Меню

Определения расстояния по постоянному току

8.4 Определение постоянным током расстояния до места повреждения

Привет, Вы узнаете про определение постоянным током расстояния до места повреждения, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое определение постоянным током расстояния до места повреждения , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

При измерениях на постоянном токе и наличии исправных проводов, которые можно использовать, расстояние до места заземления одного из проводов может быть найдено по схеме, аналогичной рис. 8.2, только заземление (через некоторое переходное сопротивление Rn) должно быть перенесено в некоторую точку на проводе, скажем R2 (вместо искусственно создавшегося заземления при измерении асимметрии на конце шлейфа). Возможно использование схемы моста с переменным отношением плеч (схема Муррея, рис. 7.16). Для этой схемы условие равновесия определится выражениями rarx= rb(Rшл — rx) и:

rx = Rшл[ rb / (ra + rb) ], (7.1)

Если провода Л1 и Л2 одинаковы, то:

Показанный пунктиром резистор rдоб используется, когда повреждение весьма близко к ст. А и уравновешивание моста затруднено необходимостью поставить слишком большое соотношение сопротивлений rа и rъ. При использовании rдоб (обычно порядка 10 — 100 Ом) величина 1Хнайдется из условия rа (rх + rдоб) = rb (Rшл — rx) Погрешность измерений вследствие существенной разницы между rа и rдоб возрастет.

8.4 Определение постоянным током расстояния до места повреждения

Рисунок 7.16 Схема Муррея

Важно отметить, что указанные методы измерения 1Х содержат неопределенную погрешность, обусловленную предположением о Постоянстве сопротивления Rп в месте повреждения и о достаточной его малости сравнительно с сопротивлением изоляции проводов Л1 и Л2. Если же эти величины соизмеримы, то точка включения генераторной диагонали моста в линию оказывается до известной степени неопределенной и условия равновесия, записанные выше, в некоторой степени нарушенными . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Поэтому при возможности рекомендуется определять расстояние до места повреждения неоднократно, несколькими методами, с обеих станций, и судить об искомом расстоянии, сопоставляя результаты всех измерений.

Формулы, приведенные для определения .величины 1Х, непригодны, если в качестве исправного провода использован провод, по качеству отличный от поврежденного, или если сам поврежденный провод между станциями А и Б неоднороден. В этих случаях расстояние 1Х нужно определять (исходя из найденного значения rх), имея в виду структуру образованного шлейфа. Кроме того, если имеется возможность использовать два любых несправных привода, то 1Х может быть найдено методами двух и трех измерений

В случае повреждения изоляции между проводами (сообщения над проводов между собой через некоторое переходное сопротивление Rп), когда имеется третий, исправный провод, расстояние до места повреждения может быть достаточно просто определено по схемам Муррея или Варлея. На рис.

7.17 дана схема Варлея.

8.4 Определение постоянным током расстояния до места повреждения

Рисунок. 7.17 Определение расстояния до места сообщения проводов при наличии третьего исправного провода

В схему моста с постоянным соотношением плеч включаете шлейф, составленный не из поврежденной пары проводов, но образованный из исправного провода Rз и одного из проводов поврежденной пары (на рис. 7.17 — R1). Второй же провод поврежденной пары используется для создания генераторной диагонали. Если переходное сопротивление Rn велико, то напряжение батареи можно увеличить до 100 и даже 500 В. Из условия равновесия ra (rc + rx) = rb (Rшл — rx) найдется величина:

rx = (rbRшл — rarc), (7.3)

где Rшл — сумма сопротивлений проводов R1 и R3. Если взять ra = rb,то

rx находят по более простой формуле:

rx = (Rшл — rc)/2, (7.4)

Величина lx определяется из выражения:

Lx= rx/rкм, (7.5) где rкм — сопротивление километра провода R1, взятое для той температуры, при которой измерялось rх. Значение Rшл находят либо по известным на основе ранее проводившихся измерений величинам сопротивлений проводов R1 и R3 (также с температурной поправкой), либо измеряют, для чего в схеме рис. 7.17 достаточно отключить провод R2 от

зажима Л2 и соединить последний с зажимом Л1.

