Funktionsweise des Stromkreises

Für einen Stromkreis sind die charakteristischsten Modi der Last-, Leerlauf- und Kurzschlussmodus.

Lademodus… Betrachten Sie den Betrieb eines Stromkreises, wenn er an eine Quelle eines beliebigen Empfängers mit Widerstand R (Widerstand, elektrische Lampe usw.) angeschlossen ist.

Basierend Ohm'sches Gesetz NS. usw. c. Die Quelle ist gleich der Summe der Spannungen IR des externen Teils des Stromkreises und IR0 von Innenwiderstand der Quelle:

Vorausgesetzt, dass die Spannung Ui und an den Quellenanschlüssen gleich dem Spannungsabfall IR im externen Stromkreis ist, erhalten wir:

Diese Formel zeigt das NS. usw. c. die Quelle ist um den Wert des Spannungsabfalls innerhalb der Quelle größer als die Spannung an ihren Anschlüssen... Der Spannungsabfall IR0 innerhalb der Quelle hängt vom Strom im Stromkreis I (Laststrom) ab, der durch bestimmt wird Widerstand R des Empfängers. Je höher der Laststrom, desto niedriger ist die Quellenklemmenspannung:

Der Spannungsabfall an der Quelle hängt auch vom Innenwiderstand R0 ab.Die Abhängigkeit der Spannung Ui vom Strom I wird durch eine Gerade dargestellt (Abb. 1). Diese Abhängigkeit wird als äußere Eigenschaft der Quelle bezeichnet.

Beispiel 1. Bestimmen Sie die Spannung an den Generatorklemmen bei einem Laststrom von 1200 A, wenn z. usw. s. beträgt 640 V und der Innenwiderstand beträgt 0,1 Ohm.

Antworten. Spannungsabfall am Innenwiderstand des Generators

Klemmenspannung des Generators

Von allen möglichen Lastmodi ist der Nennlastmodus der wichtigste. Nominal ist die vom Hersteller für dieses Elektrogerät festgelegte Betriebsart gemäß den technischen Anforderungen dafür. Es wird durch Nennspannung, Strom (Punkt H in Abb. 1) und Leistung charakterisiert. Diese Werte sind normalerweise im Reisepass dieses Geräts angegeben.

Die Qualität der elektrischen Isolierung elektrischer Anlagen hängt von der Bemessungsspannung und dem Bemessungsstrom ab – ihre Heiztemperatur, die die Querschnittsfläche der Drähte, den Wärmewiderstand der aufgebrachten Isolierung und die Abkühlgeschwindigkeit der Anlage bestimmt. Wenn der Nennstrom über einen längeren Zeitraum überschritten wird, kann es zu Schäden an der Anlage kommen.

Reis. 1. Äußere Merkmale der Quelle

Standby-Modus… In diesem Modus ist der mit der Quelle verbundene Stromkreis offen, d. h. es gibt keinen Stromkreis. In diesem Fall ist der interne Spannungsabfall IR0 Null

Daher ist im Ruhezustand die Spannung an den Anschlüssen der elektrischen Energiequelle gleich ihrem e. usw. (Punkt X in Abb. 1). Dieser Umstand kann genutzt werden, um z. usw. V. Stromquellen.

Kurzschlussmodus. Kurzschluss (Kurzschluss) Eine solche Betriebsart der Quelle wird aufgerufen, wenn ihre Anschlüsse durch einen Draht geschlossen sind, dessen Widerstand als gleich Null angesehen werden kann. Praktisch c. H. tritt auf, wenn die Drähte, die die Quelle mit dem Empfänger verbinden, miteinander verbunden sind, da diese Drähte normalerweise einen vernachlässigbaren Widerstand haben und als Null angenommen werden können.

Ein Kurzschluss kann durch unsachgemäßes Handeln des Personals bei der Wartung elektrischer Anlagen oder durch Beschädigung der Isolierung der Leitungen entstehen. Im letzteren Fall können diese Drähte über die Erde angeschlossen werden, die einen sehr geringen Widerstand aufweist, oder über die umgebenden Metallteile (Gehäuse elektrischer Maschinen und Geräte, Elemente des Lokomotivkastens usw.).

Kurzschlussspannung

Da der Innenwiderstand der Quelle R0 meist sehr klein ist, steigt der durch sie fließende Strom auf sehr große Werte an. Die Spannung am Kurzschlusspunkt wird Null (Punkt K in Abb. 1), d. h. es fließt keine elektrische Energie in den Abschnitt des Stromkreises, der sich hinter der Kurzschlussstelle befindet.

Beispiel 2. Bestimmen Sie den Kurzschlussstrom des Generators, wenn z. usw. mit gleich 640 V und einem Innenwiderstand von 0,1 Ohm.

Antworten.

Nach der Formel

Ein Kurzschluss ist ein Notfallmodus, da der resultierende große Strom die Quelle sowie die im Stromkreis enthaltenen Geräte, Geräte und Leitungen unbrauchbar machen kann. Lediglich bei einigen Sondergeneratoren, beispielsweise Schweißgeneratoren, ist ein Kurzschluss ungefährlich und eine Betriebsart.

In einem Stromkreis fließt Strom immer von Punkten im Stromkreis, die auf einem höheren Potenzial liegen, zu Punkten, die auf einem niedrigeren Potenzial liegen. Wenn ein Punkt des Stromkreises mit Masse verbunden ist, wird sein Potenzial als Null angenommen. In diesem Fall sind die Potentiale aller anderen Punkte im Stromkreis gleich den Spannungen, die zwischen diesen Punkten und der Erde wirken.

Wenn Sie sich einem geerdeten Punkt nähern, nehmen die Potenziale verschiedener Punkte im Stromkreis ab, d. h. die Spannungen, die zwischen diesen Punkten und der Erde wirken. Aus diesem Grund versuchen die Erregerwicklungen von Fahrmotoren und Hilfsmaschinen, bei denen bei plötzlichen Stromänderungen große Überspannungen auftreten können, näher an „Erde“ (hinter der Ankerwicklung) in den Stromkreis einbezogen zu werden.

In diesem Fall wirkt auf die Isolierung dieser Wicklungen eine geringere Spannung, als wenn sie näher an der Fahrleitung von Gleichstrom-Elektrolokomotiven oder am ungeerdeten Pol der Gleichrichteranlage von Wechselstrom-Elektrolokomotiven angeschlossen wären (d. h. sie wären höher). Potenzial). Ebenso sind die Punkte des Stromkreises, die ein höheres Potenzial haben, für eine Person, die mit stromführenden Teilen elektrischer Anlagen in Kontakt kommt, gefährlicher. Gleichzeitig steht es unter einer höheren Spannung im Vergleich zur Erde.

Es ist zu beachten, dass sich die Stromverteilung darin nicht ändert, wenn ein Punkt in einem Stromkreis geerdet wird, da dadurch keine neuen Zweige gebildet werden, durch die Ströme fließen können.Wenn Sie zwei (oder mehr) Punkte im Stromkreis erden, die unterschiedliche Potenziale haben, wird ein zusätzlicher leitender Zweig (oder Zweige) durch die Erde gebildet und die Stromverteilung im Stromkreis ändert sich.

Daher entsteht durch eine Verletzung oder Beschädigung der Isolierung einer elektrischen Anlage, deren einer Punkt geerdet ist, ein Stromkreis, durch den ein Strom fließt, bei dem es sich eigentlich um einen Kurzschlussstrom handelt. Das Gleiche passiert bei einer ungeerdeten Elektroinstallation, wenn zwei Punkte der Installation geerdet sind. Wenn ein Stromkreis unterbrochen ist, liegen alle seine Punkte bis zur Unterbrechungsstelle auf dem gleichen Potenzial.