流电压最高档，防止再次使用时不慎损坏表头。
（
6
）
万用表应在干燥、无震动、无强磁场、环境温度适宜的条件下使用。
18
电工测量
2
2.
换挡开关各档使用须知
图
2-3
转换档位
（
1
）
直流电流的测量方法与注意事项
直流电流的测量范围为
0
～
5mA
和
0
～
5A
（专用插孔）共六个挡位。
①测量时，将转换开关置于相应的直流电量程挡。
②测量时，万用表一定要与被测电路串联。
< br>③注意表笔的极性，被测电流经红表笔流入万用表，从黑表笔流出。试触中，若事先不知
< br>被测点电流的方向，可采用试触的方法来确定若指针向右偏，说明红黑表笔接法正确；若指针向
< p>左偏，说明红黑表笔接反了，交换两表笔即可。
（
2
）
直流电压的测量方法与注意事项
直流电压的测量范围为
0
～
1000V
和
0
～
2500V
（专用插孔）共八个挡位。
<
/p>
①测量时，将转换开关置于相应的直流电压量程挡。若误用交流电压挡，读数将会出现误<
/p>
差，或为零；若误用电流档或电阻挡，会造成指针打弯或烧坏表头的后果。
②将表笔并联在被测电路的两端，且红表笔接高电位端，黑表笔接低电位端，
否则容易撞
弯指针。若事先不知道被测处电位的高低，可参照直流电流的测量与
注意事项③进行。
③养成单手操作习惯在黑笔
上连接一个夹子，测量时先将黑表笔夹在被测电
路公共接地端，单手拿红表笔进行测量。
④表盘上一般都标明使用频率范围，一般在
< br>45
～
1000Hz
，若被测交
流电频率超过此范
围，将会产生较大误差，此时数据仅为参考。
19
汽车电工电子技术
⑤表盘上刻度尺是按正弦交流电的有效值来刻度的。若被测值
不是交流电的正弦量，将
会产生较大误差。
（
3
）
交流电压的测量方法与注意事项
交流电压的测量范围为
0
～
1000V
和
0
～
2500V
（专用插孔）共六个挡位。
<
/p>
①测量前，必须将转换开关置于相应的电压量程挡（若误用其它挡位，轻则损坏表针，
重则烧坏表头）
②测量时，将表笔并联在被测电路两端。
③禁止在测量过程中转动转换开关以免测量高电压时产生电弧而烧坏转换开关触点
（
4
）
电阻的测量与注意事项
电阻测量的倍
率挡分为×
1
、×
10
、×
100
、×
1k
、×
10k
。共五挡。转换开关置于
R
×
1
挡时，应在标度尺直接读取数据。置于其他挡位时，应乘以相应倍率。
①禁止在被测电阻带电的情况下测量，以免产生测量误差及损坏表头。
②测量阻值时，直接将表笔跨接在被测电阻两端（不用区
分正负表笔）
。电阻的好坏可
用万用表的电阻挡检测。检测时，
首先根据电阻阻值的大小，将万用表上的挡位旋钮转到适
当的
Ω
挡位。然后将两表笔互相短接，转动“调零”旋钮使表针指向电阻刻度的“
0
”位（满度）
。
电阻的测量需将万用表两表笔（不分正、负）
分别与电阻的两端引线相
接，表针应指在
相应位置上。
图
2-4
电阻测量
③测量前或每次更换倍率挡
时，都应重新调整欧姆零点。停止测量时不要使两支表笔相
接触，以免短路而空耗表内电
池。
④合理选择适当的倍率挡，使指针偏转到标度尺的中心附
近（尽量使指针偏在偏满的
1
／<
/p>
3
～
2
／
3
之间为佳）
，提高测量数据的准确性。
20
电工测量
⑤禁止用手同时接触被测电
阻两端，以免由于人体电阻的接入使读数变小，造成测量误
差。
⑥测站热敏电阻阻值时，由于电流的热效应，会改变其阻值，故读数仅供参考
。
（
5
）
晶体管共发射极直流电流放大系数的测量
2
将转换开关置于
hFE
挡，把被测晶体管插入专门插孔进行测量。
（
6
）
电平测量此功能用于测量电信号的增益或衰减。测量方法与交流电压的测量方法
相同。测量结果应等于读数与所用交流电压挡的分贝修正值之和。
21
任务三
三相交流电路
工业及民用交流电的产生、输送、分配几乎全部采用三相制。
一、三相交流电
三相交流电动势是由三相交流发电机产生的。图
