1.1 Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях

Студент должен.

Иметь представление: о физической сущности явления передачи тепла.

Знать: уравнение теплового баланса и тепловые режимы работы электрических аппаратов.

Уметь: рассчитывать величину потерь, температуру нагрева элементов электрических аппаратов.

Потери в проводниках с током в электрических и магнитных цепях. Нагрев и охлаждение проводника во времени. Уравнение теплового баланса. Нагрев и охлаждение при продолжительном, кратковременном и повторно - кратковременных режимах. Нагрев однородного проводника при коротком замыкании. Нагрев изолированных проводников. Нагрев катушек. Допустимая температура нагрева. Термическая стойкость аппарата.

Методические указания. Потери в проводниках при постоянном токе

Р = I² * R,

при переменном токе

Р = Кд * I² * R, Кд -

коэффициент, зависящий от поверхностного эффекта и эффекта близости.

Потери в деталях из магнитных материалов

Рст = Рв + Рг

Знать понятия теплопроводимости, конвекции, теплоотдачи, уравнение теплового баланса, теплового равновесия.

Нагрев и охлаждение электрических аппаратов. При изучении данного вопроса необходимо знать следующие параметры:

- P dt - количество теплоты, выделяемого в проводнике;

- G - масса проводника;

- F - площадь поверхности излучения проводника;

- с - удельная теплоемкость проводника;

- k_т - коэффициент теплоотдачи;

- ф - превышение температуры проводника по отношению к окружающей среде.

Для любого проводника при нагреве (t = 0) справедливо уравнение теплового баланса

P dt = G c dt + F k_т ф dt

Количество теплоты выделяемое в проводнике равно количеству теплоты, поглащаемому проводником, плюс количество теплоты излучаемому с поверхности проводника.

При отключении работающего проводника наступает его охлаждение. Уравнение теплового баланса при охлаждении имеет вид:

где Т - постоянная времени нагрева

T = Gc / Fk_т

Кратковременным (S2) называется режим работы, когда периоды нагрузки чередуются с периодами отключения, причем периоды нагрузки настолько малы, что проводник не успевает нагреться до установившихся температур, а периоды отключений настолько велики, что проводник успевает охладиться до температуры окружающей среды. Температура нагрева проводника не достигает установившихся значений.

Расчёт электромагнита постоянного тока.

Электромагнитные механизмы. Основные понятия. Классификация электромагнитных механизмов. Определение энергии и индуктивности магнитного поля; работа, производимая якорем при перемещении. Вычисление сил и моментов электромагнита. Особенности электромагнитов переменного тока. Дребезг якоря и способы его устранения. Катушка электромагнитов. Расчет катушек Механические характеристики аппарата. Статические и динамические тяговые характеристики электромагнита.

Практические занятия №2 (2 часа). Расчёт катушек электромагнитных механизмов

Методические указания. Магнитная система - совокупность ферромагнитных деталей электромагнитного механизма, предназначенная для локализации в ней основного магнитного поля.

Магнитная цепь электромагнитного устройства - совокупность деталей и сред, по которым проходит магнитный поток.

Магнитопровод - магнитная система или ее часть в виде отдельной конструктивной единицы.

Сердечник - часть магнитопровода, на которой или вокруг которой расположена обмотка.

Магнитный стержень - сердечник, имеющий форму призмы или цилиндра.

Ярмо - часть магнитопровода, на которой или вокруг которой обмотка не расположена.

Полюс магнитопровода - часть магнитопровода, которая предназначена для выхода рабочего магнитного потока в окружающую немагнитную среду или для его входа в магнитопровод из немагнитной среды.

Немагнитный зазор - промежуток в магнитной цепи, не заполненный магнитным материалом.

Демпферная обмотка - обмотка, предназначенная для создания магнитного потока, противодействующего изменению магнитного потока, созданного другой обмоткой или постоянным магнитом.

Размагничивающая обмотка - обмотка, предназначенная для создания магнитного потока, уменьшающего магнитный поток, созданный другой обмоткой или постоянным магнитом.

Параметры магнитной цепи: магнитный поток, Ф, Вб; магнитная индукция, В = Ф / S, Тл; напряженность магнитного поля, Н, А / М; магнитная проницаемость, м = В / Н, Гн / м; магнитодвижущая сила F = I w, А; магнитная проводимостью Л, Гн; магнитное сопротивление R_м

Законы магнитных цепей.

