Содержание1 Отличие переменного тока от постоянного1.1 Определение постоянного электрического тока, его источники1.2 Принцип работы переменного тока1.3 Как переменный ток сделать постоянным1.4 Преобразователь постоянного тока в переменный2 Постоянный и … Открыть.Какое напряжение в автомобиле постоянное или переменное?
Вот почему автомобили используют генераторы переменного тока, хотя все устройства на борту работают от постоянного электричества
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что питает все системы вашего автомобиля? За счет чего заводится мотор, горят лампочки на приборной панели, движутся стрелки и работают бортовые компьютеры? Откуда берется электричество на борту? Конечно, их вырабатывает генератор и аккумулирует химический накопитель энергии многоразового действия – электрический аккумулятор. Это знают все. Скорее всего, вы также в курсе, что аккумуляторная батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в любом автомобиле для запитывания приборов. Однако во всей этой стройной теории, проверенной практикой, присутствует одно странное звено, не желающее поддаваться логике, – генератор вырабатывает ток переменный, тогда как все механизмы на борту машины потребляют ток постоянный. Это не кажется вам странным? Почему так происходит?
На самом деле это интересный вопрос, потому что в этой истории на первый взгляд нет никакого смысла. Если все потребители электричества в вашем автомобиле работают на 12 вольтах постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые производят постоянный ток? Ведь раньше так и делали. Почему необходимо сперва сгенерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянное электричество?
Задавшись такого рода вопросами, мы начали докапываться до истины. Ведь есть же в этом какая-то тайная причина. И вот что мы выяснили.
Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под переменным и постоянным током. Автомобили используют постоянный ток, или прямой ток, как его еще называют. В названии скрыта суть феномена. Это тип электричества, который производится батареями, он течет в одном постоянном направлении. Этот же тип электричества производился генераторами, которые ставились на первые автомобили с начала 1900-х годов до 60-х годов прошлого века. На старушках ГАЗ М-20 «Победа» и ГАЗ-69 ставились именно генераторы постоянного тока.
Другой вид электричества – переменный ток – назван так из-за того, что он периодически обращает течение по направлению, а также изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным. Доступ к этому типу электричества можно получить в любой розетке обычной квартиры по всему миру. Мы используем его для питания электроприборов в частных домах, зданиях, огни больших городов также дают свет благодаря переменному току, потому что его легче передавать на большие расстояния.
Большая часть электроники, в том числе почти вся в вашем автомобиле, использует постоянный ток, преобразуя переменный ток в постоянный для выполнения полезной работы. В бытовых приборах установлены так называемые блоки питания, в которых происходит конвертация одного вида энергии в другой. Побочным результатом работы преобразования является немного тепла на выходе. Чем сложнее бытовая утварь, к примеру компьютер или Smart TV, тем сложнее цепочка преобразований. В некоторых случаях переменный ток частично не изменяется, а лишь корректируется его частота. Поэтому очень важно при замене вышедшего из строя блока питания заменять его на оригинальный, требуемого типа. Иначе технике наступит очень быстрый конец.
Но что-то мы отошли от главных вопросов, поставленных на повестку дня сегодня.
Итак, зачем в автомобилях вырабатывать «неправильный» вид электричества?
В общем, ответ очень прост: таков принцип работы генератора переменного тока. Наиболее высокий КПД при переводе механической энергии вращения двигателя в электрическую энергию происходит именно по такому принципу. Но есть нюансы.
Кратко принцип работы автомобильного генератора таков:
При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжение через блок щеток и контактные кольца.
Инициируется появление магнитного поля.
Магнитное поле воздействует на обмотки статора, что приводит к появлению электрического переменного тока.
Далее переменный ток отправляется на выпрямительный блок, где происходит его преобразование в постоянный ток.
Завершающая стадия «готовки» правильного тока – регулятор напряжения.
После всего процесса часть электричества запитывает электропотребители, часть идет на подзарядку аккумулятора, некоторая часть уходит обратно на щетки альтернатора (так когда-то называли генератор переменного тока) для самовозбуждения генератора.
Выше был описан принцип работы современного генератора переменного тока, но так было не всегда. Ранние автомобили с двигателями внутреннего сгорания использовали магнето – простейшее приспособление для преобразования механической энергии в электрическую (переменного тока). Внешне, да и внутренне, эти машинки были даже схожи с более поздними генераторами, но использовались на очень простых автомобильных электрических системах без батарей. Все было просто и безотказно. Не зря некоторые сохранившиеся до наших времен 90-летние автомобили заводятся до сих пор.
