Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Электрическая нагрузка - это нагрузка создаваемая в электрической сети

Электрическая нагрузка - это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности. Электроприемники присоединяются к электрическим сетям в одиночку или группами. В состав группы могут входить электроприемники как одинакового, так и различного назначения и режима работы. Режим работы системы электроснабжения одинаковых приемников или их групп зависит от режима работы или сочетаний режимов работы одиночных приемников или их групп.

В процессе работы электроприемников характер нагрузки в сети может оставаться неизменным, изменяться в отдельных или всех фазах, сопровождаться появлением высших гармоник тока или напряжения. В связи с этим нагрузку в сети можно разделить на спокойную симметричную (преобладающее большинство трехфазных электроприемников), резкопеременную, несимметричную и нелинейную.

К специфическим нагрузкам относятся резкопеременная, нелинейная и несимметричная нагрузка.

Резкопеременная нагрузка характеризуется резкими набросами и провалами мощности или тока. Несимметричная нагрузка характеризуется неравномерной загрузкой фаз. Она вызывается однофазными и реже трехфазными приемниками с неравномерной загрузкой фаз. При несимметричной нагрузке в сети возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Нелинейная нагрузка создается электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Специфические нагрузки обычно создаются электродуговыми печами, сварочными установками, полупроводниковыми преобразовательными установками. Эти установки, в основном, принадлежат промышленным предприятиям. Учитывая связь электрических сетей промышленных предприятий и сетей сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции, можно считать, что специфические нагрузки промышленных предприятий оказывают влияние и на электрические сети сельскохозяйственного назначения.

Электроприемники сельскохозяйственного назначения по мощности подразделяются на три группы:

1. Большой мощности (больше 50 кВт)

2. Средней мощности (от 1 до 50 кВт)

3. Малой мощности (до 1 кВт).

Некоторые приемники используют для работы постоянный ток и токи повышенной (до 400 Гц) или высокой частоты (до 10 кГц).

Во время работы одни группы приемников могут допускать перерывы в электроснабжении, в то же время перерыв в электроснабжении других недопустим. По надежности и бесперебойности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб (повреждение основного оборудования), расстройство технологического процесса. Эти приемники должны иметь возможность обеспечения электроэнергией не менее чем от двух независимых источников питания. Нарушение их электроснабжения допускается только на время автоматического восстановления электроснабжения от второго источника.

Ко второй категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Электроснабжение приемников второй категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник.

К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение их может осуществляться от одного источника питания. Перерыв электроснабжения допускается на время проведения восстановительных работ, но не более одних суток.

Потреблением из сети не только активной, но также и реактивной мощности сопровождается работы подавляющего большинства электроприемников. Преобразуется активная мощность в механическую мощность на валу рабочей машины или теплоту, а на создание магнитных полей в электроприемниках расходуется реактивная мощность. Основными ее потребителями являются трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи, в которых отстает ток по фазе напряжения. Характеризуется потребление реактивной мощности коэффициентом мощности сosφ, представляющим отношение активной мощности Р к полной мощности S. Является удобным показателем коэффициент реактивной мощности tgφ, который выражает отношение реактивной мощности Q к активной Р (показывает, происходящее потребление реактивной мощности на единицу активной мощности).

Установки с опережающим током являются источниками реактивной мощности. Их применяют для компенсации реактивной нагрузки с индуктивным характером цепи.

Таким образом, нагрузка в электрической сети представляется активными и реактивными нагрузками.

При возникновении электрической нагрузки в распределительной сети, может возникать нагрев токоведущих частей – проводов, кабелей, коммутационных аппаратов, обмоток электродвигателей и трансформаторов. Чрезмерный их нагрев может привести к преждевременному старению изоляции и ее износу. В связи с этим температура токоведущих частей не должна превышать допустимых значений. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. Для определения допустимого (расчетного) тока нагрузки должна быть определена расчетная мощность нагрузки.

За расчетную нагрузку при проектировании и эксплуатации солнечной электростанции принимается такая неизменная во времени нагрузка Iрсч, которая вызывает максимальный нагрев токоведущих и соседних с ними частей, характеризующийся установившейся температурой. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут (около трех постоянных времени нагрева – 3Т, т. е. постоянная времени нагрева Т = 10 мин).

В установках с номинальным током нагрузки более 1000 А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин.

Виды электрической мощности в электроэнергетике

Активная мощность – это среднее значение мощности за полный период. Активная мощностью называют полезную мощность, которая расходуется на совершение работы – преобразование электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в Ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в

Мгновенная мощность – мощность в данный момент времени. В общем случае это скорость потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный промежуток времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике под понятием мощность понимается средняя мощность.

Полная мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности (см. Треугольник мощностей). Измеряется в Вольт-Амперах (ВА).

Присоединенная мощность – это совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе и опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Расчетная мощность – величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, поскольку исходя из неё выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в которой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, которая обусловлена наличием в электрической сети устройств, которые создают магнитное поле (емкости и индуктивности). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения по таким элементам переменного тока, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, таких как (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях в большинстве случаев индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в большей степени только активную мощность, а реактивную «сгенерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр).

Трансформаторная мощность – это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в МВт.

Установленная мощность – алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование.

 Заявленная мощность – это предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

Нагрузка В Электрической Схеме - tokzamer.ru

Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут около трех постоянных времени нагрева — 3Т, т.


Например, при лабораторных испытаниях, всего мкВ напряжения смещения приведет к изменению тока нагрузки на 0,1 А.

Для питания схемы может быть применен малогабаритный трансформатор на В, мощностью Вт и напряжением вторичной обмотки 12В. Источники питания.
Урок №41. Как с помощью резистора уменьшить напряжение?

Нагрев не должен превышать допустимого значения. В реальных установках нагрузка в виде тока или мощности не остается в течение суток неизменной, и поэтому в практику расчетов введены определенные термины и понятия различных видов нагрузок.

Необходимо различать графики: цеховых нагрузок и нагрузок на шинах главного распределительного устройства собственной электростанции или подстанции. Распечатать Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности.


Линии связи Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Номинальная активная мощность электродвигателя — мощность, развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении и токе якоря ротора. В этой статье рассмотрим условные обозначения в электрических схемах: какие бываю, где найти расшифровку, если в проекте она не указана, как правильно должен быть обозначен и подписан тот или иной элемент на схеме.

В установках, имеющих номинальный ток нагрузки больше А, не менее 60 минут достигается установившаяся температура.

Два способа управления нагрузкой с помощью транзистора

Калькулятор расчета тока в однофазных и трехфазных сетях

При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Для улучшения теплопроводности используется термопаста Алсил

Этот материал поможет получить основные сведения о современных электронных нагрузках, их разновидностях и решаемых с их помощью задачах.

Потребителями реактивной мощности также являются электроустановки, работа которых сопровождается искажением синусоидальной кривой тока или напряжения.

Как известно, электрические сети промышленных предприятий связаны через трансформаторные подстанции с сетями сельскохозяйственного назначения, тогда можно считать, что на электросети сельскохозяйственного назначения оказывают влияние специфические электрические нагрузки промышленных предприятий. Годовой график определяет зависимость расходуемой мощности от времени в течение года.

Общее описание схемы Рисунок 1 — Принципиальная электрическая схема электронной нагрузки.

