Đang tải... (xem toàn văn)
Chương I : Căn bản về hệ thống điện điện tử ô tô ̣ ( 6 chương tất cả ) Xe ô tô hiện đại sử dụng kết hợp nhiều thiết bị điện, điện tử và hệ thống thông minh: • Âm thanh • Đèn chiếu sáng • Điều khiển động cơ • Kiểm soát truyền động • Hệ thống phanh và kiểm soát lực kéo ( TCS ) Cần biết các khái niệm thiết yếu về điện để khắc phục sự cố về các thành phần này và các mạch điện khác.
14145011 CHƯƠNG II: CĂN BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Ô TÔ GIỚI THIỆU CHUNG - Điện dạng lượng cung cấp dòng điện Đơi gọi lực "vơ hình" thân lượng khơng nhìn thấy, nghe, chạm, ngửi Tuy nhiên, ảnh hưởng điện dễ dàng thấy được: ánh sáng từ bóng đèn, - động quay, tẩu mồi thuốc nóng đỏ, còi kêu tạo tiếng ồn, Tác động điện nghe thấy, cảm nhận Hình 2.1 Ảnh hưởng điện dễ dàng cảm nhận 14145011 - Xe ô tô đại sử dụng kết hợp nhiều thiết bị điện, điện tử hệ thống thơng minh: • Âm • Đèn chiếu sáng • Điều khiển động • Kiểm sốt truyền động • Hệ thống phanh kiểm sốt lực kéo ( TCS ) - Cần biết khái niệm thiết yếu điện để khắc phục cố thành phần mạch điện khác 14145011 Hình 2.2 Các thiết bị điện, điện tử ô tô ELCTRON VÀ CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ - Thuyết electron giúp giải thích điện Cơ sở xây dựng vật chất, thứ có khối lượng chiếm khơng gian, ngun tử Tất vật chất - rắn, lỏng khí tạo thành từ phân tử, nguyên tử liên kết với Những nguyên tử hạt nhỏ mà nguyên tố chất phân chia mà khơng làm tính chất Chỉ có khoảng 100 ngun tử khác tạo nên 14145011 thứ giới Các tính làm cho nguyên tử khác với nguyên tử khác xác định tính chất điện Hình 2.3 Ngun tử 2.1 CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ - Nguyên tử cấu tạo gồm hạt nhân mang điện dương nằm trung tâm êlectron mang điện âm chuyển động xung quanh Hạt nhân có cấu tạo gồm hai loại hạt notron khơng mang điện proton mang điện tích dương Hydro có nguyên tử đơn giản với proton hạt nhân electron quay xung quanh Hình 2.4 Cấu trúc nguyên tử Hidro 2.2 NGUYÊN TỬ & BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH 14145011 - Mỗi hạt ngun tử có điện tích Electron mang điện tích âm (-) Các proton mang - điện tích dương Nơtron khơng có điện tích Trong ngun tử cân bằng, số electron số proton Sự cân điện tích âm dương trái dấu giữ nguyên tử lại với Các proton dương giữ electron quỹ đạo Lực ly tâm ngăn cản electron chuyển động vào Và, neutron triệt tiêu lực đẩy proton để giữ lõi nguyên tử lại với (hình 1.5) Hình 2.5 Các neutron triệt tiêu lực đẩy proton 2.3 ION DƯƠNG (+) VÀ ION ÂM (-) ( PROTON & ELECTRON ) - Nếu nguyên tử nhận electron, trở thành ion âm Nếu nguyên tử electron, trở thành ion dương Các ion dương hút electron từ nguyên tử lân cận trở nên cân Điều gây dịng điện Hình 2.6 dịch chuyển ion gây dịng điện 2.4 DỊNG ĐIỆN ELECTRON 14145011 - Số electron quỹ đạo ngồi (vịng ngồi vịng hóa trị) định khả dẫn điện nguyên tử Các điện tử