Λύσεις — Όργανα Ελέγχου και Βλάβες Κυκλωμάτων (σελ. 147) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Όργανα Ελέγχου και Βλάβες Κυκλωμάτων
Λύσεις στις 15 ερωτήσεις του κεφαλαίου: αγωγός παράκαμψης, δοκιμαστικές λυχνίες, συστήματα μονού καλωδίου, αναλογικά/ψηφιακά όργανα, αμπερόμετρο/βολτόμετρο/ωμόμετρο/πολύμετρο, βραχυκύκλωμα, πτώση τάσης.
Βήματα μεθοδικής προσέγγισης παραπόνου πελάτη
Ερώτηση: Ποια βήματα πρέπει να ακολουθήσουμε προκειμένου να προσεγγίσουμε μεθοδικά τη διατύπωση παραπόνου από πελάτη για μη κανονική λειτουργία του αυτοκινήτου;
Απάντηση:
- Διαπιστώνουμε και οι ίδιοι την ύπαρξη του προβλήματος.
- Προσδιορίζουμε το είδος της βλάβης (βλάβη εξαρτήματος, διακοπή κυκλώματος κ.λπ.).
- Απομονώνουμε τη βλάβη ή την επιβεβαιώνουμε με πρόχειρη αποκατάσταση (π.χ. γεφύρωση του τμήματος με διακοπή) και τέλος αποκαθιστούμε τις ζημιές και ελέγχουμε την καλή λειτουργία.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν ένας πελάτης διατυπώνει παράπονο για μη κανονική λειτουργία του αυτοκινήτου, πρέπει να προσεγγίζουμε το πρόβλημα μεθοδικά, ακολουθώντας τα εξής βήματα: πρώτον, διαπιστώνουμε και οι ίδιοι, ως τεχνικοί, την ύπαρξη του προβλήματος που περιέγραψε ο πελάτης, ώστε να επιβεβαιώσουμε ότι πράγματι υπάρχει βλάβη· δεύτερον, προσδιορίζουμε το είδος της βλάβης, δηλαδή αν πρόκειται για βλάβη κάποιου συγκεκριμένου εξαρτήματος, για διακοπή κάποιου κυκλώματος ή για κάτι άλλο· τρίτον, απομονώνουμε τη βλάβη, αποσυνδέοντας τον καταναλωτή ή το κύκλωμα που πιθανολογούμε ότι ευθύνεται, ή επιβεβαιώνουμε την υπόθεσή μας με μια πρόχειρη προσωρινή αποκατάσταση (π.χ. αν πρόκειται για διακοπή, γεφυρώνουμε προσωρινά με αγωγό παράκαμψης το τμήμα που παρουσιάζει το πρόβλημα, για να δούμε αν έτσι αποκαθίσταται η λειτουργία)· και τέταρτον, προχωρούμε στην οριστική αποκατάσταση της ζημιάς και σε τελικό έλεγχο καλής λειτουργίας, ώστε να βεβαιωθούμε ότι το πρόβλημα λύθηκε πλήρως.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Επιβεβαίωση του προβλήματος, προσδιορισμός είδους βλάβης, απομόνωση/επιβεβαίωση με πρόχειρη αποκατάσταση, τελική αποκατάσταση+έλεγχος λειτουργίας
Απλούστερο εργαλείο αναζήτησης βλάβης
Ερώτηση: Ποιο είναι το απλούστερο εργαλείο που διαθέτει ο ηλεκτρολόγος αυτοκινήτων για την αναζήτηση μιας βλάβης;
Απάντηση:
- Σύμφωνα με την §4.2, το απλούστερο εργαλείο είναι ο αγωγός παράκαμψης-γεφύρωσης (καλώδιο σύνδεσης): εύκαμπτος αγωγός με ακροδέκτες (μύτη ή κροκοδειλάκια).
