Devre bölümündeki voltajı bulun. Akım voltajı nasıl bulunur? Gerilimi bulmak için Ohm yasasının fiziksel kodunun çözülmesi

Bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki gerilim, bu bölümün uç noktaları arasındaki potansiyel fark olarak anlaşılmaktadır.

İncirde. Şekil 13, bir direncin bulunduğu ve EMF'nin olmadığı devrenin bir bölümünü göstermektedir. Ekstrem noktalar bu alan harflerle belirtilmiştir A Ve B . Akımın noktadan akmasına izin verin A diyeceğim şey şu ki B .

Aşağıdaki Gerilim Düşümü Hesaplamaları makaleleri şunları sağlar: pratik yöntemler ve devre tasarımında voltaj düşüşü kriterlerinin test edilmesinde büyük fayda sağlayan örnekler. Bir yandan aşırı akımlara karşı korumaya, diğer yandan kısa devre akımlarına karşı korumaya yönelik düzenlemeler oluşturarak bu sorunu çözmektedir.

Orada tasarımcı bulur pratik rehber Devre tasarımında aşırı akım koruma kriterlerinin uygulanması üzerine. Neyse, 1'in 3'üncü notunda ne yazdığına bakalım mı? Bu genellikle fark edilmeyen bir mesajdır ancak genel olarak elektrik tesisatı kuralları için geçerli olan aşırı akım korumanın ne olduğunu anlamak için vazgeçilmezdir. Not: "İletkenlerin bu bölüme uygun olarak korunması, bu iletkenlere bağlı ekipmanın korunmasını mutlaka garanti etmez."

Pirinç. 13. Elektrik devresinin bölümü

EMF'siz bir bölümde akım, daha yüksek bir potansiyelden daha düşük bir potansiyele doğru akar. Bu nedenle noktanın potansiyeli A nokta üstü potansiyel B akım ve direncin çarpımına eşit bir miktarda:

.

Yani, 3 ve 4'te belirlenen kurallar yalnızca devre iletkenlerinin korunmasına ilişkindir. Duruma göre cihazdaki bir sorundan dolayı devre kesicinin atması bile mümkün olabilir ancak genel olarak cihazın kendi dahili koruması olduğu varsayılır.

Tipik olarak devre kalibrasyon adımı gibi dolaylı bir kontak koruma testi yalnızca aşırı akım cihazlarına atandığı durumlar için geçerlidir. Belirtildiği gibi, aşırı akım cihazı kullanılarak şok koruması için bu tür otomatik ayırmanın sağlanabildiği durumlar vardır. "Şok Koruması" bölümü, kavramsal olarak voltaj düşüşü hususlarına eşdeğer olan hususları içerir. Dolayısıyla bu, ya iletken kesitte, ya devrenin uzunluğunda ya da son olarak her ikisinde de ağırlık verebilecek bir kriterdir.

Tanıma göre noktalar arasındaki gerilim A Ve B

Başka bir deyişle, bir direnç üzerindeki voltaj, dirençten geçen akımın o direncin direnç değerinin çarpımına eşittir.

Elektrik mühendisliğinde, bir direncin uçlarındaki potansiyel farkına genellikle "direnç üzerindeki voltaj" veya "voltaj düşüşü" adı verilir. Bu tanımların her ikisi de literatürde yer almaktadır.

Her durumda bu zorunlu bir kontroldür ancak voltaj düşüşü gibi diğer kalibrasyon kriterleri geçerli olacaktır. Sürüş yeteneği: standardın söylediği. Bir elektrik devresi tasarlarken önceki makalede bahsedilen altı teknik kriterin tümü önemli. Hiçbiri hariç tutulamaz. Ancak mevcut verim kriterinin pratikte olduğu gibi diğerlerinden üstün görünen bir değere sahip olduğu oldukça açıktır. Çünkü kalibrasyon sürecinin doğal başlangıç ​​noktasıdır ve bir bakıma oyunun çekirdeğini de oluşturur.

