СТАТЬЯ
13.02.2010 Автор: Canep
Наука о контактах

Распространенная ситуация - при включении стартера вдруг гаснут все лампы панели приборов, при этом может раздаваться звук клацающего реле.
Происходит это по простой причине - нарушение контакта в силовых цепях, т.е. там, где течет многоамперный ток. Вот попытка объяснения ситуации.
 
Имеем АКБ, подключаемую к потребителям (стартер, лампы, крутой сабвуфер), которые в электрическом смысле представляют собой сопротивление R. Образуется последовательная цепь: АКБ-контакты-потребитель-АКБ
Получаем вот это:
, где Е - ЭДС батареи (12 вольт), r - внутреннее сопротивление батареи + сопротивления контактов, R - полезная нагрузка
А теперь - самое интересное.
В цепи начинает течь ток I=E/(r+R) и на нагрузке (потребителях) R появляется напряжение U, которое нифига не Е, а U=R*I, подставляя сюда наш ток получаем U=R*E/(r+R).
Из формулы видно, что если бы r (а это сопротивления потерь) было бы равно НУЛЮ, то напряжение на нагрузке равнялось бы ЭДС батареи. Но такого не бывает и напряжение на нагрузке ВСЕГДА меньше ЭДС батареи. Однако не всегда так плохо. Из формулы видно, что влияние сопротивлений потерь r тем больше, чем меньше разница между ним и сопротивлением нагрузки R. Другими словами, чем мощнее потребитель, тем больше просаживается напряжение на нагрузке.
Пример1: плохонькая китайская магнитола потребляет 6Вт, т.е. при приложении к ней чистых 12 В через нее течет ток I=P/U=6/12=0.5A, соответственно ее R=U/I=12/0.5=24 Ом. При грязных ржавых контактах и разряженной АКБ считаем сопротивления потерь 0.5 Ом. По формуле получаем, что в цепи потечет ток I=E/(r+R)=12/(0.5+24)=0.49 A и на магнитоле напряжение будет равно
U=R*I=24*0.49=11.76 В
- никто и не заметит этого падения на 0.24 В. (потеря напряжения Un=I*r=0,49*0.5=0.24 В)
Пример2:офигительный современный стартер мощностью 1.2кВт (1200 Вт), т.е. при приложении к нему чистых 12 В через него течет ток I=P/U=1200/12=100A, соответственно его R=U/I=12/100=0.12 Ом. Имеем те же сопротивления потерь 0.5 Ом. По формуле получаем, что в цепи потечет ток I=E/(r+R)=12/(0.5+0.12)=19.35 A и на стартере напряжение будет равно
U=R*I=0.12*19.35=2.32 В
- о каком вращении (и это всего лишь при 20 А!!!) может идти речь? (потеря напряжения Un=I*r=19.35*0.5=9.68 В)
Другой аспект проблемы - из-за чего горят контакты?
Тепловая мощность (нагрев) зависит от протекающего через сопротивление тока - P=I*I*R. Именно в этой формуле выражен физический смысл кипятильника : чем больший ток мы пропустим через сопротивление и чем больше будет это сопротивление, тем больше мы получим тепла (кипятка). Причем от тока КВАДРАТИЧНАЯ зависимость. Поэтому электричество передают по ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ линиям электропередач, чтобы при заданной мощности и неизбежном сопротивлении проводов не тратить энергию на их нагрев.
По сему имея в автомобиле низковольтный источник напряжения и мощные потребители очень важно иметь ХОРОШИЙ КОНТАКТ (маленькое r) в мощных цепях и избегать лишних скруток, болтовых и прочих контактных соединений.
Хороших вам контактов!
 
ПС Недостающие формулы:
Закон Ома - I=U/R, U=I*R, R=U/I
Эл.мощность P=U*I, P=U*U/R
Тепл.мощн. эл. тока   P=I*I*R