Tiristorul este un dispozitiv semiconductor redresor
controlat, care este capabil să blocheze curentul în conducţie
directă pînă la apariţia unui impuls de comandă care pune în funcţiune
elementul. El este format din patru straturi de material semiconductor, de
exemplu siliciu, avînd grosimea de 0,4 mm şi diametrul între 2,5 şi 25mm.
Dispozitivul poate fi scos din funcţiune numai prin inversarea polarităţii
tensiunii aplicate sau prin creşterea rezistenţei de sarcină.
Ce este un generator magnetohidrodinamic (MHD)?
Un generator magnetohidrodinamic este un dispozitiv
care transformă energia termică a unui gaz fierbinte, ^ionizat în energie
electrică. In cel mai simplu generator [HD, gazul ionizat trece printre polii
unui electromagnet, iirecţia sa de curgere fiind perpendiculară pe
cîmpul îagnetic. Cu anumite modificări, se poate face în aşa fel încît
cîmpul electric indus în curentul de gaz (care este mărit prin impurificarea
gazului cu materiale gata ionizate) să fie utilizat pentru a dirija curentul
electric prin-tr-o sercină exterioară. Alt tip de generator MHD utilizează
drept fluid de lucru metalul topit.
Cum funcţionează o fotocélula?
Fotocélula este un dispozitiv sensibil la lumină format din
doi electrozi închişi într-un balon de sticlă din care s-a scos aerul sau a
fost umplut cu gaz inert. Unul din electrozi este construit dintr-o placă
învelită într-un metal sensibil la lumină, cum este cesiul, de exemplu, care
emite electroni atunci cînd este iluminat. Celălalt electrod este menţinut la un potenţial pozitiv faţă de
placă astfel încît el va atrage electronii emişi. Curentul în circuitul
exterior creşte cu iluminarea, dar nu este proporţional cu ea.
Un alt tip de fotocélula are drept electrod o placă de plumb învelită în oxid de cupru sau
seleniu (sau alte semiconductoare) şi apoi acoperită cu o peliculă transparentă
metalică. Lumina străbate pelicula metalică şi învelişul semiconductor emite
electroni. Aceştia trec în pelicula metalică, fiind înlocuiţi de electronii
din plumb. Ca urmare a acestui fenomen, rezultă o diferenţă de potenţial între
pelicula metalică şi placa de plumb.
Pentru a
produce o putere electrică care să poată fi utilizată practic sînt necesare
foarte multe celule de acest fel conectate între ele.
Ce este un termocuplu?
Este un dispozitiv care funcţionează pe baza efectului termoelectric sau Seebeck.
Dacă un circuit electric este
format din două (sau mai multe) conductoare metalice diferite, joncţiunile lor
fiind menţinute la temperaturi diferite, prin circuit va trece un curent
electric. De exemplu, dacă circuitul este format din constantan (aliaj de
cupru şi nichel) şi cupru, cele două joncţiuni fiind menţinute la 0°C,
respectiv la 300°C, atunci forţa electromotoare produsă va fi de aproximativ 15 milivolţi
(0,015 V).
întrucât
tensiunea de ieşire a unui termocuplu este proporţională cu temperatura, la
conectarea lui pe un volt-metru calibrat se poate măsura direct temperatura
joncţiunii calde faţă de a celei reci. Un astfel de termometru se utilizează
la măsurarea temperaturii furnalelor. Invers, un mare număr de termocuple
conectate între ele pot transforma direct energia termică în energie electrică.
Mai sînt şi alte cai de producere a energiei electrice?
Există tot atîtea moduri de producere a energiei electrice
cîte efecte are curentul electric. Pînă acum au fost prezentate generatoarele
care utilizează efectul electromagnetic al curentului. Alte surse de energie mai puţin utilizate în practică, se bazează pe
legătura între curentul electric şi energia luminoasă sau energia termică. Se
fac în prezent cercetări asupra generatoarelor
de inducţie ale
căror părţi metalice în mişcare să fie înlocuite cu gaz.
Ce este conexiunea în triunghi?
Este conexiunea în care înfăşurările fazelor sînt
conectate cap la cap într-un lanţ continuu. Tensiunea de linie, în acest caz
este egală cu tensiunea de fază, dar curentul de linie este de 1.73 ori
mai mare decît curentul de fază.
Ce este conexiunea în stea?
Este acea dispunere a bobinelor
fazelor în care punctele de sfîrşit ale înfăşurărilor sînt legate într-un
punct comun, numit vîrful
stelei. In fig. 30 fiecare dintre
înfăşurările de fază ale alternatorului alimentează cîte o sarcină printr-o
pereche de. conductoare. în practică conductoarele de întoarcere pot fi
înlocuite cu unul singur formîndu-se astfel un sistem cu patru conductoare.
Tensiunea între două conductoare de alimentare a sistemului
trifazat conectat în stea (numită tensiune
de linie) este 1,73 ori mai mare decît tensiunea între un conductor şi
firul neutru (numită tensiune
de faza).
Niciun comentariu:
Trimiteți prin e-mail
Postați pe blog!Distribuiți pe TwitterDistribuiți pe FacebookTrimiteți către Pinterest
Etichete:
conexiunea in stea,
pornirea motoarelor,
pornirea motoarelor asincrone,
pornirea motoarelor sincrone,
Producerea energiei electrice,
tensiune de linie,
tensiunea de faza
Cum este instalaţia de legare la pămînt?
Părţile, metalice ale instalaţiilor electrice prin care nu trece curent sînt conectate la conductoarele de pămînt, care se leagă în mod obişnuit la punctul neutru al reţelei de alimentare. Cablul subteran de alimentare are, de asemenea, mantaua metalică şi armătura legate la punctul neutru al transformatorului staţiei de alimentare. In instalaţiile mai vechi, în absenţa unor astfel de legături, erau utilizate conductele de apă. Actualmente, nu mai este permis ca legarea instalaţiei,-la pămînt să se facă prin conductele de apă sau gaze.
Ce este un circuit buclat de alimentare?
Este un sistem de distribuţie a energiei electrice într-o locuinţă formînd o buclă pe care se pot conecta mai multe prize de 13 A, deservind o suprafaţă de aproximativ 100 m2, totul fiind legat la o priză de ieşire de 30 A (vezi fig. 35). Aparatele consumatoare sînt conectate în circuit prin fişe multiple. Siguranţe capsulate sînt asamblate în fişele de legătură sau în cutii de siguranţe pentru consumatorii ficşi. Cablurile de legătură la fiecare priză trebuie să aibe secţiunea mai mare de 1,5 mm2 (sau 2,5 mm2 dacă au izolaţie de cauciuc sau p.v.c).
Cum este realizată instalaţia de protecţie a unei locuinţe?
La o instalaţie casnică mică, siguranţele sau alte dispozitive de protecţie sînt plasate în trei puncte aşa cum este arătat în fig. 34. înainte de intrarea în contor se dispune o siguranţă de 60 A pe faza liniei de alimentare. După contor şi întreruptorul principal urmează un tablou de siguranţe (sau întreruptoare miniatură) de 30 A pentru fiecare circuit de putere sau grup de circuite (siguranţele de 5 A sînt suficiente, în mod obişnuit pentru circuitele de iluminare). La un circuit modern de tip buclat cu o priză de ieşire de 13 A, fiecare fişă a consumatorilor electrici are propria sa siguranţă adecvată acestuia. într-un astfel de circuit, un consumator fix este conectat prin intermediul unei cutii cu siguranţe, dacă aceasta nu este încorporată în el.
Cum funcţionează o siguranţă?
Siguranţa sau fuzibilul este formată dintr-un conductor subţire care se încălzeşte şi se topeşte, deschizînd circuitul, atunci cînd curentul depăşeşte o anumită valoare, în locuinţe se folosesc pentru protecţia instalaţiei electrice siguranţe capsulate. Tot în acest scop se mai folosesc întreruptoare automate miniatură, avînd curentul de rupere mai mic de 60 A.
Ce este un întreruptor?
Este un dispozitiv pentru conectarea şi întreruperea unui curent într-un circuit, sau pentru decuplarea automată a circuitului la creşterea excesivă a curentului în urma unui scurt circuit în sarcină. întreruptoarele sînt conectate în diferite puncte ale reţelei de distribuţie.
Circuitul este întrerupt printr-o separare mecanică a contactelor conectate în serie cu el. Contactele întrerup-torului sînt plasate într-o cameră de stingere a arcului electric (care tinde să păstreze continuitatea circuitului). De obicei mediul de stingere este ulei sau aer. Aerul se poate afla sub presiune aşa cum se întîmplă la întrerup-torul cu aer comprimat. La alte tipuri de întreruptor apa este utilizată cu succes la stingerea arcului. în cazul în-treruptoarelor de înaltă tensiune se foloseşte hexaflorura de sulf.
La întreruptorul cu ulei prezentat în fig. 33 deschiderea contactelor în ulei şi temperatura iniţial ridicată a arcului, determină apariţia unei bule de gaz, formată în principal din hidrogen. Turbulenţa gazului şi răcirea prin uleiul înconjurător realizează stingerea efectivă a arcului electric.
Niciun comentariu:
Trimiteți prin e-mail
Postați pe blog!Distribuiți pe TwitterDistribuiți pe FacebookTrimiteți către Pinterest
Etichete:
dizpozitiv de protectie,
intrerupator automat,
intrerupator cu ulei,
intrerupator monofazat,
intreupator,
protectia liniilor electrice,
Transportul energiei electrice
Cum ajunge energia electrică la consumator?
1. Energia electrică este produsă aşa cum am văzut în capitolul anterior, la o tensiune de 11 kV, sau chiar mai mare.
2. Tensiunea este ridicată la 220 kV sau 400 kV pentru sistemul de transport.
3. De la staţiile de alimentare este distribuită la 33 kV (sau uneori la 66 kV), instalaţiile industriale mari fiind alimentate direct la această tensiune.
4. La staţiile primare este coborîtă la 11 kV sau 6,6 kV.
5. În staţiile locale se obţine tensiunea de alimentare utilizată în locuinţe, birouri etc. (380 V trifazat, 220 V
monofazat).
La noi în ţară tensiunea de linie trifazată este 380 V, iar cea monofazată utilizată în clădiri este 220 V, în mod obişnuit.
Care este curentul limită al unui cablu?
Este curentul continuu maxim la care cablul funcţionează sigur şi fără deteriorări. Capacitatea cablului în acest sens este limitată de căldura generată de conductor şi disipată în izolaţie şi manta. Curentul maxim depinde de temperatura maximă la care izolaţia poate lucra (65°—85°C depinzînd de tensiune, tip etc.) şi de modul în care cablul a fost instalat. în general curentul maxim admis într-un cablu îngropat este mai mic decît al aceluiaşi cablu plasat în aer, dar în anumite cazuri situaţia poate fi inversă.
Pentru toate tipurile de cabluri există tabele care dau curentul maxim.
Cum sînt construite cablurile de energie electrică?
In fig. 31 sînt prezentate secţiuni transversale prin [trei tipuri de cabluri de energie electrică. Cablul cu izolaţie înfăşurată (a), aşa cum arată şi denumirea lui, are izolaţia înfăşurată pe fiecare mănunchi de conductoare, totul fiind prins într-o izolaţie exterioară. Cablul cu tresă metalică (b) are fiecare mănunchi izolat separat, totul fiind îmbrăcat într-un înveliş metalic. La cablul cu manta de plumb (c) fiecare mănunchi de conductoare este învelit într-o manta de plumb.
Cablurile utilizate la tensiuni foarte înalte sînt echipate suplimentar pentru evitarea deformării lor prin încălzire. Fig. 32 prezintă cîteva dintre ele, fiecare avînd cîte trei mănunchiuri. In mod obişnuit ele sînt cabluri
cu un singur mănunchi. Cablurile cu ulei (a) includ nişte spirale metalice, folosite la dirijarea uleiului încălzit spre rezervoarele de răcire plasate la diverse intervale pe lungimea cablului. Odată răcit, acesta este dirijat din nouspre cablu. Cablul plat, are (b) mânunchiurile aşezate unul lîngă altul. Mantaua de plumb este înconjurată de o foiţă metalică prin care circulă ulei. Variaţiile de volum ale acesteia, datorită încălzirii, sînt preluate de ulei, careumple spaţiul rămas. Cablul în conducta sub presiune (c) constă dintr-un cablu în manta închis într-un container cu azot la presiunea 1 400 kN/m2.
Sînt studiate în prezent cablurile răcite cu apă.
Care sînt materialele utilizate pentru linii aeriene şi cabluri?
Liniile aeriene sînt confecţionate din conductoare de cupru, aluminiu cu miez de oţel şi cadmiu-cupru. Conductoarele din cupru sînt folosite la toate tensiunile; pentru deschideri mari se utilizează cele din cadmiu-cupru care au o mare rezistenţă mecanică. Conductoarele din aluminiu cu miez de oţel sînt folosite în special în cazul tensiunilor înalte. Există tendinţa ca aluminiul să înlocuiască cuprul, datorită costului său mai scăzut.
în cazul cablurilor subterane sînt necesare straturi de izolaţie şi protecţie. Dintre materialele izolatoare remarcăm: hîrtia impregnată cu ulei, cauciucul natural şi sintetic, materialele plastice, cum sînt policlorura de vinii sau polietilena (utilizată de obicei în locul cauciucului). Cablurile izolate cu hîrtie pot fi utilizate pînă la 400 kV, în timp ce cablurile izolate cu cauciuc sau materiale plastice, numai pînă la 11 kV.
Protecţia unui cablu cu izolaţie de hîrtie impregnată este mai întîi realizată cu un strat de plumb sau aluminiu pentru evitarea umezelii şi apoi cu un strat de bitum armat sau fără armătură metalică, pentru evitarea coroziunii şi a distrugerii mecanice. Pentru cablurile izolate cu cauciuc sau materiale plastice protecţia este determinată de necesităţile de serviciu.
Este transportul realizat în curent continuu?
Da. Transportul energiei la mare distanţă şi înaltă ensiune în curent continuu este tot mai des folosit. Astfel sînt evitate efectele capacitive şi inductive din curent alternativ. Experienţa a arătat că pentru transportul la aceeaşi tensiune este necesar în c.c. un cablu cu diametru mult mai mic. Totuşi, costul instalaţiilor de redresare şi conversie (de transformare înapoi în ca.) face mai scump transportul în c.c. decît în ca., astfel încît el este economic numai pentru o linie de cîteva sute de kilometri.
Linii de transport în c.c. sînt instalate între Anglia şi Franţa, Sardinia şi Italia, Suedia şi Danemarca, în Uniunea Sovietică şi în America de Nord.
Unde sînt folosite cablurile subterane?
In localităţile urbane şi acolo unde costul suplimentar te justificat de alte consideraţii, cum ar fi cel estetic de ildă. Un cablu subteran de înaltă tensiune necesită instalaţii de răcire şi instalaţii suplimentare pentru evitarea ierderilor în pămînt. Din acest motiv el este mult mai scump decît o linie aeriană.
La ce tensiune este transportată energia electrică?
Energia electrică este transportată la distanţă printr-un istem de reţele electrice, la diverse tensiuni: 110 kV, 220 kV, 400 kV şi chiar peste 800 kV. Transportul energiei electrice se face fie prin linii aeriene, fie prin cabluri subterane.
La tensiunea de 110 kV, stîlpii de susţinere au peste 5 m înălţime, fiind plasaţi la intervale de circa 300 m; a 220 kV ei au înălţimea de peste 35 m, intervalul fiind irca 350 m; la 400 kV, înălţimea poate ajunge la 50 m, distanţa între ei fiind de peste 350 m. In anumite situaţii, cum sînt de exemplu trecerile peste ape, ei pot atinge înălţimi mai mari.
Care sînt avantajele sistemului trifazat în comparaţie cu cel monofazat?
1. Un sistem trifazat de tensiuni are posibilităţi de utilizare, mai multe decît unul monofazat.
2. Conectarea alternatoarelor trifazate în paralel este relativ simplă, astfel încît putem combina tensiunile de ieşire.
3. Transportul şi distribuţia energiei electrice sînt mai economice.
4. Motoarele trifazate sînt mai eficiente decît cele monofazate.
Ce este un sistem trifazat?
Este un
sistem de curent alternativ care foloseşte trei circuite separate, tensiunile
fiind egale în valoare efectivă şi frecvenţă, dar fiind defazate în timp cu o
treime din perioadă. Tensiunile sînt produse de un alternator
trifazat; ele sînt transmise prin
cabluri şi transformatoare la motoare sau alţi consumatori trifazaţi.
Figura 29 prezintă sistemul celor trei tensiuni (V1, V2, V3)
produse de un alternator trifazat. Defazajul între ele este de 120°. Suma algebrică a celor trei tensiuni la fiecare moment de timp este zero (tensiunile situate deasupra
axei sînt considerate pozitive, iar celelalte negative).
Cum funcţionează un redresor?
Redresorul este un dispozitiv care lasă să treacă curentul
într-un singur sens. Cînd tensiunea alternativă se aplică la intrarea unui
redresor simplu (fig. 28 (a), curentul va trece prin el numai în timpul unei
jumătăţi de perioade, astfel încît la ieşire se obţine o serie de pulsuri de
acelaşi semn. Un dispozitiv mai complicat format din patru diode redresoare,
montate ca în fig. 28 (b) realizează o redresare
completă. Prin
această schemă ambele semialternanţe ale tensiunii de intrare sînt inversate în
pulsuri de aceiaşi polaritate, frecvenţa lor fiind dublă faţă de cea a
tensiunii de intrare. Cu ajutorul unor echipamente adiţionale, numite filtre,
se realizează netezirea acestor pulsuri pentru a obţine o tensiune continuă.
Redresoarele metalice pot fi semiconductoare de tipul
seleniului sau siliciului. Se mai utilizează tuburi redresoare de tipul
diodelor folosite în echipamentele electronice, iar în cazul curenţilor foarte
intenşi se folosesc tuburile redresoare cu vapori de mercur. Tiristoarele pot
fi utilizate deaserneni ca redresoare .
Poate fi curentul alternativ transformat în curent continuu?
Da. Aceasta se poate face direct
cu un redresor, sau prin intermediul unui grup motor-generator în care un motor
de ca. antrenează un generator de c.c. Un con-vertizor rotativ, realizează
aceasta, avînd inele colectoare la un capăt şi colector la celălalt.
Cum funcţionează un transformator?
Pe baza fenomenului de inducţie electromagnetică el
produce o tensiune de ieşire alternativă, a cărei valoare depinde de valoarea tensiunii
de intrare. In principal, el este format din două înfăşurări dispuse pe acelaşi
miez magnetic, confecţionat din fier. Cînd un curent alternativ străbate
înfăşurarea primară, variaţia fluxului magnetic produce în secundar o
tensiune indusă. Dacă bornele înfăşurării secundare sînt conectate la un
circuit în secundar
apare un curent. Cînd
înfăşurarea secundară are mai multe spire decît cea
primară, tensiunea obţinută la bornele ei este mai mare decît cea aplicată pe
primar. Invers pentru cazul contrar. Intrucît la un transformator perfect
puterea este constantă, la ridicarea tensiunii se obţine în secundar un curent
mai mic decît în primar şi viceversa.
Cu notaţiil e din fig. 27 avem:
V1/V2=N1/N2=I2/I1
Dacă cele două înfăşurări sînt identice, curenţii şi
tensiunile în primar şi secundar vor avea aceleaşi valori. Un astfel de
transformator cu raportul de transformare 1 : 1 este utilizat cînd este
necesară decuplarea galvanică între două echipamente electrice.
De ce se foloseşte curentul alternativ mai mult decît curentul continuu?
Un prim avantaj consistă în faptul că tensiunea alternativă
poate fi distribuită uşor la diferite valori prin folosirea unui transformator.
Este necesar ca energia electrică să fie produsă şi distribuită la valori
înalte ale tensiunii . Un alternator de tensiune
înaltă este mai simplu şi mai ieftin decît un generator de c.c, iar tensiunea
alternativă produsă, poate fi uşor ridicată la valoarea necesară transmiterii
şi apoi cobo-rîtă pentru alimentarea consumatorilor individuali.
Ce este componenta reactivă a curentului?
Este
componenta neproductivă a curentului absorbit de echipamentele electrice cu un
factor de putere mai mic ca unu. Pentru micşorarea acestei componente se
utilizează instalaţii de îmbunătăţire a factorului de putere.
Cum lucrează puntea Schering?
iPuntea
Schering este utilizată pentru măsurarea capacităţilor condensatoarelor şi a
factorului de putere Rentru diferite materiale izolatoare. Ea se poate întîlni Eib două variante:
puntea de înaltă tensiune şi frecvenţă
industrială şi puntea de
audiofrecvenţă.
Schema de
bază a punţii industriale este prezentată In fig.
26. Capacitatea necunoscută de măsurat, Cx,
împreună cu capacitatea standard
Cs, formează braţele de înaltă tensiune ale punţii;
rezistenţa R2
şi grupul paralel Rj, Ct formează
braţele de joasă tensiune. Condiţiile de echilibru ale punţii sînt:
Cx=Cs (R1/R2)
tgδ=2πfC1R1
unde tg δ este tangenta unghiului de pierderi, iar f este
frecvenţa tensiunii de alimentare. Folosirea rezistorului variabil R2 şi
a capacităţii variabile C1
permit realizarea echilibrului
punţii, independent, pentru capacitate şi pentru unghiul de pierderi.
Cînd este necesară măsurarea
pierderilor la frecvenţă audio se folosesc conductoare de alimentare ecranate
şi legate la pămînt. Se formează, în acest caz, aşa numita punte dublă.
Ce este unghiul de pierderi?
Este complementul unghiului de
defazaj între tensiune şi curent în cazul unui condensator care are drept
dielectric un anumit material. Datorită imperfecţiunii izolatorului, defazajul
între tensiune şi curent va fi mai mic de 90°. Unghiul de pierderi este o
măsură a imperfecţiunii izolatorului. De cele mai multe ori el este notat
prin δ.
Ce este factorul de putere?
Factorul de putere este raportul între puterea activă
şi puterea aparentă. Puterea aparentă într-un circuit de curent alternativ se
defineşte prin produsul între valoarea efectivă a tensiunii şi valoarea
efectivă a curentului (P=VI). Cînd în circuit sînt incluse diverse echiipamente,
ca de pildă motoarele electrice, datorită defzaajului între
tensiune şi curent, o parte din energia ce-Idată se
întoarce la generator. Puterea utilă, în acest caz, fiumită şi
putere activă, este VI cos f, unde f este defazajul între tensiune şi
curent. Cosinusul unui unghi nu este niciodată mai mare ca unu.
Se poate vedea că factorul de
putere este cosf.
Ce este unghiul de defazaj?
Ce este defazajul?
Cînd o
tensiune alternativă este aplicată unui simplu rezistor prin el va trece un
curent alternativ. Tensiunea gi
curentul au forme de undă
similare şi ajung în acelaşi timp la valorile maxime, minime şi zero.
în acest caz se spune că ele sînt în
fază.
Dacă
tensiunea alternativă este aplicată unui circuit format de o inductanţă,
curentul va fi în urma ei. Dacă circuitul este o inductanţă pură, curentul va
fi în urma tensiunii cu 90°, adică va fi
zero cînd tensiunea este maximă,
şi devine maxim cînd tensiunea trece prin zero (Fig. 25).
în situaţia în care circuitul este format dintr-o friductanţă şi o rezistenţă,
curentul va fi în urma tensiunii cu un defazaj mai mic de 90°.
în mod
similar dacă tensiunea se aplică unui circuit capacitiv curentul va fi defazat
înaintea tensiunii aplicate cu 90°, în cazul unei capacităţi pure, şi mai
puţin de 90°, în cazul unui circuit format din capacitate şi rezistenţă.
Intotdeauna se obţine tensiunea de ieşire la bornele rotorului?
Nu. La maşinile mari rotorul este
cel care produce cîmpul magnetic de. excitaţie, în timp ce în conductoarele
statorice se induc curenţi. în acest fel tensiunea de ieşire se obţine în
puncte fixe, alimentarea rotorului făcîndu-se prin inele colectoare.
Cum funcţionează un alternator?
Un alternator, care generează curent alternativ, nu necesită un
colector, ca în cazul dinamului. Am văzut că curentu'i indus în
spira care se roteşte în cîmp magnetic este alternativ. în timp ce la dinam
este necesar colectorul pentru obţinerea tensiunii pulsatorii, în cazul
alternatorului, tensiunea alternativă se culege direct prin intermediul unor
inele şi a unor perii, aşa cum este arătat în fig. 23. Tensiunea obţinută este
dependedă de poziţia spirei faţă de axa magneţilor.
La alternatorul întîlnit în practică există un mare
număr de spire, sistemul magnetic fiind ceva mai complicat, şi constituit din electromagneţi. Pentru
alimentarea acestora este necesară o sursă suplimentară de curent continuu.
în fig. 24 este
prezentat un alternator pmplu cu patru poli, în practică
numărul acestora pu-ghd fi mai mare. Frecvenţa tensiunii alternative, obţinute,
depinde de numărul perechilor de poli ai statorului şi
de viteza de rotaţie a rotorului.
Cum sînt alimentate bobinele de excitaţie?
Există mai multe moduri de a
alimenta în curent continuu bobinele de excitaţie ale unui dinam. Dacă le
alimentăm de la o sursă externă avem o excitaţie
separată; cînd
ele sînt conectate în paralel pe ieşire avem excitaţia derivaţie; cînd
ele se conectează în serie cu bornele de ieşire excitaţia este de tip serie, iar
atunci cînd se realizează combinaţia ultimelor două avem o excitaţie mixtă (sau
compound). Diferitele moduri de conectare sînt prezentate în fig. 22.
Pentru
pornirea unui dinam cu excitaţie derivaţie este suficient cîmpul magnetic
remanent al pieselor polare. în cazul excitaţiei serie la creşterea curentului
în sarcină creşte şi cîmpul dat de bobinele de excitaţie. Acest efect se foloseşte
la generatorul cu
excitaţie mixtă pentru a face tensiunea de ieşire stabilă la fluctuaţii ale
curentului de sarcină.
Cum este generat curentul continuu?
Prin rotirea unei spire conductoare într-un cîmp magnetic. Fig. 20 arată un generator de curent continuu simplu, numit dinam. Cînd spira se roteşte între polii magnetului, în ea se induce un curent, determinat prin regula mîinii drepte, al cărui sens se va schimba de două ori în timpul unei rotaţii complete. Pentru ca la bornele de ieşire ale generatorului să se obţină aceiaşi polaritate a tensiunii, se foloseşte aşa numitul colector, format din două segmente izolate între ele, care fac contact pe rînd cu periile colectoare. Fiecare perie îşi schimbă contactul de pe un segment pe altul de fiecare dată cînd spira este perpendiculară pe axa polilor ma e-tului, poziţie ce corespunde unei tensiuni de valoare zero.
Pentru a obţine o netezire a acestei tensiuni pulsatorii se folosesc mai multe spire decalate unghiular între ele, colectorul fiind format în acest caz din mai multe segmente. In cazul maşinii practice pe rotorul confecţionat din tole de oţel sau fier conductoarele bobinelor sînt plasate în crestături longitudinale. O secţiune prin-tr-un dinam cu doi poli este prezentată în fig. 21. In acest caz bobinele de excitaţie plasate pe piesele polare produc cîmpul magnetic necesar funcţionării.
Care este regula mîinii drepte a lui Fleming?
Această
regulă arată direcţia curentului indus într-un conductor ce se deplasează
într-un cîmp magnetic. Pentru aplicarea regulei se dispun degetul mare,
arătătorul şi degetul mijlociu astfel în cît să formeze un sistem de axe de
coordonate, aşa cum este arătat în fig. 19. Dacă degetul mare este orientat în direcţia
mişcării conductorului şi arătătorul în direcţia cîmpului magnetic, atunci
degetul mijlociu va indica sensul curentului indus.
Cum este produsă energia electrică?
Prin diverse metode. Sursa
poate fi chimică (cum este în cazul unei baterii), termică sau luminoasă. Pe scară largă însă, energia electrică se obţine din energia mecanică, în maşinile electrice rotative, unde conductoarele electrice sînt rotite în cîmpuri magnetice sau invers. Energia mecanică, la rîndul ei, se obţine din energia termică de la diverşi combustibili, cum ar fi petrolul, cărbunele sau combustibili nucleari. In unele regiuni energia mecanică se obţine uşor pe baza neratoarele
din centralele electrice sînt antrenate de turbine cu vapori sau cu apă.
Ce tipuri de instrumente de măsurat mai există?
Există
multe tipuri de instrumente de măsurat (tabelul 2). In unele
din ele bobina este cea care se mişcă între polii unui magnet,
în altele bobina este fixă, iar în interiorul ei se deplasează o piesă de fier
sau un magnet. Unele din ele se bazează pe atracţia sau respingerea electrostatică,
altele pe efectul termic al curentului. în
instrumentul numit
electrodinamic, magnetul permanent din instrumentul prezentat anterior, este
înlocuit cu un elec-iţromagnet. Instrumentul de inducţie poate avea unul sau
ffnai mulţi electromagneţi. Măsurarea curentului alternativ cu instrumentul de
curent continuu prezentat mai sus, |se poate face prin adăugarea unui redresor .
Tipuri de instrumente de măsurat Tabelul 2
Mărimea
de măsurat
|
Tipul
|
Avantaj e
|
Dezavantaje
|
Curent şi tensiune (c.c.)
|
Magnetoelec-trie
Electromagnetic
|
Precizie bună Ieftin
|
Precizie slabă
|
Curent şi tensiune (ca.)
|
Electromagnetic
Electrodina-mic
De
inducţie Cu redresor
Termic
|
Ieftin
Precizie
bună Scară redusă Consum redus
De valoarea efectivă reală
|
Scump
O singură frecvenţă
Erori date de forma de undă
Capacitate redusă de încărcare
|
Tensiune (c.c. şi ca.)
|
Electrostatic
|
Nu consumă putere
|
Nu măsoară tensiuni joase
|
Curenţi slabi şi tensiuni mici (ca.)
|
Cu redresor
|
Consum redus
|
Erori date de forma de undă
|
Puterea (ca.)
|
Electrodina-mic De inducţie
|
Precizie
bună Scară redusă
|
Scump
O singură frecvenţă
|
Cum se măsoară tensiunea şi curentul?
Un ampermetru, folosit
pentru măsurarea curentului, are montată în paralel cu bobina o rezistenţă mică
(sunt), astfel încît numai o mică parte din curent va trece
prin el. Pentru măsurare, el se montează în serie şi fiind un instrument
cu rezistenţă mică produce
perturbaţii foarte mici ale curentului de măsurat.
Un voltmetru, utilizat
la măsurarea tensiunilor, are in serie cu bobina o rezistenţă de valoare mare.
Aceasta asigură o cădere mică de tensiune pe bobina instrumentului. Pentru
măsurare instrumentul se montează în papalei
pe circuitul de măsură şi
datorită rezistenţei mari el practic nu perturbă starea acestuia.
Cum funcţionează un instrument de măsurat cu bobină mobilă?
Cel mai utilizat instrument de curent continuu are o
bobină constituită din mai multe spire, plasată între polii unui magnet
permanent, fix. Cînd bobina este parcursă fie un curent, proporţional cu
tensiunea sau curentul de măsurat, ea se roteşte în jurul axului pînă la
echilibrul dintre cuplul electromagnetic şi cel mecanic al resortului bobinei.
Un ac indicator ataşat cadrului bobinei poate indica o valoare proporţională
curentului ce străbate bobina (fig. 18).
Instrumentul
astfel format poate măsura tensiuni sau, combinat cu o baterie, chiar
rezistenţe.
Ce este impendanta?
Impedanţa este mărimea totală care se opune trecerii curentului într-un circuit de ca. Ea reprezintă suma rezistenţelor şi a reactanţelor inductive şi capacitive.
Relaţia între impedanţa Zy rezistenţa R, şi reactanţa X a unui circuit poate fi exprimată utilizînd algebra numerelor complexe prin
Z = R+jX
unde j
este un operator care roteşte un fazor cu un unghi de 90°. Aceiaşi relaţie
este arătată prin diagrama fazorială a triunghiului impedanţelor (fig. 17) de
Z2 = R2+ X2.
Ce este reactanţa?
Este ceea ce se opune trecerii curentului alternativ
în cazul unei bobine sau capacităţi. Ea se măsoară în ohmi şi valoarea sa XL, pentru
o inductanţă pură este dată de relaţia
XL=V/I=2*3.14*f*L,
unde L este
inductanţă, f frecvenţa curentului, iar V şi I sînt valorile efective ale tensiunii şi curentului.
Pentru o capacitate pură C, reactanţa Xc
este dată de
XC=V/I=1/2*3.14*f*C.
Abonați-vă la:
Postări (Atom)