Знайти напругу дільниці ланцюга. Як знайти напругу струму Фізичне розшифрування закону Ома, щоб дізнатися напругу

Під напругою на деякій ділянці електричного кола розуміють різницю потенціалів між крайніми точками цієї ділянки.

На рис. 13 зображено ділянку ланцюга, на якому є резистор опором і немає ЕРС. Крайні точкицієї ділянки позначені літерами a і b . Нехай струм тече від крапки a до точки b .

У статтях «Розрахунки падіння напруги», наведені нижче, представлені практичні методита приклади великої корисності під час перевірки критерію падіння напруги при проектуванні схем. Він вирішує цю проблему, встановлюючи приписи для захисту від струмів навантаження, з одного боку, і для захисту від струмів короткого замикання, з іншого.

Там дизайнер знаходить практичний посібникщодо застосування критерію захисту від перевантаження струмом при проектуванні ланцюгів. У будь-якому випадку, як щодо того, щоб подивитися тут, що йдеться в примітці 3 з 1? Це повідомлення, яке зазвичай залишається непоміченим, але незамінним для розуміння того, що таке захист від перевантаження струмом, що відноситься до норм електричних установок в цілому. Примітка: «Захист провідників, які виконуються відповідно до цього розділу, не обов'язково гарантує захист обладнання, підключеного до цих провідників».

Мал. 13. Ділянка електричного кола

На ділянці без ЕРС струм тече від вищого потенціалу до нижчого. Отже, потенціал точки a вище потенціалу точки b на величину, рівну добутку струму на опір:

Тобто правила, встановлені у 3 та 4, мають на увазі виключно захист провідників ланцюга. Залежно від випадку, можливо, навіть, що автоматичний вимикач діє через проблему в приладі, але вважається, що прилад має власний вбудований захист.

Як правило, перевірка захисту від непрямого контакту, така як крок калібрування схеми, застосовується лише до випадків, коли призначено пристроїв надструму. Як уже згадувалося, трапляються випадки, коли такий автоматичний поділ для захисту від ударів може бути реалізований з використанням надструмового пристрою. Главу «Захист від ударів») включає аспекти, концептуально еквівалентні аспектам падіння напруги. Таким чином, це критерій, який може важити або в секції провідника, або за довжиною схеми або, нарешті, в обох.

Відповідно до визначення, напруга між точками a і b

Іншими словами, напруга на резистори дорівнює добутку струму, що протікає по резистори, на величину опору цього резистора.

У електротехніці різницю потенціалів на кінцях резистора прийнято називати або «напругою на резисторі», або «падінням напруги». У літературі зустрічаються обидва ці визначення.

У будь-якому випадку це обов'язкова перевірка, хоча інші критерії калібрування, такі як падіння напруги, будуть переважати. Здатність водіння: що каже стандарт. При проектуванні електричного кола всі шість технічних критеріїв, згаданих у попередній статті, мають важливе значення. Жоден із них може бути виключений. Але цілком зрозуміло, що критерій поточної пропускної спроможності, як у практиці, має значення, яке здається перевершують інші. Бо це природна відправна точка процесу калібрування і до певної міри функціонує як стрижень гри.

Розглянемо тепер питання про напругу ділянці ланцюга, що містить як резистор, а й джерело ЭРС.

На рис. 14 аі бпоказані ділянки деяких ланцюгів, якими протікає струм . . Знайдемо напругу між точками a і c для цих ділянок.

У цих таблицях він досліджує розділ драйвера, який відповідає потребам його схеми. 189. Існують чотири таблиці, які безпосередньо відповідають за інформування про поточну несучої здатностіпровідників: номери від 31 до 2 з них відносяться до провідників із термопластичною ізоляцією, а два інших – до провідників із термореактивною ізоляцією.

Ця ситуація може не відповідати кільком фактичним випадкам, коли навантаження має переривчастий або тимчасовий режим роботи. У цих обставинах існують конкретні методи розрахунку для отримання секції провідника, яка завжди буде меншою, ніж у зазначених таблицях.

а) б)

Мал. 14. Ділянки електричного кола

За визначенням

. (9)

Виразимо потенціал точки a через потенціал точки c . При переміщенні від точки c до точки b (рис. 14, а) йдемо зустрічно ЕРС , тому потенціал точки b виявляється менше, ніж потенціал точки c на величину ЕРС, тобто.

Інша деталь таблиць, як нагадує примітку 1, полягає в тому, що вони не враховують кабелі, з металевим каркасом. Хоча вони не дуже поширені, ці типи кабелів, наділені механічним захистом, мають свої застосування там. Існує тип броньованого кабелю з металевою стрічкою, чия поточна ємність може вважатися практично такою, як і неозброєний кабель, оскільки металева стрічка діє як свого роду теплообмінник з навколишнім середовищем.