- Γεφυρώνουμε με αυτόν ένα τμήμα που ίσως έχει διακοπή· αν το κύκλωμα λειτουργεί με τον αγωγό και όχι χωρίς αυτόν, η διακοπή βρίσκεται στο τμήμα που παρακάμψαμε.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το απλούστερο εργαλείο που διαθέτει ο ηλεκτρολόγος αυτοκινήτων για την αναζήτηση μιας ηλεκτρικής βλάβης είναι ο αγωγός παράκαμψης-γεφύρωσης, γνωστός και ως καλώδιο σύνδεσης. Πρόκειται βασικά για ένα κομμάτι εύκαμπτου αγωγού, στα άκρα του οποίου είναι προσαρμοσμένοι κατάλληλοι ακροδέκτες (τύπου μύτης ή κροκοδειλάκια), ώστε να διευκολύνεται η γρήγορη σύνδεση και αποσύνδεσή του σε διάφορα σημεία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Με αυτόν γεφυρώνουμε ένα τμήμα του κυκλώματος που ελέγχουμε, το οποίο ενδεχομένως παρουσιάζει διακοπή, ώστε να διαπιστώσουμε αν εκεί βρίσκεται το πρόβλημα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ο αγωγός παράκαμψης-γεφύρωσης (καλώδιο σύνδεσης)
Είδη δοκιμαστικών λυχνιών, χρήση και προφυλάξεις
Ερώτηση: Πόσα είδη δοκιμαστικών λυχνιών υπάρχουν; Σε τι χρησιμεύει η κάθε μία; Ποιες προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνονται κατά τη χρήση τους;
Απάντηση:
- Υπάρχουν δύο είδη: η δοκιμαστική λυχνία (δοκιμαστικό κατσαβίδι) των 12V και η αυτοτροφοδοτούμενη λυχνία (μπαταρία 3V και λυχνία σε σειρά).
- Η λυχνία 12V ελέγχει την ύπαρξη τάσης και εντοπίζει διακοπές σε κύκλωμα υπό τάση· η αυτοτροφοδοτούμενη ελέγχει τη συνέχεια τμήματος ή την κατάσταση καταναλωτή, που πρέπει να είναι αποσυνδεδεμένος από την τάση.
- Προφύλαξη: ποτέ έλεγχος ευαίσθητων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων με δοκιμαστικές λυχνίες.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Υπάρχουν δύο είδη δοκιμαστικών λυχνιών. Η πρώτη είναι η απλή δοκιμαστική λυχνία (ή δοκιμαστικό κατσαβίδι) των 12V, η οποία συνδέεται με δύο εύκαμπτα καλώδια σε ακροδέκτες και χρησιμεύει στον έλεγχο ύπαρξης τάσης και στον εντοπισμό διακοπών σε ένα κύκλωμα που βρίσκεται υπό τάση, δηλαδή σε κατάσταση λειτουργίας — συνδέουμε το ένα άκρο στη γείωση/σασί και το άλλο διαδοχικά σε διάφορα σημεία του υπό έλεγχο κυκλώματος. Η δεύτερη είναι η αυτοτροφοδοτούμενη λυχνία, η οποία αποτελείται από μια εσωτερική μπαταρία 3V και μια λυχνία 5V συνδεδεμένη σε σειρά, και χρησιμεύει κυρίως για τον έλεγχο της συνέχειας ενός τμήματος κυκλώματος ή της κατάστασης ενός καταναλωτή — σε αυτή την περίπτωση το υπό έλεγχο τμήμα πρέπει πρώτα να αποσυνδεθεί ώστε να μη βρίσκεται υπό τάση, αλλιώς θα καεί η εσωτερική λυχνία των 3V. Και για τις δύο ισχύει η βασική προφύλαξη ότι ποτέ δεν πρέπει να ελέγχουμε ευαίσθητα ηλεκτρονικά κυκλώματα με δοκιμαστικές λυχνίες, γιατί υπάρχει κίνδυνος πρόκλησης ζημιάς σε αυτά από την κυκλοφορία ρεύματος λόγω της εσωτερικής πηγής της αυτοτροφοδοτούμενης λυχνίας.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δύο είδη: απλή 12V (έλεγχος ύπαρξης τάσης σε κύκλωμα υπό λειτουργία) και αυτοτροφοδοτούμενη 3V (έλεγχος συνέχειας σε αποσυνδεδεμένο τμήμα) — ποτέ δεν χρησιμοποιούνται σε ευαίσθητα ηλεκτρονικά κυκλώματα
Συστήματα μονού καλωδίου / επιστροφής στη γη
Ερώτηση: Γιατί τα κυκλώματα αυτοκινήτου ονομάζονται συστήματα μονού καλωδίου ή συστήματα επιστροφής στη γη;
Απάντηση:
- Στο αυτοκίνητο ως αγωγός επιστροφής του ρεύματος χρησιμοποιείται το μεταλλικό μέρος του (σασσί, αμάξωμα, κινητήρας), συνδεδεμένο με τον έναν πόλο της πηγής (συνήθως τον αρνητικό).
