Аккумулятор автомобильный какое напряжение постоянное или переменное

Какое напряжение в автомобиле постоянное или переменное

Некоторые из них имеют встроенные аккумуляторы небольшой мощности и могут быть заряжены от тока небольшого напряжения. Для них производитель, как правило, предусматривает зарядное устройство, работающее от разъема автомобильного прикуривателя. Однако есть и такие, которые могут работать только от бытовой сети, так как потребляют при зарядке аккумулятора достаточно большой ток. К таким приборам относится, к примеру, большая часть ноутбуков.

Кроме того, многие бытовые приборы, которые могут понадобиться в дальнем путешествии, могут работать только от бытовой сети с переменным стабилизированным напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.

Инвертор, подключенный к бортовой сети, по сути, дает возможность иметь в машине обычную бытовую розетку

Жесткие требования к электросети обусловлены, как правило, наличием электрических компонентов, таких как насосы или компрессоры, которые просто не могут работать с электричеством плохого качества и быстро выходят из строя. Поэтому для подключения к бортовой сети автомобиля для них требуется прибор, который не только преобразует 12 вольт в 220, но и выдает на выходе ток, соответствующий ряду параметров. Что такое инвертор и для чего он используется?

В бортовой сети автомобиля течет постоянный ток, имеющий напряжение 12 вольт. Инвертор, подключенный к бортовой сети, по сути, дает возможность иметь в машине обычную бытовую розетку, в которую можно включать бытовые приборы и инструменты: компьютеры, зарядные устройства для телефонов, микроволновки, холодильники и т.п.

Подбирать инверторы следует в зависимости от того, какие приборы будут с ними использоваться

Ограничений по использованию техники практически нет, но нужно всегда представлять, сколько потребляет тот или иной прибор, чтобы использовать с ним инвертор, рассчитанный на такое потребление, так как в маломощный инвертор, к примеру, включать холодильник нельзя – у него просто сгорят предохранители. Классификация инверторов по мощности подключаемых потребителей и типу подключения к бортовой сети

От правильного подбора инвертора зависит не только его долгая и бесперебойная работа, но и сохранность автомобильной сети. Подбирать инверторы следует в зависимости от того, какие приборы будут с ними использоваться. Информация о средней и пиковой потребляемой мощности (пиковым потреблением называется максимальная мощность, которую способен потреблять прибор, как правило, снабженный электромотором или другим компонентом, требующим запуска) содержится в руководстве пользователя, в разделе «Основные технические характеристики». В соответствии с этими параметрами и следует подбирать инвертор.

Если в руководстве пользователя к прибору сказано, что пиковая мощность – 500 ватт при средней мощности 300 ватт, значит, нужно покупать инвертор на 1 кВт, с запасом. С одной стороны, прибор будет гарантированно запускаться и работать, с другой, используя инвертор, вы будете действовать в рамках техники безопасности.

Существует два основных направления классификации инверторов – по совокупной мощности подключаемых потребителей (200 В, 1 кВт и так далее), и по типу подключения – к разъему прикуривателя или напрямую к клеммам аккумулятора при помощи специальных силовых проводов, снабженных зажимами. Эти два параметра связаны напрямую – инверторы с мощностью на выходе до 200 ватт подключаются к прикуривателю, более мощные – к клеммам аккумулятора. Это деление связано с тем, что провода, ведущие к розетке прикуривателя, не рассчитаны на большое потребление, и если включить в розетку инвертор большой мощности, начнут греться, а если вовремя не сработает предохранитель, могут и оплавиться. Как правильно установить и использовать инвертор

К использованию маломощных инверторов, которые подключаются к розетке прикуривателя особых требований не предъявляется. Температурный диапазон, в котором они могут работать — от -15 до +50 градусов в условиях нормальной влажности. Не стоит оставлять работающий прибор под прямыми лучами солнца. Не рекомендуется также прятать его в ящики и под сиденья, так как при работе инвертор греется, и тепло, во избежание отключения прибора, должно беспрепятственно отводиться от корпуса циркулирующим в салоне воздухом.