Индукторы (второе название магнето) впервые были разработаны человеком с неподражаемым именем – Ипполит Пикси.
Смотрите также: Сколько стоит зарядить электромобиль?
На данный момент мы с вами выяснили, что тип вырабатываемого генераторами тока зависит от продуктивности перевода механической энергии в электрическую, но также немаловажную роль во всей этой истории сыграло снижение массы и габаритов устройства по сравнению с аналогичными по мощности устройствами-производителями постоянного тока. Разница в весе и габаритах оказалась почти в три раза! Но есть еще один секрет, почему автомобильные генераторы сегодня вырабатывают переменный ток. Вкратце это более передовой эволюционный путь развития генераторов постоянного тока, которых, признаться честно, по сути, и не существовало в чистом виде.
Историческая справка:
Более того, генераторы постоянного тока на самом деле также производили переменный ток, когда якорь (подвижная часть) вращался внутри статора (внешний «корпус», который имеет постоянное магнитное поле). Разве что частота тока была иной и «сгладить» ее в постоянный ток можно было проще – при помощи коммутатора.
Коммутатором тогда называлось механическое приспособление с вращающимся цилиндром, поделенным на сегменты с щетками для создания электрического контакта.
Система работала, но была неидеальна. В ней было множество механических частей, контактные щетки быстро изнашивались, и общая надежность системы была так себе. Тем не менее это был лучший способ получить постоянный ток, который был нужен вам для зарядки аккумулятора и системы запуска автомобиля.
Так было до конца 1950-х годов, когда начала появляться твердотельная электроника, ставшая решением проблемы преобразования переменного тока в постоянный посредством кремниевых диодных выпрямителей.
Эти выпрямители тока (иногда называемые диодным мостом) показали себя с гораздо лучшей стороны в качестве преобразователей переменного тока в постоянный, что, в свою очередь, позволило использовать более простые, а значит, более надежные генераторы переменного тока в автомобилях.
Первым зарубежным автопроизводителем, который развил эту идею и вывел ее на рынок легковых автомобилей, был Chrysler, имевший опыт работы с выпрямителями и электронными регуляторами напряжения благодаря исследовательской работе, спонсируемой Министерством обороны США. В Википедии отмечается, что американская разработка «…повторяла разработку авторов из СССР», первая конструкция генератора переменного тока была представлена в Советском Союзе за шесть лет до этого. Единственным, но важным улучшением американцев стало применение кремниевых выпрямительных диодов вместо селеновых.
Смотрите также: Разряд автомобильного аккумулятора: причины и как его избежать
В СССР же, хоть и опоздали на 7 лет с введением в серию генераторов переменного тока на легковые автомобили, опередили весь мир в самой разработке новых типов генераторов. Еще в 1955 году на Горьковском автозаводе было выпущено 2.000 машин с альтернаторами вместо магнето.
«Одними из ведущих разработчиков, благодаря которым в СССР и на европейском континенте появилась первая серийная конструкция генераторов переменного тока, были Ю. А. Купеев (НИИ автоприборов) и В. И. Василевский (КЗАТЭ г. Самара)», – говорится на страницах Википедии.
Итог. Почему генераторы на авто вырабатывают переменный ток?
Ну, а мы завершаем наш рассказ. Первым легковым автомобилем, в базовой комплектации которого устанавливался генератор новой конструкции, стал Plymouth 1960 года выпуска. Некоторыми из наиболее очевидных преимуществ генератора было то, что на низкой скорости или на холостом ходу он по-прежнему производил достаточно тока, чтобы заряжать аккумулятор, что большинство генераторов того времени были не в состоянии сделать.
Оказалось, что альтернаторы, после того как был налажен массовый выпуск, производить дешевле, чем генераторы старой конструкции, они надежнее, выносливее и производят больше электричества на разных скоростях вращения коленчатого вала. Они сделали настолько большой шаг вперед, что все их плюсы запросто перекрывали единственный минус – они не могли производить постоянный ток. Позиция закрепилась после того, как инженерами был разработан дешевый и надежный твердотельный выпрямитель.
Видите? В конце концов, в этом есть смысл!
Источник: http://1gai.ru/publ/520794-pochemu-avtomobilnye-generatory-vyrabatyvayut-peremennyy-tok.html
Преимущества и недостатки переменного тока
Непосредственно аккумуляторы всегда заряжаются постоянным током. Поэтому в электромобиль встроено зарядное устройство, которое преобразует поступающий со станции переменный ток в постоянный и регулирует параметры зарядки. Как уже отмечалось, наличие такого устройства для любого электромобиля обязательно, иначе он не сможет подзарядиться в критической ситуации.