- Έτσι αρκεί ένα μονωμένο καλώδιο από τον θετικό πόλο προς κάθε φορτίο, γι’ αυτό τα κυκλώματα λέγονται συστήματα μονού καλωδίου ή επιστροφής στη γη.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κυκλώματα του αυτοκινήτου ονομάζονται συστήματα μονού καλωδίου ή συστήματα επιστροφής στη γη γιατί, αντί να χρησιμοποιούν δύο ξεχωριστά μονωμένα καλώδια (ένα για την τροφοδοσία και ένα για την επιστροφή του ρεύματος) όπως σε άλλες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, χρησιμοποιούν ως αγωγό επιστροφής του ρεύματος το ίδιο το εκτεταμένο μεταλλικό μέρος του αυτοκινήτου, δηλαδή το σασί, το αμάξωμα και τον κινητήρα, τα οποία είναι όλα ηλεκτρικά συνδεδεμένα μεταξύ τους και με τον έναν πόλο της πηγής ενέργειας (συνήθως τον αρνητικό πόλο του συσσωρευτή). Έτσι, ένα μόνο μονωμένο καλώδιο συνδέει τον θετικό πόλο της μπαταρίας με κάθε φορτίο (καταναλωτή), ενώ η επιστροφή του ρεύματος προς τον αρνητικό πόλο γίνεται μέσω του ίδιου του μεταλλικού σκελετού του αυτοκινήτου, χωρίς να χρειάζεται δεύτερο καλώδιο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Γιατί χρησιμοποιούν το μεταλλικό αμάξωμα/σασί/κινητήρα ως κοινό αγωγό επιστροφής (γείωση) προς τον έναν πόλο της μπαταρίας, οπότε αρκεί ένα μονωμένο καλώδιο ανά καταναλωτή
Διαφορές αναλογικών-ψηφιακών οργάνων
Ερώτηση: Ποιες οι βασικές διαφορές μεταξύ αναλογικών και ψηφιακών οργάνων;
Απάντηση:
- Αναλογικά: η ένδειξη δίνεται από τη θέση βελόνας σε βαθμονομημένη κλίμακα· κινδυνεύουν αν δεν τηρηθεί η πολικότητα στο Σ.Ρ.· μικρή αντίσταση εισόδου (20-30 ΚΩ).
- Ψηφιακά: αριθμητική ένδειξη σε οθόνη υγρών κρυστάλλων, μεγάλη ακρίβεια και υψηλότερο κόστος· με λάθος πολικότητα απλώς δείχνουν αρνητικό πρόσημο· αντίσταση εισόδου από 10 ΜΩ και πάνω, κατάλληλα για ηλεκτρονικά συστήματα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στα αναλογικά όργανα, το μετρούμενο μέγεθος δεικνύεται από τη θέση μιας κινούμενης βελόνας πάνω σε μια κατάλληλα βαθμονομημένη κλίμακα, ανάλογη του τύπου του οργάνου. Στα ψηφιακά όργανα, αντίθετα, η ένδειξη δίνεται αριθμητικά σε μια οθόνη υγρών κρυστάλλων. Τα ψηφιακά όργανα είναι γενικά όργανα μεγάλης ακρίβειας αλλά και μεγαλύτερου κόστους. Μια σημαντική πρακτική διαφορά είναι ότι τα αναλογικά όργανα κινδυνεύουν να καταστραφούν κατά τη σύνδεσή τους σε κύκλωμα συνεχούς ρεύματος αν δεν τηρηθεί η σωστή πολικότητα, ενώ τα ψηφιακά δεν διατρέχουν αυτόν τον κίνδυνο — απλώς εμφανίζουν την τιμή με αρνητικό πρόσημο. Επιπλέον, τα ψηφιακά όργανα έχουν πολύ υψηλότερη αντίσταση εισόδου (από 10 ΜΩ και πάνω, έναντι 20-30 ΚΩ των αναλογικών), γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα και ασφαλή για τη μέτρηση ευαίσθητων ηλεκτρονικών συστημάτων, αφού απαιτούν ελάχιστη ένταση ρεύματος για να λειτουργήσουν.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αναλογικά: ένδειξη με βελόνα σε κλίμακα, κίνδυνος καταστροφής από λάθος πολικότητα, χαμηλή αντίσταση εισόδου· Ψηφιακά: αριθμητική ένδειξη σε οθόνη υγρών κρυστάλλων, ακριβέστερα/ακριβότερα, καμία βλάβη από λάθος πολικότητα, πολύ υψηλή αντίσταση εισόδου (κατάλληλα για ηλεκτρονικά)
Χαρακτηριστικά και σύνδεση αμπερόμετρου
Ερώτηση: Ποια τα χαρακτηριστικά στοιχεία του αμπερόμετρου, πώς συνδέεται στο κύκλωμα;
Απάντηση:
- Το αμπερόμετρο μετρά την ένταση του ρεύματος σε A και έχει πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση.
