Elektrik devresinin çalışma modları

Bir elektrik devresi için en karakteristik modlar yük, yüksüz ve kısa devre modlarıdır.

Şarj modu… Herhangi bir R direnci alıcısının (direnç, elektrik lambası, vb.) bir kaynağına bağlandığında bir elektrik devresinin çalışmasını göz önünde bulundurun.

Temelli Ohm Yasası NS. vesaire. c. kaynak, devrenin dış bölümünün IR ve devrenin IR0 voltajlarının toplamına eşittir. kaynağın iç direnci:

Ui ve kaynak terminallerindeki voltajın, harici devredeki voltaj düşüşüne (IR) eşit olduğu göz önüne alındığında, şunu elde ederiz:

Bu formül NS olduğunu gösterir. vesaire. c. kaynak, kaynak içindeki voltaj düşüşünün değerine göre terminallerindeki voltajdan daha büyüktür... Kaynağın içindeki voltaj düşüşü IR0, tarafından belirlenen devre I'deki akıma (yük akımı) bağlıdır. alıcının direnci R. Yük akımı ne kadar yüksek olursa, kaynak terminal voltajı o kadar düşük olur:

Kaynaktaki voltaj düşüşü aynı zamanda iç direnç R0'a da bağlıdır.Ui voltajının I akımına bağımlılığı düz bir çizgi ile gösterilmiştir (Şekil 1). Bu bağımlılığa kaynağın dış özelliği denir.

Örnek 1. Eğer e ise, 1200 A yük akımında jeneratör terminalleri arasındaki gerilimi belirleyin. vesaire. s. 640 V ve iç direnç 0,1 Ohm'dur.

Cevap. Jeneratörün iç direnci boyunca voltaj düşüşü

Jeneratör terminal gerilimi

Tüm olası yük modları arasında nominal olan en önemlisidir. Nominal, üretici tarafından bu elektrikli cihaz için teknik gerekliliklere uygun olarak belirlenen çalışma modudur. Nominal voltaj, akım (Şekil 1'deki H noktası) ve güç ile karakterize edilir. Bu değerler genellikle bu cihazın pasaportunda belirtilir.

Elektrik tesisatlarının elektrik yalıtımının kalitesi, anma gerilimi ve anma akımına bağlıdır — ısıtma sıcaklıklarıtellerin kesit alanını, uygulanan yalıtımın ısıl direncini ve tesisatın soğuma hızını belirleyen. Anma akımının uzun süre aşılması tesisata zarar verebilir.

Pirinç. 1. Kaynağın dış özellikleri

Bekleme modu… Bu modda kaynağa bağlı elektrik devresi açıktır yani akımda devre yoktur. Bu durumda dahili voltaj düşüşü IR0 sıfır olacaktır.

Bu nedenle, boş modda, elektrik enerjisi kaynağının uçlarındaki voltaj, e'sine eşittir. vesaire. (Şekil 1'deki X noktası). Bu durum, e'yi ölçmek için kullanılabilir. vesaire. v. elektrik kaynakları.

Kısa devre modu. Kısa devre (kısa devre) kaynağın böyle bir çalışma modu, terminalleri direnci sıfır olarak kabul edilebilecek bir tel ile kapatıldığında çağrılır. Pratik olarak c. H., kaynağı alıcıya bağlayan teller birbirine bağlandığında oluşur, çünkü bu teller genellikle ihmal edilebilir bir dirence sahiptir ve sıfır olarak alınabilir.

Elektrik tesisatlarına bakım yapan personelin uygunsuz eylemleri veya kabloların yalıtımının hasar görmesi sonucunda kısa devre meydana gelebilir. İkinci durumda, bu teller, çok düşük bir dirence sahip olan toprak üzerinden veya çevredeki metal parçalar (elektrikli makine ve aparat gövdeleri, lokomotif gövdesinin elemanları, vb.) aracılığıyla bağlanabilir.

Kısa devre akımı

R0 kaynağının iç direnci genellikle çok küçük olduğundan içinden geçen akım çok büyük değerlere çıkar. Kısa devre noktasındaki voltaj sıfır olur (Şekil 1'deki K noktası), yani elektrik devresinin kısa devre yerinin arkasında bulunan bölümüne elektrik enerjisi akmaz.

Örnek 2. Eğer e ise jeneratörün kısa devre akımını belirleyin. vesaire. 640 V'a eşit ve 0,1 ohm'luk bir iç direnç ile.

Cevap.

formüle göre

Kısa devre bir acil durum modudur, çünkü ortaya çıkan büyük akım, devreye dahil olan cihazlar, cihazlar ve kabloların yanı sıra kaynağı kullanılamaz hale getirebilir. Sadece kaynak jeneratörleri gibi bazı özel jeneratörler için kısa devre tehlikeli değildir ve bir çalışma modudur.

Bir elektrik devresinde, akım her zaman devre üzerinde daha yüksek potansiyele sahip noktalardan daha düşük potansiyele sahip noktalara akar. Devrenin herhangi bir noktası toprağa bağlı ise potansiyeli sıfır olarak alınır. Bu durumda devredeki diğer tüm noktaların potansiyelleri, bu noktalar ile toprak arasında etkili olan gerilimlere eşit olacaktır.

Topraklanmış bir noktaya yaklaştıkça, devredeki çeşitli noktaların potansiyelleri, yani bu noktalar ile toprak arasında etkili olan gerilimler azalır. Bu nedenle ani akım değişimleri ile büyük aşırı gerilimlerin oluşabileceği cer motorları ve yardımcı makinelerin uyartım sargıları “toprağa” daha yakın (endüvi sargısının arkasında) güç devresine dahil edilmeye çalışılır.

Bu durumda, bu sargıların yalıtımına, doğru akım elektrikli lokomotiflerin katenerine veya alternatif akım elektrikli lokomotiflerin doğrultucu tesisatının topraklanmamış kutbuna daha yakın bağlandıkları duruma göre daha düşük bir voltaj etki edecektir (yani, daha yüksek olacaktır). potansiyel). Aynı şekilde elektrik devresinin daha yüksek potansiyele sahip noktaları, elektrik tesisatlarının canlı bölümleriyle temas halinde olan bir kişi için daha tehlikelidir. Aynı zamanda yere göre daha yüksek bir voltajın altına düşer.

Bir elektrik devresindeki bir nokta topraklandığında, akımların içinden akabileceği yeni dallar oluşturmadığından, içindeki akımların dağılımının değişmediğine dikkat edilmelidir.Devre üzerinde farklı potansiyellere sahip iki (veya daha fazla) noktayı topraklarsanız, topraklama yoluyla ek bir iletken dal (veya dal) oluşur ve devredeki akım dağılımı değişir.

Bu nedenle, noktalarından biri topraklanmış bir elektrik tesisatının yalıtımında bir ihlal veya hasar, içinden bir kısa devre akımı olan bir akımın aktığı bir devre oluşturur. Aynı şey, kurulumun iki noktası topraklandığında, topraklanmamış bir elektrik tesisatında da olur. Bir elektrik devresi kesildiğinde, kesinti noktasına kadar olan tüm noktaları aynı potansiyeldedir.