كهرباء السيارات عنصر أساسي بعملية بنائها، بل يوازي الوقود أهمية، فبدونه لن نستطيع إشعال محرك أي مركبة، ويستمد نظام الكهرباء طاقته من بطارية تولد طاقة بمقدار 12 فولت ويتم قياس طاقتها (أمبير/ ساعة)، موصولة بدارتين رئيسيتين، واحدة تمد شمعات الاحتراق بنبضات عالية التوتر، والأخرى لإعادة شحن البطارية والتي تكون موصولة مع مولد كهربائي (الدينامو) والذي يولد الطاقة من خلال دوران أسلاك نحاسية دقيقة في مجال مغناطيسي، بالإضافة لدارات كهربائية مساعدة كالموجودة في المصابيح والراديو [١].


مبدأ عمل النظام الكهربائي للسيارة

هو عبارة عن دارة كهربائية رئيسية مغلقة تستمد طاقتها من البطارية، وتغذي دارتي الإشعال والشحن، بالإضافة لدارات إضافية فرعية تغذي أجزاء عدة من المركبة جميع هذه الدوائر تفتح وتغلق بقواطع، كالأزرار الموجودة داخل المركبة (زر الإنارة)، أو من خلال أجهزة التحكم عن بعد والتي تعمل بواسطة الطاقة الكهرومغناطيسية، يتدفق التيار من البطارية عبر كابل سميك رئيسي إلى الجهاز المراد تشغيله من الطرف ذو الشحنة الموجبة (+)، ويعود إلى البطارية مرة أخرى من خلال كابل آخر موصول من الجهاز على هيكل السيارة المعدني والذي تكون شحنته سالبة (-). [٢]


ومن الأمثلة على الأجهزة التي تغذي الدارة الكهربائية: مصابيح المركبة، أجهزة الاستشعار عن بعد، جهاز التبريد (المكيف)، الأقفال المغناطيسية وجهاز الراديو، محركات مقاعد المركبة. [٢]


الأجهزة الرئيسية في النظام الكهربائي للسيارة

تستعمل الكهرباء بكل جزء تقريبًا من أجزاء السيارة ولكن هناك أجهزة يمكن الاستغناء عنها حتى أنها غير موجودة ببعض المركبات مثل محركات المقاعد الكهربائية وهنالك أجهزة يعد وجودها من أساسيات بناء وصناعة السيارة وهي كالتالي: [٣][٤]


  1. مشغل السيارة (السويتش): ويقع في المنطقة ما بين المحرك وناقل الحركة ويبدأ عمله عند تحريك مفتاح المركبة ووظيفته الرئيسة إيصال الكهرباء لشمعات الاحتراق داخل المحرك، وهو مسؤول عن تنظيم المقدار المناسب من الطاقة الكهربائية المناسبة والكافية لتشغيل المحرك، حيث تحتاج بعض المركبات لـ 20,000 فولت لتتم عملية الاشتعال. [٣][٤]
  2. المولد (الدينامو): ويقوم بتوليد الكهرباء اللازمة لدعم البطارية وأجزاء أخرى من المركبة، ومبدأ عمله من خلال وجود أسلاك نحاسية مغلفة بالألمينيوم، تتحرك من خلال ربطها مع حركة المحرك بحزام مطاطي خاص تتولد من خلال هذه الحركة الكهرباء ومبدأ عملة مشابه لمبدأ عمل الطواحين الهوائية أو الطواحين المائية. [٣][٤]
  3. البطارية: وهي من أهم أجزاء النظام الكهربائي بالسيارة، لأنها تزود الكهرباء اللازمة لمشغل المحرك وشمعات الاحتراق الموجودة بالمحرك، وتقوم البطارية أيضًا بتنظيم مقدار الطاقة بحال أن المولد لم ينتج ما يكفي من الكهرباء أو حصل خلل بالتيار. [٣][٤]


توصيل الدوائر الكهربائية في السيارة

يشبه توصيل الدارات الكهربائية في السيارات الدورة الدموية في جسم الإنسان، حيث إنه يحتوي على بطارية، والتي تشبه بآلية عملها القلب ومنها تتدفق الكهرباء إلى الأسلاك والتي تشبه الأوعية والشعيرات الدموية، ومقدار الكهرباء المتدفقة في الأسلاك تقاس بوحدة الأوم وتسمى المقاومة (مقاومة السلك لتدفق الكهرباء)، والأسلاك السميكة توصل الكهرباء بشكل أفضل من الأسلاك النحيفة بسبب المساحة الأكبر والتي تساهم بتدفق الإلكترونات بشكل أسهل، ولفهم عملية توصيل الدارات يجب علينا أن نبحث بثلاثة مصطلحات أساسية بعملية التوصيل وهي كالتالي: [٥][٦]