vòng gần lõi hơn, bị thu hút mạnh proton, gọi điện tử liên kết Các electron vịng ngồi xa lõi, - bị proton hút mạnh hơn, gọi electron tự Các electron giải phóng lực ma sát, nhiệt, ánh sáng, áp suất, tác dụng hóa học tác dụng từ trường Các điện tử giải phóng di chuyển khỏi sức điện động, hay EMF ("lực di chuyển điện tử"), từ nguyên tử sang nguyên tử khác Dịng electron tự tạo thành dịng điện (hình 1.7) Hình 2.7 Sự dịch chuyển dịng electron • Ví dụ: Hạt nhân germanium nguyên tử có 32 proton Xác định số electron lớp lớp 14145011 Hình 2.8 Hình minh họa ngun cấu trúc tử 2.5 VẬT DẪN ĐIỆN VÀ CHẤT CÁCH ĐIỆN - Điện tích tự điện tích Ví dụ: kim loại chứa electron tự do, di chuyển từ điểm đến điểm dung dịch axit, bazo, muối chứa ion khác vật dẫn tự do… chất dẫn điện • Vật (chất) dẫn điện vật (chất): có • Vật (chất) cách điện: khơng chứa chứa nhiều điện tích tự chứa điện tích tự 14145011 Ví dụ: khơng khí khơ, thủy tinh, sứ, cao su… chất cách điện • Chất bán dẫn: Vật liệu có electron vịng ngồi ngun tử gọi chất bán dẫn Chất bán dẫn dẫn điện không tốt, chất cách điện tốt Chất bấn dẫn baogồm cacbon, gecmani silic Hình 2.9 Dẫn điện Cách điện chất bán dẫn THUYẾT VỀ DÒNG ĐIỆN - Hai lý thuyết mơ tả dịng điện Lý thuyết thơng thường, thường sử dụng cho hệ thống ô tơ, cho biết dịng điện chạy từ cực dương(+) đến cực (-) electron dư thừa chảy từ vùng cao đến vùng thấp (-) Còn thuyết electron, thường sử dụng cho thiết bị, linh kiện điện tử, cho biết dòng điện chạy từ (-) đến (+) electron dư thừa gây vùng có điện âm (-) chảy phía vùng thiếu - electron, vùng có điện dương (+) , để cân điện tích Trong hướng dòng điện tạo khác biệt hoạt động số thiết bị, chẳng hạn diodes (điơt), khơng có khác biệt hướng dòng điện ba đơn vị: điện áp, dòng điện điện trở Hình 2.10 Chiều dịng điện theo thuyết electron dịng điện thơng thường CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN Thuật ngữ điện - Điện cân cân đếm Tuy nhiên, số ảnh hưởng tác động điện đo lường Những hoạt động sử dụng để mơ tả điện; điện áp, dịng điện, điện trở cơng suất - Để dễ hình dung ta ví đại lượng sau: • Điện áp áp suất điện ( Volt ) • Dịng điện chiều dịng áp lực ( Amp ) • Điện trở vật cản làm cho dòng chảy bị chậm lại ( Ohm ) 2.6 ĐIỆN ÁP, ĐIỆN THẾ, HIỆU ĐIỆN THẾ - Ký hiệu: U, Đơn vị tính: Volt (ký hiệu: V) Chung quanh vật thể mang điện có phạm vi tác dụng điện lực gọi điện trường Để khả dự trữ lượng điểm điện trường người ta dùng khái niệm điện ( điện áp ) - Điện áp thuật ngữ áp suất gây dịng điện chạy xun qua đường dây Hình 2.11 Áp suất điện ( điện áp ) - Để đặc trưng cho chênh lệch lượng điện cao điện thấp, người ta dùng khái niệm hiệu điện (còn gọi điện áp), ký hiệu U, đơn vị tính Vơn (V).Thường nguồn điện máy phát điện, ắc-quy, pin cung cấp Muốn sản sinh dòng điện liên tục mạch điện nguồn điện phải trì điện áp định A I B PA PB A B a) b) Hình 2.12 a) Chênh lệch dịng điện Hình 2.13 b) chênh lệch công suất - Tại điểm mạch điện có điện Hiệu điện hai điểm gọi điện áp : điện áp hai điểm A B có điện Chiều điện áp quy ước chiều từ điểm có điện cao đến điểm có điện thấp 2.7 CƯỜNG ĐỘ DỊNG ĐIỆN Kí hiệu: I , Đơn vị tính: Ampe (ký hiệu: A) • Định nghĩa: Dịng điện dịng điện tích chuyển dời có hướng tác - dụng lực điện trường Trong vật dẫn điện, điện tử tự (elektron) i-on chuyển động khơng có hướng định, vật dẫn đặt điện trường i-on dương chuyển động theo chiều điện trường i-on âm elektron chuyển động ngược chiều điện trường tạo nên dịng điện tích gọi dịng điện Hình 2.14 Chiều hiệu điện - Dịng điện dễ hình dung cường độ dòng thuật ngữ lượng dòng điện chạy qua dây dẫn thời gian định Hình 2.15 Dịng điện ampe kế đo dịng điện - Dịng điện mạch có chiều qui ước hướng từ nơi có điện cao sang nơi có điện thấp Chiều dòng điện ngược với chiều chuyển động điện tử (ngược với chiều dịch chuyển điện tích âm) Chiều dịng điện chiều dịch chuyển điện tích dương + - Hình 2.16 Dịng điện chất điện phân • Chiều dịng điện: Người ta quy ước chiều chuyển động điện tích (+) mạch chiều từ cực (+) đến cực (-) nguồn • Mật độ dịng điện: tỷ số dòng điện tiết diện dây dẫn ký hiệu J Trong S tiết diện dây dẫn 2.8 ĐIỆN TRỞ Kí hiệu: R , Đơn vị tính: Ơm (ký hiệu: Ω) - Điện trở ngăn lại dịng điện Ví "ma sát" dòng điện Điện trở làm chậm dòng điện chạy qua Mọi thành phần mạch điện có điện trở Và, điện trở thay đổi - lượng điện thành dạng lượng khác - nhiệt, ánh sáng, chuyển động Điện trở đo ohms Một đồng hồ đo đặc biệt, gọi ohmmeter, đo điện trở thiết bị ohms khơng có dịng điện chạy qua Hình 2.17 Điện trở ngăn cản lại dòng điện - Điện trở đại lượng vật lý đặc trưng cho cản trở dịng điện vật mang điện 2.9 CƠNG SUẤT Hình 2.18 Hình minh họa cơng suất Cơng suất đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực công người máy Đơn vị công suất W ( Watt) Cơng thức tính cơng suất : 2.10 NĂNG LƯỢNG Năng lượng cho đại lượng đặc trưng cho khả sinh cơng vật Hình 2.19 Hình minh họa lượng Cơng thức tính lượng: W = Ví dụ 1: hình 2.20 V + Hình 20 Khi chưa đóng khóa K, đèn khơng sáng dòng chạy qua đồng hồ đo Volt Khi đóng cơng tắc, đèn sáng => Vd 2: HÌNH 2.21 Tính I, biết đèn có thơng số I = ? (A) U = 12 V + Hình 21 Cách 1: Cách 2: ... dẫn điện • Vật (chất) dẫn điện vật (chất): có • Vật (chất) cách điện: khơng chứa chứa nhiều điện tích tự chứa điện tích tự 14145011 Ví dụ: khơng khí khơ, thủy tinh, sứ, cao su… chất cách điện. .. diodes (? ?iơt), khơng có khác biệt hướng dịng điện ba đơn vị: điện áp, dòng điện điện trở Hình 2.10 Chiều dịng điện theo thuyết electron dịng điện thơng thường CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN Thuật ngữ điện - Điện. .. suất điện ( điện áp ) - Để đặc trưng cho chênh lệch lượng điện cao điện thấp, người ta dùng khái niệm hiệu điện (còn gọi điện áp), ký hiệu U, đơn vị tính Vơn (V).Thường nguồn điện máy phát điện,