Зарядные станции на переменном токе компактны и имеют простую
конструкцию, что обусловило их массовое использование
Конструкция станции на переменном токе предельно простая. В ней есть системы защиты как электромобиля, так и электрической сети от нештатных ситуаций, и, при необходимости, биллинговая система, позволяющая продавать услугу зарядки.
Тем не менее размещение основных узлов зарядного устройства на борту электромобиля ограничивает скорость зарядки на переменном токе. Чем выше скорость зарядки, тем больше сила тока. В свою очередь, это влечет за собой увеличение массы и габаритов электронных узлов, отвечающих за зарядку. А еще увеличение скорости зарядки потребует улучшения отвода тепла от электронных узлов. Ограничения по массе, габаритам и возможностям отвода тепла в легковом электромобиле определили предел тока зарядки в 32 А. Он характерен как для большинства массовых моделей электромобилей.
Некоторые электромобили поддерживают зарядку переменным током 63 А. Например, она есть в автомобилях Renault Zoe. Время «заправки» для пробега в 500 км сокращается до 1,5 ч.
Источник: http://elec.ru/articles/zaryadka-elektromobilej-postoyannyj-ili-peremennyj/
Ампераж прикуривателей
Автомобильный прикуриватель представляет собой металлический стакан с контактными пластинами, в который вставляется заглушка со спиралью накаливания. Допустимая сила тока в цепи рассчитывается в зависимости от сопротивления элемента накаливания и напряжения в бортовой сети (согласно закону Ома). Соответственно подбирается сечение многожильных коммутационных проводов и номинал предохранителя, который ставится в салонном блоке (установлен в панели приборов или в багажном отделении машины).
Следует учитывать, что оборудование рассчитано на максимальной мощности на протяжении 10-15 секунд. После нагрева спирали срабатывает биметаллический фиксатор, встроенная в заглушку пружина автоматически размыкает контакты. Номинал предохранителя находится в диапазоне от 10 до 15 А (зависит от производителя и модели машины, информация указывается в инструкции по эксплуатации).
При коротком замыкании перемычка предохранителя не выдерживает увеличенную силу тока и разрушается, размыкая цепь.
Владелец машины должен заменить вставку на элемент с идентичными рабочими параметрами. Использовать предохранители повышенного номинала или самодельные приспособления («жучки») категорически запрещено. Если происходит повторный выход из строя вставки, то требуется провести диагностику электрической цепи и устранить причину короткого замыкания.
Источник: http://akki-carsh.ru/dvigatel/tok-pri-zapuske-dvigatelya-avtomobilya.html
10 место
Стартер: 0 кВт.ч
При движении автомобиля энергию не потребляет. При пуске мотора на исправном автомобиле работает не дольше пары секунд. Ток потребления может достигать 500 А и более при холодном пуске дизельного мотора большого рабочего объема. А если двигатель совсем замерз — например, в него залили масло не по сезону, то даже на четырехцилиндровом 1,5-литровом моторе ток стартера гигантский и составляет 700 А.
Источник: http://zr.ru/content/articles/926867-top-10-potrebitelej-ehlektroehne/
Ток как поток
Ток представляет собой расход электронов, указывающий на то, какое их количество движется по кабелю. Чем он выше, тем больше электронов проходит через проводник. Подобно тому, как большое количество воды требует более толстых труб, большие токи требуют более толстых кабелей.
Использование модели водяного контура позволяет объяснить и множество других терминов. Например, силовые генераторы можно представить как водяные насосы, а электрическую нагрузку – как водяную мельницу, для вращения которой требуется поток и давление воды. Даже электронные диоды можно рассматривать как водяные клапаны, которые позволяют воде течь только в одну сторону.
Источник: http://foksevmash.ru/elektronika/peremennyj-tok-v-avtomobile.html
Видео-ответ
Это видео поможет разобраться
Источник: http://dom-voprosov.ru/tehnika/kakoe-napryazhenie-v-avtomobile-postoyannoe-ili-peremennoe
6 место
Обогрев заднего стекла и зеркал заднего вида: 0,07 кВт.ч
Ток потребления не превышает 20 А, а время работы ограничивает реле: получается не более 15 мин в час. Хотя на некоторых моделях обогрев зеркал включается отдельно и при этом не выключается автоматически.
