Основные требования по электротехнике

Основные требования по электротехнике

Современный автомобиль не может работать без электрического тока.

Электрическую энергию используют в автомобиле для зажигания рабочей смеси в цилиндрах карбюраторных и газовых двигателей, пуска двигателя стартером, питания приборов освещения, сигнализации, контрольных и других приборов электрооборудования.

Кроме этих потребителей электрического тока, в систему электрооборудования автомобиля входят источники тока. Включатели, предохранители и провода. Источниками электрического тока называются такие приборы или агрегаты, которые превращают один из видов энергии в электрическую.

В качестве источников тока на автомобиле применяют аккумуляторную батарею и генератор. Аккумуляторная батарея питает потребители, когда двигатель не работает или работает на малых оборотах холостого хода, превращает химическую энергию в электрическую, а генератор питает потребители и заряжает аккумуляторную батарею при работе двигателя на средних и малых оборотах. Генератор превращает механическую энергию в электрическую.

Приборы электрооборудования в автомобилях рассчитаны на постоянный ток. В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно принято, что во внешней цепи постоянный ток движется от «+» к « -.».

Потребители – это приборы, которые превращают электрическую энергию в другие виды энергии. К ним относятся лампы освещения, электродвигатель вентилятора, стартер, электродвигатель стеклоочистителя и обогрева кабины, указатель давления масла в двигателе, указатель температуры воды и другие приборы.

Электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов (заряженных частиц, электронов). Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. На практике электрическое поле в проводнике создается и поддерживается источниками электрического тока. Обязательное условие получение электрического тока – наличие замкнутой электрической цепи. Характерным признаком электрической автомобильной цепи является то, что одним проводом служит масса (металлические части автомобиля, а другим проводом служат изолированные провода). На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с массой. В связи с этим электрическая цепь на автомобиле называется однопроводной.

Переменный ток – это электрический ток, который изменяется во времени по направлению и значению.

Постоянный то к – электрический ток, не изменяющийся во времени ни по силе, ни по направлению.

Проводниками называют материалы, которые хорошо проводят электрический ток. В качестве проводников используют медную или алюминиевую проволоку.

Материалы, которые практически не проводят электрический ток называются диэлектриками или изоляторами , к ним относятся пластмассы, стекло, резина, эбонит и многие другие.

Материалы, которые по своим физическим свойствам, в том числе и по проводимости, занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, называют полупроводниками.

Некоторые полупроводники обладают свойством образовывать на граничной поверхности между полупроводником и металлом запирающий слой, пропускающий ток только в одном направлении. В качестве полупроводников применяют кремний, селен, германий. В электротехнике применяют полупроводниковые приборы: диоды и транзисторы.

Сила тока – величина равная электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за 1 с. Силу тока измеряют в амперах (А), прибором который называется амперметр.

Напряжением называется часть ЭДС источника тока, затрачиваемая на преодоление сопротивления внешней цепи. Напряжение измеряют в вольтах (В), прибором, который называется вольтметр. Когда источник тока включают в цепь, то в цепи появляется напряжение, что и создает ток.

Всякий проводник создает сопротивление прохождению тока. Сопротивление измеряется омами (Ом).

Мощностью, называется работа электрического тока, выполненная за единицу времени. Мощность измеряется ваттами (Вт).

Потребители и источники тока могут быть соединены между собой параллельно и последовательно. При параллельном соединении образуется несколько путей тока, необходимо соединить между собой одноименные полюса – отрицательный с отрицательным, положительный с положительным.

Рис. Схема параллельного соединения потребителей тока.

Достоинства такого соединения состоит в том. что выход из строя одного потребителя не влияет на работу других. При таком соединении общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока.

При последовательном соединении отрицательный полюс о дного источника соединяют с положительным полюсом другого. В результате общее напряжении будет равно сумме напряжений всех источников тока.

При напряжении одного источника тока 2 В для получения 12 В нужно соединить последовательно шесть аккумуляторов.

Несколько соединенных вместе аккумуляторов образуют батарею.

В системе электрооборудования автомобиля применяют полупроводниковые приборы – диоды и транзисторы.

Рис. Полупроводниковые приборы а – диод, I – схема включения, II – условное изображение выпрямительного диода. III– изображение стабилитрона, IV– конструкция диода, 1 – примесь, 2 – база, 3 – переходный слой, 4 – основание, 5 – корпус, 6 – вывод, 7 – изолятор, 8 – кристалл, б – транзистор, I-конструкция, II – условное обозначение, 1 – корпус, 2 – кристалл, 3 – изоляционная втулка, 4 –выводы, 5 – держатель, К – коллектор, Б – база, Э – эмиттер.

Диод состоит из пластинки германия или кремния, в которую вплавлена капелька примеси 1 алюминия или индия(рис.)

На границе между ними образуется переходный слой, имеющий одностороннюю проводимость. Такие диоды используются в качестве выпрямителей переменного тока. Одни из таких выпрямителей изображен на( рис. а IV) Для обозначения диода на схеме используют специальный знак (рис 52, а, II). Для стабилизации напряжения, т.е. поддержания его в определенных пределах, применяют пробойные диоды, или стабилитроны (рис а, III).

На рисунке (рис. б) изображен полупроводниковый триод – транзистор. Транзистор состоит из трех слоев кристалла 2, полупроводниковой пластинки – базы (например, германия или кремния) и двух направленных капель, образующих две зоны проводимости. Электрод (капля) к которому подводится напряжение, называется эмиттером (Э), другой электрод с которого снимается напряжение называется коллектором (К). С помощью тока, подводимого к базе (Б) транзистора осуществляется управление проводимостью. Транзисторы применяют для усиления или прерывания тока. Схемное изображение транзистора показано на рис (52, б, I I). Стрелка на эмиттере показывает направление прямого тока в цепи эмиттера.