第三節(jié) 汽車電路中常見(jiàn)電子元件的特性

電路負(fù)載有電阻類、電容類和電感類三種。但在實(shí)際的電路中，純電阻、純電容或純電感性的負(fù)載很少。電路中的負(fù)載可能是以電阻、電容、電感中的某種特性為主，兼有其他一兩種負(fù)載特性。本節(jié)介紹電阻類、電容類、電感類元件的基本特性。

一、電阻類元件的基本特性

電阻對(duì)電路中的電流具有阻礙作用，是耗能元件。

1.電阻的降壓作用

無(wú)論是交流電還是直流電，流經(jīng)電阻時(shí)均具有電壓降。對(duì)于一個(gè)定值的線性電阻來(lái)說(shuō)，電阻R上的電壓降U與流過(guò)電阻的電流I成正比關(guān)系，即

U=RI

2.電阻消耗電能

通電后的電阻會(huì)將電能轉(zhuǎn)化為熱量，產(chǎn)生的熱量Q不僅與電阻值有關(guān)，還與通電電流I的二次方和通電時(shí)間t成正比關(guān)系，即

Q=I 2Rt

3.汽車電路中電阻特性示例

（1）點(diǎn)火線圈升溫 點(diǎn)火線圈具有一定的電阻，因此在工作時(shí)，電流流過(guò)點(diǎn)火線圈會(huì)產(chǎn)生熱量而使其溫度上升。如果因電源電壓過(guò)高就會(huì)因點(diǎn)火線圈一次繞組流過(guò)的電流過(guò)大，產(chǎn)生的熱量過(guò)多而來(lái)不及散去，使點(diǎn)火線圈的溫度過(guò)高，易被燒壞。

（2）接觸不良造成電壓降 點(diǎn)火開關(guān)、接線端子、蓄電池接線柱與線夾等如果接觸不良，就會(huì)具有一定的接觸電阻。接觸電阻產(chǎn)生的電壓降會(huì)使用電設(shè)備的電壓降低、電流減小，造成用電設(shè)備工作不正常或不能工作。

（3）接觸不良造成升溫 電流經(jīng)過(guò)接觸電阻所產(chǎn)生的熱量，會(huì)使接觸不良處溫度升高。因此，對(duì)于起動(dòng)電路、充電電路這樣一些通過(guò)電流比較大的電路的連接處，可以通過(guò)測(cè)量連接處溫度是否異常來(lái)判斷該處是否存在接觸不良的情況。

二、電容類元件的基本特性

電容器由中間隔有介質(zhì)的兩個(gè)電極組成，可以儲(chǔ)存電場(chǎng)能量，本身并不消耗能量。

1.電容儲(chǔ)存電場(chǎng)能量

當(dāng)電流對(duì)電容充電時(shí)，在電容的兩個(gè)電極上就集聚起電荷，使電極之間形成一個(gè)電場(chǎng)。對(duì)電容的充電過(guò)程就是電容將電源的電能轉(zhuǎn)變成其內(nèi)部電場(chǎng)能量的過(guò)程，其電場(chǎng)能量W_C大小與電容量C和電容兩端的電壓U的關(guān)系為

2.電容對(duì)直流電開路

在直流電路中（見(jiàn)圖1-17），直流電源對(duì)電容的充電使其兩端的電壓U_C升高，當(dāng)U_C升高至與電源端電壓U相等時(shí)，充電電流I_C降至零。此后，只要電容不放電或本身不漏電，連接電容的電路就不可能有電流通過(guò)了。因此，電容對(duì)直流電可以看成是開路的。

3.電容對(duì)交流電具有容抗作用

電容對(duì)交流電具有阻礙作用（稱其為容抗），其容抗X_C的大小與交流電的頻率f之間有

電容量越大，對(duì)交流電的阻礙作用（容抗）就越小。電容的容抗與交流電的頻率f也成反比，對(duì)于高頻交流電，電容的容抗很小，可以忽略。也就是說(shuō)，電容對(duì)于高頻交流電來(lái)說(shuō)是通路的。

4.電容兩端的電壓不能突變

當(dāng)連接電容的電路中有瞬變電壓產(chǎn)生時(shí)，瞬變電壓對(duì)電容形成充電電流，使電容兩端的電壓上升有一個(gè)過(guò)程。電壓上升的速率與電容量的大小及所形成的充電電流大小（取決于充電回路的電阻）有關(guān)，電容量越大，電壓上升就越慢，上升后的電壓也越低。

