Megjegyzés: Az elektromos elmélet alapjainak megértése megkönnyíti az elektromos berendezések hibaelhárítását. Különböző elektromos eszközöket használnak az elektromos berendezések hibáinak diagnosztizálására. Az alapok ismerete nélkül nehéz lesz megérteni a mérési eljárásokat.
Az elektromosság az elektronok áramlása, azoké a hipotetikus részecskéké, amelyek az elektromos "anyag" alapját képezik. A csövön átfolyó vízhez képest az elektronok víz lennének. Mivel a víz áramlása mérhető (azaz a jellemzői), akkor az elektronáramlás jellemzői mérhetők. Az áram mértékegysége az amper (A). Az ampermérő az áramkörben időegység alatt átfolyó elektromos áram mennyiségét méri. A víznyomáshoz hasonlóan Pa (Pascal), N/m² egységekben mérik (Newton négyzetméterenként) ahogyan az elektromos feszültséget voltban (V) mérik, úgy az elektromos feszültséget is. Amikor két voltmérő vezetéket egy elektromos áramkör két, különböző elektromos potenciálú pontjához csatlakoztatnak, az áram átfolyik a voltmérőn, és voltmérő által mért értéket hoz létre, amely az áramkör két pontja közötti elektromos potenciálkülönbséget, azaz feszültséget jelzi. Ahogy a feszültség növekszik az áramkörben, az áram is növekedni fog, ami nemcsak a feszültségtől, hanem az áramkör ellenállásától is függ. Az ellenállás mértékegysége Ohm, amelyet ohmmérővel mérnek. Az ohmmérő hasonló az ampermérőhöz, de saját feszültségforrással rendelkezik, ami azt jelenti, hogy mindig szabványos feszültséget biztosít. Egy igazi elektromos áramkör négy fő részből áll: a feszültségforrásból (generátor vagy akkumulátor); egy élő vezeték, amely kellően magas elektromos feszültséget biztosít a hozzá csatlakoztatott fogyasztóknak; fogyasztók - lámpák, villanymotorok, ellenállások, relék; és egy földelővezeték, amely visszavezeti az áramot az alacsony feszültségű forráshoz. Egy ilyen áramkörben ellenállás van aközött a pont között, ahol az élő vezeték a fogyasztóhoz csatlakozik, és a pont között, ahol a terhelés földelve van. Az acélból készült karosszériájú autókban a legtöbb elektromos vezeték földvezetékeként használják.
Figyelem: Ne feledje, hogy elektromos mérések elvégzésekor a voltmérőt párhuzamosan kell csatlakoztatni a vizsgált áramkörhöz (vezetékek leválasztása nélkül) és a feszültségkülönbséget a voltmérő vezetékeinek elhelyezkedésének két pontja között mérik; az ampermérő sorba van kötve a fogyasztóval (az áramkört egy ponton megszakítják, és oda egy ampermérőt helyeznek, hogy az áramkör részévé váljon); és az ohmmérőt saját forrás táplálja, ezért az áramkörben lévő összes áramforrást ki kell kapcsolni, és az áramkör mérendő részét az ohmmérő egyik vezetékéhez kell csatlakoztatni.
Ahhoz, hogy egy elektromos rendszer működjön, zárt áramkörűnek kell lennie, azaz az akkumulátor feszültségének zárt kört kell alkotnia. Amikor az elektromos fogyasztók működnek, a feszültség az akkumulátorból érkezik hozzájuk, áthalad a fogyasztókon, és ezáltal működik (például a pampa világít) majd a földelésen keresztül visszatér az akkumulátorhoz. Ez a földelés általában az autó egy fém alkatrésze, amelyhez az áramkör ezen fogyasztói csatlakoznak.
Talán a legegyszerűbb módja ennek bemutatására, ha egy két vezetékes villanykörtét csatlakoztatunk az akkumulátor pólusaihoz. Az akkumulátoron két érintkező található - negatív és pozitív. Ha az izzóhoz vezető vezetékek egyikét az akkumulátor negatív pólusához, a másikat pedig a pozitív pólushoz csatlakoztatjuk, zárt áramkör jön létre. Az akkumulátorból érkező áram a csatlakozóhoz megy, a csatlakozótól egy vezetéken keresztül az izzóhoz, áthalad az izzón, egy másik vezetéken, és visszatér az akkumulátor másik csatlakozójához.
Egy normál autó kapcsolási rajza két szempontból különbözik ettől a példától. Először is, az izzótól az akkumulátorhoz visszavezető vezeték helyett az autó a karosszériát használja. Mivel az akkumulátor negatív pólusa az autó karosszériájához van csatlakoztatva, amely egy elektromosan vezető fémből készült, az autó karosszériája földelővezetékként szolgálhat az áramkör lezárásához. Másodszor, a legtöbb autóipari áramkör tartalmaz kapcsolókat a fogyasztók csatlakoztatására és leválasztására.
