模塊一安全用電知識1學習目標1．熟悉電的用途和種類。2．熟悉安全用電知識和安全保護措施。3．能提高用電安全意識。4．能掌握觸電事故的正確處理方法。2一、認識身邊的電1．身邊的電電是一種奇妙的東西，它在生活和工作中無處不在。許多物品都和電有關，如臺燈、電視機、電風扇、冰箱等。3汽車用電器a）起動機?b）喇叭?c）車燈?d）雨刮汽車維修設備也需要用電。例如，舉升機、電焊機、車輪動平衡儀、充電機等，如圖所示。4汽車維修設備a）舉升機?b）電焊機?c）車輪動平衡儀?d）充電機2．電的種類日常生活中，電可以分為三種：靜電、直流電和交流電。（1）靜電。靜電是一種處于靜止狀態的電荷，當電荷聚集在某個物體上時就形成了靜電。不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移稱為靜電放電。人體在干燥的環境中可能會產生靜電。例如，冬天乘車時，許多人就有被“電”過的經歷。（2）直流電。直流電的電流方向不隨時間變化（電流大小可以隨時間變化），最常見的直流電源就是各種類型的電池（如蓄電池）。（3）交流電。交流電是指電流方向隨時間周期性變化的電流，常見的交流電動機使用的就是交流電。5二、安全用電知識1．安全電壓安全電壓是指把可能加在人體上的電壓限制在某一范圍之內，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許范圍。為了使通過人體的電流不超過安全電流，我國把安全電壓的額定值分為42V、36V、24V、12V和6V五個等級。安全電壓的等級和選用見下表。67安全電壓的等級和選用2．絕緣安全用具（1）絕緣操作用具。絕緣操作用具主要用來進行帶電操作、測量和其他需要直接接觸電氣設備的特定工作。常用的絕緣操作用具有絕緣操作桿、絕緣夾鉗等，如圖所示。絕緣操作用具均由絕緣材料制成。8絕緣操作桿絕緣夾鉗正確使用絕緣操作用具，應注意以下兩點：1）絕緣操作用具本身必須具備合格的絕緣性能和機械強度。2）絕緣操作用具只能在與其絕緣性能相適應的電氣設備上使用。9（2）絕緣防護用具。絕緣防護用具能夠對可能發生的有關電氣傷害起到防護作用，主要用于對泄漏電流、接觸電壓、跨步電壓和其他接近電氣設備時存在的危險進行防護。常用的絕緣防護用具有絕緣手套、絕緣靴、絕緣墊、絕緣站臺等，如圖所示。絕緣防護用具一般不直接觸及帶電設備，只有當絕緣防護用具的絕緣強度足以承受設備的運行電壓時，才可以直接接觸運行的電氣設備。1011絕緣防護用具a）絕緣手套b）絕緣靴c）絕緣墊d）絕緣站臺3．安全用電操作知識（1）進行用電操作時，要嚴格遵守用電設備的操作規程，并定期對設備進行保養和用電安全檢查。（2）在帶電設施附近進行電工操作時，一定要保持可靠的安全距離。（3）不可在插座或燈座上接功率過大的用電器具。（4）不可用潮濕的手觸摸開關、插座、燈座等用電裝置，更不可用濕抹布揩抹電氣裝置和用電器具。12（5）絕緣安全用具的絕緣性能必須良好，并需要做定期檢查。（6）電氣系統必須設置短路、過載、漏電等保護裝置，設備一旦短路、過載或漏電，保護裝置會自動跳閘，以防止觸電或漏電。常用的漏電保護器如圖所示。（7）嚴禁利用大地作中性線。（8）當發現有人觸電時，應立即斷開電源，采取正確的搶救措施搶救觸電者。13漏電保護器4．電氣火災消防知識（1）電氣火災的發生原因。電氣火災是指由電氣原因引發燃燒而造成的災害。短路、過載、漏電等電氣事故都可能導致火災。設備自身缺陷（如絕緣層老化），施工安裝不當，電氣接觸不良，雷擊靜電引起的高溫、電弧和電火花等是導致電氣火災的直接原因。另外，電氣設備周圍存放易燃易爆物（如液化石油氣、煤氣、天然氣、汽油、柴油、酒精、棉、麻、化纖織物、木材等）是導致電氣火災的環境條件。