Driftsmåder af det elektriske kredsløb
For et elektrisk kredsløb er de mest karakteristiske tilstande belastning, ingen belastning og kortslutningstilstande.
Opladningstilstand... Overvej driften af et elektrisk kredsløb, når det er forbundet til en kilde til en modtager med modstand R (modstand, elektrisk lampe osv.).
Baseret Ohms lov NS. etc. c. kilden er lig med summen af spændingerne IR af den eksterne sektion af kredsløbet og IR0 af kildens indre modstand:
Givet at spændingen Ui og ved kildeterminalerne er lig med spændingsfaldet IR i det eksterne kredsløb, får vi:
Denne formel viser, at NS. etc. c. kilden er større end spændingen over dens terminaler med værdien af spændingsfaldet inde i kilden... Spændingsfaldet IR0 inde i kilden afhænger af strømmen i kredsløbet I (belastningsstrømmen), som bestemmes af modtagerens modstand R. Jo højere belastningsstrømmen er, jo lavere er kildespændingen:
Spændingsfaldet over kilden afhænger også af den interne modstand R0.Spændingens Ui afhængighed af strømmen I er afbildet med en ret linje (fig. 1). Denne afhængighed kaldes kildens ydre karakteristika.
Eksempel 1. Bestem spændingen over generatorens klemmer ved en belastningsstrøm på 1200 A, hvis f.eks. etc. s. er 640 V og den indre modstand er 0,1 Ohm.
Svar. Spændingsfald over generatorens indre modstand
Generatorterminalspænding
Af alle mulige belastningstilstande er den nominelle den vigtigste. Nominel er den driftsform, der er fastsat af producenten for denne elektriske enhed i overensstemmelse med de tekniske krav til den. Den er kendetegnet ved nominel spænding, strøm (punkt H i fig. 1) og effekt. Disse værdier er normalt angivet i passet på denne enhed.
Kvaliteten af elektrisk isolering af elektriske installationer afhænger af mærkespændingen og mærkestrømmen — deres opvarmningstemperatur, som bestemmer ledningernes tværsnitsareal, den termiske modstand af den påførte isolering og installationens kølehastighed. Hvis mærkestrømmen overskrides i længere tid, kan det beskadige installationen.
Ris. 1. Kildens ydre karakteristika
Standbytilstand... I denne tilstand er det elektriske kredsløb, der er tilsluttet kilden, åbent, dvs. der er intet kredsløb i strømmen. I dette tilfælde vil det interne spændingsfald IR0 være nul
Derfor, i inaktiv tilstand, er spændingen ved terminalerne på kilden til elektrisk energi lig med dens e. etc. (punkt X i fig. 1). Denne omstændighed kan bruges til at måle f.eks. etc. v. kilder til elektricitet.
Kortslutningstilstand. Kortslutning (kortslutning) en sådan driftsform for kilden kaldes, når dens terminaler er lukket af en ledning, hvis modstand kan betragtes som lig med nul. Praktisk talt c. H. opstår, når ledningerne, der forbinder kilden til modtageren, er forbundet sammen, da disse ledninger normalt har ubetydelig modstand og kan tages som nul.
En kortslutning kan opstå som følge af ukorrekte handlinger fra personale, der servicerer elektriske installationer, eller hvis isoleringen af ledningerne er beskadiget. I sidstnævnte tilfælde kan disse ledninger forbindes gennem jorden, som har en meget lav modstand, eller gennem de omgivende metaldele (elektriske maskiner og apparathuse, elementer i lokomotivhuset osv.).
Kortslutningsstrøm
På grund af det faktum, at den indre modstand af kilden R0 normalt er meget lille, stiger strømmen, der strømmer gennem den, til meget store værdier. Spændingen ved kortslutningspunktet bliver nul (punkt K i fig. 1), det vil sige, at elektrisk energi ikke vil strømme til den del af det elektriske kredsløb, der er placeret bag kortslutningsstedet.
Eksempel 2. Bestem kortslutningsstrømmen for generatoren, hvis dens f.eks. etc. med lig med 640 V og en intern modstand på 0,1 ohm.
Svar.
Ifølge formlen
En kortslutning er en nødtilstand, da den resulterende store strøm kan gøre kilden ubrugelig, såvel som de enheder, enheder og ledninger, der er inkluderet i kredsløbet. Kun for nogle specielle generatorer, såsom svejsegeneratorer, er en kortslutning ikke farlig og er en driftstilstand.
I et elektrisk kredsløb løber strømmen altid fra punkter på kredsløbet, der har et højere potentiale, til punkter, der har et lavere potentiale. Hvis et punkt i kredsløbet er forbundet til jord, tages dets potentiale som nul. I dette tilfælde vil potentialerne for alle andre punkter i kredsløbet være lig med de spændinger, der virker mellem disse punkter og jorden.
Når du nærmer dig et jordet punkt, falder potentialerne for forskellige punkter i kredsløbet, det vil sige de spændinger, der virker mellem disse punkter og jorden. Af denne grund forsøger excitationsviklingerne af traktionsmotorer og hjælpemaskiner, hvor der kan opstå store overspændinger ved pludselige ændringer i strømmen, at blive inkluderet i strømkredsløbet tættere på "jorden" (bag ankerviklingen).
I dette tilfælde vil en lavere spænding virke på isoleringen af disse viklinger, end hvis de var tilsluttet tættere på køreledningen af jævnstrøms elektriske lokomotiver eller til den ujordede pol på ensretterinstallationen af vekselstrøms elektriske lokomotiver (dvs. de ville være højere potentiel). På samme måde er punkterne i det elektriske kredsløb, som har højere potentiale, mere farlige for en person, der er i kontakt med strømførende dele af elektriske installationer. Samtidig falder den under en højere spænding i forhold til jorden.
Det skal bemærkes, at når et punkt i et elektrisk kredsløb er jordet, ændres fordelingen af strømme i det ikke, da dette ikke danner nye grene, gennem hvilke strømme kan strømme.Hvis du jorder to (eller flere) punkter på kredsløbet, som har forskellige potentialer, så dannes der en ekstra ledende gren (eller forgreninger) gennem jorden, og strømfordelingen i kredsløbet ændres.
Derfor skaber en overtrædelse eller beskadigelse af isoleringen af en elektrisk installation, hvor et af punkterne er jordet, et kredsløb, gennem hvilket en strøm løber, som faktisk er en kortslutningsstrøm. Det samme sker med en ujordet elektrisk installation, når to punkter i installationen er jordet. Når et elektrisk kredsløb er brudt, er alle dets punkter frem til afbrydelsespunktet på samme potentiale.