Λύσεις — Εξαρτήματα Κυκλωμάτων Αυτοκινήτου (σελ. 125) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Εξαρτήματα Κυκλωμάτων Αυτοκινήτου
Λύσεις στις 38 ερωτήσεις του κεφαλαίου: ασφάλειες/ασφαλειοδιακόπτες, αγωγοί/διατομές/μόνωση/καλωδιώσεις, ακροδέκτες/συνδετήρες/ενώσεις, διακόπτες/ρελέ/μεταβλητές αντιστάσεις/βομβητές, ημιαγωγοί/δίοδοι/τρανζίστορ/τυπωμένα-ολοκληρωμένα κυκλώματα, εντοπισμός βλαβών, ηλεκτρολογικά διαγράμματα/σύμβολα/κώδικες DIN.
Λόγοι χρήσης ασφαλειών
Ερώτηση: Για ποιους λόγους χρησιμοποιούνται ασφάλειες σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα;
Απάντηση:
- Για ποιους λόγους χρησιμοποιούνται ασφάλειες σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι ασφάλειες χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά κυκλώματα του αυτοκινήτου για δύο βασικούς λόγους: πρώτον, για την προστασία των πηγών ρεύματος (συσσωρευτή, γεννήτριας) από ανεξέλεγκτη υπερκατανάλωση ρεύματος, και δεύτερον, για την αποφυγή πρόκλησης φωτιάς σε περίπτωση ενδεχόμενης υπερθέρμανσης των αγωγών τροφοδοσίας, η οποία μπορεί να προκληθεί από υπερβολική ροή ρεύματος. Η ασφάλεια είναι ένας αγωγός μικρής διατομής και κατάλληλου υλικού που λιώνει και διακόπτει το κύκλωμα όταν το ρεύμα υπερβεί μια συγκεκριμένη τιμή, προστατεύοντας έτσι το κύκλωμα τόσο από υπερφόρτωση όσο και από βραχυκύκλωμα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Προστασία πηγών ρεύματος από υπερκατανάλωση και αποφυγή φωτιάς από υπερθέρμανση αγωγών λόγω υπερβολικής ροής ρεύματος
Χρήση ασφαλειοδιακοπτών
Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται ασφαλειοδιακόπτες;
Απάντηση:
- Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται ασφαλειοδιακόπτες;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι ασφαλειοδιακόπτες χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου η υπέρβαση της ονομαστικής τιμής μιας «ασφάλειας» είναι μια φυσιολογική και αναμενόμενη κατάσταση λειτουργίας, και όχι βλάβη. Τυπικό παράδειγμα είναι οι κινητήρες των ηλεκτρικών παραθύρων ή των ηλεκτρικών καθισμάτων: όταν αυτοί φτάσουν στο τέλος της διαδρομής τους και δεν μπορούν να κινηθούν περισσότερο, αν ο οδηγός συνεχίσει να δίνει εντολή κίνησης, καταναλώνουν περισσότερη ένταση από τη συνήθη. Επειδή δεν είναι επιθυμητό να καεί μια κανονική ασφάλεια σε αυτή την περίπτωση, παρεμβάλλεται ένας ασφαλειοδιακόπτης, ο οποίος διακόπτει προσωρινά το κύκλωμα μέχρι να σταματήσει η εντολή κίνησης, χωρίς όμως να καταστρέφεται ο ίδιος, όπως θα συνέβαινε με μια κοινή ασφάλεια.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Σε κυκλώματα όπου η υπέρβαση της ονομαστικής έντασης είναι φυσιολογική κατάσταση (π.χ. κινητήρες ηλεκτρικών παραθύρων/καθισμάτων στο τέλος διαδρομής τους), ώστε να μην καίγεται η κανονική ασφάλεια
Ασφάλεια σε κύκλωμα με ενσωματωμένο θερμικό ασφαλειοδιακόπτη
Ερώτηση: Ένας ηλεκτρικός κινητήρας υαλοκαθαριστήρων περιλαμβάνει μέσα στο κέλυφός του ένα θερμικό ασφαλειοδιακόπτη. Απαιτείται ή όχι ασφάλεια στο κύκλωμα που τον τροφοδοτεί;
Απάντηση:
- Ένας ηλεκτρικός κινητήρας υαλοκαθαριστήρων περιλαμβάνει μέσα στο κέλυφός του ένα θερμικό ασφαλειδιακόπτη. Απαιτείται ή όχι ασφάλεια στο κύκλωμα που τον τροφοδοτεί;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, απαιτείται και ξεχωριστή ασφάλεια στο κύκλωμα τροφοδοσίας, παρότι ο κινητήρας διαθέτει ήδη εσωτερικό θερμικό ασφαλειοδιακόπτη. Ο ασφαλειοδιακόπτης μέσα στον κινητήρα προστατεύει ειδικά τον ίδιο τον κινητήρα από υπερφόρτωση κατά τη λειτουργία του (π.χ. αν μπλοκάρει ο βραχίονας του υαλοκαθαριστήρα λόγω πάγου), επιτρέποντας αυτόματη επαναφορά χωρίς να χρειάζεται αντικατάσταση ασφάλειας. Η ξεχωριστή ασφάλεια στο κύκλωμα, όμως, προστατεύει το σύνολο της καλωδίωσης που τροφοδοτεί τον κινητήρα (τους αγωγούς) από βραχυκύκλωμα ή άλλη βλάβη εκτός του ίδιου του κινητήρα, κάτι που ο εσωτερικός ασφαλειοδιακόπτης δεν μπορεί να καλύψει, αφού βρίσκεται μετά την καλωδίωση, μέσα στο κέλυφος του κινητήρα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ναι, απαιτείται· ο εσωτερικός ασφαλειοδιακόπτης προστατεύει μόνο τον κινητήρα, ενώ η ξεχωριστή ασφάλεια προστατεύει την καλωδίωση/το υπόλοιπο κύκλωμα από βραχυκύκλωμα
Σύγκριση διατομής AWG
Ερώτηση: Ποιος αγωγός έχει μεγαλύτερη διατομή σε mm² ο 14 AWG ή ο 24 AWG;
Απάντηση:
- Ποιος αγωγός έχει μεγαλύτερη διατομή σε mm² ο 14 AWG ή ο 24 AWG;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο αγωγός 14 AWG έχει μεγαλύτερη διατομή σε mm² από τον 24 AWG. Στο σύστημα AWG (American Wire Gauge) που χρησιμοποιούν οι αμερικανοί κατασκευαστές, η σχέση μεταξύ αριθμού και διατομής είναι αντίστροφη από ό,τι θα περίμενε κανείς διαισθητικά: όσο μικρότερος είναι ο αριθμός AWG, τόσο μεγαλύτερη είναι η πραγματική διατομή του αγωγού σε mm². Έτσι, ο 14 AWG (μικρότερος αριθμός) αντιστοιχεί σε πολύ μεγαλύτερη διατομή από τον 24 AWG (μεγαλύτερος αριθμός).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ο 14 AWG — στο σύστημα AWG, όσο μικρότερος ο αριθμός, τόσο μεγαλύτερη η διατομή σε mm²
Μόνωση αγωγών χαμηλής τάσης
Ερώτηση: Από τι υλικό είναι, συνήθως, η μόνωση των αγωγών χαμηλής τάσης στο αυτοκίνητο και ποιο είναι το πάχος της μόνωσής τους και η διηλεκτρική τους ικανότητα;
