На автомобилях приборы электрооборудования питаются постоянным током. Постоянным называется ток, который движется в проводнике только в одном направлении, в отличие от переменного тока, который движется, в проводнике то в одном, то в другом направлениях.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (—). Условно считают, что во внешней цепи постоянный ток движется от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с «массой», т, е. с металлическими частями автомобиля.
Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного источника тока соединяют с положительным полюсом другого. В результате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока.
При напряжении источника 2 В (в свинцовых аккумуляторах) для получения 12 В нужно соединить последовательно шесть аккумуляторов (рис. 62, а).
При параллельном соединении источников тока необходимо соединить между собой одноименные полюса — положительный с положительным, а отрицательный с отрицательным (рис. 62, б).
При таком соединении источников тока общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока, а емкость увеличится во столько раз, сколько источников тока соединено параллельно между собой. Несколько аккумуляторов, соединенных между собой, образуют батарею.
При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель (рис. 62, в). При параллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каждому потребителю отдельно (рис. 62, г).
Рис. 62. Способы электрических соединений: с — последовательное соединение источников тока; б — параллельное соединение источников тока, в — последовательное соединение потребителей тока, г — параллельное соединение потребителей тока
На автомобиле применяют как последовательное, так и параллельное соединения.
Рис. 63. Конфигурация магнитного вокруг проводника с током
А — обычного; б — свернутого в спираль, в - сердечником внутри спирали
В природе встречается железная руда, которая обладает свойством притягивать к себе стальные и чугунные предметы. Такая руда называется природным магнитом. Если приложить к магниту стальные или чугунные предметы, то они также становятся магнитами. Предметы из углеродистой стали сохраняют магнитные свойства и после воздействия на них магнита — их называют искусственными магнитами. Магнит притягивает к себе стальные предметы не только при непосредственном их соприкосновении, но и на расстоянии, что свидетельствует о наличии вокруг магнита магнитного поля. Каждый магнит имеет два полюса: северный и южный. При сближении одноименных полюсов двух магнитов они отталкиваются, а при сближении разноименных полюсов притягиваются. Магнитное поле, созданное вокруг магнитов, состоит из магнитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита величина магнитного поля уменьшается.
Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выраженных полюсов (рис. 63, а). При прохождении тока по проводнику, свернутому в виде спирали, магнитное поле, складываясь, образует и а концах спирали полюса — северный и южный (рис. 63, б). Если в середин у^ катушки поместить сердечник из малоуглеродистой стали, обладающий хорошей магнитной проводимостью, то образуется электромагнит (рис. 63, в), имеющий все свойства обычного магнита. Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или количество витков спирали. С увеличением силы тока или количества витков электромагнита увеличивается электромагнитное поле. Электромагниты имеют широкое применение в приборах электрооборудования (генераторы, стартеры, звуковые сигналы, стеклоочиститель, контрольно-измерительные приборы и другие приборы) автомобиля.
Если проводник с током поместить в магнитное поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей магнита и проводника, последний будет выталкиваться. На этом явлении основана работа электродвигателей (рис. 64). В рассмотренном случае электрическая энергия превращается в механическую.
Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромагнитной индукции. Если замкнутым проводником пересекать магнитные силовые линии, то в проводнике возникает электрический ток. На этом явлении основана работа генераторов.
Величина индукцированного тока зависит от длины проводника, скорости пересечения им магнитного поля, плотности магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии.
На автомобилях устанавливают генераторы, вырабатывающие постоянный или переменный ток. Если проводники генератора, в которых индукцируется ток, образуют одну обмотку (даже состоящую из большого количества витков), то будет вырабатываться однофазный ток. Если проводники образуют три одинаковые обмотки, расположенные по окружности под углом 120°, то будет индукцироваться трехфазный ток.
Индукцирование ЭДС может также осуществляться взаимоиндукцией. Для этой цели используют две катушки, размещенные одна в другой. При прохождении тока в обмотке одной из катушек (первичной) вокруг нее создается магнитное поле, которое охватывает витки обмотки второй катушки (вторичной). Когда замыкают и размыкают цепь первичной обмотки, появляется и исчезает магнитное поле. Появляющееся или исчезающее магнитное поле первичной обмотки пересекает витки вторичной обмотки и в ней возникает ЭДС, которую называют ЭДС взаимоиндукции. На этом явлении основана работа катушки зажигания. Наряду с пересечением витков вторичной обмотки исчезающее и появляющееся магнитное поле пересекает также витки первичной обмотки, в которых возникает дополнительная ЭДС самоиндукции.