Влияние площади контакта и сечения провода на величину стартерного тока | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №3 (107) февраль-1 2016 г.

Дата публикации: 02.02.2016

Статья просмотрена: 326 раз

Библиографическое описание:

Иванов Н. К., Шаякбаров И. Э. Влияние площади контакта и сечения провода на величину стартерного тока // Молодой ученый. — 2016. — №3. — С. 103-107. — URL https://moluch.ru/archive/107/25812/ (дата обращения: 22.02.2019).

 

В данной статье рассматривается влияние параметров проводов для прикуривания на величину стартерного тока.

Ключевые слова: ток, аккумуляторная батарея, провода.

 

This article examines the impact of the parameters of wires for lighting the value of the starter current.

Keywords: current, battery, wires.

 

Самым сложным периодом эксплуатации автомобиля в наших условиях является зима. В это время на автомобиль влияют низкие температуры воздуха, повышенная влажность, перепады температур. Так как в автомобиле достаточно много составляющих, имеющих в своей структуре воду или жидкости, то влияние этого фактора является существенным. Большое влияние температура оказывает на масло двигателя и коробки передач из-за загустевшего масла, что затрудняет запуск двигателя. Так же низкая температура влияет на топливную систему автомобилей с дизельными двигателями, заправляющиеся дизельным топливом, имеющим в своем составе парафины, замерзающие при низких температурах и засоряющие топливную систему. [2] Часто выходят из строя резиновые уплотнители и патрубки, которые трескаются из-за перепада температур. Следующей неисправностью, часто возникающей в зимний период, является неисправность электрооборудования (генератор, стартеры) из-за окисления контактов (из-за скопления конденсата) и замыкания проводов из-за потрескавшейся изоляции проводов. [1]

Наиболее распространенная неисправность автомобиля в зимний период — это разряд аккумуляторной батареи. Завести такой автомобиль можно несколькими способами. Самым простым и распространенным способом является «прикуривание» от исправного аккумулятора. Однако не всегда получается «прикурить», а главным образом это зависит от проводов «для прикуривания». На рынках достаточно большой ассортимент проводов «для прикуривания» с различными сечениями провода, площадями контакта, усилиями пружины (прижимная сила). В статье мы рассматриваем вопрос — какие провода лучше подходят для этого процесса.

Основными параметрами проводов для прикуривания являются площадь контакта «крокодилов» и площадь поперечного сечения проводов. Величина тока в проводах зависит от величин сопротивления в крокодилах и проводах. Общее сопротивление будет равно:

(1)

где Rпр — сопротивление в проводах (цифра перед ним обозначает количество проводов); Rзаж — сопротивление в зажимах (цифра перед ним обозначает количество зажимов).

Провод для прикуривания состоит из двух крокодилов и провода. Если рассмотреть зажим, то мы увидим, что он состоит из нескольких зубчиков (рис. 1).

Рис. 1. Схема зажима с зубчиком

 

Предположим, что зуб под действием прижимной силы пружины зуб входит в клемму на высоту h. Тогда площадь контакта одного зуба равна:

(2)

Суммарное пятно контакта зажима будет равно:

,

где z — число зубьев.

Так же сечение может иметь иную форму (рис.2).

Рис. 2. Схема зажима с прямоугольной поверхностью

 

При этом поверхность контакта будет иметь вид прямоугольника с длиной b и шириной a. При этом длина b определяется как длина дуги по формуле:

(3)

где R — радиус окружности, n — угол дуги в градусах.

Тогда площадь контакта равна:

(4)

Суммарная площадь при этом равна:

где z — число зубьев.

Увеличение площади позволяет увеличить количество электронов, проходящих через сечение за промежуток времени. Увеличение количества электронов ведет к увеличению плотности тока, которую определяют по формуле:

(5)

где q — одиночный заряд(Кл), n — количество зарядов(шт), U — скорость зарядов (м/с).

Так же на силу тока влияет величина сечения провода для прикуривания. Сечение представляет собой окружность диаметром D. Тогда по формуле площади окружности:

(6)

Чтобы понять значение площади сечения провода, обратимся к формуле Ома, которая гласит:

(7)

Теперь обратимся к формуле определения сопротивления R:

(8)

где ρ — это удельное сопротивление материала проводника (определена для всех материалов опытным путем), L — длина проводника, S — площадь поперечного сечения проводника.

Подставляя формулу (6) в формулу (8), получаем

(9)

Подставляя полученную формулу (9) в формулу (7), получаем

(10)

Необходимо учитывать прижимную силу пружины, установленной в крокодилах (рис.3)

Рис. 3. Схема системы пружины, установленной в крокодилах

 

Систему пружины можно представить как равенство моментов, то есть каждый усик — это плечо, на конце которого действует сила. Опытным путем было доказано что усилия на концах усиков возрастает с увеличением угла между ними.

Для практической части исследования были проведены испытания трех видов проводов: штатные провода, провода с тонким и толстым сечениями. Параметры этих проводов представлены в таблице 1.

 

Таблица 1

Параметры проводов

Параметры

Стандартные провода

Провода тонкого сечения

Диаметр провода, мм

8

4

Площадь поперечного сечения, мм2

50

13

Площадь контакта клеммы аккумуляторной батареи с клеммами проводов, мм2

801

147

 

В ходе испытаний была сымитирована нагрузка, повторяющая запуск автомобиля. В это время были измерены силы тока и напряжения аккумуляторной батареи и напряжение нагрузки. Результаты испытаний проводов приведены в таблице 2 и на их основе были построены графики зависимостей (рис. 4, 5, 6).