Отсутствие исправленных проводов существенно затрудняет определение места повреждения изоляции, вызывает заметные погрешности измерений и требует каждый раз тщательного исследования, по возможности несколькими способами. Особенно трудно найти в этих случаях искомое расстояние, когда Rп велико и тем более переменно.

К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про определение постоянным током расстояния до места повреждения. Но я — старался. Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое определение постоянным током расстояния до места повреждения и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Источник

Основные методы определения мест повреждения (ОМП)

Неизбежные материальные и финансовые потери, к которым приводит выход из строя кабельной линии (КЛ), заставляют искать наиболее эффективные, минимизирующие эти потери, способы устранения повреждений. Правильный выбор метода и оборудования для поиска мест повреждений определяют эффективность решения поставленной задачи, т.е. максимальную вероятность правильного определения места повреждения и минимальное время, затрачиваемое на это. Причины появления дефектов в кабелях весьма разнообразны. Основные из них: механические или коррозионные повреждения, заводские дефекты, дефекты монтажа соединительных и концевых муфт, осушение изоляции вследствие местных перегревов кабеля и старение изоляции.

Основные виды повреждений силовых кабелей

  • однофазное замыкание на «землю»;
  • межфазное замыкание; межфазное замыкание на «землю»;
  • обрыв жил кабеля без заземления или с заземлением как оборванных, так и необорванных жил;
  • заплывающий пробой, проявляющийся в виде короткого замыкания (пробоя) при высоком напряжении и исчезающий (заплывающий) при номинальном напряжении.

Классификация методов ОМП

Дистанционные методыРис. 1 — Дистанционные методы топографические методыРис. 2 — Топографические методы

Виды повреждений и основные методы поиска

Виды повреждений Схема повреждения Переходное сопротивление, Ом Дистанционный метод Топографический метод Оборудование для определения мест повреждений
Замыкание фаз на оболочку кабеля 1 картинка таблицы.png Rп 4 Мостовой Акустический,
накладная рамка
РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
2 картинка таблицы.png Rп ≤ 50 Импульсный Акустический,
индукционный,
накладная рамка
РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4 Петлевой
(мостовой)
Акустический РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
3 картинка таблицы.png Rп ≤ 50 Импульсный Акустический РЕЙС-105М1, КП-500К
100 4 Мостовой Акустический,
индукционный
РЕЙС-305, SC40, ПКМ-105,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
Замыкания между фазами 4 картинка таблицы.png Rп 10 6 Импульсный,
колебательного разряда
Акустический,
индукционный,
накладная рамка
РЕЙС-305, SC40, SDC50,
SD80, АИП-70,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А,
КП-500К
6 рисунок картинки.png Rп > 10 6 Импульсный,
колебательного разряда
Акустический РЕЙС-305, SC40, SDC50, SD80, АИП-70 ,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А
0 Rп 3 Импульсный Акустический,
индукционный
РЕЙС-105М1,
ГП-24 «Акустик»ПА-1000А,
КП-500К
Заплывающий пробой 7 картинка таблицы.png Rп > 10 6 Колебательного разряда Акустический РЕЙС-305, SC40, SD80,
АИП-70,
ГП-24 «Акустик» , ПА-1000А

