نحوه عملکرد سیستم های الکتریکی خودرو

سیستم الکتریکی خودرو چگونه کار می کند؟

نحوه عملکرد سیستم های الکتریکی خودرو:

سیستم الکتریکی خودرو یک مدار بسته با منبع تغذیه باتری مستقل است. این سیستم بر روی کسری کوچک نسبت به توان یک مدار خانگی کار می کند.

یک سیستم الکتریکی معمولی

به غیر از مدارهای اصلی شارژ، استارت و احتراق، مدارهای دیگری نیز وجود دارند که چراغ ها، موتورهای الکتریکی، سنسورها و گیج های ابزار الکتریکی، المنت های گرمایشی، قفل های مغناطیسی، رادیو و غیره را تامین می کنند. تمام مدارها یا توسط سوئیچ ها یا توسط رله ها (سوئیچ های ریموت که توسط آهنرباهای الکتریکی کار می کنند) باز و بسته می شوند.

جریان در امتداد یک کابل واحد از باتری به قطعه ای که تغذیه می شود، و از طریق بدنه فلزی خودرو به باتری باز می گردد. بدنه توسط یک کابل ضخیم به ترمینال زمین باتری متصل می شود. به این نوع مدار، سیستم بازگشت زمین گفته می شود که هر قسمتی از آن که به بدنه خودرو متصل شود، گفته می شود که ارت شده است.

قدرت جریان با آمپر اندازه گیری می شود. فشاری که آن را به دور مدار می راند، ولتاژ (ولت) نامیده می شود. خودروهای مدرن دارای باتری 12 ولتی هستند. ظرفیت آن بر حسب آمپر/ساعت اندازه گیری می شود. یک باتری 56 آمپر در ساعت باید بتواند جریانی معادل 1 آمپر برای 56 ساعت یا 2 آمپر برای 28 ساعت ارائه دهد. اگر ولتاژ باتری کاهش یابد، جریان کمتری جاری می شود و در نهایت برای کارکرد قطعات کافی نیست.

جریان، ولتاژ و مقاومت

میزان مقاومت یک سیم در برابر جریان را مقاومت می نامند و بر حسب اهم اندازه گیری می شود. سیم های نازک به سادگی کمتر از سیم های ضخیم جریان را هدایت می کنند، زیرا فضای کمتری برای عبور الکترون ها وجود دارد. انرژی مورد نیاز برای عبور جریان از طریق مقاومت به گرما تبدیل می شود.

این می تواند مفید باشد، به عنوان مثال این را می توان در رشته بسیار نازک یک لامپ، که به رنگ سفید گرم می درخشد، مشاهده کرد. با این حال قطعه ای با جریان مصرفی بالا نباید با استفاده از سیم های خیلی نازک وصل شود، در غیر این صورت سیم ها بیش از حد گرم می شوند، چرا که فیوزها می سوزند.

تمام واحدهای الکتریکی اندازه گیری به هم مرتبط هستند: فشار 1 ولت باعث می شود جریان 1 آمپر از مقاومت 1 اهم عبور کند. تقسیم ولت بر مقاومت مساوی آمپر است.

به عنوان مثال، یک لامپ با مقاومت 3 اهم، در یک سیستم 12 ولت، 4 آمپر جریان می کشد. این بدان معنی است که باید با استفاده از سیم هایی با ضخامت کافی برای حمل راحت 4 آمپر متصل شود.

اغلب مصرف برق خودرو یک قطعه بر حسب وات بیان می شود که با ضرب آمپر و ولت بدست می آید. لامپ در مثال ذکر شده 48 وات توان مصرف می کند.

پایانه های مثبت و منفی

الکتریسیته از باتری فقط در یک جهت جریان می یابد و برخی از قطعات تنها در صورتی کار می کنند که جریان از طریق آنها در جهت صحیح باشد. این پذیرش جریان یک طرفه را قطبیت می نامند. در اکثر خودروها، پایانه منفی باتری (-) به زمین متصل است و مثبت (+) سیستم الکتریکی را تغذیه می کند.

به این سیستم ارت منفی می گویند و برای مثال هنگام خرید لوازم جانبی برق یک رادیو بررسی کنید که از نوع مناسب سیستم ماشین شما باشد. نصب یک رادیو با قطبیت نادرست به مجموعه آسیب می رساند، اما اکثر رادیوهای خودرو دارای یک سوئیچ خارجی برای تنظیم پلاریته مطابق با خودرو هستند. قبل از نصب تنظیمات صحیح را در نظر بگیرید.

اتصال کوتاه و فیوز

اگر سیم با اندازه اشتباه استفاده شود، یا اگر یک سیم بسوزد یا قطع شود، می تواند باعث اتصال کوتاه تصادفی شود که مقاومت قطعه را دور می زند. جریان در سیم ممکن است به طور خطرناکی زیاد شود و سیم را ذوب کند یا باعث آتش سوزی شود. برای محافظت در برابر این مسئله، مدارهای جانبی دارای فیوز هستند.

رایج ترین نوع فیوز، سیم نازک کوتاهی است که در یک محفظه مقاوم در برابر حرارت اغلب شیشه ای محصور شده است. اندازه سیم فیوز باریک ترین اندازه ای است که می تواند جریان عادی مدار را بدون گرم شدن بیش از حد حمل کند و بر حسب آمپر است.

جهش ناگهانی جریان زیاد در یک اتصال کوتاه باعث می شود که سیم فیوز ذوب شود یا مدار قطع شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، این را بررسی کنید که آیا اتصال کوتاه شده یا قطع شده است، سپس یک فیوز جدید با درجه آمپر صحیح نصب کنید.

فیوزهای زیادی وجود دارد که هر یک از گروه کوچکی از قطعات محافظت می کنند، به طوری که یک فیوز سوخته کل سیستم را قطع نمی کند. بسیاری از فیوزها در یک جعبه فیوز دسته بندی شده اند، اما ممکن است فیوزهای خطی نیز در سیم کشی وجود داشته باشد.

مدارهای سری و موازی

یک مدار مانند لامپ در مدارهای روشنایی معمولاً شامل بیش از یک جزء است. مهم است که پشت سر هم به صورت سری به هم وصل شوند یا به صورت موازی در کنار هم قرار داشته باشند. به عنوان مثال یک لامپ چراغ جلو به گونه ای طراحی شده است که دارای درجه ای از مقاومت باشد تا جریان خاصی را برای درخشش عادی مصرف کند.

اما حداقل دو چراغ جلو در مدار وجود دارد. اگر آنها به صورت سری متصل می شدند، جریان الکتریکی باید از یک چراغ جلو عبور کند تا به دیگری برسد. جریان دو بار با مقاومت مواجه می شود و مقاومت مضاعف جریان را به نصف کاهش می دهد، به طوری که لامپ ها فقط ضعیف می درخشند. اتصال موازی لامپ ها به این معنی است که برق از هر لامپ فقط یک بار عبور می کند.

برخی از قطعات باید به صورت سری متصل شوند. به عنوان مثال، فرستنده در مخزن سوخت مقاومت خود را با توجه به مقدار سوخت موجود در باک تغییر می دهد و جریان الکتریکی کمی را به گیج سوخت می فرستد. این دو جزء به صورت سری به هم متصل شده اند تا مقاومت متفاوت در فرستنده بر موقعیت سوزن روی گیج تأثیر بگذارد.

مدارهای جانبی

استارت دارای کابل سنگین مخصوص به خود است که مستقیماً از باتری استفاده می کند. مدار استارت تکانه های پرتنش را به شمع ها ارسال می کند. و سیستم شارژ شامل ژنراتور است که باتری را شارژ می کند.

تمام مدارهای دیگر مدارهای فرعی نامیده می شوند. اکثر آنها از طریق سوئیچ جرقه زنی سیم کشی می شوند، به طوری که فقط زمانی که استارت زده می شود کار می کنند. این کار از روشن ماندن تصادفی چیزی که ممکن است باعث خالی شدن باتری شود جلوگیری می کند.

با این حال چراغ‌ های جانبی و عقب، که ممکن است لازم باشد هنگام پارک خودرو روشن بگذارید، همیشه مستقل از سیستم استارت سیم‌ کشی می ‌شوند.

هنگام نصب لوازم جانبی اضافی، مانند گرمکن شیشه عقب که جریان زیادی مصرف می کند، همیشه آن را از طریق سوئیچ جرقه زنی وصل کنید. برخی از اجزای جانبی را می توان بدون روشن شدن احتراق با چرخاندن سوئیچ به موقعیت «کمکی» به کار گرفت. معمولاً یک رادیو از طریق این سوئیچ سیم کشی می شود تا بتوان آن را با موتور خاموش روشن کرد.

سیم ها و مدارهای چاپی

اندازه سیم ها و کابل ها بر اساس حداکثر آمپری که می توانند به شکل ایمن حمل کنند طبقه بندی می شوند. شبکه پیچیده ای از سیم ها از داخل ماشین عبور می کند. برای جلوگیری از سردرگمی، هر سیم دارای کد رنگی است (اما فقط در داخل خودرو: هیچ سیستم ملی یا بین المللی کدگذاری رنگ وجود ندارد).

بیشتر کتابچه های راهنمای خودرو و دفترچه راهنمای خدمات شامل یک نمودار سیم کشی است که پیروی از آن دشوار است. با این حال کدگذاری رنگ، راهنمای مفیدی برای ردیابی سیم کشی است.

در جایی که سیم ها کنار هم قرار می گیرند، در یک بسته نرم افزاری، در یک غلاف پلاستیکی یا پارچه ای به هم متصل می شوند تا مرتب نگه داشته شوند و فضای کمتری اشغال شود.

این دسته از سیم ها در طول ماشین کشیده شده و در صورت لزوم سیم های تک یا گروه های کوچکی از سیم ها بیرون می آیند و ارنج سیم کشی نامیده می شود. خودروهای مدرن اغلب به فضایی برای سیم های زیادی در فضاهای محدود نیاز دارند.

اکنون برخی از تولیدکنندگان به جای بسته ‌های سیم، از مدارهای چاپی به ‌ویژه در پشت صفحه ابزار استفاده می ‌کنند. مدارهای چاپی ورق های پلاستیکی هستند که مسیرهای مسی روی آنها «چاپ» شده است. قطعات مستقیماً به مسیرها وصل می شوند.