В принципе, все те же требования относятся и к более мощным инверторам, которые подключаются к клеммам аккумулятора. Есть и специфические важные требования: нельзя включать зажигание автомобиля и заводить мотор, если инвертор подключен к недемонтированному аккумулятору, к которому подключены клеммы проводки автомобиля.

В принципе, инвертор оснащен защитой от большинства нештатных ситуаций. К примеру, при падении тока на входе до напряжения менее 11 вольт на корпусе инвертора загорается сигнализатор, а если падение напряжения становится критичным, может подаваться и звуковой сигнал. Предусмотрена и защита от перегрева, а также от короткого замыкания. Какие приборы можно подключать к инвертору и какие существуют ограничения

Большинство бытовых приборов, особенно, электронных, нетребовательны к «качеству» электротока в сети и не имеют режимов пиковой нагрузки. Однако аудиоаппаратура, например, хорошо работает от бытовой электросети и может работать плохо, если подключить ее к инвертору.

Дело здесь в одном из параметров тока на выходе из инвертора, который называется синусоидой. Не вдаваясь в технические подробности, можно сказать, что в бытовой электросети эта синусоида эталонная. Однако большинство имеющихся на рынке инверторов конструктивно не могут выдавать ток с идеальной синусоидой. Если же этот параметр все-таки сопоставим с бытовой сетью, прибор будет очень дорогим. Ток большинства инверторов имеет модифицированную синусоиду, а это значит, что в звучании колонок аудиосистемы, например, могут появится посторонние шумы, так называемые наводки.

Не любят модифицированную синусоиду насосы некоторых типов и еще ряд электрокомпонентов. Однако на работу подавляющего большинства приборов форма синусоиды влияния не оказывает. Как правило, в руководстве по эксплуатации инвертора все ограничения описаны.

Таким образом, чтобы подобрать подходящий инвертор, нужно сделать несложные вычисления. Необходимо подсчитать суммарное потребление всех приборов, которые вы в него собираетесь включать. При этом, если у электроприборов есть параметр пиковой нагрузки, нужно покупать инвертор с учетом именно этого параметра. Кроме того, необходимо включать в расчет определенный запас, так как задокументированная пиковая нагрузка, к примеру, холодильника в момент запуска компрессора, может отличаться от заявленной. В случае правильного расчета потребления прибор гарантированно «потянет» все, что вы в него включите.

Остается сказать только о времени работы от аккумулятора без подзарядки. Лучше всего сделать это на примере. Автомобильный инвертор, рассчитанный на 2 кВт, способен питать дачную котельную с примерным расчетным потреблением 800 ватт в течение приблизительно 2 часов от аккумулятора емкостью 60 ампер-часов, при условии, что аккумулятор в нормальном рабочем состоянии. По истечении этого времени необходимо иметь под рукой сменный дополнительный аккумулятор.

Сложности визуализации

Большинству людей не составляет труда разобраться с такими понятиями, как «давление», «количество» и «поток», поскольку в своей повседневной жизни они постоянно сталкиваются с ними. Например, легко понять, что увеличение потока при поливе цветов увеличит количество воды, выходящей из поливочного шланга, в то время как увеличение давления воды заставит ее двигаться быстрее и с большей силой.

Электрические термины, такие как «напряжение» и «ток», обычно трудно понять, поскольку нельзя увидеть или почувствовать электричество, движущееся по кабелям и электрическим контурам. Даже начинающему электрику чрезвычайно сложно визуализировать происходящее на молекулярном уровне или даже четко понять, что собой представляет, например, электрон. Эта частица находятся вне пределов сенсорных возможностей человека, ее невозможно увидеть и к ней нельзя прикоснуться, за исключением случаев, когда определенное количество их не пройдет через тело человека. Только тогда пострадавший определенно ощутит их и испытывает то, что обычно называют электрическим шоком.

Тем не менее, открытые кабели и провода большинству людей кажутся совершенно безвредными только потому, что они не могут увидеть электронов, только и ждущих того, чтобы пойти по пути наименьшего сопротивления, которым обычно является земля.