Дистанционные (относительные) методы

  • Импульсный метод заключается в том, что в кабельную ли­нию посылаются электрические импульсы (зондирующие импуль­сы), которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда были посланы. По времени прохождения импульса до неоднородности и обратно, которое пропорционально рассто­янию до него вычисляют расстояние. Можно определить рассто­яние до места повреждения, обрыва жилы, длину кабеля, Можно определять расстояния до неоднородностей, муфт, однофазных и междуфазных повреждений кабеля.
  • Емкостный метод возможно использовать при обрывах жил кабеля. Расстояние до места обрыва определяется по значе­нию измеренной емкости жил КЛ. Измерение проводится с помо­щью мостов переменного тока. Мостами переменного тока можно измерять емкость при обрывах с сопротивлением изоляции в ме­сте повреждения не менее 300 Ом. При меньших сопротивлениях точность измерения падает ниже допустимого значения.
  • Метод колебательного разряда используется при опре­делении расстояния до мест однофазных повреждений с переход­ным сопротивлением в месте повреждения порядка 10-100 килоом. С помощью высоковольтной испытательной установки на поврежденной жиле кабеля поднимается напряжение до пробоя. Короткое замыкание в заряженной жиле кабеля приводит к по­явлению электромагнитных волн, которые распространяются от места пробоя в месте дефекта к началу и к концу кабельной линии. Анализируя эпюры напряжения колебательного процесса можно вычислить расстояние до дефекта.
  • Волновой метод используется, в том случае, если сопро­тивление в месте повреждения составляет от нуля до сотен килоом. Осуществляется метод следующим образом. При пробое разрядника высоковольтной выпрямительной установки в линию посылается высоковольтная электромагнитная волна от заряжен­ного конденсатора, которая создает пробой в месте повреждения кабельной линии, что вызывает волновой колебательный процесс в цепи конденсатор-линия. При достижении электромагнитной волной, посланной от конденсатора, места повреждения произой­дет пробой в случае, если сопротивление в месте повреждения не равно нулю Ом, после чего отраженный от повреждения фронт волны вернется к месту посылки — конденсатору, отразится от него и вернется к месту повреждения. Если сопротивление в месте повреждения близко к нулю, разряда не произойдет и волна отраз­ится от короткого замыкания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока волна не затухнет. С помощью измерений времен­ной зависимости напряжения на зажимах кабеля во время коле­бательного процесса, можно установить время, за которое волна достигнет места пробоя, и рассчитать расстояние до него.
  • Петлевой метод основан на измерении сопротивления току жил кабеля (как правило, с помощью моста). Используется при определении места повреждения защитной пластмассовой изоляции. Точность определения расстояния до места поврежде­ния невелика и составляет около 15% измеряемой длины.

Топографические (абсолютные) методы

  • Акустический метод поиска основан на прослуши­вании над местом повреждения звуковых колебаний, возни­кающих в месте повреждения в момент искрового разряда от электрических импульсов, посылаемых в кабельную линию.
  • Потенциальный метод поиска основан на фиксации на поверхности грунта вдоль трассы электрических потенциалов, создаваемых протекающими по оболочке КЛ в земле токами.
  • Индукционный метод поиска основан на контроле магнитного поля вокруг кабеля, которое создается протекающим по нему током от специализированного генератора. Оценивая уровень магнитного поля, определяют наличие КЛ и глубину ее залегания, а по характеру изменения и уровню поля определяют место повреждения. Этот метод применяется для непосредственного отыскания на кабеле мест повреждения при пробое изоляции жил между собой или на «землю», обрыве с одновременным пробоем изоляции между жилами или на «землю», для определения трассы кабеля и глубины его залегания, для определения местоположения соединительных муфт.

Рассмотрим основные свойства и характеристики предъявляемые к поисковой аппаратуре

