Teorija elektrike zvuka u automobilu — Osnove i Ohmov zakon
Tim Best Car Audio već nekoliko godina daje članke o značajkama, funkcijama i prednostima svih vrsta audio sustava za automobile proizvoda i usluga. Dobro u našoj trećoj godini, vrijeme je da se vratimo osnovama i razgovaramo o temeljnim teorijama elektriciteta i njihovom odnosu s audiosustavima u našim automobilima. Uzmite nešto za piće, udobno se smjestite i uživajte:vrijeme je da naučimo o osnovama i Ohmovom zakonu!
Što je električna energija?
U najosnovnijim pojmovima, elektricitet je skupina nabijenih elektrona koji se mogu koristiti za obavljanje rada. Električna energija u našim automobilima dolazi iz dva izvora:baterije i alternatora. Nakon što se baterija iskoristi za pokretanje automobila, alternator ponovno puni bateriju i daje električnu energiju za pokretanje ventilatora, svjetala, elektroničkih sklopova i računala koja održavaju naše automobile u radu.
Terminologija:napon
Da biste razumjeli elektricitet, morate razumjeti nekoliko pojmova. Prvo o čemu ćemo govoriti je napon. Napon je mjerna jedinica koja kvantificira razliku u električnom potencijalu između dvije točke. SI mjerna jedinica je volt i predstavlja se velikim V.
Još jednom, u odnosu na naša vozila, imamo električni sustav od 12V. Točnije, potpuno napunjena automobilska baterija mirovat će na 12,6 volti za konvencionalni olovno-kiselinski dizajn. Neke AGM baterije će ostati na 13,0 do 13,2 volta.
Napon možete promatrati kao električni tlak. Zamislite spremnik za vodu na stolu. Ako spojite crijevo na dno spremnika, gravitacija će izgurati vodu iz kuće. Ako nabavite veći spremnik, veći je pritisak koji potiskuje vodu iz crijeva. Dakle, veći napon je sličan većem tlaku.
Terminologija:Trenutno
Važno je znati količinu električne energije koja se kreće kroz krug. Koristimo SI jedinicu amper za kvantificiranje volumena elektrona koji se kreću u vodiču. Izvorna definicija ampera uključivala je kvantifikaciju magnetske sile stvorene između dva beskonačno duga paralelna vodiča (žice). Iako je ovo valjana definicija, nikad se ne koristi u školama ili bilo kakvoj obuci. Jednostavnije objašnjenje je da je 1 amper struje ekvivalentan 6,2415093 × 10^18 elementarnih naboja koji se kreću kroz granicu u razdoblju od jedne sekunde. Elementarni naboj je električni naboj koji nosi jedan proton.
Koristeći našu analogiju s vodom, struja koja teče u električnom krugu slična je količini vode koja teče u cijevi ili crijevu. Količina vode koja teče u tom crijevu mjerila bi se u galonima ili litrama po minuti. Veći broj znači da je veći pritisak na vodu. Dakle, vratimo se našoj električnoj terminologiji, kada je prisutno više napona, više struje teče kroz naš krug.
Odabir određenog primjera u automobilskom primjeru je težak jer se vozila dramatično razlikuju u svojim električnim potrebama. Uz navedeno, većina novih automobila i kamiona ima alternator koji može dati između 65 i 120 ampera struje za napajanje različitih uređaja. Baterije se također uvelike razlikuju kao i raspoložive vrijednosti za kvantificiranje količine struje koju će dati. Većina baterija ima kapacitet od 60 do 80 amp-sati. Ova ocjena opisuje sposobnost baterije da daje 1 amper struje 60 do 80 sati prije nego što se smatra ispražnjenom. Nažalost, jednadžba se ne može obrnuti. Baterija ne može dati 60 do 80 ampera struje tijekom jednog sata zbog ograničenja u procesu kemijske komunikacije.
Terminologija:Otpor
Otpor je opis otpora protoku struje u krugu. Za kvantificiranje ove vrijednosti koristimo SI jedinicu ohm. Za razliku od napona i struje, simbol koji se koristi za predstavljanje otpora je veliko grčko slovo omega:Ω. Veći otpor u krugu smanjuje mogućnost protoka elektrona i time smanjuje broj ampera koji teče.
U našem primjeru s vodom i bačvom, stezanje crijeva povećalo bi otpor i smanjilo količinu vode koja teče. U električnom sustavu, veličina vodiča koje koristimo za spajanje strujnih krugova i dizajn samih strujnih krugova određuju koliki je otpor prisutan.
Terminologija:Ohmov zakon
Srećom, u jednostavnim krugovima, odnos između napona, struje i otpora je linearan. Kada imamo više dostupnog napona, teče više struje za određeni otpor. Isto tako, manji otpor u krugu uzrokuje protok veće struje za dati napon. Ohmov zakon je jednostavna matematička jednadžba koja vam omogućuje izračunavanje bilo koje od tri vrijednosti, pod uvjetom da znate dvije druge.
Tri jednadžbe su:
Napon =Struja x Otpor Struja =Napon ÷ Otpor Otpor =Napon ÷ Amperaža
V =I x R I =V ÷ R R =V ÷ I
Razumijevanje Ohmovog zakona najvažniji je čimbenik u radu i razumijevanju električnih krugova.
Primjeri Ohmovog zakona
Jedan od najčešćih izraza koji se koristi u podučavanju ljudi o Ohmovom zakonu je sljedeći:U strujnom krugu s jednim voltom potencijala i otporom od jednog ohma teći će jedan amper struje. Gledajući odnos između ove izjave, možemo izračunati da će za fiksni otpor teći dva ampera struje ako povećamo napon na dva volta. Drugim riječima, kako se potencijal napona primijenjen na krug povećava, struja kroz krug će također rasti, sve dok otpor ostaje konstantan.
To je to za našu prvu lekciju o električnoj teoriji zvuka automobila. U sljedećoj lekciji ćemo govoriti o tome kako možemo koristiti električnu energiju za obavljanje rada i raspravljati o jednadžbama koje se koriste za kvantificiranje tog rada kao snage.