Фізичні основи електричної безпеки

РОЗДІЛ 6. ОСНОВИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ БЕЗПЕКИ

Порядок виконання роботи

1. Провести огляд та часткове розбирання типів вогнегасників, що вивчаються.

2. З'ясувати призначення окремих елементів, їх конструктивний зв'язок, особливості роботи.

3. Виміряти характерні розміри конструкцій, що вивчаються, необхідні для обчислення їх робочих об'ємів, подачі.

4. Викреслити схеми конструкцій вогнегасників, що вивчаються.

2. За результатом вимірювань окремих елементів вогнегасників, обчислити робочий об'єм, записати і проаналізувати формулу подачі і інших параметрів.

3. Стисло описати особливості конструкцій досліджуваних вогнегасників, принцип їх роботи, основні робочі параметри.

Питання для самоконтролю

1. Назвіть первинні засоби пожежогасіння.

2. За якими ознаками класифікують вогнегасники?

3. Опишіть конструкцію, призначення та порядок використання хімічного пінного вогнегасника.

4. Назвіть компоненти заряду хімічного пінного вогнегасника.

5. В чому полягає механізм дії хімічної піни?

6. Назвіть недоліки хімічних пінних вогнегасників.

7. В чому полягає механізм дії вуглекислоти?

8. Опишіть конструкцію, призначення та порядок використання вуглекислотного вогнегасника.

9. Опишіть конструкцію, призначення та порядок використання вуглекислотно-брометилового вогнегасника.

10. Опишіть конструкцію, призначення та порядок використання порошкового вогнегасника.

11. Опишіть конструкцію та область застосування хладонових вогнегасників.

12. Для чого використовуються спринклерні та дренчерні системи пожежегасіння?

Електрична енергія широко використовується на виробництві для освітлення та опалення робочих місць, виконує силові функції в приводі машин і механізмів. Вона полегшує роботу, сприяє підвищенню продуктивності праці, проте вона ж є одним з головних небезпечних факторів на виробництві. Як свідчить статистика, понад 40% травм, що привели до втрати працездатності або смерті працівника, пов’язані з ураженням електричним струмом.

Струм – спрямований рух електрично заряджених частинок під дією електричного поля. Для виникнення та існування струму необхідні наявність у середовищі вільних зарядів і електричного поля. В металах носіями заряду є негативно заряджені електрони.

Сила струму – головна кількісна характеристика струму, скалярна величина, що дорівнює електричному заряду dq, який проходить через даний переріз провідника протягом часу dt

(6.1)

Одиницею сили струму в системі СІ є ампер (А).

Існує два види електричного струму:

1. Постійний струм (DC) – струм, сила і напрям якого не змінюються у часі.

2. Змінний струм (AC) – струм, сила і напруга якого змінюються за величиною та напрямом. Окремим випадком такого струму є пульсуючий струм, який з часом змінюється лише за величиною. Графіки зміни сили струму з часом показані на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Залежність сили струму від часу: а) постійний струм, б) змінний синусоїдальний струм, в) пульсуючий струм.

За кількістю фаз струм може бути однофазним (побутова мережа) і трифазним. На агрегатах надвеликої потужності інколи використовують шестифазний струм.

Напруга – робота, яку необхідно здійснити для переміщення одиничного електричного заряду з однієї точки електричного поля в іншу. Одиниця виміру напруги – вольт (В). В промисловості найбільше використовується електричний струм з напругою 127, 220 та 380 В.

Зв’язок між силою струму і напругою при незмінній температурі провідника задається законом Ома

(6.2)

де R – електричний опір провідника.

Електричний опір – фізична величина, яка характеризує здатність даного матеріалу проводити електричний струм. Одиниця виміру електричного опору – ом (Ом). На практиці величина опору знаходиться в межах (10^-6 дo 10⁸ Ом) та залежить від матеріалу і форми провідника. Для металевого прямолінійного провідника

(6.3)

де ρ – питомій опір матеріалу провідника, Ом·м; l – довжина провідника, м; S – площа поперечного перерізу провідника, м². Найменший питомий опір мають срібло, мідь і алюміній.

За величиною питомого опору всі матеріали поділяються на три класи:

1. Діелектрики (ізолятори) – матеріали, які не проводять електричний струм, їх питомий опір знаходиться у межах 10⁶ – 10¹⁷ Ом·м. Нездатність проводити струм пов’язана з відсутністю вільних заряджених частинок, які могли б переносити електричний заряд. До діелектриків відносяться скло, кераміка, резини, пластмаси, гази за нормальних умов, суха деревина та багато інших матеріалів. Діелектрики бувають двох видів:

а) пасивні – використовуються лише ізоляції струмопровідних частин та отримання певної електричної ємності в конденсаторах;

б) активні – застосовуються для генерації, підсилення, модуляції та перетворення електричних сигналів. До них відносяться сегнето- та п’єзоелектрики, піроелектрики, електрети, люмінофори та рідкі кристали.

2. Провідники – матеріали, які добре проводять електричний струм, їх питомий опір знаходиться у межах 10^-8 – 10^-5 Ом·м. До них відносяться усі метали, вода, розчини кислот і лугів, гази в іонізованому стані. Провідники поділяють на чотири підкласи:

а) матеріали високої провідності – призначені для передачі струму з найменшими втратами (Cu, Al, Fe, Ag, Au, Pt та їх сплави). Використовуються при виготовленні дротів, кабелів та інших струмопровідних частин електричного обладнання;

б) надпровідники – метали та сплави, опір яких стає рівним нулю нижче певної критичної температури;

в) матеріали високого опору – металічні сплави, що утворюють тверді розчини (ніхром, хромель, алюмель, константан). З них виготовляють резистори, термопари та нагрівальні елементи;

г) композиційні матеріали – мають високий питомий опір, підвищену стійкість до дії електричної дуги, що утворюється при розриві контактів.

3. Напівпровідники – за значенням питомого опору (10^-6 – 10⁸ Ом·м) займають проміжне положення між діелектриками та провідниками. Їх особливістю є залежність опору від інтенсивності зовнішньої дії: температури, освітленості, довжини хвилі випромінювання, напруженості електричного поля, тиску. Використовуються при виготовленні напівпровідникових діодів, транзисторів, світлодіодів, фоторезисторів, тензодатчиків. Найбільш поширеними є кремній Si та германій Ge.

Дата добавления: 2015-07-13