Трехфазная цепь характеризуется четко сбалансированной системой. Способ соединения фаз имеет структуру звезды и треугольника. Обычно фазы генерирующих машин соединяются в звезду, а фазы потребителей — в звезду и треугольник.
Элементы электрической цепи постоянного тока
Следует учитывать возраст и опыт человека, выполняющего работу. Такие задачи могут послужить хорошим и интересным экспериментом для учащихся средней школы, изучающих законы распределения электроэнергии. Этот метод может послужить основой для человека, который впервые собирает схему.
Сам эксперимент можно разделить на два различных поведения.
Используем для создания фольгу
Чтобы собрать схему в домашних условиях, необходимо сделать следующее:
- Приобретите источник питания. Приобретите себе источник питания.
Примечание: Для этой задачи можно использовать девятивольтовую батарею.
- Найдите электрическое оборудование, которое будет использоваться в эксперименте. Это те компоненты, которые вы будете подключать к источнику питания.
Важно. В нашем примере необходимы две лампочки или токопроводящие диоды.
- Мы должны заботиться о проводниках. Сегодня мы будем использовать алюминиевую фольгу в качестве проводника. Через эту фольгу ток будет проходить от батареи к потребителям.
- Разрежьте фольгу на четыре узкие полоски, две длиной 20 см и две длиной 10 см.
Это важно: их ширина должна соответствовать диаметру питьевой трубки.
- Более длинные полосы должны быть подключены к батареям. Один в плюс, другой в минус.
- Теперь стоит подумать о подключении потребителей электроэнергии. Возьмите два оставшихся проводника и оберните один конец проводником длиной 20 см. Одна из полосок должна быть расположена рядом с концом длинного «кабеля», а другая — на 7-8 см ближе к силовому элементу. Оберните свободные концы коротких «проводов» вокруг ламп.
Это важно: если вы не можете сделать это правильно, используйте изоляционную ленту.
- Если вы избежали разрыва цепи, лампочки должны загореться, когда все элементы будут подключены. Попробуйте подключить лампочки ко второму длинному проводу, идущему от отрицательной клеммы аккумулятора — лампочки загорятся еще ярче.
Вы узнали, как сделать схему из фольги. Мы должны попробовать другие методы.
Используем провода и выключатель
Этот проект является более сложной версией первого проекта. Опять же, у вас не должно возникнуть никаких трудностей, поскольку эта задача очень проста. Все, что вам нужно, — это кабели и ключ (выключатель). Такой курс даст хороший опыт пользователям, которые только осваивают основы.
Это важно: Этот метод требует зачистки концов проводов. Будьте осторожны в своих действиях.
- Сначала вам нужно подготовить все необходимое для этого проекта. Стоит взять следующие вещи: аккумулятор, кабели, гаечный ключ и как минимум два потребителя электроэнергии.
Опять же, 9-вольтовая батарейка идеально подходит для источника питания, а выключатель можно легко найти в любом магазине DIY.
Устройство цепных передач.
Наиболее распространенная форма цепной передачи состоит из двух колес, называемых звездочками, которые расположены на определенном расстоянии друг от друга и имеют цепь, намотанную на них (Рисунок 1, a). Вращение ведущей звездочки преобразуется во вращение ведомой звездочки за счет зацепления цепи с зубьями звездочки. Иногда используются цепные приводы с несколькими звездочками. Цепи трансмиссии, работающие при высоких нагрузках и скоростях, размещаются в специальных корпусах, называемых картерами (рис. 1, б), которые обеспечивают непрерывную и достаточную смазку цепи, безопасность и защиту от загрязнения, а также снижают шум, возникающий во время работы. В некоторых случаях используются цепные переменные, разработанные как переменные скользящего конуса. Поскольку цепи при износе растягиваются, натяжитель цепи на звездочках должен регулировать натяжение цепи. Как и в ременных редукторах, эта регулировка осуществляется либо перемещением вала одной из звездочек, либо регулировкой звездочек или роликов.
Преимуществами цепей перед ремнями являются: отсутствие проскальзывания, компактность конструкции (они требуют гораздо меньше места по ширине), меньшая нагрузка на валы и подшипники (не требуется высокого предварительного натяжения цепи).
Эффективность цепного привода довольно высока и достигает η = 0,98.
