Почему в автомобилях используется именно постоянный ток при 12 В, а не выше или ниже

Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики. Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей Политикой в отношении файлов cookie

Возможно и вас мучал вопрос почему в современном автомобиле используется именно постоянное 12-вольтовое напряжение, хотя есть возможность использовать и другие.

Содержание

• Почему именно постоянный ток
• Почему именно 12 v
• Вывод

На этот вопрос довольно легко ответить, потому как установленный генератор на автомобиль вырабатывает переменный ток, и благодаря диодному мосту он становится постоянным. При переводе механической энергии в электрическую вращая двигатель генератора получается довольно высокий КПД.

Постоянный ток при низком напряжении менее опасен в экстренных ситуациях, в том числе и при обслуживании автомобиля. В автомобильных аккумуляторах используется именно постоянный постоянный ток.

Несмотря на то, что более высокое напряжение более эффективно, почему же тогда используют именно 12 v. На самом деле 12v является результатом химических процессов образуемых в автомобильном аккумуляторе, ну и плюс мировое соглашение среди автомобильных магнатов.

До пятидесятых годов во многих странах в автомобилях использовалась шестивольтовое напряжение, но после почти все сделали упор на 12 v в аккумуляторе. Потому как, 6 v стало слишком мало для питания увеличивающегося количества электроники в автомобиле.

Почему же тогда не было перехода на более высоковольтный аккумуляторы, ведь их преимущество на лицо. Повышенное напряжение позволяет уменьшить сечение проводов автомобиля снизить нагрузку на токовырабатываемые детали, уменьшить контакты реле и щёток электродвигателей, при этом и служить они будут дольше.

Но не стоит забывать, что увеличение напряжения может быть опасно для здоровья человека. Ты почему же мы не используем к примеру 36 или 48 вольтовый аккумулятор. Пожалуй первая причина, которую можно сразу же назвать, это будет общий устоявшийся стандарт. Для изменения которого потребовалась бы веская причина и изменения всей инфраструктуры автомобиля, а это от генераторов до всей электроники.

Вторая причина связана с эрозией контактов при высоких напряжениях на постоянном токе. И данная причина не менее серьёзная, чем первая.

При использовании постоянного тока на малых значениях эрозия контактов менее подвержена к разрушению, а само разрушение может возникать не в середине, а ближе к месту соприкосновения.При более высоких напряжениях в пределах 35-40 v на постоянном токе может наблюдаться дуга и соответственно повышенная пожароопасность. Механическое соединение проводов в автомобиле более подвержено окислению, во время работы сухой и влажной среде. При этом электрический контакт окисляется и в этом месте происходит отгорание. При этом вместе потери контакта будет образовываться дуга с увеличением нагрузки. Установленная в автомобиле защита, скорее всего не сработает на перегрузку в сети что вызовет пожароопасное состояние проводки.

Переход на 12 v в автомобилестроение позволило автопроизводителем сократить затраты на проводку и не на радость автолюбителям, сократить срок службы аккумуляторной батареи. Потому как, глубокий разряд батареи в большинстве случаев приведёт к тому, что одна из банок обязательно начнёт сыпаться. При этом она начнёт перезаряжаться за счёт живых банок аккумулятора.

Сложившийся устои уже скорее всего не позволят уйти от 12 v батарей, так как придётся полностью изменять всю конструкцию автомобильной начинки. Увеличение напряжения и переход на увеличенная по напряжению аккумуляторы, поставят автовладельцев перед проблемой в использовании кислотных аккумуляторов и опасностью взрыва или поражением электрическим током.

Новости

Публикации

С продукцией Dune HD я познакомился в начале 2021 года, купив медиаплеер Pro Vision 4K Solo. До этого, я много лет использовал аппараты от Zidoo, опробовав, на тот момент, практически все их…

Во время ремонта кухни случайно сломалась поилка у собаки, а значит надо покупать новую. Выбор в принципе очевиден, но хочется чего-то необычного, желательно интегрированного в систему умного…

Думаю, что очень многие сталкивались с такой ситуацией, когда в магазинах самообслуживания  (супермаркетах, гипермаркетах, сетевых торговых точках) представители магазина или охрана требуют чтобы…

Главная особенность музыкальной колонки ELTRONIC 20-34 DANCE BOX 300 – работа в двух положениях. У бумбокса два комплекта ножек и он может быть установлен не только в горизонтальное положение, но…

Всем привет. Сегодня посмотри на беспроводной пылесос Prettycare P2. Он выполнен в стиле Proscenic и практически ни чем не уступает ему по качеству сборки, пластика и мощности. Prettycare P2…

Наряду с летающими автомобилями и армиями роботов управляемых искусственным интеллектом, наше коллективное видение идеального будущего не будет полным без телесных улучшений с помощью различных…

Что такое электрическая сеть?

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещённых на территории района, населённого пункта, потребителя электрической энергии.

Электрические сети принято классифицировать по назначению (области применения), масштабным признакам, и по роду тока.

Назначение, область применения

Сети общего назначения: электроснабжение бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и транспортных потребителей.

Сети автономного электроснабжения: электроснабжение мобильных и автономных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.)

Сети технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и других инженерных сетей.

Контактная сеть: специальная сеть, служащая для передачи электроэнергии на движущиеся вдоль неё транспортные средства (локомотив, трамвай, троллейбус, метро).

Масштабные признаки, размеры сети

Магистральные сети: сети, связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники и центры потребления. Характерны сверхвысоким и высоким уровнем напряжения и большими потоками мощности (гигаватты).

Региональные сети: сети масштаба региона (области, края). Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Характерны высоким и средним уровнем напряжения и большими потоками мощности (сотни мегаватт, гигаватты).

Районные сети, распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы). Характерны средним и низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (мегаватты).

Внутренние сети: распределяют электроэнергию на небольшом пространстве — в рамках района города, села, квартала, завода. Зачастую имеют всего 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характерны низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).

Электропроводка: сети самого нижнего уровня — отдельного здания, цеха, помещения. Зачастую рассматриваются совместно с внутренними сетями. Характерны низким и бытовым уровнем напряжения и маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).

Род тока

Переменный трёхфазный ток: большинство сетей высших, средних и низких классов напряжений, магистральные, региональные и распределительные сети. Переменный электрический ток передаётся по трём проводам таким образом, что фаза переменного тока в каждом из них смещена относительно других на 120°. Каждый провод и переменный ток в нём называются «фазой». Каждая «фаза» имеет определённое напряжение относительно земли, которая выступает в роли четвёртого проводника.

Переменный однофазный ток: большинство сетей бытовой электропроводки, оконечных сетей потребителей. Переменный ток передаётся к потребителю от распределительного щита или подстанции по двум проводам (т. н. «фаза» и «ноль»). Потенциал «нуля» совпадает с потенциалом земли, однако конструктивно «ноль» отличается от провода заземления.

Постоянный ток: большинство контактных сетей, некоторые сети автономного электроснабжения, а также ряд специальных сетей сверхвысокого и ультравысокого напряжения, имеющих пока ограниченное распространение.

Принципы работы электрической сети

Электрические сети осуществляют передачу, распределение и преобразование электроэнергии в соответствии с возможностями источников и требованиями потребителей.

Переменный ток

Большинство крупных источников электроэнергии — электростанции — построено с использованием генераторов переменного тока. Кроме того, амплитудное напряжение переменного тока может быть легко изменено при помощи трансформаторов, что позволяет повышать и понижать напряжение в широких пределах. Основные потребители электроэнергии также ориентированы на непосредственное использование переменного тока. Мировым стандартом генерации, передачи и преобразования электроэнергии является использование переменного трёхфазного тока.

В России и европейских странах промышленная частота тока равна 50 герц, в США, Японии и ряде других стран — 60 герц.

Переменный однофазный ток используется многими бытовыми потребителями и получается из переменного трёхфазного тока путём объединения потребителей в группы по фазам. При этом каждой группе потребителей выделяется одна из трёх фаз, а второй провод («ноль»), используемый при передаче однофазного тока, является общим для всех групп и в своей начальной точке заземляется.

Классы напряжения

При передаче большой электрической мощности при низком напряжении возникают большие омические потери из-за больших значений протекающего тока. Формула δS = I²R описывает потерю мощности в зависимости от сопротивления линии и протекающего тока. Для снижения потерь уменьшают протекающий ток: при снижении тока в 2 раза омические потери снижаются в 4 раза. Согласно формуле S = IU для передачи такой же мощности при пониженном токе необходимо во столько же раз повысить напряжение.