Вторую категорию представляют электроприемники и комплексы электроприемников, при перерыве электроснабжения которых наблюдается массовый недовыпуск продукции, простои механизмов и рабочих. Присоединяются к электрическим сетям электроприемники в одиночку либо группами.

Суточный график показывает зависимость расходуемой мощности от времени в течение суток.
Электропроводка как разделить на группы. Электропроводка своими руками

См. также: Как правильно подключить выключатель двухклавишный

4.2. Графики электрических нагрузок, их числовые характеристики

Данная электронная нагрузка может выдержать более Ампер тока, рассеивая более Вт непрерывно и выдерживая 1 кВт мощности в импульсном режиме.

Для решения практических задач по управлению режимами работы электроэнергетических объектов такая форма представления информации об электрической нагрузке неприемлема, так как она не отражается в виде числовой последовательности и, следовательно, исключается возможность использования цифровых технических систем для обработки этой информации. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа.

В качестве прецизионных операционных усилителей ОУ 1,2 OPG могут применяться любые аналогичные операционные усилители с двухполярным питанием 15В и возможностью регулирования напряжения смещения. Стрелка в кружке указывает направление возрастания потенциала внутри источника ЭДС. Ее основными потребителями являются асинхронные двигатели, трансформаторы, реакторы, индукционные печи, в которых ток отстает по фазе от напряжения.

Примеры устройств, для проверки работы которых применяют электронные нагрузки. Электроприемники могут входить в состав группы не только одинакового, а также различного назначения и режима работы. Данная электронная нагрузка может выдержать более Ампер тока, рассеивая более Вт непрерывно и выдерживая 1 кВт мощности в импульсном режиме. Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

Реальная электрическая цепь может быть представлена в виде активного и пассивного двухполюсников рис. Электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой создается нелинейная нагрузка, при в сети ней появляются высшие гармоники напряжения или тока, происходит искажение синусоидальной формы напряжения или тока. I — Ответвления. Питание схемы осуществляется от отдельного сетевого трансформатора TP1.

Графические обозначения в электрических схемах


Электрическая нагрузка электродвигателя определяется величиной и характером механической нагрузки. Для расчета цепей с двухполюсниками реальные активные и пассивные элементы цепи представляются схемами замещения.

В установках с номинальным током нагрузки более А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин. В — Токоведущая или заземляющая шина. Активная мощность преобразуется в теплоту, механическую мощность на валу рабочей машины и т. Распечатать Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности.

Всё это Вы можете подробно прочитать на страницах отдельных серий электронных нагрузок. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Таким образом, исходя из этого, информацию об электрической нагрузке, представленную в виде реализации случайного процесса, необходимо преобразовать в числовую последовательность без потери информации о такой важной характеристике, как количестве электроэнергии, переданной по элементу электрической сети.
Самодельная электронная нагрузка на ОУ с ООС по току, схема, пояснение её работы, собранный вариант.

Виды и типы электрических схем

Недостатком использования такой схемы в том, что требуется ставить ОУ с очень низким входным смещением, так как даже небольшое изменение смещения может привести к большой погрешности в контролируемом токе. Для данной цепи запишем соотношение по второму закону Кирхгофа 1.

При этом к цеховым нагрузкам следует прибавить потери мощности в цеховых трансформаторах и проводах, подводящих к трансформаторам.

Дополнительные материалы по теме: Электрическая нагрузка. На требующееся для проведения восстановительных работ время, но не больше суток допускается перерыв их электроснабжения.

Например, если двигатели, приводящие в движение механизмы в цеху питаются от сети напряжением В, то в цеху или около цеха должна быть расположена цеховая трансформаторная подстанция, на которой установлены силовые трансформаторы для питания цеховых установок для покрытия цеховых нагрузок. Последовательное включение источников питания источников ЭДС применяется тогда, когда требуется создать напряжение требуемой величины, а рабочий ток в цепи меньше или равен номинальному току одного источника ЭДС рис. В качестве операционных усилителей ОУ 3,4 применяется достаточно распространенная микросхема LM

Статья по теме: Монтаж кабеля в грунт

Виды электрических схем

Сигнал сравнения поступает с выхода измерительного ОУ2 на неинвертирующий вход ОУ3. Их электроснабжение может осуществляться лишь от одного источника питания. D — Символ заземления. Видеообзор электронных нагрузок В этом видеосюжете мы рассмотрим общую информацию о том, что такое электронные нагрузки, для чего они используются и какие бывают.

Виды электрических схем В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Всё это Вы можете подробно прочитать на страницах отдельных серий электронных нагрузок. D — Символ заземления. I — Ответвления. Другие статьи:.

Elektrotechnik fuer Grundlagen der Elektronik

Дополнительная информация по этой теме Мы специально не перегружали эту статью техническими деталями устройства электронных нагрузок и подробным описанием их опций. Подстроечным резистором R18 необходимо добиться, чтобы на всех сегментах индикатора, кроме крайнего левого он должен быть неактивен , отображались нули. Использование реостата при тестировании силовых устройств связано с такими ограничениями: — отсутствие режима постоянного тока потребления; — отсутствие режима постоянной мощности; — отсутствие режима изменения состояния по списку заданных значений; — отсутствие автоматизации работы; — значительная индуктивность реостата; — необходимость использовать дополнительный вольтметр и амперметр. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован.

Нагрузка также может быть выражена в единицах тока. Реальная электрическая цепь может быть представлена в виде активного и пассивного двухполюсников рис. Для схемы рис. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий.
Знакомство с принципиальной схемой. Начинающим

2.4. Нагрузки в цепях переменного тока

Активное сопротивление ( r) – нагрузка, аналогичная той, которая использовалась в цепях постоянного тока.

Реактивные сопротивления (X) – нагрузки, которые не использовались в цепях постоянного тока. Они используются только в цепях переменного тока и не потребляют активную мощность.

Индуктивность

Индуктивность (первый вариант определения) – это свойство физического объекта (катушки) запасать в себе энергию магнитного поля и отдавать её при следующих условиях: если ток и напряжение катушки одного знака, энергия запасается, если же разного знака, то энергия катушкой отдается.

Индуктивность (второй вариант определения) – это коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током, вызвавшем это потокосцепление.

Индуктивность на схемах обозначается буквой L и измеряется в генри (Гн).

Пусть дана катушка (рис. 2.5). Если контур интегрирования (k) направить по силовой линии так, чтобы он охватывал все витки катушки, то закон полного тока при Н = const, можно записать: H k = w i

Магнитная индукция связана с напряженностью: В = m m0Н, где m – относительная величина, показывающая, во сколько раз проницаемость данной среды больше магнитной проницаемости вакуума; m0 – магнитная проницаемость вакуума.

Потокосцепление (y) определяется потоком: , где .

Если Н = const, то, и индуктивность, как коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током, равна:

Тогда становится очевидным, что L – это параметр, зависящий от числа витков, геометрических размеров катушки и магнитной проницаемости среды.

Электрическая ёмкость

Этот элемент так же, как и индуктивность не потребляет активной мощности, его мгновенная мощность лишь колеблется: то запасается, то отдается.

