Teoria dell'impianto elettrico dell'autoradio:le basi e la legge di Ohm
Per diversi anni, il team Best Car Audio ha fornito articoli sulle caratteristiche, funzioni e vantaggi di tutti i tipi di car audio prodotti e servizi. Nel nostro terzo anno, è tempo di tornare alle basi e parlare delle teorie fondamentali dell'elettricità e di come si relazionano ai nostri sistemi audio per auto. Prendi qualcosa da bere, mettiti comodo e divertiti:è ora di imparare le basi e la legge di Ohm!
Cos'è l'elettricità?
Nel suo termine più elementare, l'elettricità è un gruppo di elettroni carichi che possono essere usati per fare il lavoro. L'elettricità nelle nostre auto proviene da due fonti:la batteria e l'alternatore. Dopo che la batteria è stata utilizzata per avviare l'auto, l'alternatore ricarica la batteria e fornisce elettricità per far funzionare le ventole, le luci, i circuiti elettronici e i computer che fanno funzionare le nostre auto.
Terminologia:Tensione
Per capire l'elettricità, devi capire alcuni termini. Il primo di cui parleremo è la tensione. La tensione è un'unità di misura che quantifica la differenza di potenziale elettrico tra due punti. L'unità di misura SI è i volt ed è rappresentata con la V maiuscola.
Ancora una volta, in relazione ai nostri mezzi, abbiamo un impianto elettrico a 12V. Più specificamente, una batteria per auto completamente carica rimarrà a 12,6 volt per un design convenzionale al piombo. Alcune batterie AGM rimarranno a 13,0-13,2 volt.
Puoi considerare una tensione come pressione elettrica. Immagina un serbatoio d'acqua seduto su un tavolo. Se colleghi un tubo al fondo del serbatoio, la gravità spingerà l'acqua fuori dalla casa. Se ottieni un serbatoio più grande, c'è più pressione che spinge l'acqua fuori dal tubo. Quindi, più tensione equivale a più pressione.
Terminologia:Attuale
È importante conoscere la quantità di elettricità che si muove attraverso un circuito. Usiamo l'unità SI ampere per quantificare il volume degli elettroni che si muovono in un conduttore. La definizione originale di ampere prevedeva la quantificazione della forza magnetica creata tra due conduttori (fili) paralleli infinitamente lunghi. Sebbene questa sia una definizione valida, non viene mai utilizzata nelle scuole o in qualsiasi formazione. Una spiegazione più semplice è che 1 ampere di corrente equivale a 6,2415093 × 10^18 cariche elementari che si muovono attraverso un confine in un periodo di un secondo. Una carica elementare è la carica elettrica trasportata da un singolo protone.
Usando la nostra analogia con l'acqua, la corrente che scorre in un circuito elettrico è simile alla quantità di acqua che scorre in un tubo o tubo flessibile. La quantità di acqua che scorre in quel tubo verrebbe misurata in galloni o litri al minuto. Un numero più alto significa che c'è più pressione che spinge sull'acqua. Quindi, tornando alla nostra terminologia elettrica, quando è presente più tensione, più corrente scorre attraverso il nostro circuito.
La scelta di un esempio specifico in un esempio automobilistico è difficile perché i veicoli differiscono notevolmente nelle loro esigenze elettriche. Detto questo, la maggior parte delle auto e dei camion nuovi ha un alternatore in grado di fornire tra 65 e 120 ampere di corrente per alimentare diversi dispositivi. Anche le batterie variano molto, così come le valutazioni disponibili per quantificare la quantità di corrente che forniranno. La maggior parte delle batterie ha una capacità da 60 a 80 amp-ora. Questa valutazione descrive la capacità di una batteria di fornire 1 ampere di corrente per 60-80 ore prima di essere considerata esaurita. Purtroppo, l'equazione non può essere invertita. Una batteria non può fornire da 60 a 80 ampere di corrente per un'ora a causa dei limiti del processo di conversazione chimica.
Terminologia:Resistenza
La resistenza è la descrizione dell'opposizione al flusso di corrente in un circuito. Usiamo l'unità SI ohm per quantificare questo valore. A differenza di tensione e corrente, il simbolo utilizzato per rappresentare la resistenza è la lettera greca maiuscola omega:Ω. Una maggiore resistenza in un circuito riduce la capacità di flusso degli elettroni e quindi diminuisce il numero di ampere che fluiscono.
Nel nostro esempio di acqua e canna, stringere il tubo aumenterebbe la resistenza e ridurrebbe la quantità di acqua che scorre. In un sistema elettrico, la dimensione dei conduttori che utilizziamo per cablare i circuiti e il design dei circuiti stessi determinano quanta resistenza è presente.
Terminologia:legge di Ohm
Per fortuna, nei circuiti semplici, la relazione tra tensione, corrente e resistenza è lineare. Quando abbiamo più tensione disponibile, più corrente scorre per una data resistenza. Allo stesso modo, una minore resistenza in un circuito fa fluire più corrente per una data tensione. La legge di Ohm è una semplice equazione matematica che ti permette di calcolare uno qualsiasi dei tre valori, a patto che tu ne conosca altri due.
Le tre equazioni sono:
Tensione =Corrente x Resistenza Corrente =Tensione ÷ Resistenza Resistenza =Tensione ÷ Amperaggio
V =I x R I =V ÷ R R =V ÷ I
Comprendere la legge di Ohm è il fattore più importante per lavorare e comprendere i circuiti elettrici.
Esempi di legge di Ohm
Una delle espressioni più comuni usate per insegnare alle persone la legge di Ohm è la seguente:in un circuito con un volt di potenziale e una resistenza di un ohm, scorrerà un ampere di corrente. Vedendo la relazione tra questa affermazione, possiamo calcolare che per una resistenza fissa fluiranno due ampere di corrente se aumentiamo la tensione a due volt. Detto in altro modo, all'aumentare del potenziale di tensione applicato a un circuito, aumenterà anche la corrente attraverso il circuito, purché la resistenza rimanga costante.
Questo è tutto per la nostra prima lezione sulla teoria elettrica dell'autoradio. Nella prossima lezione parleremo di come possiamo usare l'elettricità per fare il lavoro e discuteremo le equazioni usate per quantificare questo lavoro come potenza.