Закон полного тока. МДС вдоль замкнутого контура равна полному току охватываемому этим контуром.

?Н_l dl = УIw = F

Закон Ома для магнитной цепи. Общий поток замкнутой магнитной цепи Ф равен МДС F, умноженной на магнитную проводимость всей цепи Л.

Ф = F Л

Первый закон Кирхгофа. Сумма магнитный потоков, сходящихся и расходящихся в каком- либо узле равна нулю.

Второй закон Кирхгофа. Для всякого замкнутого контура сумма падений магнитных потенциалов на отдельных участках магнитной цепи равна сумме МДС тех витков или обмоток, через которые проходит рассматриваемая линия.

Электромагнитные механизмы (электромагниты) - электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для преобразования магнитной энергии в механическую. Они используются как самостоятельный аппарат (для управления различными устройствами и механизмами, для создания силы при торможении движущихся механизмов, для удержания деталей на шлифовальных станках, при подъеме грузов), так и как элемент привода других аппаратов (электромагнитных реле, пускателей и контакторов).

Якорь ЭММ - подвижная часть электромагнитного механизма.

Катушка электромагнитного механизма предназначена для проведения электрического тока и создания МДС.

Требования, предъявляемые к катушке: минимальные габариты и технологичность в изготовлении; достаточная механическая прочность; превышение температуры не больше допустимой в любых режимах; влагостойкость, а при некоторых режимах кислото- и маслостойкость; определенный запас диэлектрической стойкости по сравнению с номинальным напряжением.

Энергия магнитного поля - это энергия получаемая электромагнитом из сети без потерь энергии в катушке электромагнита и без потерь на намагничивание сердечника

Работа якоря электромагнитного механизма при перемещении.

Работа ненасыщенной магнитной системы:

ДА=()

dА=()

Работа магнитной системы с постоянной МДС:

ДА=()

dА=

Силы и моменты электромагнитов. Тяговая сила электромагнита постоянного тока.

Тяговая сила электромагнита переменного тока:

Формула Максвелла:

где Вд - магнитная индукция в воздушном зазоре;

Sд - эквивалентное сечение воздушного зазора;

м0 - магнитная проницаемость воздуха.

Тяговая сила электромагнита при однородном магнитном поле:

Короткозамкнутый виток - это виток охватывающий полюс электромагнита и ослабляющий вибрацию якоря (гудение якоря)

Тяговая статическая характеристика - зависимость электромагнитной силы (усилия притяжения якоря) от величины зазора

Р_эм = f (д) или М_эм = f (б)

при U = const для ЭММ с параллельной обмоткой; при I = const для ЭММ с последовательной обмоткой.

Механической характеристикой электромагнитного аппарата называется зависимость суммарной силы сопротивления, противодействующей перемещению подвижной системы, от хода якоря Р_отр. = f (д)

Напряжение (ток) срабатывания электромагнитного механизма - это минимальное значение, при котором происходит срабатывание электромагнита.

Напряжение (ток) возврата электромагнитного механизма - это максимальное значение, при котором якорь возвратиться в исходное положение.

Коэффициент возврата электромагнитного механизма - это отношение МДС, при которой происходит возврат якоря к МДС срабатывания.

1.3 Процессы коммутации электрических цепей

Студент должен.

Знать: физическую сущность процессов, протекающих в электрических контактах; физическую сущность процессов, происходящих в дуговом промежутке; способы гашения электрической дуги.

Уметь: опытным путём определять параметры контактных соединений; экспериментальным путём определять зависимость переходного сопротивления от контактного нажатия.

Физические явления в электрических контактах. Поверхность соприкосновения. Типы контактов. Переходное сопротивление. Основные конструкции контактных соединений. Параметры контактных соединений. Износ контактов при замыкании и размыкании. Дребезг контактов. Материалы для контактных соединений.

Процессы в дуговом промежутке. Вольт - амперные характеристики электрической дуги. Условие гашения электрической дуги постоянного тока. Особенности горения и гашения электрической дуги переменного тока. Восстановление электрической прочности дугового промежутка.

Способы гашения электрической дуги. Магнитное гашение. Способы создания магнитного поля дугогашения. Гашение дуги в продольных щелях. Гашение дуги в дугогасительной решётке. Гашение дуги в вакууме, масле, элегазе. Пламя дуги и борьба с ним. Бездуговая коммутация цепей.

Методические указания.

