Какая разница между полярностями плюс и минус?

В начале XIX века авторитетнейший французский физик Андре Ампер внушил всему миру, что направление тока определяет движение положительного заряда от «+» к «-». Через 70 лет ирландский ученый Уильям Томсон, открыл отрицательный электрон, доказал его эксклюзивность на перенос электричества, определил правильный токоуказывающий вектор с острием от «-» к «+».

Двойственность стандартов сохранилась и сейчас. Условно ее можно проследить на примере прямой и обратной полярности автомобильных аккумуляторов, когда у одних ток движется слева направо, у других – в обратном порядке. Автовладельцу важно понимать эти тонкости, чтобы правильно выбрать и подключить батарею без риска потери денег и поломок машины.

Содержание статьи: 

1. Устройство АКБ

2. Прямая полярность

3. Обратная полярность

4. Различия между полярностями

5. Установка АКБ с другой полярностью

6. Что будет, если перепутать полярность аккумулятора

Устройство АКБ

Классическая автомобильная батарея на «12В» – это шесть свинцово-кислотных аккумуляторов по «2В», соединенных последовательно в одну цепь, чтобы выдавать требуемые напряжение, емкость и мощность (пусковые токи). Каждая банка состоит из пакета металлических пластин, которые чередуют положительный и отрицательный заряды. За плюс отвечает анод из диоксид свинца, за минус – свинцовый катод. Катализатором электрохимической реакции выступает водный раствор серной кислоты (электролит), который может быть жидким, абсорбированным в стеклоткань или гелеобразным.

При подключении нагрузки к АКБ (рабочий режим разряда) электроны катодов перемещаются на анод, создавая выходное электричество и снижая плотность электролита. При восполнении емкости (заряд от генератора или ЗУ) происходят обратные процессы. При этом возможны различные варианты комплектации пакетов в банках и способов соединения пластин одного заряда сплошным мостом-проводником. В результате клеммный токоотвод со знаком «+» или «-» может располагаться как вначале корпуса, так и в конце.

Прямая полярность

Отечественная разработка. Международное обозначение «type 1». Для правильного определения прямой полярности АКБ необходимо ее развернуть к себе лицевой стороной (этикеткой). Характерное размещение выводных клемм – левый «+» и правый «-». Штатно установлена на автомобилях семейства ВАЗ. Используется российскими и зарубежными компаниями. В частности, их выпускает завод-производитель аккумуляторов Moratti (тот же, что у АКБ Tab и аккумулятора Topla).

Обратная полярность

Европейский стандарт. Международная маркировка «type 0». Правильное определение обратной полярности аккумулятора – по указанному выше алгоритму. АКБ необходимо повернуть этикеткой к себе и определить, соответствует ли расположение токоотводов схеме – правый «+» и левый «-».

Обратная полярность свойственна большинству иномарок различных классов, выпускаемых под американскими, европейскими, азиатскими брендами. Но есть исключения, например, корейские автомобильные аккумуляторы Solite доступны с любым размещением положительной и отрицательной клемм.

Это же утверждение справедливо в отношении многих прославленных и начинающих производителей батарей для авто.

Различия между полярностями

Две одинаковые по характеристикам и типу (EBF, AGM, Ca/Ca, HIBRID), но различные по полярности батареи ничем друг от друга не отличаются, кроме отзеркаленной схемы подачи электроэнергии. Внешне они легко идентифицируются по левому (для прямой полярности) или правому (для обратной полярности) плюсу. Достаточно сложно корректно установить «перевернутую» батарею в штатное место под капотом без каких-либо технических переделок. Автовладельца должны сразу насторожить:

1. появившаяся нехватка длины проводов;
2. необходимость их перехлеста;
3. вынужденное расположение батареи этикеткой в непривычную сторону.

Также важно помнить, что у АКБ в корпусе Европа (токоотводы в нишах и не возвышаются над крышкой) положительная клемма имеет диаметр 19,5 мм, отрицательная – 17,9 мм. Батареи в корпусе Азия оснащены токоотводами-рожками, где «+» – 12,7 мм, а «-» – 11,1 мм. Если после установки аккумулятора у токоотвода оказывается клемма большего или меньшего диаметра, стоит перепроверить полярность АКБ. Но ни в коем случае нельзя допускать неправильное подключение батареи.