- Συνδέεται πάντα σε σειρά: διακόπτουμε το κύκλωμα σε ένα σημείο και το αποκαθιστούμε μέσω του οργάνου· σε παράλληλη σύνδεση θα περάσει μεγάλο ρεύμα και θα καταστραφεί. Στο Σ.Ρ. τηρούμε την πολικότητα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το αμπερόμετρο είναι το όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος (σε αμπέρ, Α) σε ένα κύκλωμα. Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι έχει πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση. Λόγω αυτού, συνδέεται πάντα σε σειρά με το κύκλωμα: διακόπτουμε τη συνέχεια του κυκλώματος σε ένα σημείο και την αποκαθιστούμε περνώντας μέσα από το ίδιο το όργανο, ώστε όλο το ρεύμα του κυκλώματος να διέρχεται από αυτό. Αν το αμπερόμετρο συνδεθεί κατά λάθος παράλληλα, π.χ. στα άκρα ενός καταναλωτή, τότε, λόγω της πολύ μικρής εσωτερικής του αντίστασης, ο κλάδος του οργάνου λειτουργεί ουσιαστικά σαν απλό καλώδιο σύνδεσης, με αποτέλεσμα να περάσει πολύ μεγάλο ρεύμα μέσα από το αμπερόμετρο και να το καταστρέψει.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μετρά ένταση ρεύματος (Α)· πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση· συνδέεται πάντα σε σειρά (ποτέ παράλληλα, αλλιώς καταστρέφεται)
Χρησιμότητα αμπερομετρικής τσιμπίδας
Ερώτηση: Τι εξυπηρετεί η αμπερομετρική τσιμπίδα;
Απάντηση:
- Η αμπερομετρική τσιμπίδα έχει επαγωγική κεφαλή «αρπαγής» που αγκαλιάζει τον ρευματοφόρο αγωγό.
- Επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο γύρω από τον αγωγό, που εξαρτάται από το ρεύμα, οπότε μετρά την ένταση χωρίς διακοπή του κυκλώματος και χωρίς σύνδεση σε σειρά.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η αμπερομετρική τσιμπίδα είναι ένα όργανο με επαγωγική κεφαλή τύπου «αρπαγής», το οποίο εξυπηρετεί στη μέτρηση της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος χωρίς να χρειάζεται να διακόψουμε το κύκλωμα για να συνδέσουμε το όργανο σε σειρά, όπως απαιτεί το κλασικό αμπερόμετρο. Η επαγωγική κεφαλή ανοίγει και «αγκαλιάζει» τον ρευματοφόρο αγωγό, χωρίς άμεση ηλεκτρική επαφή μαζί του, και επηρεάζεται από την ένταση του μαγνητικού πεδίου που τον περιβάλλει — καθώς η ένταση αυτού του πεδίου εξαρτάται από το ρεύμα που διαρρέει τον αγωγό, έτσι και η απόκλιση του δείκτη του οργάνου εξαρτάται από το μετρούμενο ρεύμα. Επειδή το όργανο δεν παρεμβάλλεται στο κύκλωμα, δεν υπάρχει ο κίνδυνος καταστροφής του που υπάρχει όταν συνδέουμε κλασικό αμπερόμετρο σε κύκλωμα που έχει ήδη κάψει ασφάλεια (σχήμα 4.8: μέτρηση του ρεύματος στο κύκλωμα του εκκινητή).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μετρά ένταση ρεύματος χωρίς να απαιτείται διακοπή του κυκλώματος — «αγκαλιάζει» τον αγωγό και επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο γύρω του
Όργανο ελέγχου φόρτισης μπαταρίας και ερμηνεία ενδείξεων
Ερώτηση: Με ποιο όργανο ελέγχεται η φόρτιση της μπαταρίας; Τι συμπεράσματα βγάζουμε από τις ενδείξεις τους;
Απάντηση:
- Η φόρτιση ελέγχεται με το ενδεικτικό λαμπάκι του πίνακα οργάνων και συμπληρωματικά με αμπερόμετρο.
- Βελόνα σε θετικές τιμές: η μπαταρία φορτίζεται (στα πρώτα λεπτά μετά τη μίζα ψηλά, μετά σταθερή αργή φόρτιση).
- Βελόνα σε αρνητικές τιμές: η μπαταρία εκφορτίζεται και το πρόβλημα πρέπει να αντιμετωπιστεί άμεσα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η φόρτιση της μπαταρίας ελέγχεται μέσω του ενδεικτικού λαμπακιού στον πίνακα οργάνων (ταμπλό), το οποίο πολλές φορές συμπληρώνεται, για τον ίδιο σκοπό, και από ένα αμπερόμετρο. Από την ένδειξη του αμπερόμετρου βγάζουμε τα εξής συμπεράσματα: αν η βελόνα κινείται στην περιοχή θετικών τιμών, αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία φορτίζεται — χαρακτηριστικά, στα πρώτα λεπτά μετά τη λειτουργία της μίζας η ένδειξη βρίσκεται ψηλά και μετά κατεβαίνει σταθερά δείχνοντας μια αργή φόρτιση. Αν, αντίθετα, η βελόνα κινείται στην περιοχή αρνητικών τιμών, αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία εκφορτίζεται, δηλαδή παρέχει περισσότερη ενέργεια απ' όση λαμβάνει — κάτι που πρέπει να αντιμετωπιστεί άμεσα, διαφορετικά το αυτοκίνητο σύντομα θα «μείνει από μπαταρία». Συμπληρωματικά, με το βολτόμετρο του πίνακα οργάνων «διαβάζουμε» την κατάσταση του συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας: υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας πρέπει να δείχνει τουλάχιστον 13V.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Με ενδεικτικό λαμπάκι στο ταμπλό και συμπληρωματικά αμπερόμετρο· ένδειξη σε θετικές τιμές = μπαταρία φορτίζεται, σε αρνητικές τιμές = εκφορτίζεται (χρειάζεται άμεση αντιμετώπιση)
Χαρακτηριστικά και σύνδεση βολτόμετρου
Ερώτηση: Ποια τα χαρακτηριστικά στοιχεία ενός βολτόμετρου; Πώς συνδέεται σε ένα κύκλωμα;
Απάντηση:
- Το βολτόμετρο μετρά ΗΕΔ ή τάση σε V μεταξύ δύο σημείων και έχει πάρα πολύ μεγάλη εσωτερική αντίσταση.
- Συνδέεται πάντα παράλληλα (π.χ. στα άκρα του καταναλωτή)· σε σύνδεση σε σειρά μειώνει το ρεύμα και δίνει λανθασμένη ένδειξη. Στα αναλογικά όργανα και στο Σ.Ρ. τηρούμε την πολικότητα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το βολτόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ηλεκτρεγερτικής δύναμης (ΗΕΔ) ή της τάσης μεταξύ δύο σημείων ενός κυκλώματος, σε Βολτ (V). Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι έχει πάρα πολύ μεγάλη εσωτερική αντίσταση. Λόγω αυτού, συνδέεται πάντα παράλληλα στο κύκλωμα, π.χ. στα άκρα του καταναλωτή που εξετάζουμε, χωρίς να χρειάζεται καμία διακοπή του κυκλώματος. Αν το βολτόμετρο συνδεθεί κατά λάθος σε σειρά, η μεγάλη αντίσταση που θα παρεμβληθεί στο κύκλωμα θα μειώσει σημαντικά το ρεύμα που το διαρρέει, με αποτέλεσμα η ένδειξη του οργάνου να είναι εντελώς λανθασμένη. Όπως και με το αμπερόμετρο, σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος πρέπει να τηρείται η σωστή πολικότητα κατά τη σύνδεση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μετρά τάση/ΗΕΔ (V)· πάρα πολύ μεγάλη εσωτερική αντίσταση· συνδέεται πάντα παράλληλα (ποτέ σε σειρά, αλλιώς λανθασμένη ένδειξη)
Μεταβολή ενδείξεων με πλήρη φορτίο καταναλώσεων
Ερώτηση: Αν ενεργοποιήσουμε όλες τις καταναλώσεις του αυτοκινήτου, θα παρατηρήσουμε μεταβολή στις ενδείξεις των οργάνων (αμπερόμετρου, βολτόμετρου). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
Απάντηση:
- Με όλες τις καταναλώσεις σε λειτουργία αυξάνεται η συνολική ένταση που ζητείται από το σύστημα φόρτισης και τη μπαταρία.
