Увага: Розуміння основ теорії електрики робить пошук несправностей електроустаткування легшим. Для діагностики несправностей електрообладнання використовують різні електричні прилади. Без розуміння основ буде важко розуміти процедури вимірів.
Електрика - це потік електронів, гіпотетичних частинок, які становлять основу електричної "речовини". У порівнянні з водою, що тече по трубі, електрони будуть водою. Оскільки потік води може бути виміряний (тобто. його характеристики), те й характеристики потоку електронів можна виміряти. Одиниця вимірювання струму - ампер (А), Амперметр вимірює кількість електрики, що протікає в ланцюзі за одиницю часу, Як і тиск води вимірюється в одиницях - Па (Паскаль), Н/м² (Ньютон на квадратний метр) і т.д., і напруга електрики вимірюється у вольтах (В). Коли два дроти вольтметра приєднуються до двох точок електричного ланцюга з різним електричним потенціалом, струм проходить через вольтметр і дає показання вольтметра, яке показує різницю в електричному потенціалі між двома точками електричного ланцюга, тобто. напруга. При зростанні напруги в ланцюзі зростатиме і струм, який залежатиме не тільки від напруги, а й від опору ланцюга. Одиниця опору – Ом, яка вимірюється омметром. Омметр подібний до амперметра, але має власне джерело напруги, тобто. завжди дає стандартну напругу. Реальний електричний ланцюг містить чотири основні частини, Це джерело напруги (генератор або акумуляторна батарея); провід під напругою, який підводить досить високу електричну напругу до споживачів, які підключаються до ланцюга; споживачі - лампи, електродвигуни, резистори, реле; та заземлюючий провід, який переносить струм назад до джерела напруги під низькою напругою. У такому ланцюзі є опір між точкою, де провід під напругою приєднується до споживача та точкою, де навантаження заземляється. У автомобілях, де кузов виготовлений із сталі, він використовується як заземлюючий провід для більшості електричних проводів.
Увага: Запам'ятайте, що при електричних вимірах вольтметр приєднується ланцюга, що паралельно перевіряється (без від'єднання проводів) і вимірюється різниця напруг між двома точками, в яких знаходяться дроти вольтметра; амперметр приєднується послідовно зі споживачем (ланцюг розмикається в одній точці і туди вставляється амперметр так, що він стає частиною ланцюга); і омметр живиться від свого джерела, тому всі джерела живлення в ланцюзі повинні бути вимкнені, і частина ланцюга, що підлягає виміру, повинна з'єднуватися з одним із дротів омметра.
Для роботи будь-якої електричної системи вона повинна бути замкнутим ланцюгом, тобто. напруга з батареї має зробити замкнене коло. Коли електричні споживачі працюють, то напруга приходить до них від батареї, проходить через споживачі, змушуючи їх працювати (наприклад, пампа світиться) і потім повертається до батареї через заземлення ланцюга. Цим заземленням зазвичай буває металева частина автомобіля, де кріпляться ці споживачі ланцюга.
Можливо, що продемонструвати сказане найлегше, приєднавши лампочку двома проводами до контактів акумуляторної батареї. На батареї є два контакти - негативний та позитивний. Якщо один із проводів, що підходить до електричної лампочки, приєднати до негативного полюса батареї, а інший провід - до позитивного полюса, то вийде замкнутий ланцюг. Струм від батареї підходить до клеми, від клеми через провід підходить до лампочки, проходить через лампочку, інший провід і повертається на іншу клему батареї.
Нормальна автомобільна схема відрізняється від цього двома речами. По-перше, замість дроту, яким струм повертається до батареї від лампочки, в автомобілі використовується кузов автомобіля. Так як провід від негативної клеми акумуляторної батареї приєднаний до кузова, а він зроблений з металу, що проводить електрику, то кузов автомобіля може бути заземлюючим проводом для замикання ланцюга. По-друге, більшість автомобільних схем містять вимикачі для підключення та відключення споживачів.
Деякі електричні споживачі, які вимагають роботи великого струму, також мають реле своєї ланцюга. Так як ці прилади споживають великий струм, то товщина провідників, що підводять до них, напруга повинна також бути більшою.
Якби великі дроти відходили від ланцюга споживачів до контрольного вимикача на панелі приладів і потім приєднувалися б назад до споживача, то в ланцюгу було б падіння напруги. Для запобігання цьому потенційному падінню напруги використовуються електромагнітні реле. Товсті дроти під'єднуються від акумуляторної батареї до одного боку реле та з іншого боку до споживача. У нормальному стані реле відкрито (розімкнуто) і запобігає проходженню струму через схему. Крім того, тонкі дроти підходять від реле до контрольного вимикача споживача. Коли контрольний вимикач перетворюється на положення "включено", то тонкий провід від реле заземляється, і ланцюг замикається. Якби ви від'єднали лампочку з нашого прикладу, приєднану двома проводами до кінців проводів і потім з'єднали проводи знову (цього робити не треба), то ви б побачили при цьому іскри. Подібні речі відбуваються, коли дроти, що підводять напругу до споживачів або самі споживачі заземлюються по-іншому, ніж передбачається схемою. Для запобігання пошкодженням у схему підключаються запобіжники. Так як через випадкове заземлення проводів від джерела напруги схема стає замкненою, позбавляючи споживачі напруги, це явище називається коротким замиканням. Його основними причинами бувають: пошкодження ізоляції дротів або торкання оголеного дроту металевих частин автомобіля або коротке замикання у вимикачі.
Для проведення вимірювань на системі електроустаткування у продажу є звані мультиметри. Вони поєднують в одному приладі вольтметр для вимірювання напруги, амперметр для вимірювання сили струму та омметр для вимірювання опору. Вимірювальні прилади, що є у продажу, розрізняються між собою в основному за діапазонами і за точністю вимірювань. Діапазон вимірювань визначає, в якій області має знаходитись значення напруги і опору, щоб його міг зареєструвати вимірювальний прилад.
Для автолюбителів є багатодіапазонні вимірювальні прилади, які призначені спеціально для проведення електричних перевірок на системі електрообладнання автомобілів. За допомогою одного такого приладу можна вимірювати кількість оборотів двигуна, опір обмоток і напруги величиною до 20 В. При вимірі опору діапазон зазвичай обмежений кількома кілоомами. вимірювані значення опору мають бути в межах від 1 до 1000 кОм.
Крім цього, є спеціальні вимірювальні прилади для перевірки електричних та електронних деталей. Такі прилади дозволяють проводити вимірювання значень опорів у широкому діапазоні від одиниць до кількох мОм. Напруги можуть бути виміряні дуже точно, що необхідно під час перевірки електронних деталей.
Увага: Під час перевірки електронних деталей (транзисторів, діодів та блоків управління) потрібний високоомний пробник для напруги (Б). Він працює як і, як і перевірна лампочка (А), але у своїй не пошкоджує електронні деталі, тобто. підходить для всіх типів перевірок.
Вимірювання напруг
Наявність напруги можна перевірити за допомогою простої контрольної лампочки чи пробника напруги. Щоправда, при цьому можна лише визначити, чи є напруга взагалі. Для визначення значення напруги потрібно скористатися вольтметром.
Насамперед, необхідно встановити на вольтметрі відповідний діапазон вимірювань, тобто. такий, у якому перебуватиме величина вимірюваної напруги. Напруга в системі електроустаткування автомобіля, як правило, не перевищує 14 Вольт. Винятком є система запалення; величина робочої напруги, що надходить на свічки запалювання, може досягати 30000 В. Таку високу напругу можна виміряти тільки за допомогою спеціальних приладів.
На вимірювальних приладах, які призначені для використання на автомобілях, необхідно лише включити прилад у режим вимірювання напруги. На мультиметрі потрібно виконати ряд операцій. Насамперед необхідно за допомогою перемикача вибрати режим вимірювання постійної напруги. Потім вибирається діапазон вимірів. Так як в автомобілі, крім як в системі запалювання, висока напруга не використовується (постійна напруга не перевищує 14 В), то верхня межа використовуваного діапазону повинна бути трохи вищою (від 15 до 20 В). Якщо ви впевнені в тому, що вимірювана напруга буде істотно меншою від зазначених значень, наприклад, близько 2 В, то можна вибрати діапазон знижених напруг, щоб отримати більш точні результати. Якщо при вимірюваннях напруга перевищить максимально допустиму для даного діапазону, то прилад може вийти з ладу.
