Mode operasi sirkuit listrik

Untuk rangkaian listrik, mode yang paling khas adalah mode beban, tanpa beban, dan hubung singkat.

Mode pengisian daya… Pertimbangkan pengoperasian rangkaian listrik saat terhubung ke sumber penerima resistansi R (resistor, lampu listrik, dll.).

Berdasarkan Hukum Ohm NS. dll. c.sumber sama dengan jumlah tegangan IR bagian luar rangkaian dan IR0 dari resistansi internal sumber:

Mengingat tegangan Ui dan pada terminal sumber sama dengan penurunan tegangan IR di sirkuit eksternal, kita mendapatkan:

Rumus ini menunjukkan bahwa NS. dll. c.sumber lebih besar dari tegangan yang melintasi terminalnya dengan nilai jatuh tegangan di dalam sumber... Penurunan tegangan IR0 di dalam sumber bergantung pada arus di rangkaian I (arus beban), yang ditentukan oleh resistansi R penerima. Semakin tinggi arus beban, semakin rendah tegangan terminal sumber:

Penurunan tegangan pada sumber juga tergantung pada resistansi internal R0.Ketergantungan tegangan Ui pada arus I digambarkan dengan garis lurus (Gbr. 1). Ketergantungan ini disebut karakteristik eksternal dari sumber.

Contoh 1. Tentukan tegangan terminal generator pada arus beban 1200 A jika e. dll. s. adalah 640 V dan hambatan dalamnya 0,1 Ohm.

Menjawab. Penurunan tegangan melintasi resistansi internal generator

Tegangan terminal generator

Dari semua kemungkinan mode beban, yang nominal adalah yang paling penting. Nominal adalah mode operasi yang ditetapkan oleh pabrikan untuk perangkat listrik ini sesuai dengan persyaratan teknisnya. Ini ditandai dengan tegangan nominal, arus (titik H pada Gambar 1) dan daya. Nilai-nilai ini biasanya tertera di paspor perangkat ini.

Kualitas isolasi listrik dari instalasi listrik tergantung pada tegangan pengenal dan arus pengenal — suhu pemanasan mereka, yang menentukan luas penampang kabel, ketahanan termal dari insulasi yang diterapkan dan laju pendinginan instalasi. Jika arus pengenal terlampaui untuk waktu yang lama, dapat merusak instalasi.

Beras. 1. Karakteristik eksternal dari sumber

Mode siaga… Dalam mode ini, sirkuit listrik yang terhubung ke sumber terbuka, mis. tidak ada sirkuit di arus. Dalam hal ini, penurunan tegangan internal IR0 akan menjadi nol

Oleh karena itu, dalam mode siaga, tegangan pada terminal sumber energi listrik sama dengan e. dll. (titik X pada Gambar 1). Keadaan ini dapat digunakan untuk mengukur e. dll. v. sumber listrik.

Modus hubung singkat. Hubung singkat (korsleting) mode operasi sumber seperti itu disebut ketika terminalnya ditutup oleh kabel yang resistansinya dapat dianggap sama dengan nol. Praktis c. H. terjadi ketika kabel yang menghubungkan sumber ke penerima dihubungkan bersama, karena kabel ini biasanya memiliki resistansi yang dapat diabaikan dan dapat dianggap nol.

Korsleting dapat terjadi sebagai akibat dari tindakan yang tidak tepat oleh personel yang memperbaiki instalasi listrik atau jika insulasi kabel rusak. Dalam kasus terakhir, kabel ini dapat dihubungkan melalui tanah, yang memiliki resistansi sangat rendah, atau melalui bagian logam di sekitarnya (rumah mesin dan peralatan listrik, elemen badan lokomotif, dll.).

Arus hubung singkat

Karena resistansi internal sumber R0 biasanya sangat kecil, arus yang mengalir melaluinya meningkat ke nilai yang sangat besar. Tegangan pada titik hubung singkat menjadi nol (titik K pada Gambar 1), artinya energi listrik tidak akan mengalir ke bagian rangkaian listrik yang terletak di belakang lokasi hubung singkat.

Contoh 2. Tentukan arus hubung singkat generator jika e. dll. dengan sama dengan 640 V dan resistansi internal 0,1 ohm.

Menjawab.

Menurut rumus

Korsleting adalah mode darurat, karena arus besar yang dihasilkan dapat membuat sumber tidak dapat digunakan, serta perangkat, perangkat, dan kabel yang termasuk dalam rangkaian. Hanya untuk beberapa generator khusus, seperti generator las, korsleting tidak berbahaya dan merupakan mode pengoperasian.

Dalam rangkaian listrik, arus selalu mengalir dari titik-titik pada rangkaian yang memiliki potensial lebih tinggi ke titik-titik yang memiliki potensial lebih rendah. Jika ada titik sirkuit yang terhubung ke ground, maka potensialnya dianggap nol. Dalam hal ini, potensi semua titik lain di sirkuit akan sama dengan tegangan yang bekerja antara titik-titik ini dan pentanahan.

Saat Anda mendekati titik yang diarde, potensi berbagai titik di sirkuit berkurang, yaitu voltase yang bekerja antara titik-titik tersebut dan arde. Untuk alasan ini, belitan eksitasi motor traksi dan mesin bantu, di mana tegangan berlebih yang besar dapat terjadi dengan perubahan arus yang tiba-tiba, coba dimasukkan ke dalam rangkaian daya yang lebih dekat ke "tanah" (di belakang belitan angker).

Dalam hal ini, tegangan yang lebih rendah akan bekerja pada insulasi belitan ini daripada jika mereka dihubungkan lebih dekat ke catenary lokomotif listrik arus searah atau ke tiang ungrounded dari instalasi penyearah lokomotif listrik arus bolak-balik (mis. potensi). Dengan cara yang sama, titik-titik rangkaian listrik, yang berpotensi lebih tinggi, lebih berbahaya bagi orang yang bersentuhan dengan bagian aktif dari instalasi listrik. Pada saat yang sama, ia jatuh di bawah tegangan yang lebih tinggi relatif terhadap tanah.

Perlu dicatat bahwa ketika suatu titik dalam rangkaian listrik dibumikan, distribusi arus di dalamnya tidak berubah, karena ini tidak membentuk cabang baru yang melaluinya arus dapat mengalir.Jika Anda membumikan dua (atau lebih) titik pada rangkaian yang memiliki potensi berbeda, maka cabang (atau cabang) konduktif tambahan terbentuk melalui pentanahan dan distribusi arus dalam rangkaian berubah.

Oleh karena itu, pelanggaran atau kerusakan isolasi instalasi listrik, salah satu titik yang dibumikan, menciptakan sirkuit yang melaluinya arus mengalir, yang sebenarnya adalah arus hubung singkat. Hal yang sama terjadi pada instalasi listrik yang tidak dibumikan, ketika dua titik instalasi dibumikan. Ketika sirkuit listrik putus, semua titiknya hingga titik gangguan berada pada potensial yang sama.