Способу защиты от воздействия окружающей среды (открытое исполнение, защищенное, пылезащищенное) и другим признакам.

Билет 20

Возникновение вихревых токов. Изменяющийся магнитный поток
способен индуцировать э. д. с. не только в проводах или витках катушек, но и в массивных стальных сердечниках, кожухах и других металлических деталях электротехнических установок. Эти э. д. с. являются причиной появлений индуцированных токов, которые действуют в массивных металлических деталях, замыкаясь накоротко в их толще. Такие токи получили название вихревых. Например, при изменении магнитного потока, созданного катушкой 1 (рис. 56, а), в ее стальном сердечнике 2 индуцируются вихревые

Рис. 56. Возникновение вихревых токов

Рис. 57. Устройство сердечников электрических машин и аппаратов из отдельных изолированных стальных листов.

токи, замыкающиеся в плоскости, перпендикулярной силовым линиям магнитного поля. Вихревые токи возникают также в сердечниках 3 якорей и роторов электрических машин при вращении их в магнитном поле (рис. 56, б). Природа вихревых токов такая же, как и токов, индуцированных в обычных проводах или катушках. Благодаря очень малому сопротивлению массивных проводников вихревые токи даже при небольшой индуцированной э. д. с. достигают очень больших значений, вызывая чрезмерное нагревание этих проводников.

1)Способы уменьшения вредного действия вихревых токов. В электрических машинах и аппаратах вихревые токи обычно нежелательны, так как они вызывают нагрев металлических сердечников, создают потери энергии (так называемые потери от вихревых токов), снижают к. п. д. электрических машин и аппаратов и оказывают согласно правилу Ленца размагничивающее действие. Для уменьшения вредного действия вихревых токов применяют два основных способа.

1. Сердечники электрических машин и аппаратов выполняют из отдельных стальных листов 1 (рис. 57) толщиной 0,35—1,0 мм, изолированных один от другого слоем изоляции 2 (лаковой пленкой, окалиной, образующейся при отжиге листов, и пр.). Благодаря этому преграждается путь распространению вихревых токов и уменьшается поперечное сечение каждого отдельного проводника, через которое протекают эти токи, что приводит к уменьшению силы тока.

2. В состав электротехнической стали, из которой изготовляют сердечники электрических машин и аппаратов, вводят 1—5 % кремния, что обеспечивает повышение ее электрического сопротивления. Благодаря этому достигается снижение силы вихревых токов, протекающих по сердечникам электрических машин и аппаратов.

Потери мощности от вихревых токов пропорциональны квадрату индукции В магнитного поля и квадрату частоты f его изменения. При увеличении индукции и частоты изменения магнитного

Принцип действия трансформатора

При подключении первичной обмотки на напряжение u₁в обмотке возникает переменный ток i₁, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф₁. Этот магнитный поток замыкается по магнитопроводу, пересекает витки W₁ иW₂обмоток и по закону Фарадея наводит в них ЭДС (Е₁ и Е₂). Так как вторичная обмотка замкнута, то в ней возникает переменный ток i₂, который создает переменный магнитный поток Ф₂.

В теории трансформатора доказывается, что Ф₁ и Ф₂направлены навстречу друг другу. Поэтому результирующий магнитный поток в сердечнике:

Ф = Ф₁ – Ф₂.(11.1)

Этот результирующий магнитный поток обуславливает возникновение действующих значений ЭДС в первичной и вторичной обмотках.

Действующие значения определяются по формулам:

E₁ = 4,44∙ƒ∙W₁∙Ф_m, ( 11.2)

Е₂ = 4,44∙ƒ∙W₂∙Ф_m , (11.3)

где ƒ– частота переменного тока, Ф_m – амплитудное значение результирующего магнитного потока в сердечнике.

Вывод формулы (11.2).

Допустим, что Ф = Ф_мcosωt. (11.4)

По закону электромагнитной индукции:

, (11.5)

где – потокосцепление первичной обмотки.

; (11.6) ; (11.7)

; (11.8)

; (11.9)

. (11.10)

Из теории трансформаторов следует, что U₁ ≈ E₁.

Поделим выражения (11.2) на (11.3):

, (11.12)

где n – коэффициент трансформации трансформатора.

Если n > 1, то трансформатор понижающий; если n < 1, то трансформатор повышающий.

Теория трансформатора доказывает, что

S₁ ≈ S₂,(11.13)

где S₁ – полная мощность, поступающая в первичную обмотку трансформатора, S₂ – мощность, отдаваемая нагрузке из вторичной обмотки.

S₁ ≈ S₂ т.к. в силовых трансформаторах потеря мощности не превышает
1–2%.

Из формулы (11.12) следует, что

. (11.14)

Вывод.

1. Коэффициент трансформации трансформатора можно определить через отношения токов.

2. Ток I₁ прямо пропорционален току I₂.

Билет 21

1) Последовательное и параллельное соединения в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Дата добавления: 2015-08-13