Notă: Înțelegerea elementelor de bază ale teoriei electrice facilitează depanarea echipamentelor electrice. Diverse dispozitive electrice sunt utilizate pentru diagnosticarea defecțiunilor echipamentelor electrice. Fără înțelegerea elementelor de bază, va fi dificil să înțelegem procedurile de măsurare.
Electricitatea este fluxul de electroni, particulele ipotetice care formează baza "substanței" electrice. Comparativ cu apa care curge printr-o țeavă, electronii ar fi apă. Deoarece debitul apei poate fi măsurat (adică caracteristicile sale), atunci se pot măsura caracteristicile fluxului de electroni. Unitatea de măsură a curentului este amperul (A). Un ampermetru măsoară cantitatea de electricitate care circulă într-un circuit pe unitatea de timp. La fel ca presiunea apei, aceasta se măsoară în unități de Pa (Pascal), N/m² (Newton pe metru pătrat) așa cum tensiunea electrică se măsoară în volți (V), la fel se măsoară și tensiunea electrică. Când două fire de voltmetru sunt conectate la două puncte dintr-un circuit electric cu potențiale electrice diferite, curentul trece prin voltmetru și produce o citire a voltmetrului, care indică diferența de potențial electric dintre aceste două puncte din circuit, adică tensiunea. Pe măsură ce tensiunea din circuit crește, curentul va crește și el, ceea ce va depinde nu numai de tensiune, ci și de rezistența circuitului. Unitatea de rezistență este Ohmul, care se măsoară cu un ohmmetru. Un ohmmetru este similar cu un ampermetru, dar are propria sursă de tensiune, ceea ce înseamnă că furnizează întotdeauna o tensiune standard. Un circuit electric real conține patru părți principale: sursa de tensiune (generator sau baterie); un fir sub tensiune care furnizează o tensiune electrică suficient de mare consumatorilor conectați la circuit; consumatori - lămpi, motoare electrice, rezistențe, relee; și un fir de împământare care transportă curentul înapoi la sursa de joasă tensiune. Într-un astfel de circuit, există rezistență între punctul în care firul de viață este conectat la consumator și punctul în care sarcina este legată la masă. La mașinile a căror caroserie este fabricată din oțel, acesta este folosit ca fir de împământare pentru majoritatea firelor electrice.
Atenție: Rețineți că atunci când efectuați măsurători electrice, voltmetrul este conectat în paralel cu circuitul testat (fără a deconecta firele) iar diferența de tensiune este măsurată între cele două puncte în care sunt amplasate firele voltmetrului; ampermetrul este conectat în serie cu consumatorul (circuitul este întrerupt la un moment dat și se introduce acolo un ampermetru, astfel încât acesta să devină parte a circuitului); iar ohmmetrul este alimentat de propria sursă, deci toate sursele de alimentare din circuit trebuie oprite, iar partea circuitului care urmează să fie măsurată trebuie conectată la unul dintre firele ohmmetrului.
Pentru ca orice sistem electric să funcționeze, acesta trebuie să fie un circuit închis, adică tensiunea de la baterie trebuie să formeze un cerc închis. Când consumatorii electrici funcționează, tensiunea ajunge la aceștia de la baterie, trece prin consumatori, făcându-i să funcționeze (de exemplu, pampa strălucește) și apoi se întoarce la baterie prin masa circuitului. Această masă este de obicei o piesă metalică a mașinii la care sunt atașați acești consumatori ai circuitului.
Poate cea mai ușoară modalitate de a demonstra acest lucru este de a conecta un bec cu două fire la bornele bateriei. Există două contacte pe baterie - negativ și pozitiv. Dacă unul dintre firele care duc la bec este conectat la polul negativ al bateriei, iar celălalt fir la polul pozitiv, se va crea un circuit închis. Curentul de la baterie merge la bornă, de la bornă printr-un fir merge la bec, trece prin bec, un alt fir și se întoarce la celălalt born al bateriei.
O schemă normală de cablare a unei mașini diferă de acest exemplu în două moduri. În primul rând, în loc de un fir care transportă curentul înapoi de la bec la baterie, mașina folosește caroseria mașinii. Deoarece firul negativ al bateriei este conectat la caroseria mașinii, care este fabricată dintr-un metal conductor de electricitate, caroseria mașinii poate servi drept fir de împământare pentru a completa circuitul. În al doilea rând, majoritatea circuitelor auto conțin întrerupătoare pentru conectarea și deconectarea consumatorilor.