Аналогично индуктивности емкость также имеет два определения:

1) электрическая ёмкость – это свойство физического объекта (в данном случае конденсатора) запасать в себе энергию электрического поля и отдавать её во внешнюю цепь при определенных соотношениях напряжения и тока. Если мгновенное напряжение (u) и мгновенный ток (i) конденсатора одного знака, энергия им запасается, если u и i разных знаков, энергия отдается;

2) электрическая ёмкость – это коэффициент пропорциональности между зарядом (q) и напряжением (u) на обкладках конденсатора, вызвавшем этот заряд.

Это определение вытекает из формулы: q = Cu.

Ток (i) через конденсатор возникает тогда, когда изменяется заряд на его обкладках во времени: , и аналогичен возникновению напряжения на индуктивности:.

Запишем основные величины и формулы для определения ёмкости конденсатора (рис. 2.6):

диэлектрическая проницаемость:

;

теорема Гаусса:

;

формула связи электрического смещения с напряженностью электрического поля:

.

Если напряженность магнитного поля неизменна во всем объеме конденсатора, то . Напряжение на обкладках с учетом поставленных условий равно:

,

тогда , а емкость конденсатора:

В рассматриваемых выводах: D – электрическое смещение; H- напряженность электрического поля; e- диэлектрическая проницаемость среды; S – площадь пластин конденсатора; d – расстояние между пластинами.

Таким образом, ёмкость линейного конденсатора не зависит от заряда, от напряжения, а определяется геометрическими размерами и средой между его обкладками.

Мощность постоянного электрического тока | Формула мощности

Разомкнутые и замкнутые цепи

Начнем с самой простой схемы фонарика и от нее уже будет отталкиваться

Здесь мы видим три радиоэлемента: источник питания Bat, выключатель S и кругляшок с крестиком внутри, то есть лампочку. Все это вместе называется электрической цепью. Так как по цепи не бежит электрический ток, то такую цепь называют разомкнутой.

Но стоит нам щелкнуть выключатель, и у нас тут же загорится лампочка. Такая цепь уже будет называться замкнутой.

Электроэнергия и источник питания

Теперь давайте подробнее разберем нашу схему.  Немного развернем ее в пространстве для удобства, игнорируя ГОСТ по обозначению источника питания:

Как мы помним с прошлой статьи, электрический ток бежит от точки с бОльшим потенциалом, то есть от плюса, к точке с мЕньшим потенциалом, то есть к минусу. Или говоря простым языком: от плюса к минусу. В настоящий момент у нас выключатель разомкнут. Можно сказать, что мы “оборвали” нашу цепь выключателем. В среде электриков и электронщиков говорят, что цепь ” в обрыве”. Ток не бежит, лампочка не горит.

Но вот мы ловким движением руки щелкаем выключатель и у нас цепь замыкается:

Дорога для электрического тока открыта, и он течет от плюса к минусу через лампочку накаливания, которая начинает ярко светиться.

Вроде бы все понятно, но не совсем. Кто или что заставляет светиться лампочку? Мало того, что она светит, она еще и греет!

Что самое первое появилось во Вселенной? Говорят, что время, хотя я думаю, что энергия). Энергия ниоткуда просто так не берется и никуда просто так не исчезает. Это и есть закон сохранения энергии, так что “побрейтесь” фанаты вечных двигателей).

В данном опыте у нас лампочка светит и греет. Получается, что лампочка излучает и тепловую и световую энергию. Вы ведь не забыли, что световые лучи передают энергию? В быту, например, мы используем солнечные панели, чтобы из лучиков получить электрический ток.

Но теперь вопрос такой. Если лампочка излучает световую и тепловую энергию, то откуда она ее получает? Разумеется, от источника питания. Фраза “источник питания” уже говорит сама за себя. Берет энергию наша лампочка прямо от источника питания через проводкИ. Энергия, которая течет через проводочки, называется электроэнергией.

А откуда берет электроэнергию источник питания? Здесь уже есть разные способы добычи электроэнергии. Это может быть падающий поток воды, который крутит мощные лопасти вертушки, которая работает как генератор. Это могут быть химические реакции в батарейках и акумах. Это может быть даже солнечная панелька или вообще какой-нибудь элемент, типа Пельтье, который может вырабатывать электрический ток под действием разности температур. Способов много, а эффект один. Сделать так, чтобы появилась ЭДС.

[quads id=1]

Электрический ток и нагрузка

В дело идет Закон Ома. Как я уже писал, это самый значимый закон во всей электронике. Что такое по сути лампочка? Это вольфрамовый проводок в стеклянной колбе с вакуумом. Вольфрам – это металл, следовательно, он может через себя проводить электрический ток. Но весь прикол в том, что при определенном напряжении он  раскаляется и начинает светиться. То есть отдавать энергию в пространство в виде тепла и излучения.

В холодном состоянии вольфрамовая нить обладает меньшим сопротивлением, чем в раскаленном, более чем в десять раз. Следовательно, лампочка – это просто как сопротивление для электрической цепи. В этой статье я взял лампочку, чтобы визуально показать нагрузку. Нагрузка – от слова “нагружать”. Источнику питания не нравится, когда ему приходится отдавать электроэнергию. Он любит работать без нагрузки 😉

Теперь давайте представим все это с точки зрения гидравлики и механики.

Имеем трубу, по которой бурным поток течет вода. К трубе приделана вертушка, типа водяного колеса. Лопасти вертушки крутят вал.

Рисунок я чертил по всем догмам черчения: главный вид, и справа его разрез.

Если к валу ничего не цепляется, то поток воды бурно бежит по трубе и крутит колесо, а оно в свою очередь крутит вал. Такой режим можно назвать холостым режимом работы водяного колеса, то есть режимом без нагрузки.

Но что будет, если мы начнем использовать вращение вала себе во благо? Например, соединим с помощью муфты вал водяного колеса с валом мини-мельницы?

Думаю, многие из моих читателей сразу догадаются, что водяное колесо начнет притормаживать, так как мы его заставили работать. Крутиться со скоростью холостого хода у нашего вала уже не получится. Скорость будет меньше. То есть в нашем случае у нас на валу есть нагрузка. Что же будет происходить с потоком воды в трубе? Он будет тормозиться, так как лопасти вала не дадут водичке спокойно бежать по трубе. Поэтому, общий поток воды в трубе будет меньше, чем ДО холостого хода вала.

А если нагрузить вал, чтобы тот поднимал  грузовой лифт?

Думаю, вся конструкция тут же встанет колом. То есть большая нагрузка станет непосильна для вала. А если бы мы сделали лопасти вертушки такие, чтобы они полностью перекрывали диаметр трубы, то поток жидкости вообще бы остановился.

Давайте разберем еще один пример для понимания. Все тот же самый рисунок:

Предположим, что мы прицепили к валу наждак, а электродвигатель убрали с этой конструкции. И вот мы решили что-нибудь шлифануть.

Итак, что у нас в результате получается? Если мы будем слабо давить на шлифовальный круг, то у нас круг начнет притормаживаться и уже  будет крутиться с другой скоростью. Если мы сильнее будем давить на круг, то скорость вала еще больше упадет. Если же мощность нашего вала слабовата, мы можем добиться того, что при сильном давлении на круг вообще остановить вал. Тогда и точиться ничего не будет…

Давайте снова вернемся к мини-мельнице

Что будет если поток воды в трубе увеличить в несколько  раз? Мельница будет крутиться так, что ее порвет нахрен! А  если поток воды в трубе будет очень слабый? Разумеется, мельница будет молоть одно-два зернышка в час. Хотя, опять же, с большим потоком воды мы вполне можем поднять лифт.