Аналогия

Понятно, почему большинство людей не могут визуализировать то, что происходит внутри обычных проводников и кабелей. Попытка объяснить, что что-то движется через металл, идет вразрез со здравым смыслом. На самом базовом уровне электричество не так сильно отличается от воды, поэтому его основные понятия довольно легко освоить, если сравнить электрическую цепь с водопроводной системой. Основное различие между водой и электричеством заключается в том, что первая заполняет что-либо, если ей удастся вырваться из трубы, в то время как второе для передвижения электронов нуждается в проводнике. Визуализируя систему труб, большинству легче понять специальную терминологию.

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.

Постоянный ток

Какая разница между постоянным и переменным током, становится ясно уже из названия. Первый представляет собой движение электронов в одном направлении. Очень просто визуализировать его с использованием модели водяного контура. Достаточно представить, что вода течет по трубе в одном направлении. Обычными устройствами, создающими постоянный ток, являются солнечные элементы, батареи и динамо-машины. Практически любое устройство можно спроектировать так, чтобы оно питалось от такого источника. Это почти исключительная прерогатива низковольтной и портативной электроники.

Постоянный ток довольно прост, и подчиняется закону Ома: U = I × R. Мощность нагрузки измеряется в ваттах и ​​равна: P = U × I.

Из-за простых уравнений и поведения постоянный ток относительно легко осмыслить. Первые системы передачи электроэнергии, разработанные Томасом Эдисоном еще в XIX веке, использовали только его. Однако вскоре разница в переменном токе и постоянном стала очевидной. Передача последнего на значительные расстояния сопровождалась большими потерями, поэтому через несколько десятилетий он был заменен более выгодной (тогда) системой, разработанной Николой Теслой.

Несмотря на то что коммерческие силовые сети всей планеты в настоящее время используют переменный ток, ирония заключается в том, что развитие технологии сделало передачу постоянного тока высокого напряжения на очень больших расстояниях и при экстремальных нагрузках более эффективной. Что, например, используется при соединении отдельных систем, таких как целые страны или даже континенты. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном. Однако первый по-прежнему используется в низковольтных коммерческих сетях.

Какие бывают типы автомобильных аккумуляторов?

До сих пор мы обсуждали традиционные свинцово-кислотные батареи. Но есть и другие типы автомобильных аккумуляторов на 12 В. Общие типы включают:

Свинцово-кислотный аккумулятор

Большинство 12-вольтовых автомобильных аккумуляторов являются свинцово-кислотными. Этот тип аккумулятора также известен как свинцово-кислотный аккумулятор (FLA), поскольку он содержит жидкий электролит.

Абсорбированный стеклянный мат (AGM)

Еще одна конструкция, которая становится все более распространенной, – это аккумулятор AGM. Вместо жидкого электролита кислота в аккумуляторе AGM абсорбируется в сепараторе.

Обычно этот тип батареи используется в приложениях с высокой зарядной емкостью.

Постоянный и переменный ток: разница в производстве и использовании

Если переменный ток намного проще производить с помощью генератора, используя кинетическую энергию, то батареи могут создавать только постоянный. Поэтому последний доминирует в схемах питания низковольтных устройств и электроники. Аккумуляторы могут заряжаться только от постоянного тока, поэтому переменный ток сети выпрямляется, когда аккумулятор является основной частью системы.

Широко распространенным примером может служить любое транспортное средство – мотоцикл, автомобиль и грузовик. Генератор, устанавливаемый на них, создает переменный ток, который мгновенно преобразуется в постоянный с помощью выпрямителя, поскольку в системе электроснабжения присутствует аккумулятор, и большинству электроники для работы требуется постоянное напряжение. Солнечные элементы и топливные ячейки также производят только постоянный ток, который затем при необходимости можно преобразовать в переменный с помощью устройства, называемого инвертором.

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.

Направление движения

Это еще один пример разницы постоянного тока и переменного тока. Как следует из названия, последний представляет собой поток электронов, который постоянно меняет свое направление. С конца XIX века почти во всех бытовых и промышленных электрических всего мира используется синусоидальный переменный ток, поскольку его легче получить и гораздо дешевле распределять, за исключением очень немногих случаев передачи на большие расстояния, когда потери мощности вынуждают использовать новейшие высоковольтные системы постоянного тока.

