Τρόποι λειτουργίας του ηλεκτρικού κυκλώματος

Για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, οι πιο χαρακτηριστικοί τρόποι λειτουργίας είναι οι λειτουργίες φορτίου, χωρίς φορτίο και βραχυκυκλώματος.

Λειτουργία φόρτισης… Εξετάστε τη λειτουργία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος όταν είναι συνδεδεμένο σε μια πηγή οποιουδήποτε δέκτη αντίστασης R (αντίσταση, ηλεκτρική λάμπα κ.λπ.).

Με βάση Νόμος του Ohm NS. και τα λοιπά. γ) η πηγή είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων IR του εξωτερικού τμήματος του κυκλώματος και IR0 του εσωτερική αντίσταση της πηγής:

Δεδομένου ότι η τάση Ui και στους ακροδέκτες της πηγής είναι ίση με την πτώση τάσης IR στο εξωτερικό κύκλωμα, παίρνουμε:

Αυτός ο τύπος δείχνει ότι το NS. και τα λοιπά. γ. η πηγή είναι μεγαλύτερη από την τάση στους ακροδέκτες της από την τιμή της πτώσης τάσης μέσα στην πηγή... Η πτώση τάσης IR0 μέσα στην πηγή εξαρτάται από το ρεύμα στο κύκλωμα I (ρεύμα φορτίου), το οποίο καθορίζεται από το αντίσταση R του δέκτη. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα φορτίου, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση ακροδέκτη της πηγής:

Η πτώση τάσης στην πηγή εξαρτάται επίσης από την εσωτερική αντίσταση R0.Η εξάρτηση της τάσης Ui από το ρεύμα I απεικονίζεται με μια ευθεία γραμμή (Εικ. 1). Αυτή η εξάρτηση ονομάζεται εξωτερικό χαρακτηριστικό της πηγής.

Παράδειγμα 1. Προσδιορίστε την τάση στους ακροδέκτες της γεννήτριας με ρεύμα φορτίου 1200 A εάν e. και τα λοιπά. s. είναι 640 V και η εσωτερική αντίσταση είναι 0,1 Ohm.

Απάντηση. Πτώση τάσης στην εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας

Τάση ακροδεκτών γεννήτριας

Από όλες τις πιθανές λειτουργίες φόρτωσης, η ονομαστική είναι η πιο σημαντική. Ονομαστικός είναι ο τρόπος λειτουργίας που καθορίζει ο κατασκευαστής για αυτήν την ηλεκτρική συσκευή σύμφωνα με τις τεχνικές απαιτήσεις για αυτήν. Χαρακτηρίζεται από ονομαστική τάση, ρεύμα (σημείο Η στο Σχ. 1) και ισχύ. Αυτές οι τιμές συνήθως υποδεικνύονται στο διαβατήριο αυτής της συσκευής.

Η ποιότητα της ηλεκτρικής μόνωσης των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων εξαρτάται από την ονομαστική τάση και το ονομαστικό ρεύμα — θερμοκρασία θέρμανσης τους, το οποίο καθορίζει την περιοχή διατομής των συρμάτων, τη θερμική αντίσταση της εφαρμοζόμενης μόνωσης και τον ρυθμό ψύξης της εγκατάστασης. Εάν το ονομαστικό ρεύμα ξεπεραστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορεί να προκληθεί βλάβη στην εγκατάσταση.

Ρύζι. 1. Εξωτερικά χαρακτηριστικά της πηγής

Λειτουργία αναμονής… Σε αυτήν τη λειτουργία, το ηλεκτρικό κύκλωμα που είναι συνδεδεμένο στην πηγή είναι ανοιχτό, δηλαδή δεν υπάρχει κύκλωμα στο ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, η εσωτερική πτώση τάσης IR0 θα είναι μηδέν

Επομένως, σε κατάσταση αδράνειας, η τάση στους ακροδέκτες της πηγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ίση με το e. και τα λοιπά. (σημείο Χ στο Σχ. 1). Αυτή η περίσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του e. και τα λοιπά. v. πηγές ηλεκτρικής ενέργειας.

Λειτουργία βραχυκυκλώματος. Βραχυκύκλωμα (βραχυκύκλωμα) ένας τέτοιος τρόπος λειτουργίας της πηγής ονομάζεται όταν οι ακροδέκτες της είναι κλειστοί από ένα καλώδιο του οποίου η αντίσταση μπορεί να θεωρηθεί ίση με μηδέν. Πρακτικά γ. Η. εμφανίζεται όταν τα καλώδια που συνδέουν την πηγή με τον δέκτη συνδέονται μεταξύ τους, καθώς αυτά τα καλώδια έχουν συνήθως αμελητέα αντίσταση και μπορούν να ληφθούν ως μηδέν.

Μπορεί να προκύψει βραχυκύκλωμα ως αποτέλεσμα ακατάλληλων ενεργειών από το προσωπικό που επισκευάζει ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ή εάν η μόνωση των καλωδίων έχει υποστεί ζημιά. Στην τελευταία περίπτωση, αυτά τα καλώδια μπορούν να συνδεθούν μέσω του εδάφους, το οποίο έχει πολύ χαμηλή αντίσταση, ή μέσω των γύρω μεταλλικών μερών (περιβλήματα ηλεκτρικών μηχανών και συσκευών, στοιχεία του σώματος της ατμομηχανής κ.λπ.).

