Проводник с током в магнитном поле.

  Если поместить в магнитное поле проводник с током, то между электронами, проходящими по проводнику, и магнитным полем возникнут электромагнитные силы, которые, складываясь, образуют результирующую силу, стремящуюся вытолкнуть проводник из магнитного поля.

Направление действия силы определяют по правилу левой руки: ладонь левой руки надо расположить так, чтобы силовые линии входили в нее, четыре вытянутых пальца совместить с направлением тока, тогда отогнутый большой палец укажет направление действия силы (рис.).

Виток с током в магнитном поле .

 Если поместить в магнитное поле не проводник, а виток (или катушку) и расположить его вертикально, то, применяя правило левой руки к верхней и нижней сторонам витка, получим, что электромагнитные силы, действующие на них, будут направлены в разные стороны. Возникает вращающий момент, который вызовет поворот витка. Виток будет поворачиваться, пока не займет горизонтальное положение (рис.). 

 

Электромагнитная индукция .

1. Если проводник движется в постоянном магнитном поле (пересекает силовые линии), то в нем наводится э.д.с. е=В lvsinα – закон электромагнитной индукции Фарадея.

Направление индуцированной э.д.с. определяется по правилу правой руки: правую руку расположить так, чтобы силовые линии поля входили в ладонь, большой отогнутый палец показывал направление движения проводника, то вытянутые пальцы укажут направление э.д.с.

2. Если каким-либо образом изменять магнитный поток, пронизывающий неподвижный виток (рис.), то индуцированная э.д.с.       e=-Δ Φ /Δ t

Направление э.д.с. в неподвижном замкнутом контуре определяется по правилу Максвелла: если замкнутый контур пронизывается уменьшающимся магнитным потоком, то э.д.с. индукции направлена в ту сторону, в которую приходится вращать рукоятку буравчика, ввинчиваемого поступательно по направлению магнитных линий, если магнитный поток увеличивается, то направление э.д.с. обратное.

Индукционные токи возникают не только в изолированных проводниках и обмотках, но и в сплошных металлических массах, которые подвергаются действию изменяющихся магнитных полей. Эти токи называются вихревыми и вызывают дополнительные потери на нагревание.

Для ослабления вихревых токов сердечники электрических машин собирают из отдельных изолированных пластин.

Самоиндукция.

Если по витку протекает ток, изменяющийся по величине или направлению, то в нем наводится э.д.с., которая называется э.д.с. самоиндукции. Э.д.с. самоиндукции пропорциональна скорости изменения тока.

Направление э.д.с. самоиндукции определяется по правилу Ленца: э.д.с. самоиндукции всегда имеет такое направление, при котором она препятствует изменению вызвавшего ее тока.

При постоянном токе этот процесс наблюдается в момент замыкания и размыкания цепи.

В момент замыкания магнитный поток, создаваемый протекающим по цепи током увеличивается, а появляющаяся э.д.с. препятствует увеличению тока, в момент размыкания ток уменьшается, а э.д.с. самоиндукции препятствует уменьшению тока. Т.о. при замыкании и размыкании цепей ток нарастает и падает постепенно.

Если замкнутый проводник состоит из одного витка, то магнитный поток, пронизывающий контур этого проводника при постоянной магнитной проницаемости пропорционален току, протекающему по проводнику.

Обозначим коэффициент пропорциональности L, получим Ф= LI,  

  L =Ф/ I ( Гн ), где L индуктивность данного проводника.

Если имеется обмотка из w витков, то L = wФ/ I =Ψ / I,

Ψ (пси) - потокосцепление.

Если в цепи, обладающей индуктивностью L, ток за время Δ t изменяется на величину Δ I, то в такой цепи наводится э.д.с. самоиндукции

e= L Δ I/Δ t.

.

Взаимоиндукция .

Взаимоиндукцией называется явление индуцирования э.д.с. в проводнике или катушке при изменении магнитного потока создаваемого другим проводником или катушкой.

