طرق تشغيل الدائرة الكهربائية

بالنسبة للدائرة الكهربائية ، فإن أكثر الأوضاع المميزة هي أوضاع الحمل وعدم التحميل والدائرة القصيرة.

وضع الشحن ... ضع في اعتبارك تشغيل دائرة كهربائية عند توصيلها بمصدر أي جهاز استقبال للمقاومة R (المقاوم ، مصباح كهربائي ، إلخ).

قائم على قانون أوم NS. إلخ. ج.المصدر يساوي مجموع الفولتية IR للقسم الخارجي للدائرة و IR0 من المقاومة الداخلية للمصدر:

بالنظر إلى أن الجهد Ui وعند أطراف المصدر يساوي انخفاض الجهد IR في الدائرة الخارجية ، نحصل على:

توضح هذه الصيغة أن NS. إلخ. ج.المصدر أكبر من الجهد عبر أطرافه بقيمة انخفاض الجهد داخل المنبع ... يعتمد انخفاض الجهد IR0 داخل المصدر على التيار في الدائرة I (تيار الحمل) ، والذي يتم تحديده بواسطة المقاومة R لجهاز الاستقبال. كلما زاد تيار الحمل ، انخفض جهد طرف المصدر:

يعتمد انخفاض الجهد عبر المصدر أيضًا على المقاومة الداخلية R0.يتم توضيح اعتماد واجهة المستخدم للجهد على التيار I بخط مستقيم (الشكل 1). يسمى هذا الاعتماد بالخاصية الخارجية للمصدر.

مثال 1. حدد الجهد عبر أطراف المولد عند تيار حمل 1200 أمبير إذا e. إلخ. s. هو 640 فولت والمقاومة الداخلية 0.1 أوم.

إجابة. ينخفض ​​الجهد عبر المقاومة الداخلية للمولد

جهد محطة المولد

من بين جميع أوضاع التحميل الممكنة ، فإن الوضع الاسمي هو الأكثر أهمية. الاسمي هو وضع التشغيل الذي تحدده الشركة المصنعة لهذا الجهاز الكهربائي وفقًا للمتطلبات الفنية الخاصة به. وهي تتميز بالجهد الاسمي والتيار (النقطة H في الشكل 1) والقدرة. عادة ما يشار إلى هذه القيم في جواز سفر هذا الجهاز.

تعتمد جودة العزل الكهربائي للتركيبات الكهربائية على الجهد المقنن والتيار المقنن - درجة حرارة تسخينها، والتي تحدد مساحة المقطع العرضي للأسلاك ، والمقاومة الحرارية للعزل المطبق ومعدل التبريد للتركيب. إذا تم تجاوز التيار المقدر لفترة طويلة ، فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف التثبيت.

أرز. 1. الخصائص الخارجية للمصدر

وضع الاستعداد ... في هذا الوضع ، تكون الدائرة الكهربائية المتصلة بالمصدر مفتوحة ، أي لا توجد دائرة كهربائية في التيار. في هذه الحالة ، سيكون انخفاض الجهد الداخلي IR0 صفرًا

لذلك ، في وضع الخمول ، يكون الجهد عند أطراف مصدر الطاقة الكهربائية مساويًا له. إلخ. (النقطة X في الشكل 1). يمكن استخدام هذا الظرف لقياس البريد. إلخ. خامسا مصادر الكهرباء.

وضع ماس كهربائى. ماس كهربائى (ماس كهربائى) يتم استدعاء هذا النمط من تشغيل المصدر عندما يتم إغلاق أطرافه بسلك يمكن اعتبار مقاومته مساوية للصفر. عمليا ج. يحدث H عندما تكون الأسلاك التي تربط المصدر بالمستقبل متصلة ببعضها البعض ، لأن هذه الأسلاك عادة ما يكون لها مقاومة ضئيلة ويمكن اعتبارها صفرًا.