Токоведущие и контактные детали электрических аппаратов. Электрическое контактное соединение - функциональный узел, с помощью которого соединяются две и более токоведущих детали для перехода тока из одной детали в другую.

Контакт - место, где ток из одной детали переходит в другую

Контактные поверхности - поверхности, на которых осуществляется электрический контакт

Разборный контакт (контактное соединение) - это конструктивный узел, предназначенный только для проведения электрического тока, но не предназначенный для коммутации (болтовое соединение «шин», присоединение проводника к зажиму).

Коммутирующие контакты - это конструктивный узел, предназначенный для коммутации электрической сети (выключатель, контактор рубильник).

Скользящие контакты - разновидность коммутирующего контакта, у которого одна деталь скользит относительно другой, но электрический контакт при этом не нарушается (контакты реостата, щеточный контакт, шарнирный контакт, проскальзывающий контакт).

Точечный контакт - контакт в одной физической площадке: сфера-сфера, сфера-плос-конус, конус-плоскость.

Линейный контакт - условное контактирование происходит по линии (ролик-плоскость).

Поверхностный контакт - условное контактирование по поверхности.

Переходное сопротивление - резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую

Контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую.

Начальное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при первом соприкосновении контактов.

Конечное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при полностью включенных контактах.

Провал контактов - это расстояние, на которое перемещается подвижная контактная система после касания контактов (расстояние на которое перемещается контактная система, если неподвижную контактную систему мысленно убрать.

Раствор контактов (зазор) - наименьшее расстояние между контактными поверхностями полностью разомкнутых контактов.

Износ - это разрушение рабочей поверхности коммутирующего контакта в процессе работы, приводящее к изменению формы, размера, массы и к уменьшению провала контактов.

Вибрация контактов (дребезг) - это явление периодического отскока и последующего замыкания подвижной контактной системы за счет упругой деформации неподвижной контактной системы (на расстояние 0.01-0.1 мм). Процесс этот идет с затуханием (с затухающей амплитудой).

Термическая устойчивость контактов - способность контактов выдерживать в течении определенного времени большие токи не оплавляясь и не свариваясь

Электродинамическая устойчивость контактов - их способность контактов пропускать большие токи не размыкаться под действием электродинамических усилий не снижая значительно контактного нажатия

Материал контактов.

Серебро. Удовлетворяет всем требованиям за исключением дугостойкости.

Алюминий. По сравнению с медью имеет значительно меньшую проводимость и механическую прочность. Для коммутирующих контактов непригоден.

Медь. Удовлетворяет всем требованиям за исключением коррозийной стойкости.

Платина, золото, молибден - применяется для коммутирующих контактов на очень малые токи и при малых напряжениях.

Вольфрам и сплавы из вольфрама обладают высокой износостойкостью.

Металлокерамика-это механическая смесь двух практически не сплавляющихся металлов. Высокая дугостойкость с относительно хорошей проводимостью.

Гашение электрической дуги.

Ионизация - процесс отделения от нейтральной частицы одного или нескольких электронов и образование вследствии, этого электронов и положительно заряженных частиц (ионов).

Термическая ионизация - это процесс ионизации под воздействием высоких температур.

Термоэлектронная эмиссия - явление испускания электронов с поверхности накаливания.

Автоэлектронная эмиссия - это явление испускания электронов под воздействием сильного электрического поля.

Ионизация толчком - это выбивание свободным уже имеющимся электроном других электронов из нейтральных частиц, атомов, молекул при движении свободного электрона с большой скоростью.

Деионизация - это процесс обратный ионизации.

Рекомбинация - это процесс образования нейтральных частиц.

Диффузия - это процесс выноса заряженных частиц из межэлектронного промежутка в окружающее пространство.

Интенсивность гашения дуги будет определяться интенсивностью этих процессов.

Вольамперная характеристика дуги - это зависимость напряжения дуги от тока дуги с учетом сопротивления дуги.

Условие гашения дуги: электрическая дуга погаснет и межконтактный промежуток приобретет свойства диэлектрика, если в каждый заданный момент времени электрическая прочность промежутка будет выше напряжения на нем. Процесс гашения прекращается если напряжение на межконтактном промежутке будет больше электрической прочности этого промежутка.

Восстановление электрической прочности дугового промежутка - пробивного напряжения, способного вызвать повторное зажигание дуги в этом промежутке и создание диэлектрического междугового пространства.