Понимаете к чему я веду? Все завязано друг с другом! Давление в трубе, скорость потока жидкости и нагрузка… Все они связаны воедино.

[quads id=1]

Мощность электрического тока

Для того, чтобы это показать что к чему, мы возьмем две лампы на 12 Вольт, но разной мощности. На блоке питания выставляю также 12 Вольт и собираю все это дело по схеме, которая мелькала в начале статьи

Мой блок питания может выдать в нагрузку 150 Ватт, не парясь. Беру лампочку от мопеда и цепляю ее к блоку питания

Смотрим потребление тока. 0,71 Ампер

Высчитываем сопротивление раскаленной нити лампочки из закона Ома I=U/R, отсюда R=U/I=12/0,71=16,9 Ом.

Беру галогенную лампу от фары авто и также цепляю ее к блоку питания

Смотрим потребление. 4,42 Ампера

Аналогично высчитываем сопротивление нити лампы. R=U/I=12/4,42=2,7 Ом.

А теперь давайте посчитаем, какая лампочка больше всех Ватт “отбирает”  у источника питания. Вспоминаем школьную формулу P=UI. Итак, для маленькой лампочки мощность составит P=12×0,71=8,52 Ватта. А для большой лампочки мощность  будет Р=12х4,42=53 Ватта. Ого! У нас получилось, что лампочка, которая обладала меньшим сопротивлением, на самом деле очень даже прожорливая.

Итак, если кто не помнит, что такое мощность, могу напомнить. Мощность – это отношение какой-то полезной работы к времени, в течение которого эта работа совершалась. Например, надо вскопать яму определенных размеров. Вы с лопатой, а ваш друг – на экскаваторе:

Кто быстрее справится  с задачей за  одинаковый промежуток времени? Разумеется экскаватор. В этом случае, можно сказать, что его мощность намного больше, чем мощность человека с лопатой.

А теперь представьте, что нам надо полностью под ноль сточить эту железяку:

Подумайте вот над таким вопросом… У нас есть в запасе 5 мин и нам надо сточить железяку по-максимому. В каком случае железяка сточится быстрее всего: если прижимать ее к абразивному кругу со всей дури, прижимать слегка, либо прижимать в полсилы? Не забывайте, что у нас абразивный круг подцеплен к валу, который крутит поток воды в трубе. И да, труба у нас небольшого диаметра.

Кто ответил, что если прижимать в полсилы, то оказался прав. Железяка в этом случае сточится быстрее.  Если прижимать ее со всей дури, то можно вообще остановить круг. Еще раз, что у нас такое мощность? Полезная работа, совершаемая за какой-то промежуток времени. А в нашем опыте полезная работа это и есть стачивание железяки по максималке. Также не забывайте и  тот момент, что если мы будем слегка прижимать железяку, то мы будем ее стачивать пол дня. Поэтому, золотая середина  – это давить железяку в полсилы.

Ну вот мы и снова переходим к электронике 😉

Поток воды – сила тока, давление в трубе – напряжение, давление железяки на круг – сопротивление.  И что в результате мы получили? А то, что лампочка с меньшим сопротивлением обладает большей мощностью, чем лампочка с большим сопротивлением. Не трудно догадаться, если просто посмотреть на фото, но вживую эффект лучше

Но обязательно ли то, что чем меньше сопротивление, тем больше мощности выделяется на нагрузке? Конечно же нет. Во всем нужен расчет, как  и в прошлом опыте, где мы стачивали железяку за определенное время.

И еще один фактор, конечно, тоже надо учитывать. Это давление в трубе. Прикиньте, точим-точим мы железяку, и вдруг давление в трубе стало повышаться. Может быть переполнилась башня, или кто-то открыл краник на полную катушку. Что станет с наждаком? Его обороты ускорятся,  так как сила потока воды в трубе увеличится,  а следовательно, мы еще быстрее сточим нашу железку.

Формула мощности для постоянного электрического тока

Поэтому формулы мощности в электронике имеют вот такой вид:

Отсюда  A=IUt

где,

А – это полезная работа, Джоули

t  – время,  секунды

U – напряжение, Вольты

I – сила тока, Амперы

P – собственно сама мощность, Ватты

R – сопротивление, Омы

Как вы можете заметить, формула P=I2 R говорит нам о том, что не всегда на маленьком сопротивлении вырабатывается большая мощность и то, что мощность очень сильно зависит от силы тока. А как поднять силу тока? Добавить напряжения ;-). Закон Ома работает всегда и везде.

А из формулы P=U2/R, можно увидеть, что чем меньше сопротивление и больше напряжение в цепи, тем больше мощность будет выделяться на нагрузке. А что такое выделение мощности на нагрузке? Это может быть тепло, свет, какая-либо механическая работа и тд. Короче говоря, выработка какой-либо полезной энергии для наших нужд.

Электрическая нагрузка. Виды электрических нагрузок.

Электроприемники, включенные в электрическую сеть для работы, создают в сети нагрузки, которые выражаются в единицах мощности или тока. Электроприемники присоединяются к электрическим сетям в одиночку или группами. В состав группы могут входить электроприемники как одинакового, так и различного назначения и режима работы. Режим работы системы электроснабжения одинаковых приемников или их групп зависит от режима работы или сочетаний режимов работы одиночных приемников или их групп.

В процессе работы электроприемников характер нагрузки в сети может оставаться неизменным, изменяться в отдельных или всех фазах, сопровождаться появлением высших гармоник тока или напряжения. В связи с этим нагрузку в сети можно разделить на спокойную симметричную (преобладающее большинство трехфазных электроприемников), резкопеременную, несимметричную и нелинейную. Резкопеременная, несимметричная и нелинейная нагрузка относятся к специфическим нагрузкам.

Резкопеременная нагрузка характеризуется резкими набросами и провалами мощности или тока. Несимметричная нагрузка характеризуется неравномерной загрузкой фаз. Она вызывается однофазными и реже трехфазными приемниками с неравномерной загрузкой фаз. При несимметричной нагрузке в сети возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Нелинейная нагрузка создается электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Специфические  нагрузки  обычно  создаются  электродуговыми печами, сварочными установками, полупроводниковыми преобразовательными установками. Эти установки, в основном, принадлежат промышленным предприятиям. Учитывая связь электрических сетей промышленных предприятий и сетей сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции, можно считать, что специфические нагрузки промышленных предприятий оказывают влияние и на электрические сети сельскохозяйственного назначения.

По мощности электроприемники сельскохозяйственного назначения можно разделить на три группы: большой мощности (свыше 50 кВт), средней мощности (от 1 до 50 кВт) и малой мощности (до 1 кВт). Некоторые приемники используют для работы постоянный ток и токи повышенной (до 400 Гц) или высокой частоты (до 10 кГц).

Во время работы одни группы приемников могут допускать перерывы в электроснабжении, в то же время перерыв в электроснабжении других недопустим. По надежности и бесперебойности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб (повреждение основного оборудования), расстройство технологического процесса. Эти приемники должны иметь возможность обеспечения электроэнергией не менее чем от двух независимых источников питания. Нарушение их электроснабжения допускается только на время автоматического восстановления электроснабжения от второго источника.