يمكن أن تحدث دائرة كهربائية قصيرة نتيجة لأفعال غير لائقة من قبل الأفراد الذين يقومون بخدمة التركيبات الكهربائية أو في حالة تلف عزل الأسلاك. في الحالة الأخيرة ، يمكن توصيل هذه الأسلاك من خلال الأرض ، والتي تتمتع بمقاومة منخفضة جدًا ، أو من خلال الأجزاء المعدنية المحيطة (أغطية الماكينات والأجهزة الكهربائية ، وعناصر من جسم القاطرة ، وما إلى ذلك).

تيار الدائرة القصيرة

نظرًا لحقيقة أن المقاومة الداخلية للمصدر R0 عادة ما تكون صغيرة جدًا ، فإن التيار المتدفق من خلالها يزيد إلى قيم كبيرة جدًا. يصبح الجهد عند نقطة الدائرة القصيرة صفرًا (النقطة K في الشكل 1) ، أي أن الطاقة الكهربائية لن تتدفق إلى قسم الدائرة الكهربائية الموجود خلف موقع الدائرة القصيرة.

مثال 2. تحديد تيار ماس كهربائى للمولد إذا كان e. إلخ. مع 640 فولت ومقاومة داخلية 0.1 أوم.

إجابة.

حسب الصيغة

تعد الدائرة القصيرة أحد أوضاع الطوارئ ، حيث يمكن للتيار الكبير الناتج أن يجعل المصدر غير قابل للاستخدام ، وكذلك الأجهزة والأجهزة والأسلاك المضمنة في الدائرة. فقط بالنسبة لبعض المولدات الخاصة ، مثل مولدات اللحام ، فإن الدائرة القصيرة ليست خطيرة وهي وضع تشغيل.

في الدائرة الكهربائية ، يتدفق التيار دائمًا من نقاط على الدائرة ذات جهد أعلى إلى نقاط ذات جهد أقل. إذا كانت أي نقطة من الدائرة متصلة بالأرض ، فإن إمكاناتها تؤخذ على أنها صفر. في هذه الحالة ، ستكون إمكانات جميع النقاط الأخرى في الدائرة مساوية للجهود التي تعمل بين هذه النقاط والأرض.

عندما تقترب من نقطة مؤرضة ، تنخفض إمكانات النقاط المختلفة في الدائرة ، أي الفولتية التي تعمل بين تلك النقاط والأرض. لهذا السبب ، فإن اللفات المثيرة لمحركات الجر والآلات المساعدة ، حيث يمكن أن تحدث فرط جهد كبير مع تغيرات مفاجئة في التيار ، حاول أن يتم تضمينها في دائرة الطاقة أقرب إلى "الأرض" (خلف لف المحرك).

في هذه الحالة ، سيعمل الجهد المنخفض على عزل هذه اللفات مما لو كانت متصلة بالقرب من سلسال قاطرات التيار الكهربائي المباشر أو إلى القطب غير المؤرض لتركيب المقوم للقاطرات الكهربائية ذات التيار المتردد (أي أنها ستكون أعلى محتمل). وبنفس الطريقة ، تكون نقاط الدائرة الكهربائية ، ذات الإمكانات العالية ، أكثر خطورة على الشخص الذي يتلامس مع الأجزاء الحية من التركيبات الكهربائية. في الوقت نفسه ، يقع تحت جهد أعلى بالنسبة إلى الأرض.

وتجدر الإشارة إلى أنه عند تأريض نقطة في دائرة كهربائية ، فإن توزيع التيارات فيها لا يتغير ، لأن هذا لا يشكل فروعًا جديدة يمكن للتيارات أن تتدفق من خلالها.إذا قمت بتثبيت نقطتين (أو أكثر) على الدائرة التي لها إمكانات مختلفة ، فسيتم تكوين فرع موصل إضافي (أو فروع) عبر الأرض ويتغير التوزيع الحالي في الدائرة.

لذلك ، فإن الانتهاك أو التلف لعزل التركيبات الكهربائية ، التي تكون إحدى نقاطها مؤرضة ، تخلق دائرة يتدفق خلالها التيار ، وهو في الواقع تيار دائرة قصر. يحدث الشيء نفسه مع التركيبات الكهربائية غير المؤرضة ، عندما يتم تأريض نقطتين من التركيب. عندما تنكسر دائرة كهربائية ، تكون جميع نقاطها حتى نقطة الانقطاع في نفس الجهد.