Şimdi devrenin sadece bir direnci değil aynı zamanda bir EMF kaynağını da içeren bir bölümündeki voltaj sorununu ele alalım.

İncirde. 14 A Ve B bazı devrelerin içinden akımın geçtiği bölümleri gösterilmiştir . . Noktalar arasındaki voltajı bulalım A Ve C bu alanlar için.


Bu tablolarda daha sonra kendi devresinin ihtiyacını karşılayan sürücü bölümünü inceler. 189. Mevcut durum hakkında bilgi vermekten doğrudan sorumlu dört tablo bulunmaktadır. taşıma kapasitesi iletkenler: 31'den 2'ye kadar olan sayılar termoplastik izolasyonlu iletkenleri, diğer ikisi ise termoset izolasyonlu iletkenleri ifade eder.

Bu durum, yükün aralıklı veya geçici olarak çalıştığı birçok gerçek duruma karşılık gelmeyebilir. Bu durumlarda, her zaman belirtilen tablolardan daha küçük olacak bir iletken kesiti elde etmek için özel hesaplama yöntemleri vardır.

a) b)

Pirinç. 14. Elektrik devresinin bölümleri

A-tarikatı

. (9)

Bir noktanın potansiyelini ifade edelim A noktanın potansiyeli aracılığıyla C . Bir noktadan hareket ederken C diyeceğim şey şu ki B (Şekil 14, A) EMF'ye karşı gideriz, yani noktanın potansiyeli B noktanın potansiyelinden daha az olduğu ortaya çıkıyor C EMF'nin büyüklüğüne göre, yani.

Tabloların bir diğer detayı, Not 1'den de anlaşılacağı üzere, metal çerçeveli kabloların hesaba katılmamasıdır. Çok yaygın olmasa da mekanik korumayla donatılmış bu tip kabloların burada uygulamaları vardır. Metal bant çevreyle bir tür ısı eşanjörü görevi gördüğünden, mevcut kapasitesi zırhsız bir kabloyla hemen hemen aynı sayılabilecek metal bantlı bir tür zırhlı kablo vardır.

Peki sıcaklığın etkisi çevre? Bu nedenle tablo halindeki kapasitans değerlerini doğru bir şekilde uygulamak için tasarımcının kablonun döşeneceği yerin sıcaklığını tahmin etmesi gerekir. Kesin olarak konuşursak, maksimum yıllık sıcaklık yerel olarak tarihsel bir seri halinde kaydedilir.

. (10)

İncirde. 14, B bir noktadan hareket ederken C diyeceğim şey şu ki B EMF'ye ve dolayısıyla noktanın potansiyeline göre gidiyoruz B noktanın potansiyelinden daha büyük olduğu ortaya çıkıyor C EMF'nin büyüklüğüne göre, yani.

. (11)

Bu tahmin ne kadar doğru olursa o kadar iyidir. Son olarak, ama sonuncusu değil - tam tersine, şu anda analiz edilen soru en gürültülü olanıdır - doğru uygulama Mevcut güç tablosu, verilen değerlerin tek devreden oluşan bir elektrik hattını temsil edecek şekilde yorumlanmasını gerektirir. Aksine, sanki masa sırası çocuğun tek kızıymış gibi. Ama içinde gerçek hayat Annelerin büyük çoğunluğunun birden fazla çocuğu var. Elbette bunun bir cezalandırma anlamı da var.

Ancak tıpkı benzetmede olduğu gibi, daha fazla çocuğun beslenecek daha fazla ağzı var. Aslında gizli çizgilere pek uygun değil. Ek olarak, Tablo 37 çalışmanın tamamına yöneliktir: her türden kapalı dizeler ve ayrıca her açık çizgi türü. Kapalı elektrik hatları tablonun 1. satırında belirtilen değerlere göre sunulur; ve elektrik hatları tablonun 2-5 satırlarında belirtilen değerlerde açılır.

