Vaše auto je v podstatě mobilní energetická síť. Jeho úkolem je dodávat surovou energii z baterie do každého rohu a vyměňovat si informace prostřednictvím digitální sběrnice. Senzory přenášejí analogové signály. Přepínač změní digitální příkaz. Elektrické vedení dokáže více než jen přenášet elektřinu. Předávají také informace.
Tato dualita vytváří matoucí realitu. Ne všechna měď je stvořena stejně. Některé dráty ve svazku vedou pouze malé množství proudu, dostatečné k osvětlení LED diod na palubní desce. Jiné jsou tak tlusté, že mohou spustit startér nebo napájet kompresor klimatizace.
Když tenkým drátem procházíte příliš velkým proudem, vstupuje do hry drsná fyzika. Přehřívá se. Tání. Nakonec dojde ke zkratu.
Jak tedy inženýři rozhodují, které dráty kam jdou? Berou v úvahu čtyři konkrétní omezení. Pokud uděláte chybu, může to vést k požáru.
Délkový faktor
Každá noha drátu má odpor. To je neměnný fyzikální zákon. Čím delší trasa, tím vyšší odpor.
Vysoký odpor znamená ztrátu energie. Ztracená energie se mění v teplo. Pokud vodič vede od pojistkové skříňky k odmrazovači zadního okna, musí proud projít velkou vzdálenost. Pokud se izolace příliš zahřeje, změkne. Nedaří se jí. Proudová zatížitelnost je omezena nejen napětím, ale i teplotní odolností.
Na složení záleží
Většina automobilových drátů nejsou pevné měděné tyče. Jedná se o svazek tenkých měděných drátů. Proč? Flexibilita. Pokud motor vibruje nebo se otevřou dveře, pevná tyč se zlomí. Lankový drát je ohnutý.
Ale kvantita a kvalita jader určuje produktivitu. Tenčí prameny obecně poskytují menší odpor na jednotku objemu. Důležitá je také čistota mědi. Nečistoty zvyšují odolnost. Větší odpor znamená více tepla. Pro silové obvody potřebujete nejčistší dostupnou měď.
Vysvětlení průřezu drátu
Tady je většina lidí zmatená. Systém American Wire Gauge (AWG) není intuitivní.
Čím menší je číslo měřidla, tím silnější je drát.
- Gauge 24 Drát je velmi tenký. Používá se v kabelech senzorů a audio systémech.
- Gauge 16 Drát je silný. Vhodné pro žárovky a motory s nízkým výkonem.
- 4/0 (čtyři outy) Průřez je obrovský. Průměr je téměř 0,5 palce. To odpovídá 1,27 centimetru čisté mědi.
Vodič 4/0 se nachází pouze v hlavním vedení, jako je hlavní kabel spojující baterii se startérem nebo alternátorem. Když se dostanete na 2/0 nebo 1/0, drát se velmi zvětší. Velmi drahé. Velmi těžké. Vyžaduje se pouze v případě velmi vysokých požadavků na napájení.
Lapač tepelného paprsku
Izolace je klíčem k chlazení. Jediný drát visící na volném vzduchu účinně odvádí teplo.
Nyní si představte, že svážete tentýž drát spolu s dalšími 49 dráty do pevného svazku. Teplo z jednoho drátu je absorbováno sousedními dráty. Všichni se rozpálí. Okolní teplota ve svazku se zvyšuje.
Dráty těsně spojené dohromady mohou přenášet mnohem méně proudu než izolované vodiče stejné velikosti. Proto návrh svazku bere v úvahu nejen tloušťku mědi, ale také proudění vzduchu a rozteč drátů. Pokud sbalíte příliš mnoho elektrických vedení bez řádné izolace, vystavujete se riziku tepelného úniku.
Zvyšování složitosti
Výběr správné velikosti drátu není jen otázkou fyziky. To je záležitost řízení zásob.
Moderní auta mají stovky okruhů. Přidejte k tomu elektrický posilovač řízení, rekuperační brzdové senzory, multimediální systémy a pokročilé asistenční systémy řidiče a počet kabelů