Néhány olyan elektromos fogyasztó, amelynek működéséhez nagy áram szükséges, relé is van az áramkörében. Mivel ezek az eszközök sok áramot fogyasztanak, a feszültséget ellátó vezetékek vastagságának is nagyobbnak kell lennie.
Ha nagy vezetékeket vezetnének a fogyasztói áramkörtől a műszerfalon található vezérlőkapcsolóig, majd visszakötnék a fogyasztóhoz, feszültségesés keletkezne az áramkörben. A feszültségesés elkerülése érdekében elektromágneses reléket használnak. Vastag vezetékek csatlakoznak az akkumulátortól a relé egyik oldalához, a relé másik oldalától pedig a fogyasztóhoz. Normál állapotban a relé nyitott (nyitott) és megakadályozza az áram áramlását az áramkörön. Ezen felül vékony vezetékek futnak a relétől a fogyasztó vezérlőkapcsolójáig. Amikor a vezérlőkapcsolót "be" állásba kapcsolják, a reléből érkező vékony vezeték földelt, és az áramkör zárva van. Ha a példánkban látható villanykörtét, amely két vezetékkel van a vezetékek végeihez csatlakoztatva, leválasztaná, majd újra csatlakoztatná a vezetékeket (nincs szükség erre), akkor szikrákat látnál. Ilyen dolgok akkor fordulnak elő, ha a fogyasztókat vagy magukat a fogyasztókat feszültséggel ellátó vezetékek másképp vannak földelve, mint ahogyan az a kapcsolási rajzon szerepel. A károsodás elkerülése érdekében biztosítékokat csatlakoztatnak az áramkörhöz. Mivel a feszültségforrásból származó vezetékek véletlenszerű földelése az áramkör záródását okozza, megfosztva a fogyasztókat a feszültségtől, ezt a jelenséget rövidzárlatnak nevezik. Fő okai a következők: a vezetékek szigetelésének sérülése vagy a csupasz vezetékek érintkezése az autó fém alkatrészeivel, vagy rövidzárlat a kapcsolóban.
Elektromos berendezéseken végzett mérésekhez úgynevezett multiméterek kaphatók. Egy eszközben egyesítenek egy voltmérőt a feszültség mérésére, egy ampermérőt az áram mérésére és egy ohmmérőt az ellenállás mérésére. A kereskedelmi forgalomban kapható mérőeszközök elsősorban mérési tartományukban és pontosságukban különböznek egymástól. A mérési tartomány meghatározza azt a területet, amelyen belül a feszültségnek vagy az ellenállásnak lennie kell ahhoz, hogy a mérőeszköz rögzítse azt.
Az autórajongók számára léteznek több tartományú mérőeszközök, amelyeket kifejezetten a jármű elektromos rendszerének elektromos vizsgálatára terveztek. Egyetlen ilyen eszközzel akár 20 V-ig mérheti a motor fordulatszámát, a tekercselés ellenállását és a feszültségeket. Az ellenállás mérésekor a tartomány általában néhány kiloohmra korlátozódik, ami azt jelenti, hogy a mért ellenállásértékeknek 1 és 1000 kOhm között kell lenniük.
Ezenkívül vannak speciális mérőeszközök az elektromos és elektronikus alkatrészek vizsgálatához. Ezek az eszközök széles tartományban, néhány ohmtól több milliohmig terjedő ellenállásmérést tesznek lehetővé. A feszültségek nagyon pontosan mérhetők, ami elengedhetetlen az elektronikus alkatrészek tesztelésekor.
Figyelem: Elektronikus alkatrészek ellenőrzésekor (tranzisztorok, diódák és vezérlőegységek) nagy impedanciájú feszültségmérőre (B) van szükség. Ugyanúgy működik, mint egy tesztlámpa (A), de nem károsítja az elektronikus alkatrészeket, így mindenféle vizsgálathoz alkalmas.
Feszültségmérés
A feszültség meglétét egy egyszerű tesztlámpával vagy feszültségteszterrel lehet ellenőrizni. Igaz, ez csak azt tudja megállapítani, hogy egyáltalán van-e feszültség. A feszültségérték meghatározásához voltmérőt kell használnia.
Először is be kell állítani a voltmérőn a megfelelő mérési tartományt, azaz azt, amelyben a mért feszültség értéke található. Egy autó elektromos rendszerének feszültsége jellemzően nem haladja meg a 14 voltot. A gyújtásrendszer kivételt képez; a gyújtógyertyákhoz juttatott üzemi feszültség elérheti a 30 000 V-ot. Az ilyen magas feszültségeket csak speciális műszerekkel lehet mérni.