Недостатки звездочек:
- Удлинение цепи вследствие износа шарниров и растяжения пластин звеньев, что приводит к нестабильной работе,
- Чем выше скорость цепи и чем меньше зубьев на меньшей звездочке цепи, тем большее динамическое ускорение испытывают элементы цепи,
- рабочий шум,
- необходимость тщательного ухода в процессе эксплуатации.
Цепные двигатели применяются в системах с большим межосевым расстоянием, где невозможно использовать понижающие передачи из-за их громоздких размеров, а ременные двигатели — из-за их компактной конструкции или требований к постоянному передаточному отношению. В зависимости от конструкции цепи используются передачи мощностью до 5000 кВт при периферийных скоростях до 30…35 м/с. Чаще всего используются приводные цепи мощностью до 100 кВт при окружной скорости до 15 м/с. Звездочки используются в транспортных, сельскохозяйственных, строительных, горных и нефтяных машинах, а также в станках.
Цепи в цепных передачах называются приводными цепями. По конструкции различают приводные цепи:
- Втулка, роликовые цепи (ГОСТ 13568-75),
- зубчатые (ГОСТ 13552-81), роликовые цепи (ГОСТ 13552-81).
- Основными геометрическими характеристиками цепи являются шаг цепи, т.е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи, и ширина цепи, а основной силовой характеристикой является разрывная нагрузка цепи, которая определяется экспериментально.
Однорукавная цепь (рис. 2, а) состоит из внутренних пластин 1, насаженных на втулки 2, которые свободно вращаются на валах 5, на которых насажены наружные пластины 4. В зависимости от передаваемой мощности цепи с приводными втулками производятся как однорядные (SP) и двухрядные (2PW). Эти цепи имеют простую конструкцию, легкие и дешевые, но менее износостойкие, поэтому их применение ограничено низкими скоростями, обычно до 10 м/с.
Втулочная однорядная цепь.
Роликовые цепные приводы соответствуют стандарту ГОСТ 13568-75:
Приводные роликовые цепи.
Обычная одиночная серия (PR),
- легкие длинные звенья (LLB) однорядные,
- однорядный армированный (RRU),
- 2 (2PR),
- трехрядный (3RR),
- четырехрядный (4RR),
- с изогнутыми пластинами (CBR).
- На рисунке 1 показано подключение линии 220 В. Показаны схемы электрической цепи и вспомогательных цепей. Схема цепи является нелинейной и содержит трехполюсный выключатель Q и трансформатор тока TA в фазе A. Вторичная цепь трансформатора тока содержит амперметр PA и является точкой, соединенной с землей.
Цепь — это группа устройств, через которые проходит электричество.
Электрические цепи
Давайте рассмотрим простейшую схему. Из чего она состоит? Она состоит из генератора — источника электроэнергии — приемника (например, лампочки или электродвигателя) и системы передачи (проводов). Чтобы цепь была цепью, а не просто набором проводов и батареек, элементы должны быть соединены проводниками. Ток может протекать только через замкнутую цепь. Приведем еще одно определение:
Цепь состоит из источника питания, линий передачи и приемника, которые соединены друг с другом.
Конечно, источник, приемник и провода — это простейшая форма элементарной цепи. Существует множество других компонентов и аксессуаров для различных схем: Резисторы, конденсаторы, переключатели, амперметры, вольтметры, выключатели, контакторы, трансформаторы и т.д.
Кстати, о том, что такое трансформатор, вы можете узнать в отдельной статье нашего блога.
Какова основная причина разделения всех цепей? То же самое, что и сегодня! Существуют цепи постоянного тока и цепи переменного тока. В цепи постоянного тока он не меняет направления; полярность источника постоянна. Переменный ток, с другой стороны, периодически изменяется во времени, как по направлению, так и по силе.
Сегодня переменный ток используется повсеместно. О том, что сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.
Все элементы электрической цепи можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы схемы — это те, которые вызывают электромагнитный заряд. К ним относятся источники питания, батареи и электродвигатели. Пассивные элементы — это соединительные кабели и электроприемники.
Элементы электрических цепей
С точки зрения топологии схемы, приемники и источники питания являются биполярными элементами (диполями). Для их работы необходимы два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, через которые ток течет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Для передачи энергии от одного диполя к другому, как для приема, так и для передачи, требуется не менее четырех контактов.