Як щодо впливу температури довкілля? Тому для правильного застосування табличних значень ємності дизайнер має оцінити температуру місця, де буде встановлений кабель. Строго кажучи, максимальна річна температура реєструється дома, в історичної серії.

. (10)

На рис. 14, бпри переміщенні від точки c до точки b йдемо згідно ЕРС і тому потенціал точки b виявляється більше, ніж потенціал точки c на величину ЕРС, тобто.

. (11)

Чим точніше ця оцінка, тим краще. Зрештою, але не останнє - навпаки, питання, яке зараз аналізується, є найгучнішим - правильне застосуванняпоточної таблиці потужностей вимагає, щоб наведені значення інтерпретувалися як представляють електричну лінію, що складається з одиночного контуру. У всякому разі, це ніби рядок таблиці був єдиною дочкою дитини. Але в реального життяпереважна більшість матерів мають більше однієї дитини. Звісно, це має сенс покарання.

Але, як і в аналогії, більше дітей більше ротів для годування. Насправді він просто не піддається прихованим лініям. З іншого боку, таблиця 37 варта всієї роботи: закриті лінії всіх типів, і навіть кожен жанр відкритої лінії. Замкнуті електричні лінії обслуговуються значеннями, вказаними у рядку 1 таблиці; та електричні лінії відкриваються при значеннях, вказаних у рядках 2-5 таблиці.

Раніше говорилося, що на ділянці ланцюга без ЕРС струм тече від вищого потенціалу до нижчого. Тому в обох схемах рис. 14 потенціал точки a вище, ніж потенціал точки b на величину падіння напруги на резисторі опором:

. (12)

І це включає зокрема відкриті лінії. Поправочні коефіцієнти таблиці 37, як він сам попереджає, є дійсними для кабелів, розташованих в одному шарі. Що робити, якщо лінія живлення містить більше ніж один шар кабелів? За значеннями зазначених розрахункових струмів ми розуміємо, що схеми аналогічні, оскільки результуючі перерізи кабелів, ймовірно, будуть утримуватися в межах трьох нормалізованих послідовних значень. Вводячи 10 схем у таблицю, ми бачимо поправочний коефіцієнт, групуючи 0.

Вводячи таблицю з 10 багатополюсними кабелями в горизонтальній площині, знаходимо множник 0, для трьох кабелів у вертикальній площині, ми маємо множник 0. Розглянемо два попередні приклади, але тепер припустимо, що проектні струми різні, щоб призвести до несиметричних кабелів, тобто перерізів , які не містяться в межах трьох послідовних нормованих значень.

Отже, для рис. 14, амаємо

, або

. (13)

І на рис. 14, бмаємо

, або

. (14)

Як видно, застосування формули для розрахунку поправного коефіцієнта може призвести до серйозних результатів. Це вказує на те, що в певних ситуаціях спосіб встановлення та вибране компонування кабелю повинні бути переглянуті, щоб отримати менше штрафних поправочних коефіцієнтів.

Мал. 1 – Одношарові багатополюсні кабелі. Мал. 2 - Багатошарові кабелі у трьох шарах. Як видно, у таблиці представлена пара значень, які необхідно помножити, щоб отримати відповідний поправний коефіцієнт: конструктор ідентифікує, з одного боку, відповідне значення до трьохфазних ланцюгів або багатополюсних кабелів на кожен шар; і, з іншого боку, значення, яке відповідає кількості шарів; і множить обидва, отримуючи поправний коефіцієнт для аналізованого угруповання.

Позитивний напрямок напруги вказують на схемах стрілкою. Стрілка має бути спрямована від першої літери індексу до другої. Так, позитивний напрямок напруги зобразиться стрілкою, спрямованою від a до c .

З самого визначення напруги випливає також, що . Тому . Іншими словами, зміна чергування індексів дорівнює зміні знака цієї напруги. Зі викладеного ясно, що напруга може бути і позитивною, і негативною величиною.

Слід зазначити, як зазначено в примітці 2 до вихідної таблиці, що окремі значення горизонтальної та вертикальної площин не можуть використовуватися ізольовано, тобто вони не можуть застосовуватися до одношарових кабелів - у цьому випадку таблиця 37. Напевно, кінець цієї історії не був би тепер другий деталлю.

У всіх таблицях коефіцієнтів корекції, заданих нормою, провідники вважаються подібними. Іншими словами, передбачається, що вони мають однакову максимальну температуру для безперервного обслуговування і рівномірно заряджені, тобто пов'язані з розрахунковими струмами, тому їх номінальні перерізи обов'язково будуть утримуватися в межах трьох послідовних нормалізованих секцій. Знову ж таки, ситуація, яка може не відповідати знайденим на практиці.

Закон Ома для ділянки ланцюга, що не містить ЕДС.

