Элементы электрической цепи
Давайте немножко начнём с вами говорить на языке электрических схем. Без понимания схем, без умения в них разбираться и анализировать в автоэлектрике делать нечего. Электрическая схема – это ключ к разгадке причины неисправности автомобиля. Поиск поломки электрооборудования надо начинать с просмотра схемы электрических соединений и выделения возможных точек или узлов, которые следует проверить в первую очередь.
Все схемы составляются на основе условных обозначений элементов электрической цепи. В качестве примера можно привести вот такую картинку. Надо сказать, что вообще в работе вы часто будете встречать и другие не похожие на приведенные в этой таблице условные обозначения. На схемах зарубежных автомобилей, например, многие элементы обозначены по-другому. Но со временем вы к этому привыкнете и будете легко читать любые схемы.
Нарисуем самую простую электрическую схему автомобильной проводки, какого-нибудь одного узла, например, схему работы стоп-сигналов. Итак, по порядку:
- Рисуем источник напряжения, т.е. аккумуляторную батарею.
- Далее рисуем от одного конца аккумулятора к другому концу линию, т.е. провод, по которому потечет электрический ток.
- Рисуем следующий элемент; лампу накаливания стоп-сигнала. Вставляем ее в разрыв провода.
- Но на автомобиле ведь стоп-сигналы стоят и справа, и слева, и еще даже бывает дополнительный стоп-сигнал на задней двери или заднем стекле. Поэтому дорисовываем к первой лампе еще две лампочки.
- Теперь наши лампы горят постоянно, т.к. мы нарисовали замкнутую электрическую цепь, ток все время течет без перерыва, пока аккумулятор не сядет. На машине же стоп-сигналы так не работают. Они загораются только при нажатии на педаль тормоза. Поэтому нам надо дорисовать в схеме размыкатель цепи, вернее назвать его замыкателем. Ведь когда тормоз не нажат, стоп-сигналы тоже не горят, а когда педаль нажата, замыкается цепь, и лампы загораются. Этот замыкатель мы нарисуем в разрыв провода в виде выключателя. Часто автоэлектрики называют этот выключатель лягушкой.
- Теперь нам надо защитить электрическую цепь от возможного короткого замыкания. В разрыв провода сразу после аккумуляторной батареи дорисовываем предохранитель.
- Вот и готова наша с вами первая автомобильная электрическая схема. Вот она, пожалуйста, схема стоп-сигнала на подавляющем большинстве автомобилей.
А вот так выглядит реальная простейшая электрическая схема стоп-сигналов для автомобиля Рено Логан. Это очень простая схема, но на первый взгляд в сравнении с нашей нарисованной она очень сложная и запутанная. Не пугайтесь. Вы во всем разберетесь. Вообще, по правде говоря, схемы на другие модели машин или на другие узлы куда более громоздкие и запутанные, но автоэлектрики легко их читают. Просто в любой работе и профессии требуется опыт, приходящий со временем.
Последовательное и параллельное соединение элементов электрической цепи
Часто можно услышать про последовательное и параллельное подключение, например, лампочек. Рассмотрим обе схемы.
Сначала поговорим о последовательном соединении (левая часть картинки).
Видим, что три одинаковые по мощности лампочки подключены к аккумуляторной батарее друг за другом, т.е. последовательно. При таком соединении, обратите внимание, напряжение на каждой лампочке составит всего 4 В, в то время как аккумулятор выдает 12 В. Из-за низкого напряжения лампочки будут гореть в три раза тусклее. Если в схему добавим еще одну лампочку, напряжение на каждой упадет еще сильнее и составит всего 3 В, лампочки едва будут тлеть. Почему так происходит? А здесь работает закон Ома: U = I * R
При последовательном соединении сила тока в цепи, в том числе через каждую лампочку, остается неизменной, а сопротивления всех ламп складываются, т.е. полное сопротивление увеличивается. На нашей картинке сила тока равна 3 А, сопротивление одной лампы пусть будет 1,33 Ом. Согласно формуле закона Ома умножим силу тока 3 А на сопротивление одной лампочки 1,33 Ом, получим напряжение 3,99 В, ну почти 4 В.
Теперь рассмотрим параллельное соединение (правая часть картинки).
В этом случае мы видим, что на каждой лампочке будет напряжение 12 В, т.е. достаточное для нормального горения. И в то же время, обратите внимание, ток 3 А распределяется на три потока по 1 А. Это как вода сначала течет в одной общей трубе и потом расходится на три потока, при этом в каждой трубочке поток воды в три раза слабее, чем в общей трубе.
При параллельном соединении в отличие от последовательного полное сопротивление трех ламп будет меньше сопротивления одной лампочки, т.к. три цепочки дают току возможность протекать более свободно, встречать меньше препятствий. Вспомните, на предыдущем уроке мы рассматривали плотность тока. Мы там говорили о том, что чем толще провод, тем легче току. А здесь у нас как раз провод утолщается за счет применения трех проводов. Ради интереса и подтверждения моих слов подсчитаем полное сопротивление. Для параллельного соединения формула для вычисления будет следующей:
Итак, считаем:
Вот такой ответ мы получили. Действительно полное сопротивление стало меньше.
В автомобиле используется и то, и другое соединение. В подавляющем большинстве случаев применяется параллельное соединение. Это батареи внутри аккумулятора, фары ближнего и дальнего света, передние противотуманки, габаритные огни, стоп-сигналы и т.д.