Резисторы — это элементы электрической цепи, обладающие сопротивлением. В общем, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. В большинстве случаев, однако, этим можно пренебречь и считать элементы цепи идеальными.
Существуют условные обозначения для представления элементов схемы на диаграммах.
Кстати, подробнее о напряжении, напряжении, сопротивлении и законе Ома для элементов цепи вы можете прочитать в отдельной статье.
Вольт-амперная характеристика является фундаментальной характеристикой цепей. Это зависимость между напряжением на клеммах элемента и током, протекающим через элемент. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент является линейным. Цепь, состоящая из линейных элементов, является линейной цепью. Нелинейная электрическая цепь — это цепь, в которой сопротивление элементов цепи зависит от величины и направления токов.
Как могут быть соединены элементы электрической цепи? Независимо от сложности схемы, ее элементы соединяются либо последовательно, либо параллельно.
При решении задач и анализе схем используются следующие понятия:
Ответвление — это участок цепи, через который протекает один и тот же ток,
- Узел — это соединение ветвей в цепи,
- Цепь — это последовательность ветвей, образующих замкнутый путь. Узел является одновременно началом и концом пути, а другие узлы встречаются только один раз в цикле.
- Чтобы понять, что есть что, посмотрите на иллюстрацию:
Теперь для наших читателей действует скидка 10% на все виды заданий.
Электрические цепи классифицируются в зависимости от их назначения:
Классификация электрических цепей
Электрические цепи,
- электрические схемы управления,
- Электрические цепи, Электрические цепи управления, Электрические цепи контроля, Электрические цепи управления, Электрические измерительные цепи,
- Электрические цепи используются для передачи и распределения электрической энергии. Электрические цепи — это цепи, по которым электроэнергия поступает к потребителям.
Электрические цепи также подразделяются в зависимости от силы тока, который они пропускают. Например, если сила тока в цепи превышает 5 ампер, то это цепь. Когда вы включаете чайник в розетку, происходит короткое замыкание.
Цепи управления не являются электрическими цепями и используются для активации или изменения рабочих параметров электрических устройств и систем. Примером схемы управления является оборудование управления, контроля и сигнализации.
Электрические измерительные цепи используются для регистрации изменений рабочих параметров электрических устройств.
Резисторы — это элементы электрических цепей, обладающие сопротивлением. В общем, все элементы реальной цепи, вплоть до самого маленького соединительного кабеля, имеют сопротивление. В большинстве случаев, однако, этим можно пренебречь и считать элементы цепи идеальными.
Существуют условные обозначения для представления элементов схемы на диаграммах.
Параллельная электрическая цепь.
Рисунок 3. Параллельная схема.
В этом случае ток имеет несколько путей от источника к потребителям, и общий ток цепи I
общий сумма токов параллельных ветвей:Падение напряжения на всех резисторах равно приложенному напряжению на участке с параллельно включенными резисторами:
Последовательно-параллельная электрическая цепь представляет собой комбинацию последовательно-параллельной цепи, то есть ее элементы соединены как последовательно, так и параллельно (рис. 4).
Последовательно-параллельная электрическая цепь.
Рисунок 4: Последовательно-параллельная цепь является одновременно последовательной и параллельной.
ПОНРАВИЛАСЬ ЛИ ВАМ ЭТА СТАТЬЯ? ПОДЕЛИТЕСЬ ИМ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
В номинальном режиме работы система работает так, как указано в техническом паспорте устройства. В случае отказа цепи модулируется состояние холостого хода. Этот режим работы классифицируется как аварийный. Цепь в состоянии короткого замыкания имеет сопротивление, равное нулю. Это также режим неисправности.
Электрические цепи классифицируются в зависимости от их назначения:
Классификация электрических цепей
Электрические цепи,
- электрические схемы управления,
- Электрические цепи, Электрические цепи управления, Электрические цепи контроля, Электрические цепи управления, Электрические измерительные цепи,
- Электрические цепи используются для передачи и распределения электрической энергии. Электрические цепи — это цепи, по которым электроэнергия поступает к потребителям.