Источник: http://zr.ru/content/articles/926867-top-10-potrebitelej-ehlektroehne/
Вторая часть. Почему номинальное напряжение аккумулятора составляет 12
На этот вопрос ответить немного сложнее.
Номинальное значение 12 является результатом химических процессов, протекающих в аккумуляторе плюс мировые соглашения. Другой вопрос, почему мы не используем напряжения 24 , 48 или даже более?
Более высокие напряжения более эффективны. Отсюда и желание их использовать. Вот почему в 1950-х годах был сделан переход от батареи 6 к батарее 12 — требования к питанию стали слишком высокими для 6 батареи.
Преимущества высоковольтных аккумуляторов значительны. Вы можете сэкономить деньги на проводке, уменьшить падение напряжения, снизить нагрузку на аккумулятор (поскольку текущая потребность в электроэнергии уменьшается при той же величине потребляемой мощности), а компоненты, такие как реле и щетки двигателя, служат дольше. Можно долго рассуждать о батареях более высокого напряжения.
Однако слишком высокое напряжение может стать небезопасным для здоровья.
А сочетание относительно низких требований к мощности в автомобиле в сочетании с потенциальной угрозой безопасности при высоком напряжении означает, что любая батарея более 50 исключена для обычных транспортных средств.
Но это все еще не объясняет, почему мы не видим, скажем, 48 батарею.
Первая причина
Первая причина состоит в том, что привычки сложно менять.
12 — это стандарт на протяжении десятилетий. Для изменения потребовалась бы очень веская причина, которой просто нет. Инфраструктура, построенная в соответствии с соглашением о 12 от зарядных устройств до аксессуаров для любой части электромобиля, просто огромна.
Вторая причина
Вторая причина — это электрическая эрозия контактов постоянного тока. При более высоких напряжениях является довольно серьезной проблемой.
При постоянном токе перенос материала с одного контакта на другой проявляется более интенсивно, чем при переменном токе, так как направление тока в цепи не меняется.
При малых значениях токов эрозия контактов обусловлена разрушением контактного перешейка не в средине, а ближе к одному из электродов. Чаше разрыв контактного перешейка наблюдается у анода — положительного электрода.
Этот эффект, очевидно, гораздо более значим при более высоких напряжениях, и, вероятно, потребует дорогостоящей модернизации многих компонентов.
Само по себе это не является непреодолимой проблемой. Но в сочетании со старым соглашением и количеством изменений, которые потребуются внести в огромную инфраструктуру, построенную вокруг батареи 12 , это, вероятно, последний аргумент в пользу того, чтобы этого не делать.
Источник: http://zen.yandex.ru/media/car.ru/pochemu-v-avtomobiliah-ispolzuetsia-imenno-12v-5d358fac35c8d800adc8e574
Обозначения на электрических схемах
Обозначения на схемах электрооборудования автомобиля, как правило, интуитивно понятны. Но, для общего развития, не мешает знать и некоторые специфические условные обозначения.
Обозначения на электрических схемах
Источник: http://avtonov.info/elektrika-avtomobilja-kratkoe-obuchenie-dlja-avtoljubitelja
Что делает аккумулятор в вашем автомобиле?
Аккумулятор в вашем автомобиле выполняет две основные функции:
- Провернуть двигатель, чтобы запустить его.
- Подачу электроэнергии к транспортному средству, когда генератор не обеспечивает достаточную (или никакую) выходную мощность.
Аккумулятор также действует как конденсатор, сглаживая пульсации тока и защищая чувствительную бортовую электронику автомобиля.
Два кабеля (отрицательный и положительный) подключают аккумулятор к автомобилю. Отрицательный кабель подключается к общему заземлению, а положительный кабель соединяет аккумулятор со стартером и другими необходимыми точками на автомобиле.
Источник: http://foksevmash.ru/elektronika/peremennyj-tok-v-avtomobile.html
4 место
Обогрев ветрового стекла: 0,12 кВт.ч
Это очень мощный потребитель — ток достигает 40 А. Но время его работы ограничивает реле времени: обычно стекло греется не более 10 мин. И потом владелец редко включает обогрев повторно.
Источник: http://zr.ru/content/articles/926867-top-10-potrebitelej-ehlektroehne/
СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ
Освещение автомобиля делится на внутреннее и внешнее. Источником света являются лампы, они различаются по размерам, типу цоколя, рабочим характеристикам, конструкции, функциональному предназначению. На автомобилях могут использоваться такие виды ламп как классические накаливания, ксеноновые, галогеновые и светодиодные.