Unii consumatori electrici care necesită mult curent pentru a funcționa au și un releu în circuitul lor. Deoarece aceste dispozitive consumă mult curent, grosimea firelor care le alimentează tensiune trebuie să fie, de asemenea, mai mare.
Dacă ar fi trase fire mari de la circuitul consumatorului la comutatorul de control de pe tabloul de bord și apoi conectate înapoi la consumator, ar exista o cădere de tensiune în circuit. Pentru a preveni această potențială cădere de tensiune, se utilizează relee electromagnetice. Fire groase sunt conectate de la baterie la o parte a releului și de la cealaltă parte a releului la consumator. În condiții normale, releul este deschis (deschide) și împiedică trecerea curentului prin circuit. În plus, de la releu merg fire subțiri până la comutatorul de control al consumatorului. Când comutatorul de control este rotit în poziția "pornit", firul subțire de la releu este legat la masă și circuitul este închis. Dacă ați deconecta becul din exemplul nostru, conectat prin două fire la capetele firelor, și apoi conectați din nou firele (nu este nevoie să faci asta), atunci ai vedea scântei. Astfel de lucruri se întâmplă atunci când firele care alimentează consumatorii sau consumatorii înșiși sunt împământate diferit față de cel prevăzut în schema circuitului. Pentru a preveni deteriorarea, siguranțele sunt conectate la circuit. Deoarece împământarea accidentală a firelor de la o sursă de tensiune determină închiderea circuitului, privând consumatorii de tensiune, acest fenomen se numește scurtcircuit. Principalele cauze sunt: deteriorarea izolației firelor sau contactul firelor goale cu piesele metalice ale mașinii sau un scurtcircuit în comutator.
Pentru a efectua măsurători asupra sistemelor de echipamente electrice, sunt disponibile pentru vânzare așa-numitele multimetre. Acestea combină într-un singur dispozitiv un voltmetru pentru măsurarea tensiunii, un ampermetru pentru măsurarea curentului și un ohmmetru pentru măsurarea rezistenței. Instrumentele de măsurare disponibile comercial diferă unele de altele în principal prin intervalele și precizia măsurătorilor. Intervalul de măsurare determină zona în care trebuie să se afle valoarea tensiunii sau a rezistenței pentru ca aceasta să fie înregistrată de dispozitivul de măsurare.
Pentru pasionații de mașini, există instrumente de măsurare cu gamă multiplă, concepute special pentru efectuarea de teste electrice asupra sistemului electric al vehiculului. Cu un singur dispozitiv ca acesta, puteți măsura turația motorului, rezistența înfășurărilor și tensiuni de până la 20 V. Atunci când măsurați rezistența, intervalul este de obicei limitat la câțiva kilo-ohmi, ceea ce înseamnă că valorile rezistenței măsurate ar trebui să fie între 1 și 1000 kOhm.
În plus, există instrumente de măsurare speciale pentru testarea componentelor electrice și electronice. Aceste dispozitive permit măsurători de rezistență pe o gamă largă, de la câțiva ohmi până la câțiva miliohmi. Tensiunile pot fi măsurate foarte precis, ceea ce este esențial la testarea componentelor electronice.
Atenție: La verificarea componentelor electronice (tranzistoare, diode și unități de control) este necesar un tester de tensiune de înaltă impedanță (B). Acesta funcționează la fel ca o lampă de testare (A), dar nu deteriorează componentele electronice, fiind potrivit pentru toate tipurile de testare.
Măsurarea tensiunii
Prezența tensiunii poate fi verificată folosind o simplă lampă de testare sau un tester de tensiune. Adevărat, acest lucru poate determina doar dacă există tensiune. Pentru a determina valoarea tensiunii, trebuie să utilizați un voltmetru.
În primul rând, este necesar să setați intervalul de măsurare corespunzător pe voltmetru, adică unul în care va fi localizată valoarea tensiunii măsurate. Tensiunea din sistemul electric al unei mașini nu depășește de obicei 14 volți. Sistemul de aprindere este o excepție; tensiunea de funcționare furnizată bujiilor poate ajunge la 30.000 V. Astfel de tensiuni mari pot fi măsurate doar cu ajutorul unor instrumente speciale.
Pentru dispozitivele de măsurare destinate utilizării pe vehicule, trebuie doar să porniți dispozitivul în modul de măsurare a tensiunii. O serie de operațiuni trebuie efectuate pe multimetru. În primul rând, trebuie să utilizați comutatorul pentru a selecta modul de măsurare a tensiunii continue. Apoi se selectează intervalul de măsurare. Întrucât tensiunile înalte nu sunt utilizate într-o mașină, cu excepția sistemului de aprindere (tensiunea continuă nu depășește 14 V), atunci limita superioară a intervalului utilizat ar trebui să fie puțin mai mare (de la 15 la 20 V). Dacă sunteți sigur că tensiunea măsurată va fi semnificativ mai mică decât valorile specificate, de exemplu, aproximativ 2 V, atunci puteți selecta intervalul de tensiune redus pentru a obține rezultate mai precise. Dacă tensiunea în timpul măsurătorilor depășește maximul admis pentru un anumit interval, dispozitivul se poate defecta.