Электрические цепи также подразделяются в зависимости от силы тока, который они пропускают. Например, если сила тока в цепи превышает 5 ампер, то это цепь. Когда вы включаете чайник в розетку, происходит короткое замыкание.
Цепи управления не являются электрическими цепями и используются для активации или изменения рабочих параметров электрических устройств и систем. Примером схемы управления является оборудование управления, контроля и сигнализации.
Электрические измерительные цепи используются для регистрации изменений рабочих параметров электрических устройств.
Резисторы — это элементы электрических цепей, обладающие сопротивлением. В общем, все элементы реальной цепи, вплоть до самого маленького соединительного кабеля, имеют сопротивление. В большинстве случаев, однако, этим можно пренебречь и считать элементы цепи идеальными.
Расчет электрических цепей
Нажмите на картинку, чтобы увеличить ее
Сначала мы определяем контуры и определяем ток в контурах. Направление тока может быть выбрано произвольно. В этом случае поток движется по часовой стрелке. Затем мы составили уравнения для каждой цепи в соответствии со 2-м законом Кирхгофа. Уравнения задаются следующим образом: Ток цепи умножается на сопротивление цепи, а к полученному выражению прибавляются произведения токов других цепей и суммарных сопротивлений этих цепей. Для нашей схемы:
Нажмите на изображение для увеличения
Сначала мы определяем контуры и определяем ток в контурах. Направление тока может быть выбрано произвольно. В этом случае поток движется по часовой стрелке. Затем мы составили уравнения для каждой цепи в соответствии со 2-м законом Кирхгофа. Уравнения задаются следующим образом: Ток цепи умножается на сопротивление цепи, а к полученному выражению прибавляются произведения токов других цепей и суммарных сопротивлений этих цепей. Для нашей схемы:
Нажмите на картинку для увеличения
Сначала мы определяем контуры и определяем ток в контурах. Направление тока может быть выбрано произвольно. В этом случае поток движется по часовой стрелке. Затем мы составили уравнения для каждой цепи в соответствии со 2-м законом Кирхгофа. Уравнения задаются следующим образом: Ток цепи умножается на сопротивление цепи, а к полученному выражению прибавляются произведения токов других цепей и суммарных сопротивлений этих цепей. Для нашей схемы:
Последовательное соединение элементов цепи
В нашем примере используются два резистора. Резисторы 1 и 2 имеют сопротивления R1 и R2. Поскольку в этом случае электрический заряд не накапливается (постоянный ток), через каждое сечение проводника за определенный промежуток времени проходит один и тот же заряд. Из этого следует, что ток в обоих резисторах одинаков:
Но напряжения на их концах суммируются:
Согласно закону Ома, общее сопротивление цепи одинаково для всего участка цепи и для каждого отдельного резистора:
Когда проводники соединены последовательно, напряжения и сопротивления могут быть выражены соотношением:
Если два проводника соединены параллельно, цепь имеет две точки разветвления. Точки разветвления проводников называются узлами. В них не накапливается электрический заряд, т.е. электрический заряд, входящий в узел за определенный период времени, равен заряду, выходящему из узла за тот же период времени. Из этого следует, что:
Параллельное соединение проводников
Где I — ток в неразветвленной цепи.
Если проводники соединены параллельно, то напряжение на них одинаково. Обозначьте сопротивления двух параллельно соединенных проводников R1 и R2. Используя закон Ома для участков цепи с заданными сопротивлениями, можно определить, что обратное полное сопротивление участка ab равно сумме обратных сопротивлений отдельных проводников, т.е:
Из этого следует:
Эта формула действительна только для определения общего сопротивления двух параллельно соединенных проводников. Обратная величина сопротивления называется проводимостью. При параллельном соединении проводников их сопротивления и токи связаны соотношением:
Также существует два типа схем для конденсаторов: последовательная схема и параллельная схема.
Соединения конденсаторов
Последовательная цепь. В этом случае отрицательно заряженная обмотка одного конденсатора соединяется с положительно заряженной обмоткой другого конденсатора. На рис. 3 показан пример последовательного соединения конденсаторов.
Основой для расчета цепей является определение тока в отдельных участках при заданном напряжении и заранее известном сопротивлении отдельных проводников. Предположим, что мы знаем общее напряжение на концах цепи. Сопротивления R1, R2 … R6 подключенных в цепи резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6 также известны (сопротивление амперметра не учитывается). Сила токов I1, I2, … I6 должен быть рассчитан.