  • Высокая избирательность приемника. Этот параметр обеспечит электрическую помехозащищенность, позволяющую успешно проводить поиск при наличии мощных источников регулярных помех.
  • Высокая чувствительность приемника. В совокупности с высокой избирательностью обеспечит поиск коммуникаций со слабым сигналом на большой глубине.
  • Качество и временная стабильность выходного сигнала генератора. Это обеспечит и необходимую избирательность, и достаточную помехозащищенность. Кроме того, сигнал генератора не будет влиять на работу другой электронной аппаратуры.
  • Достаточно большая выходная мощность генератора, позволяющая работать на глубоко (до 10 метров) залегающих и протяженных (до нескольких десятков километров) КЛ. Это требование является совершенно необходимым для российских условий. Также мощный и надежный генератор с большим выходным током допустимо использовать в качестве устройства дожига кабеля.
  • Высокая надежность генератора, обеспечивающая неограниченное время работы на активную и реактивную нагрузку в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода с возможными резкими изменениями по величине.
  • Высокие эксплуатационные характеристики. Минимальный диапазон рабочих температур эксплуатации: от -30 °С до +40 °С.
  • Достаточный набор рабочих частот генератора и частотных каналов приемника, обеспечивающий гарантированное выполнение функций трассопоиска и определения мест повреждений.
  • Универсальность, т.е. возможность работать индукционным, акустическим и потенциальным методами. Желательное свойство, позволяющее минимизировать необходимый комплект оборудования.

Все вышеуказанные свойства и характеристики позволяют с максимальной эффективностью, т.е. с минимальными затратами времени, средств и гарантированным результатом проводить поиск мест повреждений КЛ.

В наши дни поиск места повреждения кабеля осуществляется с помощью современных поисковых комплектов. Профессиональные поисковые комплекты, такие как, например, КП-500К, КП-250К и КП-100К позволяют в кратчайшие сроки выполнять поиск места дефекта и определить глубину залегания кабеля.

Источник

Методы определения расстояния до цели при помощи оптического прицела

Часто приходится слышать, что стрелки просто не знают как определить расстояние до мишени (цели), в которую нужно сделать выстрел. И это при том, что на винтовке, или ружье (карабине) установлен оптический прицел. Вообще тема оптических прицелов очень частая в вопросах на форумах и письмах читателей. Основные вопросы — это прицельные сетки и расстояния до объекта наблюдения. Какая из прицельных сеток лучше всего подходит для стрельбы на большие дистанции. Почему именно на большие? Да потому, что на дистанции от 10 до 20 м проще использовать коллиматорный прицел. Я решил упорядочить некоторую информацию по поводу оптики и расстояния.

Простой метод определения расстояния до объекта
Глазомерный способ определения расстояния до мишени
Определение расстояния до цели по угловым размерам
Измерение углов подручными средствами

Простой метод определения расстояния до объекта

На рисунке ниже вы видите прицельную сетку Rangefinder, или как ее называют в народе – «арбалетная сетка». Прицелы, с данным видом прицельной сетки, получили большую популярность среди владельцев оружия с оптическими прицелами. Удобная шкала вычисления расстояний и одновременно вспомогательные перекрестья позволяют очень точно вычислять расстояние до цели, внося определенные корректировки. На рисунке хорошо видно, каким образом можно определять расстояние до цели на примере оптического прицела 4х32.

Визуальное определение расстояния до цели при помощи оптического прицела
(прицельная сетка Rangefinder, или арбалетная сетка)

Методы определения расстояния до цели при помощи оптического прицела

Стоит отметить, что настройку и предварительную калибровку каждого прицела необходимо проводить отдельно. Делать это нужно следующим образом:
— возьмите «эталон» с размером по вертикали и горизонтали 50 см. (например картонную коробку),
— выставьте кратность прицела на 4 (если у вас прицел с переменной кратностью) и взгляните на «эталон» через оптический прицел с расстояния в 30 м. Обычно на таком расстоянии 0,5 метра ширины помещается между кривыми на уровне центрального перекрестья.

Если «эталон» не помещается между кривыми или наоборот намного меньше, то нужно изменить расстояние до мишени, пока не добьетесь нужного результата. Запомните это расстояние, или лучше всего сделайте себе пометку, что бы потом когда будет нужно, вы могли бы быстро вычислить расстояние до цели.

