Opis
Podręcznik Elektryczne i elektroniczne wyposażenie pojazdów samochodowych jest dopuszczony do użytku szkolnego na poziomie technikum, przeznaczony do kształcenia w zawodzie technik pojazdów samochodowych.
Podręcznik zawiera treści nauczania w zakresie części kwalifikacji M.12. Diagnozowanie oraz naprawa elektrycznych i elektronicznych układów pojazdów samochodowych i może być wykorzystywany do kształcenia w zawodach TECHNIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH i ELEKTROMECHANIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH według podstaw programowych kształcenia w zawodach z 2012, 2017 i 2019 roku.
Numer dwidencyjny w wykazie podręczników: MEN 34/2011.
Pierwsza część podręcznika poświęconego wyposażeniu elektrycznemu i elektronicznemu pojazdów samochodowych. Charakterystyczną cechą tego podręcznika jest połączenie wiadomości teoretycznych dotyczących budowy i działania poszczególnych zespołów i układów z praktycznymi informacjami o typowych niesprawnościach, diagnostyce, obsłudze i naprawie. W książce opisano między innymi podstawowe pojęcia z zakresu elektrotechniki, obwody elektryczne prądu stałego, pole elektryczne i magnetyczne, podstawowe podzespoły elektroniczne, obwody prądu przemiennego, podstawy miernictwa elektrycznego, układ zasilania elektrycznego pojazdów, układ rozruchu silników spalinowych oraz silniki prądu przemiennego w samochodach. Po każdym rozdziale zamieszczono pytania kontrolne i zadania do samodzielnego rozwiązania, mające pomóc w ugruntowaniu nabytej wiedzy.
Odbiorcy podręcznika: uczniowie kształcący się w zawodzie technik pojazdów samochodowych, uczniowie szkół o pokrewnym profilu kształcenia, osoby zdobywające kwalifikacje zawodowe w ramach kształcenia pozaszkolnego oraz zajmujące się działalnością praktyczną w zakresie techniki samochodowej, a także studenci i inżynierowie specjalizujący się w tej dziedzinie techniki.
Książka ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowana, kserowana, powielana bądź rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczana ani rozpowszechniana w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
Spis treści
Wstęp 8
1. Pojęcia podstawowe 9
1.1. Przewodnictwo elektryczne środowiska 9
1.2. Przepływ prądu w różnych środowiskach 12
1.2.1. Przepływ prądu w próżni oraz w gazach 12
1.2.2. Przepływ prądu w elektrolitach 13
1.2.3. Przepływ prądu w półprzewodnikach 14
1.3. Skutki przepływu prądu elektrycznego 17
1.4. Przewody elektryczne stosowane w samochodach 19
1.5. Pytania i zadania 21
2. Obwody elektryczne prądu stałego 22
2.1. Schematy obwodów elektrycznych 22
2.1.1. Elementy obwodu elektrycznego oraz ich symbole 22
2.1.2. Schematy obwodów elektrycznych i elektronicznych samochodu 26
2.2. Rezystancja i konduktancja przewodników 29
2.3. Prawa Kirchhoffa 31
2.4. Rezystancja zastępcza układu oporników 33
2.5. Źródło napięcia oraz źródło prądu 39
2.6. Obwody nierozgałęzione 43
2.7. Dzielnik napięcia, potencjometr 44
2.8. Moc i energia prądu elektrycznego 48
2.9. Rezystancja a temperatura. Termistory PTC i NTC 52
2.10. Metody obliczania obwodów elektrycznych 55
2.11. Samochodowe instalacje elektryczne 65
2.11.1. Rodzaje instalacji elektrycznych 65
2.11.2. Przewody, złącza i końcówki 69
2.11.3. Zabezpieczenia instalacji, bezpieczniki 74
2.11.4. Lokalizacja uszkodzeń instalacji 76
2.12. Pytania i zadania 79
3. Pole elektryczne i magnetyczne 81
3.1. Pole elektryczne 81
3.1.1. Zjawisko elektryzowania ciał 81
3.1.2. Prawo Coulomba. Przenikalność elektryczna środowiska 82
3.1.3. Wielkości charakteryzujące pole elektryczne 84
3.1.4. Potencjał i napięcie elektryczne 85
3.1.5. Indukcja elektrostatyczna. Ekranowanie pól elektrycznych 88
3.1.6. Kondensator. Dielektryk w polu elektrycznym 89
3.1.7. Pojemność zastępcza układu połączeń kondensatorów 92
3.1.8. Ładowanie i rozładowanie kondensatora poprzez opornik 96
3.1.9. Kondensator jako element przeciwzakłóceniowy w samochodzie 99
3.2. Pole magnetyczne 103
3.2.1. Powstawanie pola magnetycznego 103
3.2.2. Indukcja magnetyczna i strumień magnetyczny 104
3.2.3. Przenikalność magnetyczna środowiska. Natężenie pola magnetycznego 107
3.2.4. Właściwości magnetyczne materiałów 109
3.2.5. Indukcyjność własna i wzajemna cewki 112
3.2.6. Obwody magnetyczne 115
3.2.7. Energia pola magnetycznego cewki 121
3.2.8. Siła udźwigu elektromagnesu 122
3.2.9. Budowa i właściwości przekaźników elektromagnetycznych 123
3.2.10. Zastosowanie przekaźników w elektrycznych instalacjach samochodowych 125
3.2.11. Budowa i zasada działania wybranych podzespołów elektromechanicznych 128
3.3. Pytania i zadania 130
4. Podzespoły elektroniczne samochodów 132
4.1. Diody prostownicze 132
4.2. Diody Zenera 136
4.3. Diody pojemnościowe 137
4.4. Tranzystory bipolarne 139
4.5. Tranzystory polowe 141
4.5.1. Tranzystory złączowe (JFET) 142
4.5.2. Tranzystory polowe z izolowaną bramką (MOSFET) 144
4.6. Tyrystor i triak 147
4.7. Podzespoły fotoelektryczne 150
4.7.1. Dioda elektroluminescencyjna LED 150
4.7.2. Fotodioda 152
4.7.3. Fototranzystor 154
4.7.4. Transoptor 155
4.8. Pytania i zadania 156
5. Obwody prądu przemiennego 158
5.1. Obwody prądu jednofazowego 158
5.1.1. Napięcia i prądy zmienne oraz przemienne 158
5.1.2. Wielkości charakteryzujące przebiegi czasowe sinusoidalnych prądów i napięć 160
5.1.3. Wartość skuteczna i średnia przebiegów sinusoidalnych 163
5.1.4. Impedancja i jej składowe. Prawo Ohma 165
5.1.5. Prawa Kirchhoffa 173
5.1.6. Moc odbiorników jednofazowych 179
5.2. Obwody prądu trójfazowego 183
5.2.1. Wytwarzanie trójfazowego układu napięć 183
5.2.2. Konfiguracja odbiorników trójfazowych 185
5.2.3. Moc odbiorników trójfazowych 189
5.3. Transformator 192
5.4. Pytania i zadania 200
6. Podstawy miernictwa elektrycznego 203
6.1. Rodzaje i przeznaczenie przyrządów pomiarowych 203
6.2. Wykorzystanie multimetrów w praktyce warsztatowej 207
6.3. Dokładność pomiarów multimetrami 214
6.4. Oscyloskop elektroniczny 216
6.4.1. Ekran oscyloskopu 216
6.4.2. Wejście sygnałowe 218
6.4.3. Synchronizacja i wyzwalanie oscyloskopu 218
6.4.4. Wykorzystanie oscyloskopu 221
6.5. Pytania i zadania 222
7. Układ zasilania elektrycznego pojazdów 224
7.1. Układ zasilania samochodu w energię elektryczną 224
7.2. Statyczne źródła energii elektrycznej 225
7.2.1. Akumulatory kwasowo-ołowiowe 225
7.2.2. Akumulatory bezobsługowe 229
7.2.3. Bezpieczeństwo i higiena pracy z akumulatorami 232
7.2.4. Ogniwa paliwowe 233
7.3. Alternator 234
7.3.1. Budowa i działanie alternatora 234
7.3.2. Alternatory kompaktowe 238
7.4. Regulatory napięcia alternatorów 239
7.4.1. Regulatory jednofunkcyjne 240
7.4.2. Regulatory wielofunkcyjne (MFR) 241
7.5. Diagnostyka podzespołów układu zasilania 242
7.6. Pytania i zadania 247
8. Układ rozruchu silników spalinowych 249
8.1. Rozruch silnika spalinowego 249
8.2. Silniki elektryczne prądu stałego 251
8.2.1. Zasada działania silników elektrycznych 251
8.2.2. Rodzaje elektrycznych silników prądu stałego 252
8.3. Silnik szeregowy jako rozrusznik 255
8.4. Wpływ czynników zewnętrznych na moc i moment rozrusznika 260
8.5. Rozrusznik z przesuwnym zespołem sprzęgającym 261
8.6. Rozrusznik z reduktorem lub z przekładnią planetarną 263
8.7 Rozrusznik z silnikiem wzbudzanym magnesami trwałymi 264
8.8. Usterki rozruszników 265
8.9. Pytania i zadania 267
9. Silniki prądu przemiennego w samochodach 268
9.1. Budowa i zasada działania silnika trójfazowego 268
9.2. Silniki krokowe 273
9.3. Silniki tarczowe 276
9.4. Pytania i zadania 277
Literatura 278
