Modes de funcionament del circuit elèctric

Per a un circuit elèctric, els modes més característics són els modes de càrrega, sense càrrega i curtcircuit.

Mode de càrrega... Considereu el funcionament d'un circuit elèctric quan està connectat a una font de qualsevol receptor de resistència R (resistència, llum elèctrica, etc.).

Basat Llei d'Ohm NS. etc. c) la font és igual a la suma de les tensions IR de la secció externa del circuit i IR0 de resistència interna de la font:

Tenint en compte que la tensió Ui i als terminals font és igual a la caiguda de tensió IR al circuit extern, obtenim:

Aquesta fórmula mostra que NS. etc. c) la font és més gran que la tensió als seus terminals pel valor de la caiguda de tensió a l'interior de la font... La caiguda de tensió IR0 a l'interior de la font depèn del corrent al circuit I (corrent de càrrega), que ve determinada per la resistència R del receptor. Com més gran sigui el corrent de càrrega, menor serà la tensió del terminal de la font:

La caiguda de tensió a la font també depèn de la resistència interna R0.La dependència de la tensió Ui del corrent I es representa amb una línia recta (Fig. 1). Aquesta dependència s'anomena característica externa de la font.

Exemple 1. Determineu la tensió als terminals del generador a un corrent de càrrega de 1200 A si e. etc. s. és de 640 V i la resistència interna és de 0,1 ohm.

Respon. Caiguda de tensió a través de la resistència interna del generador

Tensió terminal del generador

De tots els modes de càrrega possibles, el nominal és el més important. Nominal és el mode de funcionament establert pel fabricant per a aquest aparell elèctric d'acord amb els requisits tècnics del mateix. Es caracteritza per la tensió nominal, el corrent (punt H de la figura 1) i la potència. Aquests valors solen estar indicats al passaport d'aquest dispositiu.

La qualitat de l'aïllament elèctric de les instal·lacions elèctriques depèn de la tensió nominal i del corrent nominal. la seva temperatura de calefacció, que determina l'àrea de la secció transversal dels cables, la resistència tèrmica de l'aïllament aplicat i la velocitat de refrigeració de la instal·lació. Si es supera el corrent nominal durant molt de temps, es pot danyar la instal·lació.

Arròs. 1. Característiques externes de la font

Mode d'espera... En aquest mode, el circuit elèctric connectat a la font està obert, és a dir, no hi ha cap circuit al corrent. En aquest cas, la caiguda de tensió interna IR0 serà zero

Per tant, en mode inactiu, la tensió als terminals de la font d'energia elèctrica és igual a la seva e. etc. (punt X de la figura 1). Aquesta circumstància es pot utilitzar per mesurar e. etc. v. fonts d'electricitat.

Mode de curtcircuit. Curtcircuit (curtcircuit) aquest mode de funcionament de la font s'anomena quan els seus terminals estan tancats per un cable la resistència del qual es pot considerar igual a zero. Pràcticament c. H. es produeix quan els cables que connecten la font amb el receptor estan connectats entre si, ja que aquests cables solen tenir una resistència insignificant i es poden prendre com a zero.

Es pot produir un curtcircuit com a conseqüència d'accions inadequades del personal que fa servei d'instal·lacions elèctriques o si l'aïllament dels cables està danyat. En aquest darrer cas, aquests cables es poden connectar a través del terra, que té una resistència molt baixa, o a través de les peces metàl·liques que l'envolten (caixes de màquines i aparells elèctrics, elements de la carrosseria de la locomotora, etc.).

Corrent de curtcircuit

A causa del fet que la resistència interna de la font R0 sol ser molt petita, el corrent que la travessa augmenta fins a valors molt grans. La tensió al punt de curtcircuit esdevé zero (punt K a la figura 1), és a dir, l'energia elèctrica no fluirà cap a la secció del circuit elèctric situada darrere de la ubicació del curtcircuit.

Exemple 2. Determineu el corrent de curtcircuit del generador si és e. etc. amb igual a 640 V i una resistència interna de 0,1 ohm.

Respon.

Segons la fórmula

Un curtcircuit és un mode d'emergència, ja que el gran corrent resultant pot inutilitzar la font, així com els dispositius, dispositius i cables inclosos en el circuit. Només per a alguns generadors especials, com els generadors de soldadura, un curtcircuit no és perillós i és un mode de funcionament.

En un circuit elèctric, el corrent flueix sempre des dels punts del circuit que tenen un potencial més alt fins als punts que tenen un potencial més baix. Si qualsevol punt del circuit està connectat a terra, el seu potencial es considera zero. En aquest cas, els potencials de tots els altres punts del circuit seran iguals als voltatges que actuen entre aquests punts i el terra.

A mesura que us acosteu a un punt posat a terra, els potencials de diversos punts del circuit disminueixen, és a dir, les tensions que actuen entre aquests punts i el terra. Per aquest motiu, els bobinatges d'excitació dels motors de tracció i màquines auxiliars, on es poden produir grans sobretensions amb canvis sobtats de corrent, intenten incloure's en el circuit de potència més a prop de "terra" (darrere del bobinatge de l'induït).

En aquest cas, sobre l'aïllament d'aquests bobinatges actuarà una tensió més baixa que si es connectessin més a prop de la catenària de les locomotores elèctriques de corrent continu o del pal no posat a terra de la instal·lació rectificadora de les locomotores elèctriques de corrent altern (és a dir, estarien a més potencial). De la mateixa manera, els punts del circuit elèctric, que són de major potencial, són més perillosos per a una persona que està en contacte amb parts actives de les instal·lacions elèctriques. Al mateix temps, cau sota una tensió més alta respecte a terra.

Cal tenir en compte que quan un punt d'un circuit elèctric està connectat a terra, la distribució dels corrents en ell no canvia, ja que no es formen noves branques per les quals puguin circular corrents.Si poseu a terra dos (o més) punts del circuit que tenen potencials diferents, es forma una branca (o branques) conductores addicionals a través del terra i la distribució de corrent al circuit canvia.

Per tant, una violació o dany a l'aïllament d'una instal·lació elèctrica, un dels punts de la qual està connectat a terra, crea un circuit pel qual passa un corrent, que en realitat és un corrent de curtcircuit. El mateix passa amb una instal·lació elèctrica sense connexió a terra, quan dos punts de la instal·lació estan posats a terra. Quan es trenca un circuit elèctric, tots els seus punts fins al punt d'interrupció tenen el mateix potencial.