黃海波

【摘 要】汽車電路的教學(xué)，一直都是汽車電氣設(shè)備教學(xué)中的難點，電流在電路中的以光速流動、元件的導(dǎo)通、截止（斷開）等，老師難以描述、學(xué)生更是難以想象，特別是在講解相對復(fù)雜的電路時，更是很難把電路原理講清楚，課堂中講解電氣電路特別是電子電路時，教與學(xué)都有相當(dāng)?shù)碾y度。采用逆推法講解晶體管點火電路，并用特定助記符來描述電路的工作過程，教師便于教學(xué)、學(xué)生便于學(xué)習(xí)和理解、記憶，可以收到事半功倍的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】汽車電路；電路分析；教學(xué)方法

電路的教學(xué)，從來都是教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。其難處就在于電路工作過程抽象教師難以描述，電路中的電流不可見學(xué)生難以想象，能量轉(zhuǎn)換及傳遞過程難以可視化，致使學(xué)習(xí)電路比學(xué)習(xí)機械類知識的難度大，老師不容易教，學(xué)生也不容易學(xué)，造成學(xué)習(xí)效果差。汽車電器是汽車的重要組成部分，且汽車電子化程度越來越高，學(xué)會電路分析就顯得越來越重要。圖1和圖2所示的電路是汽車電子電路中的典型電路，教學(xué)生學(xué)會分析電路的方法，對今后類似電路的教學(xué)起事半功倍的作用。

圖1是汽車點火電路。汽油發(fā)動機是點燃式發(fā)動機，必須依靠點火系統(tǒng)來點燃發(fā)動機中的可燃混合氣，它是汽油發(fā)動機能否正常的重要保證。點火系統(tǒng)的作用是將汽車電源供給的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，并按照發(fā)動機的做功順序與點火時間的要求適時、準(zhǔn)確地配送給各缸的火花塞，在火花塞間隙處產(chǎn)生點火花，點燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。圖2是汽車發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器電路，發(fā)電機的電壓會隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化而變化，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流的大小，可以調(diào)節(jié)磁場的強度，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓，把發(fā)電機的電壓控制在某一數(shù)值上。兩個電路的原理雖然簡單，但由于學(xué)生對電路、特別是電子元件組成的電路的恐懼，不知從何看起、從哪學(xué)起，造成學(xué)習(xí)困難，成為教學(xué)的難點。汽車電路中，有很多利用三極管的開關(guān)特性做成的電路，講通了這樣電路，其它類似的電路也就容易講解、容易學(xué)習(xí)了。怎么才能突破難點，讓教與學(xué)變得容易呢？本人在教學(xué)中采取合適的方法，讓此類電路不再為難學(xué)生，讓教與學(xué)變得容易。

1 采用仿真實驗，演示三極管的開關(guān)特性

用仿真實驗演示三極管的開關(guān)特性。在圖3所示的電路中，三極管的c、e電極間接正向電壓，即c接正極e接負(fù)極（如圖2所示），b不接正向電壓，三極管不導(dǎo)通，燈不亮，相當(dāng)于開關(guān)打開；當(dāng)c、e間接正向電壓，b接正電壓（高電位），三極管c、e間的電路才會導(dǎo)通，此時流進b極的電流比較小，流過b、e間的電流比較大（小電流控制大電流），三極管導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，燈亮。然而就是這樣簡單的特性，學(xué)生很難想像和理解。三極管具有這樣的電路特性，是由三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，對于中職學(xué)生來講，不容易跟他們講透徹，但可以用實驗的方法讓他們明白三極管的原理。

實驗方法有兩種，一是用實體的元件來演示給學(xué)生看，這樣的實驗雖然具有較強的說服力，但不利于學(xué)生今后自主學(xué)習(xí)，因為用實體元件來驗證電路原理，需要很多的實驗器材來配合，不能方便地實現(xiàn)。方法二是用仿真實驗來證明給學(xué)生看，仿真軟件EWB可以很方便地實現(xiàn)這樣的實驗。在仿真平臺上構(gòu)建圖3所示的電路，分別把Eb的電壓設(shè)置為0V（或-3V）和3V，運行軟件可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Eb為0V（或-3V）時，Ic為0，ce間沒電流；當(dāng)Eb為3V（高電位）時，ce間有電流通過，這樣由Ib來控制ce的通斷，三極管相當(dāng)于一個開關(guān)。晶體管點火電路，正是利用三極管的開關(guān)特性來實現(xiàn)的。

用仿真軟件來驗證電路工作，方便且效果明顯，任何一臺安裝了仿真軟件的電腦，都可以實現(xiàn)電路的構(gòu)建與研究，上課時用仿真軟件做實驗，也是在教會學(xué)生一種研究方法，讓學(xué)生在遇到相似的問題時，要以方便地找到解決問題的辦法。

2 逆向分析電路，找出符合電路工作的條件

學(xué)生最常說的一句話，就是電路難學(xué)難懂，老師上課的任務(wù)，不是讓學(xué)生看懂書上的電路就好了，而是要讓學(xué)生學(xué)會看電路的方法，以利于學(xué)生在工作中遇到問題能自己解決?？炊娐酚泻芏喾椒ǎ渲兄皇遣捎媚嫱品?，即從結(jié)果往前推，找出電路導(dǎo)通、得電、運行所需要具備的條件，最后再順著讀電路，就能完整地讀懂整個電路圖。這種方法邏輯簡單，方便實用，易學(xué)易懂，加以訓(xùn)練可以解決很多電路問題。