Таким же образом находим расстояния соответствующие всем остальным прицельным маркам на сетке. После этого уже можно начинать пристреливать прицел. «Почему же не наоборот?» — спросите вы. Да потому, что легче пристрелять прицел по уже известным расстояниям. Теперь, взглянув на объект охоты через оптический прицел, вы точно будете знать расстояние до цели.

Такие прицелы можно устанавливать на пневматическом и на огнестрельном оружии.

Для приближенного определения расстояния снайпер, или стрелок может применять следующие также простейшие способы.

Глазомерный способ определения расстояния до мишени

Чтобы поразить цель с первого выстрела, необходимо знать расстояние до нее. Это необходимо для правильного определения величины поправок на боковой ветер, температуру воздуха, атмосферное давление и, главное, для установки правильного прицела и выбора точки прицеливания.

Умение быстро и точно определять расстояние до неподвижных, движущихся, а также до появляющихся целей является одним из основных условий успешной работы снайпера.

Рис. Пропорциональное восприятие снайпером цели сеткой прицела ПСО-1 для выработки автоматических навыков в определении дальности

Основной, самый простой и быстрый, наиболее доступный снайперу в любых условиях боевой обстановки. Однако достаточно точный глазомер приобретается не сразу, он вырабатывается путем систематической тренировки, проводимой в разнообразных условиях местности, в различное время года и суток. Чтобы развить свой глазомер, необходимо чаще упражняться в оценке на глаз расстояний с обязательной проверкой их шагами и по карте или каким-либо другим способом.

Прежде всего, необходимо научиться мысленно представлять и уверенно различать на любой местности несколько наиболее удобных в качестве эталонов расстояний. Начинать тренировку следует с коротких расстояний (10, 50, 100 м). Хорошо освоив эти дистанции можно переходить последовательно к большим (200, 400, 800 м) вплоть до предельной дальности действительного огня снайперской винтовки. Изучив и закрепив в зрительной памяти эти эталоны, легко можно сравнить с ними и оценивать другие расстояния.

В процессе такой тренировки основное внимание следует обращать на учет побочных явлений, которые влияют на точность глазомерного способа определения расстояний:
1. Более крупные предметы кажутся ближе мелких, находящихся на том же расстоянии.
2. Более близко расположенными кажутся предметы, видимые резче и отчетливее, поэтому:
— предметы яркой окраски (белой, желтой, красной) кажутся ближе, чем предметы темных цветов (черного, коричневого, синего),
— ярко освещенные предметы кажутся ближе слабо освещенных, находящихся на том же расстоянии,
— во время тумана, дождя, в сумерки, в пасмурные дни, при насыщенности воздуха пылью наблюдаемые предметы кажутся дальше, чем в ясные солнечные дни,
— чем резче разница в окраске предметов и фона, на котором они видны, тем более уменьшенными кажутся расстояния до этих предметов; например, зимой снежное поле как бы приближает все находящиеся на нем более темные предметы.

3. Чем меньше промежуточных предметов находится между глазом и наблюдаемым предметом, тем этот предмет кажется ближе, в частности:
— предметы на ровной местности кажутся ближе,
— особенно сокращенными кажутся расстояния, определяемые через обширные открытые водные пространства, противоположный берег всегда кажется ближе, чем в действительности,
— складки местности (овраги, лощины), пересекающие измеряемую линию, как бы уменьшают расстояние,
— при наблюдении лежа предметы кажутся ближе, чем при наблюдении стоя.

4. При наблюдении снизу вверх, от подошвы горы к вершине предметы кажутся ближе, а при наблюдении сверху вниз — дальше.