Conectați firele instrumentului de măsurare în paralel cu consumatorul electric, așa cum se arată în figură. În acest caz, firul roșu de la dispozitivul de măsurare este conectat la firul care vine de la borna pozitivă (pozitivă) a bateriei, firul negru de la dispozitiv este conectat la firul conectat la masă sau la o piesă metalică, de exemplu, blocul cilindrilor motorului.
Exemplu de măsurare: Dacă motorul nu pornește deoarece demarorul se rotește prea încet, se recomandă verificarea tensiunii bateriei în timp ce demarorul funcționează. Pentru a face acest lucru, conectați firul roșu al voltmetrului (+) la borna pozitivă a bateriei, iar firul negru al voltmetrului (-) la masa mașinii. Asistentul ar trebui apoi să pornească demarorul și să determine valoarea tensiunii. Dacă tensiunea este mai mică de 10 V (temperatura bateriei este de aproximativ 20°C), atunci bateria trebuie verificată și reîncărcată.
Măsurarea curentului
Într-o mașină, este destul de rar să fie nevoie să măsori curentul. Acest lucru este necesar, de exemplu, dacă bateria este descărcată de un consumator electric. Pentru astfel de măsurători, este necesar un ampermetru, care este, de asemenea, încorporat în multimetru.
Înainte de măsurarea curentului, este necesar să comutați dispozitivul la un interval de măsurare în care se va afla curentul măsurat. Dacă valoarea curentă este necunoscută, este necesar să se comute pe rând diferite intervale de măsurare, începând cu maximul.
Pentru a măsura intensitatea curentului, este necesar să întrerupeți circuitul de curgere a curentului și să conectați dispozitivul de măsurare (ampermetrul) la circuitul deschis. Pentru o astfel de operațiune, puteți, de exemplu, să deconectați ștecherul și să conectați firul roșu (pozitiv) al ampermetrului la firul care transportă curentul. Firul negru (negativ) al ampermetrului este conectat la contactul de la care a fost deconectat firul. Contactul cu pământul dintre consumator și ștecher trebuie asigurat folosind un fir auxiliar.
Atenție: Nu folosiți niciodată un ampermetru convențional pentru a măsura curentul care curge către demaror (este egal cu aproximativ 150 A). Când se măsoară astfel de curenți, ampermetrul se va defecta imediat. În ateliere, pentru măsurarea acestor curenți se folosește o metodă fără contact, folosind o clemă specială. La efectuarea măsurătorilor, clema este plasată pe izolația firului care transportă curentul, iar intensitatea curentului este determinată prin inducție.
Măsurarea rezistenței
Înainte de a măsura valoarea rezistenței, este necesar să verificați dacă în ohmmetru este instalată o baterie nouă și dacă nu se aplică tensiune pe partea a cărei rezistență va fi măsurată. Din acest motiv, este întotdeauna necesar să deconectați mai întâi cablurile de la baterie. În caz contrar, instrumentul de măsurare se poate deteriora.
Ohmmetrul este conectat la două contacte ale unui consumator electric sau la două capete ale unui fir electric. În acest caz, polaritatea conexiunii ohmmetrului nu contează. Excepțiile sunt următoarele: măsurarea rezistenței blocurilor care conțin diode. Pentru a verifica funcționalitatea diodei, este necesar să conectați un ohmmetru la aceasta în direcția conductivității directe.
Măsurarea rezistenței într-o mașină se face în principal în două cazuri:
- Verificarea unui rezistor sau a altei componente incluse în circuitul de curgere a curentului.
- Verificarea continuității unui fir electric, a unui întrerupător sau a filamentului unei lămpi. Aceasta verifică dacă firul electric din mașină este rupt și determină motivul pentru care dispozitivul electric la care este conectat acest fir nu funcționează.
Când se efectuează măsurători, ohmmetrul este conectat la capetele firului corespunzător. Dacă ohmmetrul arată o rezistență apropiată de 0 ohmi, atunci firul este conductiv, adică este în stare bună. Dacă firul are o întrerupere, ohmmetrul va afișa o rezistență infinită (∞ Ohm).