Почему шасси используется в качестве заземления в автомобильных электрических цепях

Автомобильная электроника обычно использует металлическое шасси в качестве отрицательного заземляющего разъема для цепей постоянного тока. Очевидно, это что-то экономит на проводке. Есть ли электрическая причина для такого подхода?

(Я не спрашиваю, почему отрицательный вместо положительного, но почему металлический каркас вместо провода.)

Там не электрическая причина, а весовая причина. Используя существующую металлическую конструкцию в качестве заземления, он эффективно уменьшает количество проводов примерно вдвое и, следовательно, значительно экономит вес. (Например, в противном случае каждый задний фонарь должен иметь два провода вместо одного.)

Помните также, что некоторые электрические нагрузки в автомобиле используют большой ток. Например, в пусковом двигателе очень часто используется провод 0 AWG, который весит около 0,5 кг / м.

Интересно, что, хотя и не ваш вопрос, выбор негатива против позитива совершенно произвольный. Фактически, еще в 1960-х годах Volkswagen использовал систему «положительного заземления» 6 В для «Жука» примерно до 1967 года, когда они наконец-то сменили систему на 12 В с отрицательным заземлением, которая сегодня является стандартной.

Чем больше проводов вы используете, тем больше проводов у вас может выйти из строя. Чем больше проводов у вас может выйти из строя, тем больше вероятность того, что что-то перестанет работать. На самом деле (насколько я знаю) шасси не может выйти из строя электронным способом, что также не заставит вещи перестать работать по другим, более важным причинам, поэтому, используя шасси, вы уменьшаете количество возможных способов вашего автомобиля или некоторых других. его компонент, может перестать работать.

В то время как другие ответы верны, я должен добавить действительно очевидный ответ, который, учитывая, что это сайт, ориентированный на инжиниринг, уже должен был быть упомянут.

СТОИМОСТЬ

Автомобильная промышленность является высококонкурентной, с минимальными наценками и сложной средой для эксплуатации. А медь очень дорогая.

Это в ответ на мой комментарий выше, который не вписался бы в комментарий.

Он также пытается предложить ссылку на хорошую рецензию по первичному вопросу, а затем немного истории, чтобы прояснить проблему «негатив» и «позитив», которую я по ошибке счел открытой.

В этой первой ссылке автор четко объясняет причины и преимущества использования шасси в качестве общей точки заземления, а также то, как лучше его использовать, а когда нет. Проще говоря , корпус хорошего низкого сопротивления опорного напряжения общего точка. http://www.w8ji.com/negative_lead_to_battery.htm

Похоже, что многие сайты указывают на то, что положительное заземление использовалось для предотвращения коррозии проводов в дни менее эффективной инкуляции. http://lajagclub.com/the-argument-for-positive-ground/ http://www.jalopyjournal.com/forum/threads/why-neg-ground-vs-pos-ground.497935/

В Википедии есть небольшая дискуссия, касающаяся выбора полярности, упомянутой на странице обсуждения, но информация об осадке радиатора больше не отображается на странице автомобильного аккумулятора, так как она может быть не поддающейся проверке. https://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Reference_desk/Archives/Science/2010_October_4#Six_volt_automotive_systems

Гораздо более расплывчатые ссылки указывают на коррозию как на проблему, но нет единого мнения о том, какая из них действительно хуже или защищена ли шасси или проводка. http://www.yesterdaystractors.com/cgi-bin/viewit.cgi?bd=nboard&th=848277

Переход к стандартизации, возможно, был вызван с рынка аксессуаров. Расширение использования полупроводниковых компонентов (регуляторов напряжения) означало, что важно, каким образом части были соединены. Автомобили часто превращались в негативную землю для поддержки радиооборудования, которое было разработано в соответствии с конвенциями по электронному проектированию. Необходимость выбора стандартного «любого стандарта» для автомобилей могла быть внешней по отношению к потребностям автомобилей в потреблении электричества и обусловлена ​​коммерческим удобством. Качество искры упоминается время от времени, но полярность шасси не заставила бы его быть тем или иным, поскольку катушка могла быть подключена как требуется.

Нагрудник, чтобы ответить на ваш вопрос: Да, есть электрическая причина использования шасси автомобиля в качестве заземления. Вот пример: вам требуется электрическая розетка (скажем, вилка Андерсона) в задней части вашего автомобиля для питания устройства, которое потребляет 50 ампер, а длина кабеля, необходимого для достижения вилки, составляет 7 метров. Теперь, чтобы рассчитать размер кабеля, вы должны также взять длину обратного (отрицательного) кабеля. Используя приведенные выше примеры требований при установке с двумя кабелями, т. Е. Положительный и отрицательный кабели проложены к штекеру от батареи и основаны на напряжении батареи 13,8 и падении напряжения ~ 3%, что дает рабочее напряжение ~ 13,4 В на штекере. Вам нужно будет проложить 14 метров кабеля 4/0 AWG (B & S). Принимая во внимание, что при использовании шасси транспортного средства в качестве грунта вам нужно будет пробежать только 7 м длиной 5 AWG (B & S) плюс короткая длина от отрицательного вывода штекера до шасси, скажем, ~ 1 метр, в результате чего общая длина составляет 8 метров 5 AWG по сравнению с 14 метрами 4/0 AWG, что дает огромную экономию. Хорошая идея - обновить кабели заземления кузова и шасси от отрицательной клеммы аккумулятора, так как размеры оригинальных кабелей соответствуют стандартной электрической нагрузке автомобиля и могут быть недостаточно тяжелыми, чтобы выдерживать повышенную нагрузку на землю шасси.

Я не инженер-электрик, но мне кажется, что если шасси действительно является подходящим заземлением (независимо от того, подключена ли отрицательная сторона батареи), то обычно объясняется, почему мы всегда должны отсоединять ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ клемму до работа над нашим автомобилем является фиктивной (см. ссылку ниже). Пока положительный кабель подключен, мы рискуем замкнуть любое число цепей в системе. Я перегорел достаточно предохранителей, чтобы научиться трудным путем.

Отключение источника питания

Чтобы иметь дополнительный уровень безопасности: если какие-либо кабельные соединения теряются, падает на шасси и устанавливает его под напряжением, ток будет проходить через корпус кого-то, касающегося его. Это высокий риск для людей. Чтобы избежать этого, его устанавливают на землю.