Підключіть проводи вимірювального приладу паралельно електричному споживачеві так, як показано на малюнку. При цьому червоний провід від вимірювального приладу приєднується до дроту, що йде від позитивного (плюсового) контакту акумуляторної батареї, чорний провід від приладу приєднується до дроту, з'єднаного з "масою" або металевої деталі, наприклад, блоку циліндрів двигуна.
Приклад вимірювання: якщо двигун не заводиться через надто повільне обертання стартера, рекомендується перевірити напругу на акумуляторній батареї під час роботи стартера. Для цього з'єднайте червоний провід вольтметра (+) з позитивним контактом акумуляторної батареї, а чорний провід вольтметра (-) - з "масою" автомобіля. Потім помічник повинен увімкнути стартер і визначити значення напруги. Якщо напруга менше 10 В (температура акумуляторної батареї становить близько 20°C), необхідно перевірити акумуляторну батарею і підзарядити її.
Вимірювання сили струму
На автомобілі силу струму доводиться вимірювати досить рідко. Це необхідно, наприклад, в тому випадку, якщо акумуляторна батарея розряджається через якийсь електричний споживач. Для таких вимірювань необхідний амперметр, який також вбудований мультиметр.
Перед вимірюванням струму необхідно переключити прилад у такий діапазон вимірювань, в якому буде знаходитись вимірювана сила струму. Якщо значення сили струму невідоме, необхідно по черзі включати різні діапазони вимірювань, починаючи з максимального.
Для вимірювання сили струму необхідно розірвати ланцюг проходження струму та включити вимірювальний прилад (амперметр) у розрив ланцюга. Для такої операції можна, наприклад, від'єднати штекер і під'єднати червоний (плюсовий) дріт амперметра до струмоведу. Чорний (мінусовий) провід амперметра приєднується до контакту, від якого був від'єднаний провід. Контакт із "масою" між споживачем та штекером необхідно забезпечити за допомогою допоміжного дроту.
Увага: У жодному разі не можна вимірювати звичайним амперметром силу струму, що надходить до стартера (вона дорівнює приблизно 150 А). При вимірах таких струмів амперметр одразу вийде з ладу. У майстернях для вимірювання таких струмів використовується безконтактний метод із використанням спеціального затиску. При вимірюваннях затискач надягається на ізоляцію струмопровідного дроту, а сила струму визначається індукцією.
Вимір опорів
Перед вимірюванням величини опору необхідно перевірити, щоб в омметрі була встановлена не розряджена батарейка, і на ту деталь, опір якої буде вимірюватися, не надавалося напруги. З цієї причини завжди необхідно спочатку від'єднувати дроти від акумуляторної батареї. А якщо ні, то можна пошкодити вимірювальний прилад.
Омметр приєднується до двох контактів електричного споживача або двох кінців електричного проводу. При цьому немає значення полярність приєднання омметра. Винятки такі: вимір опорів блоків, у яких є діоди. Для перевірки працездатності діода необхідно приєднати до нього омметр у напрямі прямої провідності.
Вимір опорів в автомобілі в основному проводиться у двох випадках:
- Перевірка резистора або іншої деталі, що включена в ланцюг проходження струму.
- Перевірка провідності електричного дроту, перемикача або нитки розпалювання пампи. При цьому перевіряється, чи не перебитий електричний провід в автомобілі, і з'ясовується причина того, чому не працює електричний пристрій, до якого приєднано цей провід.
При вимірюваннях омметр приєднується до кінців відповідного дроту. Якщо омметр покаже опір, близьке до 0 Ом, провід має провідність, тобто. він справний. Якщо провід має розрив, то омметр покаже нескінченний опір (∞ Ом).