Дугогасительная камера - часть электрическогого аппарата, предназначенная способствовать гашению электрической дуги и ограничивать распространение ионизированных газов и пламени.

Дугогасительная камера создает условия, способствующие гашению дуги в малом объеме и в наиболее короткое время при малом износе токоведущих частей (контактов и рогов) ; ограничение звукового и светового эффекта при гашении дуги, направление потока расплавленных и ионизированных газов в определенное место, где они не могут вызвать перебросов в результате резкого снижения диэлектрической прочности воздуха.

Дугогасительные камеры бывают глухие и открытые. Глухие представляют собой замкнутый объем, не имеющий связи с внешним пространством (например, у предохранителей).

Дугогасительная камера с магнитным дутьем - дугогасительная камера с дутьем, в которой для перемещения дуги имеется специальная катушка или постоянный магнит, создающие магнитное поле в зоне дуги.

Дугогасительная камера с узкой щелью - дугогасительная камера электрического аппарата, у которой существенным фактором при гашении дуги является охлаждение ее стенками камеры.

Дугогасительная камера с дугогасительной решеткой - дугогасительная камера электрического аппарата, у которой существенным фактором при гашении дуги является разделение ее на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку.

Катушка магнитного дутья - катушка контактора, создающая магнитное поле для перемещения дуги в дугогасительной камере.

Дугогасительные рога электрическогого аппарата - электроды, предназначенные для обеспечения движения в определенном направлении электрической дуги, возникающей на контактах контактора, и облегчающие ее гашение.

Дугогасительные среды: электротехническое масло, вакуум, воздух, элегаз (электротехнический газ).

РАЗДЕЛ 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Студент должен.

Иметь представление: о назначении аппаратов ручного управления.

Знать: устройство, принцип действия, основные технические характеристики рубильников, кнопок управления, пакетных выключателей, переключателей, контроллеров, реостатов, резисторов.

Уметь: определять экспериментальным путём основные эксплуатационные параметры электрических аппаратов ручного управления; подключать электрические аппараты ручного управления в электрические схемы.

Основные понятия. Функциональное назначение аппаратов ручного управления. Классификация: рубильники, кнопки управления, пакетные выключатели, переключатели, резисторы, реостаты. Типы аппаратов ручного управления, их технические характеристики, применение.

Методические указания.

Рубильник - простейший аппарат ручного управления, который используется для коммутации электрических цепей при напряжении до 660 В переменного тока и 440 В постоянного тока и токах от 25 до 10000 А.

Кнопки управления - электрические аппараты ручного управления, предназначенные для подачи оператором управляющего воздействия при управлении различными электромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами и др.), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электрической блокировки цепей постоянного и переменного тока.

Пакетные выключатели и переключатели - электрические аппараты ручного управления, предназначенный для коммутации цепей управления и сигнализации в схемах пуска реверса электродвигателей, а также электрических цепей переменного тока напряжением 380 В и постоянного тока напряжением 220 В небольшой мощности под нагрузкой.

Малогабаритные переключатели - электрические аппараты ручного управления, предназначенные для установки на панелях щитов, используются для дистанционного управления электромагнитными аппаратами (реле, пускателями, контакторами), а также для коммутирования цепей управления, сигнализации, электрической блокировки цепей постоянного и переменного тока напряжением до 220 В и с током до 6 А.

Контроллер - коммутационное устройство, осуществляющее пуск и регулирование скорости электродвигателя. Многоцепной электрический аппарат с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей электродвигателей. По конструкции они подразделяются на кулачковые, барабанные, плоские и магнитные.

Резисторы и элементы сопротивлений - аппараты управления, которые предназначены для регулирования тока в электрической цепи за счет изменения ее сопротивления (омического, индуктивного или емкостного). Резисторы - омические или активные сопротивления. В зависимости от назначения сопротивления подразделяются на пусковые, тормозные, регулировочные, добавочные, разрядные, нагрузочные, нагревательные, заземляющие и установочные.

2.2 Электрические аппараты дистанционного управления

Студент должен.

Иметь представление: о назначении аппаратов дистанционного управления.

Знать: устройство, принцип действия, основные технические характеристики и конструкции аппаратов дистанционного управления.

Уметь: подключать аппаратов дистанционного управления в электрические схемы.

Электромагнитные муфты: фрикционные, ферропорошковые, гистерезисные: назначение, устройство, принцип действия, основные технические характеристики, применение.

Реле: назначение, классификация, токовые реле. Вспомагательные реле, электронные реле, реле на герконах.

Контакторы, магнитные пускатели и их дугогасительные характеристики

Лабораторные занятия:

№1 Исследование работы магнитного пускателя (2 часа).

№2 Исследование работы электромагнитного реле тока и напряжения (2 часа).

№3 Исследование работы различных типов реле времени (2 часа).

Электромагнитные муфты - электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для переключения кинематических цепей в передачах вращательного движения металлорежущих станков, а также для пуска, реверса и торможения приводов станков. Подразделяются на фрикционные, ферропорошковые и гистерезисные.

Электромагнитные тормозные устройства - электромагнитные аппараты дистанционного управления, предназначенные для фиксации положения механизма при отключенном электродвигателе. Подразделяются на колодочные, дисковые и ленточные.

Электромагнитные реле - электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для осуществления скачкообразных изменений в управляемых цепях при заданном значении электрических воздействующих величин.

Все реле делятся по назначению на три группы.

Основные реле, непосредственно реагирующие на изменение контролируемых величин, например тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления и т.д.;

Вспомогательные реле, управляемые другими реле и выполняющие функции введения выдержки времени, размножения контактов, передачи команд от одних реле к другим, воздействия на выключатели, сигналы и т.п.;

Сигнальные (указательные) реле, фиксирующие действие защиты и управляющие звуковыми и световыми сигналами.

Воспринимающий орган реле - часть аппарата, которая непосредственно воспринимает изменения электрических величин, подведенных к реле, и производит соответствующие им изменения в других органах или частях реле.

Исполнительный орган реле - часть аппарата, которая, воздействуя на внешние цепи, производит отключение выключателей, подачу предупредительных сигналов или запуск других реле. Исполнительным органом являются контакты реле. Кроме того, некоторые реле имеют орган замедления или выдержки времени.

Реле тока - реле, воспринимающий орган которого реагирует на изменение тока.

Реле напряжения - реле, воспринимающий орган которого реагирует на изменение напряжения.

Максимальные реле - реле, срабатывающие, когда значение воздействующей величины превосходит заданную.

Минимальные реле - реле, срабатывающие, когда значение воздействующей величины снижается ниже заданной.

Электромагнитные контакторы - двухпозиционные электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для частых включений и отключений силовых электрических цепей при нормальных режимах работы.

Включение контактора - переход контактора из начального положения в конечное.

Отключение контактора - переход контактора в начальное положение.

Срабатывание контактора - действие контактора в соответствии с его назначением после получения команды на срабатывание.

Собственное время включения контактора - интервал времени с момента подачи команды на включение контактора до момента соприкосновения заданного контакта.

Собственное время отключения контактора - интервал времени с момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающегося последним.

Механическая износостойкость контактора - способность контактора выполнять в определенных условиях определенное число операций без тока в цепи главных и свободных контактов, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Коммутационная износостойкость контактора - способность контактора выполнять в определенных условиях определенное число операций при коммутации его контактами цепей, имеющих заданные параметры, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Нормальный режим контактора - режим работы контактора, при котором значения его параметров не выходят за пределы, допустимые при заданных условиях эксплуатации.

Продолжительный режим контактора - режим работы контактора при неизменной нагрузке, продолжающейся не менее, чем необходимо для достижения электротехническим устройством установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды.

Кратковременный режим контактора - режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее, чем необходимо для достижения контактором установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды, чередуется с отключениями, во время которых оно охлаждается до температуры окружающей среды.

Перемежающийся режим - режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой чередуется с работой в режиме холостого хода в случаях, когда продолжительность работы не настолько длительна, чтобы при неизменной температуре охлаждающей среды температура контактора могла достигнуть установившегося значения.

Повторно-кратковременный режим контактора - режим работы контактора, при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее, чем необходимо для достижения контактором установившейся температуры при неизменной температуре охлаждающей среды, чередуется с отключениями, во время которых оно не успевает охладиться до температуры охлаждающей среды.

Продолжительность включения (ПВ) - отношение времени пребывания контактора, работающего в повторно-кратковременном режиме во включенном состоянии, к длительности цикла (обычно эта величина выражается в процентах)

Электромагнитные пускатели - электрические аппараты дистанционного управления, предназначенные для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжениях до 660 В переменного.

Определения для контактора справедливы и для магнитного пускателя.

2.3 Электрические аппараты защиты

Студент должен.

Иметь представление: о назначении электрических аппаратов защиты.

Знать: устройство, принцип действия, основные технические характеристики и конструкции электрических аппаратов защиты.

Уметь: подключать электрических аппаратов защиты в электрические схемы.

Назначение, устройство, принцип действия, основные технические характеристики предохранителей. Основные определения и понятия предохранителей. Тепловые реле.

Назначение, устройство, принцип действия автоматических воздушных выключателей и их дугогасительных устройств.

Бесконтактные электрические аппараты и датчики.

Выбор аппаратов защиты.

Практическое занятие №2 (2 часа). Выбор аппаратов распределительных устройств и проверка их на соответствие заданным режимам работы.

Методические указания. Аппарат защиты - электрический аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах работы.

Плавкий предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, защищающий электроустановку от перегрузок и токов короткого замыкания посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

Характеристики.

Номинальный ток плавкой вставки - это ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. Длительное протекание данного тока не вызывает плавление вставки.

Номинальный ток предохранителя - это ток наибольшей плавкой вставки, предназначенной для данной конструкции предохранителя. На этот ток рассчитана вся токоведущая система.

Предельный ток отключения (предельная отключающая способность, предельная коммутационная способность - ПКС) - это наибольший ток, который предохранитель может отключить без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.

Номинальное напряжение предохранителя - это наибольшее возможное напряжение, на котором может использоваться данный предохранитель. От напряжения зависит и ПКС.

Время - токовая характеристика - это зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока (защитная характеристика). Характеристика является обратнозависимой и приводится в паспорте для каждого номинального тока предохранителя. Обратно зависимый характер вытекает из закона Джоуля-Ленца.

Максимальный ток неплавления - это наибольший ток, при котором плавкая вставка не перегорает в течение двух первых часов.

Минимальный ток плавления - то наименьший ток, при котором плавкая вставка должна расплавиться в течение 1-2 часов.

Эффект токоограничения предохранителя - это явление перегорания плавкой вставки раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего установившегося значения.

Тепловое реле - электрический аппарат, применяемый для защиты электрических двигателей и другого электрооборудования от длительных перегрузок

Биметаллический элемент - жесткое соединение двух металлических пластин, материалы которых имеют разные коэффициенты линейного расширения. При нагреве пластина изогнется в сторону материала, имеющего меньший коэффициент линейного расширения.

Автоматический выключатель - аппарат защиты, предназначенный для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя - предназначен для защиты цепей от тока короткого замыкания, представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, в результате чего происходит отключение автоматического выключателя. Многие современные выключатели имеют полупроводниковый расцепитель, который выполняет функции электромагнитного расцепителя.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя - тепловое реле, реагирующее на количество тепла выделяемое в его нагревательном элементе и защищающее цепи от перегрузки.

Комбинированный расцепитель - расцепитель, осуществляющий защиту от перегрузки и коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.

Расцепитель минимального напряжения - электромагнит, срабатывающий при исчезновении напряжения, или при снижении его до уставки срабатывания расцепителя.

Независимый расцепитель - электромагнит, срабатывающий и отключающий автоматический выключатель при подаче импульса от ключа или кнопки управления.

Параметры автоматических выключателей.

Номинальный ток - ток, прохождение которого допустимо в течении неограниченно длительного времени.

Номинальное напряжение - напряжение при котором может применяться выключатель данного типа.

Предельно отключаемый ток - ток короткого замыкания, который может быть отключен автоматическим выключателем без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

Номинальный ток расцепителя - ток, прохождение которого в течении неограниченного времени не вызывает срабатывание расцепителя.

Ток уставки расцепителя - наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.

Уставка тока - настройка автоматического выключателя на заданный ток срабатывания.

Отсечка тока - уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание.

Нерегулируемый автоматический выключатель - автоматический выключатель, у которго отсутствует возможность регулирования уставки расцепителя в процессе эксплуатации. Расцепитель автоматического выключателя отрегулирован заводом-изготовителем в расчете на определенный номинальный ток.

Регулируемый автоматический выключатель - аппарат, у которого имеется возможность воздействуя на механическую систему или специальное устройство, отрегулировать время срабатывания расцепителя.

Селективный автоматический выключатель - аппарат, срабатывающий с выдержкой времени и позволяющий осуществлять селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разной выдержкой времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Бесконтактные электрические аппараты и датчики. Магнитный усилитель может рассматриваться как регулируемое индуктивное сопротивление, включаемое в цепь переменного тока. Изменение величины индуктивного сопротивления достигается путем создания постоянного магнитного потока в сердечнике из магнитомягкого материала. Если на постоянное магнитное поле, созданное обмоткой управления, накладывается переменное магнитное поле, создаваемое обмоткой нагрузки, то результирующая магнитная индукция в определенную часть периода будет превышать индукцию насыщения, индуктивное сопротивление будет мало, и цепи будет протекать большой ток. При работе усилителя в зоне магнитного не до насыщения индуктивное сопротивление будет велико, и цепи будет протекать малый ток.

Диоды - это электронные аппараты с резко выраженной односторонней проводимость электрического тока: он хорошо пропускает через себя ток в одном направлении и очень плохо - в другом.

Схематическое устройство и условное графическое обозначение полупроводникового диода показаны на рисунке.

Диод представляет собой небольшую пластинку германия или кремния, одна область (часть объема) которой обладает электропроводимостью p-типа, то есть «дырочной», другая - электропроводимостью n-типа, то есть электронной. Границу между ними называют p-n переходом. Здесь буквы p и n - первые в латинских словах positiv - «положительный», и negativ - «отрицательный». Область p-типа исходного полупроводника такого прибора является анодом (положительным электродом), а область n-типа - катодом (отрицательным электродом) диода.

Принцип работы диода иллюстрируют схемы, приведенные на рисунке.

Если к диоду VD через лампу накаливания HL подключить батарею GB так, чтобы вывод положительного полюса батареи был соединен с анодом, а вывод отрицательного полюса с катодом диода (рис а), тогда в образовавшейся электрической цепи появится ток, о чем будет сигнализировать загоревшаяся лампа HL. Максимальное значение этого тока зависит от сопротивления p-n перехода диода и поданного на него постоянного напряжения. Такое состояние диода называют открытым, ток, текущий через него, прямым током Iпр, а поданное на него напряжение, благодаря которому диод оказался в открытом состоянии, прямым напряжением Uпр.

Если полюсы батареи GB поменять местами, как показано на рис. б, то лампа HL не загорится, так как в этом случае диод находится в закрытом состоянии и оказывает току в цепи большое сопротивление. Небольшой ток через p-n переход диода в обратном направлении все же пойдет, но по сравнению с прямым током будет столь незначительным, что нить накала лампы даже не среагирует. Такой ток называют обратным током Iобр, а напряжение, создающее его,- обратным напряжением Uобр.

Если контакты ЭА шунтировать диодом, то можно сократить время горения дуги при отключении цепи переменного тока. Дуга на контакте будет гореть только в непроводящий период.

Тиристоры представляет собой четырехслойную кремниевую структуру пира p-n-p-n с выводами от двух крайних областей (анад-катод) и от внутренней области управляющий электрод. Управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» - используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

Когда на анод подан положительный потенциал относительно катода, при возрастании напряжения ток будет небольшим, что соответствует отключенному состоянию тиристора. При достижении напряжения переключения происходит резкое уменьшение сопротивления и тиристор включается. Напряжение переключения имеет максимальное значение при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. При увеличении тока управления величина напряжения переключения снижается. Выключение тиристора происходит по току анодной цепи: тиристор переходит в выключенное состояние при анодном токе, равном нулю.

Нижеследующие пункты раскрывают четыре основных свойства тиристора:

- тиристор, как и диод, проводит в одном направлении, проявляя себя как выпрямитель;

- тиристор переводится из выключенного состояния во включенное при подаче сигнала на управляющий электрод и, следовательно, как выключатель имеет два устойчивых состояния. Тем не менее, для возврата тиристора в выключенное (разомкнутое) состояние необходимо выполнить специальные условия;

- управляющий ток, необходимый для перевода тиристора из закрытого состояния в открытое, значительно меньше (несколько миллиампер) при рабочем токе в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер. Следовательно, тиристор обладает свойствами усилителя тока;

- средний ток через нагрузку, включенную последовательно с тиристором, можно точно регулировать в зависимости от длительности сигнала на управляющем электроде. Тиристор при этом является регулятором мощности.

Тиристор совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Часто он используется как регулятор и используется для управления электродвигателями

Датчики - электрические аппараты, осуществляющие восприятие контролируемой (входной) величины и преобразование ее к виду, удобному для передачи по линиям связи и дальнейшего преобразования и измерения.