Ко второй категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Электроснабжение приемников второй категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник.

К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение их может осуществляться от одного источника питания. Перерыв электроснабжения допускается на время проведения восстановительных работ, но не более одних суток.

Работа большинства электроприемников сопровождается потреблением из сети не только активной, но и реактивной мощности [1, 3]. Активная мощность преобразуется в теплоту, механическую мощность на валу рабочей машины и т. п. Реактивная мощность расходуется на создание магнитных полей в электроприемниках. Ее основными потребителями являются асинхронные двигатели, трансформаторы, реакторы, индукционные печи, в которых ток отстает по фазе от напряжения. Потребителями реактивной мощности также являются электроустановки, работа которых сопровождается искажением синусоидальной кривой тока или напряжения. Потребление реактивной мощности характеризуется коэффициентом мощности сosφ, представляющим собой отношение активной мощности Р к полной мощности S. Удобным показателем является коэффициент реактивной мощности tgφ, выражающий отношение реактивной мощности Q  к активной Р, т. е. он показывает, какая реактивная мощность потребляется на единицу активной мощности.

Установки с опережающим током являются источниками реактивной мощности. Их применяют для компенсации реактивной нагрузки с индуктивным характером цепи.

Таким образом, нагрузка в электрической сети представляется активными и реактивными нагрузками.

Появление в распределительной сети электрической нагрузки вызывает нагрев токоведущих частей – проводов, кабелей, коммутационных аппаратов, обмоток электродвигателей и трансформаторов. Чрезмерный их нагрев может привести к преждевременному старению изоляции и ее износу. В связи с этим температура токоведущих частей не должна превышать допустимых значений. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. Для определения допустимого (расчетного) тока нагрузки должна быть определена расчетная мощность нагрузки.

За расчетную нагрузку при проектировании и эксплуатации СЭС принимается такая неизменная во времени нагрузка Iрсч, которая вызывает максимальный нагрев токоведущих и соседних с ними частей, характеризующийся установившейся температурой. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут (около трех постоянных времени нагрева – 3Т, т. е. постоянная времени нагрева Т = 10 мин). В установках с номинальным током нагрузки более 1000 А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин.

★ Нагрузка, электротехника - коэффициент мощности .. Информ

Пользователи также искали:

что такое нагрузка в спорте, что такое нагрузка в цепи, как обозначается нагрузка, характер нагрузки цепи, нагрузка - - это, Нагрузка, нагрузка, такое, цепи, как обозначается нагрузка, характер нагрузки цепи, нагрузка физика, нагрузка электронная, электронная, обозначение, спорте, обозначается, характер, нагрузки, физика, что такое нагрузка в спорте, что такое нагрузка в цепи, нагрузка - - это, электротехника, Нагрузка электротехника, нагрузка обозначение, нагрузка (электротехника), коэффициент мощности. нагрузка (электротехника),

Типы электрических потребителей. Активная и реактивная нагрузка, активно-индуктивная и активно-емкостная, в чем различия?

Какие типы электрических потребителей бывают? Активная и реактивная нагрузка, активно-индуктивная и активно-емкостная, в чем различия?

В повседневной жизни и общениях с клиентами интернет-магазина Электрокапризам-НЕТ! мы выясняем множество технических вопросов и максимально точно подбираем оборудование под  инженерные задачи. Имея большой опыт работ и выбора технических решений  специалистами компании НТС-ГРУПП (ТМ Электрокапризам-НЕТ!) была собрана масса полезной информации, которую мы попытались структурировать и  в сжатом виде донести нашим клиентам путем публикации на сайте.  Ниже приведена своеобразная  классификация типа нагрузок с небольшими комментариями, а в следующей статье будут описаны особенности выбора мощности, запаса мощности и варианты использования источников бесперебойного питания, стабилизаторов напряжения и электрогенераторов в сетях с несбалансированным распределением потребителей, с различными видами активной и реактивной нагрузкок и др.

Применительно к выбору оборудования классифицируем типы нагрузок следующим образом

1. По типу электрического потребления нагрузки делятся на:

АКТИВНУЮ:  - Активная (или еще известную, как резистивная) нагрузка. В этом случае закон Ома выполняется в каждый момент времени и аналогичен закону Ома для схем постоянного тока. В качестве примеров : электрическая лампочка накаливания, нагревательный элемент (ТЭН), электрическая плита, бойлер и т.п.

РЕАКТИВНУЮ, которая также разделяется на такие:

-  Индуктивная нагрузка - нагрузка, через которую ток отстает от напряжения и нагрузка потребляет реактивную мощность. Примеры: асинхронные двигатели, электромагниты, катушки дросселей, трансформаторы, выпрямители, преобразователи построенные на тиристорах. Индуктивная (реактивная) нагрузка преобразует в течение одной половины полупериода энергию электрического тока в магнитное поле, а течении следующей половины преобразует энергию магнитного поля в электрический ток. При этом в индуктивной нагрузке кривая тока отстаёт от кривой напряжения на ту же половину полупериода. Примером для данного вида нагрузок может быть дроссель или катушка индуктивности.

-  Ёмкостная (реактивная) нагрузка преобразует в течение одной половины полупериода энергию электрического тока в электрическое поле, а течении следующей половины преобразует энергию электрического поля в электрический ток. При этом в ёмкостной нагрузке кривая тока опережает кривую напряжения на ту же половину полупериода. Примером данного вида нагрузок может быть конденсатор.

На практике  чистые реактивные нагрузки в электротехнике не встречаются. Вся электротехника работает с коэфициентом полезного действия ниже 100% вследствие рассеяния части энергии в виде тепловых потерь, потерь при излучении и др. побочных явлений. Таким образом в практической электротехнике применяется понятие активно-реактивной нагрузки. Активно-реактивная нагрузка также подразделяется на две: активно-индуктивная и активно-емкостная.

Активно-индуктивная нагрузка может рассматриваться как последовательное или параллельное соединение активного сопротивления и идеальной индуктивности. Примером таких нагрузок может быть обмоточный электромагнитный трансформатор, электродвигатель, электромагнитное пускорегулирующее устройство для люминесцентных ламп, катушка зажигания в автомобиле. Для этого вида нагрузок характерен бросок напряжения в момент размыкания электрической цепи.

Активно-ёмкостная нагрузка может рассматриваться как последовательное или параллельное соединение активного сопротивления и идеальной ёмкости. Примером таких нагрузок может быть конденсатор, электронные блоки питания галогенных или люминесцентных ламп. Для этих нагрузок характерен бросок тока в момент замыкания электрической цепи, особенно если он произошёл в тот момент, когда напряжение в сети максимально, или близко к максимальному.

При протекании тока через активно-реактивную нагрузку часть тока будет протекать через прибор, не производя никакой полезной работы. При этом максимумы и минимумы тока и напряжения будут достигаться в разное время, а кривые изменения по времени тока и напряжения будут не совпадать – оставаясь, при этом, периодическими функциями. Происходит сдвиг тока и напряжения по фазе.  Для обозначения зависимости такого сдвига применяется понятие Косинус угла между током и напряжением, и обозначается как cos(ϕ). Этот параметр является очень важным в электротехнике, которым не стоит пренебрегать при расчетах и выборе стабилизаторов напряжения, источников бесперебойного питания и электрогенераторов.