Видимость предметов на различных дистанциях:

Дистанция (км) Предмет
0,1 Черты лица человека, кисти рук, подробности снаряжения и вооружения. Обвалившаяся штукатурка, архитектурные украшения, отдельные кирпичи строений. Форма и цвет листьев, кора стволов деревьев. Нити проволочного заграждения и личное оружие: пистолет, ракетница.
0,2 Общие черты лица, общие детали снаряжения и вооружения, форма головного убора. Отдельные бревна и доски, разбитые окна строений. Листья деревьев и проволока на опорах проволочного заграждения. Ночью — зажженные сигареты.
0,3 Овал лица человека, расцветка одежды. Детали строений: карнизы, наличники, водосточные трубы. Легкое пехотное оружие: винтовка, автомат, ручной пулемет.
0,4 Головной убор, одежда, обувь. Живая фигура в общих чертах. Переплеты рам в окнах строений. Тяжелое пехотное оружие: АГС, миномет, станковый пулемет.
0,5—0,6 Контуры живой фигуры — чётко, различимы движения рук и ног. Крупные детали строений: крыльцо, забор, окна, двери. Сучья деревьев. Опоры проволочного заграждения. Легкая артиллерия: СПГ, ЗУ, БО, тяжелый миномет.
0,7—0,8 Живая фигура — общий контур. Печные трубы и чердачные окна строений различимы. Большие сучья деревьев. Грузовые а/м, боевые машины и танки, стоящие на месте.
0,9—1,0 Очертания живой фигуры — трудно различимы. Пятна окон строений. Нижняя часть ствола и общий контур деревьев. Телеграфные столбы.
2,0—4,0 Небольшие отдельные дома, ж/д вагоны. Ночью — зажжённые фонари.
6,0—8,0 Заводские трубы, скопления небольших домов, большие отдельные постройки. Ночью — зажженные фары.
15,0—18,0 Большие колокольни и большие башни.

Определение расстояния до цели по угловым размерам

Определение расстояния до цели по угловым размерам возможно, если известна наблюдаемая линейная величина (высота, ширина или длина) предмета, до которого определяется расстояние. Способ сводится к измерению угла в тысячных, под которым виден этот предмет.

Тысячная является 1/6000 частью кругового горизонта, увеличивающейся в ширину прямо пропорционально увеличению дистанции до точки отсчета, каковой является центр круга. Для тех, кому трудно понять, запомните, что тысячная на расстоянии:

400 м = 40 см и т.д.

Зная примерные линейные габариты цели, либо ориентира в метрах и угловую величину этого объекта можно определить расстояние, используя формулу тысячной: Д = (В х 1000)/У,
где Д — дистанция до цели
1000 — постоянная неизменяемая математическая величина, присутствующая всегда в этой формуле
У — угловая величина цели, то есть, говоря проще, сколько однотысячных делений на шкале оптического прицела или другого прибора займет цель
В — метрическая (то есть в метрах) известная ширина или высота цели.

К примеру, засечена цель. Необходимо определить до нее расстояние. Каковы действия?
1. Измеряем угол цели в тыс.
2. Габарит предмета, находящегося рядом с целью в метрах, умножаем на 1000
3. Полученный результат делим на измеренный угол в тыс.

Метрические параметры некоторых объектов составляют:

Шкалы имеющихся на вооружении открытых прицелов, оптических прицелов и оптических приборов отградуированы в тысячных и имеют цену деления:

Прицелы ПСО


Монокуляры, бинокли, перископы и трубки разведчика


Открытый винтовочный прицел

Таким образом, для определения расстояния до объекта при помощи оптики необходимо разместить его между делениями шкалы прицела (прибора) и, узнав его угловую величину, подсчитать расстояние, используя приведенную выше формулу.

Пример, нужно определить расстояние до цели (грудная или ростовая мишень), которая поместилась в один маленький боковой отрезок шкалы оптического прицела ПСО-1.

Решение, ширина грудной или ростовой мишени (пехотинец в полный рост), равна 0,5 м. По промерам при помощи ПСО-1 цель закрывается одним делением шкалы боковых поправок, т.е. углом 1 тысячная.
Следовательно: Д=(0,5 х 1000)/1=500м.

