Электротехника и электроника — общее описание

К сожалению, электричество нельзя увидеть, поэтому некоторым трудно понять происходящие процессы. С помощью одного примера мы хотим по разъяснить.

Электротехника - это просто

Процессы, происходящие с электрическим током, проще всего можно объяснить с помощью водопроводной грубы. Через такую трубу под давлением протекает определенное количество воды.

• Давление воды можно сравнить с напряжением, измеренным в Вольтах (В)
• Протекающее за определенное время количество воды можно сравнить с электрическим током, измеренным в Амперах (А)
• Если умножить напряжение на силу тока, тогда получается электрическая мощность, измеренная в Ваттах (Вт)
• И совсем другую величину мы получаем, когда делим напряжение на силу тока. В результате деления получается сопротивление, измеряемое в Омах (Ом).

Сопротивление можно сравнить с запирающим краном в водопроводной трубе. Когда кран открыт, сопротивление равно нулю, вода течет беспрепятственно. Когда кран закрывают, сопротивление увеличивается до бесконечности (∞), поток прекращается.

Каждый потребитель электроэнергии является своего рода сопротивлением, которое для своего безупречного функционирования должно получать достаточно электрического тока. Поэтому маленькой контрольной лампочке нужен лишь тонкий проводок; мощный стартер, наоборот, нуждается в особо толстом проводе.

Измерение напряжения. Контрольная лампочка

Контрольная лампочка имеет игольчатый кон такт, с помощью которого игла просто может проколоть изоляцию проверяемого кабеля. Клемма кабеля лампочки зажимается где-нибудь возле неизолированного металла, у так называемой "массы" автомобиля. Прежде всего лампочка указывает, есть ли вообще напряжение. По яркости света лампочки можно судить о величине напряжения.

Измерительный прибор с диодами

С помощью обычно!! контрольной лампы не следует делать измерения в электронных конструктивных частях. Такая контрольная лампа отнимает слишком много мощности, а это может вызвать повреждение электронных частей. Если кто-то хочет делать измерения у электронных устройств, должен приобрести измерительный прибор со световыми диодами.

Вольтметр

С помощью вольтметра или многофункционального прибора, имеющего соответствующую область измерений, можно, например, измерять напряжение аккумулятора. Если прибор показывает только 10.4 Вольт, значит, одна из ячеек аккумулятора имеет короткое замыкание. Интересно также измерять напряжение аккумулятора. когда работает стартер. Если в этом случае напряжение меньше 8 В, значит с аккумулятором дело обстоит плохо.

Для измерения провод, обозначенный знаком «-», присоединяется к минусовому выводу аккумулятора или к "массе". Провод с обозначением «+» измерительного прибора присоединяется к проверяемому проводу или к плюсовому выводу аккумулятора.

Измерение величины тока

С помощью амперметра или многофункционального прибора с соответствующей областью измерений можно определить: течет ли ток к потребителю или нет. Для этого цепь тока должна быть разомкнута, а измерительный прибор включается в промежутке. В автомобиле для этой цели можно снять один из разъемов и потом измерительный прибор подсоединить между разъемом и язычком контакта.

Например, электрический ток измеряется, если есть подозрение, что потребитель тока где-то в бортовой сети за ночь "опустошил" аккумулятор. Чтобы найти это место, надо снять "массовый" провод аккумулятора и подсоединить амперметр между полюсом аккумулятора и "массовым" проводом. Если прибор показывает, что ток течет, устанавливается конкретная цепь тока. Для этого в нише с предохранителями вынимать один предохранитель за другим и вместо него присоединять зажимы амперметра к язычкам контактов. Таким образом можно установить, в какой цепи есть утечки тока. С помощью таблицы предохранителей затем определяется, какие потребители включены в эту цепь тока; потом проверьте их по очереди.

Измерение сопротивления

Измерение сопротивления дает возможность, например, узнать: течет ли ток по данному проводу (тогда измеренная величина сопротивления равна нулю) или цепь тока где-то прервана (тогда сопротивление равно бесконечности). Для измерения сопротивления измерительный прибор должен иметь свое собственное электропитание.

Основные понятия электроники

Само слово "электроника" означает, что эта отрасль основана на применении электронов. Электроны - это чрезвычайно мелкие частички, из которых частично состоит тоже маленький атом. Во всех электропроводящих материалах (специальный термин: проводники) электроны обеспечивают протекание тока. При этом электроны в проводнике перемещаются от атома к атому. Непроводящие электричество материалы тоже имеют электроны. Но они сильно связаны с ядром атома и не могут дальше перемещаться. Поэтому ток и не течет.


Третья группа материалов - это так называемые полупроводники. Это кристаллы (в большинстве случаев германий или силиций), которые таким образом обработаны, что в их структуре электроны либо отсутствуют, либо они в избытке присутствуют. Этим и обусловливается желаемый эффект: через пластинки кристаллов только при определенных условиях может протекать электрический ток. Если условия не выполняются, течение тока приостанавливается. Тогда образуется блокирующий слой. Такое свойство находит применение в диодах и транзисторах. В электрооборудовании автомашин полупроводниковые конструктивные элементы редко находятся в единичном количестве. Как правило, они имеются в большом количестве в комплектных схемах, например, в регуляторе генератора.

Полупроводники

Транзистор только тогда пропускает ток, когда у третьего транзисторного соединения есть напряжение. Если это напряжение большое, протекает много тока. При небольшом напряжении соответственно тока меньше. Это можно сравнить с водопроводным краном. Чем больше открыт клапан, тем больше протекает воды.

Диод проводит электрический ток только в одном направлении. Если электрический ток протекает в противоположном направлении, диод блокирует его прохождение. Это похоже на клапан шины, то есть воздух можно прокачивать, но он не выходит больше наружу.

Световой диод: кристалл полупроводника излучает свет, пока есть напряжение. По своей сути это похоже на лампу накаливания, но в данном случае нет нити накаливания.

Другие конструктивные элементы

Функция сопротивления (реостата) - приостанавливать протекание электрического тока, уменьшать его величину.

Конденсатор действует, как маленькая батарея; он может накапливать электроэнергию за определенное время. Конденсатор применяется для сглаживания колебаний напряжения и гашения пиков напряжения.

Если в какой-то схеме желательна временная задержка, то к звену, регулирующему время, подключается конденсатор с сопротивлением.