5.汽車電路中的電容特性示例

（1）電容吸收觸點(diǎn)火花 在觸點(diǎn)式電喇叭中的觸點(diǎn)之間并聯(lián)一個(gè)電容，利用電容電壓不能突變的特性，可吸收了喇叭線圈的自感電動(dòng)勢(shì)，減小了喇叭觸點(diǎn)斷開時(shí)的觸點(diǎn)火花。

（2）電容吸收高頻波 一些汽車的電子點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈處會(huì)接一個(gè)電容，用以吸收點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的高頻振蕩波，以減小對(duì)無(wú)線電設(shè)備的干擾。

（3）蓄電池的電壓安全保護(hù)作用 蓄電池在一些方面可認(rèn)為相當(dāng)于一個(gè)大容量的電容，用它可以吸收汽車電路中產(chǎn)生的瞬變高電壓脈沖，使電壓穩(wěn)定，對(duì)電子元器件起到了保護(hù)作用。

三、電感類元件的基本特性

變壓器繞組、電機(jī)繞組、點(diǎn)火線圈繞組及繼電器線圈等都具有電感特性，可儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，電感元件本身也不消耗能量。

1.電感儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量

當(dāng)電感通電后，就會(huì)在其周圍形成一個(gè)磁場(chǎng)，也就是說(shuō)，電感把電源的電能轉(zhuǎn)變成了磁場(chǎng)能量。其磁場(chǎng)能量W_L的大小與電感量L和通電電流I的關(guān)系為

2.電感對(duì)直流電通路或呈電阻性

對(duì)于匝數(shù)較少的線圈，其電阻可忽略不計(jì)，而其電感對(duì)直流不起作用，因此，電感對(duì)直流電來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于一根導(dǎo)線。汽車電器中的點(diǎn)火線圈、繼電器線圈等由多匝線圈組成，其電阻不可忽略。因此，這些匝數(shù)較多的線圈對(duì)直流電而言就相當(dāng)于一個(gè)電阻。

3.電感對(duì)交流電具有感抗作用

電感對(duì)交流電也具有阻礙作用（稱其為感抗），其感抗X_L與交流電的頻率f之間有

X_L=2πfL

感抗X_L與交流電的頻率成正比，對(duì)于高頻交流電，X_L很大，可以把電感看成是開路的。

4.電感兩端的電流不能突變

當(dāng)電路中有電流突變時(shí)（如開關(guān)的開閉、電路突然斷開等），電感線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)E_L去阻礙電流的變化（見(jiàn)圖1-18），使得流過(guò)電感線圈的電流I的變化有一個(gè)過(guò)程。電感的自感電動(dòng)勢(shì)E_L與電感量L和通過(guò)電感的電流的變化速率dI/dt有

電感量越大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大，電流的變化也就越慢。

5.汽車電路中電感特性示例

（1）點(diǎn)火線圈儲(chǔ)存點(diǎn)火能量 點(diǎn)火線圈一次繞組通電時(shí)，將電源的電能變?yōu)榇艌?chǎng)能量，并在一次繞組斷電時(shí)，通過(guò)點(diǎn)火線圈一、二次繞組的能量轉(zhuǎn)換，最終轉(zhuǎn)換為火花塞電極處的點(diǎn)火能量。

（2）電感的自感電動(dòng)勢(shì)造成過(guò)電壓 點(diǎn)火線圈、繼電器線圈、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的繞組等在電路開關(guān)開閉或是電路突然斷開時(shí)，由于電流的突然變化而產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，這些瞬間的電壓有的還很高，會(huì)對(duì)汽車上的電子元器件造成損害。因此，現(xiàn)代汽車電氣設(shè)備出于對(duì)汽車電路中電子元器件的保護(hù)考慮，特別強(qiáng)調(diào)蓄電池的連接要可靠。因?yàn)樾铍姵叵喈?dāng)于一個(gè)容量很大的電容器，可吸收這些瞬間過(guò)電壓，起穩(wěn)定電壓的作用，使電路中的電子元器件免受瞬間過(guò)電壓的損害。