Απάντηση:
- Από τι υλικό είναι, συνήθως, η μόνωση των αγωγών χαμηλής τάσης στο αυτοκίνητο και ποιο είναι το πάχος της μόνωσής τους και η διηλεκτρική τους ικανότητα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το υλικό που έχει επικρατήσει για τη μόνωση των αγωγών χαμηλής τάσης στο αυτοκίνητο είναι το PVC (χλωριούχο πολυβινύλιο), αν και χρησιμοποιούνται επίσης σιλικόνη, νεοπρένιο, λάστιχο και προσμείξεις αυτών, ανάλογα με τον σκοπό. Το πάχος της μόνωσης για τους αγωγούς από PVC είναι περίπου 0,6 mm, ενώ η αντίστοιχη διηλεκτρική ικανότητα είναι περίπου 1.500 V. Για αγωγούς με μόνωση σιλικόνης, το πάχος είναι περίπου 0,8 mm με διηλεκτρική ικανότητα περίπου 2.500 V, ενώ οι κοινοί αγωγοί γενικής χρήσης έχουν πάχος μόνωσης από 0,25 έως 0,5 mm με διηλεκτρική ικανότητα περίπου 600 V.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κυρίως PVC· πάχος ~0,6mm (PVC) με διηλεκτρική ικανότητα ~1.500V (σιλικόνη: ~0,8mm/2.500V, γενικής χρήσης: 0,25-0,5mm/600V)
Χειρισμός αγωγού με ρωγμές στη μόνωση
Ερώτηση: Ένας αγωγός στο χώρο του κινητήρα ενός αυτοκινήτου έχει ρωγμές στη μόνωσή του. Ενισχύουμε τη μόνωση με μονωτική ταινία από PVC, τον περνάμε σε μονωτικό σωλήνα από PVC ή τον αντικαθιστούμε;
Απάντηση:
- Ένας αγωγός στο χώρο του κινητήρα ενός αυτοκινήτου έχει ρωγμές στη μόνωσή του. Ενισχύουμε τη μόνωση με μονωτική ταινία από PVC, τον περνάμε σε μονωτικό σωλήνα από PVC ή τον αντικαθιστούμε;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τον αντικαθιστούμε. Σύμφωνα με τον κανόνα που ισχύει για όλους τους αγωγούς του αυτοκινήτου, όποιος αγωγός παρουσιάζει εμφανή σημάδια αλλοίωσης της μόνωσής του (όπως ξηρότητα με ρωγμές, που στο συγκεκριμένο παράδειγμα οφείλεται συνήθως σε προσβολή από οξέα ή καύσιμα ή σε γήρανση λόγω των υψηλών θερμοκρασιών και αναθυμιάσεων στον χώρο του κινητήρα) θα πρέπει να αντικαθίσταται και όχι απλώς να επιδιορθώνεται πρόχειρα. Μια απλή ενίσχυση με μονωτική ταινία ή η τοποθέτηση σε μονωτικό σωλήνα δεν αποκαθιστά τις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες της αρχικής μόνωσης, ενώ ο χώρος του κινητήρα, με τις μεγάλες θερμοκρασιακές μεταβολές και τις αναθυμιάσεις καυσίμου/λιπαντικού, είναι το πιο απαιτητικό σημείο του αυτοκινήτου για την αντοχή της μόνωσης, οπότε η αντικατάσταση είναι η μόνη ασφαλής λύση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Τον αντικαθιστούμε — αγωγοί με εμφανή αλλοίωση της μόνωσης (ρωγμές) πρέπει πάντα να αντικαθίστανται, όχι απλώς να ενισχύονται
Τύπος αγωγού κεραίας ραδιοφώνου
Ερώτηση: Τι τύπο αγωγού χρησιμοποιούμε στην κεραία του ραδιοφώνου του αυτοκινήτου;
Απάντηση:
- Τι τύπο αγωγού χρησιμοποιούμε στην κεραία του ραδιοφώνου του αυτοκινήτου;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στην κεραία του ραδιοφώνου του αυτοκινήτου χρησιμοποιούμε ομοαξονικό καλώδιο υψηλής συχνότητας. Το ομοαξονικό καλώδιο κατασκευάζεται έτσι ώστε ο κεντρικός αγωγός να περιβάλλεται, σε όλο το μήκος του, από έναν δεύτερο αγωγό με μορφή πλέγματος (θωράκιση), ο οποίος προστατεύει το σήμα από εξωτερικές ηλεκτρικές παρεμβολές. Στην περίπτωση της κεραίας ραδιοφώνου, το ομοαξονικό καλώδιο είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε να παρουσιάζει κάποια αντίσταση στη διέλευση του εναλλασσόμενου ρεύματος, η οποία δρα και ως καταστολέας παρασίτων. Δεν επιτρέπεται η αντικατάσταση ομοαξονικού καλωδίου με κοινό καλώδιο χαμηλής τάσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ομοαξονικό (θωρακισμένο) καλώδιο υψηλής συχνότητας
Ορισμός και κατηγορίες καλωδιώσεων
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε καλωδιώσεις και ποιες είναι οι γενικές κατηγορίες τους;
Απάντηση:
- Τι ονομάζουμε καλωδιώσεις και ποιες είναι οι γενικές κατηγορίες τους;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Καλωδίωση ονομάζουμε την ομαδοποίηση του συνόλου των καλωδίων που τροφοδοτούν έναν αριθμό καταναλωτών συγκεντρωμένων σε ένα σημείο του αυτοκινήτου ή που ανήκουν σε μία συγκεκριμένη κατηγορία, τα οποία οδεύουν μαζί από την ασφαλειοθήκη προς το συγκεκριμένο μέρος του αυτοκινήτου. Ανάλογα με το είδος και την περιοχή του αυτοκινήτου όπου βρίσκονται οι καταναλωτές, οι καλωδιώσεις χωρίζονται σε τρεις γενικές κατηγορίες: την καλωδίωση κινητήρα (περιλαμβάνει την καλωδίωση ανάφλεξης υψηλής τάσης, τροφοδοσίας καυσίμου, συσσωρευτή, εκκινητή και εναλλάκτη), την καλωδίωση αμαξώματος (φωτισμός, ηλεκτρικά παράθυρα, κλειδαριές, καθίσματα, υαλοκαθαριστήρες, κόρνα, θέρμανση, καθώς και ανεξάρτητες καλωδιώσεις πρόσθετων συστημάτων όπως το A.B.S. ή ο κλιματισμός) και την καλωδίωση ταμπλό (πίνακας οργάνων, διακόπτες και γενικότερα όλα σχεδόν τα ηλεκτρικά χειριστήρια — η πιο σύνθετη από όλες, αφού το ταμπλό είναι το κέντρο ελέγχου του αυτοκινήτου).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Καλωδίωση = ομαδοποιημένο σύνολο καλωδίων προς μία περιοχή· τρεις κατηγορίες: καλωδίωση κινητήρα, καλωδίωση αμαξώματος, καλωδίωση ταμπλό
Αγγλικές συντμήσεις χρωμάτων μόνωσης
Ερώτηση: Να σημειώστε με αγγλική σύντμηση τα παρακάτω χρώματα της μόνωσης αγωγών: Καφέ / Πράσινο ανοικτό-μαύρο / Μπλέ-άσπρο / Πορτοκαλί-μαύρο / Κίτρινο / Μοβ-άσπρο.
