Warum wird das Chassis in elektrischen Stromkreisen von Kraftfahrzeugen als Masse verwendet?

In der Automobilelektronik wird im Allgemeinen das Metallgehäuse als negativer Masseanschluss für die Gleichstromkreise verwendet. Offensichtlich spart dies etwas an Verkabelung. Gibt es einen elektrischen Grund für diesen Ansatz?

(Ich frage nicht warum negativ statt positiv, sondern warum Metallrahmen statt Draht.)

Es gibt keinen elektrischen Grund, sondern einen Gewichtsgrund. Durch die Verwendung der vorhandenen Metallstruktur als Erdung wird die Anzahl der Drähte effektiv um die Hälfte reduziert und somit viel Gewicht gespart. (Zum Beispiel, sonst müsste jedes Rücklicht zwei Drähte anstelle von einem haben.)

Denken Sie auch daran, dass einige elektrische Verbraucher in einem Automobil viel Strom verbrauchen. Ein Anlasser verwendet zum Beispiel sehr häufig Draht mit einem AWG von 0, der etwa 0,5 kg / m wiegt.

Interessanterweise ist die Wahl zwischen negativ und positiv völlig willkürlich, auch wenn dies nicht Ihre Frage ist. Tatsächlich verwendete Volkswagen in den 1960er Jahren ein 6-V-System mit "positiver Masse" für den Käfer, als es 1967 schließlich auf das heute übliche 12-V-System mit negativer Masse umgestellt wurde.

Je mehr Drähte Sie verwenden, desto mehr Drähte können ausfallen. Je mehr Kabel Sie haben, die ausfallen können, desto wahrscheinlicher ist es, dass etwas nicht mehr funktioniert. Es gibt (soweit ich weiß) wirklich keine Möglichkeit, dass das Chassis elektronisch ausfällt, was nicht dazu führt, dass Dinge aus anderen, wichtigeren Gründen nicht mehr funktionieren. Wenn Sie also das Chassis verwenden, verringern Sie die Anzahl der möglichen Wege für Ihr Auto oder einige Komponente davon kann aufhören zu arbeiten.

Während die zwingenden anderen Antworten richtig sind, sollte ich die wirklich wirklich offensichtliche Antwort hinzufügen, die, da es sich um eine ingenieurorientierte Site handelt, inzwischen hätte erwähnt werden müssen.

KOSTEN

Die Automobilindustrie ist hart umkämpft, mit hauchdünnen Margen und einem anspruchsvollen Umfeld. Kupfer ist sehr teuer.

Dies ist eine Antwort auf meinen obigen Kommentar, der nicht in einen Kommentar passen würde.

Es wird auch versucht, einen Link zu einem guten Bericht über die Hauptfrage und dann zu einer Geschichte zu bieten, um das negative und das positive Grundproblem zu klären, von dem ich fälschlicherweise dachte, dass es eindeutig ist.

In diesem ersten Link erklärt der Autor die Gründe und Vorteile der Verwendung des Chassis als gemeinsamen Ausgangspunkt und auch, wie es am besten zu verwenden ist und wann nicht. Einfach ausgedrückt ist das Chassis ein guter, niederohmiger, gemeinsamer Spannungsreferenzpunkt. http://www.w8ji.com/negative_lead_to_battery.htm

Viele Stellen scheinen darauf hinzudeuten, dass die positive Masse verwendet wurde, um eine Korrosion der Drähte in den Tagen einer weniger wirksamen Isolierung zu verhindern. http://lajagclub.com/the-argument-for-positive-ground/ http://www.jalopyjournal.com/forum/threads/why-neg-ground-vs-pos-ground.497935/

Wikipedia hat eine kleine Diskussion über die Wahl der Polarität, die auf einer Diskussionsseite erwähnt wird, aber die Informationen zum Kühlerschlamm befinden sich nicht mehr auf der Seite der Autobatterien, da sie möglicherweise nicht überprüfbar waren. https://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Reference_desk/Archives/Science/2010_October_4#Six_volt_automotive_systems

