Teoria Elettrica Audio Auto — Le Basi e la Legge di Ohm

Per diversi anni, il team Best Car Audio ha fornito articoli sulle caratteristiche, funzioni e benefici di tutti i tipi di prodotti e servizi audio auto. Ben nel nostro terzo anno, è tempo di tornare alle basi e parlare delle teorie fondamentali dell'elettricità e di come si relazionano ai nostri sistemi audio auto. Prendi qualcosa da bere, mettiti comodo e goditi: È tempo di imparare le basi e la Legge di Ohm!

Cos'è l'Elettricità?

Nel suo termine più basilare, l'elettricità è un gruppo di elettroni carichi che possono essere usati per fare lavoro. L'elettricità nelle nostre auto viene da due fonti: la batteria e l'alternatore. Dopo che la batteria è usata per avviare l'auto, l'alternatore ricarica la batteria e fornisce elettricità per far funzionare ventole, luci, circuiti elettronici e computer che tengono le nostre auto in funzione.

Terminologia: Tensione

Per capire l'elettricità, devi capire alcuni termini. Il primo di cui parleremo è la tensione. La tensione è un'unità di misura che quantifica la differenza di potenziale elettrico tra due punti. L'unità SI di misura è volt ed è rappresentata con una V maiuscola.

Ancora una volta, in relazione ai nostri veicoli, abbiamo un sistema elettrico 12V. Più specificamente, una batteria auto completamente carica si riposerà a 12,6 volt per un design convenzionale piombo-acido. Alcune batterie AGM si riposeranno a 13,0-13,2 volt.

Puoi guardare una tensione come pressione elettrica. Immagina un serbatoio d'acqua seduto su un tavolo. Se colleghi un tubo al fondo del serbatoio, la gravità spingerà l'acqua fuori dal tubo. Se ottieni un serbatoio più grande, c'è più pressione che spinge l'acqua fuori dal tubo. Quindi, più tensione è simile a più pressione.

Terminologia: Corrente

È importante conoscere la quantità di elettricità che si muove attraverso un circuito. Usiamo l'unità SI ampere per quantificare il volume di elettroni che si muovono in un conduttore. La definizione originale per l'ampere coinvolgeva la quantificazione della forza magnetica creata tra due conduttori paralleli infinitamente lunghi (cavi). Mentre questa è una definizione valida, non è mai usata nelle scuole o in qualsiasi formazione. Una spiegazione più semplice è che 1 amp di corrente è equivalente a 6,2415093 × 10¹⁸ cariche elementari che si muovono attraverso un confine in un periodo di un secondo. Una carica elementare è la carica elettrica portata da un singolo protone.

Usando la nostra analogia dell'acqua, la corrente che fluisce in un circuito elettrico è simile alla quantità d'acqua che fluisce in un tubo. La quantità d'acqua che fluisce in quel tubo sarebbe misurata in galloni o litri al minuto. Un numero più alto significa che c'è più pressione che spinge sull'acqua. Quindi, tornando alla nostra terminologia elettrica, quando c'è più tensione presente, più corrente fluisce attraverso il nostro circuito.

Scegliere un esempio specifico in un esempio automobilistico è complicato perché i veicoli differiscono drammaticamente nelle loro esigenze elettriche. Detto questo, la maggior parte delle auto e camion nuovi hanno un alternatore che può fornire tra 65 e 120 amp di corrente per alimentare diversi dispositivi. Le batterie variano anche molto così come le valutazioni disponibili per quantificare la quantità di corrente che forniranno. La maggior parte delle batterie ha una capacità di 60-80 ampere-ora. Questa valutazione descrive la capacità di una batteria di fornire 1 amp di corrente per 60-80 ore prima di essere considerata esaurita. Tristemente, l'equazione non può essere invertita. Una batteria non può fornire 60-80 amp di corrente per un'ora a causa dei limiti nel processo di conversione chimica.

Terminologia: Resistenza

La resistenza è la descrizione dell'opposizione al flusso di corrente in un circuito. Usiamo l'unità SI ohm per quantificare questo valore. A differenza di tensione e corrente, il simbolo usato per rappresentare la resistenza è la lettera greca maiuscola omega: Ω. Più resistenza in un circuito riduce la capacità degli elettroni di fluire e thereby diminuisce il numero di amp che fluiscono.

Nel nostro esempio acqua e barile, pizzicare il tubo aumenterebbe la resistenza e ridurrebbe la quantità d'acqua che fluisce. In un sistema elettrico, la dimensione dei conduttori che usiamo per cablare circuiti e il design dei circuiti stessi determinano quanta resistenza è presente.

Terminologia: Legge di Ohm

Fortunatamente, in circuiti semplici, la relazione tra tensione, corrente e resistenza è lineare. Quando abbiamo più tensione disponibile, più corrente fluisce per una data resistenza. Allo stesso modo, meno resistenza in un circuito causa più corrente a fluire per una data tensione. La legge di Ohm è una semplice equazione matematica che ti permette di calcolare qualsiasi dei tre valori, a condizione che tu ne conosca altri due.

Le tre equazioni sono:

Tensione = Corrente x Resistenza
Corrente = Tensione ÷ Resistenza
Resistenza = Tensione ÷ Amperaggio

V = I x R
I = V ÷ R
R = V ÷ I

Comprendere la legge di Ohm è il fattore più importante nel lavorare con e capire i circuiti elettrici.

Esempi Legge di Ohm

Una delle espressioni più comuni usate nell'insegnare alle persone la legge di Ohm è la seguente: In un circuito con un volt di potenziale e una resistenza di un ohm, un amp di corrente fluirà. Vedendo la relazione tra questa affermazione, possiamo calcolare che per una resistenza fissa, due amp di corrente fluiranno se aumentiamo la tensione a due volt. Detto in un altro modo, mentre il potenziale di tensione applicato a un circuito aumenta, la corrente attraverso il circuito aumenterà anche, finché la resistenza rimane costante.

Questo è tutto per la nostra prima lezione sulla teoria elettrica audio auto. Nella prossima lezione, parleremo di come possiamo usare l'elettricità per fare lavoro e discuteremo le equazioni usate per quantificare questo lavoro come potenza.