Закон ОМА для полной цепи. Закон ОМА для участка цепи

Классическое определение закона Ома для полной цепи:

Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.

Что же такое электродвижущая сила и внешний и внутрений участки цепи.

Электродвижущая сила. Полная работа сил электростатичес кого поля при движении зарядов по замкнутой цепи постоянного тока равна нулю. Следовательно, вся работа электрического тока в замкнутой электрической цепи оказывается совершенной за счет действия сторонних сил, вызывающих разделение зарядов внутри источника и поддерживающих постоянное напряжение на выходе источника тока. Отношение работы , совершаемой сторонними силами по перемещению заряда вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой источника (ЭДС) :

Внутреннее сопротивление источника тока. В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, электрический ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Например, при подключении лампы накаливания к гальванической батарее карманного фонаря электрическим током нагреваются не только спираль лампы и подводящие провода, но и сама батарея. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. В электромагнитно м генераторе внутренним сопротивлением является электрическое сопротивление провода обмотки генератора.

Внешнее сопротивление как вы уже наверное догадались это сопротивление нагрузки (потребителя).

Закон Ома для участка цепи имеет следующее определение: Сила тока I прямо пропорциональнанапряжению U и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R участка цели.
В виде формулы это можно выразить так:

автор kirill213

Как сила тока зависит от напряжение.

#1 Ответ — Aziz 01.11.2011 20:19

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна -напряжению и обратно пропорциональна - электрическому сопротивлению данного участка цепи. Закон Ома.

Также вопрос.
Падает ли сила тока или увеличиваеться при изменение напряжения?
Пример.
Если у меня потребитель 1000 Ватт.
Расчет сили тока идет по формуле I=P/U
Если напряжение 5000В, то сила тока равна 0,2 А
Если напряжение 220В, то сила тока равна 4,54 А
Если напряжение 12В(автомобиль), то сила тока равна 83А

Принцип работы электроавтомата. Разновидность электроавтоматов.

Я думал, что есть какие-то специальные таблицы, доступные только избранным, что это всё мега-сложно и ужасно, а потом оказалось, что надо всего лишь открыть каталог, например, ABB…

А в каталоге нас ждут вот такие интересные странички. Я их выдернул из PDFника и выложил на всеобщее обозрение. Даю небольшими картинками с активной ссылкой под ними. По ссылке можно сослаться на какой-нибудь форум или скачать себе, чтобы потыкать в нос электрику.

Во-первых, самая основная страница каталога, где описаны самые важные параметры, определяющие время и токи срабатывания автомата (объяснения будут позже).

Во-вторых интересными мне показались поправки на температуру и количество устройств, стоящих рядом. Интересными, потому что некоторые товарищи с некоторых, кхм, офисов летом звонят и говорят: “А ты знаешь, у нас тут что-то автоматы стали отключаться. Наверное поломались. Надо заменить”. Разводка не моя, я ничего там не делал, но знаю что линии у них перегружены, автоматы тёплые, а жара только добавляет вкусностей.

И поправка на количество устройств:

Так вот, начнём разбираться. Первое и самое главное. АВТОМАТ ЗАЩИЩАЕТ НЕ НАГРУЗКУ (от замыканий или ещё чего). АВТОМАТ ЗАЩИЩАЕТ ПИТАЮЩУЮ ЛИНИЮ (КАБЕЛЬ)! Это необходимо отложить себе в мозг! Автомату наплевать на то, что там после кабеля. Его задача – спасти кабель от перегрузки, перегрева и пожара. Поэтому правильный выбор номиналов и параметров кабеля, автомата и розеток должен быть в следующей последовательности:

Смотрим на нагрузки, которые нам надо питать. Сколько они потребляют по мощности, и следовательно ток какой величины будет течь через их питающую линию. Для пересчёта тока в мощность можно использовать самую обычную формулу: P=U*I, где P – мощность, U – напряжение сети (220 вольт в случае квартиры), а I – ток. То-есть, для тока будет так: I = P/U. На самом деле данная формула справедлива только для резистивных нагрузок типа обычных лампочек, нагревателей, чайников. Но для нашего случая можно оооочень прикидочно использовать её и с другими устройствами.

Чтобы питать нашу нагрузку, нам нужна кабельная линия (кусок кабеля). Какой именно? Смотрим на общий суммарный ток, который нам требуется и выбираем необходимый кабель по сечению . Для открытой прокладки можно очень условно прикинуть что 1 кв.мм кабеля = 10А. Для скрытой я “на века и с запасом” считаю как 8А/кв.мм. Смотрим сечение и округляем его в сторону ближайшего из стандартного ряда: 1,5; 2,5; 4; 6; 10.

Автомат выбираем так, чтобы он отключился раньше, чем нашему кабелю настанет кирдык. То-есть, смотрим при каких токах автомат будет отключаться, и смотрим максимальный ток через наш кабель. Если кабель не катит – берём на сечение больше пересчитываем.

Второе. Посмотрим внимательно на автомат. Автомат состоит из двух расцепителей. Теплового и электромагнитного. Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластинка, которая разогревается при протекании через неё тока, при сильном перегреве изгибается, освобождает рычажок внутри автомата, и автомат отключается. Задача теплового расцепителя – реагировать медленно и защищать линию от перегрузок. Он будет срабатывать как раз тогда, когда вы «наподключаете» пяток нагревателей и десяток чайников. В этом случае через кабель потечёт слишком большой (для него) ток, и он может загореться. Вот в этом случае тепловой расцепитель “выжидает” некоторое время (а вдруг перегрузка кратковременная) и отключает линию, спасая её.

