Teoría eléctrica del audio del automóvil:conceptos básicos y la ley de Ohm

Durante varios años, el equipo de Best Car Audio ha proporcionado artículos sobre las características, funciones y beneficios de todo tipo de audio para automóviles. productos y servicios. Ya en nuestro tercer año, es hora de volver a lo básico y hablar sobre las teorías fundamentales de la electricidad y cómo se relacionan con los sistemas de audio de nuestro automóvil. Tome algo para beber, póngase cómodo y disfrute:¡es hora de aprender sobre los conceptos básicos y la Ley de Ohm!

¿Qué es la electricidad?

En su forma más básica, la electricidad es un grupo de electrones cargados que se pueden utilizar para realizar un trabajo. La electricidad de nuestros coches proviene de dos fuentes:la batería y el alternador. Después de que la batería se usa para arrancar el automóvil, el alternador recarga la batería y proporciona electricidad para hacer funcionar los ventiladores, las luces, los circuitos electrónicos y las computadoras que mantienen nuestros automóviles en funcionamiento.

Terminología:Voltaje

Para comprender la electricidad, debe comprender algunos términos. El primero del que hablaremos es el voltaje. El voltaje es una unidad de medida que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. La unidad de medida del SI es el voltio y se representa con una V mayúscula.

Una vez más, en relación a nuestros vehículos, contamos con un sistema eléctrico de 12V. Más específicamente, una batería de automóvil completamente cargada descansará a 12,6 voltios para un diseño de plomo-ácido convencional. Algunas baterías AGM descansarán entre 13,0 y 13,2 voltios.

Puedes ver un voltaje como presión eléctrica. Imagina un tanque de agua sobre una mesa. Si conecta una manguera al fondo del tanque, la gravedad empujará el agua fuera de la casa. Si obtiene un tanque más grande, hay más presión empujando el agua fuera de la manguera. Entonces, más voltaje es similar a más presión.

Terminología:Actual

Es importante conocer la cantidad de electricidad que circula por un circuito. Usamos la unidad SI amperio para cuantificar el volumen de electrones que se mueven en un conductor. La definición original del amperio implicaba la cuantificación de la fuerza magnética creada entre dos conductores paralelos infinitamente largos (alambres). Si bien esta es una definición válida, nunca se usa en las escuelas ni en ninguna capacitación. Una explicación más sencilla es que 1 amperio de corriente equivale a 6,2415093 × 10^18 cargas elementales que se mueven a través de un límite durante un período de un segundo. Una carga elemental es la carga eléctrica transportada por un solo protón.

Usando nuestra analogía del agua, la corriente que fluye en un circuito eléctrico es similar a la cantidad de agua que fluye en una tubería o manguera. La cantidad de agua que fluye en esa manguera se mediría en galones o litros por minuto. Un número más alto significa que hay más presión empujando el agua. Entonces, volviendo a nuestra terminología eléctrica, cuando hay más voltaje, más corriente fluye a través de nuestro circuito.

Elegir un ejemplo específico en un ejemplo automotriz es complicado porque los vehículos difieren drásticamente en sus necesidades eléctricas. Dicho esto, la mayoría de los automóviles y camiones nuevos tienen un alternador que puede proporcionar entre 65 y 120 amperios de corriente para alimentar diferentes dispositivos. Las baterías también varían mucho al igual que las clasificaciones disponibles para cuantificar la cantidad de corriente que proporcionarán. La mayoría de las baterías tienen una capacidad de 60 a 80 amperios-hora. Esta clasificación describe la capacidad de una batería para suministrar 1 amperio de corriente durante 60 a 80 horas antes de que se considere agotada. Lamentablemente, la ecuación no se puede invertir. Una batería no puede suministrar de 60 a 80 amperios de corriente durante una hora debido a los límites del proceso de conversación química.

Terminología:Resistencia

La resistencia es la descripción de la oposición al flujo de corriente en un circuito. Usamos la unidad SI ohm para cuantificar este valor. A diferencia del voltaje y la corriente, el símbolo que se usa para representar la resistencia es la letra griega omega mayúscula:Ω. Más resistencia en un circuito reduce la capacidad de flujo de electrones y, por lo tanto, disminuye la cantidad de amperios que fluyen.

En nuestro ejemplo de agua y barril, apretar la manguera aumentaría la resistencia y reduciría la cantidad de agua que fluye. En un sistema eléctrico, el tamaño de los conductores que usamos para cablear los circuitos y el diseño de los propios circuitos determinan cuánta resistencia está presente.

Terminología:Ley de Ohm

Afortunadamente, en circuitos simples, la relación entre voltaje, corriente y resistencia es lineal. Cuando tenemos más voltaje disponible, fluye más corriente para una resistencia dada. Del mismo modo, menos resistencia en un circuito hace que fluya más corriente para un voltaje dado. La ley de Ohm es una ecuación matemática simple que te permite calcular cualquiera de los tres valores, siempre que conozcas otros dos.

Las tres ecuaciones son:

Voltaje =Corriente x Resistencia Corriente =Voltaje ÷ Resistencia Resistencia =Voltaje ÷ Amperaje

V =yo x R yo =V ÷ R R =V ÷ yo

Comprender la ley de Ohm es el factor más importante para trabajar y comprender los circuitos eléctricos.

Ejemplos de la Ley de Ohm

Una de las expresiones más comunes que se usan para enseñar a las personas sobre la ley de Ohm es la siguiente:en un circuito con un voltio de potencial y una resistencia de un ohmio, fluirá un amperio de corriente. Viendo la relación entre esta afirmación, podemos calcular que para una resistencia fija, fluirán dos amperios de corriente si aumentamos el voltaje a dos voltios. Dicho de otra manera, a medida que aumenta el potencial de voltaje aplicado a un circuito, la corriente a través del circuito también aumentará, siempre que la resistencia permanezca constante.

Eso es todo para nuestra primera lección sobre la teoría eléctrica del audio del automóvil. En la próxima lección, hablaremos sobre cómo podemos usar la electricidad para hacer trabajo y analizaremos las ecuaciones que se usan para cuantificar este trabajo como potencia.