- Το αμπερόμετρο δείχνει μικρότερη φόρτιση ή και εκφόρτιση (αρνητικές τιμές), αν η παραγωγή δεν επαρκεί.
- Λόγω του μεγαλύτερου ρεύματος αυξάνονται οι πτώσεις τάσης, οπότε το βολτόμετρο δείχνει μικρή μείωση της τάσης.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, θα παρατηρήσουμε σαφή μεταβολή και στα δύο όργανα. Ενεργοποιώντας ταυτόχρονα όλες τις καταναλώσεις του αυτοκινήτου (φώτα, ανεμιστήρα θέρμανσης, υαλοκαθαριστήρες, ραδιόφωνο κ.λπ.), αυξάνεται σημαντικά η συνολική ζήτηση ρεύματος από το σύστημα φόρτισης και τη μπαταρία. Στο αμπερόμετρο, αυτό θα φανεί ως αύξηση της έντασης του ρεύματος που παρέχεται προς τις καταναλώσεις — αν η γεννήτρια/εναλλάκτης δεν επαρκεί πλέον να καλύψει όλο το φορτίο, η βελόνα του αμπερόμετρου μπορεί να μετακινηθεί προς την περιοχή αρνητικών τιμών, δείχνοντας ότι η μπαταρία συνεισφέρει επιπλέον ενέργεια (εκφορτίζεται). Στο βολτόμετρο, η αυξημένη ζήτηση ρεύματος, σε συνδυασμό με την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας/γεννήτριας και των αγωγών, θα προκαλέσει μια μικρή πτώση της ένδειξης της τάσης, καθώς η τάση στα άκρα του συστήματος μειώνεται ελαφρώς όσο αυξάνεται το φορτίο που τροφοδοτείται.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ναι — η ζήτηση ρεύματος αυξάνεται, οπότε το αμπερόμετρο δείχνει μεγαλύτερη κατανάλωση (ενδεχομένως προς εκφόρτιση αν δεν επαρκεί η γεννήτρια) και το βολτόμετρο δείχνει μικρή πτώση τάσης λόγω του αυξημένου φορτίου
Μεταβολή ενδείξεων κατά την εκκίνηση
Ερώτηση: Κατά την εκκίνηση του αυτοκινήτου, παρατηρείται μεταβολή στις ενδείξεις αμπερόμετρου και βολτόμετρου. Γιατί συμβαίνει αυτό;
Απάντηση:
- Κατά την εκκίνηση ο εκκινητής (μίζα) παίρνει από τη μπαταρία πολύ μεγάλη ένταση για λίγο χρόνο.
- Το αμπερόμετρο δείχνει έντονη εκφόρτιση (αρνητικές τιμές) και το βολτόμετρο στιγμιαία πτώση της τάσης.
- Όταν ο κινητήρας πάρει μπρος, αρχίζει η φόρτιση και οι ενδείξεις επανέρχονται (θετική φόρτιση, τάση τουλάχιστον 13V).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αυτό συμβαίνει γιατί κατά την εκκίνηση ο εκκινητήρας (μίζα) απορροφά από τη μπαταρία μια πάρα πολύ μεγάλη ένταση ρεύματος για ελάχιστο χρονικό διάστημα, ώστε να αναπτύξει την απαιτούμενη ροπή για να περιστρέψει τον κινητήρα. Στο αμπερόμετρο, αυτή η στιγμιαία τεράστια κατανάλωση ρεύματος εμφανίζεται ως απότομη μετακίνηση της βελόνας προς τις αρνητικές τιμές (η μπαταρία εκφορτίζεται έντονα, δίνοντας ρεύμα εκατοντάδων Ampere). Στο βολτόμετρο, η τεράστια αυτή ζήτηση ρεύματος, σε συνδυασμό με την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας και των αγωγών τροφοδοσίας του εκκινητήρα, προκαλεί μια απότομη και σημαντική πτώση της τάσης στα άκρα της μπαταρίας, η οποία εμφανίζεται σαν παροδική «βύθιση» της ένδειξης του βολτόμετρου κατά τη διάρκεια της εκκίνησης. Μόλις ο κινητήρας «πιάσει» και ξεκινήσει η φόρτιση από τη γεννήτρια/εναλλάκτη, και τα δύο όργανα επιστρέφουν σε φυσιολογικές τιμές (αμπερόμετρο σε θετική φόρτιση, βολτόμετρο πάνω από τα 13V).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ο εκκινητήρας απορροφά πολύ μεγάλη στιγμιαία ένταση από τη μπαταρία — το αμπερόμετρο δείχνει απότομη εκφόρτιση και το βολτόμετρο σημαντική στιγμιαία πτώση τάσης, μέχρι να αρχίσει η φόρτιση από τη γεννήτρια
Τι ελέγχεται με το ωμόμετρο
Ερώτηση: Τι ελέγχουμε με το ωμόμετρο;
Απάντηση:
- Το ωμόμετρο μετρά την αντίσταση (σε Ω) ενός εξαρτήματος ή τμήματος κυκλώματος και χρησιμοποιείται συχνά για έλεγχο συνέχειας: ∞ = ανοικτό κύκλωμα, 0 = κλειστό κύκλωμα.