Измерение углов подручными средствами

Для измерения углов с помощью линейки необходимо держать ее перед собой, на расстоянии 50 см от глаза, тогда одно ее деление (1 мм) будет соответствовать 0-02.
Точность измерения углов этим способом зависит от навыка в вынесении линейки точно на 50 см от глаза. В этом можно натренироваться с помощью веревки (нитки) такой длины.
Для измерения углов подручными предметами можно использовать палец, ладонь или любой подручный небольшой предмет (спичечную коробку, карандаш, 7,62 мм снайперский патрон), размеры которого в миллиметрах, а следовательно, и в тысячных известны. Для измерения угла такая мерка также выносится на расстояние 50 см от глаза, и по ней путем сравнения определяется искомая величина угла.

Угловые величины некоторых предметов составляют:

Приобретя навыки в измерении углов, следует переходить непосредственно к определению расстояний по измеренным угловым размерам предметов.
Определение расстояний по угловым размерам предметов дает точные результаты лишь при условии, если хорошо известны действительные размеры наблюдаемых предметов, и угловые измерения производятся тщательно с помощью измерительных приборов (бинокля, стереотрубы).

Источник



Постоянный ток — общие понятия, определение, единица измерения, обозначение, параметры

Постоянный токПостоянный ток — электрический ток, не изменяющийся по времени и по направлению. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. В том случае, если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, направление его считают противоположным направлению движения частиц.

Строго говоря, под «постоянным электрическим током» следовало бы понимать «электрический ток постоянный по величине», соответственно математическому понятию «постоянная величина». Но в электротехнику этот термин был введен в значении «электрического тока, постоянного по направлению и практически постоянного по величине».

Под «практически постоянным по величине электрическим током» понимают ток, изменения которого во времени столь незначительны по величине, что при рассмотрении явлений в электрической цепи, по которой проходит такой электрический ток, этими изменениями вполне можно пренебречь, а следовательно, можно не учитывать ни индуктивности, ни емкости электрической цепи.

Наиболее распространенные источники постоянного тока — гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы постоянного тока и выпрямительные установки.

Электрическая цепь

В электротехнике для получения постоянного тока используют контактные явления, химические процессы (первичные элементы и аккумуляторы), электромагнитное наведение (электромашинные генераторы). Широко применяется также выпрямление переменного тока или напряжения.

Из всех источников э. д. с. химические и термоэлектрические источники, а также так называемые униполярные машины являются идеальными источниками постоянного тока. Остальные устройства дают пульсирующий ток, который при помощи специальных устройств в большей или меньшей мере сглаживается, лишь приближаясь к идеальному постоянному току.

Постоянный ток

Для количественной оценки тока в электрической цепи служит понятие силы тока.

Сила тока — это количество электричества Q, протекающее через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Если за время I через поперечное сечение проводника переместилось количество электричества Q, то сила тока I=Q/ t

Единица измерения силы тока — ампер (А).

Плотность тока — это отношение силы тока I к площади поперечного сечения F проводника — I/F. (12)

Единица измерения плотности тока — ампер на квадратный миллиметр (А/мм 2 ).

В замкнутой электрической цепи постоянный ток возникает под действием источника электрической энергии, который создает и поддерживает на своих зажимах разность потенциалов, измеряемую в вольтах (В).

Зависимость между разностью потенциалов (напряжением) на зажимах электрической цепи, сопротивлением и током в цепи выражается законом Ома . Согласно этому закону для участка однородной цепи сила тока прямо пропорциональна значению приложенного напряжения и обратно пропорциональна сопротивлению I = U/R ,

где I — сила тока. A, U— напряжение на зажимах цепи В, R — сопротивление, Ом

Это самый важный электротехнический закон. Подробнее о нем смотрите здесь: Закон Ома для участка цепи

Работу, совершаемую электрическим током в единицу времени (секунду), называют мощностью и обозначают буквой Р. Эта величина характеризует интенсивность совершаемой током работы.

