第三节 汽车电路中常见电子元件的特性
电路负载有电阻类、电容类和电感类三种。但在实际的电路中，纯电阻、纯电容或纯电感性的负载很少。电路中的负载可能是以电阻、电容、电感中的某种特性为主，兼有其他一两种负载特性。本节介绍电阻类、电容类、电感类元件的基本特性。
阅读提示
灯泡的灯丝、电阻器等这些电子元件主要表现为电阻性，其电容性和电感性可以忽略，因而可以把它们看作纯电阻元件；电容器呈电容性，是电容元件，它的电阻性可以忽略不计；匝数较少的电感线圈则可以看作纯电感元件，其电阻与电容性都可以忽略。但有些负载的其他特性不能忽略。例如点火线圈在电流变化中主要表现为电感性，同时其电阻性不可忽略，因而在分析电路时，其电感和电阻参数都应考虑。
一、电阻类元件的基本特性
电阻对电路中的电流具有阻碍作用，是耗能元件。
1.电阻的降压作用
无论是交流电还是直流电，流经电阻时均具有电压降。对于一个定值的线性电阻来说，电阻R上的电压降U与流过电阻的电流I成正比关系，即
U=RI
2.电阻消耗电能
通电后的电阻会将电能转化为热量，产生的热量Q不仅与电阻值有关，还与通电电流I的二次方和通电时间t成正比关系，即
Q=I 2Rt
3.汽车电路中电阻特性示例
（1）点火线圈升温 点火线圈具有一定的电阻，因此在工作时，电流流过点火线圈会产生热量而使其温度上升。如果因电源电压过高就会因点火线圈一次绕组流过的电流过大，产生的热量过多而来不及散去，使点火线圈的温度过高，易被烧坏。
（2）接触不良造成电压降 点火开关、接线端子、蓄电池接线柱与线夹等如果接触不良，就会具有一定的接触电阻。接触电阻产生的电压降会使用电设备的电压降低、电流减小，造成用电设备工作不正常或不能工作。
（3）接触不良造成升温 电流经过接触电阻所产生的热量，会使接触不良处温度升高。因此，对于起动电路、充电电路这样一些通过电流比较大的电路的连接处，可以通过测量连接处温度是否异常来判断该处是否存在接触不良的情况。
电阻特性小结：电阻是耗能元件，对电流有阻碍作用，电流通过电阻两端会有电压降，并会产生热量。
二、电容类元件的基本特性
电容器由中间隔有介质的两个电极组成，可以储存电场能量，本身并不消耗能量。
1.电容储存电场能量
当电流对电容充电时，在电容的两个电极上就集聚起电荷，使电极之间形成一个电场。对电容的充电过程就是电容将电源的电能转变成其内部电场能量的过程，其电场能量WC大小与电容量C和电容两端的电压U的关系为
2.电容对直流电开路
在直流电路中（见图1-17），直流电源对电容的充电使其两端的电压UC升高，当UC升高至与电源端电压U相等时，充电电流IC降至零。此后，只要电容不放电或本身不漏电，连接电容的电路就不可能有电流通过了。因此，电容对直流电可以看成是开路的。
图1-17 直流电路中的电容
3.电容对交流电具有容抗作用
电容对交流电具有阻碍作用（称其为容抗），其容抗XC的大小与交流电的频率f之间有
电容量越大，对交流电的阻碍作用（容抗）就越小。电容的容抗与交流电的频率f也成反比，对于高频交流电，电容的容抗很小，可以忽略。也就是说，电容对于高频交流电来说是通路的。
4.电容两端的电压不能突变
当连接电容的电路中有瞬变电压产生时，瞬变电压对电容形成充电电流，使电容两端的电压上升有一个过程。电压上升的速率与电容量的大小及所形成的充电电流大小（取决于充电回路的电阻）有关，电容量越大，电压上升就越慢，上升后的电压也越低。
5.汽车电路中的电容特性示例
（1）电容吸收触点火花 在触点式电喇叭中的触点之间并联一个电容，利用电容电压不能突变的特性，可吸收了喇叭线圈的自感电动势，减小了喇叭触点断开时的触点火花。
（2）电容吸收高频波 一些汽车的电子点火系统的点火线圈处会接一个电容，用以吸收点火时产生的高频振荡波，以减小对无线电设备的干扰。
（3）蓄电池的电压安全保护作用 蓄电池在一些方面可认为相当于一个大容量的电容，用它可以吸收汽车电路中产生的瞬变高电压脉冲，使电压稳定，对电子元器件起到了保护作用。
电容特性小结：电容是储能元件，可储存电场能量，本身不消耗能量，电容两端的电压不能突变。电容对交流电产生容抗，对高频交流电通路，对直流电开路。
三、电感类元件的基本特性
变压器绕组、电机绕组、点火线圈绕组及继电器线圈等都具有电感特性，可储存磁场能量，电感元件本身也不消耗能量。
1.电感储存磁场能量
当电感通电后，就会在其周围形成一个磁场，也就是说，电感把电源的电能转变成了磁场能量。其磁场能量WL的大小与电感量L和通电电流I的关系为
2.电感对直流电通路或呈电阻性
对于匝数较少的线圈，其电阻可忽略不计，而其电感对直流不起作用，因此，电感对直流电来说就相当于一根导线。汽车电器中的点火线圈、继电器线圈等由多匝线圈组成，其电阻不可忽略。因此，这些匝数较多的线圈对直流电而言就相当于一个电阻。
3.电感对交流电具有感抗作用
电感对交流电也具有阻碍作用（称其为感抗），其感抗XL与交流电的频率f之间有
XL=2πfL
感抗XL与交流电的频率成正比，对于高频交流电，XL很大，可以把电感看成是开路的。
4.电感两端的电流不能突变
当电路中有电流突变时（如开关的开闭、电路突然断开等），电感线圈会产生一个自感电动势EL去阻碍电流的变化（见图1-18），使得流过电感线圈的电流I的变化有一个过程。电感的自感电动势EL与电感量L和通过电感的电流的变化速率dI/dt有
图1-18 有电流突变电路中的电感
电感量越大，产生的自感电动势也越大，电流的变化也就越慢。
5.汽车电路中电感特性示例
（1）点火线圈储存点火能量 点火线圈一次绕组通电时，将电源的电能变为磁场能量，并在一次绕组断电时，通过点火线圈一、二次绕组的能量转换，最终转换为火花塞电极处的点火能量。
（2）电感的自感电动势造成过电压 点火线圈、继电器线圈、发电机和电动机的绕组等在电路开关开闭或是电路突然断开时，由于电流的突然变化而产生自感电动势，这些瞬间的电压有的还很高，会对汽车上的电子元器件造成损害。因此，现代汽车电气设备出于对汽车电路中电子元器件的保护考虑，特别强调蓄电池的连接要可靠。因为蓄电池相当于一个容量很大的电容器，可吸收这些瞬间过电压，起稳定电压的作用，使电路中的电子元器件免受瞬间过电压的损害。
电感特性小结：电感是储能元件，可储存磁场能量，本身不消耗能量，通过电感的电流不能突变。电感对交流电产生感抗，对高频交流电阻抗很大，对直流电通路。