Werkingsmodi van het elektrische circuit

Voor een elektrisch circuit zijn de meest karakteristieke modi de modi belasting, nullast en kortsluiting.

Oplaadmodus... Overweeg de werking van een elektrisch circuit wanneer het is aangesloten op een bron van een ontvanger met weerstand R (weerstand, elektrische lamp, enz.).

Gebaseerd De wet van Ohm NS. enz. c) de bron is gelijk aan de som van de spanningen IR van het externe deel van de schakeling en IR0 van interne weerstand van de bron:

Gegeven dat de spanning Ui en bij de bronterminals gelijk is aan de spanningsval IR in het externe circuit, krijgen we:

Deze formule laat zien dat NS. enz. c. de bron is groter dan de spanning over de klemmen door de waarde van de spanningsval in de bron... De spanningsval IR0 in de bron hangt af van de stroom in het circuit I (belastingsstroom), die wordt bepaald door de weerstand R van de ontvanger. Hoe hoger de belastingsstroom, hoe lager de bronklemspanning:

De spanningsval over de bron hangt ook af van de interne weerstand R0.De afhankelijkheid van de spanning Ui van de stroom I wordt weergegeven door een rechte lijn (fig. 1). Deze afhankelijkheid wordt het externe kenmerk van de bron genoemd.

Voorbeeld 1. Bepaal de spanning over de generatorklemmen bij een belastingsstroom van 1200 A als b.v. enz. s. is 640 V en de interne weerstand is 0,1 Ohm.

Antwoord. Spanningsval over de interne weerstand van de generator

Eindspanning generator

Van alle mogelijke belastingsmodi is de nominale de belangrijkste. Nominaal is de werkingsmodus die door de fabrikant voor dit elektrische apparaat is vastgesteld in overeenstemming met de technische vereisten ervoor. Het wordt gekenmerkt door nominale spanning, stroom (punt H in Fig. 1) en vermogen. Deze waarden staan ​​meestal aangegeven in het paspoort van dit toestel.

De kwaliteit van elektrische isolatie van elektrische installaties hangt af van de nominale spanning en de nominale stroom — hun verwarmingstemperatuur, die de dwarsdoorsnede van de draden, de thermische weerstand van de aangebrachte isolatie en de koelsnelheid van de installatie bepaalt. Als de nominale stroom gedurende lange tijd wordt overschreden, kan dit de installatie beschadigen.

Rijst. 1. Uiterlijke kenmerken van de bron

Stand-bymodus... In deze modus is het elektrische circuit dat op de bron is aangesloten open, d.w.z. er is geen circuit in de stroom. In dit geval zal de interne spanningsval IR0 nul zijn

Daarom is in de inactieve modus de spanning aan de klemmen van de elektrische energiebron gelijk aan zijn e. enz. (punt X in afb. 1). Deze omstandigheid kan worden gebruikt om e te meten. enz. v. bronnen van elektriciteit.

Kortsluitmodus. Kortsluiting (kortsluiting) zo'n werkingsmodus van de bron wordt genoemd wanneer de terminals worden gesloten door een draad waarvan de weerstand als gelijk aan nul kan worden beschouwd. Praktisch c. H. treedt op wanneer de draden die de bron met de ontvanger verbinden met elkaar zijn verbonden, aangezien deze draden meestal een verwaarloosbare weerstand hebben en als nul kunnen worden beschouwd.

Er kan kortsluiting ontstaan ​​als gevolg van ondeskundig handelen door personeel dat elektrische installaties onderhoudt of als de isolatie van de draden beschadigd is. In het laatste geval kunnen deze draden worden aangesloten via de aarde, die een zeer lage weerstand heeft, of via de omringende metalen delen (behuizingen van elektrische machines en apparaten, elementen van de locomotief, enz.).

Kortsluitstroom

Vanwege het feit dat de interne weerstand van de bron R0 meestal erg klein is, neemt de stroom die er doorheen vloeit toe tot zeer grote waarden. De spanning op het kortsluitingspunt wordt nul (punt K in Fig. 1), dat wil zeggen dat er geen elektrische energie zal stromen naar het gedeelte van het elektrische circuit dat zich achter de kortsluitingslocatie bevindt.

Voorbeeld 2. Bepaal de kortsluitstroom van de generator als deze e. enz. met gelijk aan 640 V en een interne weerstand van 0,1 ohm.

Antwoord.

Volgens de formule

Een kortsluiting is een noodmodus, omdat de resulterende grote stroom de bron onbruikbaar kan maken, evenals de apparaten, apparaten en draden die in het circuit zijn opgenomen. Alleen voor sommige speciale generatoren, zoals lasgeneratoren, is kortsluiting niet gevaarlijk en is het een bedrijfsmodus.

In een elektrisch circuit vloeit er altijd stroom van punten op het circuit met een hogere potentiaal naar punten met een lagere potentiaal. Als een punt van het circuit met aarde is verbonden, wordt het potentiaal ervan als nul genomen. In dit geval zullen de potentialen van alle andere punten in het circuit gelijk zijn aan de spanningen die werken tussen deze punten en de aarde.

Naarmate u een geaard punt nadert, nemen de potentialen van verschillende punten in het circuit af, dat wil zeggen de spanningen die tussen die punten en de aarde werken. Om deze reden proberen de bekrachtigingswikkelingen van tractiemotoren en hulpmachines, waar grote overspanningen kunnen optreden met plotselinge stroomveranderingen, dichter bij "aarde" (achter de ankerwikkeling) in het stroomcircuit te worden opgenomen.

In dit geval zal een lagere spanning op de isolatie van deze wikkelingen inwerken dan wanneer ze dichter bij de bovenleiding van elektrische locomotieven op gelijkstroom of bij de niet-geaarde pool van de gelijkrichterinstallatie van elektrische locomotieven op wisselstroom zouden zijn aangesloten (d.w.z. ze zouden op hogere potentieel). Op dezelfde manier zijn de punten van het elektrische circuit, die een hoger potentieel hebben, gevaarlijker voor een persoon die in contact komt met delen van elektrische installaties die onder spanning staan. Tegelijkertijd valt het onder een hogere spanning ten opzichte van de grond.

Opgemerkt moet worden dat wanneer een punt in een elektrisch circuit geaard is, de verdeling van stromen daarin niet verandert, aangezien dit geen nieuwe takken vormt waardoor stromen kunnen stromen.Als u twee (of meer) punten op het circuit aardt die verschillende potentialen hebben, wordt er een extra geleidende tak (of takken) gevormd door de aarde en verandert de stroomverdeling in het circuit.

Een overtreding of beschadiging van de isolatie van een elektrische installatie, waarvan een van de punten geaard is, creëert dus een circuit waardoor een stroom vloeit, wat eigenlijk een kortsluitstroom is. Hetzelfde gebeurt bij een ongeaarde elektrische installatie, wanneer twee punten van de installatie geaard zijn. Wanneer een elektrisch circuit is verbroken, hebben alle punten tot aan het punt van onderbreking dezelfde potentiaal.