Расчет электрических цепей
Во-первых, необходимо определить, сколько частей цепи соединены последовательно. Из предложенной диаграммы видно, что имеется три сегмента, а второй и третий сегменты содержат ветви. Предположим, что сопротивления этих сегментов равны R1, R’, R». Поэтому общее сопротивление цепи можно выразить как сумму сопротивлений сегментов:
Где R’ — общее сопротивление параллельно соединенных резисторов R2, R3 и R4, а R» — общее сопротивление параллельно соединенных резисторов R5 и R6. Применяя закон параллельного соединения, можно рассчитать сопротивления R’ и R»:
1/R’ = 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 и 1/R» = 1/R5 + 1/R6.
Чтобы определить ток в неразветвленной цепи с помощью закона Ома, необходимо знать общее сопротивление цепи при заданном напряжении. Для этого используйте следующую формулу:
Отсюда следует, что I = I1.
Однако, чтобы определить ток в отдельных ветвях, необходимо сначала вычислить напряжения на отдельных участках последовательно соединенных цепей. Используя закон Ома, мы можем снова написать:
U1 = IR1; U2 = IR’- U3 = IR»
Если теперь мы знаем напряжения в отдельных секциях, мы можем определить ток в отдельных ветвях:
I2 = U2/R2; I3 = U2/R3; I4 = U2/R4; I5 = U3/R5; I6 = U3/R6.
Может потребоваться рассчитать сопротивления отдельных цепей, используя уже известные напряжения, токи и сопротивления других цепей, и определить напряжения, используя заданные сопротивления и токи. Метод расчета цепей всегда один и тот же и основан на законе Ома.
Перед началом установки устройства необходимо ознакомиться с прилагаемыми инструкциями. Схема позволяет полностью описать изделие с помощью букв и графических символов, которые внесены в единый реестр документации чертежей и моделей.
Рисунок 1 — Схема разветвления
Виды электрических цепей
Неразветвлённые и разветвлённые электрические цепи
Электрические цепи делятся на неразветвленные и разветвленные. В неразветвленной цепи через все элементы протекает одинаковый ток. Простая разветвленная схема показана на рисунке 1. Она имеет три ветви и два узла. Каждая ветвь проводит свой ток. Ветвь можно определить как часть цепи, которая состоит из последовательно соединенных элементов (через которые протекает одинаковый ток) и находится между двумя узлами. Узел, в свою очередь, — это точка в цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если пересечение двух проводов в электрической цепи имеет точку (рис. 1), то между двумя проводами существует электрическое соединение, в противном случае соединения нет. Узел, в котором встречаются две ветви, одна из которых является продолжением другой, называется избегаемым или вырожденным узлом.
Линейная цепь — это цепь, в которой все элементы линейны. Линейные элементы включают зависимые и независимые идеализированные источники тока и напряжения, резисторы (которые подчиняются закону Ома) и все другие элементы, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, особенно электрические емкости и индуктивности. Если схема содержит элементы, отличные от перечисленных, она называется нелинейной.
Линейные и нелинейные электрические цепи
Изображение электрической цепи с помощью символов называется принципиальной схемой. Функция тока, протекающего через двухполярный компонент, как функция напряжения на этом компоненте называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). МАК часто представляют графически в декартовых координатах. Осью графика обычно является напряжение, а осью линии — ток.
В частности, омические резисторы, CVC которых описывается линейной функцией и которые представляют собой прямые линии на диаграмме CVC, называются линейными резисторами.
Примерами линейных цепей (обычно это очень хорошее приближение) являются цепи, содержащие только резисторы, конденсаторы и индукторы без ферромагнитных сердечников.
Некоторые нелинейные цепи можно аппроксимировать как линейные, если изменение приращения токов или напряжений элемента мало и нелинейная форма волны такого элемента заменяется линейной (касательной к форме волны в рабочей точке). Такой подход называется «линеаризацией». При таком подходе к схеме может быть применен мощный математический аппарат для анализа линейных цепей. Примерами таких нелинейных схем, которые анализируются как линейные, являются практически все электронные устройства, которые работают в линейном режиме и содержат нелинейные активные и пассивные элементы (усилители, генераторы и т.д.).
