AnzünderBearbeiten
Der Zigarettenanzünder ist ein Metall- oder Kunststoffzylinder, der eine dünne, flache Spule aus Nichrom-Metallband enthält, durch die ein hoher Strom (≈10 Ampere) fließt, wenn das Gerät aktiviert wird, meist durch Einschieben in die Steckdose, als wäre es ein Druckknopf. Beim Einschieben wird das Feuerzeug gegen die Kraft einer Feder von einem Clip gehalten, der an einem Bimetallstreifen befestigt ist. Das Heizelement glüht in Sekundenschnelle orangefarben heiß, wodurch sich der Bimetallstreifen verbiegt und den Mechanismus freigibt. Der Griff springt heraus, so dass der Benutzer den Heizvorgang nicht mehr timen muss. Wird das Feuerzeug dann sofort aus der Fassung genommen, kann es eine Zigarette, Zigarre oder Zunder anzünden.
Ein gängiges Merkmal italienischer Autos der 1960er bis 1970er Jahre, wie Alfa Romeos und Ferraris, ist das Brico Pram Feuerzeug, das sich von herkömmlichen Designs dadurch unterscheidet, dass das Feuerzeug nicht herausspringt, um eine Zigarette anzuzünden, auch wenn es optisch dem traditionellen Design ähnelt. Stattdessen befindet sich in der Mitte des Feuerzeugs eine konische Öffnung, in die der Benutzer eine Zigarette einführen kann, bis sie das Heizelement berührt. Der Rand des Griffs wird dann nach unten gedrückt, um das Feuerzeug zu aktivieren, das Heizelement zündet dann die Zigarette an und schaltet den Stromkreis mit einem hörbaren „Ping“ ab, sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist, wie bei einem herkömmlichen Feuerzeug. Der Vorteil einer solchen Konstruktion liegt in der Sicherheit, da das rotglühende Heizelement nicht versehentlich auf den Schoß eines Insassen fallen kann. Allerdings kann das Feuerzeug nicht mehr herausgenommen werden, um die Steckdose zu nutzen, und auch das Anzünden von Zigarren ist nicht möglich, da die Öffnung nicht groß genug ist.
SteckdoseBearbeiten
In neueren Autos, ist die Steckdose mit einer Kunststoffabdeckung ohne das Heizelement des Feuerzeugs ausgestattet. Die Steckdose wurde jedoch umfunktioniert und wird weiterhin für die Stromversorgung von Unterhaltungselektronik in Fahrzeugen verwendet. Oft ist ein Fahrzeug mit mehreren Steckdosen ausgestattet, einige im hinteren Fahrgastraum oder sogar im Laderaum, um tragbare Geräte mit Strom zu versorgen. Diese Steckdosen sind in der Regel mit einer Kunststoffkappe versehen und in der Regel als nur für Gleichstrom geeignet gekennzeichnet, da sie nicht für die von einem elektrischen Zigarettenanzünder erzeugte Wärme ausgelegt sind.
Die Verwendung von Zigarettenanzünder-Steckdosen zur Versorgung mit 12 Volt Gleichstrom ist ein Beispiel für die Rückwärtskompatibilität zu einem De-facto-Standard. Als Stromanschluss ist die Zigarettenanzünderbuchse größer, schwieriger zu bedienen und weniger zuverlässig als andere Gleichstromanschlüsse. Zigarettenanzündersteckdosen sind in vielen Straßenfahrzeugen und einigen Booten weit verbreitet. Für den vorübergehenden Einsatz gibt es tragbare Zigarettenanzünder-Steckdosen, die mit Kabeln und Krokodilklemmen für den direkten Anschluss an die Autobatterie versehen sind. In neueren Fahrzeugen können auch ein oder mehrere USB-Anschlüsse vorhanden sein. Außerdem ist in neueren Fahrzeugen der Stromausgang des Zigarettenanzündersteckers so zuverlässig, dass er Laptops aufladen kann, ohne dass es zu Spannungsproblemen kommt.
Standardisierte 12-Volt-Gleichstrom-Autostecker sind in den USA durch die UL-Norm 2089 für Fahrzeugbatterieadapter definiert. Diese Norm umfasst Stecker und Kabelsätze, die in Zigarettenanzündersteckdosen eingesetzt werden. In Europa sind 12-Volt-Stecker und -Steckdosen nicht speziell geregelt und benötigen keine Zulassungen für das CE-Zeichen.
