Теория электрооборудования автомобилей - основы и закон ома

15.01.2021

Что такое электричество?

Проще говоря, электричество - это группа заряженных электронов, которые можно использовать для работы. Электроэнергия в наших автомобилях поступает из двух источников: аккумулятор и генератор. После того, как аккумулятор используется для запуска автомобиля, генератор перезаряжает аккумулятор и обеспечивает электричеством вентиляторы, фары, электронные схемы и компьютеры, которые обеспечивают работу наших автомобилей.

Терминология: напряжение

Чтобы понять электричество, вам нужно понять несколько терминов. Первое, о чем мы поговорим, - это напряжение. Напряжение - это единица измерения, которая определяет разницу электрического потенциала между двумя точками. Единица измерения системы СИ - вольт, обозначается заглавной буквой V.

Еще раз, что касается наших автомобилей, у нас есть электрическая система 12 В. В частности, полностью заряженный автомобильный аккумулятор будет иметь напряжение 12,6 вольт для стандартной свинцово-кислотной конструкции. Некоторые батареи AGM будут иметь напряжение от 13,0 до 13,2 вольт.

Вы можете рассматривать напряжение как электрическое давление. Представьте себе резервуар для воды, стоящий на столе. Если вы подсоедините шланг к дну резервуара, сила тяжести вытолкнет воду из дома. Если у вас резервуар большего размера, вода будет выталкиваться из шланга под большим давлением. Таким образом, большее напряжение сродни большему давлению.

Терминология: Текущий

Важно знать количество электричества, проходящего через цепь. Мы используем ампер в системе СИ для количественной оценки объема электронов, движущихся в проводнике. Первоначальное определение ампера включало количественную оценку магнитной силы, создаваемой между двумя бесконечно длинными параллельными проводниками (проводами). Хотя это верное определение, оно никогда не используется в школах или на каких-либо тренингах. Более простое объяснение состоит в том, что 1 ампер тока эквивалентен 6,2415093 × 10 ^ 18 элементарных зарядов, перемещающихся через границу за период в одну секунду. Элементарный заряд - это электрический заряд, переносимый одним протоном.

Используя нашу аналогию с водой, можно сказать, что ток, протекающий в электрической цепи, подобен количеству воды, протекающему в трубе или шланге. Количество воды, текущей в этом шланге, будет измеряться в галлонах или литрах в минуту. Чем больше число, тем выше давление на воду. Итак, возвращаясь к нашей электрической терминологии, когда присутствует большее напряжение, больше тока проходит через нашу цепь.

Выбрать конкретный пример на автомобильном примере сложно, потому что транспортные средства сильно различаются по своим потребностям в электричестве. С учетом сказанного, в большинстве новых легковых и грузовых автомобилей есть генератор переменного тока, который может обеспечивать ток от 65 до 120 ампер для питания различных устройств. Батареи также сильно различаются, как и рейтинги, доступные для количественной оценки силы тока, которую они обеспечивают. Большинство батарей имеют емкость от 60 до 80 ампер-часов. Этот рейтинг описывает способность батареи обеспечивать ток 1 А в течение 60–80 часов, прежде чем она будет считаться разряженной. К сожалению, это уравнение нельзя изменить. Батарея не может обеспечивать ток от 60 до 80 ампер в течение часа из-за ограничений в процессе химического взаимодействия.

Терминология: сопротивление

Сопротивление - это описание противодействия протеканию тока в цепи. Для количественной оценки этого значения мы используем единицу СИ - ом. В отличие от напряжения и тока, символ, используемый для обозначения сопротивления, - это заглавная греческая буква омега: Ω. Большее сопротивление в цепи снижает способность протекать электронам и, таким образом, уменьшает количество протекающих ампер.

В нашем примере с водой и бочкой защемление шланга увеличило бы сопротивление и уменьшило бы количество текущей воды. В электрической системе размер проводников, которые мы используем для подключения цепей, и сама конструкция цепей определяют, какое сопротивление присутствует.

Терминология: Закон Ома

К счастью, в простых схемах зависимость между напряжением, током и сопротивлением линейна. Когда у нас есть больше доступного напряжения, больше тока течет для данного сопротивления. Точно так же меньшее сопротивление в цепи приводит к протеканию большего тока при заданном напряжении. Закон Ома - это простое математическое уравнение, которое позволяет вычислить любое из трех значений, если вам известны два других.

Три уравнения:

Напряжение = Ток x Сопротивление Ток = Напряжение ÷ Сопротивление Сопротивление = Напряжение ÷ Сила тока

V = I x RI = V ÷ RR = V ÷ I

Понимание закона Ома - самый важный фактор в работе и понимании электрических цепей.

Примеры закона Ома

Одно из наиболее распространенных выражений, используемых при обучении людей закону Ома, выглядит следующим образом: в цепи с напряжением один вольт и сопротивлением в один Ом протекает ток в один ампер. Видя связь между этим утверждением, мы можем вычислить, что для фиксированного сопротивления два ампера тока будут протекать, если мы увеличим напряжение до двух вольт. Другими словами, когда потенциал напряжения, приложенный к цепи, увеличивается, ток через цепь также будет увеличиваться, пока сопротивление остается постоянным.

Это наш первый урок по теории электрооборудования автомобилей . В следующем уроке мы поговорим о том, как мы можем использовать электричество для выполнения работы, и обсудим уравнения, используемые для количественной оценки этой работы как мощности.