Основные сведения
Приборы, преобразующие различные виды энергии в электрическую, называют источниками электрического тока, а потребляющие ее — потребителями. Источники электрического тока преобразуют механическую и химическую энергии в электрическую, потребители превращают энергию электрического тока в другой вид энергии (механическую, световую, звуковую, тепловую).
Электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц (электронов).
По способности проводить электрический ток материалы делят на проводники и непроводник.
Проводники — это материалы, создающие незначительное сопротивление прохождению по ним электрического тока. Хорошо проводят электрический ток металлы, уголь, водные растворы щелочей и кислот. В качестве проводников, соединяющих приборы электрооборудования, используют медную или алюминиевую проволоку.
Непроводники (диэлектрики) — материалы, которые практически не проводят электрический ток при нормальных условиях. К ним относят резину, пластмассы, ткани и др. Тела, изготовленные из диэлектриков, называют изоляторами. Их используют в качестве оболочки для токонесущих проводов и основания для приборов электрооборудования.
Приборы электрооборудования на автомобилях рассчитаны на постоянный ток. В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (—). Условно считают, что во внешней цепи постоянный ток движется от «+» к «—».
Электрические цепи.
Потребители и источники могут быть соединены последовательно и параллельно.
При последовательном соединении источников тока положительный полюс одного источника соединяют с отрицательным полюсом другого. При этом общее напряжение равно сумме напряжений всех источников тока. Например, при напряжении одного аккумулятора 2 В для получения напряжения 12 В нужно соединить последовательно шесть аккумуляторов.
При смешанном соединении потребители и источники тока соединены последовательно и параллельно.
Полупроводниковые приборы. Материалы, занимающие по проводимости промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, называют полупроводниками. В электрооборудовании автомобиля применяют полупроводниковые приборы: диоды и транзисторы.
Диод обладает свойством пропускать ток в одном направлении. Он состоит из базы-пластинки 2 кристалла германия или кремния, в которую вплавлена капелька примеси алюминия или индия. Германий и кремний обладают большим сопротивлением, но добавка к ним малой примеси других веществ уменьшает их электрическое сопротивление в сотни тысяч раз. На границе пластинки и примеси образуется переходный слой с односторонней проводимостью.1- примесь; 2 - база; 3 - переходный слой; 4 - основание; 5 - корпус; 6 - вывод; 7 - изолятор; 8 - кристалл.
Диоды выпускают прямой и обратной полярности. В первом случае вывод подсоединяют к «+» источника, во втором — к корпусу автомобиля (т.е. к «—» источника). На схеме диоды обозначают специальным знаком. По острию знака определяют направление тока. Из-за свойства односторонней проводимости полупроводниковые диоды используют для выпрямления переменного тока, например, в различных выпрямителях.
Транзистор — это полупроводниковый триод. В точном переводе с английского transfer resistor означает «регулируемое сопротивление».Транзистор состоит из трех слоев: полупроводниковой пластинки — базы (германия или кремния) и двух наплавленных капель, образующих две зоны проводимости. Электрод, к которому подводится напряжение, называют эмиттером (Э), а другой, с которого снимают напряжение, — коллектором (К). Управление проводимостью транзистора осуществляется с помощью тока, подводимого к базе (Б). Причем небольшой ток базы вызывает значительный ток коллектора.
1 - выводы; 2 - кристалл; 3 - держатель; 4 - корпус; 5 - изоляционная втулка; К — коллектор; Б — база; Э — эмиттер
Транзисторы применяют для усиления и прерывания электрического тока в цепи. В схеме транзисторы изображают окружностью, в которой горизонтальная линия обозначает базу, а две наклонные к ней линии — эмиттер и коллектор. Стрелка на эмиттере показывает направление прямого тока в цепи эмиттера.
В полупроводниковой технике применяют интегральные микросхемы. В этих устройствах на небольшой площади размещают большое число элементов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и др.) с соединительными линиями между ними. Интегральные микросхемы используют в различных электронных схемах, в том числе и в электрооборудовании автомобилей.
Общая схема электрооборудования.
Электрооборудование автомобилей представляет собой сложный комплекс приборов зажигания, сигнализации, электрических машин, контрольно-измерительных приборов, предохранителей и соединительных проводов, объединенных в общую электрическую схему. В общей схеме электрооборудования можно выделить приборы, образующие самостоятельные группы. Наиболее важные из них группы: источники тока, пуска двигателя, зажигания горючей смеси, контрольно-измерительных приборов, сигнализации и освещения. Предохранители, переключатели и выключатели входят во все группы системы и относятся к коммутационной аппаратуре.
Для питания приборов автомобильного электрооборудования используется постоянный ток напряжением 12 или 24 В.
Следует различать подключение потребителей к различным источникам тока. К аккумуляторной батарее подключают агрегаты электрооборудования, потребляющие ток большой силы и работающие кратковременно но (стартер, прикуриватель), а также агрегаты, работа которых необходима в аварийных случаях (звуковой сигнал, подкапотная и переносная лампа).
Остальные потребители соединяют с генератором. В этом случае в зависимости от характера работы агрегаты и приборы подключают следующим образом: непосредственно к генератору, если они потребляют ток небольшой силы и работают длительное время; через замок зажигания, если они действуют только при работающем двигателе; через центральный переключатель света — все приборы освещения. Ранее было рассказано, как протекает ток в цепях аккумуляторная батарея — стартер и аккумуляторная батарея — свеча зажигания. В общей схеме электрооборудования вы можете самостоятельно проследить путь тока в указанных цепях.
На автомобилях применяют однопроводную систему, при которой вторым проводом служит «масса» (металлические части машины). Все потребители присоединены к источнику тока параллельно, поэтому включение и выключение одних потребителей происходит независимо от других. Принято считать, что ток движется от положительного полюса источника тока к отрицательному.