I veicoli di oggi sono costituiti da una serie di sistemi che lavorano insieme in armonia. Sarebbe impossibile rimuovere uno di questi sistemi (il carburante, per esempio) e avere ancora un’auto che funziona. Quindi, anche se non si può necessariamente dire che il sistema elettrico dell’auto sia il “più importante”, ci si avvicina molto – soprattutto perché la tecnologia va verso un futuro ibrido ed elettrico.
Ecco una rapida panoramica dei componenti del sistema elettrico e uno sguardo a come i veicoli convenzionali con motore a gas usano l’elettricità.
È elettrico
“L’elettricità” si riferisce al flusso di elettroni attraverso un circuito dove un’estremità è positiva e l’altra negativa. In realtà, ogni oggetto ha una carica elettrica, ma la maggior parte è così piccola che è impossibile da rilevare. Per alimentare qualcosa come un motore, abbiamo sviluppato cellule chimiche fatte dall’uomo con un alto potenziale elettrico: le batterie. Le batterie a loro volta danno energia ai sistemi di avviamento, ricarica e sicurezza, luci, ABS, computer, sensori, controllo del clima e accessori di bordo. Sono probabilmente la prima cosa a cui si pensa quando si sente parlare di elettricità nelle applicazioni automobilistiche, ma le batterie sono tutt’altro che sole nel funzionamento del sistema.
AC/DC
Ci sono due tipi di elettricità, corrente alternata (AC) e corrente continua (DC). Quando le batterie si scaricano emettono una corrente continua costante in una direzione, fornendo elettricità attraverso il terminale positivo al negativo. La maggior parte dei componenti automobilistici richiede questa carica DC per funzionare correttamente, ma è limitata perché le batterie alla fine si scaricano completamente, senza più energia da dare.
Per affrontare questo problema, le auto hanno anche degli alternatori. Gli alternatori sono in realtà piccoli generatori in grado di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica. Guidati dalla cinghia del motore, gli alternatori usano un piccolo segnale dalla batteria per eccitare una corrente di campo che fa girare un rotore all’interno di una serie di statori. Dal momento che questa energia è guidata dalla polarità dei campi magnetici, la corrente prodotta come risultato cambia direzione mentre il rotore gira, producendo corrente in direzioni opposte o alternate (da cui AC). Gli alternatori producono correnti significativamente più alte di quelle inizialmente fornite dalla batteria, quindi sono usati per ricaricare la batteria stessa e alimentare altri componenti elettrici.
Regolazione
La maggior parte dei componenti, tuttavia, richiede corrente continua per funzionare. La soluzione è una serie di diodi che servono come una sorta di valvola di controllo elettrica per la corrente che esce dall’alternatore. I diodi permettono alla corrente di fluire solo in una direzione, quindi quando la corrente alternata entra da un lato, dall’altro esce solo corrente continua.
L’altro grande problema all’interno di un sistema elettrico dell’auto è che non tutti i componenti tollerano la stessa quantità di forza di corrente o amperaggio. Pertanto, il sistema deve includere regolatori di tensione e fusibili per moderare il flusso e proteggere i componenti che non possono gestire l’amperaggio fornito dall’alternatore. I fusibili proteggono i circuiti quando sono posti davanti al carico (componente). Se un picco di tensione causa troppo amperaggio inviato ai fari, un fusibile progettato per “saltare” a 15 ampere lo farà, impedendo alla corrente di continuare a cuocere il faro stesso.
Il sistema elettrico è una parte complessa ma essenziale di ciò che mantiene la vostra auto in moto, in esecuzione, in carica e facendo le piccole, ma importanti, cose come chiudere le porte. E mentre la tensione nei sistemi automobilistici è molto più bassa rispetto alle applicazioni domestiche, è ancora importante arruolare la guida di un professionista quando si effettua una diagnosi o si iniziano le riparazioni, perché molti componenti sono estremamente sensibili e possono essere facilmente danneggiati senza un’adeguata formazione e conoscenza.
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Foto per gentile concessione di Blair Lampe