Auto elektriciteit

De stroomvoorziening

Tot de stroomvoorziening behoren de accu en het laadsysteem. De accu dient in dit systeem als buffer om energie op te slaan en deze op piekmomenten af te geven. De alternator is normaal in staat om voldoende energie te leveren om de continu verbruiker te voeden en de accu bij te laden.
Als alle continu verbruikers aanliggen zou dit normaal maximum 2/3 van de capaciteit van de alternator mogen zijn zodat er nog 1/3 ter beschikking is om de accu te laden.

Bij moderne voertuigen moet je rekening houden dat er steeds een verbruik is van een halve Ampère voor het voeden van de modules die in stand bij moeten blijven, zoals alarm en sloten de meeste andere gaan in slaapstand maar toch blijft er nog een kleine activiteit over het netwerk.

De accu.

Een accu is een kunststof bak met daarin galvanische element.

1: lood elektrode (Pb)

2: lood oxide elektrode (PbO2)

3: Een elektrolyt van 37% zwavelzuur. (H2SO4)

Een accu wordt opgebouwd uit verschillende cellen van 2,1V. Bij een 12Volt accu zijn er dus 6 cellen aanwezig.

Bij het laden verdampt er enkel water uit het elektrolyt (onder de vorm van zuurstof en waterstof).

Om het vloeistofpeil van de accu terug op maximum te zetten moeten we du enkel gedemineraliseerd water toe te voegen en geen zwavelzuur.

Aanduiding op de accu

De klemspanning

In het voorbeeld hieronder is het potentiaal verschil tussen de positieven en de negatieve pool 12 Volt.

De capasiteit (inhoud) is 60 Ampère-uur.

Dat wil zeggen dat dat er tijdens een ontlading van 20 uur voortdurend 3A kan worden verbruikt voordat de accu ontladen is. ( de spanning onder de 1,75V per cel)

Stel dat je je standlichten laat branden. Dit zijn 4 lampen van 10Watt, dus 40Watt.

P= U.I 40W= 12V x ? I = 40 =3,33 A
12

Dus is de accu ontladen in 18 uren.

De koudstartstroom

Bij de DIN norm is de koudstartstroom de maximale stroom dat de accu kan leveren bij een temperatuur van -18°C (255 graden Kelvin).
De klemspanning moet na 30sec. nog 1,5V zijn en na 150 sec. minimum 1V blijven.

Bij vrachtwagens gebruikt men om 24Volt te verkrijgen twee 12Volt accu’s die in serie worden geschakeld.

Elektrische begrippen

Eenheden en symbolen

Hieronder enkele belangrijke symbolen uit het SI stelsel.

Grootheid	Symbool	Eenheid
Elektrische spanning	U (of V) V	volt
Elektrische stroom	I A	ampère
Elektrische weerstand	R Ω	ohm
Elektrisch vermogen	P W	watt

Onderdelen en veelvouden

In de praktijk zullen de bovenstaande eenheden vaak niet passend zijn. Volgende onderdelen of veelvouden worden dan ook regelmatig gebruikt.

Elektrische spanning

Elektrische spanning is het verschil in lading tussen 2 verschillende atomen of lichamen.

Als we dit vergelijken met hydraulica, dan is de spanning het verschil in druk tussen vat A en vat B.

De spanning is het verschil in potentiaal tussen de positieve en de negatieve pool.

Dus de spanning is het potentiaalverschil.
De eenheid is Volt en het symbool voor spanning is U.

Elektrische stroom

Een elektrische stroom ontstaat wanneer men twee lichamen met een verschillend potentiaal met elkaar verbind. De elektronen stommen dan van het lichaam met een teveel aan elektronen naar het lichaam met een tekort aan elektronen.
Dit is de elektronenstroom, de elektronen stromen van het negatieve deel naar het positieve deel. Dus van – naar +.

Maar in de praktijk zeggen we dat de stroom van de plus naar de min vloeit.

Dus de stroom is de verplaatsing van elektronen in een bepaalde tijd.
De eenheid is Ampère en het symbool voor spanning is I.

Elektrische weerstand

Als we dit vergelijken met hydraulica, dan is de spanning het verschil in druk tussen vat A en vat B. Als we nu de kraan opendraaien dan begint de vloeistof te stromen van het vat B naar vat A. Door een vernauwing in de leiding te steken of de kraan niet volledig open te draaien, zorgen we voor een vertraging in de vloeistofstroom. De vloeistof stroom ondervindt dus een weerstand.

Een elektrische weerstand zorgt voor een beperking in de elektronenstroom. Aangezien we aan de ene zijde van de weerstand een verschil in elektronen zien met de andere zijde zien we ook dat de weerstand een potentiaal verschil heeft in de kring. Over de weerstand meten we dan een deelspanning.

De eenheid is Ohm en het symbool voor weerstand is R.

Iedere verbruiker vormt een weerstand in de kring.

Alle materialen kunnen we in drie groepen opsplitsen, isolatoren, weerstanden en geleiders.

Isolatoren met een oneindige weerstand	Weerstanden	Geleiders met een heel lage weerstand
Kunststoffen	Gloeikaars	Smeltzekering
Porselein	Spoel	Printbaan
Rubber	Motor	Chassis
Glas	Lamp	Koperdraden

De wet van Ohm

De wet van Ohm is een wet die een relatie legt tussen spanning, weerstand en de stroom.

De stroomsterkte door een geleider is recht evenredig met het potentiaalverschil tussen de uiteinden.
Het quotiënt van spanning en stroomsterkte is dus een constante. Deze constante wordt de weerstand van de geleider genoemd.

De spanning is gelijk aan de stroom vermenigvuldigd met de weerstand. U=I.R

Vb: weerstand van 12Ω en er vloeit een stroom van 1Amperè dan zal de spanning 12Volt zijn. (1A x 12 Ω =12V)

Het omzetten van de formule:

In een 12Volt kring hebben we een verbruiker van 220Ω.Welke stroom vloeit er?

Oplossing:

De vermogenswet

De vermogenswet is een wet die een relatie legt tussen vermogen, spanning en de stroomsterkte.

Het elektrisch vermogen is gelijk aan de spanning vermenigvuldigd met de stroomsterkte. P=U.I

Oefeningen:

In een 12Volt kring hebben we een lamp met een vermogen van 55W. Welke stroom vloeit er?

Oplossing:

De juiste zekering plaatsen.

In een voertuig lopen veel stroomdraden dicht langs het metalen chassis en koetswerk. Deze metalen onderdelen worden dan ook gebruikt als massa geleider, bij het doorwrijven of door een draadbreuk loop je het risico op kortsluiting.
Hierdoor is het van het grootste belang om je circuit te beveiligen met een zekering.
Deze zekering dient dan ook zo dicht mogelijk bij de bron (accu) te worden geplaatst.

De zekering die je kiest moet dus net iets groter zijn dan het stroomverbruik van het aangestuurde component.

Vb: Welke moet je plaatsen bij een kring met 2 parallelgeschakelde lampen van
12V21W

Meest voorkomende stroomsterkte bij steekzekeringen.

Paars	3A	Licht bruin	5A	Bruin	7,5A	Rood	10A
Blauw	15A	Geel	20A	Helder	25A	Groen	30A

Het controleren van een zekering: