Théorie électrique de l'audio automobile – Les bases et la loi d'Ohm

Depuis plusieurs années, l'équipe Best Car Audio a fourni des articles sur les caractéristiques, les fonctions et les avantages de toutes sortes d'audio de voiture produits et services. Bien dans notre troisième année, il est temps de revenir aux bases et de parler des théories fondamentales de l'électricité et de leur lien avec nos systèmes audio de voiture. Prenez quelque chose à boire, installez-vous confortablement et savourez :il est temps d'apprendre les bases et la loi d'Ohm !

Qu'est-ce que l'électricité ?

Dans ses termes les plus élémentaires, l'électricité est un groupe d'électrons chargés qui peuvent être utilisés pour effectuer un travail. L'électricité de nos voitures provient de deux sources :la batterie et l'alternateur. Une fois la batterie utilisée pour démarrer la voiture, l'alternateur recharge la batterie et fournit de l'électricité pour faire fonctionner les ventilateurs, les lumières, les circuits électroniques et les ordinateurs qui font fonctionner nos voitures.

Terminologie :Tension

Pour comprendre l'électricité, vous devez comprendre quelques termes. Le premier dont nous parlerons est la tension. La tension est une unité de mesure qui quantifie la différence de potentiel électrique entre deux points. L'unité de mesure SI est le volt et est représentée par un V majuscule.

Encore une fois, par rapport à nos véhicules, nous avons un système électrique 12V. Plus précisément, une batterie de voiture complètement chargée reposera à 12,6 volts pour une conception au plomb-acide conventionnelle. Certaines batteries AGM reposeront entre 13,0 et 13,2 volts.

Vous pouvez considérer une tension comme une pression électrique. Imaginez un réservoir d'eau posé sur une table. Si vous connectez un tuyau au fond du réservoir, la gravité poussera l'eau hors de la maison. Si vous obtenez un réservoir plus grand, il y a plus de pression qui pousse l'eau hors du tuyau. Ainsi, plus de tension équivaut à plus de pression.

Terminologie :actuelle

Il est important de connaître la quantité d'électricité circulant dans un circuit. Nous utilisons l'ampère unité SI pour quantifier le volume d'électrons se déplaçant dans un conducteur. La définition originale de l'ampère impliquait la quantification de la force magnétique créée entre deux conducteurs parallèles infiniment longs (fils). Bien qu'il s'agisse d'une définition valide, elle n'est jamais utilisée dans les écoles ou dans aucune formation. Une explication plus simple est que 1 ampère de courant équivaut à 6,2415093 × 10 ^ 18 charges élémentaires se déplaçant à travers une frontière sur une période d'une seconde. Une charge élémentaire est la charge électrique portée par un seul proton.

En utilisant notre analogie avec l'eau, le courant circulant dans un circuit électrique est similaire à la quantité d'eau circulant dans un tuyau ou un tuyau. La quantité d'eau qui coule dans ce tuyau serait mesurée en gallons ou en litres par minute. Un nombre plus élevé signifie qu'il y a plus de pression sur l'eau. Donc, revenons à notre terminologie électrique, lorsque plus de tension est présente, plus de courant circule dans notre circuit.

Le choix d'un exemple spécifique dans un exemple automobile est délicat car les véhicules diffèrent considérablement dans leurs besoins électriques. Cela dit, la plupart des nouvelles voitures et camions ont un alternateur qui peut fournir entre 65 et 120 ampères de courant pour alimenter différents appareils. Les batteries varient également beaucoup, tout comme les valeurs nominales disponibles pour quantifier la quantité de courant qu'elles fourniront. La plupart des batteries ont une capacité de 60 à 80 ampères-heures. Cette cote décrit la capacité d'une batterie à fournir 1 ampère de courant pendant 60 à 80 heures avant d'être considérée comme épuisée. Malheureusement, l'équation ne peut pas être inversée. Une batterie ne peut pas fournir 60 à 80 ampères de courant pendant une heure en raison des limites du processus de conversation chimique.

Terminologie :Résistance

La résistance est la description de l'opposition au passage du courant dans un circuit. Nous utilisons l'unité SI ohm pour quantifier cette valeur. Contrairement à la tension et au courant, le symbole utilisé pour représenter la résistance est la lettre grecque majuscule oméga :Ω. Plus de résistance dans un circuit réduit la capacité des électrons à circuler et diminue ainsi le nombre d'ampères circulant.

Dans notre exemple d'eau et de baril, pincer le tuyau augmenterait la résistance et réduirait la quantité d'eau qui coule. Dans un système électrique, la taille des conducteurs que nous utilisons pour câbler les circuits et la conception des circuits eux-mêmes déterminent la résistance présente.

Terminologie :loi d'Ohm

Heureusement, dans les circuits simples, la relation entre la tension, le courant et la résistance est linéaire. Lorsque nous avons plus de tension disponible, plus de courant circule pour une résistance donnée. De même, moins de résistance dans un circuit fait circuler plus de courant pour une tension donnée. La loi d'Ohm est une équation mathématique simple qui vous permet de calculer l'une des trois valeurs, à condition d'en connaître deux autres.

Les trois équations sont :

Tension =Courant x Résistance Courant =Tension ÷ Résistance Résistance =Tension ÷ Ampérage

V =je x R je =V ÷ R R =V ÷ je

Comprendre la loi d'Ohm est le facteur le plus important pour travailler et comprendre les circuits électriques.

Exemples de loi d'Ohm

L'une des expressions les plus couramment utilisées pour enseigner la loi d'Ohm est la suivante :dans un circuit avec un potentiel d'un volt et une résistance d'un ohm, un ampère de courant circulera. En voyant la relation entre cette déclaration, nous pouvons calculer que pour une résistance fixe, deux ampères de courant circuleront si nous augmentons la tension à deux volts. Autrement dit, à mesure que le potentiel de tension appliqué à un circuit augmente, le courant traversant le circuit augmente également, tant que la résistance reste constante.

C'est tout pour notre première leçon sur la théorie électrique de l'audio de voiture. Dans la prochaine leçon, nous parlerons de la façon dont nous pouvons utiliser l'électricité pour effectuer un travail et discuterons des équations utilisées pour quantifier ce travail en tant que puissance.