Απάντηση:
- Να σημειώστε με αγγλική σύντμηση τα παρακάτω χρώματα της μόνωσης αγωγών: Καφέ, Πράσινο ανοικτό/μαύρο, Μπλέ/άσπρο, Πορτοκαλί/μαύρο, Κίτρινο, Μοβ/άσπρο
Σύνοψη: (ενδεικτική) Χρησιμοποιώντας τον πίνακα βασικών χρωμάτων αγωγών και των αγγλικών τους συντμήσεων: το Καφέ αντιστοιχεί σε BR (Brown)· το Πράσινο ανοικτό/μαύρο σε LG/BK (Light Green/Black)· το Μπλέ/άσπρο σε BL/WT (Blue/White)· το Πορτοκαλί/μαύρο σε OR/BK (Orange/Black)· το Κίτρινο σε YL (Yellow)· και το Μοβ/άσπρο σε VI/WT (Violet/White). Οι συνδυασμοί δύο χρωμάτων χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές, μαζί με τα βασικά μονά χρώματα, για να καλύψουν τη μεγάλη ποικιλία κυκλωμάτων στα σύγχρονα αυτοκίνητα, αφού τα βασικά χρώματα από μόνα τους δεν επαρκούν.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- BR (Καφέ), LG/BK (Πράσινο ανοικτό/μαύρο), BL/WT (Μπλε/άσπρο), OR/BK (Πορτοκαλί/μαύρο), YL (Κίτρινο), VI/WT (Μοβ/άσπρο)
Τρόποι σύνδεσης αγωγών και είδη βυσματωτών ακροδεκτών
Ερώτηση: Ποιοι είναι οι συνηθισμένοι τρόποι σύνδεσης αγωγών με τα ηλεκτρικά εξαρτήματα και ποια είναι τα είδη των βυσματωτών ακροδεκτών;
Απάντηση:
- Ποιοι είναι οι συνηθισμένοι τρόποι σύνδεσης αγωγών με τα ηλεκτρικά εξαρτήματα και ποια είναι τα είδη των βυσματωτών ακροδεκτών;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι τρόποι σύνδεσης αγωγών γενικά είναι τρεις: η κόλληση, η βιδωτή σύνδεση και η σύνδεση μέσω ακροδέκτη — η τελευταία είναι ο κανόνας στα αυτοκίνητα. Οι ακροδέκτες, ανάλογα με τη μορφή τους, χωρίζονται σε βιδωτούς (με μορφή ανοικτού ή κλειστού δακτυλίου από επικασσιτερωμένο χαλκό, που βιδώνονται με βίδα ή παξιμάδι) και σε βυσματωτούς. Οι βυσματωτοί ακροδέκτες χωρίζονται περαιτέρω σε επίπεδους και στρογγυλούς, και αυτοί με τη σειρά τους σε θηλυκούς και αρσενικούς. Οι θηλυκοί ακροδέκτες συνήθως εξυπηρετούν τη θετική τροφοδοσία. Οι στρογγυλοί ακροδέκτες προσφέρουν μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής για τον χώρο που καταλαμβάνουν, γι' αυτό χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο όπου χρειάζεται μεγάλη ικανότητα ρεύματος σε περιορισμένο χώρο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κόλληση, βιδωτή σύνδεση, σύνδεση μέσω ακροδέκτη (ο κανόνας)· βυσματωτοί ακροδέκτες: επίπεδοι/στρογγυλοί, καθένας θηλυκός ή αρσενικός
Προϋποθέσεις σωστής ένωσης αγωγού-ακροδέκτη
Ερώτηση: Ποιες προϋποθέσεις πρέπει να πληροί μία ένωση αγωγού - ακροδέκτη;
Απάντηση:
- Ποιες προϋποθέσεις πρέπει να πληροί μία ένωση αγωγού - ακροδέκτη;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μια σωστή ένωση αγωγού-ακροδέκτη πρέπει να πληροί τρεις βασικές προϋποθέσεις: πρώτον, να έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής μεταξύ ακροδέκτη και αγωγού, ώστε να εξασφαλίζεται καλή διέλευση ρεύματος· δεύτερον, να μην προσθέτει επιπλέον αντίσταση στο κύκλωμα· και τρίτον, να προσφέρει ικανοποιητική προστασία από τη διάβρωση, ώστε η σύνδεση να διατηρεί τα χαρακτηριστικά της με το πέρασμα του χρόνου. Μια ένωση που δεν πληροί αυτές τις προϋποθέσεις (χαλαρή, διαβρωμένη ή ανεπαρκής) μπορεί να προκαλέσει σωρεία προβλημάτων, όπως αύξηση της ωμικής αντίστασης, διακοπτόμενη σύνδεση, ανάπτυξη θερμότητας και τελικά καταστροφή της σύνδεσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μέγιστη επιφάνεια επαφής, καμία πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα, ικανοποιητική προστασία από διάβρωση
Πλεονεκτήματα ένωσης με σύσφιγξη
Ερώτηση: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα ένωσης με σύσφιγξη;
Απάντηση:
- Ποια είναι τα πλεονεκτήματα ένωσης με σύσφιγξη;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ένωση με σύσφιγξη (crimping) είναι η επικρατέστερη μέθοδος στη βιομηχανία αυτοκινήτου γιατί εξασφαλίζει πολλαπλά πλεονεκτήματα: εξασφαλίζει ότι η επιφάνεια επαφής αγωγού-ακροδέκτη είναι η όσο το δυνατόν μεγαλύτερη, ότι η ένωση έχει καλή μηχανική αντοχή (δεν χαλαρώνει εύκολα από κραδασμούς) και ότι δεν προστίθεται επιπλέον αντίσταση στην ένωση, σε αντίθεση με την κόλληση όπου το υλικό κόλλησης έχει μεγαλύτερη ειδική αντίσταση από τον χαλκό. Επιπλέον, η κατασκευή των ακροδεκτών σύσφιγξης είναι τέτοια ώστε ταυτόχρονα με τα συρματίδια του αγωγού να συσφίγγεται και η μόνωσή του, ώστε να συγκρατείται σταθερά στη θέση της, χωρίς να απαιτείται έκθεση σε υψηλή θερμοκρασία (όπως στην κόλληση) που θα μπορούσε να λιώσει τη μόνωση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μέγιστη επιφάνεια επαφής, καλή μηχανική αντοχή, καμία πρόσθετη αντίσταση, ταυτόχρονη συγκράτηση και της μόνωσης, χωρίς κίνδυνο τήξης μόνωσης από θερμότητα
Προβλήματα κακής σύνδεσης/ένωσης
Ερώτηση: Να αναφέρετε τρία προβλήματα που μπορεί να παρουσιάσει μία κακή σύνδεση ή ένωση.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τρία προβλήματα που μπορεί να παρουσιάσει μία κακή σύνδεση ή ένωση.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μια κακή σύνδεση ή ένωση (χαλαρή, διαβρωμένη ή ανεπαρκής) μπορεί να προκαλέσει, μεταξύ άλλων, τα εξής τρία προβλήματα: πρώτον, αύξηση της ωμικής αντίστασης στο σημείο της ένωσης, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη πτώση τάσης και μειωμένη απόδοση του τροφοδοτούμενου καταναλωτή· δεύτερον, ανεπαρκή και διακοπτόμενη σύνδεση, που προκαλεί σπινθηρισμούς και ασταθή λειτουργία του εξαρτήματος (π.χ. τρεμόπαιγμα λάμπας)· και τρίτον, ανάπτυξη υπερβολικής θερμότητας στο σημείο της κακής επαφής, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη καταστροφή της σύνδεσης, ή ακόμη και σε ανάφλεξη της μόνωσης των αγωγών και πρόκληση φωτιάς.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αύξηση ωμικής αντίστασης, διακοπτόμενη/ανεπαρκής σύνδεση με σπινθηρισμούς, υπερθέρμανση με κίνδυνο καταστροφής της σύνδεσης ή φωτιάς
Βήματα κατασκευής ένωσης αγωγού-ακροδέκτη με σύσφιξη
Ερώτηση: Να περιγράψετε τα βήματα που ακολουθούμε για την κατασκευή ένωσης αγωγού - ακροδέκτη με τη μέθοδο της σύσφιξης.
Απάντηση:
- Να περιγράψετε τα βήματα που ακολουθούμε για την κατασκευή ένωσης αγωγού - ακροδέκτη με τη μέθοδο της σύσφιξης.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βήματα κατασκευής μιας ένωσης αγωγού-ακροδέκτη με σύσφιξη είναι: πρώτο, απογυμνώνουμε τον αγωγό με ειδικό απογυμνωτή καλωδίων (όχι με πένσα, κόφτη ή μαχαίρι) στο κατάλληλο μήκος, ώστε η μόνωση να πιάνεται κανονικά και τα συρματίδια να μην εξέχουν πάνω από 0,5 mm από το έλασμα σύσφιγξης, φροντίζοντας όλα τα συρματίδια να είναι συγκεντρωμένα (στους μονωμένους ακροδέκτες, η μόνωση του αγωγού πρέπει να εισέρχεται στον μονωτή του ακροδέκτη, όχι όμως στον αγώγιμο κύλινδρο σύσφιγξης)· δεύτερο, επιλέγουμε τον κατάλληλο ακροδέκτη ανάλογα με τη διατομή του αγωγού (για μονωμένους ακροδέκτες υπάρχει τυποποίηση χρώματος: κόκκινο για 0,5-1,5mm², μπλε για 1,5-2,5mm², κίτρινο για 3-6mm²)· τρίτο, συμπιέζουμε δυνατά με το ειδικό εργαλείο σύσφιγξης, επαναλαμβάνοντας αν υπάρχει αμφιβολία για την ποιότητα της ένωσης· και τέταρτο, αν είναι απαραίτητο, οι γυμνοί ακροδέκτες μπορούν επιπλέον να κολληθούν με ηλεκτρικό κολλητήρι και κόλληση ηλεκτρονικών χωρίς οξέα καθαρισμού, προσέχοντας να μην αυξηθεί υπερβολικά η θερμοκρασία και λιώσει η μόνωση του αγωγού.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Απογύμνωση με ειδικό εργαλείο, επιλογή κατάλληλου ακροδέκτη ανά διατομή, δυνατή συμπίεση με το εργαλείο σύσφιγξης, προαιρετική κόλληση χωρίς οξέα
Βήματα ένωσης αγωγού-αγωγού χωρίς σφιγκτήρα
Ερώτηση: Να περιγράψετε τα βήματα που ακολουθούμε για την κατασκευή ένωσης αγωγού - αγωγού χωρίς σφιγκτήρα.
