So diagnostizieren Sie elektrische Probleme im Auto, indem Sie Spannungsabfälle verfolgen

Die Straße vor Ihnen sieht aus wie ein schwarzes Loch. Es ist so dunkel und so trostlos, dass selbst der tapferste Samstagsmechaniker es vorziehen würde, abseits der Autobahn und sicher zu Hause zu sein. Leider sind Sie immer noch Stunden von Ihrem Ziel entfernt. Sie können nichts außer der kleinen Lichtpfütze sehen, die von Ihren Scheinwerfern geworfen wird. Und diese Pfütze scheint kleiner zu werden. Und gelber. Ein kurzer Stopp im Supermarkt für Benzin und einen Liter Karottensaft enthüllt die Ursache – einer Ihrer Scheinwerfer ist so gelb wie Satans Zehennägel.

Du hast einen Spannungsabfall.

Zurück zu den Grundlagen

Elektrizität sollte nicht entmutigend sein, besonders wenn es um die Verkabelung von Kraftfahrzeugen geht. Es ist einfacher Gleichstrom (DC), und es packt nicht genug Schlag, um Ihre Zehen kribbeln zu lassen – selbst wenn Sie in nassen Turnschuhen stehen. Ich gebe Ihnen zu, die Arbeit an einem elektrischen System ist einfach nicht so intuitiv wie ein mechanisches System. Stellen Sie sich die Verbindung zu einem Vergaser vor. Denken Sie daran, Vergaser? Kohlenhydrate sind leicht zu verstehen. Wenn sich ein Ende des Gasgestänges bewegt, wenn Sie es wackeln, und das andere Ende nicht, ist es kaputt. Wenn Sie an einem Ende wackeln und sich keines der beiden Enden bewegt, bleibt es hängen.

Und wenn es schwer zu bewegen ist, muss es geölt werden. Die Diagnose des elektrischen Systems ist dagegen einen Schritt entfernt – Sie können den Strom im Draht nicht sehen, wie Sie das Wackeln des Gestänges sehen können. Sicher, Sie können eine einfache elektrische Diagnose mit nichts weiter als einem Störungslicht durchführen. Ich habe ein paar Problemlichter, und ich benutze sie die ganze Zeit. Aber die Diagnose von etwas Komplizierterem als einer ausgebrannten Glühbirne erfordert größere Waffen. Sie benötigen ein Voltmeter. Oder, technisch gesehen, ein Digitalmultimeter oder DMM. Sie können eine anständige für etwa den Preis von ein paar Peperoni-Pizzen bekommen.

Begegnung mit Widerstand

Zurück zu Ihrem schwachen Scheinwerfer. Es gibt Widerstand in der Schaltung, wodurch die am Scheinwerfer verfügbare Spannung reduziert wird. Sie können die Ohmmeter-Skala des DMM verwenden, um den zusätzlichen Widerstand zu finden, oder?

Falsch. Wir jagen sehr kleinen Widerständen nach, oft kleiner als ein Ohm. Die Widerstandsskala (Ohm) Ihres DMM liegt wahrscheinlich bei 200 Ohm, was die Messung einstelliger Werte schwierig macht. Verwenden Sie stattdessen die Spannungsskala, die bei den meisten DMMs bis auf mehrere Millivolt genau ist. Lass uns graben.

Schalten Sie zunächst den fehlerhaften Stromkreis ein – in diesem Fall das Abblendlicht des Scheinwerfers. Jetzt messen wir die Batteriespannung. Wir müssen die genaue Anzahl wissen, die Sie sehen, wenn Sie über die Batteriepole messen. Und ich meine die Leitpfosten selbst, nicht die Klammern. Es sollte etwa 12,5 bis 12,8 Volt betragen, wenn die Batterie vollständig geladen ist.

Prüfen Sie den Stecker des Dimmscheinwerfers. Das schwarze Kabel an Ihrem DMM sollte zu einer guten Masse führen – vorzugsweise zum Minuspol der Batterie. Die Spannung, die Sie an der Abblendlichtöse messen, beträgt, wie sich herausstellt, etwa 11 Volt. Das ist niedriger als unsere Systemspannung bei etwa 12,5 – aber nicht niedrig genug, um die starke Verdunkelung zu erklären. Jetzt sonde die boden lug an der birne stecker. Überraschung! Das Messgerät liest fast 4 Volt – es sollte Null lesen. Dies zeigt einen Widerstand in der Erdungsseite der Verdrahtung an, so dass nur 7 Volt für das Filament übrig bleiben.

