Question:
Pourquoi avons-nous encore besoin d'ampèremètres?
Travis Griggs
2020-07-23 03:01:28 UTC
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Je viens de recevoir mon certificat de pilote privé il y a 2 semaines, yay! Plus tôt dans la journée, un collègue de travail qui a 700 heures de travail est entré et a demandé à mon collègue de bureau ingénieur électricien "pourquoi avons-nous encore besoin d'ampèremètres, les voitures les ont supprimées il y a des années, les voltmètres semblent assez largement." Il se trouve qu'il a presque fini de construire son RV-14a. Mon collègue de bureau et moi étions désemparés d'avoir présenté un argument convaincant pour expliquer pourquoi les avions utilisent encore des ampèremètres. Est-ce juste pour la redondance?

Bienvenue sur aviation.SE, et félicitations pour devenir pilote!
C'est une bonne question. Ces réponses sont utiles, mais j'ajouterais une remarque. Tous les ampèremètres n'indiquent pas la même manière. Certains indiquent la charge et la décharge de la batterie, ce qui est très utile, car cela montre que l'alternateur suit la charge. Une autre variété montre la sortie totale de l'alternateur, ce qui vous aide à comprendre la charge et les accessoires gourmands en énergie, mais cela ne montre pas que la batterie est en charge. Cela vaut la peine de prendre le temps de comprendre quel type vous regardez et ce qu'il vous dit.
FWIW, les voitures ne se sont pas vraiment débarrassées des ampèremètres - les gens se sont juste habitués aux tensions des batteries au plomb-acide et peuvent estimer le flux de courant en lisant la tension. Maintenant que nous passons à l'électricité, les voitures ont fondamentalement à nouveau des ampèremètres, mais au lieu d'afficher des ampères, l'ordinateur de bord calculera les wattheures ou kWH ou miles équivalents par gallon.
Je lis cela comme des altimètres dans le HNQ - ce serait une question courageuse!
Huit réponses:
Aaron Holmes
2020-07-23 04:09:18 UTC
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Félicitations pour avoir gagné vos ailes!

Parce que les ampèremètres mesurent le flux de courant (positif ou négatif), ils peuvent immédiatement indiquer quand l'alternateur ne fournit plus d'énergie et que la batterie se décharge à la place. Dans un voltmètre, comme la plupart des automobiles modernes, vous devrez attendre de voir le niveau de charge de la batterie tomber, et à ce stade, plusieurs minutes (ou plus) peuvent s'être écoulées. Dans un avion, où il peut être important d'arrêter rapidement les appareils électriques et d'économiser l'énergie de la batterie, chaque instant compte et la capacité de voir le flux passer du positif au négatif est très utile.