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:

1. Извлекается кабель от положительного выхода батареи.
2. Один контакт мультиметра подключается к плюсу аккумулятора.
3. 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.

Частота

Когда дело доходит до технического уровня, к сожалению, объяснить, как работает переменный ток, становится сложно, поскольку модель водяного контура к нему не совсем подходит. Однако можно визуализировать систему, в которой вода быстро меняет направление потока, хотя не понятно, как она при этом будет делать что-то полезное. Переменный ток и напряжение постоянно меняют свое направление. Скорость изменения зависит от частоты (измеряемой в герцах) и для бытовых электрических сетей обычно составляет 50 Гц. Это означает, что напряжение и ток меняют свое направление 50 раз в секунду. Вычислить активную составляющую в синусоидальных системах довольно просто. Достаточно разделить их пиковое значение на √2.

Когда переменный ток меняет направление 50 раз в секунду, это означает, что лампы накаливания включаются и выключаются 50 раз в секунду. Человеческий глаз не может это заметить, и мозг просто верит, что освещение работает постоянно. В этом заключается еще одна разница в переменном токе и постоянном.

Неисправности автогенераторов и способы их устранения

При работе генераторов могут возникать неисправности механического и электрического характера. Зачастую одна вовремя не исправленная поломка становится причиной других.

Признаки повреждения генератора:

• мигание или постоянная работа лампы зарядки при работающем моторе;
• недостаточная зарядка или перезаряд аккумулятора;
• тусклый свет внешней световой сигнализации;
• пульсации свечения ламп;
• значительное увеличение яркости свечения ламп при повышении оборотов;
• посторонние звуки, источником которых является генератор или привод.

Механические поломки

Распространенные неисправности механического характера:

• появление трещин на приводном шкиве;
• обрыв ремня привода;
• износ подшипников якоря, который приводит к заклиниванию генератора.

Трещины и сколы на шкиве обнаруживаются при визуальном осмотре узла. Острые кромки начинают разрушать приводной ремень, который может сойти со шкива по поврежденным кромкам. Поломанный или лопнувший шкив требуется заменить новым, ремонт узла невозможен. Новый шкив должен иметь такие же геометрические параметры, как и изношенный.

Поврежденные подшипники якоря начинают издавать при работе характерный свист. Затягивать с ремонтом не следует, поскольку нарушается режим работы генератора из-за изменения зазора между якорем и статором. В итоге якорь может заклинить, что приведет к обрыву ремня и повреждениям щеток и обмотки.

Электрические поломки

Поломки электрической части генераторов:

• истирание токосъемных щеток;
• протирание коллекторной части ротора генератора;
• выход из строя регулятора напряжения;
• межвитковые замыкания обмотки статора;
• выгорание выпрямительного диодного моста;
• разрушение соединительной проводки;
• обгорание или окисление мест подключения проводки.

Для проверки работоспособности генератора применяется мультиметр или вольтметр, предназначенный для измерения постоянного напряжения 0-20 В. Перед началом замеров рекомендуется прогреть агрегат, дав ему поработать 10-15 минут при холостых оборотах двигателя и работающем потребителе (например, ближнем свете фар). Замер напряжения между положительной клеммой генератора и массой автомобиля должен показать значение в пределах 13,5-14,5 В. Более точная информация имеется в инструкции по ремонту и обслуживанию машины. При отклонении напряжения от норматива требуется замена реле-регулятора.

Проверка напряжения на клеммах батареи позволяет обнаружить повреждения соединительной проводки. Для полноценного замера требуется увеличить обороты двигателя до высоких и подключить мощные потребители энергии (например, дальний свет фар, обогревы стекол и сидений). В этом случае напряжение должно быть близким к значению на реле-регуляторе. В противном случае требуется провести проверку проводов и точек подключения.

Исправность диодного моста проверяется путем установки мультиметра на положительный вывод генератора и массу в режиме замера переменного тока. Значение напряжения должно находиться в пределах до 0,5 В. Более высокое напряжение является признаком неисправности диодного моста.

Процесс замены генератора на Форд Фокус 2 показан в видео, предоставленном каналом “Азбука Форд”.