Закон Ома встановлює зв'язок між струмом та напругою на деякій ділянці ланцюга. Так, стосовно ділянки ланцюга, зображеному на рис. 13 маємо

.(15)

Закон Ома для ділянки ланцюга, що містить ЕДС.

Закон Ома для ділянки ланцюга, що містить ЕРС, дозволяє знайти струм цієї ділянки за відомою різницею потенціалів на кінцях цієї ділянки та наявної на цій ділянці ЕРС. Так із рівняння (13) маємо для схеми рис. 14, а

Зверніть увагу, однак, що було б практично неможливо скласти таблиці з дійсними поправочними коефіцієнтами для будь-якої мислимої комбінації провідників, тому багато з них були б можливостями. Він додає, що, оскільки конкретніший розрахунок неможливий, поправочний коефіцієнт угруповання у разі провідників різного розміру повинен бути розрахований наступним виразом.

Як зазначено у примітці 5, «вираз відноситься до безпеки та знижує небезпеку перевантаження на кабелях з найнижчим номінальним перерізом; може, однак, призвести до негабаритних кабелів для більш високих секцій. Бокс «Приклади додатків» ілюструє питання, що обговорюються тут, про коефіцієнти кластеризації.

.(16)

Аналогічно рівняння (14) для схеми рис. 14, бслід

.(17)

Рівняння (16) та (17) виражають собою закон Ома для ділянки ланцюга, що містить ЕРС, для різних випадків включення ЕРС.

Розрахунок падіння напруги. У електричній установці напруга, прикладена до клем навантажень, тобто. обладнання повинно залишатися в певних межах. Кожне обладнання, як відомо, має номінальну напругу і невелика зміна завжди фіксується або відповідним стандартом, або виробником.

Ці максимальні межі між місцем установки і будь-якою точкою, призначеною для підключення обладнання, що використовуються, становлять 4% для установок, що живляться загальнодоступною низьковольтною системою, і 7% для тих, які поставляються з власних трансформаторів.

На рис. 1-13 зображено ділянку ланцюга, на якому є резистор опором і немає ЕРС. Крайні точки цієї ділянки позначені літерами a і b . Нехай струм тече від крапки a до точки b .

На малюнку 1 показана проблема падіння напруги в низьковольтній установці - даному випадкувстановлення на трансформаторі. Точні вирази падіння напруги в однофазних та збалансованих трифазних ланцюгах з концентрованим навантаженням. Наприкінці показано малюнку. У умовах ми можемо написати. Збалансовані трифазні ланцюги.

Фазне падіння напруги. Згадуючи, що лінійна напруга в 3 рази перевищує фазу, падіння напруги лінії визначатиметься виразом. Як показує загальний вираз, падіння напруги залежить від типу схеми, довжини ланцюга, струму, перерізу провідників, типу лінії та коефіцієнта потужності навантаження.

Мал. 1-13. Ділянка електричного ланцюга

Для схеми з розподіленими навантаженнями, що допускається з однаковим коефіцієнтом потужності, з провідниками тієї ж секції, яка є найчастішим випадком, краплі напруги будуть обчислюватися дільницею схеми, загальне падіння виходить із суми падінь ділянок, тобто.

Мал. 1 - Падіння напруги на установці, що живиться власним трансформатором. Мал. 2 - Вирази падіння напруги в однофазних та трифазних збалансованих схемах з навантаженням, зосередженим у кінці. Через падіння напруги пристрою ми отримаємо.

У випадку однофазних або трифазних ланцюгів з однофазними 3-жильними ланцюгами та трифазними ланцюгами можна використовувати вирази «концентроване навантаження» або «розподілене навантаження» для розумно збалансованих навантажень між фазами. або, з упакованого падіння напруги одиниці, вираз або.

Відповідно до визначення, напруга між точками a і b

. (1-8)

Розглянемо тепер питання про напругу ділянці ланцюга, що містить як резистор, а й джерело ЭРС.

На рис. 1-14 аі бпоказані ділянки деяких ланцюгів, якими протікає струм . . Знайдемо напругу між точками a і c для цих ділянок.

а) б)

Мал. 1-14. Ділянки електричного кола

За визначенням

. (1-9)

Виразимо потенціал точки a через потенціал точки c . При переміщенні від точки c до точки b (Рис. 1-14, а) йдемо зустрічно ЕРС , тому потенціал точки b виявляється менше, ніж потенціал точки c на величину ЕРС, тобто.

. (1-10)

На рис. 1-14, бпри переміщенні від точки c до точки b йдемо згідно ЕРС і тому потенціал точки b виявляється більше, ніж потенціал точки c на величину ЕРС, тобто.

. (1-11)

Раніше говорилося, що на ділянці ланцюга без ЕРС струм тече від вищого потенціалу до нижчого. Тому в обох схемах рис. 1-14 потенціал точки a вище, ніж потенціал точки b на величину падіння напруги на резисторі опором:

. (1-12)