سیستم برق خودرو چگونه کار می کند ؟

یک اتومبیل برای احتراق و راه اندازی سایر تجهیزات الکتریکی نظیر الترناتور از برق بسیار زیادی استفاده می کند. اگر این برق از باتری معمولی تامین شود ، زود تمام میشود. بنابراین خودروها دارای باتری قابل شارژ و سیستم شارژ باتری هستند. این باتری دارای صفحه های سربی دوتایی است که در مخلوطی از اسید سولفوریک و آب مقطر غوطه ور هستند. جریان برقی که به باتری میرود باعث یک واکنش شیمیایی می شود که در ان سرب اضافی در یک مجموعه از صفحات رسوب می کند. هنگامی که باتری، الکتریسیته را تأمین می کند ، دقیقاً برعکس این اتفاق رخ میدهد; در یک واکنش شیمیایی سرب اضافی روی صفحات حل میشود و جریان الکتریکی تولید میکند. در اتومبیل های مدرن، باتری توسط یک آلترناتور و در مدلهای قدیمی­تر توسط یک دینام شارژ می شود. آلترناتور و دینام هر دو نوعی ژنراتور هستند و توسط یک تسمه که انرژی خود را از موتور میگیرد، کارمیکنند.

الترناتور شامل یک روتور است که داخل یک استاتور میچرخند. روتور یک اهنربای الکتریکی است که از طریق کربن و یا ترکیب کربن-مس، از میزان کمی برق استفاده میکند و دو حلقه فلزی در حال چرخش روی بدنه ان قرار دارد.چرخش اهنربای الکتریکی در داخل سیم پیچ های استاتور برق بسیار بیشتری تولید می کند. برق تولیدی از نوع جریان متناوب یا AC است.هر بار که آهنربا میچرخد ، جریان آن به سمت جلو و عقب تغییر می کند. اما این جریان باید اصلاح شود. یعنی به جریان یک طرفه یا جریان مستقیم تبدیل شود. دینام جریان مستقیم تولید میکند اما از کارایی کمتری برخوردار است به خصوص زمانی که سرعت موتور پایین باشد. همچنین وزن آن بیش از یک آلترناتور است.

هنگامی که باتری به میزان کافی شارژ نشده باشد، یک چراغ هشداردهنده روی داشبورد نمایان میشود. همچنین ممکن است یک آمپر وجود داشته باشد تا نشان دهد چه مقدار برق تولید می شود، یا یک نشانگر وضعیت باتری که وضعیت شارژ باتری را نشان می دهد.

نحوه کار الترناتور

جابجایی یک آهنربا درون یک حلقه بسته از سیم­ها ، باعث ایجاد جریان الکتریکی در آنها می شود. زمانی که قطب شمال آهنربا در حال عبور از بالای حلقه است، قطب جنوب اهنربا از پایین حلقه میگذرد. بنابراین جریان برق در یک جهت دور حلقه جریان میابد. قطب ها از هم دور می شوند و جریان متوقف میشود تا اینکه قطب جنوب به بالای حلقه و قطب شمال به پایین برسد. این عمل باعث می شود که دوباره جریان برق ایجاد شود، اما این بار در جهت مخالف.

نحوه کار دینام

در یک دینام اهنرباهای الکتریکی ثابت هستند که کویلهای میدانی نامیده می شوند. جریان در یک آرمیچر تولید می شود. آرمیچر مجموعه ای دیگر از کویل­هاست که به دور یک شافت پیچیده شده و درون کویل های میدانی میچرخند. اصول کار دینام و الترناتور شبیه هم است اما در دینام جریان به یک تغییردهنده­ی جهت جریان وارد میشود. بنابراین جریان خروجی همیشه در یک جهت جریان میابد.

تنظیم جریان باتری

جریان خروجی از یک آلترناتور توسط مجموعه ای از دیودها به جریان مستقیم اصلاح می شود. این دیودها تنها از یک جهت به جریان اجازه عبور میدهند. ولتاژی که برای شارژ به باتری داده میشود، نباید خیلی کم یا خیلی زیاد باشد. آلترناتور دارای یک دستگاه کنترل با ترانزیستور است که ولتاژ را به همان اندازه که لازم است تنظیم میکند و به آهنربای الکتریکی میدهد. یکسو کننده و تنظیم کننده جریان معمولاً درون محفظه آلترناتور قرار دارند ، اما در بعضی از انواع آلترناتورها، روی بدنه آن سوار شده اند. دینام به یکسوکننده جریان احتیاج ندارد. یک تنظیم کننده ولتاژ در یک جعبه جداگانه وجود دارد که دارای رله است. یک رله با قطع کردن جریان در سیم پیچ های میدانی ، میزان ولتاژ را کنترل می کند. رله دوم مانع از این میشود که دینام به باتری اسیب بزند یا آن را بیش از حد شارژ کند . رله سوم هنگامی که دینام خیلی آهسته در حال چرخش است ، تخلیه باتری را متوقف می کند.