Билет № 6. 1. Теорию электромагнитного поля создал Максвелл

1. Теорию электромагнитного поля создал Максвелл. Исходя из закона электромагнитной индукции в контуре, охватывающем изменяющееся магнитное поле, возникает э.д.с. индукции, которая наводит в контуре ток.Проводник не занимает главную роль в явлении электромагнитной индукции. Он только дает возможность обнаружить явление индукции. Истинная сущность явления индукции, так установил Максвелл, заключается в следующем: в пространстве, где изменяется магнитное поле, возникает изменяющееся во времени электрическое поле. Этому изменяющемуся во времени электрическому полю Максвелл дал название "ток электрического смещения".В отличие от поля неподвижных зарядов силовые линии изменяющегося во времени электрического поля,(тока электрического смещения) могут быть замкнуты так же, как и силовые линии магнитного поля. Между электрическими и магнитными полями существует тесная связь. Магни́т — тело, обладающее собственным магнитным полем. Простейшим и самым маленьким магнитом можно считать электрон. Магнитные свойства всех остальных магнитов обусловлены магнитными моментами электронов внутри них^[1]. Постоянный магнит — изделие, изготовленное из ферромагнетика, способного сохранять остаточную намагниченность после выключения внешнего магнитного поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно служатжелезо, никель, кобальт, некоторые сплавы редкоземельных металлов, а также некоторые естественные минералы, такие как магнетиты. Постоянные магниты применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля. Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся только при протекании электрического тока. Как правило, это катушка-соленоид, со вставленным внутрь ферромагнитным (обычно железным) сердечником с большой магнитной проницаемостью . Характерные поля электромагнитов 1,5—2 Тл определяются так называемым насыщением железа, то есть резким спадом дифференциальной магнитной проницаемости при больших значениях магнитного поля. Магнитные материалы: Ферромагнетики, Парамагнетики, Диамагнетики.

2. Коро́ткое замыка́ние (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания. В трёхфазных электрических сетях различают следующие виды коротких замыканий

· однофазное (замыкание фазы на землю или нейтральный провод);

· двухфазное (замыкание двух фаз между собой);

· двухфазное на землю (две фазы между собой и одновременно на землю);

· трёхфазное (три фазы между собой)

В электрических машинах возможны короткие замыкания:межвитковые — замыкание между собой витков обмоток ротора или статора, либо витков обмоток трансформаторов;замыкание обмотки на металлический корпус. При коротком замыкании резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что, согласно закону Джоуля — Ленца приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, расплавлению электрических проводов, с последующим возникновением возгорания и распространением пожара.Короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить её функционирование в целом — у других потребителей может снизиться питающее напряжение, что может привести к повреждению устройства; в трёхфазных сетях при коротких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжёлые системные аварии.В случае повреждения проводов воздушных линий электропередачи и замыкании их на землю в окружающем пространстве может возникнуть сильное электромагнитное поле, способное в близко расположенном оборудовании навестиЭДС, опасную для аппаратуры и работающих с ней людей. Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры:

1. Ограничивающие ток короткого замыкания:

· устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;

· применяют распараллеливание электрических цепей, то есть отключение секционных и шиносоединительных выключателей;

· используют понижающие трансформаторы с расщеплённой обмоткой низкого напряжения;

· используют отключающее оборудование — быстродействующие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания - плавкие предохранители и автоматические выключатели;

2. Применяют устройства релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи.

3. Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока (ГОСТ 16110-82). Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, намагнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала. Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)

2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результатеэлектромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

1.Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике.

2. Нагрузочный режим. Этот режим характеризуется замкнутой на нагрузке вторичной цепью трансформатора. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

3. Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. С его помощью можно определить потери полезной мощности на нагрев проводов в цепи трансформатора. Это учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.

Дата добавления: 2015-05-06