Слайд 1ОГБПОУ «РПТК»
ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ АВТОМОБИЛЯ
Автор проекта: Рамазанов Ризван,
студент 1 курса
Руководитель: преподаватель физики
высшей квалификационной категории
Бирюкова Татьяна Ивановна
Слайд 2Проблема:
Как от аккумуляторной батареи, дающей в цепь напряжение 12В получить напряжение,
необходимое для зажигания свечи - 25000В?
Слайд 3
Объект
исследования
Система зажигания
автомобиля
Предмет
исследования
Работа
системы
зажигания
Слайд 4Гипотеза:
Возможно,
преобразование напряжения –
это физика + ?
Слайд 5Цель исследования:
Установление взаимосвязи явления электромагнитной индукции
с устройством и принципом
работы
системы зажигания автомобиля
Слайд 6Задачи исследования:
Выяснение принципа преобразования низкого напряжения в высокое
Всестороннее изучение физических основ
работы системы зажигания в автомобиле
Обнаружение связи физических законов и технических возможностей
Слайд 7Схема работы контактной системы зажигания
1 -
катушка зажигания
2 - вторичная обмотка (высокого напряжения)
3 - высоковольтный провод катушки зажигания;
6 - свечи зажигания;
Цепь низкого напряжения
1 - «масса» автомобиля
2 - аккумуляторная батарея
3 - контакты замка зажигания
4 - катушка зажигания
5 - первичная обмотка (низкого напряжения)
Цепь высокого напряжения
Слайд 8Соответствие элементов цепей проведённого эксперимента и
системы зажигания автомобиля
источник
постоянного тока АБ
катушки на сердечнике катушки системы зажигания
ключ прерыватель
гальванометр свеча зажигания
Слайд 9
Рассчитайте напряжение, необходимое для возникновения искры
между электродами свечи зажигания,
если известно,
что напряжённость пробоя сухого воздуха при нормальном
атмосферном давлении составляет 3 кВ/мм.
Расстояние между электродами свечи 0,7 мм.
U-? СИ
E=3 кВ/мм 3·106 В/м E=
Δd=0,7 мм 7·10-4 м U=E·Δd
U=3·106 В/м·7·10-4 м =21·102 В = 2100 В
Ответ: U = 2100 В
Слайд 10Пояснение к задаче:
Напряжение пробоя зависит от давления газа: чем оно выше,
тем больше напряжение,
при котором происходит пробой. В конце второго такта (перед воспламенением)
давление достигает 1,2 МПа (в 12 раз больше атмосферного!). Поэтому напряжение пробоя искрового промежутка в свече зажигания составляет 25000 В
Слайд 11Какой длины провод необходимо использовать во вторичной обмотке катушки зажигания для
нормальной работы свечи. Диаметр намотки 3 см. Первичная обмотка содержит 300 витков. Напряжение питания АБ 12В.
СИ
D=3 см 3·10-2 м L=N2·l, где l - длина 1 витка l = πD
U2=25000 В
N1=300вит N2 – количество витков во вторичной обмотке
U1=12В
Коэффициент трансформации
Подставляя численные значения, получаем
L=2,8 км!
Слайд 13Электрооборудование автомобилей.
Назначение и работа основных функциональный частей.
Прежде всего, правильнее было
бы начать с наиболее значимого и это есть: источники электропитания. Ведь без них вся электрика в автомобиле не имеет значения. Такими источниками являются аккумулятор и электрогенератор. Именно они дают необходимую электроэнергию для работы электрического оборудования авто.
Слайд 14Аккумулятор
Аккумулятор — это химический источник электричества, который главным образом работает по принципу накопления
и дальнейшей отдачи электроэнергии. Его заряд возможен благодаря переходу некоторых химических элементов из одного состояния в другое, а при разряде, происходит обратный процесс. Одними из важнейших характеристик аккумулятора, является его номинальная ёмкость, измеряемая в Амперах/часах и напряжение, которое в своём большинстве соответствует 12 вольтам.
Слайд 15Электрогенератор
Электрогенератор представляет собой устройство, похожее на электродвигатель, как внешне, так и по
сути и принципиально. Он способен производить электроэнергию по средствам вращения своего якоря через ременную передачу идущую от двигателя внутреннего сгорания. Очень важным моментом является его строение. Он состоит не из обмотки и постоянного магнита, а из двух обмоток (обмотка возбуждения и рабочая обмотка), что в итоге позволяет осуществлять стабилизацию вырабатываемого им напряжения, регулируя подаваемый ток на обмотку возбуждения. Электрогенераторы работают по обычному принципу самоиндукции, а именно воздействуя на медную обмотку магнитным потоком, на её концах получаем напряжение. Аккумулятор и электрогенератор вместе образуют целостную систему электроснабжения авто.
Далее идёт такое электрооборудованием автомобилей, функция которых является обеспечение запуска и дальнейшая работа двигателя внутреннего сгорания, что и обеспечивает в итоге само движение автомашины. Для самого старта и дальнейшей работы, необходимы определённые условия, а именно начальная имитация рабочего режима, то есть вращение коленчатого вала в результате чего в цилиндры подаётся горючая смесь, которую необходимо воспламенить.
Слайд 16Стартёр
Стартёр — представляет собой своеобразный электрический двигатель, который совершает начальное вращение за счет
энергии аккумулятора, и его основная роль заключается в первоначальном старте. Ну а далее требуется возникновение электрической искры, в результате чего распылённое топливо воспламеняется и автомобиль входит в свой рабочий режим. Для создания подобной искры, применяется такие элементы как: повышающая катушка, свечи и распределитель искры.
Слайд 17Повышающая катушка
Повышающая катушка (бабина) — это ферромагнитный сердечник, с двумя обмотками. Одна из
них имеет малое число витков и служит для создания магнитного поля, вторая же намотана поверх первой и содержит большое число витков. При возникновении поля от первичной обмотки, во второй генерируется высокое напряжение, что подав на свечу получаем разряд в виде искры.
Слайд 18Электросвеча
Электросвеча— это электрический компонент,
который образует искру в самих цилиндрах двигателя. Она
имеет контакты, к которым подсоединяются высоковольтный провод от распределителя высокого напряжения. Со стороны цилиндра же, на ней находятся электроды с малым зазором, между которых и возникает электрический искровой разряд. Между высоковольтным проводом идущим от повышающей катушки и свечами, находится распределитель, роль которого заключается в разделении и подаче высокого напряжения на определённую свечу в определенном цилиндре двигателя.
Слайд 19Сама же катушка может работать в том случае, когда на неё
будет подаваться прерывистое (импульсное или переменное) напряжение, если просто подать питание от аккумулятора, то кроме внутреннего её нагрева, не будет нечего происходить (это важно знать). Для этой цели в автомобилях ставятся прерыватели, в виде механических устройств или электронных блоков.
И ещё что стоит отнести к основному электрооборудованию автомобилей, это звуковой сигнал и различное освещение в виде фар, поворотников, стопов, габаритов и т.д. С их работой всё в принципе ясно, обычные лампочки подключены к электропитанию через выключатели в салоне.
Слайд 20Всё перечисленное относится к основному электрооборудованию автомобилей, которое имеется в любом
из них, все остальное же, такое как различные измерительные приборы, датчики, электростеклоподъёмники, дворники, различная автоматика и мультимедиа (аудиоаппаратура, радиостанции) и прочее, имеют второстепенный характер. Они могут быть установленными или же нет, на различные виды авто и для основной задачи автомобиля не играют первостепенной роли.