Daha önce, EMF'siz bir devrenin bir bölümünde akımın daha yüksek bir potansiyelden daha düşük bir potansiyele aktığı söylenmişti. Bu nedenle her iki şemada da Şekil 1. 14 nokta potansiyeli A nokta potansiyelinden daha yüksek B dirençli bir direnç üzerindeki voltaj düşüşünün miktarına göre:

. (12)

Buna özellikle açık hatlar da dahildir. Tablo 37'deki düzeltme faktörleri kendisinin de uyardığı gibi aynı katmanda bulunan kablolar için geçerlidir. Güç hattında birden fazla kablo katmanı varsa ne olur? Belirtilen tasarım akımlarının değerlerinden devrelerin benzer olduğunu anlıyoruz, çünkü kablolar için elde edilen kesitler muhtemelen üç normalleştirilmiş ardışık değer içinde yer alacaktır. Tabloya 10 devre girerek 0'ı gruplandırarak düzeltme faktörünü buluyoruz.

Yatay düzlemde 10 adet çok kutuplu kablonun olduğu bir tabloya girdiğimizde çarpanı 0 buluyoruz, dikey düzlemde üç kablo için ise 0 çarpanı buluyoruz. Önceki iki örneği düşünün, ancak şimdi tasarımın öyle olduğunu varsayalım. akımlar asimetrik kablolara, yani ardışık üç normalleştirilmiş değer içinde yer almayan bölümlere yol açacak şekilde farklıdır.

Böylece, Şekil için. 14, A sahibiz

, veya

. (13)

Ve incir için. 14, B sahibiz

, veya

. (14)

Gördüğünüz gibi düzeltme faktörünü hesaplamak için formülü kullanmak çok ciddi sonuçlara yol açabilir. Bu, belirli durumlarda daha az cezalandırıcı düzeltme faktörü elde etmek için kurulum yönteminin ve seçilen kablo düzeninin yeniden değerlendirilmesi gerektiğini gösterir.

Pirinç. 1 - Tek katmanlı çok kutuplu kablolar. Pirinç. 2 - Üç katmanlı çok katmanlı kablolar. Görülebileceği gibi, tablo, karşılık gelen düzeltme faktörünü elde etmek için çarpılması gereken bir çift değer sunar: tasarımcı, bir yandan, üç fazlı devrelerin veya çok kutuplu kabloların sayısına karşılık gelen değeri tanımlar. katman başına; ve diğer taraftan katman sayısına karşılık gelen bir değer; ve söz konusu gruplama için bir düzeltme faktörü elde etmek amacıyla her ikisini de çarpar.

Diyagramlarda voltajın pozitif yönü bir okla gösterilmiştir. Ok, indeksin ilk harfinden ikinci harfine doğru yönlendirilmelidir. Böylece voltajın pozitif yönü, şu yöne yönlendirilen bir okla temsil edilir: A İle C .

Gerilimin tanımından şu da çıkıyor: . Bu yüzden . Başka bir deyişle, endekslerin değişimindeki bir değişiklik, bu voltajın işaretindeki bir değişikliğe eşdeğerdir. Yukarıdakilerden voltajın hem pozitif hem de negatif olabileceği açıktır.

Orijinal tablonun 2. notunda belirtildiği gibi, yatay ve dikey düzlemler için ayrı değerlerin ayrı ayrı kullanılamayacağı, yani tek katmanlı kablolara uygulanamayacağı belirtilmelidir - bu durumda tablo 37. Belki de bu hikayenin sonu artık ikinci ayrıntı olmayacaktı.

Standart tarafından belirtilen tüm düzeltme katsayıları tablolarında iletkenler benzer kabul edilir. Başka bir deyişle, sürekli hizmet için aynı maksimum sıcaklığa sahip oldukları ve nominal akımlarıyla ilgili olarak düzgün şekilde yüklenmiş oldukları, böylece nominal kesitlerinin zorunlu olarak ardışık üç normalleştirilmiş bölüm içinde yer alacağı varsayılmaktadır. Yine pratikte bulunanla örtüşmeyebilecek bir durum.