الاستقطابية

كما ذكرنا سابقًا فإنَّ البطارية تنتج شحنة موجبة، وتتدفق هذه الشحنة إلى الأسلاك باتجاه واحد فقط، وتعود الشحنة للبطارية من خلال هيكل السيارة كشحنة سالبة، طريقة التوصيل هذه تسمى النظام الأرضي السالب، وعملية تدفق الكهرباء باتجاه واحد فقط يسمى الاستقطابية، ويجب العلم بأنَّه عند شراء جهاز يجب التأكد من أنَّه يعمل باستقطابية مماثلة للموجودة بالسيارة قبل تركيب الجهاز. [٥][٦]


التوصيل على التوالي

وهو مرور التيار الكهربائي بمسار واحد على جميع الأجهزة، ولكن من عيوب هذه الطريقة بأنَّ مقاومة كل جهاز ستقلل الجهد مما يسبب وصول مقدار أقل من الطاقة للجهاز الذي يليه، فعلى سبيل المثال لا نستطيع استخدام هذه الطريقة بالتوصيل لإنارة المركبة لأنَّه سيضعف من أدائها، ولكن نستعمل طريقة التوالي في مضخة البنزين والموصولة مع جهاز قياس كمية البنزين الموجودة بالخزان حيث تتغير نسبة مقاومة التيار الذي يمر بالمضخة وفقًا لكمية الوقود المتوفر بالخزان. [٥][٦]


التوصيل على التوازي

وهو مرور التيار الكهربائي بمسارات منفصلة، وتصل لكل جهاز على حده بنفس المقدار، هذه الطريقة تستعمل في توصيل الكهرباء لأضواء المركبة لتحقيق أفضل أداء ممكن. [٥][٦]


استخدام الفيوزات والأسلاك في السيارة

لا تتم عملية بناء دارات كهربائية بالسيارات بسهولة، بل يتوجب على المصنع بناء الدارة الكهربائية بناءً على أسس علمية دقيقة جدًا، ويعود السبب بذلك لأن كل جهاز لديه قدرة مقاومة معينة فإذا تدفقت للجهاز طاقة كهربائية أقل من المطلوب سيضعف أداءه، وإذا كانت أكثر من المطلوب ممكن أن يتلف أو يحترق، وهنا يأتي دور الفيوزات أو (القواطع) الكهربائية ونوعية الأسلاك المستعملة في توصيلات الدارات.


الفيوزات

وظيفتها الأساسية منع وصول تيار كهربائي زائد للأجهزة لتجنب التلف، كيف يحدث ذلك؟

تصنع الفيوزات على شكل مستطيل أو اسطواني، وتتكون من موصلين مربوطين بسلك نحيف مغلف بطبقة عازلة غالبًا ما تكون من البلاستيك، عند مرور تيار ذي جهد عالي ترتفع حرارة السلك مما يؤدي بدوره لارتفاع حرارة البلاستيك المحيط به وينفجر الفيوز أو يحترق والهدف من ذلك منع وصول كمية الطاقة الكبيرة للجهاز المستهدف.[٧][٨]


الأسلاك

الأسلاك لا تقل أهميتها عن أهمية الفيوزات، ويجب اختيارها بعناية، ولا ينبغي علينا أن نوصل جهاز عالي الطاقة بأسلاك رفيعه، ولنفهم السبب علينا أولًا فهم بعض الأساسيات البسيطة، لنفترض أنَّ مصدرا للطاقة يولد طاقة بمقدار 1 فولت ويتسبب بمرور تيار بمقدار 1 أمبير عبر مقاومة مقدارها 1 أوم، بهذه الحالة علينا اختيار أسلاك تتحمل التيار 1 أمبير، ولنفترض أن نوعاً من الإنارة (لمبة) تستهلك 3 أوم من مصدر طاقة بمقدار 12 فولت بهذه الحالة علينا أن نقسم الطاقة على مقدار الاستهلاك (أوم / فولت) أي 12/3 وتساوي 4 أمبير، إذًا علينا اختيار أسلاك مناسبة لتتحمل ما مقداره 4 أمبير لتعمل اللمبة بكفاءة ونتجنب تلفها. [٧][٨]


المراجع

  1. ↑ "Car Electrical systems ", newkidscar, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  2. ^ أ ب Alexander Falchenko (28/5/2020), "WHAT YOU NEED TO KNOW ABOUT THE ELECTRICAL SYSTEM OF THE CAR", avtotachki, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث "Electrical System", silvhornautomotive, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  4. ^ أ ب ت ث "Automobile Electrical System", science, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  5. ^ أ ب ت ث "How car electrical systems work", howacarworks, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  6. ^ أ ب ت ث "How Automotive Electrical Systems Work", haynes, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  7. ^ أ ب "Your Car’s Fuse Box Has All the Answers", sundevilauto, Retrieved 16/12/2020. Edited.
  8. ^ أ ب Alexander Falchenko (28/5/2020), "?WHAT YOU NEED TO KNOW ABOUT THE ELECTRICAL SYSTEM OF THE CAR", avtotachki, Retrieved 16/12/2020. Edited.