Установка АКБ с другой полярностью

Аккумулятор является лишь частью электрической схемы автомобиля. Если задать правильное направление отдачи и поступления тока, можно беспроблемно эксплуатировать АКБ с обратной полярностью на авто с прямой цепью и наоборот. Главное, обеспечить безошибочную состыковку минусового токоотвода с клеммой «-», а положительного – с клеммой «+». При этом наверняка появятся сложности с длиной проводов.

Проблема с отрицательной клеммой легко решается покупкой нового минусового провода нужной длины, который еще называется «перемычка для подключения АКБ на массу». Классический материал изготовления – силовой кабель из многопроволочной луженой меди, которая скручена в толстую жилу (типа ПуГВ или ПГВА сечением 25-40 мм2). С одной стороны перемычки вмонтирована аккумуляторная клемма-зажим, с другой – наконечник под болт для крепления к кузову.

Гораздо сложнее устранить дефицит плюсового кабеля. Здесь следует избегать любых скруток из-за высоких значений силы тока. Скорей всего понадобится полная замена аккумуляторного пучка проводов или профессиональное наращивание стартерного участка. Не следует доверять распространенному заблуждению о возможности использования на АКБ силовой кабельно-проводниковой продукции для автозвука серии American Wire Gaude (AWG), к которой прочно прилипло прозвище Ga-кабель. Даже самые толстые вариации 1Ga и 0Ga диаметром 7,3-8,3 мм рассчитаны всего на 100-150А.

Для запуска стартера генерируются сотни ампер на фоне нескольких киловатт мощности. Регулярно выдерживать такие нагрузки сможет только специализированный провод, предназначенный для сварочных аппаратов, электрогенераторов, бетономешалок. Самый простой и доступный вариант – гибкий кабель «КГ» или его морозостойкая модификация «КГ-ХЛ». Для 500-600 А вполне достаточно сечения 90-95 мм2.

Что будет, если перепутать полярность аккумулятора

В простой электрической схеме устройство с ротором и статором способно работать с прямой и обратной полярностью. Это касается и стартера машины. Если он оснащен обмоткой, направление тока одновременно меняется на подвижной и стационарной части, сохранив изначальное направление вращения. В моделях с постоянными магнитами изменение полярности провоцирует обратное вращение. Это свойство знакомо каждому, кто пользуется электроинструментом с реверсом. Именно для этой цели автомобильный стартер дополнен шестеренчатым приводом включения (бендиксом), который не допускает неправильного раскручивания ДВС.

Но электросхема автомобиля намного сложнее. Она оснащена полупроводниковыми предохранителями и диодным мостом, которые пропускают ток только в одном направлении. При изменении полярности они препятствует движению электронов, оказывают избыточное сопротивление и перегорают. Аналогичные процессы происходят в проводах и электронике.

Можно выделить несколько основных угроз, которые характерны неправильной полярности АКБ:

• короткое замыкание сети;
• перегорание предохранителей;
• возгорание авто;
• потеря емкости и частичная переплюсовка батареи;
• выход из строя ЭБУ;
• поломка диодного моста генератора;
• оплавление изоляции проводки;
• выход из строя триггерной системы сигнализации.

Даже краткосрочное изменение полярности, которое прошло без видимых последствий сейчас, со временем может проявиться в виде участившихся поломок электроники, систем и узлов. Именно поэтому, если принято решение купить аккумулятор Bosch для автомобиля с обратной полярностью, нужно искать модель с правой клеммой «+». Для авто с прямой полярностью подойдет АКБ Bosch, Solite, Topla или Moratti с левым плюсом.

В заключение

Электрические автосхемы рассчитаны на движение тока только в одном заданном направлении. Случайное изменение полярности разрушает защитные системы, провоцирует короткое замыкание, резкие скачки напряжения и сопротивления, сопровождаемые критическим нагревом токопроводящих элементов. Последствия могут быть как не очень значимыми в виде выгоревших предохранителей, так и глобальными, вплоть до разрушения платы ЭБУ и возгорания машины.