Tomacorriente auxiliar de automóvil - Automobile auxiliary power outlet
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Una toma de corriente auxiliar del automóvil (también conocido como enchufe del coche , toma de corriente de la automoción , de salida automóvil , salida vehicular , encendedor de cigarrillos receptáculo , cigarro receptáculo del encendedor , CLR, o enchufe del encendedor ) en un automóvil fue diseñado inicialmente para poder una calentado eléctricamente encendedor de cigarrillos , pero se convirtió en un conector de CC estándar de facto para suministrar energía eléctrica para accesorios portátiles utilizados en o cerca de un automóvil directamente desde el sistema eléctrico del vehículo. Entre ellos se incluyen cargadores de teléfonos móviles , ventiladores de refrigeración , neveras portátiles , bombas de aire eléctricas e inversores de potencia .
En la mayoría de los vehículos, hay al menos una toma de corriente. Algunos vehículos, especialmente las camionetas , tienden a tener más tomas de corriente, generalmente una para los pasajeros delanteros, otra para los pasajeros traseros y otra para el maletero.
El voltaje de la toma de corriente suele estar cerca de 12 V CC , (13,5 V a 15 V mientras el motor en marcha hace girar el alternador , para cargar la batería del automóvil mientras proporciona energía eléctrica), porque se alimenta directamente sin regulación del sistema eléctrico del coche. En alemán, este voltaje se conoce como " Bordspannung ", que literalmente se traduce en "voltaje de placa" como en "abordo" y puede entenderse como "voltaje de a bordo".
El circuito de alimentación de 12 V está protegido por un fusible de automóvil , a menudo de 10 a 20 amperios. Los electrodomésticos grandes, como los secadores de pelo o las tostadoras, consumen demasiada energía para ser alimentados desde una toma de corriente auxiliar.
Historia
El mechero eléctrico fue inventado y patentado a principios de la década de 1880 por el inventor suizo-austriaco Friedrich Wilhelm Schindler . En la década de 1890, estas herramientas se vendieron como encendedores de cigarros eléctricos ( Cigarrenanzünder ) y más tarde como Zigarrenanzünder en los principales catálogos de almacenes alemanes. Probablemente en la década de 1920 fueron rebautizados como "encendedores de cigarrillos", ya que los cigarrillos superaron a los puros en ventas.
En 1921, se emitió la patente de EE.UU. 1.376.154 de Morris para un encendedor llamado "inalámbrico" o "inalámbrico" con un elemento extraíble. El encendedor se calentó en el enchufe y luego se retiró manualmente para su uso después de un intervalo de tiempo apropiado.
En los Estados Unidos, los encendedores de cigarrillos comenzaron a aparecer como equipo estándar en los automóviles en 1925-1926.
En 1928, Connecticut Automotive Specialty Company (Casco) en Bridgeport patentó su versión de un encendedor de cigarrillos para automóviles, que usaba un cable y un carrete. En los encendedores de tipo carrete, la unidad de encendido se conectó con una fuente de corriente mediante un cable enrollado en un tambor de resorte para que la unidad de encendido y el cable pudieran retirarse del enchufe y usarse para encender un cigarro o cigarrillo. Cuando el enchufe extraíble se volvió a colocar en el enchufe, los cables se enrollaron de nuevo en él. El circuito se cerró presionando un botón o quitando el encendedor de su enchufe.
El moderno encendedor V-Coil automotriz extraíble "automático" fue desarrollado por Casco en 1956, por lo que recibió la patente estadounidense 2.959.664 , emitida en 1960.
Diseño técnico
Los enchufes y enchufes acoplados se definen en la especificación ANSI / SAE J563. Para los sistemas de 12 voltios, el contacto central es el terminal positivo y la carcasa es el terminal negativo. La mayoría de los automóviles conectan el terminal negativo al chasis del vehículo (tierra negativa).
Los conectores automáticos de 12 voltios están fabricados para cumplir con un estándar de seguridad de Underwriters Laboratories . UL2089 se desarrolló para cubrir los requisitos de los adaptadores portátiles de 24 V CC o menos que están destinados a ser alimentados por el sistema eléctrico alimentado por batería de un vehículo. Los productos cubiertos por el estándar incluyen conjuntos de cables de un enchufe que se acopla con el receptáculo de cigarrillos estándar que se encuentra en los automóviles.