Απάντηση:
- Να περιγράψετε τα βήματα που ακολουθούμε για την κατασκευή ένωσης αγωγού - αγωγού χωρίς σφιγκτήρα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βήματα για την κατασκευή ένωσης αγωγού-αγωγού χωρίς σφιγκτήρα είναι: πρώτο, απογυμνώνουμε τους μονωμένους αγωγούς με τον απογυμνωτή, σε μήκος περίπου 25 mm· δεύτερο, περνάμε ένα κομμάτι θερμοσυστελλόμενου σωλήνα σε έναν από τους δύο αγωγούς, ικανοποιητικού μήκους ώστε να καλύψει την ένωση και τμήμα της μόνωσης μετά την επισκευή· τρίτο, απομακρύνουμε (ξεδιπλώνουμε) τα συρματίδια των δύο αγωγών· τέταρτο, σπρώχνουμε τους δύο αγωγούς έτσι ώστε τα συρματίδια του ενός να εισχωρήσουν ανάμεσα στα συρματίδια του άλλου, όσο πιο κοντά γίνεται στη μόνωση· πέμπτο, συστρέφουμε τα συρματίδια μεταξύ τους ώστε να σχηματιστεί μία συμπαγής, στριφτή ένωση· έκτο, κολλάμε την ένωση με κόλληση ηλεκτρονικών χωρίς οξέα καθαρισμού· και έβδομο, περνάμε το θερμοσυστελλόμενο σωληνάκι πάνω από την ένωση και το θερμαίνουμε με ζεστό αέρα μέχρι να σφίξει ικανοποιητικά πάνω στην ένωση και τους αγωγούς, εξασφαλίζοντας στεγανότητα και μόνωση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Απογύμνωση ~25mm, τοποθέτηση θερμοσυστελλόμενου σωλήνα σε έναν αγωγό, ξεδίπλωμα και ανάμειξη συρματιδίων, συστροφή, κόλληση, θέρμανση σωληνακιού πάνω στην ένωση
Σημασία διακόπτη DPDT
Ερώτηση: Τι σημαίνει διακόπτης DPDT;
Απάντηση:
- Τι σημαίνει διακόπτης DPDT;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το DPDT είναι η συντομογραφία των αγγλικών λέξεων Double Pole, Double Throw, δηλαδή «διπλός πόλος, διπλή θέση/ρίψη». Πρόκειται για έναν διπλό διακόπτη με διπλές επαφές: διαθέτει δύο ανεξάρτητους (αλλά μονωμένους μεταξύ τους) ηλεκτρικά κυκλώματα (πόλους), καθένα από τα οποία μπορεί να συνδεθεί εναλλακτικά σε δύο διαφορετικές θέσεις (επαφές), με τις κινητές επαφές των δύο πόλων συνήθως να μετακινούνται ταυτόχρονα με μία μόνο ενέργεια χειρισμού. Ο διακόπτης DPDT χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται ταυτόχρονη εναλλαγή δύο ανεξάρτητων κυκλωμάτων μεταξύ δύο καταστάσεων, π.χ. για την αλλαγή φοράς περιστροφής ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Double Pole, Double Throw — διπλός διακόπτης διπλών επαφών, με δύο πόλους που καθένας εναλλάσσεται μεταξύ δύο θέσεων, συνήθως ταυτόχρονα
Σημασία επαφών NO και NC
Ερώτηση: Τι σημαίνει επαφή NO και NC;
Απάντηση:
- Τι σημαίνει επαφή NO και NC;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι όροι NO και NC περιγράφουν την κατάσταση ενός διακόπτη ή ρελέ όταν αυτός βρίσκεται σε ηρεμία, δηλαδή όταν δεν του ασκείται καμία δύναμη ή τάση που να αλλάζει την κατάστασή του. Το NO σημαίνει «Normally Open» (κανονικά ανοικτός): αν σε κατάσταση ηρεμίας οι επαφές του διακόπτη είναι ανοικτές (δεν επιτρέπουν τη ροή ρεύματος), τότε ο διακόπτης χαρακτηρίζεται ως N.O. Αντίθετα, το NC σημαίνει «Normally Closed» (κανονικά κλειστός): αν σε κατάσταση ηρεμίας οι επαφές είναι κλειστές (επιτρέπουν τη ροή ρεύματος), τότε ο διακόπτης χαρακτηρίζεται ως N.C. Η διάκριση αυτή είναι σημαντική για τη σωστή ανάγνωση των ηλεκτρολογικών διαγραμμάτων και τη σωστή σύνδεση διακοπτών και ρελέ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- N.O. (Normally Open) = κανονικά ανοικτός σε ηρεμία· N.C. (Normally Closed) = κανονικά κλειστός σε ηρεμία
Λειτουργία διακόπτη Reed και διμεταλλικού διακόπτη
Ερώτηση: Πώς λειτουργεί ο διακόπτης Reed και πώς ο διμεταλλικός διακόπτης;
Απάντηση:
- Πώς λειτουργεί ο διακόπτης Reed και πώς ο διμεταλλικός διακόπτης;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο διακόπτης Reed διαθέτει μαγνητιζόμενες επαφές: όταν ένας μαγνήτης μετακινηθεί κοντά στον διακόπτη, το μαγνητικό του πεδίο μαγνητίζει τις επαφές, οι οποίες έλκονται και έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, κλείνοντας το κύκλωμα. Χρησιμοποιείται συνήθως για την ανίχνευση στάθμης υγρών (π.χ. μέσω πλωτήρα με ενσωματωμένο μαγνήτη). Ο διμεταλλικός διακόπτης, από την άλλη, βασίζεται σε ένα διμεταλλικό έλασμα, δηλαδή σε δύο διαφορετικά μέταλλα ενωμένα μεταξύ τους με διαφορετικό συντελεστή θερμικής διαστολής: όταν η θερμοκρασία φτάσει σε μια καθορισμένη τιμή, το έλασμα λυγίζει προς τη μία πλευρά και ακουμπάει σε μια επαφή, κλείνοντας το κύκλωμα. Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση συγκεκριμένης θερμοκρασίας, ενώ το περίβλημά του μπορεί συχνά να χρησιμεύει και ως γείωση, ώστε να απαιτείται μόνο ένας αγωγός σύνδεσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Reed: μαγνήτης μαγνητίζει τις επαφές και τις κλείνει (ανίχνευση στάθμης υγρών)· διμεταλλικός: το έλασμα λυγίζει σε καθορισμένη θερμοκρασία και κλείνει την επαφή (ανίχνευση θερμοκρασίας)
Ένταση πηνίου ρελέ αυτοκινήτου
Ερώτηση: Τι ένταση απαιτεί το πηνίο ενός συνηθισμένου ρελέ αυτοκινήτου;
Απάντηση:
- Τι ένταση απαιτεί το πηνίο ενός συνηθισμένου ρελέ αυτοκινήτου;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το πηνίο του ηλεκτρομαγνήτη ενός συνηθισμένου ρελέ αυτοκινήτου, για να δημιουργήσει ικανοποιητικό μαγνητικό πεδίο ώστε να μετακινήσει τον οπλισμό και να κλείσει τις επαφές, απαιτεί ρεύμα έντασης περίπου 250 έως 300 mA (χιλιοστά του Αμπέρ). Πρόκειται δηλαδή για πολύ μικρή ένταση σε σχέση με το ρεύμα που μπορούν να διακόψουν οι ίδιες οι επαφές του ρελέ, οι οποίες συνήθως αντέχουν εντάσεις ορισμένων δεκάδων Ampere — αυτή ακριβώς είναι και η βασική χρησιμότητα του ρελέ, να ελέγχει μεγάλα ρεύματα με τη βοήθεια πολύ μικρότερου ρεύματος ελέγχου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Περίπου 250-300 mA
Χρησιμότητα παράλληλης αντίστασης/διόδου με το πηνίο ρελέ
Ερώτηση: Σε τι χρησιμεύει μία παράλληλα συνδεδεμένη αντίσταση ή δίοδος με το πηνίο ενός ρελέ;
Απάντηση:
- Σε τι χρησιμεύει μία παράλληλα συνδεδεμένη αντίσταση ή δίοδος με το πηνίο ενός ρελέ;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μια αντίσταση ή δίοδος συνδεδεμένη παράλληλα με το πηνίο ενός ρελέ χρησιμεύει στην καταστολή της ανάστροφης τάσης που παράγεται λόγω αυτεπαγωγής τη στιγμή που ο ηλεκτρομαγνήτης του ρελέ απενεργοποιείται. Αυτή η ανάστροφη τάση, αν δεν καταπνιγεί, μπορεί αφενός να προκαλέσει ηλεκτρικές παρεμβολές σε άλλα ευαίσθητα κυκλώματα του αυτοκινήτου, αφετέρου να καταστρέψει την ίδια την ηλεκτρονική διάταξη (π.χ. τρανζίστορ) που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του ρελέ, ειδικά σε ρελέ που οδηγούνται από ηλεκτρονικές μονάδες. Η δίοδος πρέπει να συνδέεται έτσι ώστε η θετική τροφοδοσία του τυλίγματος να είναι στην κάθοδό της.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Καταπνίγει την ανάστροφη τάση αυτεπαγωγής όταν απενεργοποιείται το ρελέ, προστατεύοντας τις ηλεκτρονικές διατάξεις οδήγησης από παρεμβολές/καταστροφή
Ροοστάτης και βηματική αντίσταση
Ερώτηση: Τι είναι ο ροοστάτης και τι η βηματική αντίσταση;
Απάντηση:
- Τι είναι ο ροοστάτης και τι η βηματική αντίσταση;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο ροοστάτης είναι μία μεταβλητή αντίσταση, της οποίας η τιμή μεταβάλλεται συνεχώς με την κίνηση ενός δρομέα πάνω σε σύρμα μεγάλης ειδικής αντίστασης· η τιμή της αντίστασης είναι ανάλογη με το σημείο επαφής του δρομέα και έχει μόνο δύο επαφές σύνδεσης. Χρησιμοποιείται κυρίως για τη ρύθμιση της έντασης του φωτισμού του πίνακα οργάνων. Η βηματική αντίσταση, αντίθετα, είναι μια αντίσταση σταθερής τιμής αλλά με πολλαπλές «λήψεις»: κάθε λήψη αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη, προκαθορισμένη τιμή αντίστασης, και η επιλογή γίνεται μέσω ενός διακόπτη πολλαπλών θέσεων. Οι βηματικές αντιστάσεις είναι συνήθως μεγάλης ισχύος, αφού χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των στροφών κινητήρων (π.χ. ο ανεμιστήρας της θέρμανσης), γι' αυτό και τοποθετούνται σε σημείο που ψύχεται ικανοποιητικά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ο ροοστάτης έχει συνεχώς μεταβαλλόμενη τιμή (δρομέας, 2 επαφές) — ρύθμιση φωτισμού οργάνων· η βηματική αντίσταση έχει σταθερές τιμές σε διακριτές λήψεις μέσω διακόπτη — ρύθμιση στροφών κινητήρων (π.χ. ανεμιστήρα θέρμανσης)
Δημιουργία οπών σε ημιαγωγό
Ερώτηση: Πώς δημιουργούνται οι «οπές» σε έναν ημιαγωγό;
Απάντηση:
- Πώς δημιουργούνται οι «οπές» σε έναν ημιαγωγό;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι «οπές» δημιουργούνται όταν, λόγω της πρόσθετης ενέργειας που έχουν τα άτομα σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος, κάποιο ηλεκτρόνιο της εξωτερικής στοιβάδας ενός ατόμου του ημιαγωγού αποκτά αρκετή ενέργεια ώστε να απομακρυνθεί από το άτομό του και να αρχίσει να περιφέρεται ελεύθερα μέσα στο υλικό. Η απομάκρυνση αυτού του ηλεκτρονίου δημιουργεί ταυτόχρονα μια έλλειψη αρνητικού φορτίου στη θέση που άφησε πίσω του, με αποτέλεσμα το άτομο να φορτίζεται θετικά. Αυτή η «κενή» θέση του ηλεκτρονίου που λείπει συμπεριφέρεται σαν ένα κενό θετικού φορτίου και ονομάζεται «οπή». Η οπή, με τη σειρά της, «κινείται» μέσα στο υλικό, καθώς δεσμεύει διαδοχικά γειτονικά ηλεκτρόνια, τα οποία καταλαμβάνουν τη θέση της, δημιουργώντας νέα οπή στη δική τους αρχική θέση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δημιουργούνται όταν ένα ηλεκτρόνιο αποκτά αρκετή ενέργεια και απομακρύνεται από το άτομό του, αφήνοντας ένα κενό θετικού φορτίου (οπή) που «κινείται» δεσμεύοντας γειτονικά ηλεκτρόνια
Ημιαγωγός τύπου n και p
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε ημιαγωγό τύπου n και p;
Απάντηση:
- Τι ονομάζουμε ημιαγωγό τύπου n και p;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν μέσα στην κρυσταλλική δομή ενός καθαρού ημιαγωγού (όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο, με 4 ηλεκτρόνια σθένους) εισάγουμε, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται πρόσμειξη (doping), κάποιο άλλο στοιχείο με διαφορετικό αριθμό ηλεκτρονίων σθένους, δημιουργούμε δύο τύπους ημιαγωγών. Αν το στοιχείο πρόσμειξης έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους (π.χ. φώσφορος, αρσενικό, αντιμόνιο), ο ημιαγωγός αποκτά περίσσευμα ηλεκτρονίων και ονομάζεται ημιαγωγός τύπου n (negative). Αν το στοιχείο πρόσμειξης έχει 3 ηλεκτρόνια σθένους (π.χ. αλουμίνιο, γάλλιο, βόριο, ίνδιο), ο ημιαγωγός αποκτά έλλειμμα ηλεκτρονίων (περίσσευμα οπών) και ονομάζεται ημιαγωγός τύπου p (positive). Και οι δύο τύποι παραμένουν συνολικά ηλεκτρικά ουδέτεροι, χωρίς ελεύθερα θετικά ή αρνητικά φορτία.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Τύπου n: ημιαγωγός με περίσσευμα ηλεκτρονίων (πρόσμειξη με στοιχείο 5 ηλεκτρονίων σθένους)· τύπου p: ημιαγωγός με έλλειμμα ηλεκτρονίων/περίσσευμα οπών (πρόσμειξη με στοιχείο 3 ηλεκτρονίων σθένους)
Εμπόδιο διέλευσης ρεύματος σε ανάστροφη δίοδο
Ερώτηση: Τι εμποδίζει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος σε μία δίοδο συνδεδεμένη κατά την αντίθετη φορά;
Απάντηση:
- Τι εμποδίζει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος σε μία δίοδο συνδεδεμένη κατά την αντίθετη φορά;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στη διεπιφάνεια ένωσης των δύο ημιαγωγών (n και p) μιας διόδου δημιουργείται μια μονωτική ζώνη που ονομάζεται «φράγμα». Όταν η δίοδος συνδεθεί κατά την αντίθετη (ανάστροφη) φορά, δηλαδή ο θετικός πόλος της πηγής στον ημιαγωγό τύπου n και ο αρνητικός στον τύπου p, η θετική φόρτιση του τύπου n ενισχύεται από την έλλειψη ηλεκτρονίων του θετικού πόλου της πηγής, ενώ η αρνητική φόρτιση του τύπου p ενισχύεται από το περίσσευμα ηλεκτρονίων του αρνητικού πόλου. Έτσι η αμοιβαία απώθηση μεγαλώνει, το φράγμα διευρύνεται και γίνεται πλήρως αδιαπέραστο από τα ηλεκτρόνια, εμποδίζοντας τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τη δίοδο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Το «φράγμα» (η μονωτική ζώνη στη διεπιφάνεια n-p) διευρύνεται στην ανάστροφη σύνδεση και γίνεται αδιαπέραστο στα ηλεκτρόνια
Χαρακτηριστικά διόδου Ζένερ
Ερώτηση: Να αναφέρετε τα χαρακτηριστικά της διόδου Ζένερ.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τα χαρακτηριστικά της διόδου Ζένερ.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η δίοδος Ζένερ λειτουργεί κατά την ορθή φορά ακριβώς όπως μια κοινή δίοδος. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της είναι ότι έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργεί και κατά την αντίθετη (ανάστροφη) φορά: όταν η ανάστροφη τάση που εφαρμόζεται σε αυτήν υπερβεί μια συγκεκριμένη ονομαστική τιμή, γνωστή ως «τάση Ζένερ», το φράγμα μεταξύ των ημιαγωγών p και n καταρρέει και η δίοδος αρχίζει να άγει ρεύμα και κατά την αντίθετη φορά, χωρίς όμως να καταστρέφεται — είναι κατασκευασμένη ειδικά ώστε να αντέχει συνεχώς σε αυτή τη λειτουργία. Η ιδιότητα αυτή αξιοποιείται κυρίως για την εξομάλυνση τάσεων που παρουσιάζουν ανεπιθύμητες μεταβολές, καθώς και για την προστασία κυκλωμάτων από υπερτάσεις, είτε προκαλώντας πτώση της υπέρτασης είτε βραχυκυκλώνοντας το κύκλωμα ώστε να καεί μια ασφάλεια και να προστατευτεί το ευαίσθητο κύκλωμα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Λειτουργεί κανονικά κατά την ορθή φορά· πάνω από την «τάση Ζένερ» άγει και κατά την ανάστροφη φορά χωρίς να καταστρέφεται — χρησιμοποιείται για εξομάλυνση τάσεων και προστασία από υπερτάσεις