3-1
是三相交流发电机的原理示意图。
三组完全相同的线圈
U
1
-U
2
，
V
1
- V
2
，
W
1
-W
2
（定子电枢绕组）放置在彼此间隔
120
°的发电
机定子铁心凹槽里固定不动。转子铁心上绕有励磁绕组，通人
直流电后产生磁场，该磁场磁感
应强度在定子与转子之间的气隙中按正弦规律分布。当转
子由原动机带动，并以角速度
ω
匀
速
顺时针旋转时，每个定子绕组（称相）
依次切割磁力线产生频
率相同、幅值相同的正弦电动势
eU
、
eV
、
eW
，但相位角依次相差
120°
，以
U
相为参考表示为：
图
3-1
三相交流发电机的原理示意图
1-
定子绕组
2-
定子铁心
3-
磁极（转子）
4-
励磁绕组
22
三相交流电路
用相量表示：
3
（
a
）波形图
（
b
）相量图
图
3-2
三相电动势的正弦波形图及相量图
波形图和相量图如图
3-2
所示，三相交流电达到最大值的先后顺序称为相序，图中的相序
为
U
—
V
—
W
。
三相电动势的幅值相等，频率相同，彼此间的相位差也相等，这种电动势称为对称电动
势。显然他们的瞬时值之和或相量之和均为
0
。
二、三相绕组的联接
通常用到的发电机三相绕组的接法通常如图（
3-3a
）所示，即将三个末端联在一起，这
一连接点
称为中点或零点，用
N
表示。这种联接方法称为星形连接。从中点引出的导线
称为中线，从始端
A
、
B
、
C
引出的三根导线
L
< br>1
、
L
2
、
L
3
称为相线或端线，俗称火线。
23
汽车电工电子技术
（
a
）
发电机三相绕组的接法；
（
b
）发电机三相电压相量图
图
< br> 3-3
发电机的星形连接及其电压相量图
在图（
3-3a
）中，每相始端与末端间的电压
，亦即火线与中线间的电压，称为相电压，
其有效值用
U
A
、
U
B
、
U
c
或一般地用
U
P
表示。
而任意两始端间的电压，亦即两火线间的电
压，称为线电压，其有效值用
U
AB
、
< br>U
BC
、
U
CA
或一般地用
U
l
表示。
各项电动势的正方向，如前所
述，选定为自绕组的末端指向始端，相电压的正方向选定
为自末端指向始端（中点）
；线电压的正方向，例如
U
A
B
是指
A
端指向
B
端，即端线
L
1
与
L
2
之间的电压。
当发电机的绕组联成星
形时，相电压和线电压显然是不相等的。现在来确定它们之间的
关系，在图（
3-3b
）中，
A
、
B
两点间的电压的瞬时值等于
A
相电压和
B
相电压之差，即
U
AB
＝
U
< br>A
－
U
B
同理得到
U
BC
＝
U
B
－
U
c
U
CA
＝
U<
/p>
c
－
U
A
由于发电机绕组上的内阻抗电压降低与相电压比较是很小的，可以忽
略不计。于是相电
压和对应的电动势基本上相等，因此可以认为相电压同电动势一样，也
是对称的，故由相电压
而得出的线电压也是对称的，在相位上比相应的相电压越前
30°。
至于线电压和相电压在大小上的关系也很容易从相量图上得出
U
l
＝
U
P
cos30°
＝
U
P
由此得
U
l
＝
U
P
发电机
（或变压器）的绕组在联成星形时，可引出四根导线（三相四线制）
，这样就有
可能给予负载两种电压。通常在低压配电系统中相电压为
220V
，线电压为
380V
。
24
三相交流电路
发电机（或变压器）的绕组在联成星形时，不一定都引出中线。
3
三、三相负载的联接方法
日常使用的各种电器根据其特点可分为单相负载和三相负载两大类。照明灯、电扇、电
烙铁和单相电动机等都属于单相负载。三相交流电动机、三相电炉等三相用电器属于三相负载。
另外分别接在各相电路上的三组单相用电器也可以组成三相负载。三相负载的阻抗相同
（数值相等，性质一样）则称为三相对称负载，反之称为不对称负载
。三相负载有
Y
形和
△形两种联接方法，各有其特点
，适用于不同的场合，应注意不要搞错，否则会酿成事故。
1.