  1. Bir devrenin emk içermeyen bir bölümü için Ohm yasası.

Ohm kanunu devrenin belirli bir bölümünde akım ve gerilim arasındaki ilişkiyi kurar. Yani, Şekil 2'de gösterilen devrenin kesitine göre. 13 elimizde

.(15)

  1. Emk içeren bir devrenin bir bölümü için Ohm yasası.

Bir devrenin emk içeren bir bölümü için Ohm yasası, bu bölümün akımını, bu bölümün uçlarındaki bilinen potansiyel farktan ve bu bölümde mevcut olan emk'den bulmayı sağlar. Yani denklem (13)'ten Şekil 2'deki devre için elimizde var. 14, A

Bununla birlikte, akla gelebilecek herhangi bir iletken kombinasyonu için geçerli düzeltme faktörlerini içeren tablolar oluşturmanın neredeyse imkansız olacağını, pek çok olasılık olabileceğini unutmayın. Daha spesifik bir hesaplama mümkün olmadığından, farklı boyutlardaki iletkenler durumunda gruplandırma düzeltme faktörünün aşağıdaki ifadeyle hesaplanması gerektiğini ekliyor.

Not 5'te belirtildiği gibi, “ifadesi güvenliği ifade eder ve en düşük nominal kesite sahip kablolarda aşırı yüklenme riskini azaltır; ancak daha yüksek bölümler için aşırı büyük kablolara neden olabilir." Uygulama Örnekleri kutusu burada kümeleme katsayılarıyla ilgili tartışılan konuları göstermektedir.

.(16)

Benzer şekilde, Şekil 2'deki devre için denklem (14)'ten. 14, B meli

.(17)

Denklemler (16) ve (17), EMF'nin açılmasının farklı durumları için devrenin EMF'yi içeren bölümü için Ohm yasasını ifade eder.

Gerilim düşümü hesabı. Bir elektrik tesisatında yüklerin terminallerine uygulanan gerilim; ekipmanın belirli sınırlar içinde kalması gerekir. Her ekipmanın bir voltaj değeri olduğu bilinmektedir ve küçük bir değişiklik her zaman ilgili standart veya üretici tarafından sabitlenir.

Kurulum yeri ile kullanılan ekipmanın bağlanması amaçlanan herhangi bir nokta arasındaki bu maksimum limitler, kamuya ait alçak gerilim sisteminden beslenen tesisatlar için %4, kendi trafolarından beslenen tesisatlar için ise %7'dir.

Bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki gerilim, bu bölümün uç noktaları arasındaki potansiyel fark olarak anlaşılmaktadır.

İncirde. Şekil 1-13, devrenin bir direncin olduğu ve EMF'nin olmadığı bir bölümünü göstermektedir. Bu bölümün uç noktaları harflerle gösterilmiştir A Ve B . Akımın noktadan akmasına izin verin A diyeceğim şey şu ki B .

Şekil 1, alçak gerilim tesisatındaki gerilim düşüşü problemini göstermektedir - bu durumda bir transformatör üzerine kurulum. Yoğun yüklere sahip tek fazlı ve dengeli üç fazlı devrelerde gerilim düşümü için kesin ifadeler. Sonunda şekilde gösterilmiştir. Bu koşullar altında yazabiliriz. Dengeli üç fazlı devreler.

Faz voltajı düşüşü. Hat geriliminin fazın √3 katı olduğu hatırlanırsa hat gerilim düşümü şu şekilde verilecektir: Genel ifadeden de anlaşılacağı üzere gerilim düşümü devre tipine, devre uzunluğuna, akıma, iletken boyutuna, hat tipine ve yük güç faktörüne bağlıdır.

Pirinç. 1-13. Elektrik devresi bölümü

EMF'siz bir bölümde akım, daha yüksek bir potansiyelden daha düşük bir potansiyele doğru akar. Bu nedenle noktanın potansiyeli A nokta üstü potansiyel B akım ve direncin çarpımına eşit bir miktarda:

.