- Έχει δική του εσωτερική πηγή, γι’ αυτό το εξάρτημα πρέπει να είναι εκτός τάσης και με τον έναν ακροδέκτη αποσυνδεδεμένο· στο αναλογικό όργανο γίνεται πρώτα ρύθμιση του μηδενός.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Με το ωμόμετρο ελέγχουμε την αντίσταση, σε Ω (Ohm), που παρουσιάζει ένα εξάρτημα ή ένα τμήμα ενός κυκλώματος στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Πολύ συχνά το χρησιμοποιούμε ειδικότερα για τον έλεγχο της συνέχειας ενός κυκλώματος: μια ένδειξη άπειρης αντίστασης (∞) σημαίνει ότι το κύκλωμα είναι ανοικτό (υπάρχει διακοπή), ενώ μια ένδειξη μηδενικής αντίστασης (0) σημαίνει ότι το κύκλωμα είναι κλειστό (πλήρης συνέχεια). Στην πράξη, με την κατάλληλη επιλογή κλίμακας του οργάνου, μπορούμε να μετρήσουμε αντιστάσεις από μερικά Ω μέχρι και εκατομμύρια Ω (ΜΩ). Πριν από κάθε μέτρηση, το κύκλωμα ή το εξάρτημα πρέπει να είναι εκτός τάσης, με τον έναν ακροδέκτη αποσυνδεδεμένο, ώστε να αποφεύγονται τυχόν παράλληλες διαδρομές που θα έδιναν λανθασμένη ένδειξη.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Την αντίσταση (σε Ω) ενός εξαρτήματος/τμήματος κυκλώματος· ειδικά χρησιμοποιείται για έλεγχο συνέχειας (∞ = ανοικτό κύκλωμα, 0 = κλειστό κύκλωμα)
Δυνατότητες πολύμετρου
Ερώτηση: Τι δυνατότητες έχει ένα πολύμετρο;
Απάντηση:
- Το πολύμετρο συνδυάζει αμπερόμετρο, βολτόμετρο και ωμόμετρο: μετρά τάσεις (Σ.Ρ./Ε.Ρ.), εντάσεις (Σ.Ρ./Ε.Ρ.) και ωμικές αντιστάσεις.
- Η λειτουργία επιλέγεται με υποδοχές-ακροδέκτες ή με περιστροφικό επιλογέα· μερικά μετρούν και συχνότητα, στροφές, γωνία επαφής (dwell) και ελέγχουν διόδους και πολλαπλασιαστή.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το πολύμετρο είναι ένα σύνθετο όργανο, το οποίο συνδυάζει σε ένα ενιαίο εργαλείο τις λειτουργίες τριών βασικών οργάνων: του αμπερόμετρου (μέτρηση έντασης ρεύματος, τόσο συνεχούς όσο και εναλλασσόμενου), του βολτόμετρου (μέτρηση τάσης, επίσης Σ.Ρ. και Ε.Ρ.) και του ωμόμετρου (μέτρηση ωμικών αντιστάσεων). Η επιλογή της επιθυμητής λειτουργίας γίνεται είτε μέσω διαφορετικών υποδοχών-ακροδεκτών που διαθέτει το όργανο, είτε με την αλλαγή θέσης ενός περιστροφικού επιλογέα. Πέρα από τις βασικές αυτές τρεις λειτουργίες, ορισμένα πολύμετρα προσφέρουν επιπλέον δυνατότητες, όπως μέτρηση συχνότητας, μέτρηση στροφών κινητήρα, μέτρηση γωνίας επαφής (dwell), καθώς και έλεγχο της κατάστασης διόδων και του πολλαπλασιαστή ανάφλεξης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μετρά τάσεις (Σ.Ρ./Ε.Ρ.), εντάσεις (Σ.Ρ./Ε.Ρ.) και αντιστάσεις — συνδυάζει αμπερόμετρο/βολτόμετρο/ωμόμετρο· ορισμένα μετρούν επιπλέον συχνότητα, στροφές, γωνία επαφής, κατάσταση διόδων/πολλαπλασιαστή
Βασικές αιτίες βραχυκυκλώματος
Ερώτηση: Ποιες είναι οι βασικές αιτίες πρόκλησης βραχυκυκλώματος;
Απάντηση:
- Βραχυκύκλωμα είναι η εμφάνιση μικρής έως μηδενικής αντίστασης στο κύκλωμα ή σε τμήμα του, οπότε περνά μεγάλο ρεύμα.
- Προκαλείται από αθέλητη γείωση λόγω καταστροφής της μόνωσης των αγωγών ή των καταναλωτών, και από λανθασμένη σύνδεση.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι δύο βασικές αιτίες πρόκλησης βραχυκυκλώματος σε ένα κύκλωμα αυτοκινήτου είναι, πρώτον, η αθέλητη γείωση, η οποία προκαλείται από την καταστροφή της μόνωσης των αγωγών ή των ίδιων των καταναλωτών, με αποτέλεσμα κάποιο ρευματοφόρο σημείο να έρχεται σε επαφή με το γειωμένο μεταλλικό αμάξωμα· και δεύτερον, η λανθασμένη σύνδεση. Και στις δύο περιπτώσεις, το ρεύμα παρακάμπτει τον καταναλωτή και, επειδή το κύκλωμα εμφανίζει σχεδόν μηδενική αντίσταση, διέρχεται πολύ μεγάλη ποσότητα ρεύματος, ικανή να κάψει την ασφάλεια του κυκλώματος ή, αν αυτή λείπει ή έχει αντικατασταθεί με απαράδεκτο τρόπο, να λιώσει καλώδια και να προκαλέσει φωτιά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αθέλητη γείωση (καταστροφή μόνωσης αγωγών/καταναλωτών) και λανθασμένη σύνδεση
Παράγοντες πτώσης τάσης και αποδεκτό όριο
Ερώτηση: Από τι εξαρτάται η προκαλούμενη σε ένα κύκλωμα πτώση τάσης; Ποιο μέγεθός της είναι αποδεκτό;
Απάντηση:
- Η πτώση τάσης σε έναν αγωγό οφείλεται στην αντίστασή του R = ρ·l/s, άρα εξαρτάται από το υλικό (ειδική αντίσταση ρ), το μήκος l και τη διατομή s του αγωγού, καθώς και από την ένταση του ρεύματος που τον διαρρέει (U = R·I).
- Αποδεκτή πτώση τάσης: έως 2,5% της ονομαστικής τάσης· για 12V: 2,5 × 12 / 100 = 0,3 V.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πτώση τάσης που προκαλείται σε έναν αγωγό ενός κυκλώματος εξαρτάται από την αντίστασή του, η οποία δίνεται από τον τύπο R=ρ·l/s και επομένως εξαρτάται από τρεις παράγοντες: το υλικό του αγωγού (μέσω της ειδικής του αντίστασης ρ — στο αυτοκίνητο πρόκειται συνήθως για χαλκό, με ρ_Cu=0,018 Ω·mm²/m), το μήκος του αγωγού (όσο μεγαλύτερο το μήκος, τόσο μεγαλύτερη η αντίσταση και άρα η πτώση τάσης) και τη διατομή του αγωγού (όσο μεγαλύτερη η διατομή, τόσο μικρότερη η αντίσταση, άρα μικρότερη η πτώση τάσης). Το αποδεκτό μέγεθος της πτώσης τάσης, κάτω από κανονικές συνθήκες λειτουργίας, δεν πρέπει να ξεπερνά το 2,5% της ονομαστικής τάσης λειτουργίας του κυκλώματος ή της τάσης της πηγής (του συσσωρευτή) — για ένα σύνηθες σύστημα 12V αυτό αντιστοιχεί σε μέγιστη αποδεκτή πτώση τάσης περίπου 0,3V.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Εξαρτάται από το υλικό (ειδική αντίσταση), το μήκος και τη διατομή του αγωγού (R=ρ·l/s)· αποδεκτό όριο: έως 2,5% της ονομαστικής τάσης — περίπου 0,3V σε σύστημα 12V