Járműveken való használatra szánt mérőeszközök esetén csak feszültségmérési módba kell kapcsolni a készüléket. Számos műveletet kell elvégezni a multiméteren. Először is, a kapcsolóval kell kiválasztani az egyenfeszültség mérési módot. Ezután kiválasztjuk a mérési tartományt. Mivel az autókban nem használnak nagyfeszültséget, kivéve a gyújtásrendszerben (az egyenfeszültség nem haladja meg a 14 V-ot), akkor a használt tartomány felső határának valamivel magasabbnak kell lennie (15 és 20 V között). Ha biztos benne, hogy a mért feszültség lényegesen kisebb lesz a megadott értékeknél, például körülbelül 2 V, akkor a pontosabb eredmények elérése érdekében kiválaszthatja a csökkentett feszültségtartományt. Ha a mérések során a feszültség meghaladja az adott tartományban megengedett maximális értéket, a készülék meghibásodhat.
A mérőműszer vezetékeit az ábrán látható módon párhuzamosan kell kötni az elektromos fogyasztóval. Ebben az esetben a mérőeszköz piros vezetékét az akkumulátor pozitív (pozitív) kivezetéséből érkező vezetékhez, a készülék fekete vezetékét pedig a földhöz vagy egy fém alkatrészhez, például a motor hengerblokkjához csatlakoztatott vezetékhez kell csatlakoztatni.
Mérési példa: Ha a motor nem indul be, mert az indítómotor túl lassan forog, ajánlott az akkumulátor feszültségét ellenőrizni, miközben az indítómotor működik. Ehhez csatlakoztassa a voltmérő piros vezetékét (+) az akkumulátor pozitív pólusához, a voltmérő fekete vezetékét (-) pedig az autó testéhez. Az asszisztensnek ezután be kell kapcsolnia az indítót, és meg kell határoznia a feszültség értékét. Ha a feszültség kisebb, mint 10 V (az akkumulátor hőmérséklete körülbelül 20°C), akkor az akkumulátort ellenőrizni és újratölteni kell.
Árammérés
Egy autóban elég ritkán kell mérni az áramerősséget. Erre például akkor van szükség, ha az akkumulátor valamilyen elektromos fogyasztón keresztül lemerül. Az ilyen mérésekhez ampermérőre van szükség, amely szintén be van építve a multiméterbe.
Az áram mérése előtt át kell kapcsolni a készüléket egy olyan mérési tartományba, amelyben a mért áram található. Ha az aktuális érték ismeretlen, akkor a különböző mérési tartományokat egymás után kell bekapcsolni, a maximummal kezdve.
Az áramerősség méréséhez meg kell szakítani az áramáramlási áramkört, és a mérőeszközt (ampermérőt) a nyitott áramkörbe kell csatlakoztatni. Egy ilyen művelethez például kihúzhatja a csatlakozódugót, és az ampermérő piros (pozitív) vezetékét csatlakoztathatja az áramvezető vezetékhez. Az ampermérő fekete (negatív) vezetékét ahhoz az érintkezőhöz kell csatlakoztatni, amelyről a vezetéket leválasztották. A fogyasztó és a csatlakozódugó közötti földelést egy segédvezetékkel kell biztosítani.
Figyelem: Soha ne használjon hagyományos ampermérőt az indítómotorhoz folyó áram mérésére (körülbelül 150 A-nek felel meg). Az ilyen áramok mérésekor az ampermérő azonnal meghibásodik. A műhelyekben az ilyen áramok mérésére egy speciális bilincset használó érintkezésmentes módszert alkalmaznak. Méréskor a bilincset az áramvezető vezeték szigetelésére helyezik, és az áram erősségét indukcióval határozzák meg.
Ellenállás mérése
Az ellenállás értékének mérése előtt ellenőrizni kell, hogy új elem van-e behelyezve az ohmmérőbe, és hogy nincs-e feszültség a mérni kívánt alkatrészen. Emiatt mindig először le kell választani a kábeleket az akkumulátorról. Ellenkező esetben a mérőműszer károsodhat.
Az ohmmérő egy elektromos fogyasztó két érintkezőjéhez vagy egy elektromos vezeték két végéhez van csatlakoztatva. Ebben az esetben az ohmmérő csatlakozásának polaritása nem számít. Kivételek a következők: diódákat tartalmazó blokkok ellenállásának mérése. A dióda működésének ellenőrzéséhez ohmmérőt kell hozzá csatlakoztatni a közvetlen vezetőképesség irányában.
Az autó ellenállásának mérése főként két esetben történik:
- Az áramáramlási áramkörben található ellenállás vagy más alkatrész ellenőrzése.
- Elektromos vezeték, kapcsoló vagy izzószál folytonosságának ellenőrzése. Ez ellenőrzi, hogy az autó elektromos vezetéke nincs-e megszakadva, és meghatározza, hogy miért nem működik az az elektromos eszköz, amelyhez ez a vezeték csatlakozik.
Méréskor az ohmmérőt a megfelelő vezeték végeihez kell csatlakoztatni. Ha az ohmmérő 0 ohmhoz közeli ellenállást mutat, akkor a vezeték vezetőképes, azaz jó állapotban van. Ha a vezeték szakad, az ohmmérő végtelen ellenállást (∞ Ohm) mutat.