Как работают электрические системы автомобиля

Электросистема автомобиля представляет собой замкнутую цепь с независимым источником питания аккумуляторной батареей. Он работает на небольшой части мощности бытовой цепи.

Ток течет по одному кабелю от аккумулятора к питаемому компоненту и обратно к аккумулятору через металлический корпус автомобиля. Корпус соединен с клеммой заземления аккумулятора толстым кабелем.

Цепь такого типа называется системой заземления. Любая ее часть, соединенная с кузовом автомобиля, считается заземленной.

Сила тока измеряется в амперах (амперы); давление, которое приводит его в движение по цепи, называется напряжением (вольт). Современные автомобили имеют аккумулятор на 12 вольт. Его емкость измеряется в ампер/часах. Аккумулятор емкостью 56 ампер/час должен обеспечивать силу тока 1 ампер в течение 56 часов или 2 ампера в течение 28 часов.

Если напряжение батареи падает, ток уменьшается, и в конечном итоге этого недостаточно для работы компонентов.

Ток, напряжение и сопротивление

Степень, в которой провод сопротивляется потоку тока, называется сопротивлением и измеряется в омах.

Тонкие провода хуже проводят ток, чем толстые, поскольку электронам меньше места для прохождения.

Энергия, необходимая для проталкивания тока через сопротивление, превращается в тепло. Это может быть полезно, например, в очень тонкой нити накаливания лампочки, которая раскаляется добела.

Однако нельзя подключать компоненты с большим потреблением тока слишком тонкими проводами, иначе провода перегреются, перегорит предохранитель или перегорит.

Все электрические единицы измерения взаимосвязаны:напряжение в 1 вольт вызывает протекание тока в 1 ампер через сопротивление в 1 Ом. Вольты, деленные на Омы, равны амперам. Например, лампочка с сопротивлением 3 Ом в 12-вольтовой системе потребляет 4 А.

Это означает, что он должен быть подключен с использованием проводов достаточной толщины, чтобы с комфортом передавать 4 ампера.

Часто потребляемая мощность компонента указывается в ваттах, которые находятся путем умножения ампер на вольт. Лампа в примере потребляет 48 Вт.

Положительная и отрицательная полярность

Электричество течет от батареи только в одном направлении, и некоторые компоненты работают только в том случае, если поток через них идет в правильном направлении.

Это принятие одностороннего потока называется полярностью. На большинстве автомобилей отрицательная () клемма аккумулятора заземлена, а положительная (+) клемма питает электрическую систему.

Это называется системой отрицательного заземления, и при покупке электрического аксессуара, например, радио, убедитесь, что его тип подходит для системы вашего автомобиля. Установка радиоприемника с неправильной полярностью приведет к повреждению устройства, но большинство автомобильных радиоприемников имеют внешний переключатель для установки полярности в соответствии с полярностью автомобиля. Перед подгонкой переключитесь на правильную настройку.

Короткое замыкание и предохранители

Если используется провод неправильного размера, или если провод оборван или отсоединен, это может вызвать случайное короткое замыкание, которое обойдет сопротивление компонента. Ток в проводе может стать опасно высоким и расплавить провод или вызвать пожар.

Для защиты от этого во вспомогательных цепях установлены предохранители.

Наиболее распространенный тип предохранителя представляет собой короткий отрезок тонкой проволоки, заключенный в жаростойкий корпус, часто стеклянный.

Размер провода предохранителя является самым тонким, который может выдерживать нормальный ток цепи без перегрева, и он измеряется в амперах.

Внезапный скачок сильного тока при коротком замыкании приводит к плавлению или «взрыву» плавкого предохранителя, разрывая цепь.

В этом случае проверьте, нет ли короткого замыкания или обрыва цепи, а затем установите новый предохранитель соответствующего номинала (см. раздел Проверка и замена предохранителей).

Имеется множество предохранителей, каждый из которых защищает небольшую группу компонентов, так что один перегоревший предохранитель не отключает всю систему. Многие предохранители сгруппированы в блоке предохранителей, но в проводке могут быть и линейные предохранители.

Последовательные и параллельные схемы

Цепь обычно включает в себя более одного компонента, например лампочки в цепях освещения. Имеет значение, соединены ли они последовательно друг за другом или параллельно бок о бок.

Лампа налобного фонаря, например, спроектирована таким образом, чтобы иметь определенную степень сопротивления, так что она потребляет определенный ток для нормального свечения.

Но в схеме есть как минимум две фары. Если бы они были соединены последовательно, электрический ток должен был бы пройти через одну фару, чтобы добраться до другой.

Ток встретится с сопротивлением дважды, а двойное сопротивление вдвое уменьшит ток, так что лампочки будут слабо светиться.

Параллельное соединение лампочек означает, что электричество проходит через каждую лампочку только один раз.

Некоторые компоненты должны быть соединены последовательно. Например, датчик в топливном баке меняет свое сопротивление в зависимости от количества топлива в баке и «посылает» небольшой электрический ток на датчик уровня топлива.

Два компонента соединены последовательно, так что переменное сопротивление в датчике будет влиять на положение стрелки на манометре.

Вспомогательные цепи

Стартер имеет собственный толстый кабель, идущий напрямую от аккумулятора. Цепь зажигания подает импульсы высокого напряжения на свечи зажигания; а система зарядки включает в себя генератор, который подзаряжает аккумулятор. Все остальные цепи называются вспомогательными (вспомогательными) цепями.

Большинство из них подключаются через замок зажигания, поэтому они работают только при включенном зажигании.

Это предотвращает случайное оставление чего-либо включенным, что может привести к разрядке аккумулятора.

Однако боковые и задние фонари, которые вам, возможно, придется оставить включенными, когда автомобиль припаркован, всегда подключаются независимо от замка зажигания.

При установке дополнительных аксессуаров, таких как обогреватель заднего стекла, который потребляет большой ток, всегда подключайте его через замок зажигания.

Некоторыми вспомогательными компонентами можно управлять без включения зажигания, повернув переключатель в положение «вспомогательное». Через этот переключатель обычно подключается радио, так что его можно слушать при выключенном двигателе.

Провода и печатные схемы

Размеры проводов и кабелей классифицируются по максимальной силе тока, которую они могут безопасно нести.

Через автомобиль проходит сложная сеть проводов. Во избежание путаницы каждый провод имеет цветовую маркировку (но только внутри автомобиля:национальной или международной системы цветовой маркировки не существует).

Большинство автомобильных руководств и руководств по обслуживанию содержат электрические схемы, которым может быть трудно следовать.

Однако цветовая маркировка является полезным ориентиром для отслеживания проводки.

Там, где провода идут бок о бок, они связываются вместе в жгут в пластиковой или тканевой оболочке, чтобы они оставались аккуратными и их было легче установить.

Этот пучок проводов тянется по всей длине автомобиля, при необходимости из него выходят отдельные провода или небольшие группы проводов, и он называется жгутом проводов.

Современным автомобилям часто требуется место для множества проводов в ограниченном пространстве. Некоторые производители теперь используют печатные схемы вместо пучков проводов, особенно в задней части приборной панели.

Печатные схемы представляют собой пластиковые листы, на которых «напечатаны» медные дорожки. Компоненты подключаются непосредственно к дорожкам.