Jak fungují elektrické systémy automobilu

Elektrický systém automobilu je uzavřený okruh s nezávislým zdrojem energie baterie. Funguje na malém zlomku výkonu domácího okruhu.

Typický elektrický systém

Proud teče jediným kabelem z baterie do napájené součásti a zpět do baterie skrz kovovou karoserii vozu. Tělo je připojeno k uzemňovací svorce baterie pomocí silného kabelu.

Systém vracení Země

Tento typ obvodu se nazývá systém zpětného uzemnění. O jakékoli jeho části připojené ke karoserii se říká, že je uzemněná.

Síla proudu se měří v ampérech (ampérech); tlak, který jej pohání po obvodu, se nazývá napětí (volty). Moderní auta mají 12V baterii. Jeho kapacita se měří v ampérech/hodinách. Baterie 56 ampér/hodinu by měla být schopna dodávat proud 1 ampér po dobu 56 hodin nebo 2 ampéry po dobu 28 hodin.

Pokud napětí baterie klesne, protéká méně proudu a nakonec ho nestačí k tomu, aby komponenty fungovaly.

Proud, napětí a odpor

Rozsah, ve kterém drát odolává toku proudu, se nazývá odpor a měří se v ohmech.

Tenké dráty vedou méně snadno než tlusté, protože je zde méně prostoru pro průchod elektronů.

Energie potřebná k protlačení proudu odporem se přemění na teplo. To může být užitečné například ve velmi tenkém vláknu žárovky, které žhavě bíle svítí.

Součástka s velkým odběrem proudu však nesmí být připojena pomocí příliš tenkých vodičů, jinak by se vodiče přehřívaly, spálily pojistku nebo spálily.

Všechny elektrické jednotky měření jsou vzájemně propojené:tlak 1 voltu způsobí, že odporem 1 ohm protéká proud 1 ampér. Volty dělené ohmy se rovnají ampérům. Například žárovka s odporem 3 ohmy ve 12voltovém systému spotřebuje 4 ampéry.

To znamená, že musí být připojen pomocí drátů dostatečně silných, aby pohodlně přenesly 4 ampéry.

Spotřeba energie součásti bude často uváděna ve wattech, které se zjistí vynásobením ampérů a voltů. Lampa v příkladu spotřebuje 48 wattů.

Kladná a záporná polarita

Elektřina proudí z baterie pouze jedním směrem a některé součásti fungují pouze v případě, že jimi proudí správným směrem.

Toto přijetí jednosměrného toku se nazývá polarita. U většiny vozů je záporná () svorka baterie uzemněna a kladná (+) svorka napájí elektrický systém.

To se nazývá systém se záporným uzemněním a při nákupu elektrického příslušenství, například rádia, zkontrolujte, zda je typu vhodného pro systém vašeho vozu. Montáž rádia s nesprávnou polaritou poškodí soupravu, ale většina autorádií má externí spínač pro nastavení polarity tak, aby odpovídala polaritě automobilu. Před montáží přepněte na správné nastavení.

Zkraty a pojistky

Pokud je použit vodič nesprávné velikosti nebo pokud se vodič přeruší nebo odpojí, může to způsobit náhodný zkrat, který obchází odpor součásti. Proud v drátu může být nebezpečně vysoký a drát se může roztavit nebo způsobit požár.

Aby se tomu zabránilo, mají pomocné obvody pojistky.

Nejběžnějším typem pojistky je krátký tenký drát uzavřený v žáruvzdorném pouzdře, často skleněném.

Velikost pojistkového drátu je nejtenčí, která dokáže přenést normální proud obvodu bez přehřátí, a je udávána v ampérech.

Náhlý nárůst vysokého proudu ve zkratu způsobí, že se pojistkový drát roztaví nebo „vyfoukne“ a přeruší obvod.

Když k tomu dojde, zjistěte, zda nedošlo ke zkratu nebo odpojení, a poté nainstalujte novou pojistku o správné jmenovité hodnotě proudu (viz Kontrola a výměna pojistek).

Existuje mnoho pojistek, z nichž každá chrání malou skupinu součástí, takže jedna spálená pojistka nevypne celý systém. Mnohé z pojistek jsou seskupeny v pojistkové skříni, ale v kabeláži mohou být také síťové pojistky.

Sériové a paralelní obvody

Obvod obvykle obsahuje více než jednu součást, jako jsou žárovky v obvodech osvětlení. Záleží, zda jsou zapojeny sériově za sebou nebo paralelně vedle sebe.

Například žárovka světlometu je navržena tak, aby měla určitý stupeň odporu, takže spotřebuje určitý proud, aby normálně svítila.

V okruhu jsou ale minimálně dvě čelovky. Pokud by byly zapojeny do série, elektrický proud by musel projít jedním světlometem, aby se dostal k druhému.

Proud by narazil na odpor dvakrát a dvojnásobný odpor by snížil proud na polovinu, takže žárovky by svítily jen slabě.

Paralelní zapojení žárovek znamená, že elektřina prochází každou žárovkou pouze jednou.

Některé komponenty musí být zapojeny do série. Například snímač v palivové nádrži mění svůj odpor podle množství paliva v nádrži a „vysílá“ malý elektrický proud do palivoměru.

Tyto dvě součásti jsou zapojeny do série, takže měnící se odpor ve vysílači ovlivní polohu jehly na měrce.

Pomocné obvody

Startér má svůj vlastní těžký kabel přímo z baterie. Zapalovací obvod dodává vysokonapěťové impulsy do zapalovacích svíček; a nabíjecí systém zahrnuje generátor, který dobíjí baterii. Všechny ostatní obvody se nazývají pomocné (podružné) obvody.

Většina z nich je zapojena přes spínač zapalování, takže fungují pouze při zapnutém zapalování.

Tím se zabrání tomu, abyste nechtěně nechali něco zapnutého, což by mohlo způsobit vybití baterie.

Boční a koncová světla, která však možná budete muset nechat rozsvícená, když auto stojí, jsou vždy zapojena nezávisle na spínači zapalování.

Při montáži dalšího příslušenství, jako je vyhřívání zadního okna, které spotřebovává silný proud, jej vždy zapojte přes spínač zapalování.

Některé pomocné komponenty lze ovládat bez zapnutého zapalování otočením spínače do polohy „pomocné“. Rádio je obvykle zapojeno přes tento přepínač, takže jej lze hrát s vypnutým motorem.

Dráty a plošné spoje

Velikosti vodičů a kabelů jsou klasifikovány podle maximálního proudu, který mohou bezpečně přenášet.

Automobilem prochází složitá síť drátů. Aby nedošlo k záměně, je každý vodič barevně označen (ale pouze v autě:neexistuje žádný národní ani mezinárodní systém barevného kódování).

Většina příruček k autům a servisních příruček obsahuje schéma zapojení, které může být obtížné sledovat.

Barevné kódování je však užitečným vodítkem pro sledování kabeláže.

Tam, kde jsou dráty vedeny vedle sebe, jsou svázány dohromady do svazku, v plastovém nebo látkovém plášti, aby byly uklizené a méně obtížné je nasadit.

Tento svazek drátů se táhne po celé délce vozu, přičemž jednotlivé dráty nebo malé skupiny drátů se objevují tam, kde je to nutné, a nazývá se kabelový svazek.

Moderní auta často potřebují místo pro mnoho drátů ve stísněných prostorách. Někteří výrobci nyní používají tištěné obvody namísto svazků vodičů, zejména na zadní straně přístrojové desky.

Tištěné obvody jsou plastové desky, na které byly „vytištěny“ měděné kolejnice. Komponenty jsou zapojeny přímo do stop.