Aynı güç faktöründe izin verilen, aynı bölümdeki iletkenlere sahip dağıtılmış yüklere sahip bir devre için, ki bu en yaygın durumdur, devrenin bir bölümü üzerindeki gerilim düşüşleri hesaplanır, toplam düşüş, toplamından elde edilir. bölümlerin düşüşleri, yani

Pirinç. 1 - Kendi trafosundan güç alan bir tesisteki voltaj düşüşü. Pirinç. 2 - Yükün uçta yoğunlaştığı tek fazlı ve üç fazlı dengeli devrelerde gerilim düşümü için ifadeler. Cihazın voltaj düşüşü nedeniyle alacağız.

Tek fazlı 3 telli devrelere ve üç fazlı devrelere sahip tek fazlı veya üç fazlı devreler durumunda, fazlar arasında makul derecede dengeli yükler için "yoğunlaştırılmış yük" veya "dağıtılmış yük" ifadeleri kullanılabilir. veya, paketlenmiş bir ünitedeki voltaj düşüşünden, ifadeden veya.

Tanıma göre noktalar arasındaki gerilim A Ve B

. (1-8)

Başka bir deyişle, bir direnç üzerindeki voltaj, dirençten geçen akımın o direncin direnç değerinin çarpımına eşittir.

Elektrik mühendisliğinde, bir direncin uçlarındaki potansiyel farkına genellikle "direnç üzerindeki voltaj" veya "voltaj düşüşü" adı verilir. Bu tanımların her ikisi de literatürde yer almaktadır.

Şimdi devrenin sadece bir direnci değil aynı zamanda bir EMF kaynağını da içeren bir bölümündeki voltaj sorununu ele alalım.

İncirde. 1-14 A Ve B bazı devrelerin içinden akımın geçtiği bölümleri gösterilmiştir . . Noktalar arasındaki voltajı bulalım A Ve C bu alanlar için.


a) b)

Pirinç. 1-14. Elektrik devresinin bölümleri

A-tarikatı

. (1-9)

Bir noktanın potansiyelini ifade edelim A noktanın potansiyeli aracılığıyla C . Bir noktadan hareket ederken C diyeceğim şey şu ki B (Şekil 1-14, A) EMF'ye karşı gideriz, yani noktanın potansiyeli B noktanın potansiyelinden daha az olduğu ortaya çıkıyor C EMF'nin büyüklüğüne göre, yani.

. (1-10)

İncirde. 1-14, B bir noktadan hareket ederken C diyeceğim şey şu ki B EMF'ye ve dolayısıyla noktanın potansiyeline göre gidiyoruz B noktanın potansiyelinden daha büyük olduğu ortaya çıkıyor C EMF'nin büyüklüğüne göre, yani.

. (1-11)

Daha önce, EMF'siz bir devrenin bir bölümünde akımın daha yüksek bir potansiyelden daha düşük bir potansiyele aktığı söylenmişti. Bu nedenle her iki şemada da Şekil 1. 1-14 nokta potansiyeli A nokta potansiyelinden daha yüksek B dirençli bir direnç üzerindeki voltaj düşüşünün miktarına göre:

. (1-12)

Böylece, Şekil için. 1-14, A sahibiz

, veya

. (1-13)

Ve incir için. 1-14, B sahibiz

, veya

. (1-14)

Diyagramlarda voltajın pozitif yönü bir okla gösterilmiştir. Ok, indeksin ilk harfinden ikinci harfine doğru yönlendirilmelidir. Böylece voltajın pozitif yönü, şu yöne yönlendirilen bir okla temsil edilir: A İle C .

Gerilimin tanımından şu da çıkıyor: . Bu yüzden . Başka bir deyişle, endekslerin değişimindeki bir değişiklik, bu voltajın işaretindeki bir değişikliğe eşdeğerdir. Yukarıdakilerden voltajın hem pozitif hem de negatif olabileceği açıktır.

    1. Emk içermeyen bir devre bölümü için Ohm yasası

Ohm kanunu devrenin belirli bir bölümünde akım ve gerilim arasındaki ilişkiyi kurar. Yani, Şekil 2'de gösterilen devrenin kesitine göre. 1-13 elimizde

.(1-15)



 

Şunu okumak yararlı olabilir: