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:

А_е = W_е = 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: Σ І = 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.