Історія розвитку електрообладнання та елементи електротехніки
Перші автомобілі мали систему запалювання робочої суміші від магнето
· 1850-60 рр. О.С.Костович (конструктор дирижабля) побудував бензиновий двигун з іскровим запалюванням на відрив - магнето.
· 1886 р. побудовано перший автомобіль Даймлер-Бенц з іскровим запалюванням (Германія).
· 1901 р. професор Лебединський створив теорію електричного запалювання робочої суміші в двигуні.
· 1908 р. запатентована Ф. Катеерінгом батрейна ( котушечна) система запалювання.
· 1911 на автомобілі Каділак з’явився електричний стартер.
· 1921 р. академіком Бонч-Бруєвичем створено теорію магнето.
· 1927 р. професор Галкін Ю.М. створив теорію електростарного пуску ДВЗ.
Сучасні вчені Боровських Ю.І., Д’яков А.Б., Чижков Ю.П., Акимов С.В., Іллін Н.Н., Ютт В.Є. та інші.
Електроенергія приваблива універсальністью використання і простотою перетворення в інші види енергії (механічна – крутить колінчастий вад двигуна, очищує скло, фари, освітлює дорогу, обігріває, закриває відкриває двері, вікна, автоматизація різних технологічних процесів, антиблокувальна і антибуксувальна системи та інш.).
Ще більші можливості має електроенергія в покращення різних якостей АТТ – забезпечує автоматизацію керування, комфорт кабіни, навігаційні системи, телевізійні, телефон, радіомаяки, ультразвукові сканери, синтезатори, комп’ютери.…
Електричний струм – направлений рух електронів, який виникає при наявності джерела струму і електричного кола.
Явище руху електричних зарядів під дією електричного поля (напруги) в провідниках називається електричним струмом. Сила струму (І) чисельно дорівнює кількості електроенергії, що проходить за одиницю часу через поперечний розріз провідника – одиниці виміру ампер (1А = Кл/с), міліампер (мА), вимірюється амперметром, вмикається в колі послідовно.
На АТТ використовується постійний струм напругою 6, 12, 28 і 36 В.
Із БОШ ст.. 8, 9, 10
Джерелами струму є акумуляторна батарея і генераторна установка. Для економії провідників на автомобілях і АТТ використовується одно провідна система – мінус це корпус автомобіля, а + провідники.
Електрорушійна сила E (ЕРС) – різниця потенціалів між полюсами при розімкнутому колі. Якщо коло замкнене то ця різниця потенціалів називається напругою, а коло характеризується напругою і струмом. Напруга (U) вимірюється вольтметром який вмикається паралельно джерелу струму, одиниця виміру вольт (В). Напруга джерела струму:
U=E-IR0
E – ЕРС, В ;
I – струм, А;
R0 – внутрішній опір джерела струму, Ом.
Приклад: Напруга АКБ в стартерному режимі: U= 12,66- 500 * 0,01 = 7,66 В.
Кожен провідник чинить опір проходженню електричного струму. Опір залежить від матеріалу провідника, геометричних розмірів. Частково енергія струму перетворюється на тепло (використовується в запобіжниках). Вимірюється омметром, одиниця виміру Ом – 1Ом це опір в якому різниця потенціалів в 1В створює струм в 1А. Опір залежить від матеріалу, геометричних параметрів, температури... Опір різних матервалів різний: провідники – 10-8 до 10-5 Ом/м, напівпровідники – 10-5 – 107 діелектрики 107 – 1016 Ом/м. Напівпровідники – кремній, селен, германій, індій використовуються в напівпровідникових приладах.
Закон Ома для ділянки кола з лінійними споживачами: струм у колі прямо пропорційний напрузі і обернено пропорційний опору ділянки кола.
Робота електричного струму – робота на переміщення електричного заряду Q:
Ае = Wе = EQ = UIt (1Дж=1В*1А*1с)
Потужність електричного струму робота за одиницю часу
Р= A/t =UI (Ватт= 1 В*1А)
Послідовне з’єднання опорів: І = І1 = І2 = І3 ;
U = U1 + U2 + U3;
U/I = U1/I1 + U2/I2 + U3/I3 ;
R = R1 + R2 + R3;
Паралельне з’єднання опорів: І = І1 + І2 + І3;
U = U1 = U2 = U3;
R = U/I = U/( І1 + І2 + І3)
1/R = 1/ R1 + 1/ R2 + 1/ R3
Конденсатор має властивість накопичувати електричну енергію. Ємність – це відношення заряду на обкладинках конденсатора до напруги між ними:
Послідовне з’єднання конденсаторів: U=U1 + U2
1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3
Паралельне з’єднання конденсаторів: U=U1 = U2
Q=Q1 + Q2
С = С1 + С2 + С3
Перший закон Кірхгофа: ΣІ = 0; алгебраїчна сума струмів в вузлі дорівнює нулю. При цьому струм, що направлений до вузла вважається позитивним, а від вузла – негативним.
Коло з двома джерелами струму: Е1 і Е2 - єлектрорушійна сила джерел з внутрішніми опорами r1 і r2 . Струм у такому колі розраховується по методу накладання струмів від першого і другого джерел. Спочатку припускаємо, що Е1= 0, а другого Е2 ≠ 0, потім навпаки Е1 ≠ 0, а Е2 = 0. При таких розрахунках сумарний струм визначається як алгебраїчна сума струмів. Такими методами розраховується сумісна робота акумуляторної батареї і генераторної установки.
Другий закон Кірхгофа. Гілка електричного кола – це її ділянка розташована між двома вузлами. Замкнутий шлях, що проходить струм по декількох гілкам називають контуром електричного кола.
Для любого замкнутого кола алгебраїчна сума всіх електрорушійних сил ( далі ЕРС) Е дорівнює алгебраїчній сумі всіх падінь напруги Іr на опорах цього контура.