Замер пробоев обмоток генератора производится при отключенном аккумуляторе и отсоединенной от положительной клеммы устройства проводке. Тестер, переключенный в режим амперметра, подключается между клеммой и проводкой. Допустимым считается значение до 0,5 мА. При повышенном токе возможен пробой деталей диодного моста либо обмоток.

Для проверки обмоток возбуждения необходимо снять генератор с автомобиля. Работы ведутся при удаленном регуляторе напряжения и щеточном узле. Перед началом проверки контактные кольца очищаются от грязи. Тестирование выполняется мультиметром, переведенным в режим омметра. Подключение ведется к контактным кольцам. Нормальное значение сопротивления находится в интервале 5-10 Ом. Для замера пробоя на массу омметр цепляется к кольцам и корпусу. В исправном состоянии значение сопротивления будет бесконечным, при иных значениях – имеется пробой.

Векторная математика

Ток и напряжение не только постоянно меняются – их фазы не совпадают (они несинхронизированные). Подавляющее большинство силовых нагрузок переменного тока вызывает разность фаз. Это означает, что даже для самых простых вычислений нужно применять векторную математику. При работе с векторами невозможно просто складывать, вычитать или выполнять любые другие операции скалярной математики. При постоянном токе, если по одному кабелю в некоторую точку поступает 5A, а по другому – 2A, то результат равен 7A. В случае переменного это не так, потому что итог будет зависеть от направления векторов.

Коэффициент мощности

Активная мощность нагрузки с питанием от сети переменного тока может быть рассчитана с помощью простой формулы P = U × I × cos (φ), где φ – угол между напряжением и током, cos (φ) также называется коэффициентом мощности. Это то, чем отличаются постоянный и переменный ток: у первого cos (φ) всегда равен 1. Активная мощность необходима (и оплачивается) бытовыми и промышленными потребителями, но она не равна комплексной, проходящей через проводники (кабели) к нагрузке, которая может быть рассчитана по формуле S = U × I и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Разница между постоянным и переменным током в расчетах очевидна – они становятся более сложными. Даже для выполнения самых простых вычислений требуется, по крайней мере, посредственное знание векторной математики.

Рейтинг автомобильных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы имеют несколько номиналов, и все они относятся к емкости батареи – количеству электроэнергии, которую батарея может обеспечить при определенных условиях.

Емкость в первую очередь зависит от количества пластин, используемых внутри ячеек батареи. Различные номиналы автомобильных аккумуляторов включают:

• Амперы холодного пуска (CCA). Оценка CCA – это наиболее распространенный метод оценки батареи. Он указывает количество ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать в течение 30 секунд при -17 градусах Цельсия, не падая ниже 7,2 вольт.
• Пусковой ток (CA) Рейтинг CA указывает количество ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать в течение 30 секунд при 0 градусах Цельсия, не падая ниже 7,2 вольт. Рейтинг CA по сути то же самое, что и другой тип рейтинга, называемый судовым током запуска. Рейтинг в ампер-часах (более старый метод измерения) показывает, сколько ампер батарея может выдать за определенный период времени.
• Резервная емкость – это промежуток времени (измеряется в минутах), в течение которого 12-вольтовая батарея может подавать 25 ампер, прежде чем упадет ниже 10,5 вольт.

Еще один важный фактор – это размер группы батарей. Правильный размер группы гарантирует, что аккумулятор физически поместится в конкретном автомобиле. (К слову аккумулятор 40 ач обладает довольно неплохими показателями).

Сварочные аппараты

Разница между постоянным и переменным током проявляется и при сварке. Полярность дуги оказывает большое влияние на ее качество. Электрод-позитивная сварка проникает глубже, чем электрод-негативная, но последняя ускоряет наплавление металла. При постоянном токе полярность всегда постоянная. При переменном она меняется 100 раз в секунду (при 50 Гц). Сварка при постоянном предпочтительнее, так как она производится более ровно. Разница в сварке переменным и постоянным током заключается в том, что в первом случае движение электронов на долю секунды прерывается, что приводит к пульсации, неустойчивости и пропаданию дуги. Этот вид сварки используется редко, например, для устранения блуждания дуги в случае электродов большого диаметра.

Источник