Начини рада електричног кола
За електрично коло најкарактеристичнији су режими оптерећења, без оптерећења и кратког споја.
Режим пуњења… Размотрите рад електричног кола када је оно повезано на извор било ког пријемника отпора Р (отпорник, електрична лампа, итд.).
Заснован Охмов закон НС. итд. ц) извор је једнак збиру напона ИР спољашњег дела кола и ИР0 од унутрашњи отпор извора:
С обзиром да је напон Уи и на прикључцима извора једнак паду напона ИР у спољашњем колу, добијамо:
Ова формула показује да НС. итд. ц) извор је већи од напона на његовим терминалима за вредност пада напона унутар извора... Пад напона ИР0 унутар извора зависи од струје у колу И (струја оптерећења), која је одређена отпор Р пријемника. Што је струја оптерећења већа, то је нижи напон на терминалу извора:
Пад напона на извору такође зависи од унутрашњег отпора Р0.Зависност напона Уи од струје И приказана је правом линијом (сл. 1). Ова зависност се назива спољашња карактеристика извора.
Пример 1. Одредити напон на терминалима генератора при струји оптерећења од 1200 А ако је е. итд. с. је 640 В, а унутрашњи отпор је 0,1 Охм.
Одговор. Пад напона на унутрашњем отпору генератора
Напон терминала генератора
Од свих могућих режима оптерећења, номинални је најважнији. Номинални је начин рада који је утврдио произвођач за овај електрични уређај у складу са техничким захтевима за њега. Карактерише га називни напон, струја (тачка Х на сл. 1) и снага. Ове вредности су обично назначене у пасошу овог уређаја.
Квалитет електричне изолације електричних инсталација зависи од називног напона и називне струје — њихова температура загревања, који одређује површину попречног пресека жица, топлотни отпор примењене изолације и брзину хлађења инсталације. Ако је називна струја прекорачена дуже време, то може оштетити инсталацију.
Пиринач. 1. Спољашње карактеристике извора
Режим приправности… У овом режиму, електрично коло повезано са извором је отворено, тј. нема струјног кола. У овом случају, унутрашњи пад напона ИР0 биће нула
Дакле, у режиму мировања, напон на прикључцима извора електричне енергије једнак је његовом е. итд. (тачка Кс на сл. 1). Ова околност се може користити за мерење е. итд. в. извори електричне енергије.
Режим кратког споја. Кратак спој (кратки спој) такав начин рада извора назива се када су његови терминали затворени жицом чији се отпор може сматрати једнаким нули. Практично ц. Х. настаје када су жице које повезују извор са пријемником повезане заједно, пошто ове жице обично имају занемарљив отпор и могу се узети као нула.
Кратки спој може настати као резултат неправилних радњи особља које сервисира електричне инсталације или ако је изолација жица оштећена. У овом другом случају, ове жице могу бити повезане преко уземљења које има веома мали отпор или преко околних металних делова (кућишта електричних машина и апарата, елемената тела локомотиве и сл.).
Кратког споја
Због чињенице да је унутрашњи отпор извора Р0 обично веома мали, струја која тече кроз њега расте до веома великих вредности. Напон у тачки кратког споја постаје нула (тачка К на слици 1), односно електрична енергија неће тећи у део електричног кола који се налази иза места кратког споја.
Пример 2. Одредити струју кратког споја генератора ако је његова е. итд. са једнаким 640 В и унутрашњим отпором од 0,1 ома.
Одговор.
Према формули
Кратки спој је режим у случају нужде, јер резултирајућа велика струја може учинити извор неупотребљивим, као и уређаје, уређаје и жице укључене у коло. Само за неке посебне генераторе, као што су генератори за заваривање, кратки спој није опасан и представља начин рада.
У електричном колу струја увек тече од тачака кола које су са већим потенцијалом до тачака које су са нижим потенцијалом. Ако је било која тачка кола повезана са земљом, онда се њен потенцијал узима као нула. У овом случају, потенцијали свих осталих тачака у колу биће једнаки напонима који делују између ових тачака и земље.
Како се приближавате уземљеној тачки, потенцијали различитих тачака у колу се смањују, односно напони који делују између тих тачака и земље. Из тог разлога, побудни намотаји вучних мотора и помоћних машина, где може доћи до великих пренапона са наглим променама струје, покушавају да се укључе у струјни круг ближе „земљи“ (иза намотаја арматуре).
У овом случају на изолацију ових намотаја ће деловати нижи напон него да су прикључени ближе контактној мрежи једносмерних електричних локомотива или на неуземљени стуб исправљачке инсталације електричних локомотива наизменичне струје (тј. били би на вишој потенцијал). На исти начин су тачке електричног кола које су већег потенцијала опасније за особу која је у контакту са деловима електричних инсталација под напоном. Истовремено, пада под виши напон у односу на земљу.
Треба напоменути да када је тачка у електричном колу уземљена, расподела струја у њој се не мења, јер се тиме не формирају нове гране кроз које струје могу да протичу.Ако уземите две (или више) тачака на колу које имају различите потенцијале, онда се кроз уземљење формира додатна проводна грана (или гране) и дистрибуција струје у колу се мења.
Дакле, кршење или оштећење изолације електричне инсталације, чија је једна од тачака уземљена, ствара коло кроз које протиче струја, која је заправо струја кратког споја. Исто се дешава и са неуземљеном електричном инсталацијом, када су две тачке инсталације уземљене. Када је електрично коло прекинуто, све његове тачке до тачке прекида су на истом потенцијалу.