Размыкание контактов прерывателя

После окончания процесса на­копления энергии контакты прерывателя

(датчика) размыкают цепь. Ток в первич­ной обмотке прерывается. В этот момент магнитное поле начинает исчезать.

В первичной и вторичной обмотках трансформатора индуциру­ется напряжение. По закону индукции напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, тем выше, чем больше коэффициент транс­формации и первичный ток в момент его прерывания. Время раз­мыкания контактов соответствует моменту зажигания.

Для анализа процесса, протекающего после размыкания кон­тактов (второй этап), рассмотрим схему замещения, приведенную на рис. 118.

Рис. 118. Схема замещения. батарейной, системы зажигания после размыкания контактов (второй этап)

R_п - эквива­лентное сопротивление потерь в системе; R_ш - сопротивление, учитываюoее нагар в свече зажигания: С₂ - суммарная ем­кость вторичной цепи

Схема содержит два магнитосвязанных колебательных контура, каждый из которых содержит емкость С₁ - конденсатор первичной цепи, индуктивность L1 - индуктивность первичной обмотоки трансформатора зажигания, емкость С₂ - распределенная ем­кость вторичной цепи, индуктивность L₂ - индуктивности вторичной обмотоки трансформатора зажигания.

Во вторичный контур включены шунтирующее сопротивление R_ш и сопротивление потерь R_п, имитирующие утеч­ки тока на свече и магнитные потери.

В момент размыкания контактов датчика электромагнитная энергия, запасенная в индуктивностях, преобразуется в энергию электрического поля конденсаторов С₁ и С₂ и частично превра­щается в теплоту. В результате процесса перезаряда реактивных элементов в системе возникают затухающие колебания.

Если при автоколебаниях не происходит пробоя искрового промежутка свечи (режим холостого хода трансформатора), то сила тока и напряже­ние в первичном и вторичном колебательных контурах будут из­меняться по закону затухающих колебаний. При этом сила тока первичной обмотки будет изменяться по косинусоидальному за­кону, а напряжение - по синусоидальному.

Через четверть пери­ода при силе тока i₁ = 0 вся энергия магнитного поля преобразует­ся в энергию электромагнитного поля конденсаторов С₁ и С₂. Сле­довательно, в этот момент напряжения u₁ и u₂ достигнут макси­мальных значений (Рис. 119).

Рис. 119. Изменение напряжения U₁ в зависимости от времени t при следующих зарядах и разрядах емкостей С₁ и С₂:

0 - а - первоначальный заряд; а - b - первоначальный разряд; b – с, d - е последую­щие заряды; с – d, е - d — последующие разряды

Оценку величины вторичного напряжения можно по­лучить из уравнения электрического баланса в контурах первич­ной и вторичной цепей

L₁I²_p/2 = C₁U²_1m/2 + C₂U²_2m/2 + ΔW,

где U_1m, U_2m - максимальные значения соответственно первично­го и вторичного напряжений; ΔW - потери энергии в колебатель­ных контурах.

Напряжение на первичной обмотке можно выразить следую­щим образом:

U_1m = U_2m/k_тр.

Тогда уравнение примет вид

L₁I²_p = (C₁/k²_тр + C₂)U²_2m + 2ΔW.

Решая это уравнение и пренебрегая потерями энергии, получим выражение для максимального значения вторичного напряжения

U_2m = √ L₁I²_p/(C₁/k²_тр + C₂) = I_p k_тр √ L₁/(C₁ + k²_тр C₂).

Пробой искрового промежутка свечи

Термины и определения:

1. ионизация – процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул под действием внешних факторов (высокой температуры, электрического поля, космических или рентгеновских лучей), при этом молекулы газа теряют электроны и тем самым превращаются в положительные ионы;

2. ток в газах – это встречный поток ионов и свободных электронов;

3. рекомбинация – это нейтрализация при встрече разноименных ионов или воссоединение иона и электрона в нейтральную молекулу (атом);

4. несамостоятельный газовый разряд – разряд, который, возникнув при наличии электрического поля, может существовать только под действием внешнего ионизатора (высокой температуры, космических или рентгеновских лучей);

5. самостоятельный газовый разряд – разряд, в котором носители тока возникают в результате процессов в газе, которые обусловлены приложенным к газу напряжением. Данный разряд продолжается и после прекращения действия ионизатора;

6. пробой – лавинообразное возникновение зарядов. Когда межэлектродный промежуток перекрывается полностью проводящей газоразрядной плазмой, наступает его пробой;

7. пробивное напряжение – напряжение, при котором происходит пробой межэлектродного промежутка.

Дата добавления: 2013-12-12