Таким образом, большие мощности целесообразно передавать при высоком напряжении. Однако строительство высоковольтных сетей сопряжено с рядом технических трудностей; кроме того, непосредственно потреблять электроэнергию с высоким напряжением крайне проблематично для конечных потребителей.

В связи с этим сети разбивают на участки с разным классом напряжения (уровнем напряжения). Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения: от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) — Ультравысокий, 1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ — сверхвысокий, 220 кВ, 110 кВ — ВН, высокое напряжение, 35 кВ — СН-1, среднее первое напряжение, 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ — СН-2, среднее второе напряжение, 0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже — НН, низкое напряжение.

Преобразование напряжения

Как правило, генераторы источника и потребители работают с низким номинальным напряжением. Потери энергии в линиях обратно пропорциональны квадрату напряжения, поэтому для снижения потерь электроэнергию выгодно передавать на высоких напряжениях.

Для этого на выходе от генератора его повышают, а на входе потребителя его понижают при помощи трансформаторов.

Структура сети

Электрическая сеть может иметь очень сложную структуру, обусловленную территориальным расположением потребителей, источников, требованиями надёжности и другими соображениями. В сети выделяют линии электропередачи, которые соединяют подстанции. Линии могут быть одинарными и двойными (двухцепными), иметь ответвления (отпайки). К подстанциям, как правило, подходит несколько линий. Внутри подстанции происходит преобразование напряжения и распределение потоков электроэнергии между подходящими линиями. Для соединения линий и оборудования внутри подстанций используются электрические коммутаторы различных типов.

Для наглядного представления структуры сети используется специальное начертание схемы сети, однолинейная схема, представляющая три провода трёх фаз в виде одной линии. На схеме отображаются линии, секции и системы шин, коммутаторы, трансформаторы, устройства защиты.

Структура сети электроснабжения может динамически изменяться путём переключения коммутаторов. Это необходимо для отключения аварийных участков сети, для временного отключения участков при ремонте. Структура сети также может быть изменена для оптимизации электрического режима сети.

Основные компоненты сети

Сеть электроснабжения характерна тем, что связывает территориально удалённые пункты источников и потребителей . Это осуществляется при помощи линии электропередачи — специальных инженерных сооружений, состоящих из проводников электрического тока (провод — неизолированный проводник, или кабель — изолированный проводник), сооружений для размещения и прокладки (опоры, эстакады, каналы), средств изоляции (подвесные и опорные изоляторы) и защиты (грозозащитные тросы, разрядники, заземление).

 

---

Вернуться назад

Токовые и электрические цепи :: Задача 8

Опубликовано в By

Задача 8:   Найдите эквивалентное сопротивление сети, показанной ниже. А также найти ток в резисторе 8 Ом , если в сеть подается разность потенциалов 12В.

Решение:

Шаг: 1 Обзор

Параллельное сочетание резисторов.
См. обзор проблемы 7.

Комбинация резисторов.

В этой комбинации резисторы соединены встык, обеспечивая единый путь тока между точками А и В. Из-за единственного пути протекание тока в каждом резисторе остается одинаковым, а напряжение в каждом резисторе делится. Таким образом, общее напряжение будет:
В = В ₁ +В ₂ +В ₃ +…+В _n
IR = IR ₁ +IR ₂ +IR 39033 …+ИК _n
R = R ₁ +R ₂ +R ₃ +…+R _n
Приведенное выше уравнение используется для нахождения эквивалентного сопротивления резисторов, соединенных последовательно.

Шаг: 2 

Расчет

Из приведенного выше рисунка можно сказать, что резистор 8 Ом и резистор 5 Ом соединены параллельно, поэтому их эквивалент (R _x ) будет:

1/R _x =(1/8)+(1/5)
1/R _x =(5+8)/40
1/R _x = 13/40
R _x = 40/13
R _x = 3,077 Ом

эквивалент (R _y ) будет: 

R _y =3,077+5
R _y =8,077 Ом

После замены R _y в цепи теперь R _y и резистор 3 Ом соединены параллельно. Таким образом, их эквивалентное сопротивление (R) будет:

1/R=1/R _y +1/3
1/R=(1/8,077)+(1/3)
1/R=11,077/24,231
R=24,231/11,077
R=2,0188 Ом

Теперь, чтобы найти ток в резисторе 8 Ом, нам нужно вернуться от простой схемы к сложной, поэтому начнем с последней схемы.

Поскольку резисторы R _y и 3 Ом соединены параллельно, оба будут иметь одинаковое напряжение. Таким образом, напряжение на резисторах R _y будет:

. V _y =12V
I _y =V _y /R _y
I _y =12/8,077
I _y =1,486A

Поскольку R _и представляют собой последовательную комбинацию резисторов R _x и 5 Ом, ток через R _x  будет таким же, как у R _y . Таким образом, текущий в R _x будет:

I _x = 1,486a
V _x = I _x R _x
V _x = (1,486) (3,077)
V _x = 4,577v 992

4 40004444444444444492929292929292

4 400044. Наконец подошли к оригинальной схеме, так как R _x  было параллельной комбинацией резисторов 5 Ом и 8 Ом, поэтому напряжение на обоих этих резисторах будет таким же, как у R _x . Но нас интересует только резистор 8 Ом, поэтому напряжение на резисторе 8 Ом будет:

В ₈ =4,57 В

А ток в резисторе 8 Ом будет:

I ₈ =V ₈ /R ₈
I ₈ =4,57/8
I ₈ =0,57A

80005 Сопротивление сети.0014 и ток через резистор 8 Ом (I ₈ ) = 0,57 А (Ans)

Простота. Работает на Blogger.

Copyright © Simplexity Inc, 2015. Все права защищены. Дизайн Арлина Дизайн | Распространяется Gooyaabi Templates

Ток через ответвление в линейной сети составляет 2 А при входном напряжении источника 10 В. Если напряжение уменьшить до 1 В и поменять полярность, ток через ответвление составит: ) –2 А (б) –0,2 А (в) 0,2 А (г) 2 А (д) 20 А

Глава 4, задача 1RQ

Ток через ответвление в линейной сети равен 2 А при входном напряжении источника 10 В. Если напряжение уменьшить до 1 В и поменять полярность, ток через ответвление будет равен :

1. (а) –2 А
2. (б) –0,2 А
3. (в) 0,2 А
4. (г) 2 А
5. (д) 20 А

Выберите правильный вариант, чтобы найти ток через ответвление при обратной полярности.

Правильный вариант из предложенных вариантов: (b)−0,2 A.

Приведены данные:

Источник входного напряжения 10 В

Ток через ответвление в линейной сети 2 А

Расчет:

Цепь представляет собой линейную сеть напряжение уменьшается с 10 В до 1 В, значение тока также изменится из-за уменьшения напряжения.

Сопротивление ответвления рассчитывается по закону Ома следующим образом: −1 В). Следовательно, меняется и полярность тока.

Следовательно, когда напряжение уменьшается на 1 В, ток новой ветви равен в обратном порядке равно -0,2  А. Следовательно, правильный вариант (б), а варианты (а), (в), (г) и (д) неверны.

Вывод:

Таким образом, правильный вариант из предложенных вариантов равен (b)−0,2 A.

Хотите увидеть больше таких полных решений?

Подпишитесь сейчас, чтобы получить доступ к пошаговым решениям миллионов задач из учебников, написанных экспертами в данной области!

CHEVRON_LEFT

Предыдущий CHEVRON_LEFT

ГЛАВА 4. 10, задача 18PP

CHEVRON_RIGHT

Следующая CHEVRON_RIGHT

. Пожалуйста, найдите Vo, используя ТЕОРЕМУ НОРТОНА, большое спасибо! Я включил приложение cicruit, чтобы проверить, был ли ваш ответ правильным и близким к значению тока и напряжения, которое составляет 0,5 В, спасибо! Я тестировал простые схемы, чтобы решать проблемы с использованием различных теорем, я очень вам благодарен. Спасибо!

«ТЕОРЕМА МИЛЛМАНА» Пожалуйста, найдите Vo, используя ТЕОРЕМУ МИЛЛМАНА, большое спасибо! Я включил приложение cicruit, чтобы проверить, был ли ваш ответ правильным и близким к значению тока и напряжения, которое составляет 0,5 В, спасибо! Я тестировал простые схемы, чтобы решать проблемы с использованием различных теорем, я очень вам благодарен. Спасибо!

Дано: R = 482 Ом, L = 0,8H, C = 30 мкФ. Инструкция: Решите для Vc, IL, VR. Предоставьте подробное решение для него. См.