Je ne pense pas que tu devrais attendre. Si l'alternateur craque, la tension du système chutera immédiatement de 14 volts environ à 12-ish, puis diminuera lentement à partir de là. Cependant, à votre avis, ce changement est plus subtil et beaucoup plus facilement négligé que le mouvement d'un ampèremètre de 0 ou légèrement positif à négatif.
@JohnK: C'est correct. Cependant, rappelez-vous que les batteries modernes ne sont pas faites pour décliner progressivement. Ils sont faits pour rester aussi proches de 12 que possible pendant la majeure partie de la charge, puis baissent fortement juste avant de mourir. Sinon, vous devrez vous débarrasser de votre appareil au fur et à mesure que la batterie s'épuise pour éviter qu'il ne s'assombrisse et ne clignote.
D'accord, mais vous obtenez toujours cette baisse de 14-15 à 12-13 dès que l'alternateur s'arrête. Cependant, la plupart des gens ne le comprendraient pas, donc votre argument est toujours valable.
Tous d'accord.
De plus, il vous permet de voir exactement combien vous tirez de la batterie si vous souhaitez éteindre une partie de l'équipement et en laisser une partie en marche. Vous n’avez pas vraiment besoin de faire ce genre de réglage fin dans la plupart des automobiles.
Euh ... La plupart des automobiles modernes n'ont pas de voltmètres ou d'ampèremètres. (Sauf si vous branchez un lecteur OBDII.) Une lumière idiote est tout ce que vous obtenez.
@jamesqf: C'est ... triste, mais très vrai.
@jamesqf: en effet, mais de tels problèmes dans une voiture sont beaucoup moins dangereux que dans un avion. Même dans le pire des cas, vous pouvez simplement vous arrêter.
@vsz: Eh bien, non. Le pire des cas est que vous êtes coincé quelque part (comme de l'autre côté du Black Rock Desert, peut-être) avec un camion qui ne démarre pas parce que la lumière idiote ne s'est pas allumée lorsque l'alternateur est tombé en panne.
@jamesqf Je préfère être dans le camion sur le bord de la route que dans l'avion à quelques milliers de pieds au-dessus avec le même problème.
Pour éviter toute confusion, je veux juste souligner que même les voitures avec seulement une "lumière idiote" auront toujours techniquement un voltmètre numérique fonctionnant dans les coulisses qui fournit les données utilisées pour déclencher la lumière en cas de problème.
@JohnK La défaillance de l'alternateur en premier est également le meilleur scénario. Pire encore, votre batterie tombe en panne en premier - puis vous volez avec 14V jusqu'à * bam * - l'alternateur fonctionne et maintenant vous êtes mort sans avertissement. Espérons que nulle part près d'IMC ... Un ampèremètre aurait averti que la batterie n'était pas bonne.
@vsz, Re, "Vous pouvez simplement vous arrêter." Pas toujours. J'étais peut-être à 60 miles de chez moi quand il a finalement sombré dans le fait que l'alternateur de ma voiture était tombé en panne. Je me suis dit que plus je pouvais me rapprocher de chez moi avant d'avoir besoin d'un remorquage, mieux c'était; alors j'ai continué. J'étais à cinq kilomètres de chez moi quand il est mort, sur une bretelle de sortie surélevée et achalandée. Et c'est là que j'ai réalisé: "Oh! Si la batterie est déchargée ... alors les clignotants à 4 directions ... ne fonctionneront pas." Oups! Pourtant, probablement mieux qu'un moteur avec rien en dessous, mais de la forêt aussi loin que vous pouvez planer.
@Alexandre Aubrey: Je préfère ne pas être dans l'une ou l'autre situation, moi-même. Mais si vous avez un ampèremètre, vous pouvez dire si cela s'est produit, et avec de la chance avant de vous retrouver dans un endroit pour chauves-souris. En effet, je viens de voir cette situation se produire dans un avion. L'alternateur s'est arrêté en raison d'une courroie cassée juste avant de traverser la Sierra (en direction ouest, j'aurais donc été dans beaucoup d'espace aérien contrôlé sans radio). Au lieu de cela, je viens d'atterrir à Truckee et j'ai fait installer une nouvelle courroie.
@AaronHolmes: Dans de nombreux véhicules plus anciens, l'ampoule «alternateur idiot light» de la voiture servait à limiter le courant dans la bobine de champ de l'alternateur, car lorsque l'alternateur ne tournait pas, la bobine de champ passait le courant maximum tout en ne faisant aucun travail utile. Une bizarrerie intéressante de ceci était que si l'ampoule * elle-même * tombait en panne, l'alternateur cesserait de produire de l'énergie mais l'ampoule elle-même ne s'allumerait pas (pour des raisons évidentes!). La seule façon pour le conducteur de remarquer la panne pourrait être le fait que le voyant ne s'allume pas lorsque le moteur ne tourne pas.
Carlo Felicione
2020-07-23 04:36:18 UTC
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Parce qu'il affiche la quantité de courant, et donc la quantité d'énergie consommée par votre système électrique. Cela fournit une référence rapide pour diagnostiquer les problèmes. Des valeurs négatives peuvent indiquer un alternateur défectueux et une forte consommation électrique peut indiquer un court-circuit quelque part dans le système.

