Последовательное соединение резисторов

R1 = 150 Ом

R2 = 330 Ом

R3 = 680 Ом

Измерения

UT		I1		Rэкв
U1		I2
U2		I3		Rэкв.полн.
U3		I4
U4		I5

Выводы

Параллельное соединение резисторов

R1 = 150 Ом

R2 = 330 Ом

R3 = 680 Ом

Измерения

Uполн		Iполн		Rэкв
U1		I1
U2		I2		Rэкв. полн.
U3		I3
U4

R_экв - это сопротивление резистора, эквивалентного двум резисторам (R1 и R2).

R_{экв. полн.}- это сопротивление резистора, эквивалентного трем резисторам (R1, R2 и R3).

Выводы

Упражнение

Инжекторы шестицилиндрового двигателя подсоединены к цепи параллельно. Исправность инжекторов можно проверить, измеряя сопротивление между клеммами А и В.

Каковы будут результаты измерений в нижеследующих ситуациях, если сопротивление одного инжектора равно 14,5 Ом?

• Все шесть инжекторов исправны.

• Обрыв цепи одного инжектора.

• Короткое замыкание одного из инжекторов.

• Понижение сопротивления одного инжектора до значения 2,5 Ом.

РАЗВЕТВЛЕННЫЕ ЦЕПИ

R1 = 150 Ом

R2 = 330 Ом

R3 = 680 Ом

R4 = 820 Ом

Измерения

Uполн		Iполн		Rэкв
U1		I1
U2		I2
U3		I3
U4		I4

Выводы

МОЩНОСТЬ

Электрическая энергия, вырабатываемая или потребляемая устройством, зависит от напряжения и тока в цепи. Точнее говоря, потребляемая электроэнергия зависит от мощности устройства, которая равна произведению напряжения и тока:

P = U x I

Ватт Вольт Ампер

Пример

Генератор вырабатывает ток 50А при напряжении 12В. Мощность генератора:

Р = 50 х 12 = 600 Вт.

Видоизмененная формула мощности

Нам известно, что

P = U x I.

Но, согласно закону Ома,

I = U / R.

Подставив выражение из второй формулы в первую, получим:

P = U x U/R,

что можно записать в виде формулы:

P = U²/R

Ватт Вольт Ом

Упражнение

Выполните измерения и проверьте, равна ли мощность лампочки 21 Вт.

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Включите фары автомобиля и измерьте следующие параметры:

• напряжение аккумуляторной батареи,

• напряжение на лампе фары.

После этого выключите фары и измерьте следующие параметры:

• напряжение аккумуляторной батареи,

• сопротивление участка цепи, соединенного с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи,

• сопротивление участка цепи, соединенного с минусовой клеммой аккумуляторной батареи.

Для заметок

2 - МАГНЕТИЗМ

Электричество тесно связано с магнитными и электромагнитными явлениями. Фактически, электроэнергия вырабатывается именно благодаря использованию магнитных явлений.

МАГНИТЫ

Некоторые природные материалы обладают магнитными свойствами, которые проявляются в том, что магнит способен притягивать железосодержащие предметы. Магнит способен передавать свои магнитные свойства другим телам (постоянно или временно).

Примеры: Мягкое железо при намагничивании на время приобретает магнитные свойства.

Закаленная сталь при намагничивании становится постоянным магнитом.

Способность материалов проявлять магнитные свойства после намагничивания называется "остаточной магнитной индукцией". Мы можем сказать, что мягкое железо обладает меньшей остаточной магнитной индукцией, чем закаленная сталь.

Свойства магнитов

Если мы сблизим торцы двух магнитов, то обнаружим, что противоположные полюсы притягиваются друг к другу.

Но одноименные полюсы взаимно отталкиваются.

Благодаря этому явлению мы с легкостью можем распознать полюсы магнита, если у нас есть другой магнит, расположение полюсов которого заранее известно (таким эталонным магнитом может служить стрелка компаса).

Примечание: N – северный полюс магнита, S – южный полюс.

Разбив магнит на две части, мы получим два магнита, каждый из которых имеет два полюса.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Магнитное поле, создаваемое магнитом – это пространство, в котором действуют силы магнитного взаимодействия. Эти силы имеют направление и могут быть изображены силовыми линиями, исходящими из северного полюса и входящими в южный полюс магнита. Совокупность силовых линий магнитного поля называется "пучком силовых линий".

Мы можем воочию увидеть сечение пучка силовых линий магнитного поля, если поместим над торцом магнита лист бумаги с металлическими опилками. Обратите внимание на симметричное расположение силовых линий.

Для определения направления силовых линий магнитного поля можно использовать эталонный магнит (например, стрелку компаса).

Важно понимать, что в этих простых опытах мы наблюдали только плоскую, двумерную картину, представляющую собой сечение магнитного поля. На самом деле, магнитное поле простирается вокруг магнита во всех трех измерениях.

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Если по проводнику проходит электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.

Мы можем обнаружить это магнитное поле, поместив стрелку компаса рядом с проводником. Под действием магнитного поля стрелка повернется.

По мере увеличения тока, пропускаемого через проводник, стрелка компаса будет поворачиваться сильнее, ориентируясь вдоль силовых линий магнитного поля. Это свидетельствует о том, что сила, создаваемая магнитным полем, пропорциональна току.

Если мы изменим направление постоянного тока, протекающего через проводник, то обнаружим, что стрелка компаса повернется на 180°, свидетельствуя об изменении направления силы на противоположное. Следовательно, полярность магнитного поля зависит от направления тока.

Расположим второй проводник параллельно первому. Если ток проходит по двум проводникам в одном направлении, то магнитное поле увеличится. Но если направление токов окажется противоположным, то магнитные поля от двух проводников взаимно уничтожатся.

КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ

Таким образом, если мы ходим получить большое магнитное поле, то нужно использовать много проводников, по которым ток будет проходить в одном и том же направлении. Самым удобным способом осуществления этой цели является использование одного проводника, образующего несколько витков. Получившаяся конструкция называется "катушкой индуктивности" или "соленоидом".

Приложив напряжение к выводным контактам катушки индуктивности, мы получим сильное магнитное поле внутри ее. Чем больше количество витков катушки, тем сильнее магнитное поле. Подобно постоянному магниту, катушка индуктивности обладает северным и южным полюсами.

Относительно слабое магнитное поле простой катушки (с воздухом во внутреннем пространстве) можно значительно увеличить, поместив в нее железный сердечник.

Следовательно, воздух является гораздо худшим "проводником" магнитного поля по сравнению с железом. В электротехнике это свойство называется "магнитной проницаемостью".

Катушка индуктивности со стальным сердечником называется "электромагнитом".

3 – ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

СИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Электроэнергия, которую мы потребляем из сети, вырабатывается мощными генераторами на электростанциях. Напряжение электрического тока плавно изменяется во времени от положительного до отрицательного значения.

Характеристики синусоидального сигнала

• Период Т, измеряемый в секундах (с).

• Частота f, измеряемая в герцах (Гц). Отметим, что один герц эквивалентен одному циклу в секунду, а f = 1/Т.

• Амплитуда А.

СИГНАЛ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМОЙ ИМПУЛЬСА НАПРЯЖЕНИЯ

Другой формой переменного тока является ток с прямоугольной формой импульса напряжения.

Сигнал с прямоугольной формой импульса характеризуется двумя параметрами: частотой и амплитудой.

Сигнал этого типа обычно служит для передачи некоторых данных. Например, датчик скорости автомобиля передает сигналы прямоугольной формы, частота которых пропорциональна скорости движения автомобиля.

МОДУЛИРОВАННЫЙ СИГНАЛ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМОЙ ИМПУЛЬСА

Вместо того чтобы передавать сигнал с равной длительностью двух состояний ("включено" – "выключено"), мы можем варьировать длительность этих состояний. В электротехнике для этого метода управления сигналом употребляют термин "Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)".

При модуляции сигнала прямоугольной формы период и частота сигнала, как правило, сохраняются постоянными, а изменяется только время t'. Зачастую этот метод применяют для изменения промежутка времени, в течение которого к некоторому исполнительному механизму подается энергия, что позволяет управлять усилием, создаваемым этим механизмом.

Модулированный сигнал с прямоугольной формой импульса применяется в автомобиле для следующих целей:

• управление электромагнитными клапанами,

• передача информации.

ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Во всех случаях, когда применительно к цепям постоянного тока мы употребляем термин "Сопротивление", для цепей переменного тока следовало бы употреблять термин "Полное сопротивление", обозначаемое в формулах символом "Z".