Основные элементы наружного освещения – фары передней оптики и фонари задней оптики, они присутствуют в конструкции любого автомобиля. Дополнительно могут устанавливаться:
- противотуманные фары;
- подвеска ручек, дверей других частей кузова;
- освещение номерного знака.
Внутреннее освещение – это освещение салона, багажника, бардачка, приборной панели, подкапотного пространства и ряда других мест внутри автомобиля при помощи специальных плафонов. Их количество, месторасположение, размеры определяются конструкцией отдельно взятой модели и марки автомобиля.
Источник: http://avto.tatar/news_items/elektrooborudovanie-avtomobilya
ИТАК, запомните:
- Постоянный ток условно течет от плюса к минусу.
- Нельзя соединять напрямую минусовой и плюсовой провода, минуя потребителей, иначе произойдет короткое замыкание.
- Минусовой провод присоединяется к “массе” автомобиля.
- В электротехнике существуют только две неисправности: нет контакта, там где он должен быть, и есть контакт, там, где его не должно быть.
Источник: http://avtonov.info/elektrika-avtomobilja-kratkoe-obuchenie-dlja-avtoljubitelja
Подключение прибора
Каждому автовладельцу необходимо знать, какой ток утечки должен быть в автомобиле. Перед определением потерь тока прибор необходимо подключить к сети. Устройства, потребляющие заряд батареи, нужно отключить. Мультиметр подключается к системе:
- Извлекается кабель от положительного выхода батареи.
- Один контакт мультиметра подключается к плюсу аккумулятора.
- Второй контакт подсоединяется к выключенному из сети проводу.
Рекомендуем: Аккумуляторы OPTIMA Batteries (Оптима)
Нельзя подключать устройство к плюсу и минусу батареи одновременно — это может вызвать короткое замыкание. С автомашиной все будет в порядке, но предохранитель быстро сгорит. Если все подключено правильно, на дисплее отображается показатель электрического тока, который постоянно проходит через электрическое устройство.
Если допустимая потеря электричества в машине ниже результата измерений, следует продолжить поиск причины утечки.
Источник: http://foksevmash.ru/elektronika/peremennyj-tok-v-avtomobile.html
Автомобильный обогреватель
В холодное время года к автоприкуривателю можно подключить специальный прибор. Он представляет собой своеобразный 12-вольтовый фен. Внутри него расположена тонкая спираль, которая нагревается от цепи, а через нее проходит воздух.
Есть различные устройства – одни помогают прогреть салон авто зимой, а другие обладают дополнительным шнуром и являются переносными. С их помощью можно нагреть проблемные места (заднее стекло). Есть специальные подкладки под сиденья с элементами нагрева. Мощность таких приборов колеблется вблизи отметки 200 Ватт.
Источник: http://koreec73.ru/dvigatel/kakoj-tok-v-avtomobilnoj-seti.html
Электрический ток
Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более широкое применение электрической тяги в автомобилях (гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили).
Источник: http://new-kodiaq.ru/infobaza/kakoj-tok-v-avtomobile-2.html
Опасен ли инвертор?
Многим кажется, что исходное напряжение в 12 вольт априори предполагает безопасность. Помните бородатую шутку: «Может ли убить человека 12-вольтовый аккумулятор? Может, но только если упадет со шкафа на голову…».
Увы, 220 вольт в инверторе столь же опасны, как и 220 вольт в домашней розетке. Преобразователь категорически нельзя брать и включать мокрыми руками, и, памятуя о тотальном китайско-безымянном происхождении большинства этих гаджетов, весьма желательно проверить утечку тока на корпус, если в вашей модели он металлический. Подключите к свежекупленному инвертору мультиметр в режиме вольтметра переменного тока: поочередно к каждому из выходных гнезд и к корпусу – напряжения на щупах тестера быть не должно!
Источник: http://avtosotka.ru/voditelyu/kakoj-tok-v-mashine-2.html
Volvo 740 1988, 115 л. с. — электроника
Машины в продаже
Volvo 740, 1986
Volvo 740, 1991
Volvo 740, 1987
Volvo V90, 2018
Источник: http://koreec73.ru/dvigatel/kakoj-tok-v-avtomobilnoj-seti.html
Volvo 740 1988, 115 л. с. — электроника
Машины в продаже
Volvo 740, 1986
Volvo 740, 1991
Volvo 740, 1987
Volvo V90, 2018
Источник: http://i-ride.ru/remont-i-tyuning/sila-toka-v-bortovoj-seti-avtomobilya.html