Λειτουργία διόδου ψαλιδισμού
Ερώτηση: Πώς λειτουργεί η δίοδος «ψαλιδισμού»;
Απάντηση:
- Πώς λειτουργεί η δίοδος «ψαλιδισμού»;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η δίοδος «ψαλιδισμού» (clamping diode) κατασκευάζεται συνδέοντας σε σειρά δύο διόδους Ζένερ, αλλά με αντίστροφη πολικότητα μεταξύ τους. Αυτή η εσωτερική συνδεσμολογία επιτρέπει τη διέλευση ρεύματος και κατά τις δύο φορές, όταν η εφαρμοζόμενη τάση υπερβεί την ονομαστική τάση της διόδου, ανεξαρτήτως πολικότητας. Χάρη σε αυτή την ιδιότητα, η δίοδος ψαλιδισμού είναι ιδανική για τον «ψαλιδισμό» (περιορισμό) υπέρτασης που παράγεται σε επαγωγικά πηνία ή ηλεκτρομαγνήτες με μεταβαλλόμενη επαγωγή, στα οποία η συνεχής διακοπή της τροφοδοσίας δημιουργεί επαγωγικές τάσεις μεγαλύτερες της κανονικής και με αντίθετη πολικότητα — χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο ηλεκτρομαγνητικός συμπλέκτης του συμπιεστή του κλιματισμού.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αποτελείται από δύο διόδους Ζένερ σε σειρά με αντίστροφη πολικότητα και άγει ρεύμα και προς τις δύο φορές πάνω από την ονομαστική τάση, «ψαλιδίζοντας» τις υπερτάσεις επαγωγικών φορτίων (π.χ. ηλεκτρομαγνητικός συμπλέκτης κλιματισμού)
Ένταση κατανάλωσης LED
Ερώτηση: Τι ένταση καταναλώνει μία συνηθισμένη δίοδος εκπομπής φωτός;
Απάντηση:
- Τι ένταση καταναλώνει μία συνηθισμένη δίοδος εκπομπής φωτός;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μία συνηθισμένη δίοδος εκπομπής φωτός (LED), όταν είναι συνδεδεμένη σε ένα κύκλωμα κατά την ορθή φορά ώστε να ακτινοβολεί φως, δεν πρέπει να διαρρέεται από ένταση ρεύματος μεγαλύτερη των 20 mA, ενώ η ανάστροφη τάση που μπορεί να αντέξει δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5V. Ακριβώς γι' αυτόν τον λόγο, μια δίοδος εκπομπής φωτός δεν πρέπει ποτέ να συνδέεται απευθείας σε ένα κύκλωμα χωρίς να παρεμβάλλεται σε σειρά μια κατάλληλη αντίσταση περιορισμού της έντασης — σε ορισμένες περιπτώσεις, μάλιστα, αυτή η αντίσταση περιλαμβάνεται ήδη μέσα στη συσκευασία της ίδιας της διόδου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 mA (ανάστροφη τάση έως 5V) — γι' αυτό συνδέεται πάντα με αντίσταση περιορισμού σε σειρά
Πλεονεκτήματα ρελέ σταθερής κατάστασης
Ερώτηση: Να αναφέρετε τα πλεονεκτήματα ενός «ρελέ σταθερής κατάστασης».
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τα πλεονεκτήματα ενός «ρελέ σταθερής κατάστασης».
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το «ρελέ σταθερής κατάστασης» (solid state relay) είναι ένας ηλεκτρονικός διακόπτης βασισμένος σε τρανζίστορ, ο οποίος αντικαθιστά το κλασικό ηλεκτρομηχανικό ρελέ με κινητά μέρη. Τα πλεονεκτήματά του, λόγω ακριβώς της απουσίας κινητών μηχανικών επαφών, είναι: μεγαλύτερες ταχύτητες διακοπής και αποκατάστασης του κυκλώματος (η εναλλαγή γίνεται αρκετές χιλιάδες φορές το λεπτό αν χρειαστεί), έλλειψη σπινθηρισμών στις επαφές (αφού δεν υπάρχουν φυσικές επαφές που να ανοιγοκλείνουν μηχανικά) και πρακτικά απεριόριστη διάρκεια ζωής, αφού δεν υπάρχει μηχανική φθορά από την επαναλαμβανόμενη κίνηση/τριβή των επαφών, όπως συμβαίνει στα συμβατικά ηλεκτρομηχανικά ρελέ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μεγαλύτερη ταχύτητα διακοπής/αποκατάστασης, καμία φθορά/σπινθηρισμός επαφών, πρακτικά απεριόριστη διάρκεια ζωής (λόγω απουσίας κινητών μηχανικών μερών)
Χρησιμότητα τυπωμένων κυκλωμάτων
Ερώτηση: Σε τι εξυπηρετούν τα τυπωμένα κυκλώματα;
Απάντηση:
- Σε τι εξυπηρετούν τα τυπωμένα κυκλώματα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα τυπωμένα κυκλώματα (printed circuits) εξυπηρετούν στη σύνδεση πολλών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων μεταξύ τους χωρίς τη χρήση μεμονωμένων αγωγών, κάτι που δεν θα ήταν πρακτικό λόγω των πάρα πολλών απαιτούμενων συνδέσεων και του μεγάλου όγκου που αυτές θα καταλάμβαναν. Αποτελούνται από μία βάση μη αγώγιμου υλικού (βακελίτη ή σήμερα φάιμπεργκλας) με μία στρώση χαλκού, πάνω στην οποία σχεδιάζονται οι θέσεις των εξαρτημάτων και οι γραμμές-αγωγοί σύνδεσής τους· με χημική διαδικασία αφαιρείται ο περιττός χαλκός, αφήνοντας μόνο τους αγωγούς του σχεδίου. Πάνω στη βάση αυτή τοποθετούνται και κολλώνται τα ηλεκτρονικά ή ηλεκτρικά εξαρτήματα. Όλες οι ηλεκτρονικές μονάδες του αυτοκινήτου κατασκευάζονται πάνω σε τυπωμένα κυκλώματα, τα οποία επιτρέπουν πολύ μεγάλο βαθμό συγκέντρωσης εξαρτημάτων και αγωγών σε μικρό χώρο, με μεγάλη ακρίβεια.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Εξυπηρετούν στη σύνδεση πολλών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων χωρίς μεμονωμένους αγωγούς, επιτρέποντας συμπαγή, ακριβή και μεγάλης συγκέντρωσης κατασκευή ηλεκτρονικών μονάδων
Τι είναι ολοκληρωμένο κύκλωμα
Ερώτηση: Τι είναι ολοκληρωμένο κύκλωμα;
Απάντηση:
- Τι είναι ολοκληρωμένο κύκλωμα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ολοκληρωμένο κύκλωμα (integrated circuit - IC) ονομάζεται ένα πλήρες ηλεκτρονικό κύκλωμα —που περιλαμβάνει όλα τα επιμέρους εξαρτήματα που χρειάζονται για να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία, όπως αντιστάσεις, πυκνωτές, διόδους, τρανζίστορ και τους αγωγούς που τα συνδέουν— κατασκευασμένο πάνω σε μια ενιαία, πάρα πολύ μικρή επιφάνεια πυριτίου, της τάξης των 3 έως 30 mm². Η σύγχρονη τεχνολογία επιτρέπει τη συγκέντρωση εκατοντάδων ή και χιλιάδων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε αυτή την ελάχιστη επιφάνεια. Το τελικό φυσικό μέγεθος (η συσκευασία) ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος είναι μεγαλύτερο από το πραγματικό ημιαγωγικό τσιπ, τόσο γιατί χρειάζεται χώρος για τις επαφές σύνδεσης με τα εξωτερικά κυκλώματα όσο και για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα με τα χέρια και τα μηχανήματα κατασκευής τυπωμένων κυκλωμάτων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ένα πλήρες ηλεκτρονικό κύκλωμα (αντιστάσεις, πυκνωτές, δίοδοι, τρανζίστορ και οι συνδέσεις τους) κατασκευασμένο σε μια ενιαία, πολύ μικρή επιφάνεια πυριτίου (3-30 mm²)
Είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στο αυτοκίνητο