- Receptáculo y enchufe para encendedor de cigarrillos de 6 voltios
- Diámetro interior del receptáculo: 21,34–21,46 mm (mediana 21,4 mm )
- Diámetro del cuerpo del obturador : 21,08 a 21,23 mm (mediana 21,155 mm )
- Receptáculo y enchufe para encendedor de cigarrillos de 12 voltios, tamaño A
- Diámetro interior del receptáculo: 20,93 a 21,01 mm (mediana 20,97 mm )
- Diámetro del cuerpo del obturador : 20,73 a 20,88 mm (mediana 20,805 mm )
- Se usa con mayor frecuencia en automóviles estadounidenses
- Receptáculo y enchufe para encendedor de cigarrillos de 12 voltios, tamaño B
- Diámetro interior del receptáculo: 21,41 a 21,51 mm (mediana 21,455 mm )
- Diámetro del cuerpo del obturador : 21,13 a 21,33 mm (mediana 21,18 mm )
- Se utiliza con mayor frecuencia en automóviles europeos y, a veces, como un segundo enchufe en automóviles estadounidenses expresamente para conexiones de alimentación de CC.
Los enchufes a menudo incluyen un indicador LED de luz piloto para indicar que la energía eléctrica está conectada. Opcionalmente, el enchufe puede estar equipado con un fusible interno para seguridad eléctrica, generalmente de 10 amperios o menos. En algunos diseños, la punta del enchufe puede desenroscarse para revelar un fusible de vidrio cilíndrico; otras variantes pueden usar un fusible tipo cuchilla insertado en el costado o en la parte posterior del enchufe.
Usos
Encendedor
El encendedor es un cilindro de metal o plástico que contiene una bobina plana delgada de una tira de metal de nicrom , a través de la cual pasa una corriente alta (≈10 amperios ) cuando se activa el dispositivo, generalmente empujándolo en el enchufe como si fuera un botón . Cuando se empuja hacia adentro, el encendedor se sostiene contra la fuerza de un resorte mediante un clip sujeto a una tira bimetálica . El elemento calefactor se ilumina de color naranja caliente en segundos, lo que hace que la tira bimetálica se doble y suelte el mecanismo. El mango se abre, eliminando la necesidad de que el usuario cronometra la operación de calefacción. Si el encendedor se quita rápidamente de su enchufe, puede encender un cigarrillo, un cigarro o una yesca .
Una característica común de los automóviles italianos en las décadas de 1960 y 1970, como Alfa Romeos y Ferraris, es el encendedor de cigarrillos Brico Pram, que se diferencia de los diseños convencionales en que el encendedor no se abre para quitarlo para encender un cigarrillo, aunque se asemeja visualmente al diseño tradicional. En cambio, el centro del encendedor presenta una abertura cónica para que el usuario inserte un cigarrillo hasta que toque el elemento calefactor, luego se presiona el borde del mango para activar el encendedor, el elemento calentador enciende el cigarrillo y desconecta el circuito. con un ping audible una vez que se alcanza la temperatura deseada según un encendedor convencional. La ventaja de este diseño es la seguridad, ya que el elemento calefactor al rojo vivo no se puede dejar caer accidentalmente sobre el regazo de un ocupante. Aún así, elimina la capacidad de quitar el encendedor para que el receptáculo se use como toma de corriente, y tampoco permite que se enciendan puros ya que la abertura no es lo suficientemente grande.
Toma de corriente
En los automóviles más nuevos, el enchufe está equipado con una cubierta de plástico sin el elemento calefactor más ligero. Sin embargo, el enchufe se ha reutilizado y sigue utilizándose para alimentar la electrónica de consumo en los vehículos. A menudo, un vehículo puede venir con varias salidas por conveniencia, algunas en el área de pasajeros trasera del vehículo o incluso en el área de carga, para alimentar dispositivos portátiles. Estos tomacorrientes generalmente tienen una tapa de plástico atada a ellos, y generalmente están etiquetados como solo para alimentación de CC, porque no están diseñados para resistir el calor producido por un encendedor de cigarrillos eléctrico.
El uso de receptáculos para encendedores de cigarrillos para suministrar energía de CC de 12 voltios es un ejemplo de compatibilidad con versiones anteriores de un estándar de facto . Como conector de alimentación, el receptáculo del encendedor es más grande, más difícil de usar y menos confiable que otros conectores de CC. Los receptáculos para encendedores de cigarrillos se utilizan ampliamente en muchos vehículos de carretera y en algunos barcos. Los receptáculos portátiles para encendedores de cigarrillos unidos a cables y pinzas de cocodrilo para conectarlos directamente a las baterías del automóvil están disponibles para uso temporal. En vehículos más nuevos, también se pueden proporcionar uno o más conectores USB . Además, en los automóviles más nuevos, la salida de energía del enchufe del encendedor es tan confiable que puede cargar computadoras portátiles sin problemas de voltaje.
Los enchufes de automóvil estandarizados de 12 voltios CC se definen en los Estados Unidos por la norma UL 2089 con respecto a los adaptadores de batería de vehículos. Esta norma cubre los enchufes y juegos de cables que se insertan en los receptáculos del encendedor de cigarrillos. En Europa, los enchufes y enchufes de 12 voltios no están especialmente regulados y no requieren aprobaciones para la marca CE .