三相对称负载的
Y
形联接
该电路的基本联接方法（如图
3-4
a
）所示，三相交流电源（变压器输出或交流发电机输
出）有三
根火线接头
A
、
B
、
C
，一根中性线接头
N
。火线与中性线之间的相电压为
<
/p>
220V
。
对于三相对称负载，只需接三
根火线，中性线悬空得到图
3-4b
）
。
图
3-4
对成负载的
Y
联接
该电路具有如下特点：
①由于三相负
载对称，在三相对称电压的作用下负载中的三相电流也是对称的，而三相
对称电流的和为
零（矢量和）
，所以不需接中线，三相电流依靠端线和负载互成回路。由于
电路是对称的，故电路的计算可以简化为单相电路的计算。
②各相负载承受的电压为电源的相电压，大小为
220V
。
③各相负载的线电流
I
l
与相电流
I
p
相等，
即：
I
l
＝
I
p
＝
U
P
／
Z
P
，式中
Z
P
为每相负载
阻抗。
④各相支路中电压与电流的相位差相等，大小为
φ
P
＝
cos
-1
R
／
Z
。
⑤各相负载取用的功率相等，电路的总功率为
P
＝
3
U
P
I
P
cos
φ
P
。
2.
三相不对称负载的
Y
形联接
工程实际使用中遇到的问题是
将许多单相负载分成容量大致相等的三相，分别接到三相
电源上，这样构成的三相负载通
常是不对称的。对于这种电路，需要使用三相四线制，如图
（
3-4a
）所示。
25
汽车电工电子技术
该电路具有如下特点：
由于三相负载不对称，三相电流也不对称，其三相电流的和不为零，必须引一根中线供
电流不对称部分流过，即必须用三相四线制。
由于
中性线的作用，电路构成了相互独立的回路。不论负载有无变动，各相负载承受的
电源相
电压不变，从而保证了各相负载的正常工作。
如果没有中线，
或者中线断开了，虽然电源的线电压不变，但各相负载承受的电压不再对
称。有的相电压
增高了，有的相电压降低了。这样不但使负载不能正常工作，有时还会造成事故。
一般情况下，中线电流小于端线电流，通常取中线的横截面积小于端线的横截面积。
通过分析得到，三相不对称负载的各相支路的计算需要分别进行。
26
任务四
磁场与磁路
变化的电流能产生磁场，
磁场在一定条件下又能产生电流，二者密不可分，许多电气设
备的工作原理是基于电磁的
相互作用，如变压器、电机、电磁铁、电工测量仪表以及其他各种
铁磁元件，不仅有电路
的问题，同时还有磁路的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，
才能对各种电工
设备的工作原理作全面的分析。
与流经电路中的电流同理，流
经磁路的磁通也遵循一定的规律，如磁路的欧姆定律等。
磁路问题是局限于一定路径内的
磁场问题，因此磁场的各个基本物理量也适用于磁路。磁路主
要是由具有良好导磁能力的
材料构成的，本章将对这种导磁材料的磁性能加以讨论。磁路和电路
是相关联的，还将研
究磁路和电路的关系以及磁和电的关系。
通过以上的基本概念
学习后，还会对分析与计算磁路的基本方法加以讨论，最后，会讨
论变压器及电磁铁等应
用实例。
一、磁路的基本概念
为了更好地理解磁场的基本性质，掌握磁场的特性，我们可用
下列几个在物理学中学过
的基本物理量来表示，对此我们做一复习。
1.