2. Фазность электропотребителей:

- однофазные –потребители рассчитанные на электропитание от 220/230В по схеме фаза-ноль-земля.

- трехфазные – потребители для которых необходимо подать напряжение 380В/400В в схеме с нейтралью и землей.

3. По способу распределения нагрузки (для трехфазных схем)

- Сбалансированные – сбалансированными считают такое распределение постребителей, когда на каждой фазе в трехфазной схеме мощности нагрузок распределены равномерно (с перекосом не более +/-20%). В качестве примера можно привести коттедж с трехфазным вводом электроснабжения, в котором при проектировании и монтаже электрических потребителей  15 кВт мощности равномерно распределили  по 5 кВт на каждую  фазу. Еще одним примером можно выделить промышленный цех, в котором преобладают трехфазные потребители и таким образом все три фазы будут нагружены равномерно.

- Несбалансированные – характеризуются как хаотично-нагруженные фазы, где нагруженность фаз может отличаться на 100% между собой. Примером может служить частный трехэтажный дом в котором на каждый этаж отводится одна фаза. Как показывает практика первый этаж дома (т.е. одна из фаз) обычно перегружена в силу того, что на первом этаже размещаются:  кухня, бойлерная и комната отдыха, а на остальных этажах спальни с бытовой техникой. В итоге одна фаза может быть  нагружена на 100%, а другие используются редко или не сильно нагружены. 

Значение электрической линии и нагрузки

В сфере электротехники термины «линия» и «нагрузка» являются сокращенными словами, которые относятся к проводам, которые передают мощность от источника к устройству (линии), по сравнению с проводами, передающими энергию другим устройствам дальше по цепи ( нагрузка). Ряд других более разговорных терминов также используется для описания того же самого, например входящих против исходящих проводов или восходящего потока против нисходящего .

Эти термины используются в контексте одного устройства и электрической коробки, так что провода, которые подают питание в коробку, описываются как линия , провода, восходящих проводов или входящих, проводов, , , в то время как провода, идущие дальше к другим устройствам, описываются как нагрузка, нисходящий поток, или исходящие провода. И эти термины относятся к расположению устройства в цепи, поскольку провод нагрузки для одной розетки становится линией проводом для следующей розетки ниже по цепи.

Термины «линия» и «нагрузка» имеют ряд применений в разных частях электрической системы.

Сервисный вход и главная панель

Входящее питание от коммунальной компании поступает на линию со стороны электросчетчика. Он покидает счетчик со стороны нагрузки , а затем питает линию со стороны линии разъединяющей или сервисной электрической панели. Сервисная панель также имеет соединения линии и нагрузки - линия питает главный выключатель в панели, в то время как отдельные автоматические выключатели ответвления могут рассматриваться как нагрузка по отношению к главному выключателю.

Цепи

Розетки (розетки), выключатели, осветительные приборы и другие электрические устройства обычно подключаются в виде нескольких проводов в одну цепь. Для первого устройства линия - это провод, идущий от сервисной панели к устройству, а нагрузка - это провод, идущий от первого устройства ко второму устройству, расположенному ниже по цепи. На втором устройстве линия является источником питания, поступающим от первого устройства; нагрузка - это провод, идущий к третьему устройству в цепи, и так далее.

То же значение может относиться и к самому устройству. Линия Сторона розетки - это место, где вы подключаете входящий источник питания. Сторона нагрузки - это место, где мощность покидает устройство (или электрическую коробку) и проходит по цепи.

Розетки GFCI

Линия и нагрузка имеют особое значение при подключении выходов прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI). GFCI имеют две пары винтовых клемм для подключения проводов: одна пара обозначена LINE, а другая - LOAD.Подключение только к линейным клеммам приводит к тому, что розетка обеспечивает защиту GFCI только для этой розетки. Подключение к линии и клемм нагрузки (с использованием двух электрических кабелей или двух наборов гибких проводов) обеспечивает защиту GFCI для этой розетки, а также для других стандартных розеток, расположенных ниже по потоку в той же цепи.

Другие значения словосочетаний «линия» и «нагрузка»

При подключении низковольтных цепей, например, питающих дверные звонки или ландшафтное освещение, «нагрузка» относится к частям цепи, которые находятся под полным домашним напряжением (обычно 120 вольт), чтобы отличить их от низковольтной проводки и устройств, которые используются после понижения напряжения на трансформаторе.

«Нагрузка» также является общим термином для описания потребности в электроэнергии или потребляемой мощности, которую устройство или прибор помещает в цепь. Например, в цепи освещения вы можете сложить максимальную мощность всех осветительных приборов в цепи, чтобы рассчитать «общую нагрузку» или максимальную потенциальную потребляемую мощность всех источников света.

Напряжение

- Что такое нагрузочный резистор?

Нагрузочный резистор на самом деле является абстрактным термином ...

Если вы считаете, что электрическая цепь предназначена для воздействия на какое-то другое устройство для выполнения «работы», то это внешнее устройство является «НАГРУЗКОЙ» цепи.

смоделировать эту схему - Схема создана с помощью CircuitLab

Однако это не так просто, поскольку у нагрузки должна быть ссылка. Рассмотрим схему ниже.

смоделировать эту схему

Обратите внимание, на этот раз есть два резистора \ $ R1 \ $ и \ $ R2 \ $. \ $ R2 \ $ подключен к клеммам левой цепи, которая включает \ $ R1 \ $.

Как и раньше, вы можете сказать, что \ $ R2 \ $ - это нагрузка для этой схемы.Однако вы также можете сказать, что нагрузка на генератор напряжения равна \ $ R1 + R2 \ $. Итак, вы можете видеть, они, строго говоря, загружаются ОБА в зависимости от того, куда вы смотрите.

Однако, вообще говоря, мы говорим, что то, что выполняет предполагаемую работу схемы, - это нагрузка.

Нагрузки могут быть простыми линейными сопротивлениями или могут быть комплексными сопротивлениями, как показано ниже.

смоделировать эту схему

Нагрузочный резистор может иметь несколько значений.Нагрузка в этой цепи - это эффективное сопротивление всех компонентов справа. \ $ R1 \ $ в этом случае можно с полным правом называть "нагрузочным резистором", поскольку существует только один, но, как вы можете видеть, это может вызвать путаницу.

Чтобы еще больше запутать, иногда мы используем другое значение для нагрузочного резистора.

смоделировать эту схему

В приведенной выше схеме схема регулятора напряжения предназначена для управления нагрузочным резистором \ $ R1 \ $.Однако из-за того, как работает этот регулятор, к нему должно быть что-то прикреплено, чтобы потреблять минимальный ток, чтобы он мог правильно регулировать. Чтобы соответствовать этому требованию, в комплект входит внутренний «нагрузочный резистор» \ $ R2 \ $.

Вкратце

Нагрузка и, в частности, Нагрузочный резистор - это расплывчатое понятие, предназначенное для фокусирования функции на рассматриваемых объектах и ​​всегда ссылающееся на то, что управляет указанной нагрузкой.

Нагрузочный резистор

, в частности, широко используется во время обучения, чтобы позволить вам математически моделировать схемы.Так же, как я сделал выше. На самом деле нагрузка редко бывает резистором.

видов электрических нагрузок | Sciencing

Электрическая нагрузка - это часть электрической цепи, в которой ток преобразуется во что-то полезное. Примеры включают лампочку, резистор и двигатель. Нагрузка преобразует электричество в тепло, свет или движение. Другими словами, часть схемы, которая подключается к четко определенной выходной клемме, считается электрической нагрузкой.

В цепях существуют три основных типа нагрузок: емкостные нагрузки, индуктивные нагрузки и резистивные нагрузки.Они различаются тем, как они потребляют энергию в установке переменного тока (AC). Типы емкостной, индуктивной и резистивной нагрузки слабо соответствуют осветительной, механической и тепловой нагрузкам. Некоторые ученые и инженеры ссылаются на «линейные» и «нелинейные» нагрузки, но эти термины не так полезны.

Резистивные нагрузки

Нагрузки, состоящие из любого нагревательного элемента, классифицируются как резистивные нагрузки. К ним относятся лампы накаливания, тостеры, духовки, обогреватели и кофеварки. Нагрузка, которая потребляет ток по синусоидальной схеме нарастания и убывания в сочетании с синусоидальным изменением напряжения, то есть максимальной, минимальной и нулевой точками значений напряжения и тока с течением времени, является чисто резистивной и не включает других элементов.

Индуктивные нагрузки

Нагрузки, питающие электродвигатели, являются индуктивными. Они встречаются в различных предметах домашнего обихода и устройствах с движущимися частями, включая вентиляторы, пылесосы, посудомоечные машины, стиральные машины и компрессоры в холодильниках и кондиционерах. В отличие от резистивных нагрузок, в чисто индуктивной нагрузке ток следует синусоидальному шаблону, который достигает пика после пиков синусоидального напряжения, поэтому максимальная, минимальная и нулевая точки находятся в противофазе.

Емкостные нагрузки

В емкостной нагрузке ток и напряжение не в фазе, как при индуктивной нагрузке. Разница в том, что в случае емкостной нагрузки ток достигает максимального значения раньше, чем напряжение. Форма волны тока опережает форму волны напряжения, но при индуктивной нагрузке форма волны тока отстает от нее.

В технике емкостные нагрузки не существуют в автономном формате. Никакие устройства не классифицируются как емкостные, как лампочки - как резистивные, а кондиционеры - как индуктивные.Однако конденсаторы в больших цепях полезны для управления энергопотреблением. Их часто включают на электрические подстанции для улучшения общего «коэффициента мощности» системы. Индуктивные нагрузки увеличивают стоимость данной энергосистемы и уменьшают количество энергии, которая преобразуется в другую форму энергии. Конденсаторы устанавливаются для компенсации этого стока.

Электрические источники и электронная нагрузка | Основная теория постоянного тока (DC)

По определению, источник - это устройство, доставляющее энергию в систему, а нагрузка - это устройство, извлекающее энергию из системы.Примеры типичных источников электроэнергии включают генераторы, фотоэлектрические элементы, термобатареи и батареи первичных элементов. Эти устройства создают электрическое напряжение, которое, в свою очередь, заставляет электрический ток течь в цепи. Примеры типичных электрических нагрузок включают резисторы, лампы и электродвигатели. Эти устройства препятствуют прохождению через них электрического тока, создавая в результате падение напряжения .

В работающей цепи электрические источники и нагрузки можно легко отличить путем сравнения их направления тока и полярности напряжения.Электрический источник всегда проявляет полярность напряжения в направлении , помогая направлению потока заряда; т.е. источник «проталкивает» ток. Электрическая нагрузка всегда проявляет полярность напряжения в направлении , противоположном направлению потока заряда; т.е. нагрузка «сопротивляется» току.

Способ, которым мы обозначаем направление тока (поток заряда), становится здесь очень важным. Поскольку есть два общепринятых обозначения - поток электронов и «обычный» поток, прямо противоположные друг другу, легко запутаться.

Сначала мы видим диаграмму, показывающую источник и нагрузку в обозначении электронного потока. Электроны, будучи отрицательно заряженными частицами, отталкиваются отрицательными (\ (- \)) полюсами как источника, так и нагрузки и притягиваются к положительным (+) полюсам как источника, так и нагрузки. Разница между источником и нагрузкой состоит в том, что устройство-источник мотивирует поток электронов, в то время как устройство нагрузки сопротивляется потоку электронов:

В случае источника (батареи) полярность напряжения работает на направление движения заряда.В случае нагрузки (резистора) полярность падения напряжения работает против направления движения заряда.

Затем мы видим диаграмму, показывающую тот же источник и нагрузку, на этот раз с использованием «обычных» обозначений потока для обозначения направления тока. Здесь мы должны представить себе положительно заряженные носители, движущиеся по проводам, а не электроны. Эти положительные носители заряда отталкиваются любым положительным (+) полюсом и притягиваются к любому отрицательному (\ (- \)) полюсу. В этом свете мы видим точно такой же принцип в действии: видно, что исходное устройство мотивирует поток этих положительных носителей заряда, в то время как загрузочное устройство сопротивляется потоку:

Несмотря на использование разных обозначений для движения заряда, концепция источника и нагрузки остается прежней.В случае источника (батареи) полярность напряжения работает на направление движения заряда. В случае нагрузки (резистора) полярность падения напряжения работает против направления движения заряда.

Альтернативное обозначение напряжения (кроме символов «+» и «\ (- \)»), которое многие студенты находят особенно показательным, - это использование изогнутых стрелок, где кончик изогнутой стрелки - это положительный полюс, а хвост изогнутой стрелки - отрицательный полюс.Это обозначение предназначено для использования, когда направление тока (с использованием «прямых» или «угловых» стрелок) показано с использованием обычных обозначений потока:

Использование стрелок для обозначения полярности напряжения в дополнение к использованию стрелок для обозначения направления тока очень интуитивно понятно. Он показывает, в какую сторону каждый компонент в цепи постоянного тока «толкает» по отношению к потоку носителей заряда. Обратите внимание, как стрелка напряжения источника указывает в том же направлении, что и ток: это означает, что источник стимулирует ток, заставляя носители заряда течь в этой цепи.Обратите внимание на то, как стрелка напряжения резистора указывает противоположно направлению тока: это означает, что резистор противодействует току, в некотором смысле «борясь против» потока носителей заряда. Это сравнение направления стрелки напряжения и стрелки тока делает различие между источниками и нагрузками довольно очевидным: источники толкают в направлении тока, а нагрузки толкают против направления тока.

Я лично сожалею о неясности обозначения напряжения в виде «изогнутой стрелки», поскольку оно в значительной степени помогает понять это критически важное различие между источниками и нагрузками.Когда стрелки напряжения и тока указывают в одном направлении, это означает, что рассматриваемый компонент мотивирует носители заряда и, следовательно, передает энергию цепи. Когда стрелки напряжения и тока указывают в противоположных направлениях, это означает, что рассматриваемый компонент противодействует движению носителей заряда и, следовательно, действует для извлечения энергии из цепи.

Это напрямую относится к концепции фундаментальной физики работы , в частности, в отношении математического знака работы, являющегося функцией относительного угла между силой и смещением.Когда сила действует в том же направлении, что и движение, проделанная работа положительна; когда сила действует в направлении, противоположном движению, проделанная работа отрицательна:

Положительная работа представляет собой вливание энергии в систему (источник), в то время как отрицательная работа представляет собой извлечение энергии из этой системы (нагрузка).