Viele vage Hinweise deuten darauf hin, dass Korrosion ein Problem war, aber kein Konsens darüber, welches davon wirklich schlimmer war oder ob das Chassis oder die Verkabelung geschützt wurden. http://www.yesterdaystractors.com/cgi-bin/viewit.cgi?bd=nboard&th=848277

Möglicherweise wurde der Trend zur Standardisierung vom Zubehörmarkt verdrängt. Der zunehmende Einsatz von Halbleiterbauelementen (Spannungsreglern) bedeutete, dass es darauf ankam, auf welche Weise Teile verbunden wurden. Autos wurden oft auf negative Erde umgerüstet, um Funkgeräte zu unterstützen, die nach Konventionen für elektronisches Design hergestellt wurden. Die Notwendigkeit, einen Standard für Autos zu wählen, lag möglicherweise außerhalb der Bedürfnisse des Autoelektrizitätsbedarfs und beruhte auf kommerziellem Komfort. Die Qualität des Funkens wird gelegentlich erwähnt, aber die Polarität des Chassis hätte es nicht gezwungen, die eine oder andere zu sein, da die Spule nach Bedarf angeschlossen werden könnte.

Lätzchen, um Ihre Frage zu beantworten: Ja, es gibt einen elektrischen Grund, das Fahrzeugchassis als Untergrund zu verwenden. Hier ein Beispiel: Sie benötigen eine Steckdose (z. B. Anderson-Stecker) am Heck Ihres Fahrzeugs, um ein Gerät mit 50 Ampere zu versorgen. Die zum Erreichen des Steckers erforderliche Kabellänge beträgt 7 Meter. Um nun die Kabelgröße zu berechnen, müssen Sie auch die Länge des Rückleitungskabels (Minuskabels) berücksichtigen. Unter Verwendung der obigen Beispielanforderungen mit einer Doppelkabelinstallation, dh positive und negative Kabel verlaufen von der Batterie zum Stecker und basieren auf einer Batteriespannung von 13,8 und einem Spannungsabfall von ~ 3%, was eine Arbeitsspannung von ~ 13,4 Volt am Stecker ergibt. Sie müssten 14 Meter 4/0 AWG (B & S) Kabel verlegen. Wenn Sie das Chassis des Fahrzeugs als Untergrund verwenden, müssen Sie lediglich eine Länge von 7 m mit einem AWG von 5 (B & B) ausführen. S) plus eine kurze Länge vom Minuspol des Steckers zum Chassis, sagen wir ~ 1 Meter, was die Gesamtlänge auf 8 Meter mit 5 AWG gegenüber 14 Metern mit 4/0 AWG bringt, eine enorme Einsparung. Eine gute Idee ist es, die Karosserie- und Karosseriemassekabel vom Minuspol der Batterie zu trennen, da die Originalkabel für die normale elektrische Last des Fahrzeugs ausgelegt sind und möglicherweise nicht schwer genug sind, um eine erhöhte Belastung der Karosseriemasse zu bewältigen.

Ich bin kein Elektrotechniker, aber es scheint mir, dass, wenn das Chassis tatsächlich eine geeignete Masse ist (unabhängig davon, ob die negative Seite der Batterie angeschlossen ist oder nicht), die übliche Erklärung, warum wir den NEGATIVE-Anschluss immer vorher trennen sollten an unserem Auto zu arbeiten ist Schwindel (siehe Link unten). Solange das Pluskabel angeschlossen ist, besteht die Gefahr, dass eine beliebige Anzahl von Stromkreisen im System kurzgeschlossen wird. Ich habe genug Sicherungen durchgebrannt, um es auf die harte Tour zu lernen.

Stromversorgung trennen

Zusätzliche Sicherheitsstufe: Wenn sich Kabelverbindungen lösen, auf das Gehäuse fallen und es unter Spannung setzen, fließt ein Strom durch den Körper von jemandem, der es berührt. Dies ist ein hohes Risiko für Menschen. Um dies zu vermeiden, wird es auf Masse gelegt.