磁场的基本物理量
（
1
）
磁感应强度
B
磁感应强度是用来描述磁场内某点磁场强弱和方向的物理量，是一个矢量。它与电流（电
流产生磁场）
之间的方向关系满足右手螺旋定则，其大小可用通电导体在磁场中某点
受到的
电磁力与导体中的电流和导体的有效长度的乘积的比值，来表示该点磁场的性质，
并称作该点
磁感应强度
B
。其数学式为：
F
B
IL
在
SI
制中，
F
表示该点电磁力的大小，
I
表示导体中的电流，
L
表示导体的有效长度。
B
的单位是特斯拉，简称特（
T
）
；以前也常用电磁制单位高斯（
Gs
）
。两者的关系是
1T=10
4
Gs
如果磁场内各点磁感应强度
B
的大小相等，方向相同，则称为均匀磁场。在均匀磁场
中，
B
的大小可用通过垂直于磁场方向的
单位截面上的磁力线来表示
。
由上式可知，一载流导体在磁场中受电磁力气作用。电磁力的大小
F
与磁感应强度
B
、
27
汽车电工电子技术
电流
I
、垂直于磁场的导体有效长度
L
成正比。其数学式为
F
BIL
sin
式中，
为磁场与导体的夹角；
B
、
F
、
I
三者的方向由左手定则确定。
若
90
，则
F
BIL
（
2
）
磁通
Φ
磁感应强度
B
（如果不是均匀磁场，则取
B
的平均值）与垂直于磁场方向的面积
S
乘
积称为该面积的磁通
Φ
，即
Φ
=BS
可见，磁感应强度在数值上
可以看成为与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，故又
称为磁通密度。
在
SI
制
中<
/p>
，
Φ
的单位是韦伯，简称韦（
Wb
）
；在工程上有时用电磁制单位麦克斯韦（<
/p>
Mx
）
。
两者的关系是
（
3
）
磁导率
μ
1
Wb
=10
8
Mx
磁导率
μ
是表示磁场媒质磁性的
物理量，也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。它与
磁场强度的乘积就等于磁感应强度
，即
B
H
直导体通电后，在周围产生磁场，在导体附近
X
点处的磁感应强度
B
X
与导体中的电流
I
、
X
点所
处的空间几何位置及磁介质的磁导率
有关。其数学式为：
B
x
H
< br>X
I
2
可见，磁场内某一
点的磁场强度
H
只与电流大小以及
该点的几何位置有关，而与磁场
媒质的磁性（
）无关，就是说在一定电流值下，同一点的磁场强度不因磁场媒质的不同而
有异
。但磁感应强度是与磁场媒质的磁性有关的。当线圈内的媒质不同时，则磁导率
不同，
在同样电流下，同一点的磁感应强度
的大小就不同，线圈内的磁通也就不同了。
自然界的物质，就
导磁性能而言，可分为铁磁物质（
μ
r
）和非铁磁物质（
大类。非铁磁物质和空气的磁导率与真空磁导率
0
r
1
）两
0
很接近，
4
<
/p>
10
7
H/m
。
任意一种物质磁导率
和真空的磁导率
0
的比值，称为该物质的相对磁导率
r
，即
28
磁场与磁路
4
u
r
u
u
0
uH
B
u
r
U
B
0
H
0
在
SI
制中，单位是亨
/
米（
H/m
）
上式表示相对磁导率就是当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度
B
与在同样电流
值下在真空中该点的
磁感应强度
B
0
之比所得的倍数。
（
4
）
磁场强度
H
磁场强度
H
是计算磁场时所引用的一个物理量，也是矢量。磁场内某点
的磁场强度的
大小等于该点磁感应强度除以该点的磁导率，即
B
H
式中，
H
的单位是安每米（
A
/m
）
，
< br>H
与物质的导磁率无关而只与电流产生的磁场有关。
上
式是安培环路定律（或称为全电流定律）的数学表示式。它是计算磁路的基本公式。
可知，
X
点的磁场强度
H
X
为
B
I
H
X
X
2
r
由上
式可知，磁场强度的大小取决于电流的大小、载流导体的形状及几何位置，而与磁介
质无
关。
2.
磁性材料的磁性能
磁性材料主要是指
铁、镍、钴及其合金而言。这些磁性材料具有下列磁性能。
（
1
）
高导磁性
磁性材料的磁导率很高，铁
磁物质的磁导率比非磁物质的要高很多，如硅钢的相对磁导率
可达
7000
之多。这就使它们具有被强烈磁化（呈现磁性）的特性。
铁磁性材料的磁化曲线可否用磁感应强度
B
随外磁场强度
H
的变化关系来表征（
由实验
结果绘成）
。如图
4-1
所示的
B
f
H
曲线。曲线大致可分为三个段：
oa
段、
ab
段和
bc
段。
oa
段为高导磁性材料段。正是
由于铁磁材料的高导磁性，许多电气
设备的线圈都绕制在铁磁性材料上，以便用小的励磁
电流（与
H
有关）产生较大的磁场
、磁
通。如变压器、电机与发电机的铁心都是高导性材料制成。以降低设备的体积与重量
。
29
汽车电工电子技术
B
B
r
－
H
H
c
c
H
O
图
4-1
磁化曲线图
图
4-2
磁滞回线
（
2
）
磁饱和性
在图
4-1
中的
ab
段，磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无
限地增强。当外磁场
（或励磁电流）
增大到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场
< br>的方向一致。这时磁化磁场的磁感应强度
B
J
即达饱和值。
（
3
）
磁滞性
在铁心线圈中通入交流电，铁
心被交变的磁场反复磁化，在电流变化一次时，磁感应强
度
B
随磁场强度
H
而变化的关系如图
4-2
所示，由图可见，当
H
已减到零值时，
B
并未回
到零值。这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁性物质的磁
滞性，由此画出的
B-H
曲线称为磁滞回线。
当线圈中电流减小到零值（即
H=<
/p>
0
）时，铁心在磁化时所获得的磁性还未完全消失。
这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度
B
r
（也叫剩磁）
，在图
4-2
中即为纵坐标
0-2
和
0-5
，永久磁铁的磁性就是由剩磁产生的。
如果要使铁心的剩磁消失，通常改变线圈中励磁电流的方向，也就是改变磁场强度
H
的方向来进行反向磁化。使
B=
0
的
H
值
（如图
3-6
中的
0-3
和
0-6
段）
称为矫顽磁力
< br>H
C
（也
叫矫顽力）
。
铁磁材料在反复磁化过程中产生的损耗称为磁
滞损耗，它是导致铁磁性材料发热的原因
之一，对电机、变压器等电气设备的运行不利。
因此，常采用磁滞损耗小的铁磁性材料作他们
的铁心。
由实验可知，不同的铁磁性材料，其磁化曲线和磁滞回线都不一样。
3.
磁性物质的分类
按磁化特性的不同，铁磁性材料可以分成三种类型。
（
1
）
软磁材料
具有较小的矫顽力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的
有铸铁、硅钢、坡莫合金及铁氧体等。铁氧体在电子技术中应用也很广泛，可做计算机的
30
磁场与磁路
磁心，磁鼓以及录音机的磁带、磁头。
（
2
）
硬磁性材料——永磁材料
4
具有较大的矫顽力，磁滞回线较
宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢、钴钢及铁镍
铝钴合金等。
< br>
（
3
）
矩磁材料
具有较小的矫顽力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性也良好。在计算机和控制
系
统中可用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体及
1J51
型铁镍合金。
4.
磁路基本定律
为了使较小的励磁电流
产生足够大的磁通（或磁感应强度）
，在电机、变压器及各种铁
磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。由于铁心的磁导率比周围空气或其他物质的磁导
率高得多，因此磁通的绝大部分经过铁心而形成一个闭合通路。这种人为造成的磁通路径，
< br>
称为
磁路。
（
1
）
安培环路定律（全电流定律）
在磁路
中，沿任意闭合路径，磁场强度的线积分等于与该闭合路径交链的电流的代数和。
即：
Hdl
I
计算电流代数和时，与绕行方向
符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。
若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致，式中
N
为线圈
匝数，则：
Hl
I
NI
（
2
）
磁路欧姆定律
设一段磁路长为
l
，磁路面积为
S
的环形线圈，磁力线均匀分布于横截面上，这时
B
、
H
与
之间的关系为
B
S
B
Hl
l
l
S
Hl
F
或
l
R
m
S
根据安培环路定律得磁路的欧姆定律。
上式中，
F
Hl
为磁动势，单位为安匝；
B
H
31
汽车电工电子技术
称为磁路的磁阻，
是表示磁路对磁通具有阻碍作用的物理量，他与磁路的几何尺寸、磁
介质的磁导率有关，
单位为
H
1
。
<
/p>
上式与电路的欧姆定律在形式上相似，所以称为磁路的欧姆定律。它是磁路进行分析与
计算所要遵循的基本定律。
因为铁磁材料
的磁导率
不是常数，它随励磁电流而变，所以铁磁材料的磁阻
是非线性
的，数值很小；空气隙的磁导率
0
很小，而且是常数，所以空气隙
中的磁阻是线性的，数
值很大。由于铁磁材料的磁阻是非线性的，因此，不能直接用上式
进行定量分析，而只能进行
定性分析。
总
结
1
、磁场的基本物理量
磁感应强度
B
：是用来描述磁场内某点磁场强弱和方向的物理量，是一个矢量。它的方
F
B
来衡量。
向由右手螺旋定则确定，其大小可用
lI
磁通
：磁场中垂直穿过某截面
S
的磁感线总数，即
BS
接近，
4
<
/p>
10
7
H/m
。铁磁物质的磁导率很大，且不是
常数。相对磁导率为
/
。
0
r
磁导率μ：表示物质导磁能力的物理量。非铁磁物质和空气的磁导率与真空磁导率
0
很
0
磁场强度
H
：表示励磁电流在空间产生的磁化力的矢量物理量。它与磁感
应强度之间的
关系为
B
H
，这是反映磁性材料的磁化性能的基本公式。
2.
