Načini rada električnog kruga

Za električni krug najkarakterističniji su načini rada opterećenja, praznog hoda i kratkog spoja.

Način punjenja… Razmotrite rad električnog kruga kada je spojen na izvor bilo kojeg prijemnika otpora R (otpornik, električna svjetiljka, itd.).

Na temelju Ohmov zakon NS. itd. c. izvor je jednak zbroju napona IR vanjskog dijela kruga i IR0 unutarnji otpor izvora:

S obzirom da je napon Ui i na stezaljkama izvora jednak padu napona IR u vanjskom krugu, dobivamo:

Ova formula pokazuje da je NS. itd. c. izvor je veći od napona na njegovim stezaljkama za vrijednost pada napona unutar izvora... Pad napona IR0 unutar izvora ovisi o struji u krugu I (struja opterećenja), koja je određena otpor R prijemnika. Što je veća struja opterećenja, niži je napon izvora:

Pad napona na izvoru također ovisi o unutarnjem otporu R0.Ovisnost napona Ui o struji I prikazana je ravnom linijom (slika 1). Ta se ovisnost naziva vanjska karakteristika izvora.

Primjer 1. Odredite napon na stezaljkama generatora pri struji opterećenja od 1200 A ako je e. itd. s. iznosi 640 V, a unutarnji otpor 0,1 Ohm.

Odgovor. Pad napona na unutarnjem otporu generatora

Napon na stezaljkama generatora

Od svih mogućih načina opterećenja, nominalni je najvažniji. Nazivni je način rada koji je proizvođač utvrdio za ovaj električni uređaj u skladu s tehničkim zahtjevima za njega. Karakterizira ga nazivni napon, struja (točka H na slici 1) i snaga. Ove vrijednosti obično su navedene u putovnici ovog uređaja.

Kvaliteta električne izolacije električnih instalacija ovisi o nazivnom naponu i nazivnoj struji — njihovu temperaturu zagrijavanja, koji određuje površinu poprečnog presjeka žica, toplinski otpor primijenjene izolacije i brzinu hlađenja instalacije. Ako se nazivna struja prekorači dulje vrijeme, može doći do oštećenja instalacije.

Riža. 1. Vanjske karakteristike izvora

Način mirovanja… U ovom načinu rada, električni krug spojen na izvor je otvoren, tj. nema strujnog kruga. U tom će slučaju unutarnji pad napona IR0 biti nula

Stoga je u stanju mirovanja napon na stezaljkama izvora električne energije jednak njegovom e. itd. (točka X na slici 1). Ova se okolnost može koristiti za mjerenje e. itd. v. izvori električne energije.

Način rada kratkog spoja. Kratki spoj (kratki spoj) takav način rada izvora naziva se kada su njegovi terminali zatvoreni žicom čiji se otpor može smatrati jednakim nuli. Praktično c. H. se javlja kada su žice koje povezuju izvor s prijamnikom spojene zajedno, budući da te žice obično imaju zanemariv otpor i mogu se uzeti kao nula.

Kratki spoj može nastati kao posljedica nepravilnih radnji osoblja koje servisira električne instalacije ili ako je izolacija žica oštećena. U potonjem slučaju te se žice mogu spojiti preko mase koja ima vrlo mali otpor ili preko okolnih metalnih dijelova (kućišta električnih strojeva i aparata, elementi karoserije lokomotive itd.).

Struja kratkog spoja

Zbog činjenice da je unutarnji otpor izvora R0 obično vrlo mali, struja koja teče kroz njega raste do vrlo velikih vrijednosti. Napon u točki kratkog spoja postaje nula (točka K na slici 1), to jest, električna energija neće teći u dio električnog kruga koji se nalazi iza mjesta kratkog spoja.

Primjer 2. Odredite struju kratkog spoja generatora ako je njegova e. itd. s jednakim 640 V i unutarnjim otporom od 0,1 ohma.

Odgovor.

Prema formuli

Kratki spoj je hitni način rada, jer rezultirajuća velika struja može učiniti izvor neupotrebljivim, kao i uređaje, uređaje i žice uključene u krug. Samo za neke posebne generatore, kao što su generatori za zavarivanje, kratki spoj nije opasan i predstavlja način rada.

U električnom krugu struja uvijek teče od točaka u krugu koje imaju viši potencijal do točaka koje imaju niži potencijal. Ako je bilo koja točka kruga spojena na masu, tada se njezin potencijal uzima kao nula. U tom će slučaju potencijali svih ostalih točaka u krugu biti jednaki naponima koji djeluju između tih točaka i zemlje.

Kako se približavate uzemljenoj točki, potencijali različitih točaka u krugu se smanjuju, odnosno naponi koji djeluju između tih točaka i zemlje. Zbog toga se uzbudni namoti vučnih motora i pomoćnih strojeva, gdje kod naglih promjena struje mogu pojaviti veliki prenaponi, nastoje uključiti u strujni krug bliže "masi" (iza armaturnog namota).

U tom će slučaju na izolaciju ovih namota djelovati manji napon nego da su spojeni bliže kontaktnoj mreži istosmjerne električne lokomotive ili neuzemljenom polu ispravljačke instalacije izmjenične električne lokomotive (tj. bili bi na višim potencijal). Isto tako, za osobu koja je u dodiru s dijelovima električnih instalacija pod naponom opasnija su mjesta električnog kruga koja imaju veći potencijal. Istodobno pada pod veći napon u odnosu na zemlju.

Treba napomenuti da kada je točka u električnom krugu uzemljena, raspodjela struja u njoj se ne mijenja, budući da se ne stvaraju nove grane kroz koje struje mogu teći.Ako uzemljite dvije (ili više) točaka u strujnom krugu koje imaju različite potencijale, tada se stvara dodatna vodljiva grana (ili grane) kroz masu i mijenja se distribucija struje u krugu.

Dakle, kršenje ili oštećenje izolacije električne instalacije, čija je jedna od točaka uzemljena, stvara krug kroz koji teče struja, što je zapravo struja kratkog spoja. Isto se događa i kod neuzemljene električne instalacije, kada su uzemljene dvije točke instalacije. Kada je električni krug prekinut, sve njegove točke do točke prekida su na istom potencijalu.