Erste Lektion: Elektrizität läuft immer im Kreis, und die Erdseite ist genauso wichtig wie die heiße Seite.

Zweite Lektion: Verwenden Sie eine kleine Systemanalyse. Nur ein Scheinwerfer ist schwach, sodass Sie die Fehlerbehebung an jedem Teil des Stromkreises überspringen können, der mit demjenigen geteilt wird, der funktioniert.

Während Sie die Masseseite messen, springt plötzlich die Spannung am Messgerät an. Und es springt nicht auf die 11 Volt, die wir vorher gesehen haben – es springt direkt auf 12,5 Volt, genau das, was wir an der Batterie messen können. Die Glühbirne erlischt im selben Moment. Was nun?

Sie messen die volle Batteriespannung. Das bedeutet, dass es an Kontinuität mangelt – ein „Offen“ in der Schaltung irgendwo zwischen der positiven DMM-Sonde und der Batteriemasse. Wenn das Öffnen von einem ausgebrannten Filament oder einem gebrochenen Draht auf der heißen Seite herrührte, würden Sie null Volt sehen. Das offene ist auf der Bodenseite sicher. Was früher ein Widerstand war, um 1 Ohm, In diesem Erdkreis ist plötzlich ein offener geworden, mit im Wesentlichen unendlichem Widerstand. Täter? Es ist ein gebrochenes Erdungskabel, Wahrscheinlich verursacht durch jemanden, der vor Jahren ein spitzes Testlicht oder eine Messsonde durch die Verkabelung stieß, um ein Problem zu untersuchen. Das Loch in der Isolierung hat Wasser in den Draht hineingelassen und ihn in grüne, hochbeständige Korrosion verwandelt – was schließlich zum Versagen des Drahtes führt.

Was eine weitere Lektion bringt: Stecke niemals ein Loch in einen Draht, um einen Stromkreis zu überprüfen. Also ersetzen Sie den Draht. Problem gelöst; Zumindest bis Sie vorne herumgehen, um die Lichter zu überprüfen. Jetzt haben beide die gleiche Farbe. Munter die dim ein plötzlich macht Sie erkennen, sie sind beide weniger als brillant – das ist, was ich erwarten würde, wenn ich Meter 11 Volt an der Lampenfassung statt der 14 ich erwarten würde, wenn der Motor läuft. Es gibt immer noch einen Widerstand in der Schaltung, aber dieses Mal ist es zwischen der Batterie und der Glühbirne. Zurück zum DMM.

Meter zwischen die batterie positive post und die klemme. Sie sollten dort sehr wenig Spannung sehen. Wenn die Lichter aufleuchten, beträgt die Gesamtaufnahme der Batterie 15 Ampere oder mehr. Jeder Widerstand zwischen Klemme und Pfosten führt zu einem messbaren Spannungsabfall. Es sollte nicht mehr als ein paar Millivolt betragen. Chase die schaltung in richtung der lampe, eine metall-zu-metall junction zu einer zeit. Die Abtastung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Scheinwerferrelais zeigt einen Abfall von fast einem Volt. Wenn Sie ein neues Relais einschalten, wird dieser Messwert auf einige Millivolt reduziert. Und beide Scheinwerfer lodern.

Problem gelöst.

Warnung: Math Alert

Ihre 55-Watt-Scheinwerferlampe zieht 4 bis 5 Ampere aus dem elektrischen System des Autos, und wir können berechnen, dass es einen Widerstand von etwa 3 Ohm hat. Unsere cheapo mühe licht hat einen widerstand von 10 zu 12 ohm, was bedeutet, dass, wenn wir stecken die mühe-licht sonde in eine schaltung, es wird teil der schaltung, ändern die werte wir sind versuchen zu diagnostizieren. Unser DMM hat einen Widerstand von über 10 Millionen Ohm, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen wird, dass das Anbringen der Messsonde die Spannung in einem Stromkreis ändert. Es ist wichtig, diesen Test bei eingeschaltetem und funktionierendem Stromkreis durchzuführen, wenn Sie die Fehlerbehebung durchführen. Stellen Sie sich vor, unser korrodierter Draht befände sich auf der positiven Seite des Scheinwerferkreises, nicht auf der Masseseite. Und die Batterie ist ein wenig niedrig, also knallen Sie einfach den Stecker von der Birne und öffnen Sie die Steckdose. Wenn die Verkabelung in Ordnung ist, sehen Sie die volle Systemspannung auf dem Messgerät, also muss alles pfirsichfarben sein, oder? Aber da ist unser beschädigter Draht mit einem Innenwiderstand von ein oder drei Ohm. Sie würden erwarten, dass das Messgerät eine reduzierte Spannung anzeigt, und Sie würden sich irren. Es ist der Strom, der in der Schaltung fließt, der den Spannungsabfall erzeugt. Das DMM mit seiner Megaohm-Impedanz zieht keinen Strom – und Sie lesen die volle Systemspannung ab, bis der Stromkreis geladen ist.

Ich bin nicht zufrieden mit mehr als ein paar hundert Millivolt Abfall über einen Stecker. Der Gesamtabfall in einem Stromkreis sollte nicht mehr als 1 Volt betragen, unabhängig davon, ob es sich um eine Lichtkuppel mit 500 Milliampere oder einen Starter mit 200 handelt.

Circuit-Tracing-Tipps

1 Blattsicherungen haben oben Testpunkte, ein guter Ort, um die Spannung in einem Stromkreis zu messen. Versuchen Sie Folgendes: Messen Sie beide Testpunkte im Millivoltbereich und lesen Sie den Spannungsabfall an der Sicherung ab. Keine Spannung? Dann fließt kein Strom.

2 Stecken Sie den Messfühler niemals in das weibliche Ende eines Verdrahtungssteckers. Es ist leicht, die Kontakte zu beschädigen. Stattdessen Sonde von der Rückseite des Steckers, wo die Drähte eingeführt werden. Das nennt man Back-Probing.

3 Die Spannung fällt entlang des Schaltungspfades von heiß nach Masse ab, wie in diesem Anhängerstecker. Hier suchen wir nach Spannungsabfall zwischen dem Stecker und dem Kabel zu den Lauflichtern.

Erste Regel für die Arbeit an einem elektrischen Fahrzeugsystem: Es sind nur 12 Volt, und Sie können keinen Schock bekommen. (Na ja, außer vielleicht von der Zündkerzenkabelung, aber ich schweife ab.) Zweite Regel: Die zweite Regel ist nicht nur eine Regel – es ist das Gesetz. Insbesondere das Ohmsche Gesetz. Nicht ausflippen; Ich werde langsam mit der Mathematik gehen.

Ein Beispiel: Ein Scheinwerfer-Abblendlicht zieht normalerweise 4 Ampere oder so, wenn es eingeschaltet ist. (Das ist die aktuelle.) Die Spannung liegt bei laufendem Motor bei etwa 13 bis 14 Volt. Also,

4=14/ R, wobei R der Widerstand des Glühfadens in der Glühbirne ist. Lösen für R, erhalten wir 14/4 oder knapp unter 3.5 ohm. Stellen Sie sich vor, dass ein Scheinwerfer im Vergleich zur anderen Seite ein bisschen gelb ist. Wir messen die Spannung an der Lampenfassung, und es ist nur um 7 Volt, erklärt die dimness. Ich überlasse die Mathematik den Hausaufgaben, aber das bedeutet, dass irgendwo zwischen Batterie und Scheinwerfer noch 3,5 Ohm Widerstand liegen. Die Schaltung mit ihrem zusätzlichen Widerstand hat jetzt einen Gesamtwiderstand von 7 Ohm für eine Stromaufnahme von 2 Ampere, und es ist unsere Mission, diesen Widerstand zu finden und zu reparieren. Ein weiteres Beispiel: Der Anlasser zieht 200 Ampere (ungefähr), wenn der Motor ankurbelt, normalerweise wenn die Batteriespannung nur etwa 10 Volt beträgt. Also,

Wenn wir wissen, dass ein elektrisches Gerät einen Widerstand hat, können wir herausfinden, wie viel Strom es zieht. Installieren eines neuen Satzes von acht Umrissleuchten am Reiseanhänger? Messen Sie eine Glühbirne mit einem wirklich guten Ohmmeter, und es misst 12 Ohm. Sie können ungefähr auf 1 Ampere Strom zählen. Multiplizieren Sie das mit 8 Lauflichtern – Ihre neuen Lichter zeichnen insgesamt 8 Ampere. Fügen Sie die Lauflampen hinzu und die 10-Ampere-Sicherung in diesem Stromkreis reicht möglicherweise nicht aus.

Vertrauen Sie mir, diese Zahlen werden immer korrekt funktionieren. Wenn sie es nicht tun, verpassen Sie etwas.