以圖1為例，發(fā)動機工作時，由火花塞產(chǎn)生火花，點燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚??；鸹ㄈ墚a(chǎn)生火花，點火線圈二次側(cè)繞組N2要能產(chǎn)生高壓電；N2要產(chǎn)生高壓電，點火線圈一次側(cè)繞組N1要先通電后斷電；N1要能通電后斷電，三極管VT5要先導(dǎo)通后截止；VT5的通斷由電路中E點電位決定，E點電位高VT5導(dǎo)通、低電位VT5截止。再往前推，VT4的通斷由D點電位控制，D點電位由VT3控制，VT3通斷由C點電位控制，C點電位由VT2控制，VT2通斷由B點電位控制，B點電位由A點電位控制，而A點的電位由信號發(fā)生器中感應(yīng)線圈產(chǎn)生的信號控制。上課中，老師與學(xué)生推理、分析電路到這里，就可以按順序來講解電路原理了。

3 使用簡單符號，講解電路原理

學(xué)生看不懂電路，還跟課本和教師的描述有關(guān)，書上對電路原理的分析經(jīng)常是一大段文字，學(xué)生自己看書時，一會兒就看暈了頭，再也看不下去了；老師講課時也是一段接一段，不利于學(xué)生理解、記憶，也是造成學(xué)生看不懂電路的原因之一，不利于今后學(xué)生應(yīng)用知識解決問題。有沒有什么簡單有較的方法來描述電路原理，讓學(xué)生易學(xué)易懂呢？答案是肯定的，可以采用簡單的符號法來簡化文字描述，教師容易教，學(xué)生也容易學(xué)。我的做法是，用上標(biāo)的“+”表示電路元件“得電、高電位、有信號、運行、動作、開關(guān)閉合”，上標(biāo)的“-”表示電路元件“失電、低電位、無信號、停止、復(fù)位、開關(guān)斷開”，用“→”表示前因后果的關(guān)系。做這樣的規(guī)定后，就可以很簡單地描述圖1、圖2這兩個電路的工作原理了：

3.1 晶體管點火電路原理分析

3.1.1 點火開關(guān)S閉合，發(fā)動機不轉(zhuǎn)動，信號轉(zhuǎn)子無信號輸出

由于發(fā)動機不轉(zhuǎn)動，信號發(fā)生器中的信號轉(zhuǎn)子也不轉(zhuǎn)動，感應(yīng)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電信號。由于VT1的基極接B點，得到高電位而導(dǎo)通，在穩(wěn)壓管VD1、VD2作用下，確保B點的初始電位為一固定值（高電位）。電路分析如下：

S+→B+、C+→VT2+→C-→VT3-→D+→VT4+→E+→VT5+→N1+→電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿軆Υ嬖贜1中。

3.1.2 點火開關(guān)S閉合，發(fā)動機轉(zhuǎn)動，信號轉(zhuǎn)子輸出高電位

發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，信號轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)子上齒輪與線圈不斷靠近與離開，使線圈中的磁通發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，促使A點的電位發(fā)生高低變化。當(dāng)感應(yīng)電動勢使A點電位升高時：

A+→B+、C+→VT2+→C-→VT3-→D+→VT4+→E+→VT5+→N1+→N1保持通電

3.1.3 點火開關(guān)S閉合，發(fā)動機轉(zhuǎn)動，信號轉(zhuǎn)子輸出低電位

當(dāng)感應(yīng)電動勢使A點電位降低時：

A-→B-、C-→VT2-→C+→VT3+→D-→VT4-→E-→VT5-→N1-→N2+→火花塞+

此時磁場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，從線圈N2釋放，產(chǎn)生高壓電，并送到需要點火的火花塞，產(chǎn)生電火花，點燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚狻?/p>

3.2 發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器原理分析

3.2.1 發(fā)電機轉(zhuǎn)速低

發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，勵磁電流要大，磁場要強，才能產(chǎn)生足夠高的電壓，即：

轉(zhuǎn)速-→發(fā)電機電壓-→a點電位-→VS-→b1電位-→VT1-→b2+→VT2+→勵磁線圈+→發(fā)電機電壓升高

3.2.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)速高

發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，勵磁電流要小，磁場要弱，才能把發(fā)電機的電壓降低，即：

轉(zhuǎn)速+→發(fā)電機電壓+→a點電位+→VS+→b1電位+→VT1+→b2-→VT2-→勵磁線圈-→發(fā)電機電壓降低

這樣，通過不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流的大小，把發(fā)電機的電壓控制在某一數(shù)值上。

采用這種方式教學(xué)，可以把長長的文字描述，壓縮成簡單的符號表述，就可以把電路的工作過程描述得清清楚楚，大大簡化了描述的過程，使文字簡練，易教易學(xué)。這樣的描述方式，也適用于各種電路的講解，可以把長句壓縮為短句，把文字描述變?yōu)榫哂兄浶问降姆柋硎?，大大方便教師的教學(xué)，也方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，使電路的教與學(xué)變得簡單，使教學(xué)效果大大提高。

[責(zé)任編輯：王楠]