Индуцируемая таким образом э.д.с. называется э.д.с взаимоиндукции. З.д.с взаимоиндукции, как и самоиндукции, пропорциональна скорости изменения ток, создающего этого поля, кроме того зависит от числа витков обеих катушек и их взаимного расположения.

Направление определяется по правилу Ленца.

 

Тема 3. Устройство электроустановок. Общие положения ПУЭ

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии

 

Открытыми или наружными ЭУ называются ЭУ, не защищенные зданием от атмосферных воздействий. ЭУ, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., являются наружными.

 

Закрытыми или внутренними ЭУ называются ЭУ, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий.

Электропомещениями называются помещения или отгороженные, например, сетками, части помещения, доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала, в которых расположены ЭУ.

Типы электроустановок.

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, вызывая термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется в ожогах 4-х степеней тяжести - от покраснения -1 степень, до 4-й степени - тяжелые нарушения клетчатки и даже внутренних органов, нагреве тканей, что вызывает в них функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении крови и проявляется в изменении их физико-химического состава.

Биологическое действие тока заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма. Вызывает остановку дыхания, сердечной деятельности и потерю сознания. 

 Свыше 80% смертельных случаев поражения током вызывается именно этим фактором, особенно в электро­установках до 1000В. При фибрилляции сердца его восстановление возможно только при помощи дефибриллятора или прямым массажем сердца.

Любое из перечисленных воздействий тока может привести к электрической травме, т.е. к повреждению организма, вызванному воздействием электрического тока или электрической дуги.

Организм человека представляет собой некую электроустановку, в которой головной мозг вырабатывает электриче­ские импульсы (биотоки мозга), распространяющиеся по нервным тканям и управляющие работой органов человече­ского тела и двигательными реакциями с помощью мышечной системы. Внутренний потенциал в клетках не превы­шает 100 мкВ, а биотоки 30 мкА.

С точки зрения физиологического действия на организм человека различают два уровня напряжений и токов, при которых происходят существенно различающиеся явления, сопровождающие протекание тока через тело человека.

Низкий уровень - характеризуется напряжениями прикосновения до 600В и токами менее 0, 5А, которые протекают по нервным и мышечным тканям человека, вызывают болевое и раздражающее действие (электрический удар).

Высокий уровень - характеризуется напряжениями выше 600-1000В и токами более 0, 5А, которыевызывают тепловое и электролитическое разрушение структуры тканей (ожог) с образованием узкого канала, по которому протекает весь ток.

Наличие двух уровней физиологического действия напряжений прикосновения и токов явилось причиной разделе­ния электроустановок в отношении мер безопасности на электроустановки до 1000В и электроустановки свыше 1000В.

Электроустановки в отношении мер электробезопас­ности разделяются на:

1.электроустановки выше 1000 В в сетях с эффективно зазем­ленной нейтралью (с большими токами замыкание на землю);

2.электроустановки выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкание на землю);

3.электроустановки до 1000 B с глухозаземленной нейтралью;

4.электроустановки до 1000 В с изолированной нейтралью.

Условия работ (помещения) в отношении опасности поражения людей электрическим током можно разделить на следующие категории:

1.условия без повышенной опасности;

2.условия с повышенной опасностью;

3.особо опасные условия;

 

Признаками, характеризующими условия повышенной опасности, являются:

1.наличие сырости (относительная влажность воздуха длительное время превышает 75%);

2.наличие токопроводящей пыли;

3.наличие токопроводящих оснований (металлические, земляные, бетонные, кафельные и т.п. полы);

4.высокая температура (температура превышает постоянно или периодически (более суток) +35 градС);

5.возможность одновременного прикосновения к металлическим частям оборудования и заземленным металлоконструкциям.

При наличии условий повышенной опасности для питания электроприемников доступных прикосновению допускается применять малое напряжение не выше 50В

Признаками, характеризующими особо опасные условия являются:

1.особая сырость (поверхности покрыты каплями влаги);

2.наличие химически активной или органической среды;

3.наличие одновременно двух или более признаков повышенной опасности.

При наличииособо опасных условий для питания электроприемников доступных прикосновению допускается применять малое напряжение не выше 12В.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: