Pourquoi le châssis est-il utilisé comme masse dans les circuits électriques automobiles

L'électronique automobile utilise généralement le châssis métallique comme connecteur de masse négatif pour les circuits CC. Évidemment, cela économise quelque chose sur le câblage. Y a-t-il une raison électrique à cette approche?

(Je ne demande pas pourquoi négatif au lieu de positif, mais pourquoi cadre métallique au lieu de fil.)

Il n'y a pas de raison électrique, mais plutôt une raison de poids. En utilisant la structure métallique existante comme sol, il réduit efficacement le nombre de fils d'environ la moitié, et économise donc beaucoup de poids. (Par exemple, sinon chaque feu arrière devrait avoir deux fils au lieu d'un.)

N'oubliez pas non plus que certaines charges électriques d'une automobile consomment beaucoup de courant. Un démarreur, par exemple, utilise très couramment un fil 0 AWG qui pèse environ 0,5 kg / m.

Fait intéressant, bien que ce ne soit pas votre question, le choix du négatif par rapport au positif est entièrement arbitraire. En fait, dans les années 1960, Volkswagen a utilisé un système de «mise à la terre positive» de 6 V pour la Cox jusqu'à environ 1967, date à laquelle ils sont finalement passés au système de mise à la terre négative de 12 V qui est standard aujourd'hui.

Plus vous utilisez de fils, plus vous avez de fils qui peuvent échouer. Plus vous avez de fils susceptibles de tomber en panne, plus il est probable que quelque chose va cesser de fonctionner. Il n'y a vraiment aucun moyen (pour autant que je sache) que le châssis tombe en panne électroniquement, ce qui n'empêchera pas non plus les choses de fonctionner pour d'autres raisons plus importantes, donc en utilisant le châssis, vous diminuez le nombre de façons possibles pour votre voiture, ou certaines composant de celui-ci, peut cesser de fonctionner.

Bien que les autres réponses convaincantes soient correctes, je devrais ajouter la réponse vraiment vraiment évidente, qui étant donné qu'il s'agit d'un site axé sur l'ingénierie, aurait dû être mentionné maintenant.

COÛT

L'industrie automobile est très compétitive, avec des marges de rasoir minces et un environnement exigeant pour fonctionner. Et le cuivre est très cher.

C'est en réponse à mon commentaire ci-dessus qui ne rentrerait pas dans un commentaire.

Il essaie également d'offrir un lien vers un bon résumé de la question principale, puis un peu d'histoire pour clarifier le problème de terrain négatif vs positif que je pensais à tort être clair.

Dans ce premier lien, l'auteur explique clairement les raisons et les avantages de l'utilisation du châssis comme point de mise à la terre commun et également la meilleure façon de l'utiliser et quand ne pas le faire. En termes simples, le châssis est un bon point de référence de tension commune à faible résistance. http://www.w8ji.com/negative_lead_to_battery.htm

De nombreux sites semblent indiquer que la mise à la terre positive était utilisée pour empêcher la corrosion des fils à l'époque d'une isolation moins efficace. http://lajagclub.com/the-argument-for-positive-ground/ http://www.jalopyjournal.com/forum/threads/why-neg-ground-vs-pos-ground.497935/

Wikipédia a un petit extrait de discussion concernant le choix de la polarité mentionné sur une page de discussion, mais les informations sur les boues de radiateur ne sont plus dans la page de la batterie automobile car elles peuvent ne pas être vérifiables. https://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Reference_desk/Archives/Science/2010_October_4#Six_volt_automotive_systems

De nombreuses références plus vagues indiquent que la corrosion a été une préoccupation, mais aucun consensus n'a été trouvé quant à savoir laquelle était vraiment pire ou si le châssis ou le câblage était protégé. http://www.yesterdaystractors.com/cgi-bin/viewit.cgi?bd=nboard&th=848277

Le passage à la standardisation a peut-être été provoqué par le marché des accessoires. L'utilisation croissante de composants semi-conducteurs (régulateurs de tension) signifiait que la façon dont les pièces étaient connectées importait. Les voitures étaient souvent converties en terre négative pour prendre en charge les équipements radio conformes aux conventions de conception électronique. La nécessité de choisir une norme «toute norme» pour les voitures peut avoir été externe aux désirs des besoins en électricité de la voiture et motivée par la commodité commerciale. La qualité de l'étincelle est mentionnée occasionnellement mais la polarité du châssis ne l'aurait pas forcé à être l'un ou l'autre car la bobine pourrait être connectée selon les besoins.

Bavoir, Pour répondre à votre question: Oui, il y a une raison électrique à utiliser le châssis du véhicule comme sol. Voici un exemple: vous avez besoin d'une prise électrique (prise Anderson, par exemple) à l'arrière de votre véhicule pour alimenter un appareil qui tire 50 ampères et la longueur de câble requise pour atteindre la prise est de 7 mètres. Maintenant, pour calculer la taille du câble, vous devez également tenir compte de la longueur du câble de retour (négatif). En utilisant les exemples d'exigences ci-dessus avec une installation à deux câbles, c'est-à-dire que des câbles positifs et négatifs relient la fiche à la batterie et sur la base d'une tension de batterie de 13,8 et d'une chute de tension de ~ 3% donnant une tension de travail de ~ 13,4 volts à la fiche. Vous devez exécuter 14 mètres de câble 4/0 AWG (B&S). Alors que si vous utilisiez le châssis du véhicule comme sol, il vous suffirait de courir sur une longueur de 7 m de 5 AWG (B & S) plus une courte longueur entre la borne négative de la prise et le châssis, disons ~ 1 mètre, ce qui porte la longueur totale à 8 mètres de 5 AWG contre 14 mètres de 4/0 AWG, une économie énorme. Une bonne idée est de mettre à niveau les câbles de masse de la carrosserie et du châssis à partir de la borne négative de la batterie, car les câbles d'origine sont dimensionnés en fonction de la charge électrique standard du véhicule et peuvent ne pas être suffisamment lourds pour supporter une charge accrue sur la masse du châssis.

Je ne suis pas ingénieur électricien, mais il me semble que si le châssis est en effet une masse appropriée (que le côté négatif de la batterie soit connecté ou non), alors l'explication habituelle pour laquelle nous devrions toujours déconnecter la borne NÉGATIVE avant travailler sur notre voiture est faux (voir lien ci-dessous). Tant que le câble positif est connecté, nous courons le risque de court-circuiter un certain nombre de circuits dans le système. J'ai fait sauter suffisamment de fusibles pour apprendre à la dure.

Déconnexion de l'alimentation

Pour avoir un niveau de sécurité supplémentaire: Si des connexions de câbles se perdent, tombent sur le châssis et le mettent sous tension, un courant circule dans le corps de quelqu'un qui le touche. C'est un risque élevé pour les gens. Pour éviter cela, il est mis à la terre.