Ερώτηση: Να αναφέρετε 4 είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε 4 είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται πολλές «οικογένειες» ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, ανάλογα με την εργασία που εκτελούν. Τέσσερα χαρακτηριστικά είδη είναι: οι μετατροπείς από αναλογικό σε ψηφιακό σήμα και αντίστροφα (χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της συνεχούς μεταβαλλόμενης ή εναλλασσόμενης τάσης των αισθητήρων σε ψηφιακούς παλμούς, ώστε να τους επεξεργαστεί ο μικροεπεξεργαστής)· οι σταθεροποιητές τάσης (σταθεροποιούν την τάση τροφοδοσίας των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ή δημιουργούν τάσεις αναφοράς)· οι συγκριτές τάσης (συγκρίνουν μια τάση με μια τάση αναφοράς και στέλνουν σήμα για κάποια ενέργεια)· και οι μνήμες (αποθηκεύουν μόνιμα ή προσωρινά δεδομένα ή προγράμματα βάσει των οποίων λειτουργεί ο μικροεπεξεργαστής). Άλλα είδη είναι οι επεξεργαστές/ελεγκτές, οι ενισχυτές, οι χρονιστές και τα ολοκληρωμένα ειδικής χρήσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Π.χ. μετατροπείς αναλογικού-ψηφιακού σήματος, σταθεροποιητές τάσης, συγκριτές τάσης, μνήμες (ή: επεξεργαστές/ελεγκτές, ενισχυτές, χρονιστές, ολοκληρωμένα ειδικής χρήσης)
Εργαλείο μετρήσεων σε ηλεκτρονικές μονάδες
Ερώτηση: Με τι εργαλείο ενδείκνυται να κάνουμε μετρήσεις και ελέγχους σε συνδέσεις ηλεκτρονικών μονάδων;
Απάντηση:
- Με τι εργαλείο ενδείκνυται να κάνουμε μετρήσεις και ελέγχους σε συνδέσεις ηλεκτρονικών μονάδων;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στις συνδέσεις ηλεκτρονικών μονάδων ενδείκνυται να χρησιμοποιούμε το ψηφιακό πολύμετρο (βολτόμετρο), και όχι τον απλό δοκιμαστικό λαμπτήρα που χρησιμοποιείται συνήθως για ανίχνευση τάσης σε συμβατικά κυκλώματα χωρίς ηλεκτρονικές μονάδες. Αυτό συμβαίνει γιατί τα ολοκληρωμένα κυκλώματα λειτουργούν με πολύ χαμηλές τάσεις και εντάσεις και ο δοκιμαστικός λαμπτήρας θα μπορούσε, καταναλώνοντας μεγαλύτερη ένταση, να καταστρέψει το ευαίσθητο ηλεκτρονικό κύκλωμα ή να δώσει εσφαλμένη ένδειξη. Όταν χρειάζεται ανίχνευση τάσης σε κύκλωμα με ηλεκτρονική μονάδα, μπορεί εναλλακτικά να χρησιμοποιηθεί ειδική ηλεκτρονική ενδεικτική λυχνία (με LED), η οποία εξασφαλίζει χαμηλή κατανάλωση κατά τη σύνδεση και δεν τροφοδοτεί το κύκλωμα με ολόκληρη την τάση του συσσωρευτή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Το ψηφιακό πολύμετρο (βολτόμετρο) — ποτέ ο απλός δοκιμαστικός λαμπτήρας, που μπορεί να καταστρέψει τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά
Βήματα εντοπισμού ηλεκτρικού προβλήματος
Ερώτηση: Να αναφέρετε τα βήματα της διαδικασίας εντοπισμού ηλεκτρικού προβλήματος.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τα βήματα της διαδικασίας εντοπισμού ηλεκτρικού προβλήματος.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διαδικασία εντοπισμού ενός λειτουργικού προβλήματος σε ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου πρέπει να ακολουθεί συγκεκριμένη τακτική και μέθοδο: πρώτο βήμα, ο εντοπισμός των ηλεκτρικών εξαρτημάτων που έχουν σχέση με το πρόβλημα· δεύτερο, ο εντοπισμός αυτών των εξαρτημάτων πάνω στο ηλεκτρικό σχεδιάγραμμα· τρίτο, ο έλεγχος όλων των αγωγών θετικής τροφοδοσίας καθώς και των γειώσεων των εξαρτημάτων, με βάση το σχεδιάγραμμα· τέταρτο, ο έλεγχος των επιμέρους αγωγών που συνδέουν τα ηλεκτρικά εξαρτήματα του υπό έλεγχο συστήματος, πάλι βάσει σχεδιαγράμματος· πέμπτο, ο ξεχωριστός έλεγχος λειτουργίας κάθε εξαρτήματος που πιθανολογούμε ότι παρουσιάζει πρόβλημα· έκτο, η επισκευή ή αντικατάσταση του ελαττωματικού εξαρτήματος· και έβδομο και τελευταίο, ο έλεγχος λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος, ώστε να βεβαιωθούμε ότι το πρόβλημα λύθηκε.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- (1) Εντοπισμός σχετικών εξαρτημάτων, (2) εντοπισμός τους στο σχεδιάγραμμα, (3) έλεγχος αγωγών τροφοδοσίας/γειώσεων, (4) έλεγχος επιμέρους αγωγών, (5) έλεγχος λειτουργίας ύποπτου εξαρτήματος, (6) επισκευή/αντικατάσταση, (7) τελικός έλεγχος συστήματος
Είδη ηλεκτρολογικών διαγραμμάτων
Ερώτηση: Ποια είναι τα είδη των ηλεκτρολογικών διαγραμμάτων;
Απάντηση:
- Ποια είναι τα είδη των ηλεκτρολογικών διαγραμμάτων;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα ηλεκτρολογικά διαγράμματα που χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές αυτοκινήτων χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες, ανάλογα με το βάθος και τη λεπτομέρεια που θέλουν να απεικονίσουν: πρώτον, τα συνοπτικά διαγράμματα (block diagrams), τα οποία απεικονίζουν τα διάφορα εξαρτήματα με τη μορφή απλών κουτιών συνδεδεμένων με γραμμές, χωρίς λεπτομέρειες, και εξυπηρετούν στην κατανόηση της γενικής αρχής λειτουργίας ενός συστήματος· δεύτερον, τα σχηματικά διαγράμματα (schematic diagrams), τα οποία περιέχουν πλήρεις λεπτομέρειες για τη λειτουργία των ηλεκτρικών εξαρτημάτων και των μεταξύ τους συνδέσεων, με τη βοήθεια συμβόλων, και επεξηγούν τη λειτουργία ενός συγκεκριμένου λειτουργικού συνόλου (π.χ. του εκκινητή)· και τρίτον, τα καλωδιακά διαγράμματα (wiring diagrams), τα οποία είναι τα πιο χρησιμοποιούμενα στην πράξη, αφού περιλαμβάνουν όλα τα εξαρτήματα, όλες τις συνδέσεις, τον τρόπο σύνδεσης, καθώς και το χρώμα και τη διατομή των αγωγών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Συνοπτικά διαγράμματα (block diagrams), σχηματικά διαγράμματα (schematic diagrams), καλωδιακά διαγράμματα (wiring diagrams)
Πληροφορίες καλωδιακού διαγράμματος
Ερώτηση: Τι πληροφορίες δίνει ένα καλωδιακό διάγραμμα;
Απάντηση:
- Τι πληροφορίες δίνει ένα καλωδιακό διάγραμμα;
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένα καλωδιακό διάγραμμα (wiring diagram) δίνει, με τη βοήθεια συμβόλων, όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες στην πράξη για τις επισκευές: όλα τα ηλεκτρικά εξαρτήματα του συστήματος, όλες τις συνδέσεις μεταξύ τους, τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η κάθε σύνδεση (π.χ. μέσω ποιου συνδετήρα και σε ποιον αριθμό ακροδέκτη), καθώς επίσης και το χρώμα και τη διατομή (σε AWG) κάθε αγωγού. Επιπλέον, δείχνει στοιχεία όπως τον αριθμό και την τιμή κάθε ασφάλειας, τα σημεία γείωσης, τα σημεία εσωτερικών ενώσεων της καλωδίωσης και παραπομπές σε άλλες σελίδες όπου συνεχίζεται το κύκλωμα ή απεικονίζεται πλήρως κάποιο εξάρτημα. Χάρη σε αυτές τις λεπτομέρειες, το καλωδιακό διάγραμμα κάνει πολύ πιο εύκολη την ανεύρεση των αγωγών κατά την επισκευή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Όλα τα εξαρτήματα, όλες οι συνδέσεις/τρόπος σύνδεσης, το χρώμα και η διατομή κάθε αγωγού, καθώς και στοιχεία ασφαλειών, γειώσεων και ενώσεων της καλωδίωσης
Σχεδίαση ηλεκτρικών συμβόλων
Ερώτηση: Να σχεδιάστε τα παρακάτω σύμβολα: Διακόπτη DPST με επαφές NO / Λυχνίας με δύο νήματα / Φωτοδίοδου / Διόδου Ζένερ / Δύο αρσενικών και θηλυκών επαφών σε κοινό μη πλήρη συνδετήρα / Ηλεκτρικής βαλβίδας / Ομοαξονικού καλωδίου.