 

Таблица 2

Результаты испытаний проводов

 

Рис. 4. График сил тока

 

Рис. 5. График напряжений аккумуляторной батареи

 

Рис. 6. График напряжений на нагрузке

 

Синие графики — графики, относящиеся к данным по зажимам; красные графики — графики, относящиеся к данным по толстым проводам; зеленые графики — графики, относящиеся к данным по тонким проводам.

На основании графиков и данных из таблицы можно сказать, что лучше всего со своей задачей справились стандартные зажимы. Это зависит от нескольких факторов. Во-первых, это хороший контакт между зажимом и клеммой аккумуляторной батареи, что в свою очередь приводит к уменьшению потерь в точке контакта.

Проведены опыты и построены графики по исследованию проводов «для прикуривания». Сделан обзор отказов автомобилей в зимний период, на основе выполненных исследований решена важная научно-практическая задача влияния зимнего периода эксплуатации на формирование потока неисправностей автомобилей. Установлен перечень факторов, которые необходимо учитывать при выборе проводов для «прикуривания» с научной и технической стороны.

 

Литература:

 

  1.                Кузнецов Е. С., Воронов В. П., Болдин А. П. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов 3-е изд., перераб. и доп. — М: Транспорт, 1991. — 413с.
  2.                http://autonewsmonitoring.info
Основные термины (генерируются автоматически): аккумуляторная батарея, провод, площадь контакта, зимний период, перепад температур, график напряжений, прижимная сила пружины, сила тока, схема зажима, результат испытаний проводов.


Ключевые слова

ток, аккумуляторная батарея, провода.

Похожие статьи

Модернизация схемы испытания тяговых двигателей...

Первая предлагаемая схема испытаний, предназначенная для проведения испытаний тяговых двигателей постоянного тока методом взаимной

Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются...

Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ

Рис. 1. Схема замещения для расчета наведенных напряжений на участке ВЛ, заземленной в двух точках.

Результаты расчета по программе наведенного напряжения вотключенной ВЛ 0,38кВ при влиянии ВЛ 10кВ.

Максимальная сила тока на ВЛ, А.

Нечеткое управление элементом Пельтье | Статья в журнале...

Поток тепла в элементе Пельтье изменяется в зависимости от силы тока, проходящего через место контакта.

Полученные результаты будут использованы при создании расширенных регуляторов для батареи Пельтье.

Влияние недостаточной производительности конденсатора на...

Таким образом, перепад между температурой воздуха на выходе из конденсатора и температурой на входе в него повышается, и этот перепад будет тем больше, чем сильнее падает расход воздуха.

Сила электрического тока I = 14,6А. Электрическое напряжение 220В.

Обеспечение электродинамической стойкости силовых...

Главная причина возникновения больших осевых сил — не симметрия обмоток ВН и НН.

При изготовлении обмотки должны быть обеспечены достаточный натяг провода и плотная намотка витков.

Одновременно осциллографируется ток (или напряжение) на измерительных...

Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ...

Оно проявляется в появлении на отключенной ВЛ продольной электродвижущей силы (ЭДС)

Перебором вариантов заземления или разземления проводов и подключения измерительного прибора выбирается схема с максимальным значением наведенного напряжения.

Обзор методов оценки заряженности стартерных...

В состав датчика входит электронный блок обработки данных на печатной плате, датчик температуры клеммы аккумуляторной батареи и резистор, по силе тока на котором и определяется степень заряженности аккумуляторной батареи.

Неисправности батарей статических конденсаторов, возникающих...

При более высоких частотах гармоник опасность перегрузки батарей по току снижается, так как электродвижущая сила (ЭДС) источников

В нормальных режимах работы эквивалентное действующее значение напряжения на зажимах батареи конденсаторов незначительно...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Модернизация схемы испытания тяговых двигателей...

Первая предлагаемая схема испытаний, предназначенная для проведения испытаний тяговых двигателей постоянного тока методом взаимной

Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются...

Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ

Рис. 1. Схема замещения для расчета наведенных напряжений на участке ВЛ, заземленной в двух точках.

Результаты расчета по программе наведенного напряжения вотключенной ВЛ 0,38кВ при влиянии ВЛ 10кВ.

Максимальная сила тока на ВЛ, А.

Нечеткое управление элементом Пельтье | Статья в журнале...

Поток тепла в элементе Пельтье изменяется в зависимости от силы тока, проходящего через место контакта.

Полученные результаты будут использованы при создании расширенных регуляторов для батареи Пельтье.

Влияние недостаточной производительности конденсатора на...

Таким образом, перепад между температурой воздуха на выходе из конденсатора и температурой на входе в него повышается, и этот перепад будет тем больше, чем сильнее падает расход воздуха.

Сила электрического тока I = 14,6А. Электрическое напряжение 220В.

Обеспечение электродинамической стойкости силовых...

Главная причина возникновения больших осевых сил — не симметрия обмоток ВН и НН.

При изготовлении обмотки должны быть обеспечены достаточный натяг провода и плотная намотка витков.

Одновременно осциллографируется ток (или напряжение) на измерительных...

Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ...

Оно проявляется в появлении на отключенной ВЛ продольной электродвижущей силы (ЭДС)

Перебором вариантов заземления или разземления проводов и подключения измерительного прибора выбирается схема с максимальным значением наведенного напряжения.

Обзор методов оценки заряженности стартерных...

В состав датчика входит электронный блок обработки данных на печатной плате, датчик температуры клеммы аккумуляторной батареи и резистор, по силе тока на котором и определяется степень заряженности аккумуляторной батареи.

Неисправности батарей статических конденсаторов, возникающих...

При более высоких частотах гармоник опасность перегрузки батарей по току снижается, так как электродвижущая сила (ЭДС) источников

В нормальных режимах работы эквивалентное действующее значение напряжения на зажимах батареи конденсаторов незначительно...

Задать вопрос