Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нагревание проводников электрическим током

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. В проводниках этими частицами выступают отрицательно заряженные электроны. Воздействие электрического поля сообщает электронам дополнительную кинетическую энергию. В процессе движения они сталкиваются с атомами (или молекулами) проводника, отдавая часть приобретенной энергии. По этой причине начинает увеличиваться внутренняя энергия вещества, что приводит к повышению температуры и выделению тепла.

Рис. 1. Электрический ток в проводнике нагревает проводник

Если взять обычную лампочку накаливания и подключить ее к источнику напряжения через реостат (переменное сопротивление), то можно наблюдать тепловой эффект от протекания тока. Постепенно увеличивая ток, мы можем сначала на ощупь почувствовать, что стеклянная колба лампочки постепенно начнет нагреваться, а затем увидим, как начинает светиться раскаленная нить накаливания.

Заметим, что в этом эксперименте подводящие провода сильно не нагреваются и не светятся. Это происходит потому, что сопротивление нити накаливания намного больше сопротивления подводящих проводов .

Трещины, пожар и слепота: что будет, если поставить в фары не те лампы?

Лампочка в автомобиле – совсем не та штуковина, которая должна становиться крупной проблемой. Светит, пока не перегорит, потом вместо неё ставят новую. Казалось бы, ничего сложного нет. Но наши автолюбители и здесь могут создать себе кучу проблем, зачастую полагая, что они умнее инженеров автомобильной отрасли. Воткнуть вместо 55-ваттной лампочки «сотку»? Да легко! Только надо «вколхозить» подходящее реле. Или хотя бы поставить провода сечением в «четыре квадрата». К сожалению, попытки сделать свет более ярким могут привести к тому, что дорогу будет освещать не фара, а костёр горящего автомобиля. Кроме такого вот целенаправленного уничтожения фар или всего автомобиля бывают ещё случайные ошибки. Вот обо всём этом мы и поговорим.

Условно разделим наш материал на два раздела. В первой части будем осуждать, бичевать и предавать анафеме попытки модернизировать штатные фары, а во второй разберём несколько забавных неполадок, вызванных лампочками автомобиля.

Зачем и для чего

Понятно, что все кулибинские идеи вызваны желанием сделать свет галогеновых фар более ярким. Для этого можно либо что-то изменить в штатном свете, либо поставить нештатный. Начнём с первого.

Мировой разум автосообщества родил две основные концепции модернизации штатного света. Первый сводится к установке более мощных лампочек, второй – к задиранию напряжения в фарах. В обоих случаях часто что-то идёт не так. Да, эти способы могут заставить светить фары лучше, но вместе с тем они имеют кучу побочных эффектов, по сравнению с которыми употребление морфина в обезболивающих целях покажется прикладываем подорожника к синяку.

Итак, можно ли вместо 55-ваттных лампочек поставить 60-ваттные? Можно. Только толку от этого не будет: чтобы свет стал заметно лучше, нужны не «шестидесятки», а хотя бы 90-100 Вт. Светить будет действительно ярче, но очень недолго. Вспомним школьный курс физики.

Есть такой закон, который называется законом Джоуля–Ленца (Джоуль и Ленц – это два разных дяденьки). Формулировка закона гласит, что мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, равна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля. Можно переформулировать: количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка. В виде формулы в этом случае закон выглядит так:

где Q – количество теплоты, I – сила тока, а Rt – сопротивление участка.

Читайте так же:
Схема подключения лампочки через выключатель 220

Очевидно, что чем выше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла. А это значит, что проводка будет греться. Причём сильно. Кроме того, больше тепла выделяет и сама лампа. А это приводит ко множеству нежелательных последствий. Во-первых, выгорает отражатель, а пластиковый очень даже неплохо плавится.

А во-вторых, у многих машин (особенно старых) силовой ток проходит через переключатель света. Там нет реле, которые бы управлялись рычажком на руле или крутилкой на панели, и весь ток идёт напрямую через этот переключатель. Любой переключатель подразумевает наличие контактной группы, в которой есть участки повышенного сопротивления (особенно, если контакты окисленные). Согласно формуле Q=I2Rt, тепла при равном токе будет больше на участках цепи с повышенным сопротивлением. Поэтому контакты начинают гореть в буквальном смысле слова. В лучшем случае они просто плавятся. И переключатель света отправляется в помойку, потому что ремонтировать в сгоревшей «стрекозе» («гитаре» или как там их ещё называют) часто просто нечего.