Закон Ома для цепи переменного тока принимает вид:

U = Z x I

где, как и прежде, напряжение U измеряется в вольтах, ток I – в амперах, а полное сопротивление Z – в омах.

Для цепи, содержащей катушку индуктивности, мы можем вычислить полное сопротивление по следующей формуле:

Z =

где L – индуктивность катушки,  - угловая частота.

Примечание: Магнитный поток (), создаваемый магнитным полем катушки индуктивности, пропорционален току, проходящему через катушку, а коэффициент пропорциональности называется индуктивностью. Индуктивность обозначается символом "L" и измеряется в генри (Гн).

Пример

Амплитуды тока и напряжения синусоидального сигнала, подаваемого на катушку индуктивности, уменьшатся, если мы увеличим индуктивность катушки, поместив в нее железный сердечник.

4 – датчики

Датчики – это устройства, преобразующие характеристики различных физических явлений в электрические сигналы. По этой причине датчики называют также "преобразователями".

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

Переключатели размыкают или замыкают электрическую цепь, когда некоторая физическая величина (например, температура, давление или положение элемента в пространстве) достигает определенного значения.

Переключатель, замыкающий контакты при изменении температуры (термореле):

Переключатель, замыкающий контакты при изменении давления (реле давления, прессостат):

Переключатель, замыкающий контакты при перемещении элемента (концевой выключатель).

Переключатели часто используют для включения и выключения индикаторных лампочек.

Но они могут также быть источниками информации в системах электронного управления.

Упражнение

Проверьте работу и настройку следующих датчиков автомобиля:

• Термореле, подающее сигнал на индикаторную лампу температуры охлаждающей жидкости (автомобиль Х54, модификация 2).

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

• Реле давления масла (автомобиль Х54, модификация 2).

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

• Датчик положения дроссельной заслонки (автомобиль Х64).

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

ДАТЧИКИ ПЕРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Принцип действия датчиков переменного сопротивления состоит в изменении их электрического сопротивления в зависимости от изменений некоторой физической характеристики, такой как температура или давление.

Терморезистор

Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом

Терморезистор с положительным температурным коэффициентом

Измерительный преобразователь давления

Сопротивление измерительного преобразователя давления меняется при изменении действующего давления.

Реостат	Потенциометр

Принцип действия потенциометрических датчиков давления состоит в том, что электрическое сопротивление реостата или потенциометра изменяется при перемещении скользящего контакта по контактной поверхности датчика. Выбор конструктивного варианта датчика зависит от типа электрической цепи.

В схеме с реостатом сигнал напряжения измеряется на сопротивлении, расположенном в электронном блоке управления.

Всхеме с потенциометром сигнал напряжения измеряется на клемме скользящего контакта потенциометра, расположенного вне электронного блока управления. При перемещении скользящего контакта напряжение изменяется. Фактически, потенциометр выполняет функцию делителя напряжения, причем напряжение делится пропорционально положению скользящего контакта.

Упражнение

Проверьте работу и настройку следующих датчиков автомобиля.

- Терморезистор, измеряющий температуру охлаждающей жидкости.

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

• Датчик давления масла, сигнал от которого подается на указатель приборной панели.

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

• Потенциометрический датчик положения дроссельной заслонки.

Значение, указанное в Руководстве по ремонту
Измеренное значение

Получив результаты измерения, проанализируйте зависимость электрических сиг- налов от измеряемых физических величин.

ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ

Принцип действия индуктивных датчиков состоит в изменении электромагнитных характеристик тока, протекающего по проводнику.

Генераторные датчики

Датчики этого типа представляют собой катушку индуктивности с сердечником в виде постоянного магнита. При изменении магнитного поля по катушке проходит ток. Датчики генераторного типа используют, например, для измерения частоты вращения вала двигателя и скоростей колес автомобиля (в антиблокировочной системе).

Сопротивление	Сигнал (определяется с помощью осциллографа)

Что произойдет при увеличении скорости колеса?

Датчики переменной индуктивности

Принцип действия этих датчиков состоит в изменении их индуктивности в зависимости от измеряемой физической величины. Результаты измерений обрабатываются электронным блоком управления.

Например, в датчике высоты положения кузова автомобиля Сафран индуктивность меняется благодаря изменению положения сердечника в катушке индуктивности.