磁性材料具有高导磁性、磁饱和
性、磁滞性。磁滞会产生损耗并导致铁心发热。
3.
磁路的基本定律
安培环路定律：
Hdl
I
或
Hl
欧姆定律：
I
NI
，它是计算磁路的基本定律。
Hl
F
l
R
m
S
它用来对磁路作定性分析，一般不用来做定量计算。
二、变压器
变压器是根据电磁感应原理工作的一种常见的电气设备，在电
力系统和电子线路中应用
广泛。它的基本作用是将一种等级的交流电变换成另外一种等级
的交流电。在电力和电子线路
中，变压器独有广泛应用。
32
磁场与磁路
1.
变压器的结构和工作原理
4
变压器基本组成部分均为闭合铁心和
线圈绕组，如图
4-3
。
图
4-3
变压器的结构示意图
（
1
）
铁心。铁心构成变压器的磁路，为了减少铁损，提高磁路的导磁性能，一般由
0.35
～
0.55mm
的表面绝缘的硅钢片交错叠压而成。根据铁心的
结构不同，变压器可分为心式（小
功率）和壳式（容量较大）两种。
（
2
）
绕组。绕组即线圈，是变压器的电路部分，用绝缘导线绕制而成的，有原绕组、
副绕组之分。
与电源相联的称为原绕组（或称
初级绕组、一次绕组）
，与负载相联的称为副绕组（或
称次级绕
组、二次绕组）
（
3
）
冷却系统。由于铁心损失而使铁心发热，变压器要有冷却系统。小容量变压器采
用自冷式而中大容量的变压器采用油冷式。
2.
单相变压器的工作原理
在元绕组上接入交流电压
u
1
时，原绕组中便有电流
i
1
通过。原绕组的磁动势
i
1
N
1
产
生
的磁通绝大部分通过铁心而闭合，从而在副绕组中感应出电动势。如果副绕组接有负载
，那
么副绕组中就有电流
i
2
通过。副绕组的磁动势
i
2
N
2
也
产生磁通，其绝大部分也通过铁心而
闭合。因此，铁心中的磁通是
一个由原绕组和副绕组而在
其中感应出的电动势分别
e
1
、
e
2
。此外，原、副绕组的磁动
势还分别产生漏磁
通，从而在
各自的绕和组中分别产生漏
磁动势。如图
4-4
。
图
4-4
变压器工作原理及符号
33
任务五
直流电机的工作原理及结构
直流电机
可分为直流电动机和直流发电机两大类，其工作原理可通过直流电机的简化模
型进行说明
。
一、直流发电机工作原理
1.
直流发电机工作原理
图
5-1
为直流发电机的简化模型。图中
N
、
S
为固定不动的定子磁极，
ABCD
是
固定在
可旋转导磁圆柱体上的转子线圈，线圈的首端
a
，末端
d
连接到两个相互绝缘并可随线圈一
同转动的导电换向片上。转子
线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷实现
的，在定子与转子间有间
隙存在，称其为气隙。
图
5-1
直流发电机模型
图
5-2
原动机拖动转子旋转
34