Для успешного использования электрических цепей необходимо иметь представление о том, что представляет собой замкнутая и разомкнутая электрическая цепь.
Виды цепей
Замкнутая цепь — это непрерывная цепь, состоящая из электрических устройств и проводников. После разрыва она становится разомкнутой цепью. В таком состоянии он не может проводить электричество, хотя в нем может присутствовать напряжение, поскольку он содержит диэлектрик. В большинстве случаев таким диэлектриком является обычный атмосферный воздух. Устройства, предназначенные для открывания — выключатели, автоматические выключатели, предохранители, кнопки — работают по этому принципу.
Неразветвленная цепь — это электрическая цепь, состоящая из источника и последовательно соединенных элементов. Наиболее важной особенностью здесь является то, что ток имеет одинаковое значение во всех секциях. Шунтовая цепь — это цепь, в которой один или несколько компонентов соединены параллельно.
Каждый из них может иметь несколько классификаций и названий одновременно:
Электроэнергия — это название, данное соединению оборудования, необходимого для производства, передачи, преобразования или потребления электроэнергии,
- Вспомогательное — то, что служит различным функциональным целям, но не является частью электроснабжения
- Измерение — то, что необходимо для регистрации параметров сети и оборудования в ней.
- Контролер — это тот, кто управляет или модифицирует оборудование в соответствии с его общим использованием.
- Сигнальная схема — это схема, которая управляет сигнальными устройствами, сигнализирующими о наличии определенных изменений.
- Простейшая цепь — это источник, соединенный проводами с электрической нагрузкой, а простая цепь — это любая цепь с одним контуром. Сложные схемы — это схемы с двумя или более контурами. Они снова делятся на многоузловые схемы, многоконтурные схемы, объемные схемы и планарные схемы.
Преобразователь мощности
Основные компоненты
Все элементы цепи участвуют в одном и том же электромагнитном процессе. Их можно условно разделить на три группы.
Первичные источники тока и сигналы могут преобразовывать энергию неэлектромагнитной природы в электричество. Например, гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический генератор.
- Вторичный тип имеет питание как на входе, так и на выходе. Меняются только его параметры — напряжение и ток, их форма, величина и частота. Примерами являются выпрямители, инверторы, трансформаторы.
- Активные потребители энергии преобразуют электричество в свет или тепло. К ним относятся электротермические устройства, лампы, резисторы и электродвигатели.
- Вспомогательные компоненты включают переключатели, счетчики, разъемы и проводку.
- Основой электрической сети является принципиальная схема. Это графическое изображение компонентов и их соединения. Они изготавливаются в соответствии с техническими условиями ГОСТ 2.721-74 — 2.758-81.
Схематическое изображение простейшего провода с гальваническим элементом. Лампа накаливания подключается к устройству с помощью проводов и выключателя. В комплект входят вольтметр и амперметр для измерения тока и напряжения.
Перед началом установки устройства необходимо ознакомиться с прилагаемой инструкцией. Схема позволяет пользователю понять все особенности изделия с помощью букв и графических символов, которые включены в реестр единой строительной документации.
Рисунок 1 — Схема разветвления
Цель работы
В данной статье рассматривается только один тип цепей — электрические цепи. Эти примеры взяты из 1. Основные правила для диаграмм указаны в ГОС Т-2.702-75 и других стандартах ЕСКД. Кроме того, существуют служебные документы, определяющие символы для более специфических применений 4, 9. В зарубежном электрооборудовании часто используются условные графические обозначения стандартов Международной электротехнической комиссии (IEC) или DIN (Германия). Последние стандарты довольно близки к нашему ГОСТ 11.
Схемы используются при изучении работы механизмов, машин, приборов, аппаратов и систем, при их наладке и ремонте. На этапе эксплуатации системы разрабатываются для обнаружения неисправностей и использования при техническом обслуживании.
Правила настройки системы зависят от типа системы. Различают структурные, функциональные, схематические (комплектные), соединительные (сборочные), связующие, общие и позиционные системы. На электрических схемах элементы и устройства изображаются в комбинированном или точечном виде. Наиболее распространенные диаграммы рисуются с интервалом. В этом случае элементы и устройства показаны в разных точках схемы, чтобы отдельные цепи устройства были видны как можно более четко. Все элементы должны быть расположены рядом с графическими символами. При необходимости на схеме должны быть обозначены символы схемы и их отдельные части. Все клеммы, провода, проводники и кабели должны быть обозначены на схемах соединений и подключения. Внешнее подключение устройства может быть показано отдельно на принципиальной или электрической схеме.
Специалисты, работающие в энергетическом секторе, также должны уметь читать чертежи, подготовленные в соответствии с системой документации строительного проекта. Особенно в отношении графических и буквенных символов 10, 12. По этой причине в данном проекте представлена вводная информация по строительной документации для электроустановок.
На рисунке 1 показано подключение линии 220 В. Показаны схемы электрической цепи и вспомогательных цепей. Схема цепи является нелинейной и содержит трехполюсный выключатель Q и трансформатор тока TA в фазе A. Вторичная цепь трансформатора тока содержит амперметр PA и соединена с землей в одной точке.
2. Схемы вспомогательных цепей присоединения линии 220 в
Цепь — это группа устройств, через которые проходит электричество.
В базовом состоянии выключатель Q выключен, его вспомогательные контакты находятся в положении, показанном на рисунке, а маркерная лампа с зеленым фонарем HLG включена. Когда переключатель SA переводится в положение «B», магнитная цепь YAC замыкается и активируется переключатель Q. Вспомогательные контакты меняются, сигнальная лампа HLG гаснет, а лампа HLR с красной линзой загорается. Переключатель SA возвращается в положение «H», так как он больше не активирован.
Чтобы активировать выключатель Q, переведите переключатель SA в положение «O», это замыкает цепь соленоида привода YAT, он воздействует на привод переключения, активируется выключатель Q. Его вспомогательные контакты сбрасываются, сигнальная лампа HLR гаснет, а лампа HLG загорается. В то же время подготавливается электромагнитная исполнительная цепь YAC. Обратите внимание, что цепи сигнализации питаются от сигнальных линий +EH, -EH через предохранители FU3, FU4, а цепи управления исполнительными механизмами — от линий управления +EC, -EC через предохранители FU1, FU2. Построение таких схем является обычной практикой.
Рисунок 1. Основные электрические схемы для линий 220 В.
a — электрические цепи, b — цепи управления и сигнализации, c — вторичные цепи трансформаторов тока.
Принципиальные электрические схемы для панели выключателей Q-Break в трех исполнениях показаны на рис.2 …рис.4. Некоторые его элементы графически представлены так же, как и на электрической схеме (предохранители, сигнальные лампы), а выключатель и амперметр изображены по-другому, примерно соответствуя форме и расположению клемм. На схеме на рис. 2 показаны все провода и их расположение. На схеме показан ряд X-клемм, причем для клемм показано только подключение компонентов — панели управления. При большом количестве элементов и множестве проводов такая схема нецелесообразна из-за сложности конструкции и трудности рисования.
Рисунок 2. Электрическая схема панели управления с назначением кабелей.
Часто кабели не показаны на электрической схеме, и все элементы имеют адресные наклейки, указывающие, куда подключены другие концы кабелей, идущих от этих элементов. Схема показана на рис. 3. Первая клемма переключателя SA обозначена X:4, что означает, что второй конец отходящего кабеля подключен к клемме 4 ряда клемм X. С другой стороны, клемма X:4 помечена SA:1, что означает, что первый конец кабеля подключен к клемме 1 переключателя SA.
Наиболее важными геометрическими характеристиками цепи являются шаг, т.е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи, и ширина, а наиболее важной силовой характеристикой является разрывная нагрузка цепи, которая определяется опытным путем.
Однорукавная цепь (рис. 2, а) состоит из внутренних пластин 1, насаженных на втулки 2, которые свободно вращаются на валах 5, на которых насажены наружные пластины 4. В зависимости от передаваемой мощности цепи с приводными втулками производятся как однорядные (SP) и двухрядные (2PW). Эти цепи имеют простую конструкцию, легкие и дешевые, но менее износостойкие, поэтому их применение ограничено низкими скоростями, обычно до 10 м/с.
Трехфазные электрические цепи
Трехфазная цепь — это многофазная система переменного тока с синусоидальной электродвижущей силой одинаковой частоты, сдвинутой во времени на определенный фазовый угол. Он состоит из обмоток трехфазного генератора, трех электроприемников и соединительных кабелей.
Эти цепи используются для производства, передачи и распределения электроэнергии и имеют следующие преимущества:
Экономичное производство и передача электроэнергии по сравнению с однофазной системой,
- Простая генерация магнитного поля, необходимого для работы трехфазного асинхронного двигателя,
- один и тот же генератор вырабатывает два рабочих напряжения — сетевое и фазное.
- Трехфазная система выгодна для передачи электроэнергии на большие расстояния. Кроме того, напряжение материала намного ниже, чем в однофазных системах. Основными потребителями являются трансформаторы, асинхронные двигатели, инверторы, индукционные печи, нагреватели и оборудование сильного тока. К маломощному однофазному оборудованию относятся электроинструменты, лампочки, бытовые приборы и источники питания.
Трехфазная цепь характеризуется четко сбалансированной системой. Способ соединения фаз друг с другом имеет звездчатую и треугольную структуру. Как правило, фазы генераторных машин соединены в звезду, а фазы потребителей — в звезду и треугольник.
На схемах направление токов указано стрелками. Для расчета необходимо взять направления напряжений, токов и ЭДС. В электротехнических расчетах используются следующие основные законы:
Законы, действующие в электрических цепях
Закон Ома для линейного участка цепи, определяющий зависимость между электродвижущей силой, напряжением источника и током, протекающим через проводник, и сопротивлением самого проводника.
- Правила Кирхгофа используются для определения всех токов и напряжений, которые возникают между токами и напряжениями любой части цепи.
- Закон Джоуля-Ленца количественно определяет тепловой эффект электрического тока.
- В цепях постоянного тока направление электродвижущей силы задается от отрицательного потенциала к положительному. Направлением считается движение положительных зарядов. В этом случае стрелка указывает от самого высокого потенциала к самому низкому. Напряжение всегда направлено в ту же сторону, что и ток.
В синусоидальных цепях ЭДС, напряжение и ток задаются с полупериодом тока без изменения направления. Чтобы выделить различные потенциалы, они обозначены символами «+» и «-«.
Энергия во внешнем контуре генерируется источником, выполняющим роль насоса (подобно резервуарам для воды), и возникает под действием электрического поля во внутреннем контуре в результате преобразования химических реакций в гальванических элементах или механической энергии в генераторах.
Измерения в цепи
Во внешних цепях движение нагрузки происходит естественным образом между потенциалами и сопровождается потерями энергии для обеспечения этого движения.
В этом случае источник постоянного тока должен постоянно обеспечивать необходимую энергию для поддержания разности потенциалов на двух концах внешней цепи, создавая высокое электрическое давление (аналогично примеру с гидравликой).
При движении нагрузки по внешней цепи она сталкивается с несколькими элементами цепи, каждый из которых является устройством преобразования энергии. Это могут быть лампы, двигатели, нагревательные элементы. В лампе, например, энергия электрического потенциала преобразуется в свет и тепловое излучение. Поэтому происходит потеря потенциала, т.е. потенциал до нагрузки (лампы) отличается от потенциала после. Потеря электрического потенциала при прохождении через элементы цепи называется падением напряжения. Это один из самых важных показателей для контроля работы устройств в цепи.
Список основных законов и формул для электрического напряжения, описывающих это явление в цепях, выглядит следующим образом:
Формула для расчета напряжения такова: U=A/q, где q — нагрузка (Кл), а A — работа, затраченная на передачу нагрузки (Дж).
- Закон Ома: U=IR, где I — ток в цепи, а R — сопротивление проводника, на концах которого измеряется напряжение.
- Разность потенциалов между последовательными элементами цепи: U=U1+U2+U3+…+Un.
- Важно понимать, что напряжение никогда не может быть мерой тока. Разность потенциалов и электрический ток — это два почти независимых явления. Теоретически можно получить ток без напряжения путем короткого замыкания в вакууме, а обратным примером может служить обычный заряженный конденсатор. Предположение о том, что ток имеет напряжение, является распространенным заблуждением. Это следует помнить для того, чтобы понять физику описываемых явлений.