Les ampèremètres sur les voitures et les avions ne montrent que l'excédent ou le déficit de courant net vers ou depuis la batterie en ampères, et non la charge de courant totale imposée par les services électriques. Lorsque la batterie est complètement chargée et que l'alternateur fonctionne normalement, l'ampèremètre affichera 0 ou un courant très légèrement positif, uniquement ce qui est nécessaire pour maintenir la batterie chargée, quelle que soit la charge de service.
Oui, de nombreux avions ont des ampèremètres comme les voitures qui montrent un flux de courant positif ou négatif. J'ai également piloté des avions avec des ampèremètres qui ne montrent que la charge réelle sur le générateur ou l'alternateur.
@JohnK étrange, car j'ai vu beaucoup d'ampèremètre qui affichera la charge actuelle.
Si l'alternateur est éteint. S'il fonctionne, il indique le taux de charge ou le taux de décharge de la batterie et non la charge totale. Si votre ampèremètre affiche, par exemple, un taux de charge de 0,5 A avec une batterie complètement chargée et que vous empilez la charge, la sortie de courant de l'alternateur augmentera pour compenser pour maintenir la tension du système, mais l'ampèremètre ne montrera toujours que 0,5 A si la batterie est chargée. Le seul moment où il montre un courant substantiel est lorsque la batterie est épuisée et en cours de charge, comme après le démarrage.
IIRC, les cherokees Piper avaient un ampèremètre qui montrait des valeurs positives / négatives comme l'indiquait John K. Les jets d'affaires ont généralement des ampèremètres qui affichent la sortie des générateurs comme l'ont indiqué Mike et Carlo. Je ne sais pas si un type est meilleur que l'autre
Oui, c'est parce que l'ampèremètre est câblé sur la source de courant de la batterie, et non sur la source de courant de l'alternateur. Il ne montre que le courant entrant ou sortant de la batterie. Le seul moment où il montre la charge totale est lorsque la batterie est la seule source de courant.
fraxinus
2020-07-23 15:34:48 UTC
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Plus une panne d'un système est désagréable, plus vous disposez d'outils pour prévenir, diagnostiquer et atténuer la panne.

Une voiture de tourisme ordinaire peut s'arrêter au milieu de nulle part parce que l'alternateur est en panne et la batterie est déchargée. Assez désagréable, mais rarement fatal - et les voitures modernes ont tendance à être assez fiables de toute façon.

Une plate-forme tout-terrain avec des treuils, des lumières supplémentaires, des radios, des compresseurs, etc. a généralement non seulement un ampèremètre, mais un contrôleur de batterie à part entière avec voltmètre, ampèremètre, ampère-heure (ampèremètre intégrant) et ainsi de suite. Si vous n'avez plus d'électricité, vous êtes dans une situation bien pire que dans une voiture particulière. Et vous avez pas mal de modes d'échec supplémentaires.

Idem pour les marines. Ils ont adopté ces contrôleurs avant même les voitures tout-terrain.

Dans les avions, la situation «sans électricité» est encore pire, mais vous avez la limitation supplémentaire de ne pas surcharger le pilote avec des informations supplémentaires dont il a rarement besoin. C'est pourquoi volt + ampère est correct.

John K
2020-07-23 19:47:16 UTC
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La raison pour laquelle les ampèremètres ont été largués dans les voitures est qu'ils étaient (et sont comme utilisés dans les avions) câblés à la batterie et n'indiquent que le flux de courant entrant ou sortant de la batterie. La tension nominale de la batterie est de 12, mais la tension de fonctionnement du système est d'environ 14, et le régulateur de tension fait varier le champ de l'alternateur pour maintenir environ 14 volts dans le système afin que la batterie reçoive toujours une petite quantité de courant de charge. Le courant qui s'écoule de l'alternateur sera tout ce qui est nécessaire pour soutenir 14 volts sous la demande de services électriques plus la charge, ou pour maintenir la batterie chargée.

Avec l'alternateur en marche et une charge électrique élevée sur le bus principal , la sortie de l'alternateur peut être, disons 10 ampères, la plupart de cela allant aux lumières, aux radiateurs et aux radios, etc., avec un petit surplus allant à la batterie si elle est complètement chargée, tout ce dont elle a besoin pour rester chargée. L'ampèremètre montre ce qui va à la batterie et il devrait normalement être de 0 ampères ou un léger surplus positif une fois que la batterie est rechargée après un démarrage (parce que la batterie 12 volts est connectée à des fils avec 14 volts en eux, il y aura donc un peu de ruissellement à travers la batterie même lorsqu'elle est complètement chargée).

Dans les voitures, il a été décidé qu'un voltmètre était suffisant car si l'alternateur fonctionne, il affichera environ 14 v dans le système, et si l'alternateur est échoué, il affichera environ 12 volts, à un moment donné, diminuant plus loin jusqu'à ce qu'il soit inférieur à 10 volts environ et que tout cesse de fonctionner. Le voltmètre est donc suffisant pour vous indiquer que l'alternateur fonctionne et maintient la tension du système, ou non.

Le fait d'avoir l'ampèremètre là aussi fournit une image plus complète car il montre le courant vers et depuis la batterie ainsi que la tension du système. Par exemple, lorsque vous démarrez, le moteur tourne et l'alternateur met du courant pour recharger la batterie qui s'est quelque peu épuisée au démarrage. Le voltmètre affichera simplement 14 volts, mais l'ampèremètre indiquera le courant de charge élevé allant à la batterie, ce qui peut être une bonne information à avoir si vous voulez être conscient de l'état de la batterie. Vous verrez normalement le fort courant de charge temporaire pendant peut-être une minute ou deux jusqu'à ce que la batterie soit mise en charge. Le courant de charge qui dure beaucoup plus longtemps pourrait être un signe de problèmes dans la batterie, comme une résistance interne élevée.

De même, lorsque vous activez des services de charge lourde avec l'alternateur en marche, l'ampèremètre révèle le courant temporaire chute à la batterie résultant de la chute de tension du service prenant le «jus» du bus, et il y a un léger retard pendant que le régulateur de tension réagit et augmente le champ de l'alternateur pour mettre plus de courant. L'ampèremètre montrera une courte pointe de décharge, puis récupérera. C'est le régulateur de tension en action, et cela peut être une bonne information à connaître. Le voltmètre affichera également une chute / récupération de tension, mais c'est plus subtil.

En fin de compte, une fois que vous avez appris à les interpréter, le fait d'avoir un voltmètre et un ampèremètre ensemble fournit une image plus complète de votre système électrique fait et sa santé globale. Et les pilotes sont censés être plus concernés par ce genre de choses que les pilotes, alors voilà.

Avec les voitures, où vous conduisez jusqu'à ce que ce ne soit pas le cas, pas si grave que si vous un passionné de hardcore, alors pourquoi ne pas économiser quelques dollars en supprimant l'un des compteurs. Et dans l'ensemble, si vous devez abandonner l'un de ces compteurs, vous préférerez généralement garder le voltmètre car c'est l'information qui est la plus importante des deux dans le schéma général des choses.

Je pense que "câblé à travers la batterie" est un peu trompeur. Un terme plus correct serait «câblé en série avec la batterie». Si l'ampèremètre était câblé en travers ou en parallèle avec la batterie, il présenterait un court-circuit à la batterie et au système de charge.
Ce n'était pas vraiment censé être pris au pied de la lettre, mais oui. Édité.
rpmerf
2020-07-23 17:53:43 UTC
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Un peu d'histoire du côté de l'automobile, et un peu d'informations du côté de l'électrotechnique.

Pour mesurer les ampères, vous devez avoir le compteur en série avec la charge. Les systèmes antérieurs avaient l'ampèremètre directement en ligne, de sorte que toute la puissance du véhicule passait par l'ampèremètre. Cela pourrait être dangereux en cas de problème, car plus de 30 ampères traversaient la jauge. Des années plus tard, ils ont utilisé un shunt. Un fil entre la batterie et une jonction. L'ampèremètre a mesuré le shunt et a mis à l'échelle la lecture en fonction de la résistance. C'est plus sûr, car vous pouvez mesurer 60 ampères, avec moins de 5 ampères passant par la jauge.

Mesurer la tension est BEAUCOUP plus facile. La tension est câblée en parallèle. Il suffit de câbler un côté à la clé sous tension et l'autre à la terre. Sur une voiture où les jauges sont contrôlées par l'ECU, l'ECU reçoit déjà un signal de tension de la batterie qu'il peut mesurer. Comme certains l'ont dit, à ce stade, il s'agit généralement d'une lumière plutôt que d'une jauge.

Le changement d'ampèremètres en voltmètres est survenu au moment où ils passent d'un générateur et d'un régulateur de tension à un alternateur avec un régulateur. Je ne sais pas si ce n'est qu'une coïncidence. Les alternateurs ont tendance à être plus fiables et à fournir plus de puissance à bas régime (ralenti).

Donc, en termes d'automobile, je pense que la raison principale du changement est la simplicité et le coût.

pratiquement, un ampèremètre n'est qu'un voltmètre mesurant la chute de tension à travers la petite résistance (idéalement: nulle) d'une partie du conducteur transportant le courant que nous voulons mesurer.
Un ampèremètre peut être basé sur un capteur Hall, ils ne reposent pas sur une chute de tension. Un ampèremètre moderne basé sur un shunt peut fonctionner à une chute de 50 mV pour 500 A - moins que la chute de câbles.
Eric Gill
2020-07-23 21:31:33 UTC
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Oui, un voltmètre indique l'état de charge avec quelques réserves. Il montre des problèmes comme une charge insuffisante et une charge excessive par implication. En termes simples, un compteur analogique a besoin d'un décalage et d'une échelle élargie pour afficher beaucoup de détails et réagit plus lentement aux anomalies de charge. Il doit être précis. Un ampèremètre dans la ligne de batterie indique la charge ou la décharge de manière plus sûre et montre clairement les états importants. Pas de charge, de décharge ou bien chargée (en supposant que la tension de charge est correcte pour la batterie). Avec le moteur / chargeur éteint, il pourrait afficher le courant de charge.

Une explication du côté électrique est de considérer qu'il y a trois points de connexion, le chargeur, la batterie et la charge. Ceux-ci pourraient tous être câblés pour se rencontrer en un point commun du côté actif, de sorte qu'ils soient tous en parallèle. Des chargeurs supplémentaires tels que des panneaux solaires et des générateurs portables, et des batteries se connecteraient chacun séparément à ce point commun. Dans certains cas, des diodes de blocage peuvent être nécessaires. Un seul ampèremètre peut être connecté en série avec la batterie, le chargeur ou la charge, indiquant:

  1. Charge ou décharge de la batterie, avec le sens du courant entrant ou sortant de la batterie. Le courant affiché n'indique pas directement le chargeur ou le courant de charge, mais le courant de la batterie. C'est l'usage traditionnel, car cela indique un problème de chargeur ou de charge. Il n'a pas besoin de beaucoup de précision pour être utile, tant qu'il lit correctement zéro.
  2. Courant du chargeur, qui montre la somme de la batterie et du courant de charge. Il montre si le courant du chargeur est suffisant. Notez que le chargeur est idéalement une source de courant avec une tension limitée à la tension de batterie maximale autorisée. Cela signifie un courant nominalement constant une fois que la tension de la batterie est dépassée par une petite marge, jusqu'à ce que la tension maximale soit atteinte, donc le besoin de ce compteur n'est pas grand. En fait, le voltmètre indique ce que fait un chargeur. La batterie maintient le chargeur à la tension de la batterie.
  3. Courant de charge, qui est simplement la charge elle-même, dont une partie peut provenir du chargeur ou de la batterie. Il montre que le courant de charge approche les limites. Normalement, la charge serait dans les limites du chargeur pour un véhicule, un avion ou un bateau, avec de brèves surtensions de courant qui dépassent la capacité du chargeur.