По этой же причине страдают разъёмы в проводке. Они обычно пластиковые и тоже замечательно плавятся. А когда они плавятся активно, можно дотянуть и до короткого замыкания. Хорошо, если предохранители стоят не китайские – они проводку спасут. Ну а теоретически последствия могут быть очень тяжёлыми.

Чтобы избежать выхода из строя переключателя света, часто ставят разгрузочные реле. В этом случае переключатель только управляет работой реле, а силовой ток через него не проходит. Способ хороший, и он действительно помогает. Но спасает он только сам переключатель, а никак не фары и их разъёмы. Там, само собой, ток остаётся прежним, а значит, привет расплавленным отражателям, цоколям и проводам.

Ну и последнее: мощная лампа очень сильно греет рассеиватель фары. Понятно, что пластиковый тоже может поплавиться, а вот со стеклянным история другая. Он рассчитан на определённую температуру, но расплавить лампочкой его невозможно. Стекло гибнет по собственному сценарию: если его перегреть, а потом брызнуть водой из лужи, тогда оно трескается.

Получается, что установка более мощной лампы принесёт больше хлопот, чем света. Может быть, второй путь – с увеличением напряжения – даст более интересный результат?

Теоретически – да. Даже небольшое увеличение напряжения на 5% заставляет лампочку светиться чуть ли не на 20% ярче. Это, вроде бы, прекрасно, но бесплатный сыр тут урвать тоже не выйдет: такая прибавка светового потока сокращает жизнь лампы почти в два раза. Стоит оно того? Наверное, нет.

Кроме того, есть и другой вопрос: а как вообще повысить напряжение в автомобиле? Теоретически, для этого достаточно одного диода, впаянного в цепь регулятора напряжения. Есть и другие способы, но все они повысят напряжение во всей бортовой сети. Можно напрячься и повысить напряжение только на участки цепи головного света. Но это уже та степень упоротости, которую рассматривать нет смысла.

Думаю, мы привели достаточно аргументов в пользу того, что ни более мощные лампы, ни изменение напряжения на них нормального результата не дадут. Тут нужен другой подход: ставить лампы другого типа. Например, светодиодные.

Не только штрафы

Ещё один путь, которым идут некоторые товарищи, это установка светодиодных ламп вместо галогенных. Есть ли в этом смысл? Да, иногда есть, но на секунду отвлечёмся от технических вопросов и посмотрим, что об этом думают в ГИБДД.

А думают там об этом плохо. Если в обычную галогеновую фару поставить светодиодную лампу, то получится классическое нарушение пункта 3.1 перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств – количество, тип, цвет, расположение и режим работы внешних световых приборов не соответствуют требованиям конструкции транспортного средства. Раньше за это просто лишали права управления, но с 2020 года ситуация изменилась. Сейчас действует постановление Пленума Верховного Суда РФ №20. Текст там длинный и нудный, но всё сводится к тому, что если цвет светодиодных лампочек не отличается от цвета заводских галогеновых, то можно отделаться штрафом в 500 рублей. Кроме того, есть способы узаконить переделку. Правда, не всегда. Но на уроки правоведения отвлекаться не будем – все эти юридические кульбиты вторичны. Вернёмся к технике.

Читайте так же:
Расключка выключатель с лампочкой

Итак, светодиодные лампы способны светить лучше галогеновых, и это факт. Поэтому иногда их установка смысл имеет. Но и тут часто делают ошибки, которые весь полезный эффект сводят на нет. В первую очередь – из-за неправильного выбора лампочки.

Если взять в руки обычную галогенную лампу с цоколем Н4, то в ней можно увидеть две нити – ближнего и дальнего света. Эти нити расположены не рядом, а на разном расстоянии от цоколя. И отражатель фары так устроен, что фокусирует свет от обеих спиралей по-разному, соответственно расположению спиралей в колбе лампы. А вот в самых дешёвых светодиодных лампах светодиоды располагаются «спиной к спине» на одном расстоянии от цоколя (так себестоимость лампы получается ниже). Фара с такой лампой скорее лопнет от натуги, чем сфокусирует потоки ближнего и дальнего света правильным образом. Поэтому весь эффект от светодиодов накроется размытым пучком, направленным в космос, кусты, глаза встречных водителей. Словом, направленным куда угодно, кроме дороги.