Ρεύμα βραχυκύκλωσης

Λόγω του γεγονότος ότι η εσωτερική αντίσταση της πηγής R0 είναι συνήθως πολύ μικρή, το ρεύμα που τη διαρρέει αυξάνεται σε πολύ μεγάλες τιμές. Η τάση στο σημείο βραχυκυκλώματος γίνεται μηδέν (σημείο Κ στο Σχ. 1), δηλαδή, η ηλεκτρική ενέργεια δεν θα ρέει στο τμήμα του ηλεκτρικού κυκλώματος που βρίσκεται πίσω από τη θέση βραχυκυκλώματος.

Παράδειγμα 2. Προσδιορίστε το ρεύμα βραχυκυκλώματος της γεννήτριας εάν είναι e. και τα λοιπά. με ίσο με 640 V και εσωτερική αντίσταση 0,1 ohm.

Απάντηση.

Σύμφωνα με τον τύπο

Ένα βραχυκύκλωμα είναι μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης, καθώς το μεγάλο ρεύμα που προκύπτει μπορεί να καταστήσει την πηγή αχρησιμοποίητη, καθώς και τις συσκευές, τις συσκευές και τα καλώδια που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα. Μόνο για ορισμένες ειδικές γεννήτριες, όπως οι γεννήτριες συγκόλλησης, το βραχυκύκλωμα δεν είναι επικίνδυνο και είναι τρόπος λειτουργίας.

Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, το ρεύμα ρέει πάντα από σημεία του κυκλώματος που έχουν υψηλότερο δυναμικό σε σημεία με χαμηλότερο δυναμικό. Εάν οποιοδήποτε σημείο του κυκλώματος είναι συνδεδεμένο στη γείωση, τότε το δυναμικό του λαμβάνεται ως μηδέν. Σε αυτήν την περίπτωση, τα δυναμικά όλων των άλλων σημείων του κυκλώματος θα είναι ίσα με τις τάσεις που ενεργούν μεταξύ αυτών των σημείων και της γείωσης.

Καθώς πλησιάζετε ένα γειωμένο σημείο, τα δυναμικά διαφόρων σημείων του κυκλώματος μειώνονται, δηλαδή οι τάσεις που ενεργούν μεταξύ αυτών των σημείων και της γείωσης. Για το λόγο αυτό, οι περιελίξεις διέγερσης των κινητήρων έλξης και των βοηθητικών μηχανών, όπου μπορεί να προκύψουν μεγάλες υπερτάσεις με απότομες αλλαγές στο ρεύμα, προσπαθούν να συμπεριληφθούν στο κύκλωμα ισχύος πιο κοντά στη «γείωση» (πίσω από την περιέλιξη του οπλισμού).

Σε αυτήν την περίπτωση, μια χαμηλότερη τάση θα ενεργήσει στη μόνωση αυτών των περιελίξεων από ό,τι αν ήταν συνδεδεμένα πιο κοντά στο κυλινδρικό δίκτυο των ηλεκτρικών μηχανών συνεχούς ρεύματος ή στον μη γειωμένο πόλο της εγκατάστασης ανορθωτή των ηλεκτρικών μηχανών εναλλασσόμενου ρεύματος (δηλ. θα ήταν σε υψηλότερο δυνητικός). Κατά τον ίδιο τρόπο, τα σημεία του ηλεκτρικού κυκλώματος, που είναι υψηλότερου δυναμικού, είναι πιο επικίνδυνα για ένα άτομο που έρχεται σε επαφή με ηλεκτροφόρα μέρη ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Ταυτόχρονα, πέφτει σε υψηλότερη τάση σε σχέση με το έδαφος.

Πρέπει να σημειωθεί ότι όταν ένα σημείο σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι γειωμένο, η κατανομή των ρευμάτων σε αυτό δεν αλλάζει, καθώς αυτό δεν σχηματίζει νέους κλάδους μέσω των οποίων μπορούν να ρέουν ρεύματα.Εάν γειώσετε δύο (ή περισσότερα) σημεία στο κύκλωμα που έχουν διαφορετικά δυναμικά, τότε σχηματίζεται ένας πρόσθετος αγώγιμος κλάδος (ή κλάδοι) μέσω της γείωσης και η κατανομή ρεύματος στο κύκλωμα αλλάζει.

Επομένως, μια παραβίαση ή βλάβη στη μόνωση μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, ένα από τα σημεία της οποίας είναι γειωμένο, δημιουργεί ένα κύκλωμα μέσω του οποίου ρέει ένα ρεύμα, το οποίο στην πραγματικότητα είναι ρεύμα βραχυκυκλώματος. Το ίδιο συμβαίνει και με μια μη γειωμένη ηλεκτρική εγκατάσταση, όταν δύο σημεία της εγκατάστασης είναι γειωμένα. Όταν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σπάσει, όλα τα σημεία του μέχρι το σημείο διακοπής βρίσκονται στο ίδιο δυναμικό.