Zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest wykorzystywane do wytwarzania wysokiego napięcia w
A. świecy zapłonowej.
B. kondensatorze.
C. przekaźniku.
D. cewce zapłonowej.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2020 (arkusz MG.23-SG-20.06).
W cewce zapłonowej zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest wykorzystane dokładnie po to, żeby z niskiego napięcia instalacji motocykla, zwykle 12 V, uzyskać bardzo wysokie napięcie potrzebne do przeskoku iskry na świecy. Cewka działa w praktyce jak transformator impulsowy: ma uzwojenie pierwotne i wtórne, rdzeń ferromagnetyczny oraz sterowanie przez moduł zapłonowy, ECU albo starszy przerywacz. Gdy prąd w uzwojeniu pierwotnym zostaje gwałtownie przerwany, pole magnetyczne szybko zanika i w uzwojeniu wtórnym indukuje się napięcie rzędu kilkunastu lub nawet kilkudziesięciu kV. Zasada jest opisana zależnością $e=-N\frac{d\Phi}{dt}$, czyli im szybciej zmienia się strumień magnetyczny i im więcej zwojów, tym większe napięcie. Moim zdaniem to jeden z lepszych przykładów, gdzie teoria z elektrotechniki naprawdę widać w warsztacie. Dobra praktyka serwisowa to sprawdzenie rezystancji uzwojenia pierwotnego i wtórnego zgodnie z danymi producenta, kontrola przebicia izolacji, stanu fajki, przewodu wysokiego napięcia i masy silnika. Przy diagnostyce układu zapłonowego trzeba też pamiętać, że wysokie napięcie potrafi nieźle kopnąć, więc nie łapie się przewodu WN gołą ręką podczas kręcenia rozrusznikiem.
W tym pytaniu łatwo pomylić elementy układu elektrycznego, bo kilka z nich kojarzy się z prądem, iskrą albo polem magnetycznym. Przekaźnik rzeczywiście wykorzystuje elektromagnes, czyli cewkę wytwarzającą pole magnetyczne, ale jego zadaniem jest przełączanie styków, a nie wytwarzanie wysokiego napięcia. W instalacji motocykla przekaźnik może załączać rozrusznik, światła czy pompę paliwa, jednak pracuje głównie jako sterowany elektrycznie wyłącznik. Sam fakt, że ma cewkę, nie oznacza jeszcze, że robi z 12 V napięcie zapłonowe. Kondensator z kolei magazynuje ładunek w polu elektrycznym. W układach CDI kondensator jest bardzo ważny, bo może zostać naładowany i szybko rozładowany przez cewkę zapłonową, ale to nie on sam jest elementem podwyższającym napięcie na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Tu często pojawia się skrót myślowy: skoro kondensator jest w zapłonie, to pewnie tworzy wysokie napięcie. No nie do końca. Świeca zapłonowa też nie wytwarza wysokiego napięcia. Ona jest odbiornikiem tego napięcia i zamienia je na iskrę między elektrodami, zapalając mieszankę paliwowo-powietrzną w komorze spalania. Jej stan, przerwa elektrod, izolator i wartość cieplna mają duże znaczenie, ale energia wysokiego napięcia pochodzi z cewki zapłonowej. Z mojego doświadczenia wynika, że przy diagnostyce warto rozdzielać funkcje: przekaźnik steruje obwodem, kondensator gromadzi energię, świeca tworzy iskrę, a cewka zapłonowa indukuje wysokie napięcie. Takie uporządkowanie bardzo pomaga przy szukaniu usterek w motocyklu.