Хотя надо заметить, что у хороших светодиодных ламп размещение светодиодов соответствуют размещению нитей накала галогенных ламп. И такие лампы светят действительно хорошо. Главное, не забывать про то, о чём я говорил чуть выше: сотрудники ГИБДД такой свет не любят. Хотя чисто теоретически разбирать фару и смотреть, какая стоит лампа, они права не имеют. И всё же.

Мелкие неприятности и большие вопросы

Теперь перейдём ко второй части вопроса: что можно сделать с лампочками неправильно непреднамеренно? Не в процессе «улучшайзинга», а не нечаянно?

Конечно же, часто ошибаются с цветом ламп. Причём ошибка странная – осознанная. Мол, белые лампы с температурой цвета более 4000-4200 К красивые и яркие, а значит, дорогу видно лучше. Но это не так: белый свет очень сильно рассеивается в капельках воды, поэтому в туман с такими лампами ничего не видно. А ещё очень плохо видно в снегопад и просто мокрую дорогу. Так что красиво – не всегда правильно. Думаю, этот факт известен всем, поэтому поехали дальше.

Как ни странно, но многие жалуются на то, что после замены лампочки в фаре сбилась настройка, корректор не помогает, а фары вообще не светят. Гипотетически новая лампа может сбить настройку светового пучка, но для этого надо умудриться поставить очень плохую лампу вместо плохой. У других ламп различий в позиции нитей не бывает, поэтому если вместо одной хорошей лампы поставить другую, настройка фар не сбивается. А свет всё-таки становится хуже. Почему?

По простой причине, которая даже может показаться смешной: иногда лампочки умудряются поставить вверх ногами. В фарах некоторых автомобилей это возможно, причём перевёрнутая лампочка встаёт так хорошо, что никаких подозрений не возникает: вошла и защёлкнулась как положено.

Читайте так же:
Провода для ламп ксенон

Перевёрнутая лампочка на ближнем свете работает очень плохо: над нитью ближнего света стоит экранчик, который обрезает верхнюю часть светового пучка и направляет свет на дорогу. Если лампу перевернуть, ближний свет начинает светить в небо и во встречные машины, но никак не на дорогу. Смешно, но бывает. Например, на Citroen C4 первого поколения, у которого достать лампу с непривычки сложно, а воткнуть её вверх ногами легко.

В целом, других ошибок при установке ламп не бывает. Если не лапать галогеновую лампу голыми руками и работать аккуратно, то всё будет хорошо. Но лампы бывают не только в фарах.

Забавная неполадка возникает с двухнитевыми лампами габаритного света и стоп-сигналов. Они используются не на всех машинах (у многих стоят две отдельные лампы), но у тех, кого они есть (от ВАЗ 2115 до Фордов), может возникнуть ситуация, когда очень хочется поехать в сервис к профессиональному электрику. Выглядит всё это следующим образом: при нажатии на педаль тормоза сами по себе включаются габариты и подсветка в салоне (загорается приборная панель и всё остальное, что должно светиться при включенных габаритах). Многие сразу начинают искать «коротыш» в проводке, но на самом деле всё проще: перегоревшая нить стоп-сигнала успешно замыкает нить габаритов, и при нажатии на тормоз напряжение подаётся в цепь габаритов. В этом случае достаточно просто заменить двухнитевую лампу. Хотя в ряде случаев в этих чудесах действительно виновата либо проводка, либо замкнувший подгорелый патрон.

С лампами стоп-сигнала связана ещё одна паническая атака, которой иногда подвержены, например, владельцы некоторых Ниссанов (Note, Almera Classic, X-Trail). Машина внезапно перестаёт набирать скорость, отказывается работать кик-даун. Дело опять-таки в «стопарях»: как только они перестают работать оба, ЭБУ включает аварийный режим, запрещающий резкий набор скорости. При этом, например, в руководстве по эксплуатации X-Trail Т30 об этом рассказано, а в мануале к Т31 зачем-то промолчали. Кстати, такая «фишка» есть не только у Ниссана, так что за стоп-сигналами нужно следить. Некоторые автомобили при негорящих «стопарях» не ограничивают открытие дроссельной заслонки, а, например, отключают ABS и выдают соответствующую ошибку. Или вообще не едут (обычно «японцы» для внутреннего рынка).

Ровно тот же набор ошибок можно получить при замене в стоп-сигналах обычных ламп на светодиоды. Они потребляют мало тока, и ЭБУ считает, что «стопари» просто не работают.

В целом нужно отметить, что вмешательство в оптику редко приносит хорошие результаты. Можно получить пожар, лишение прав, проклятия ослеплённых встречных водителей, а вот заметно положительные результаты – вряд ли. Тут уж или машину менять, или терпеть и следить за состоянием стокового света. А иногда достаточно просто отполировать рассеиватели фар.

Ну и напоследок стоит отметить, что тем, кто тонирует задние фонари, должно быть стыдно. И тут даже рассказывать бессмысленно, почему.

Соединение резисторов

При последовательном соединении резисторов, их сопротивление суммируется:

$ R_t = R_1 + R_2 + ldots + R_N $

При параллельном соединении, итоговое сопротивление расчитывается по формуле:

$ R_t = frac<1 data-lazy-src=

Таким образом можно получать новые номиналы из имеющихся в наличии.

Электрический ток в параллельной цепи

В электрических схемах предусмотрены параллельные и последовательные соединения элементов. При параллельном соединении, например, резисторов, напряжение одинаково для каждого из них, а сила тока, протекающего через каждый элемент, пропорциональна его сопротивлению. Чтобы определить величину тока через каждый компонент при параллельной комбинации их соединения, используют закон Ома.

Параллельная электрическая цепь

Как проверять амперы в разных устройствах?

Есть несколько видов проверки.

Машины и планшеты по-разному заряжаются

В зарядном устройстве

Зарядный прибор нужно проверять, если есть необходимость определить причину, по которой он неисправен. Сила тока у каждого определенного прибора отличается. Например, на телефонных и планшетных устройствах она одинаковая, а на автомобильных намного больше.

К сведению. Допустимая норма указана на этикетке изделия или нанесена на корпус, как маркировка.

Принцип действия точно такой же. Отличие заключается в том, что при малых размерах контактов на разъеме сложно выполнить подсоединение щупов.

Клеммы следует правильно подключать

Как измерить амперы мультиметром в зарядном устройстве, если в разъем не входят щупы:

  • Внутрь контактов вставляются швейные иглы из стали.
  • Для этого используют плоскогубцы, а на руки надевают перчатки.
  • К кончикам иглы нужно подсоединить щупы через нагрузку.
  • Если это невозможно, то нужно разобрать корпус агрегата. Так можно подключить щупы на вывод ЗУ в том месте, где припаян каждый кончик электрического провода.

Нужно грамотно соблюдать технику безопасности и обращать внимание на рекомендации от производителя. В некоторых изделиях запрещено вскрывать крышку, а другие и вовсе одноразовые, то есть не подлежат ремонту.

С авто необходимо быть осторожным

В аккумуляторе

Проверить литий-ионный аккумулятор на автомобиле можно, выполнив следующее:

  • Мультиметр ставится в режим вольтметра, на котором исследуется напряжение.
  • Устанавливают диапазон в 0-20В.
  • Замерять аккумулятор желательно только при отключении от питания транспортного средства.
  • Красный щуп прикладывается на положительное гнездо.
  • Черный щуп кладется на отрицательное гнездо через нагрузку.
  • Полученные показания нужно зафиксировать.

Теперь необходимо оценить результат:

  • Напряжение = 12,6 вольт. Устройство пригодно для эксплуатации. Нет необходимости выполнять зарядку.
  • Напряжение меньше 12 В. Автомобильную батарею нужно поставить на зарядку. Она разрядилась.
  • Показания более 15 В. Такой прибор запрещено применять. Это приведет к порче генератора. Необходимо приобретение нового аккумулятора.

К сведению. Чтобы получить точные данные, измерять их нужно спустя 6 часов после отключения от автомобиля.

В ИП большие токи

В блоке питания

Вполне возможно осуществить проверку ампер мультиметром на блоке питания. Процедура выполняется на разрыв и обязательно применяется нагрузка. Принцип действия такой же, как и при работе с другим оборудованием. Нужно лишь отметить, что блок питания имеет высокую мощность. Соответственно, замеры делают максимально оперативно, до того, как нагреются провода щупов.

