Внимание: Понимание основ теории электричества делает поиск неисправностей электрооборудования более легким. Для диагностики неисправностей электрооборудования используются различные электрические приборы. Без понимания основ будет трудно понимать процедуры измерений.
Электричество — это поток электронов, гипотетических частиц, которые составляют основу электрического «вещества». В сравнении с водой, текущей по трубе, представим, что электроны — это вода. Так как поток воды может быть измерен (т.е. его характеристики), то и характеристики потока электронов тоже могут быть измерены. Единица измерения тока - ампер (А). Амперметр измеряет количество электричества, протекающего в цепи за единицу времени. Как и давление воды измеряется в единицах — Па (Паскаль), Н/м² (ньютон на квадратный метр) и т.д., так и напряжение электричества измеряется в вольтах (В). Когда два провода вольтметра присоединяются к двум точкам электрической цепи с различным электрическим потенциалом, ток проходит через вольтметр и дает показание вольтметра, которое показывает разницу в электрическом потенциале между этими двумя точками электрической цепи, т.е. напряжение. При возрастании напряжения в цепи будет возрастать и ток, который будет зависеть не только от напряжения, но и от сопротивления цепи. Единица сопротивления — Ом, которая измеряется омметром. Омметр подобен амперметру, но имеет собственный источник напряжения, т.е. всегда дает стандартное напряжение. Реальная электрическая цепь содержит четыре основных части. Это источник напряжения (генератор или аккумуляторная батарея); провод под напряжением, который подводит достаточно высокое электрическое напряжение к компонентам, которые подключаются к цепи; нагрузка — лампы, электродвигатели, резисторы, реле, земляной провод, который переносит ток обратно к источнику тока под низким напряжением. В такой цепи имеется сопротивление между точкой, где провод под напряжением подсоединяется к нагрузке и точкой, где нагрузка заземляется. В автомобилях, где кузов сделан из стали, он используется как земляной провод для большинства электрических проводов.
Запомните, что при электрических измерениях вольтметр присоединяется параллельно проверяемой цепи (без отсоединения проводов) и измеряется разница напряжений между двумя точками, в которых находятся провода вольтметра; амперметр подсоединяется последовательно с нагрузкой (цепь размыкается в одной точке и туда подключается амперметр так, что он становится частью цепи); омметр питается от своего источника, поэтому все источники питания в цепи должны быть выключены и часть цепи, подлежащая измерению, должна соединяться с одним из проводов омметра.
Для работы любой электрической системы, она должна представлять собой замкнутую цепь, т.е. напряжение с батареи должно сделать замкнутый круг. Когда электрические компоненты работают, то напряжение приходит к ним от батареи, проходит через компоненты, заставляя их работать (например, лампа светится), и затем возвращается к батарее через заземление цепи. Этим заземлением обычно бывает металлическая часть автомобиля, на которой крепятся эти компоненты цепи.
Возможно, что продемонстрировать сказанное легче всего, присоединив лампочку двумя проводами к контактам аккумуляторной батареи. На батарее имеются два контакта — отрицательный и положительный. Если один из проводов, подходящий к электрической лампочке подсоединить к отрицательному полюсу батареи, а другой провод — к положительному полюсу, то получится замкнутая цепь. Ток от батареи подходит к клемме, от клеммы через провод подходит к лампочке, проходит через другой провод и возвращается на другую клемму батареи.
Нормальная автомобильная схема отличается от этого примера двумя вещами. Во-первых, вместо провода, по которому ток возвращается к батарее от лампочки, в автомобиле используется кузов автомобиля. Так как провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи подсоединен к кузову, а он сделан из металла, проводящего электричество, то кузов автомобиля может служить заземляющим проводом для замыкания цепи. Во-вторых, большинство автомобильных схем содержат выключатели для подключения и отключения потребителей.
Некоторые электрические компоненты, которые требуют для работы большого тока, также имеют реле в своей цепи. Так как эти приборы потребляют большой ток, то толщина подводящих напряжение проводов должна также быть больше.
Если бы большие провода отходили от потребителей цепи к контрольному выключателю на приборной панели и затем присоединялись обратно к потребителю, то в цепи имелось бы падение напряжения. Для предотвращения этого потенциального падения напряжения используются электромагнитные реле. Толстые провода подсоединяются от аккумуляторной батареи к одной стороне реле и от другой стороны реле к потребителю. Нормальное реле открыто (разомкнуто), предотвращая прохождение тока через схему. Вдобавок к этому, тонкие провода подходят от реле к контрольному выключателю потребителя.
Когда контрольный выключатель переводится в положение «включено», то тонкий провод из реле заземляется, и цепь замыкается. Если бы вы отсоединили лампочку из нашего примера, присоединенную двумя проводами от этих проводов и затем соединили бы провода опять (этого делать не надо), то вы бы увидели при этом искры. Подобные вещи происходят, когда провода, подводящие напряжение к потребителям или же сами потребители заземляются по-другому, чем предусматривается схемой. Для предотвращения повреждений в схему подключаются предохранители. Так как из-за случайного заземления проводов от источника напряжения схема становится замкнутой, лишая компоненты напряжения, это явление называется коротким замыканием. Основными его причинами бывают: повреждение изоляции проводов, касание оголенного провода металлических частей автомобиля или короткое замыкание в выключателе.