El enchufe macho a veces se usa para alimentar energía a un vehículo para recargar su batería porque generalmente no tiene un circuito regulador entre el tomacorriente y la batería del automóvil. Por ejemplo, los mantenedores de baterías solares portátiles generalmente se conectan a la batería de un vehículo de esta manera. Los cargadores de goteo también a veces se conectan de esta manera, eliminando la necesidad de dejar el capó del vehículo abierto y eliminando la posibilidad de polaridad invertida. La mayoría de los automóviles de hoy en día están diseñados con un sistema de conexión a tierra negativo de la batería y, por lo tanto, tienen una distribución de energía positiva de + 12V. En tal caso, la clavija central de un enchufe / toma será de +12 V CC y la carcasa exterior de 0 V. Si bien la polaridad no es un problema para un encendedor de cigarrillos, es prudente verificar la combinación correcta de polaridades al conectar otros tipos de accesorios.
En algunos modelos, la salida del encendedor de cigarrillos no se enciende cuando se quita la llave de encendido y la carga no es posible, aunque la modificación de la caja de fusibles puede permitir desbloquear la salida de energía continua, al establecer un circuito paralelo desde una ranura de fusible de alimentación continua a través de un " conector "piggyback".
Dado que la toma del encendedor de cigarrillos se diseñó originalmente solo para calentar un encendedor de cigarrillos, la reutilización de estos enchufes como conectores de alimentación genéricos puede generar muchos problemas. Además de los problemas con las dimensiones físicas parcialmente compatibles, los enchufes pueden vibrar fuera del zócalo en condiciones normales de conducción, debido a una mala retención. Además, ha habido informes de puntas de bujías fundidas debido a un contacto deficiente y a la generación de calor debido a la resistencia óhmica .
Un segundo problema es que la potencia nominal de "doce voltios" en los automóviles fluctúa ampliamente. La toma de corriente está conectada directamente al sistema eléctrico del automóvil. El voltaje real, que coincide con el voltaje de la batería del automóvil, será de aproximadamente 12,5 voltios cuando está inactivo (menos en condiciones de frío), aproximadamente 14,5 voltios cuando el motor y el alternador / generador están funcionando (más cuando está frío), y puede caer brevemente tan bajo como 5-6 voltios durante el arranque del motor debido al alto uso de corriente temporal de la batería. Cuando se usan, los convertidores de CC a CC generalmente compensan las pequeñas fluctuaciones, pero es posible que no se disponga de energía confiable sin una fuente de alimentación ininterrumpida independiente alimentada por batería .
En raras ocasiones, pueden ocurrir casos más extremos de fluctuación de voltaje cuando la batería del automóvil se desconecta mientras el motor está en funcionamiento o cuando el automóvil recibe un arranque auxiliar . Cuando la batería se desconecta mientras el motor está funcionando, su efecto de suavizado de voltaje (similar al de los capacitores ) no está disponible y un transitorio de descarga de carga puede producir voltajes muy altos ya que el regulador de voltaje incorporado ha estado controlando la corriente de campo del alternador para cargar el vehículo. batería y aunque intentará reducir la corriente de campo para mantener constante el voltaje de salida, el devanado de campo es altamente inductivo y el ajuste de la corriente a su nuevo valor toma varios cientos de milisegundos, durante los cuales el voltaje de salida del alternador excederá su valor previsto. El transitorio de descarga de carga también puede arruinar los diodos en el alternador al exceder su voltaje de ruptura. Un automóvil que recibe un arranque desde un camión puede estar sujeto a un sistema eléctrico de 24 V utilizado en algunos vehículos. Además, algunos conductores de grúas en climas fríos realizan un "arranque de batería doble".
El equipo destinado a ser alimentado por el receptáculo debe tener en cuenta el contacto intermitente y los voltajes fuera de los 12 V CC nominales , como el voltaje máximo de 9 a 16 V de forma continua o el voltaje máximo de 20 V que dura 1 hora , 24 V que dura 1 minuto , y 40 V duración 400 ms . Un ejemplo de tolerancia de los valores nominales de los componentes de protección es de +50 a −60 V CC . Los equipos robustos deben tolerar temperaturas que varíen entre −40 y +85 ° C (−40 y 185 ° F), además de una posible alta humedad y condensación de agua.
Ver también
- Poder accesorio del automóvil
- EmPower (adaptador de corriente para aviones)
- Carga inductiva
- Conector ISO 4165
Notas
Referencias
- Estándares y especificaciones para la energía en el asiento en aeronaves que aún están en las nubes analiza las deficiencias mecánicas y eléctricas del uso de la toma del encendedor de cigarrillos para obtener energía.
- SAE J563 (receptáculos para encendedor de cigarrillos de seis y doce voltios)
- SAE / USCAR-4 (Estándar para encendedores de cigarrillos y tomas de corriente) (USCAR = Consejo de Estados Unidos para la Investigación Automotriz)
- Transitorios de voltaje automotriz