В качестве примера стоит рассмотреть ситуацию изучения блоков питания кассы, фотоаппарата, сотового телефона и т.д. В данном случае мультиметр нужен для измерения силы тока. Это необходимо для того, чтобы понять, работоспособен ли прибор. В некоторых случаях выдаваемое напряжение — вольтаж не всегда может гарантировать функционирование.

Измерения делают последовательно

Изучение делается в разрыв с нагрузкой:

  • Переключатель режима тестера нужно установить в максимальное значение в 10 ампер.
  • Измерение блока питания с мощностью более 10 ампер запрещено на обычном мультиметре.
  • Далее нужно разорвать цепь. Если нет возможности открыть корпус, перерезается одна жила из питающих проводов.
  • Для замыкания один провод соединяется с щупом тестера, а второй подключается к питающей цепи — проводу, идущему с блока питания. Так происходит замыкание цепи на устройстве при помощи мультиметра.
  • В качестве энергопотребителя выступает аккумулятор. Он полностью разряжен. Сила тока будет в два раза превышать рабочую.
  • Постепенно с увеличением уровня зарядки можно наблюдать снижение силы тока, стремящийся к показателю 0.
Читайте так же:
Схема подключения лампы дневного света с одним выключателем

Даже если стрелка не двигается с отметки 0, не стоит пугаться. Это не значит, что прибор сломан.

Внимание! Для измерения достаточно пары секунд. Если напряжение 12вольт, а сила тока составляет как минимум 3-5 ампер, то провода могут нагреться до такого состояния, когда произойдет их обугливание. Это может вывести из строя все агрегаты, подключенные к цепи.

Авто может иметь много проблем с электрикой

В автомобиле

Для определения пригодности генератора транспортного средства к эксплуатации, нужно проверить уровень его заряда. Правила применения прибора те же самые, что с аккумулятором. При некорректных данных, необходимо проверить каждую составляющую устройства:

  • щетки;
  • кольца;
  • диодный мост;
  • регулятор напряжения;
  • статорный прибор;
  • ротор.

Сторонняя сила

Тем не менее, ток по цепи идёт; стало быть, имеется сила, «протаскивающая» заряд сквозь источник вопреки противодействию электрического поля клемм (рис. 1 ).

Рис. 1. Сторонняя сила

Эта сила называется сторонней силой; именно благодаря ей и функционирует источник тока. Сторонняя сила не имеет отношения к стационарному электрическому полю — у неё, как говорят, неэлектрическое происхождение; в батарейках, например, она возникает благодаря протеканию соответствующих химических реакций.

Обозначим через работу сторонней силы по перемещению положительного заряда q внутри источника тока от отрицательной клеммы к положительной. Эта работа положительна, так как направление сторонней силы совпадает с направлением перемещения заряда. Работа сторонней силы называется также работой источника тока.

Во внешней цепи сторонняя сила отсутствует, так что работа сторонней силы по перемещению заряда во внешней цепи равна нулю. Поэтому работа сторонней силы по перемещению заряда вокруг всей цепи сводится к работе по перемещению этого заряда только лишь внутри источника тока. Таким образом, — это также работа сторонней силы по перемещению заряда по всей цепи.

Мы видим, что сторонняя сила является непотенциальной — её работа при перемещении заряда по замкнутому пути не равна нулю. Именно эта непотенциальность и обеспечивает циркулирование электрического тока; потенциальное электрическое поле, как мы уже говорили ранее, не может поддерживать постоянный ток.

Опыт показывает, что работа прямо пропорциональна перемещаемому заряду . Поэтому отношение уже не зависит от заряда и является количественной характеристикой источника тока. Это отношение обозначается :

Данная величина называется электродвижущей силой (ЭДС) источника тока. Как видим, ЭДС измеряется в вольтах (В), поэтому название «электродвижущая сила» является крайне неудачным. Но оно давно укоренилось, так что приходится смириться.

Когда вы видите надпись на батарейке: «1,5 В», то знайте, что это именно ЭДС. Равна ли эта величина напряжению, которое создаёт батарейка во внешней цепи? Оказывается, нет! Сейчас мы поймём, почему.

Правила параллельного соединения, схема

Все устройства, которые соединены параллельно или последовательно, функционируют по собственным правилам. Они базируются на основных законах электротехники и некоторых тонкостях.

Правила параллельного соединения.

Порой эти тонкости не являются очевидными для тех, кто мало разбирается в теме. Работая с той или иной схемой подключения, нужно учитывать:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector