Modalità di funzionamento del circuito elettrico

Per un circuito elettrico, le modalità più caratteristiche sono le modalità sotto carico, a vuoto e in cortocircuito.

Modalità di ricarica... Considera il funzionamento di un circuito elettrico quando è collegato a una sorgente di qualsiasi ricevitore di resistenza R (resistenza, lampada elettrica, ecc.).

Basato Legge di Ohm NS. eccetera. c.la sorgente è uguale alla somma delle tensioni IR della sezione esterna del circuito e IR0 di resistenza interna della sorgente:

Dato che la tensione Ui e ai terminali della sorgente è uguale alla caduta di tensione IR nel circuito esterno, si ottiene:

Questa formula mostra che NS. eccetera. c. la sorgente è maggiore della tensione ai suoi terminali del valore della caduta di tensione all'interno della sorgente... La caduta di tensione IR0 all'interno della sorgente dipende dalla corrente nel circuito I (corrente di carico), che è determinata dal resistenza R del ricevitore. Maggiore è la corrente di carico, minore è la tensione del terminale sorgente:

La caduta di tensione attraverso la sorgente dipende anche dalla resistenza interna R0.La dipendenza della tensione Ui dalla corrente I è rappresentata da una linea retta (Fig. 1). Questa dipendenza è chiamata la caratteristica esterna della fonte.

Esempio 1. Determinare la tensione attraverso i terminali del generatore a una corrente di carico di 1200 A se e. eccetera. s. è 640 V e la resistenza interna è 0,1 Ohm.

Risposta. Caduta di tensione attraverso la resistenza interna del generatore

Tensione terminale del generatore

Di tutte le possibili modalità di carico, quella nominale è la più importante. Nominale è la modalità di funzionamento stabilita dal produttore per questo dispositivo elettrico in conformità con i relativi requisiti tecnici. È caratterizzato da tensione nominale, corrente (punto H in Fig. 1) e potenza. Questi valori sono solitamente indicati nel passaporto di questo dispositivo.

La qualità dell'isolamento elettrico degli impianti elettrici dipende dalla tensione nominale e dalla corrente nominale — la loro temperatura di riscaldamento, che determina l'area della sezione trasversale dei fili, la resistenza termica dell'isolamento applicato e la velocità di raffreddamento dell'installazione. Se la corrente nominale viene superata per lungo tempo, potrebbe danneggiare l'impianto.

Riso. 1. Caratteristiche esterne della fonte

Modalità standby... In questa modalità, il circuito elettrico collegato alla sorgente è aperto, ovvero non vi è alcun circuito nella corrente. In questo caso la caduta di tensione interna IR0 sarà nulla

Pertanto, in modalità inattiva, la tensione ai terminali della sorgente di energia elettrica è uguale alla sua e. eccetera. (punto X in Fig. 1). Questa circostanza può essere utilizzata per misurare e. eccetera. v. fonti di energia elettrica.

Modalità di cortocircuito. Cortocircuito (cortocircuito) tale modalità di funzionamento della sorgente viene chiamata quando i suoi terminali sono chiusi da un filo la cui resistenza può essere considerata uguale a zero. Praticamente c. H. si verifica quando i fili che collegano la sorgente al ricevitore sono collegati insieme, poiché questi fili di solito hanno una resistenza trascurabile e possono essere presi come zero.

Un cortocircuito può verificarsi a seguito di azioni improprie da parte del personale addetto alla manutenzione degli impianti elettrici o se l'isolamento dei cavi è danneggiato. In quest'ultimo caso, questi fili possono essere collegati attraverso il terreno, che ha una resistenza molto bassa, o attraverso le parti metalliche circostanti (carcasse di macchine e apparecchi elettrici, elementi della carrozzeria della locomotiva, ecc.).

Corrente di corto circuito

A causa del fatto che la resistenza interna della sorgente R0 è solitamente molto piccola, la corrente che la attraversa aumenta a valori molto grandi. La tensione nel punto di cortocircuito diventa zero (punto K in Fig. 1), ovvero l'energia elettrica non fluirà verso la sezione del circuito elettrico situata dietro il punto di cortocircuito.

Esempio 2. Determinare la corrente di cortocircuito del generatore se la sua e. eccetera. con pari a 640 V e una resistenza interna di 0,1 ohm.

Risposta.

Secondo la formula

Un cortocircuito è una modalità di emergenza, poiché la grande corrente risultante può rendere inutilizzabile la sorgente, così come i dispositivi, i dispositivi e i cavi inclusi nel circuito. Solo per alcuni generatori speciali, come i generatori di saldatura, un corto circuito non è pericoloso ed è una modalità operativa.

In un circuito elettrico, la corrente fluisce sempre dai punti del circuito che hanno un potenziale più alto verso i punti che hanno un potenziale più basso. Se un punto qualsiasi del circuito è collegato a terra, il suo potenziale è considerato zero. In questo caso, i potenziali di tutti gli altri punti del circuito saranno uguali alle tensioni che agiscono tra questi punti e la terra.

Quando ti avvicini a un punto messo a terra, i potenziali di vari punti nel circuito diminuiscono, cioè le tensioni che agiscono tra quei punti e la terra. Per questo motivo, gli avvolgimenti di eccitazione dei motori di trazione e delle macchine ausiliarie, dove possono verificarsi grandi sovratensioni con sbalzi di corrente, cercano di essere inclusi nel circuito di potenza più vicino a "massa" (dietro l'avvolgimento dell'indotto).

In questo caso, sull'isolamento di questi avvolgimenti agirà una tensione inferiore che se fossero collegati più vicino alla catenaria delle locomotive elettriche a corrente continua o al polo senza messa a terra dell'impianto raddrizzatore delle locomotive elettriche a corrente alternata (cioè sarebbero a più potenziale). Allo stesso modo, i punti del circuito elettrico, che sono a potenziale maggiore, sono più pericolosi per una persona che viene a contatto con parti in tensione di impianti elettrici. Allo stesso tempo, cade sotto una tensione più alta rispetto al suolo.

Va notato che quando un punto in un circuito elettrico è messo a terra, la distribuzione delle correnti in esso non cambia, poiché questo non forma nuovi rami attraverso i quali le correnti possono fluire.Se si mettono a terra due (o più) punti sul circuito che hanno potenziali diversi, si forma un ulteriore ramo (o rami) conduttivo attraverso il terreno e la distribuzione di corrente nel circuito cambia.

Pertanto, una violazione o danneggiamento dell'isolamento di un impianto elettrico, di cui uno dei punti è messo a terra, crea un circuito attraverso il quale scorre una corrente, che in realtà è una corrente di cortocircuito. Lo stesso accade con un impianto elettrico senza messa a terra, quando due punti dell'impianto sono messi a terra. Quando un circuito elettrico viene interrotto, tutti i suoi punti fino al punto di interruzione sono allo stesso potenziale.