Мощность P=W/t= UI

Единица измерения мощности — ватт (Вт).

Выражение мощности электрического тока можно преобразовать, заменив на основании закона Ома напряжение U произведением IR. В результате получим три выражения мощности электрического тока P = UI= I 2 R= U 2 /R

Большое практическое значение имеет то, что одну и ту же мощность электрического тока можно получить при низком напряжении и большой силе тока или при высоком напряжении и малой силе тока. Этот принцип используют при передаче электрической энергии на расстояния.

Ток, протекая по проводнику, выделяет теплоту и нагревает его. Количество теплоты Q, выделяющейся в проводнике определяют формулой Q = I 2 Rt.

Эту зависимость называют законом Джоуля — Ленца .

цепи постоянного тока

На основании законов Ома и Джоуля — Ленца можно проанализировать опасное явление, которое часто возникает при непосредственном соединении между собой проводников, подводящих электрический ток к нагрузке (электроприемнику). Это явление называют коротким замыканием , так как ток начинает протекать более коротким путем, минуя нагрузку. Такой режим является аварийным.

На рисунке приведена схема включения лампы накаливания E L в электрическую сеть. Если сопротивление лампы R — 500 Ом, а напряжение сети U = 220 В, то ток в цепи лампы будет I = 220/500 = 0,44 А.

Схема, поясняющая возникновение короткого замыкания

Схема, поясняющая возникновение короткого замыкания

Рассмотрим случай, когда провода, идущие к лампе накаливания, соединены через очень малое сопротивление ( R ст — 0,01 Ом), например толстый металлический стержень. В этом случае ток цепи, подходя к точке А, будет разветвляться по двум направлениям: большая его часть пойдет по пути с малым сопротивлением — по металлическому стержню, а небольшая часть тока I л.н — по пути с большим сопротивлением — лампе накаливания.

Определим ток, протекающий по металлическому стержню: I = 220/0,01 =22 000 А.

При коротком замыкании (к.з) напряжение сети будет меньше 220 В, так как большой ток в цепи вызовет большую потерю напряжения, и ток, протекающий по металлическому стержню, будет несколько меньше, но тем не менее во мною раз превышать ток, потреблявшийся ранее лампой накаливания.

Как известно, в соответствии с законом Джоуля-Ленца ток, проходя по проводам, выделяет теплоту, и провода нагреваются. В нашем примере площадь поперечного сечения проводов рассчитана на небольшой ток 0,44 А.

При соединении проводов более коротким путем, минуя нагрузку, по цепи будет протекать очень большой ток — 22000 А. Такой ток вызовет выделение большого количества теплоты, что приведет к обугливанию и возгоранию изоляции, расплавлению материала проводов, порче электроизмерительных приборов, оплавлению контактом выключателей, ножей рубильнике и т. п.

Источник электрической энергии, питающий такую цепь, может быть поврежден. Перегрев проводов может вызвать пожар. Вследствие этого при монтаже и эксплуатации электрических установок, чтобы предупредить непоправимые последствия короткого замыкания, необходимо соблюдать следующие условии: изоляция проводов должна соответствовать напряжению сети и условиям работы.

Площадь поперечною сечения проводов должна быть такой, чтобы нагревание их при нормальной нагрузке не достигало опасного значения. Места соединений и ответвлений проводов должны быть качественно выполнены и хорошо изолированы. В помещении провода должны быть проложены так, чтобы они были защищены от механических и химических повреждений и от сырости.

Чтобы избежать внезапного, опасного увеличения тока в электрической цепи при коротком замыкании, ее защищают с помощью предохранителей или автоматических выключателей.

Существенный недостаток постоянного тока состоит в том, что его напряжение сложно повысить. Это затрудняет передачу электрической энергии на постоянном токе на большие расстояния.

Источник

Читайте также:  Токи бернара при мастопатии