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修車帶來的學問~方向燈為何"快閃"? 次要群組 [物理教學::電學磁學] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-06-03 20:18:13
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不正常人類人腦智慧研究所
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開車上班,打著左轉方向燈,答答的聲響,似乎變快了?聽來好急促。
試試右轉的方向燈,一切正常。
方向燈快閃!這是怎麼回事?前二天有保養汽車,難道會是因為保養時師傅動到線路?

下班後帶著疑問來到修車廠:『方向燈變快了?前二天才來保養,是否是因為線路動到了?』
聽了我簡單的描述,師傅說:『保養不會動到那裏的線路,我想是因為方向燈泡壞了。』帶著疑惑,看著師傅處理。

單邊方向燈多半是三個,前後外加側邊,檢查之下,果然左前方的燈泡壞了。
師傅三兩下拆卸燈殼,換上新燈泡,就一切正常了。手邊沒帶相機,不然就拍下裝上燈泡前後的閃爍差異影片了。

*********

『方向燈壞掉了?為什麼會影響閃爍的快慢?』國中程度的電學知識告訴我,『方向燈燈泡是並聯線路,才會一個故障,另二個還能正常使用。』可是~如果是並聯,又為什麼一個燈泡故障,連帶使得另二個燈泡的閃爍頻率受到影響,為何又是變快?看來這並非是單純的串並聯問題。

問師傅:『為什麼燈泡壞了,閃爍會變快?』
師傅只簡單說:『燈泡是電阻,燈泡壞了電阻就變了…. 我們靠這個吃飯所以知道。』他反而奇怪我怎麼一直問。

回家做了功課,原來有類似問題的人還不少。用我可以理解的方式將這類資訊整理:為什麼燈炮壞掉後,閃爍速度會變快?原來汽機車控制方向燈閃爍頻率由耗電量來決定,關鍵在『閃爍器』。閃爍器有一定的的規格,主要構造是一個點燈繼電器與主控IC,它是用來控制方向燈的閃動,並且偵測供應方向燈的電流大小是否異常。

什麼又是繼電器呢?繼電器(Relay)是一種電子控制器件,根據繼電器 - 維基百科,自由的百科全書:『…它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種自動開關,在電路中有自動調節、安全保護、轉換電路等作用。』有一種電磁式繼電器,是利用電流磁效應(電磁鐵)原理,有點像電鈴,或打點計時器,裡面有一個電磁鐵線圈。通過一定電流時,便會吸引帶動接觸點的開合。接觸後線圈斷電,電磁鐵磁力消失,在彈簧片的彈力下回復原來位置……如此吸合、釋放,就能產生一定頻率的切斷與通路。(如示意圖)

附註,關於電鈴的簡單工作原理,是以電磁鐵吸放敲擊小槌敲擊響鈴而發出斷續聲音。當電流通過電磁鐵吸引敲擊小槌敲擊響鈴,而敲擊小槌離開接點造成電磁鐵斷電,於是小槌又被被彈簧片拉回,再接觸接點又通電,而再度被吸引敲擊……如此通電、斷電、通電、斷電,發出斷續鈴聲,調整螺絲可改變往復敲擊快慢。(圖片翻拍自南一版國中第六冊自然課本。)

繼電器內有電容,控制一定的充電放電時間,使得閃爍頻率一定。當方向燈燈絲燒毀,電流無法通過燒毀的方向燈,閃爍器的總輸出電流變小,一但總耗電量減少,回充電量也小,使得繼電器電容再次充電的時間縮短,因此閃爍頻率會變快。也就是說,閃爍頻率是用耗電量來決定,耗電量過小,閃爍速度會變快。

也因此燈泡的瓦數也關係著閃爍頻率因素:燈泡瓦數過大,會閃得慢點,因為總耗電量變大,回充電量大所以慢;如果燈泡瓦數變小,或著是某一個燈泡燒壞時會閃得得更快。所以,利用閃爍頻率的變化,修車師傅可以很快斷定方向燈泡是否燒掉!

還有一個原因在於主控IC,當總消耗電流低於額定電流大小時,會啟動快速閃動警示。主控IC會將閃動的頻率提高,駕駛便可由儀表板的方向指示燈的閃動頻率及閃光器內的繼電器切換的聲音頻率知道方向燈的工作狀況。

關於方向燈快閃的問題,最多出現的是改燈泡的車友,將原本的鎢絲燈更換成LED方向燈後,因為LED為發光二極體,發光耗電量極小,反而讓方向燈的閃爍速度變好快。從參考資料得知,改善之道則是將線路並聯一顆10W  12歐姆電阻,或是將繼電器內的電阻加大,增加總電流;或是,加大電容,延遲充電時間......當然,換成LED專用繼電器是更適合了。

*********

最後,回到我的車子,換個方向燈,多少錢呢?
『不用錢,老主顧換小東西是服務……』師傅笑笑並提醒我:『車子要常開,線路才不會因小零件積水氣而故障……』感恩喔!

不是物理專長的我,因為”快閃”而多學到一堂生活電學課,是意外的收穫呀!!

文章參考資料:
1.Taurus 方向燈單邊會快閃的問題 - 1996 Ford Taurus LX  福特汽車 DIY (阿丁) - Yahoo!奇摩部落格 
2.http://myweb.hinet.net/home11/ledhome/diy21.htm 
3.繼電器 - 維基百科,自由的百科全書

 


分類:科學五四三 2010/08/04 16:00

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