Električna teorija avtomobilskega zvoka – Osnove in Ohmov zakon
Ekipa Best Car Audio je več let zagotavljala članke o funkcijah, funkcijah in prednostih vseh vrst avtoavdio sistemov izdelkov in storitev. V tretjem letniku je čas, da se vrnemo k osnovam in spregovorimo o temeljnih teorijah elektrike in o tem, kako so povezane z našimi avtomobilskimi avdio sistemi. Vzemite nekaj za pijačo, udobno se namestite in uživajte:čas je, da se naučimo osnov in Ohmovega zakona!
Kaj je elektrika?
Elektrika je v najbolj osnovnih izrazih skupina nabitih elektronov, ki jih je mogoče uporabiti za opravljanje dela. Električna energija v naših avtomobilih prihaja iz dveh virov:akumulatorja in alternatorja. Ko se akumulator uporabi za zagon avtomobila, ga alternator ponovno napolni in zagotovi elektriko za delovanje ventilatorjev, luči, elektronskih vezij in računalnikov, ki skrbijo za delovanje naših avtomobilov.
Terminologija:napetost
Če želite razumeti elektriko, morate razumeti nekaj izrazov. Najprej bomo govorili o napetosti. Napetost je merska enota, ki kvantificira razliko v električnem potencialu med dvema točkama. Merska enota SI je volt in je predstavljena z veliko črko V.
Še enkrat, v zvezi z našimi vozili imamo električni sistem 12 V. Natančneje, popolnoma napolnjena avtomobilska baterija bo mirovala pri 12,6 voltih za običajno svinčeno-kislinsko zasnovo. Nekatere baterije AGM bodo mirovale pri 13,0 do 13,2 voltov.
Na napetost lahko gledate kot na električni tlak. Predstavljajte si rezervoar za vodo, ki stoji na mizi. Če na dno rezervoarja priključite cev, bo gravitacija potisnila vodo iz hiše. Če dobite večji rezervoar, bo večji pritisk potisnil vodo iz cevi. Torej je večja napetost podobna večjemu tlaku.
Terminologija:trenutno
Pomembno je poznati količino električne energije, ki se premika skozi tokokrog. Za kvantificiranje prostornine elektronov, ki se gibljejo v prevodniku, uporabljamo enoto SI amper. Prvotna definicija ampera je vključevala kvantifikacijo magnetne sile, ustvarjene med dvema neskončno dolgima vzporednima vodnikoma (žicama). Čeprav je to veljavna definicija, se nikoli ne uporablja v šolah ali na katerem koli usposabljanju. Preprostejša razlaga je, da je 1 amper toka enakovreden 6,2415093 × 10^18 elementarnih nabojev, ki se premikajo skozi mejo v obdobju ene sekunde. Elementarni naboj je električni naboj, ki ga prenaša en sam proton.
Če uporabimo našo analogijo z vodo, je tok, ki teče v električnem tokokrogu, podoben količini vode, ki teče v cevi ali cevi. Količina vode, ki teče v tej cevi, bi se merila v galonah ali litrih na minuto. Višja številka pomeni večji pritisk na vodo. Torej, nazaj k naši električni terminologiji, ko je prisotne več napetosti, teče skozi naše vezje več toka.
Izbira določenega primerka v avtomobilskem primeru je težavna, ker se vozila dramatično razlikujejo po svojih električnih potrebah. Glede na to ima večina novih avtomobilov in tovornjakov alternator, ki lahko zagotovi med 65 in 120 amperov toka za napajanje različnih naprav. Baterije se prav tako zelo razlikujejo, kot tudi ocene, ki so na voljo za kvantificiranje količine toka, ki ga bodo zagotovile. Večina baterij ima kapaciteto od 60 do 80 amper ur. Ta ocena opisuje zmožnost baterije, da zagotavlja 1 amper toka 60 do 80 ur, preden se šteje za izpraznjeno. Na žalost enačbe ni mogoče obrniti. Baterija ne more zagotavljati 60 do 80 amperov toka eno uro zaradi omejitev v procesu kemijske komunikacije.
Terminologija:Odpor
Upor je opis nasprotovanja toku toka v vezju. Za kvantificiranje te vrednosti uporabljamo enoto SI ohm. Za razliko od napetosti in toka je simbol, ki se uporablja za predstavitev upora, velika grška črka omega:Ω. Večji upor v vezju zmanjša sposobnost pretoka elektronov in s tem zmanjša število pretočnih amperov.
V našem primeru vode in soda bi preščipnjenje cevi povečalo upor in zmanjšalo količino vode, ki teče. V električnem sistemu velikost prevodnikov, ki jih uporabljamo za ožičenje tokokrogov, in zasnova samih tokokrogov določata, kolikšen je upor.
Terminologija:Ohmov zakon
K sreči je v preprostih vezjih razmerje med napetostjo, tokom in uporom linearno. Ko imamo na voljo več napetosti, teče več toka za določen upor. Podobno manjši upor v vezju povzroči večji tok za dano napetost. Ohmov zakon je preprosta matematična enačba, ki vam omogoča izračun katere koli od treh vrednosti, pod pogojem, da poznate dve drugi.
Tri enačbe so:
Napetost =Tok x Upor Tok =Napetost ÷ Upor Upor =Napetost ÷ Amperaža
V =I x R I =V ÷ R R =V ÷ I
Razumevanje Ohmovega zakona je najpomembnejši dejavnik pri delu in razumevanju električnih tokokrogov.
Primeri Ohmovega zakona
Eden najpogostejših izrazov, ki se uporablja pri poučevanju ljudi o Ohmovem zakonu, je naslednji:V vezju z enim voltom potenciala in uporom enega ohma bo tekel en amper toka. Če vidimo razmerje med to izjavo, lahko izračunamo, da bosta pri fiksnem uporu tekla dva ampera toka, če povečamo napetost na dva volta. Povedano drugače, ko se napetostni potencial, uporabljen v vezju, povečuje, se bo povečal tudi tok skozi vezje, dokler upor ostaja konstanten.
To je to za našo prvo lekcijo električne teorije avtomobilskega zvoka. V naslednji lekciji bomo govorili o tem, kako lahko uporabimo elektriko za opravljanje dela, in razpravljali o enačbah, ki se uporabljajo za kvantificiranje tega dela kot moči.