14（2）電氣火災的防護措施。電氣火災防護的主要目的是消除隱患、保障用電安全，具體措施如下：1）對正常運行條件下可能產生電熱效應的設備（如電焊機）應采取隔熱、散熱、強迫冷卻等措施，并注重耐熱、防火材料的使用。2）合理選擇安裝位置。車身漆面烤燈、電焊設備等易引起火災的用電設備應根據需要盡量避開易燃物或易燃建筑構件。舉升機滑觸線下方不應堆放易燃物。1516易引起火災的用電設備a）車身漆面烤燈?b）電焊設備3）保持電氣設備的電壓、電流、溫升等不超過允許值，保持各導電線路連接可靠，接地良好。4）保證電氣設備的絕緣良好和清潔，并保持良好通風。5．電氣火災的撲救發生火災應立即撥打119火警電話報警。撲救電氣火災時要注意觸電危險，首先應及時切斷電源，并通知電力部門派人到現場指導和監督撲救工作。當撲救尚未確定是否斷電的電氣火災時，應選擇適當的滅火器和滅火裝置，否則有可能造成觸電事故，甚至引起更大的危害，如普通水槍射出的直流水柱和泡沫滅火器射出的導電泡沫都會破壞絕緣。1718滅火器的正確使用方法錯誤與正確的滅火方法6．觸電事故的處理（1）發現有人觸電后，應立即切斷電源。（2）立即撥打急救電話。（3）解開妨礙觸電者呼吸的緊身衣服，檢查觸電者口腔，清理口腔中的異物和分泌物，如有假牙則應取下。（4）立即就地搶救。（5）如有電燒傷傷口，包扎后應及時到醫院就診。19三、安全保護措施1．插頭與插座的保護電源插頭與插座中有三插頭和三插孔的，標有“

”或“E”標識的為接地端，標有“L”的為相線端，標有“N”的為零線端，如圖所示。20有接地保護的插頭和插座2．其他接地保護（1）過電壓保護接地。過電壓保護接地是為了消除雷擊或過電壓的危險影響而設置的接地。（2）防靜電接地。防靜電接地是為了消除生產過程中可能產生的靜電而設置的接地，如汽車安裝接地裝置。（3）屏蔽接地。屏蔽接地是為了防止電磁感應而將電力設備的金屬外殼、屏蔽罩、屏蔽線的外皮接地，如汽車電控裝置中的高壓線就有屏蔽線。213．電氣設備安全運行要求（1）必須嚴格遵守操作規程，供電時，先合上隔離開關，再合上負荷開關。切斷電路時，先斷開負荷開關，再斷開隔離開關。（2）電氣設備一般不能受潮，在潮濕場合使用時，要有防雨水和防潮措施。（3）電氣設備工作時會發熱，應有良好的通風散熱條件和防火措施。（4）所有電氣設備的金屬外殼應有可靠的保護接地或保護接零。電氣設備運行時可能會出現故障，應有短路保護、過載保護、欠壓保護、失壓保護等措施。（5）要做好電氣設備的安全運行檢查工作，對出現故障的電氣設備和線路，應及時檢修。22模塊二?直流電路基礎知識及基礎元件的測量23課題1直流電路基礎知識課題2測量儀器的使用課題1直流電路基礎知識24學習目標1．了解電流、電壓、電位、電動勢、負載、電阻、電容的概念。2．掌握電阻阻值的識讀方法，了解特殊電阻在汽車上的應用。3．掌握歐姆定律和通路、斷路、短路的特點。4．掌握串聯、并聯電路的特點，能正確完成串聯電路和并聯電路的連接。25一、直流電路相關概念1．電流電荷的定向移動形成電流，電流用符號I表示。通常規定正電荷移動的方向為電流的方向，電流為正值；負電荷（電子）移動的方向為電流的反方向，電流為負值。如圖所示為電流與電子的移動方向。電流的單位是安培（A），電流有直流（DC）和交流（AC）之分，汽車上常用的是直流電，家庭、工礦企業常用交流電。26電流與電子的移動方向2．電位在電路中任意選定一點作為參考點（即零電位點），則電路中某一點與參考點之間的電壓稱為該點的電位。電位的單位是伏特（V），常用字母V或φ表示，如Va=5V。3．電壓電場力將單位正電荷從a點移到b點所做的功，稱為a、b兩點間的電壓，用Uab表示。電壓Uab等于電路中a、b兩點間的電位差，故電壓又稱為電位差。通常規定，電壓的參考方向為高電位（“+”極性）端指向低電位（“-”極性）端，即電壓的方向為電位降低的方向。電路圖中標注的電壓方向一般都是參考方向。2728電壓的參考方向和電動勢方向a）電壓方向b）電動勢方向4．電動勢非靜電力克服電場力，將單位正電荷從電源負極經電源內部移到正極所做的功稱為電源的電動勢。電源的電動勢在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電動勢的方向規定為在電源內部由負極指向正極，如上圖b所示。電動勢的單位為伏特（V），通常用字母E表示。5．負載負載是將電能轉換成其他形式能量的裝置。如汽車中的燈泡（將電能轉換成光能和熱能）、電動機（將電能轉換成機械能）等都是負載。296．電阻（1）電阻的概念導體對電流的阻礙作用稱為該導體的電阻，用字母R表示。電阻主要用于控制和調節電路中的電流和電壓，或作為消耗電能的負載。電阻的單位為歐姆（Ω），簡稱歐。（2）電阻的分類按阻值是否可變，電阻可分為固定電阻和可變電阻（常稱為電位器）；按材料不同，可分為碳膜電阻、金屬膜電阻、繞線電阻等；按安裝方式不同，可分為插件式電阻、貼片式電阻等。各種電阻如圖所示。3031各種電阻（3）電阻的標識電阻阻值的標識方法有兩種：1）直標法。所謂直標法，就是在電阻上直接印出阻值。2）色標法。色標法即將不同顏色的色環涂在電阻上，用不同顏色色環的排列順序表示電阻的標稱值及允許誤差，電阻器色標法各種顏色的含義見下表。3233電阻器色標法各種顏色的含義（4）特殊電阻在汽車上的應用1）壓敏電阻。電阻阻值隨壓力的變化而發生變化的電阻稱為壓敏電阻。在電控汽油噴射系統中，進氣歧管壓力傳感器就采用了壓敏電阻。2）光敏電阻。光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的，光照強度越強，電阻阻值越小；光照強度越弱，電阻阻值越大。3）熱敏電阻。熱敏電阻是阻值隨溫度的變化而改變的電阻。熱敏電阻包括正溫度系數熱敏電阻（PTC）、負溫度系數熱敏電阻（NTC）以及臨界熱敏電阻（CTR）。汽車上常用負溫度系數熱敏電阻，溫度越高，電阻阻值越小。347．電容（1）電容的定義和單位電容是表示電容器儲存電荷能力的物理量，它在數值上等于將電容器的兩極板間的電壓增加1V所需的電荷量。電容的單位為法拉，用F表示。在實際應用中，用法拉作為單位太大，毫法（mF）、微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF）等單位經常被使用，其換算公式為：1F=103mF=106μF=109nF=1012pF35（2）電容器的分類按電容器的容量是否可調，分為固定電容器、可變電容器、微調電容器；按材料不同，分為電解電容器、瓷片電容器、滌綸電容器、鉭電容器等；按有無極性，分為有極性電容器和無極性電容器。常見的電容器如圖所示。36常見的電容器a）電解電容器?b）滌綸電容器?c）瓷片電容器?d）微調電容器二、歐姆定律1．部分電路歐姆定律在初中，我們曾學習過歐姆定律，其內容是：導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，其公式為：實際上，以上定律中所涉及的這段電路并不包括電源。這種只含有負載而不包含電源的一段電路稱為部分電路，如圖a虛線框中所示。因此，更準確地說，這一定律應稱為部分電路歐姆定律。3738部分電路參考方向的選取a）電壓和電流方向相同b）電壓和電流方向相反部分電路歐姆定律的計算公式還與參考方向的選取有關。在上圖b所示電路中，電壓與電流方向相反，則部分電路歐姆定律的表達式也應相應改為：如果以電壓為橫坐標，電流為縱坐標，可畫出電阻的U/I關系曲線，稱為伏安特性曲線。伏安特性曲線是直線的電阻元件，稱為線性電阻，其電阻阻值可認為是不變的常數；不是直線的，則稱為非線性電阻。39線性電阻的伏安特性曲線非線性電阻的伏安特性曲線2．全電路歐姆定律與部分電路相對應，含有電源的閉合電路稱為全電路，如圖所示。電源內部的電路稱為內電路，如發電機的線圈、電池內的溶液等。電源內部的電阻稱為內電阻，簡稱內阻。電源外部的電路稱為外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。40簡單的全電路全電路歐姆定律的內容是：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻（內電阻與外電阻之和）成反比，公式為：由上式可得：式中，U

內為內電路的電壓降，U

外為外電路的電壓降，也是電源兩端的電壓。這樣，全電路歐姆定律又可表述為：在一個閉合回路中，電源電動勢等于外電路電壓降與內電路電壓降之和。41三、電路的三種狀態1．通路通路也稱為閉路，是指從電源的一端沿著導線經過負載最終回到電源另一端的閉合電路。當下圖中的開關接到位置1時，電路處于通路狀態，有電流流過。42電路的三種狀態2．斷路斷路也稱為開路。當上圖中的開關接到位置2時，電路處于斷路狀態，此時電路中的電流為零。3．短路短路是指負載被導線直接短接或負載內部擊穿損壞，電流沒有經過負載，直接從電源正極到負極，此時流過電路的電流很大。當上圖中的開關接到位置3時，電路處于短路狀態。電源短路是嚴重的故障狀態，必須避免發生。43四、電路的連接形式1．串聯兩個或多個元件首尾相接在電路中，使電流只有一條通路，這種連接方式稱為串聯。圖所示為兩個電阻的串聯電路。44兩個電阻的串聯電路在同一串聯電路中，若流過電阻R1的電流為I1，電壓為U1；流過電阻R2的電流為I2，電壓為U2……流過電阻Rn的電流為In，電壓為Un，則：所有元件上流過的電流相等，即I1=I2=…=In=I

總。總電阻阻值等于各電阻阻值之和，即R1+R2+R3+…+Rn=R

總。總電壓等于各負載電壓之和，即U1+U2+U3+…+Un=U

總。452．并聯電路中有兩個或多個元件連接在兩個公共的節點之間，承受同一個端電壓，這些元件的連接關系稱為并聯，如圖所示為兩個電阻的并聯電路。46兩個電阻的并聯電路3．混聯電路中元件既有串聯又有并聯的連接方式稱為混聯。對于電阻混聯電路的計算，只需根據電阻串、并聯的規律逐步求解即可，但對于某些較為復雜的電阻混聯電路，一下子難以判別出各電阻之間的連接關系，比較有效的方法就是畫出等效電路圖，即把原電路整理成較為直觀的串、并聯關系的電路圖，然后計算其等效電阻。47課題2測量儀器的使用48學習目標1．掌握指針式萬用表、數字式萬用表的使用方法。2．掌握絕緣測試儀的使用方法。3．掌握汽車專用示波器的使用方法。4．能正確、規范地使用萬用表和汽車專用示波器完成測量任務。5．能提高安全操作意識。49一、萬用表萬用表是一種最常用的電工測量儀表，它的功能齊全，能夠測量多種電量和電參數，并且測量功能多、操作簡單、攜帶方便。目前廣泛使用的萬用表有指針式萬用表和數字式萬用表。1．指針式萬用表指針式萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻等，有的還可以測量電容、電感、三極管放大倍數等。如圖所示為MF47型指針式萬用表。5051MF47型指針式萬用表萬用表面板主要分成兩個區域，即刻度區和換擋開關區。換擋開關區分為直流電流擋、直流電壓擋、交流電壓擋、電阻擋等，刻度區對應不同測量擋位有不同的刻度線。（1）直流電流和直流電壓的測量1）測電流。將測試表筆串聯接入電路中，如圖所示為測量燈泡的電流，紅表筆接電源的正極，電流流入；黑表筆接電源的負極，電流流出。測量值即為流過燈泡的電流值。52測量燈泡的電流2）測電壓。將測試表筆并聯接入電路中，如圖所示為測量燈泡的電壓，紅表筆接電源的正極，黑表筆接電源的負極。測量值即為發光燈泡兩端的電壓值。53測量燈泡兩端電壓（2）交流電壓的測量交流電壓的測量方法與直流電壓的測量方法相同，但無須考慮表筆的顏色，將萬用表并聯到被測電路中即可。（3）電阻的測量MF47型指針式萬用表電阻擋共有R×1、R×10、R×100、R×1k和R×10k擋五個量程。542．數字式萬用表數字式萬用表除了具有指針式萬用表的功能外，還可以測量頻率、三極管放大倍數等參數。數字式萬用表主要由數字式電壓基本表、測量電路、量程轉換開關等組成。其中，測量電路能將待測電量和電路參數轉換為毫伏級的直流電壓，供數字式電壓基本表顯示數值。當量程轉換開關置于不同的位置時，可組成不同的測量電路。如圖所示為AT2150B型數字式萬用表。55AT2150B型?數字式萬用表（1）電壓的測量1）測直流電壓。如測量發光二極管兩端電壓時，需將數字式萬用表的測試表筆并聯接入電路中，線路連接方式同用指針式萬用表測量。2）測交流電壓。將萬用表的量程轉換開關置于交流電壓擋，此時顯示屏應顯示AC。其他步驟與直流電壓的測量方法相同，但無須考慮表筆的顏色。測量交流電壓時要注意安全。56（2）電流的測量1）測直流電流。如測量流經發光二極管的直流電流時，需將萬用表的測試表筆串聯接入被測電路中，線路連接方式同用指針式萬用表測量。2）測交流電流將萬用表的量程轉換開關置于交流電流擋，其他步驟與直流電流的測量方法相同，但無須考慮表筆的顏色。57（3）電阻的測量當測量燈泡的電阻時，需將萬用表的測試表筆分別接燈泡的兩端，具體步驟如下：1）將萬用表的量程轉換開關置于適合的電阻擋位，紅表筆插入“V?”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。將兩表筆短接，此時萬用表讀數為初始電阻阻值。2）將萬用表兩表筆跨接在被測燈泡的兩端。3）讀取顯示屏上的測試值，用該值減去初始電阻阻值即為被測燈泡的電阻阻值。4）測量結束后，應拔出表筆，按“POWER”鍵關閉萬用表，并將萬用表放置妥當。58二、絕緣測試儀絕緣測試儀是電動汽車維護中不可或缺的測量儀表，它不僅能測量交直流電壓和電阻，還能進行絕緣電阻測量。如圖所示為FLUKE1508絕緣測試儀。59FLUKE1508絕緣測試儀1．測交直流電壓（1）將測試探頭分別插入“V”和“COM”插孔。（2）將擋位選擇開關旋至“V”擋。（3）將絕緣測試儀的絕緣測試表筆（紅表筆）與被測端子接觸，絕緣夾（黑表筆）與部件殼體或車體接觸，屏幕顯示數據即為被測電壓值，如圖所示。60電壓測量2．測絕緣電阻對整車進行絕緣電阻測量前，首先應確保斷開高壓電，測量步驟如下：（1）將測試探頭分別插入“V”和“COM”插孔。（2）根據測量車輛的電壓范圍，將擋位選擇開關旋至合適的測試電壓擋位。（3）將絕緣測試表筆（紅表筆）與被測部件的高壓端子接觸，絕緣夾（黑表筆）與部件殼體或車體接觸。（4）按住絕緣測試表筆測試鍵“TEST”或表體的“測試”鍵，輔顯示位置顯示被測電路上施加的測試電壓，主顯示屏顯示高壓符號并以M?或G?為單位顯示電阻阻值，待讀數穩定后，讀取顯示屏上的數據，即為絕緣電阻阻值，如圖所示。6162絕緣電阻測量3．絕緣測試儀的使用注意事項（1）必須在斷電情況下進行絕緣電阻的測量。（2）只能進行各導電端子與車體或殼體之間的測量。（3）高壓部件內部有電容存在，因此嚴禁高壓部件端子之間的