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от короткого замыкания. В этом случае ток в линии будет очень большим по сравнению с обычной перегрузкой (в десятки раз), и линию надо отключить мгновенно. Для этого используется обычный электромагнит: катушка с проволокой и сердечник, который опять же приводит в действие механизм автомата, заставляя его выключиться. Пошёл огромный ток – электромагнит втянулся, отрубил линию.

А вот дальше начинаются интересности. Я в описании реле времени и инерционности защиты говорил о том, что в некоторых случаях кратковременный выход параметра за пределы нормы может быть не особо критичным, и защита в этом случае не должна срабатывать слишком паранойно. Это правильно относится и к автоматам. Оказывается, что когда вы включаете какой-нибудь мотор, например пылесоса или дачного насоса, в линии происходит довольно большой бросок тока, опять же в несколько раз превышающий нормальный. Конечно же, по логике работы, автомат должен отключиться. Ну например мотор в рабочем режиме потребляет 5А, а в пусковом – 12. Автомат например стоит на 10А, и от 12ти он должен вырубиться. Что делать? Поставить автомат на 16? Но тогда случись что – заклинило мотор, замкнуло кабель – фиг его знает, отключится он или нет. А меньший – конечно защитит линию, но будет срабатывать от каждого чиха.

Вот чтобы с этим не париться, умные люди придумали такую вещь как “характеристика автомата“. Правильно оно зовётся “Время-токовая характеристика“, но на жаргоне обычно просто характеристикой или категорией отключения. Обозначается она той самой неприметной буковкой перед номиналом автомата, на которую обычно все плевать хотели Бывает B, C, D и для особых извращений – K и Z. Эта характеристика показывает ток и время, при которых будет срабатывать электромагнитный расцепитель автомата. Вот три основных:

B: 3-5 номинала

C: 5-10 номиналов

D: 10-20 номиналов

Характеристика B самая чувствительная и показана к применению в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки больше активные, а какие-нибудь мощные двигатели включаются редко. Характеристика C – самая распространённая (поэтому тоже катит, хе-хе, под жилые здания), и годится для общих случаев. А характеристика D как раз заточена под питание каких-нибудь злобных станков, больших моторов и прочих устройств, где могут быть большие перегрузки при их включении.

Так вот оказывается, что для нашего родного автомата в C16 диапазон токов, при котором он отключается мгновенно (~ 0,1 секунды) будет 80-160 А. Вот так-то! А вы его вешать на хилый кабель? Ну, кабель тоже не дурак и кратковременные перегрузки может выдержать.

Но займёмся более интересным тепловым расцепителем. Как мы помним, он предназначен для защиты линии от длительных перегрузок. То-есть, автомат не обязан отключаться сразу, и вот в этом случае время его НЕотключения может составлять какой-нибудь ЧАС, а то и больше. Заценим каталог, опять же для C16. Кстати, для всех характеристик B, C, D параметры одинаковы, поэтому я дам списочек для распространённых номиналов автоматов.

Время отключения БОЛЕЕ ЧАСА:

6А: 6,78А

10А: 11,3А

16А: 18,08А

25А: 28,25А

А теперь время отключения МЕНЕЕ ЧАСА (но не значит что не именно час):

6А: 8,7А

10А: 14,5А

16А: 23,2А

25А: 36,25А

Так вот отключение в течение часа означает в самом худшем варианте то, что автомат будет греться целый час, держать ток 23А (для номинала в 16А) и только потом отключится. Родимый и ненавистный (задолбался его на розетках видеть!) номинал в 25А привожу специально чтобы поржать на тему того, что перед его отключением ваш кабель в 2.5 кв.мм выгорит нахрен. Вот про это западло все обычно забывают, а именно оно и определяет требуемое сечение кабеля. Потому что кабель должен держать вышеозначенный ток целый час.

Давайте посчитаем, ради интереса. Берём автомат на 16А и кабель в 2,5 кв.мм. Для этого кабеля, положим, максимальный длительный ток будет 2,5*10 = 25А. При этом он довольно ощутимо нагреется. А длительный ток для прокладки в стене будет 2,5*8 = 20А. Это если кабель плохо охлаждается, лежит за какой-нибудь вагонкой в деревянном доме. Посчитаем, так сказать, самый худший случай. Смотрим ещё раз на автомат: более часа автомат на 16А держит ток в 18А, а менее часа – 23А. Самый хреновый вариант – более часа, 18А. Самый хилый ток у кабеля – 20А. 20>18, значит кабель использовать можно. Ну а более простое объяснение для клиентов в танке обычно такое: “А вот видите у вас на розетке написано 16А? Вот значит автомат тоже надо на 16А”. И это действительно так! А что наш родимый номинал 25А, который все так обожают ставить в том случае, если 16А маловато и он почему-то (вот гад такой!) выбивает? А там ток неотключения более часа – 28А. Это означает, что пока автомат соизволит отключиться, ваш кабель будет сам хорошей такой печкой.

Попробуем проверить вторую обоснованную хрень, о том что на кабель в 1.5 кв.мм автомат должен быть не более 10А. 1.5 кв. мм это или 15А или 12. У автомата на 10А токи 11 или 14А. Даже смотреть не надо – прокатываем. А если учесть, что сейчас есть или нанокабели, или наоборот кабели с сильно заниженным сечением, то я строго настаиваю на следующем:

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 277; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!