Le démarreur est généralement câblé séparément, de sorte que le le courant ne traverse pas l'ampèremètre. L'autre côté de l'alimentation peut être un retour à la masse (utilisant un cadre métallique comme dans les voitures) ou utiliser des fils aller et retour, avec un seul point de masse. Toute la charge, le chargeur, la batterie, le démarreur et les connexions seraient isolés de la terre. Les règlements ou codes de pratique pour des systèmes particuliers expliqueront comment le faire, réduisant ainsi le besoin d'être un expert en conception.

Il est également possible d'utiliser des shunts de courant, et un ampèremètre commuté (vraiment un voltmètre calibré en ampères). Cela peut aider à réduire la quantité de câblage à courant fort pour résoudre les problèmes de disposition. Cela donnerait un diagnostic plus complet de l'emplacement du problème, ainsi qu'un voltmètre système. Personne ne s'embêterait avec une voiture, mais pour un bateau? L'ampèremètre de courant de la batterie indique le courant dans le sens de charge ou de décharge, et pourrait être simplifié à quelques lumières, courant de charge, courant de décharge, très peu de courant. Dans le passé, l'ampèremètre n'avait pas besoin d'être précis et agissait plus comme trois lumières. Ils étaient bon marché et robustes. Un voltmètre analogique utile était cher et délicat. Un type d'échelle précis, étendu et décalé serait inhabituel au moins avant les jours des diodes Zener. Bien que je ne doute pas que cela ait été possible avec un circuit magnétique approprié, cela n'aurait pas été attrayant dans une voiture, un bateau ou un avion. De nos jours, un voltmètre numérique surmonte ce problème facilement. Personnellement, je préférerais l'ampèremètre central à charge nulle ou l'équivalent électronique, avec un voltmètre numérique décent. Visible dans toutes les conditions d'éclairage bien sûr. Il y avait peu de choix dans le passé, un ampèremètre à batterie avec zéro central était le choix. De nos jours, un voltmètre peut être utilisé. Les deux méthodes nécessitent une interprétation, et cela dépend probablement de qui les utilise.

Martin Rosenau
2020-07-25 15:50:22 UTC
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... les voitures les ont supprimées il y a des années ...

Je travaille dans le secteur de l'électronique automobile et je sais que votre hypothèse est fausse:

Les voitures modernes (à moteur à combustion) utilisent un soi-disant «dispositif de gestion de batterie», un ordinateur qui mesure la tension et le courant de la batterie; dans certains cas, il mesure même plusieurs tensions à l'intérieur de la batterie et plusieurs températures de la batterie.

La vérité est que l'écran a été retiré des voitures car le courant est surveillé par l'ordinateur. S'il y a des problèmes avec la batterie de votre voiture, vous verrez généralement un message d'avertissement dans le tableau de bord de la voiture.

Pourquoi cela n'est pas fait dans les avions?

Mes soupçons:

Les règles de sécurité pour l'avionique sont beaucoup plus strictes que pour l'électronique automobile (*). Par conséquent, la construction d'électronique pour les avions est beaucoup plus difficile et plus chère que l'électronique pour les avions.

Donc, si on peut éviter d'utiliser de l'électronique dans un avion de sport, c'est évité.

... les voltmètres semblent la plupart du temps suffisants.

Surtout si la batterie est vieille (et mauvaise), un voltmètre ne vous donne aucune information:

Une tension de 12,5 volts peut indiquer une batterie pleine en cours de décharge ou une batterie vide en cours de chargement.


(*) Juste un exemple: dans les avions passagers, les dispositifs d'infodivertissement sur les sièges passagers sont déjà classés comme "sécurité critique" (DO-178B niveau "D").

ConanTheGerbil
2020-07-25 14:09:35 UTC
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Les voltmètres vous indiquent quand votre batterie à plat.

Les ampèremètres vous indiquent quand votre batterie sera bientôt être à plat.

Votre batterie est chargée par un alternateur, seul un ampèremètre vous dira si l'alternateur fonctionne. Si vous n'avez pas d'ampèremètre, vous pourriez attendre plusieurs heures avant de réaliser que vous avez un problème



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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