Der Stecker wird manchmal verwendet, um Strom in ein Fahrzeug einzuspeisen, um dessen Batterie aufzuladen, da er in der Regel keinen Regelkreis zwischen der Steckdose und der Autobatterie hat. Zum Beispiel werden tragbare Solar-Batterieerhaltungsgeräte in der Regel auf diese Weise an die Fahrzeugbatterie angeschlossen. Auch Erhaltungsladegeräte werden manchmal auf diese Weise angeschlossen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Motorhaube eines Fahrzeugs offen zu lassen, und die Möglichkeit einer Verpolung ausgeschlossen wird. Die meisten Autos sind heutzutage mit einem Batterie-Minus-Erdungssystem konstruiert und haben daher eine +12v positive Stromverteilung. In einem solchen Fall ist der mittlere Pin eines Steckers/einer Buchse +12V DC und das äußere Gehäuse 0V. Während die Polarität für einen Zigarettenanzünder keine Rolle spielt, ist es ratsam, beim Anschluss anderer Arten von Zubehör die korrekte Übereinstimmung der Polaritäten zu überprüfen. Bei einigen Modellen wird die Steckdose des Zigarettenanzünders bei abgezogenem Zündschlüssel nicht mit Strom versorgt und ein Aufladen ist nicht möglich.
Da die Steckdose des Zigarettenanzünders ursprünglich nur zum Beheizen eines Zigarettenanzünders konzipiert wurde, kann die Umwidmung dieser Steckdosen als allgemeine Stromanschlüsse zu vielen Problemen führen. Zusätzlich zu den Problemen mit den teilweise kompatiblen physikalischen Abmessungen können die Stecker unter normalen Fahrbedingungen aufgrund des schlechten Haltes aus der Steckdose vibrieren. Außerdem gibt es Berichte über geschmolzene Steckerspitzen aufgrund von schlechtem Kontakt und Wärmeentwicklung durch den ohmschen Widerstand.
Ein zweites Problem ist, dass die nominelle „Zwölf-Volt“-Spannung im Auto stark schwankt. Die Steckdose ist direkt mit dem elektrischen System des Autos verbunden. Die tatsächliche Spannung, die der Spannung der Autobatterie entspricht, beträgt im Ruhezustand ca. 12,5 Volt (bei Kälte weniger), bei Betrieb des Motors und der Lichtmaschine/Generator ca. 14,5 Volt (bei Kälte mehr) und kann beim Starten des Motors kurzzeitig auf bis zu 5-6 Volt abfallen, da die Batterie vorübergehend viel Strom verbraucht. Bei Verwendung von Gleichspannungswandlern werden kleine Schwankungen in der Regel kompensiert, aber ohne eine unabhängige batteriebetriebene unterbrechungsfreie Stromversorgung ist eine zuverlässige Stromversorgung möglicherweise nicht möglich.
Seltener können extremere Fälle von Spannungsschwankungen auftreten, wenn die Autobatterie bei laufendem Motor abgeklemmt wird oder wenn das Fahrzeug Starthilfe erhält. Wenn die Batterie bei laufendem Motor abgeklemmt wird, steht ihre spannungsglättende Wirkung (ähnlich wie bei Kondensatoren) nicht zur Verfügung, und eine Lastabfalltransiente kann sehr hohe Spannungen erzeugen, da der eingebaute Spannungsregler den Feldstrom der Lichtmaschine gesteuert hat, um die Fahrzeugbatterie zu laden, und obwohl er versuchen wird, den Feldstrom zu reduzieren, um die Ausgangsspannung konstant zu halten, ist die Feldwicklung hochinduktiv und die Einstellung des Stroms auf den neuen Wert dauert mehrere hundert Millisekunden, während der die Ausgangsspannung der Lichtmaschine den vorgesehenen Wert überschreitet. Die Load-Dump-Transiente kann auch die Dioden in der Lichtmaschine ruinieren, indem sie ihre Durchbruchspannung überschreitet. Ein Auto, das eine Starthilfe von einem Lkw erhält, kann einem 24-V-Bordnetz ausgesetzt sein, das in einigen Fahrzeugen verwendet wird. Außerdem wird von einigen Abschleppwagenfahrern in kalten Klimazonen eine „doppelte Starthilfe“ durchgeführt.
Geräte, die über die Steckdose mit Strom versorgt werden sollen, müssen intermittierenden Kontakt und Spannungen außerhalb der nominalen 12 V DC berücksichtigen, wie z. B. eine maximale Spannung von 9-16 V kontinuierlich oder eine maximale Spannung von 20 V für 1 Stunde, 24 V für 1 Minute und 40 V für 400 ms. Ein Beispiel für die Toleranz der Nennwerte von Schutzkomponenten ist +50 bis -60 V DC. Robuste Geräte müssen Temperaturen zwischen -40 und +85 °C sowie möglicherweise hohe Luftfeuchtigkeit und Kondenswasser tolerieren.