Απάντηση:
- Να σχεδιάστε τα παρακάτω σύμβολα: Διακόπτη DPST με επαφές NO, Λυχνίας με δύο νήματα, Φωτοδίοδου, Διόδου Ζένερ, Δύο αρσενικών και θηλυκών επαφών σε κοινό μη πλήρη συνδετήρα, Ηλεκτρικής βαλβίδας, Ομοαξονικού καλωδίου.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Πρόκειται για άσκηση σχεδίασης προτυποποιημένων ηλεκτρικών συμβόλων, όπως αυτά παρουσιάζονται στους πίνακες σχεδιαστικών συμβόλων του βιβλίου (§3.5.2). Περιγραφικά: ο διακόπτης DPST με επαφές N.O. σχεδιάζεται ως δύο ζεύγη ανοικτών επαφών (χωρίς επαφή σε ηρεμία) με τις δύο κινητές επαφές ενωμένες με διακεκομμένη γραμμή που δηλώνει ταυτόχρονη κίνηση· η λυχνία διπλού νήματος σχεδιάζεται ως κύκλος με δύο εσωτερικά τμήματα-νήματα (σε σχήμα X ή δύο τόξα) αντί για ένα· η φωτοδίοδος σχεδιάζεται όπως μια κοινή δίοδος (τρίγωνο με γραμμή-κάθοδο) με δύο βέλη που δείχνουν ΠΡΟΣ το σύμβολο (φως που εισέρχεται)· η δίοδος Ζένερ σχεδιάζεται όπως μια κοινή δίοδος αλλά με τη γραμμή καθόδου σχηματισμένη σε «Ζ» (λυγισμένα άκρα)· δύο αρσενικές/θηλυκές επαφές σε κοινό μη πλήρη συνδετήρα σχεδιάζονται ως δύο ζεύγη τριγώνων (αρσενικό-θηλυκό) περικλεισμένα σε διακεκομμένο περίγραμμα, που δηλώνει ότι ανήκουν στον ίδιο συνδετήρα χωρίς να απεικονίζεται ολόκληρος· η ηλεκτρική βαλβίδα σχεδιάζεται ως πηνίο (ελικοειδής γραμμή) με πυρήνα εμβόλου· και το ομοαξονικό καλώδιο σχεδιάζεται ως δύο παράλληλες γραμμές, όπου η εξωτερική (θωράκιση) περικλείει την εσωτερική (κεντρικό αγωγό), με ένδειξη σύνδεσης της θωράκισης στη γείωση όπου χρειάζεται.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Σχεδίαση με βάση τα σχεδιαστικά σύμβολα του κεφαλαίου (§3.5.2, Πίνακας συμβόλων) — άσκηση πρακτικής σχεδίασης, όχι κειμενική απάντηση
Χρήση κωδικών ακροδεκτών κατά DIN
Ερώτηση: Να αναφέρετε τη χρήση των κωδικών ακροδεκτών κατά DIN: 1, 15, 30, 31, 50, 85, 86, 87, 87a, 88 και DF.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τη χρήση των κωδικών ακροδεκτών κατά DIN: 1, 15, 30, 31, 50, 85, 86, 87, 87a, 88 και DF.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύμφωνα με την τυποποίηση ακροδεκτών κατά τον Γερμανικό οργανισμό DIN: ο κωδικός 1 αντιστοιχεί σε πολλαπλασιαστή-διακόπτη χαμηλής τάσης· ο 15 σε διακόπτη κινητήρα-πολλαπλασιαστή (θετική τροφοδοσία μέσω διακόπτη ανάφλεξης)· ο 30 σε είσοδο απευθείας από τον θετικό (+) πόλο του συσσωρευτή (μόνιμη τροφοδοσία, ανεξάρτητα από τον διακόπτη ανάφλεξης)· ο 31 στον αρνητικό (-) πόλο του συσσωρευτή ή σε άμεση γείωση· ο 50 στο σήμα εκκίνησης προς τον εκκινητή (μίζα)· ο 85 στη γείωση του πηνίου ρελέ· ο 86 στη θετική (+) τροφοδοσία του πηνίου ρελέ· ο 87 στην κινητή επαφή του ρελέ (μπορεί να σημειώνεται και ως 30)· ο 87a στη σταθερή επαφή N.C. του ρελέ· ο 88 σε άλλη κινητή επαφή ρελέ· και ο DF στον ακροδέκτη διέγερσης της γεννήτριας (εναλλάκτη).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 1=πολλαπλασιαστής/διακόπτης χ.τ., 15=διακόπτης κινητήρα, 30=(+) απευθείας συσσωρευτή, 31=(-) συσσωρευτή/γείωση, 50=σήμα εκκίνησης, 85=γείωση πηνίου ρελέ, 86=(+) πηνίου ρελέ, 87=κινητή επαφή ρελέ, 87a=σταθερή επαφή N.C., 88=κινητή επαφή ρελέ, DF=διέγερση γεννήτριας
Γενικοί κανόνες ηλεκτρολογικών διαγραμμάτων
Ερώτηση: Να αναφέρετε τους γενικούς κανόνες που ακολουθούνται στα ηλεκτρολογικά διαγράμματα.
Απάντηση:
- Να αναφέρετε τους γενικούς κανόνες που ακολουθούνται στα ηλεκτρολογικά διαγράμματα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στα ηλεκτρολογικά διαγράμματα των αυτοκινήτων ακολουθούνται ορισμένοι γενικοί κανόνες σχεδίασης: πρώτον, οι θετικές τροφοδοσίες τοποθετούνται πάντα στο άνω μέρος του διαγράμματος· δεύτερον, οι αρνητικές τροφοδοσίες (γειώσεις) τοποθετούνται στο κάτω μέρος του διαγράμματος· τρίτον, όλοι οι διακόπτες, συμπεριλαμβανομένων και των ρελέ, απεικονίζονται πάντα στην κατάσταση ηρεμίας τους (χωρίς καμία εξωτερική δύναμη ή τάση που να τους αλλάζει κατάσταση)· και τέταρτον, το αυτοκίνητο θεωρείται σταματημένο, με τον κινητήρα σβηστό και κλειδωμένο, όπως συνήθως βρίσκεται σε έναν χώρο στάθμευσης (πάρκινγκ). Επιπλέον, επειδή ένα πλήρες ηλεκτρολογικό σχέδιο σύγχρονου αυτοκινήτου δεν χωράει σε μία σελίδα, τα σχέδια χωρίζονται σε μικρότερα τμήματα ανά σύστημα ή υποσύστημα, με παραπομπές που δείχνουν σε ποια άλλη σελίδα συνεχίζεται η κάθε συνδεσμολογία.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Θετικές τροφοδοσίες στο άνω μέρος, αρνητικές στο κάτω μέρος, διακόπτες/ρελέ σε κατάσταση ηρεμίας, αυτοκίνητο σταματημένο/κλειδωμένο· τα σχέδια χωρίζονται σε τμήματα ανά (υπο)σύστημα με παραπομπές σελίδων
