Примерное время на чтение статьи: 5 минуты

Сопротивление

У электрического тока есть еще один очень важный параметр, который мы рассмотрим на данном уроке.

Смотрите. Когда вы разгоняете автомобиль, то начинаете чувствовать поток встречного воздуха, который сопротивляется и не дает разогнаться еще сильнее. Заряженные частицы в куске металлического провода или в другой проводящей среде также встречают на своем пути препятствия, противодействующие движению. Например, в металлах электроны при движении соударяются с атомами кристаллической решетки и испытывают так или иначе сопротивление при своём движении.

Это противодействие движению заряженных частиц называется сопротивлением.

Сопротивление обозначается буквой «R» и измеряется в Ом. В зарубежной литературе и на схемах Ом обозначают так: Ω. Название единице измерения электрического сопротивления дали по имени немецкого физика Гео́рга Си́мона Ома, поэтому Ом пишется с большой буквы. Он вывел закон, выражающий связь между силой тока в электрической цепи, напряжением и сопротивлением (известен как закон Ома).

Сопротивление также измеряется в миллиом (мОм, m Ω), килоом (кОм, k Ω), мегаом (МОм, M Ω).

1Ом = 1000мОм = 0,001кОм = 0,000001МОм

Измерить сопротивление можно прибором омметр или тем же мультиметром. Для измерения разрывать электрическую цепь чаще всего не надо.  Два щупа прибора просто прикладывают к тому участку электрической цепи, сопротивление которого надо узнать. Очень важно перед измерением сопротивления обязательно обесточить цепь, т.е. отключить напряжение. Это можно сделать отсоединением аккумуляторной батареи или, если вы знаете электрическую схему, снять предохранитель, реле или отключить коммутационный аппарат. Если в цепи имеются конденсаторы, то после отключения напряжения конденсаторы следует разрядить.

Сила тока в электрической цепи зависит от величины напряжения и величины сопротивления, препятствующего прохождению тока. Чем больше сопротивление, тем меньше сила тока и наоборот.

Любой проводник электрического тока имеет сопротивление. В этом отношении металлы лучше остальных сред пропускают ток, т.е. они имеют меньшее сопротивление, чем жидкости и газы. В свою очередь металлы бывают разные, соответственно и сопротивления у них другие. Например, медь пропускает ток лучше, чем алюминий и железо.

До сих пор мы говорили просто о сопротивлении, а точнее об активном сопротивлении.Любой прямой кусок провода имеет только активное сопротивление. Но стоит его намотать в виде катушки, у него сразу проявится и реактивное сопротивление. Позже будем о нем говорить. Сейчас я просто хотел обозначить, что в природе есть еще и реактивное сопротивление. В автомобиле много оборудования, обладающего и тем и другим сопротивлением. Например, форсунка, которая впрыскивает бензин в двигатель.

Два понимания сопротивления

Казалось-бы, что сопротивление – это зло. С одной стороны да. Это плохо на самом деле, когда часть электрической энергии из-за наличия сопротивления теряется. Но без сопротивления нам тоже не обойтись. Например, хотите сиденье с электроподогревом, тогда никак без сопротивления.

 Вот здесь и хотел бы немного раскрыть тему. Термин «сопротивление» в нашей разговорной речи имеет два смысла. Это как, например, слово «коса». Коса может быть косой у женщины, и коса может быть инструментом, которым косят траву.

До сих пор сопротивлением мы называли физическую величину, обозначаемую буквой R. И говорили о сопротивлении проводника. Но такое же название в повседневной жизни носит и радиоэлемент резистор, широко применяемый в электронных схемах. Если вскрыть электронный блок управления автомобиля (мозг машины), то увидите там превеликое множество резисторов. Резисторы используются очень широко, они там необходимы.

Плотность тока

Еще один очень важный параметр электрического тока, о котором всегда надо помнить и учитывать в своей работе автоэлектрикам – это плотность тока.

Изобразим на рисунке кусок проводника, по которому течет ток. У любого провода, мы знаем, есть толщина, по которой можно визуально судить, провод тонкий или толстый. В электрике же принято классифицировать провода и кабели не по толщине, не по диаметру, а по сечению. Что такое сечение? Это его поперечная плоскость. Площадь сечения измеряется в миллиметрах квадратных (кв.мм).

Электрический ток в автомобильной проводке распределен по сечению провода. И вот, если мы значение силы тока разделим на площадь поперечного сечения провода, то узнаем величину плотности тока в данном проводе. Допустим, по проводу сечением 2,5 кв.мм течет ток 10 А. Тогда плотность тока будет равна 4 А/кв.мм.

При протекании тока из-за наличия сопротивления провод нагревается. Нагрев происходит вследствие того, что электроны при движении бьют по кристаллической решетке, заставляя решетку вибрировать, это повышает температуру. Любой провод, любой резистор, вообще любая электрическая цепь, по которой течет ток, нагревается. Сила нагрева зависит от величины силы тока и сечения провода, т.е. от плотности тока. Чем больший ток идёт через провод, тем больше в нем выделяется тепловая энергия, и тем больше провод нагревается. Именно поэтому в автомобилях все сильноточные (силовые) провода имеют большое сечение, они толстые. Это, например, провод от аккумуляторной батареи до стартера или провода от аккумулятора до блока предохранителей. Эти провода специально взяты большого сечения, чтобы предотвратить нагрев.

Чрезмерный нагрев провода может привести к расплавлению его изоляции и в дальнейшем к короткому замыканию, что вызовет пожар. Поэтому очень важно в своей работе учитывать этот момент и никогда не использовать провода с сечением меньшим, чем нормировано заводом-изготовителем. На электрических схемах обязательно указывается марка и сечение провода, и мы должны этих требований строго придерживаться.

Существуют также специальные таблицы, в которых для каждого сечения и материала провода указаны допустимые токи. Автоэлектрик должен пользоваться этими данными, а не брать в работу первый попавшийся провод. Например, знакомый охотник попросил вас поставить на крышу машины четыре фонаря. Вам в этом случае надо будет сначала подсчитать, какой ток эти дополнительные фонари будут потреблять, а потом по таблице выбрать на этот ток соответствующее сечение провода. Если вы устанавливаете на автомобиль какое-то дополнительное оборудование, то всегда сечение провода надо выбирать по допустимому току.