Sähköpiirin toimintatavat

Sähköpiirille tyypillisimmät tilat ovat kuormitus, tyhjäkäynti ja oikosulkutila.

Lataustila… Harkitse sähköpiirin toimintaa, kun se on kytketty minkä tahansa resistanssin R vastaanottimen lähteeseen (vastus, sähkölamppu jne.).

Perustuu Ohmin laki NS. jne. c. lähde on yhtä suuri kuin piirin ulkoosan jännitteiden IR ja piirin IR0 summa lähteen sisäinen vastus:

Ottaen huomioon, että jännite Ui ja lähdeliittimissä on yhtä suuri kuin jännitehäviö IR ulkoisessa piirissä, saamme:

Tämä kaava osoittaa, että NS. jne. c. lähde on suurempi kuin sen liittimien jännite lähteen sisällä olevan jännitehäviön arvon verran... Lähteen sisällä oleva jännitehäviö IR0 riippuu piirin I virrasta (kuormavirta), jonka määrää vastaanottimen vastus R. Mitä suurempi kuormitusvirta, sitä pienempi lähdeliittimen jännite:

Jännitteen pudotus lähteen yli riippuu myös sisäisestä resistanssista R0.Jännitteen Ui riippuvuus virrasta I on kuvattu suoralla viivalla (kuva 1). Tätä riippuvuutta kutsutaan lähteen ulkoiseksi ominaispiirteeksi.

Esimerkki 1. Määritä jännite generaattorin napojen yli kuormitusvirralla 1200 A, jos e. jne. s. on 640 V ja sisäinen resistanssi on 0,1 ohmia.

Vastaus. Jännitteen pudotus generaattorin sisäisen resistanssin yli

Generaattorin liittimen jännite

Kaikista mahdollisista kuormitustavoista nimellinen on tärkein. Nimellinen on toimintatapa, jonka valmistaja on määrittänyt tälle sähkölaitteelle sen teknisten vaatimusten mukaisesti. Sille on tunnusomaista nimellisjännite, virta (piste H kuvassa 1) ja teho. Nämä arvot ilmoitetaan yleensä tämän laitteen passissa.

Sähköasennusten sähköeristyksen laatu riippuu nimellisjännitteestä ja nimellisvirrasta — niiden lämmityslämpötila, joka määrittää johtojen poikkileikkausalan, käytetyn eristeen lämpövastuksen ja asennuksen jäähdytysnopeuden. Jos nimellisvirta ylittyy pitkään, se voi vahingoittaa asennusta.

Riisi. 1. Lähteen ulkoiset ominaisuudet

Valmiustila… Tässä tilassa lähteeseen kytketty sähköpiiri on auki, eli virrassa ei ole piiriä. Tässä tapauksessa sisäinen jännitehäviö IR0 on nolla

Siksi lepotilassa jännite sähköenergian lähteen navoissa on yhtä suuri kuin sen e. jne. (piste X kuvassa 1). Tätä seikkaa voidaan käyttää mittaamaan esim. jne. v. sähkön lähteet.

Oikosulkutila. Oikosulku (oikosulku) tällaista lähteen toimintatapaa kutsutaan, kun sen liittimet suljetaan johdolla, jonka vastuksen voidaan katsoa olevan nolla. Käytännössä c. H. esiintyy, kun lähteen ja vastaanottimen yhdistävät johdot on kytketty yhteen, koska näillä johtimilla on yleensä mitätön resistanssi ja ne voidaan pitää nollana.

Oikosulku voi syntyä sähköasennuksia huoltavan henkilöstön virheellisestä toiminnasta tai johtojen eristyksen vaurioitumisesta. Jälkimmäisessä tapauksessa nämä johdot voidaan kytkeä maan kautta, jonka resistanssi on erittäin pieni, tai ympäröivien metalliosien (sähkökone- ja laitekotelot, veturin rungon elementit jne.) kautta.

Oikosulkuvirta

Koska lähteen R0 sisäinen vastus on yleensä hyvin pieni, sen läpi kulkeva virta kasvaa erittäin suuriksi arvoiksi. Oikosulkupisteen jännite muuttuu nollaksi (piste K kuvassa 1), eli sähköenergiaa ei virtaa oikosulkupaikan takana olevaan sähköpiirin osaan.

Esimerkki 2. Määritä generaattorin oikosulkuvirta, jos sen e. jne. 640 V ja sisäinen resistanssi 0,1 ohmia.

Vastaus.

Kaavan mukaan

Oikosulku on hätätila, koska seurauksena oleva suuri virta voi tehdä lähteen käyttökelvottomaksi, samoin kuin piiriin kuuluvat laitteet, laitteet ja johdot. Vain joissakin erikoisgeneraattoreissa, kuten hitsausgeneraattoreissa, oikosulku ei ole vaarallinen ja on toimintatila.

Sähköpiirissä virta kulkee aina piirin kohdista, joissa on korkeampi potentiaali, pisteisiin, joissa on pienempi potentiaali. Jos jokin piirin piste on kytketty maahan, sen potentiaali on nolla. Tässä tapauksessa piirin kaikkien muiden pisteiden potentiaalit ovat yhtä suuria kuin näiden pisteiden ja maan välillä vaikuttavat jännitteet.

Kun lähestyt maadoitettua pistettä, piirin eri pisteiden potentiaalit pienenevät, eli näiden pisteiden ja maan välillä vaikuttavat jännitteet. Tästä syystä vetomoottoreiden ja apukoneiden virityskäämit, joissa voi syntyä suuria ylijännitteitä äkillisillä virranmuutoksilla, yritetään sisällyttää tehopiiriin lähempänä "maata" (ankkurikäämin takana).

Tällöin näiden käämien eristykseen vaikuttaa pienempi jännite kuin jos ne kytkettäisiin lähemmäksi tasavirtasähköveturien ajojohtimia tai vaihtovirtasähköveturien tasasuuntaajaasennuksen maadoittamatonta napaa (eli ne olisivat korkeammalla). potentiaali). Samalla tavalla sähköpiirin korkeamman potentiaalin kohdat ovat vaarallisempia henkilölle, joka on kosketuksissa sähköasennusten jännitteisiin osiin. Samalla se putoaa korkeamman jännitteen alle suhteessa maahan.

On huomattava, että kun sähköpiirin piste on maadoitettu, virtojen jakautuminen siinä ei muutu, koska tämä ei muodosta uusia haaroja, joiden läpi virrat voivat kulkea.Jos maadoitat piirissä kaksi (tai useampaa) pistettä, joilla on erilaiset potentiaalit, niin ylimääräinen johtava haara (tai haarat) muodostuu maan läpi ja virran jakautuminen piirissä muuttuu.

Siksi sähköasennuksen, jonka yksi pisteistä on maadoitettu, eristyksen rikkominen tai vaurioituminen luo piirin, jonka läpi kulkee virta, joka on itse asiassa oikosulkuvirta. Sama tapahtuu maadoittamattomassa sähköasennuksessa, kun asennuksen kaksi pistettä on maadoitettu. Kun sähköpiiri katkeaa, kaikki sen pisteet keskeytyskohtaan asti ovat samassa potentiaalissa.