Az elektromos áramkör működési módjai

Az elektromos áramkörre a legjellemzőbb módok a terhelési, az üresjárati és a rövidzárlati üzemmódok.

Töltési mód… Vegye figyelembe az elektromos áramkör működését, ha bármely R ellenállású vevőforráshoz csatlakozik (ellenállás, elektromos lámpa stb.).

Alapján Ohm törvénye NS. stb. c) a forrás egyenlő az áramkör külső szakaszának IR feszültségének és az áramkör IR0 feszültségének összegével a forrás belső ellenállása:

Tekintettel arra, hogy az Ui feszültség és a forráskapcsokon egyenlő a külső áramkör IR feszültségesésével, a következőt kapjuk:

Ez a képlet azt mutatja, hogy NS. stb. c) a forráson belüli feszültségesés értékével nagyobb, mint a kapcsaira eső feszültség... A forráson belüli IR0 feszültségesés az I. áramkör áramától (terhelési áram) függ, amelyet a a vevő R ellenállása. Minél nagyobb a terhelési áram, annál alacsonyabb a forrás kivezetési feszültsége:

A forrás feszültségesése az R0 belső ellenállástól is függ.Az Ui feszültség függését az I áramtól egyenes vonallal ábrázoljuk (1. ábra). Ezt a függőséget a forrás külső jellemzőjének nevezzük.

1. példa Határozza meg a generátor kapcsaira eső feszültséget 1200 A terhelési áram mellett, ha e. stb. s. 640 V, a belső ellenállás pedig 0,1 Ohm.

Válasz. Feszültségesés a generátor belső ellenállásán

Generátor kapocsfeszültség

Az összes lehetséges terhelési mód közül a névleges a legfontosabb. A névleges az a működési mód, amelyet a gyártó erre az elektromos készülékre vonatkozóan a rá vonatkozó műszaki követelményeknek megfelelően megállapított. Névleges feszültség, áram (1. ábra H pont) és teljesítmény jellemzi. Ezeket az értékeket általában az eszköz útlevelében tüntetik fel.

Az elektromos berendezések elektromos szigetelésének minősége a névleges feszültségtől és a névleges áramerősségtől függ - fűtési hőmérsékletüket, amely meghatározza a vezetékek keresztmetszeti területét, az alkalmazott szigetelés hőellenállását és a telepítés hűtési sebességét. Ha a névleges áramot hosszabb ideig túllépi, az károsíthatja a berendezést.

Rizs. 1. A forrás külső jellemzői

Készenléti üzemmód… Ebben az üzemmódban a forráshoz csatlakoztatott elektromos áramkör nyitva van, azaz nincs áramkör az áramban. Ebben az esetben az IR0 belső feszültségesés nulla lesz

Ezért alapjárati üzemmódban az elektromos energiaforrás kivezetésein a feszültség megegyezik az e-vel. stb. (X. pont az 1. ábrán). Ez a körülmény felhasználható pl. stb. v. áramforrások.

Rövidzárási mód. Rövidzárlat (rövidzárlat) a forrás ilyen üzemmódját akkor hívják, ha a kivezetéseit egy vezeték zárja le, amelynek ellenállása nullával egyenlő. Gyakorlatilag c. H. akkor fordul elő, ha a forrást a vevővel összekötő vezetékek össze vannak kötve, mivel ezek a vezetékek általában elhanyagolható ellenállásúak, és nullának vehetőek.

Rövidzárlat léphet fel az elektromos berendezéseket szervizelõ személyzet nem megfelelõ tevékenysége miatt, vagy ha a vezetékek szigetelése megsérül. Utóbbi esetben ezek a vezetékek a nagyon kis ellenállású földön, vagy a környező fémrészeken (villamos gép- és készülékházak, mozdonytest elemei stb.) keresztül köthetők össze.

Rövidzárlati áram

Tekintettel arra, hogy az R0 forrás belső ellenállása általában nagyon kicsi, a rajta átfolyó áram nagyon nagy értékekre nő. A zárlati pontban a feszültség nullává válik (1. ábra K pontja), vagyis az elektromos áramkörnek a zárlat helye mögötti szakaszába nem áramlik az elektromos energia.

2. példa Határozza meg a generátor zárlati áramát, ha e. stb. 640 V feszültséggel és 0,1 ohm belső ellenállással.

Válasz.

A képlet szerint

A rövidzárlat vészüzemmód, mivel a keletkező nagy áram használhatatlanná teheti a forrást, valamint az áramkörben lévő eszközöket, eszközöket és vezetékeket. Csak néhány speciális generátornál, például hegesztőgenerátoroknál, a rövidzárlat nem veszélyes, és működési mód.

Az elektromos áramkörben az áramkör mindig az áramkör magasabb potenciálú pontjairól az alacsonyabb potenciálú pontokra folyik. Ha az áramkör bármely pontja földelve van, akkor a potenciálját nullának vesszük. Ebben az esetben az áramkör összes többi pontjának potenciálja egyenlő lesz az ezen pontok és a föld között ható feszültségekkel.

Ahogy közeledik egy földelt ponthoz, az áramkör különböző pontjainak potenciáljai csökkennek, vagyis a pontok és a föld között ható feszültségek csökkennek. Emiatt a vontatómotorok és segédgépek gerjesztő tekercseit, ahol hirtelen áramváltozások esetén nagy túlfeszültségek léphetnek fel, igyekeznek a "földhöz" közelebb (az armatúra tekercs mögött) beépíteni az áramkörbe.

Ebben az esetben ezeknek a tekercseknek a szigetelésére kisebb feszültség fog hatni, mintha közelebb lennének az egyenáramú villanymozdonyok felsővezetékéhez vagy a váltóáramú villanymozdonyok egyenirányító berendezésének földeletlen pólusához (azaz magasabban lennének) lehetséges). Ugyanígy az elektromos áramkör nagyobb potenciálú pontjai veszélyesebbek az elektromos berendezések feszültség alatt álló részeivel érintkező személy számára. Ugyanakkor a földhöz képest nagyobb feszültség alá esik.

Meg kell jegyezni, hogy amikor egy elektromos áramkör egy pontja földelve van, az áramok eloszlása ​​nem változik, mivel ez nem képez új ágakat, amelyeken keresztül áramok áramolhatnak.Ha az áramkör két (vagy több) pontját földel, amelyek különböző potenciállal rendelkeznek, akkor a földön keresztül további vezető ág (vagy ágak) képződik, és az áramkörben az árameloszlás megváltozik.

Ezért egy olyan elektromos berendezés szigetelésének megsértése vagy sérülése, amelynek egyik pontja földelt, olyan áramkört hoz létre, amelyen keresztül áram folyik, ami valójában rövidzárlati áram. Ugyanez történik földeletlen villanyszerelésnél is, amikor a berendezés két pontja földelve van. Ha egy elektromos áramkör megszakad, minden pontja a megszakítási pontig azonos potenciálon van.