Если мы исследуем гидравлическую систему, в которой насос проталкивает жидкость по трубному контуру, а отверстие (называемое «ограничителем») ограничивает поток этой жидкости, мы увидим в действии ту же концепцию: давление насоса на его выходе и всасывании. Порты работают для направления потока жидкости, в то время как давления на входных и выходных портах ограничителя работают на против направления потока жидкости.Насос действует как источник энергии в этом гидравлическом «контуре» (нагнетая энергию в систему), в то время как ограничитель действует как силовая нагрузка (извлекает энергию из системы):

Мы можем даже увидеть, как эта концепция раскрывается в простой механической системе, в которой выполняется работа. Изучите случай подъема крана в воздух тяжелого груза, показанный ниже. Когда кран поднимает груз вверх, сила подъема крана на груз явно действует на направления движения, в то время как сила груза, направленная вниз на кран, явно действует на против направления движения:

Таким образом, кран выполняет положительную работу (действует как источник , вкладывая потенциальную энергию в груз), в то время как груз выполняет отрицательную работу (действуя как нагрузка , поглощая потенциальную энергию от крана).о) \) или \ (- Fx \).

Некоторые электрические компоненты могут действовать как источники и нагрузки в разное время. И конденсаторы, и катушки индуктивности обладают способностью временно вносить вклад в электрические цепи и извлекать из них энергию, причем обе имеют способность действовать как устройства хранения энергии. Одна из ключевых концепций, необходимых для понимания способности конденсаторов и катушек индуктивности накапливать энергию, - это способность быстро распознавать источники и нагрузки на основе взаимосвязи между полярностью напряжения и движением заряда.Набор из трех схематических диаграмм показывает, как конденсатор может играть роль источника или нагрузки в зависимости от того, к какому другому компоненту он подключен:

Перезаряжаемые батареи (называемые «вторичными» батареями в отличие от «первичных» батарей, которые не могут быть перезаряжены) также могут работать как источники или как нагрузки в зависимости от внешних условий. Если аккумуляторная батарея вторичных элементов подключена к резистору, аккумулятор будет разряжать свою энергию (т.е. действовать как источник), в то время как резистор будет рассеивать эту энергию (т.е.е. действовать как нагрузка). Если разряженная аккумуляторная батарея подключена к электрическому генератору с большим напряжением, генератор будет подавать энергию в аккумулятор, в то время как перезаряжаемая батарея будет загружать генератор (т.е. обычный поток, поступающий на положительный вывод батареи и покидающий отрицательный вывод). ).

Еще одно практическое преимущество четкого понимания различия между электрическими источниками и электрическими нагрузками - это способность понимать и устранять неисправности в цепях «петли» сигнала 4-20 мА, широко используемых в промышленных контрольно-измерительных приборах, особенно в цепях, содержащих 2-проводные («с питанием от контура»). преобразователи процесса.«2-проводный датчик» - это устройство, предназначенное для регулирования количества проходящего через него электрического тока до значения, определяемого некоторой физической переменной, такой как измеренное давление, температура или скорость потока. Назначение такого устройства - представить это физическое измерение в виде электрического тока, который может передаваться на большие расстояния по проводам. Что делает это устройство настолько сложным для понимания людьми, так это то, что, несмотря на его функцию , устанавливающую значение тока в цепи , на самом деле это электрическая нагрузка , а не электрический источник , как можно было бы предположить.То есть, двухпроводный передатчик полностью полагается на какой-либо другой источник электроэнергии в цепи, хотя передатчик исключительно определяет, сколько тока будет протекать в цепи, благодаря своей функции регулятора. Для получения дополнительной информации по этому вопросу обратитесь к разделу, начинающемуся на странице.

Простая схема

Простая схема

Понимание основ работы с автомобильной электрической системой важно для ваших базовых навыков и помогает вам выявлять первопричины и устранять электрические неисправности.Следующая информация поможет вам изучить элементы электричества, определить методы понимания цепей, сопротивления, нагрузки, проверить напряжение холостого хода или доступное напряжение, а также падение напряжения.

Помните о трех элементах электричества; напряжение, сила тока и сопротивление. Напряжение (иногда называемое электродвижущей силой) - это представление электрической потенциальной энергии между двумя точками в электрической цепи, выраженное в вольтах. Подумайте о напряжении как об электрическом давлении, которое существует между двумя точками в проводнике, или о силе, которая заставляет электроны двигаться в электрической цепи.Другими словами, это давление или сила, которые заставляют электроны двигаться в определенном направлении внутри проводника. Когда электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область, это движение электронов между атомами называется электрическим током. Электрический ток - это мера потока этих электронов через проводник или электричества, протекающего в цепи или электрической системе. Если вы подумаете о садовом шланге в качестве примера, ток - это количество воды, протекающей через шланг.Напряжение - это величина давления, под которым вода проходит через шланг.

Этот поток электронов измеряется в единицах, называемых амперами. Амперы или ампер - это единица измерения силы или скорости протекания электрического тока. Электрическое сопротивление описывает величину сопротивления протеканию тока. Чем больше значение сопротивления, тем больше он борется. Все, что препятствует или останавливает прохождение тока, увеличивает сопротивление цепи. Это сопротивление или противодействие тока измеряется в Ом.Один вольт - это величина давления, необходимая для того, чтобы пропустить один ампер тока через один ом сопротивления в цепи.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ

Цепь - это законченный путь, по которому течет электричество. Основными элементами базовой электрической цепи являются: источник, нагрузка и заземление. Электричество не может течь без источника питания (батареи), нагрузки (лампочка или резистор-электрическое устройство / компонент) и замкнутого проводящего пути (соединяющих его проводов).Электрические цепи состоят из проводов, соединителей проводов, переключателей, устройств защиты цепей, реле, электрических нагрузок и заземления. Схема, показанная ниже, имеет источник питания, предохранитель, выключатель, лампу и провода, соединяющие каждый в петлю. Когда соединение завершено, ток течет от положительной клеммы батареи через цепь к отрицательной клемме батареи.

В замкнутой цепи напряжение источника обеспечивает электрическое давление, проталкивающее ток через цепь.Сторона источника цепи включает в себя все части цепи между положительным полюсом батареи и нагрузкой. Нагрузка - это любое устройство в цепи, которое производит свет, тепло, звук или электрическое движение при протекании тока. Нагрузка всегда имеет сопротивление и потребляет напряжение только при протекании тока. В приведенном ниже примере один конец провода от второй лампы возвращает ток в аккумулятор, поскольку он подключен к кузову или раме транспортного средства. Корпус или рама работают как заземление (то есть часть цепи, которая возвращает ток к батарее).

ТРЕБОВАНИЯ К ЦЕПИ

Полная электрическая цепь необходима для практического использования электричества. Электроны должны течь от источника питания и возвращаться к нему. Соединяя отрицательный и положительно заряженный концы источника питания с проводником, мы получаем потенциал движения электронов. Таким образом, полная цепь - это «путь» или петля, которая позволяет электричеству (току) течь. Но чтобы заставить этот контур или схему работать на нас, нам нужно добавить две вещи: источник питания (аккумулятор или генератор переменного тока) и нагрузку (пример - фары).После того, как электричество выполнило свою работу через Нагрузку, оно должно вернуться обратно к Источнику (Батареи). Если у вас где-то в этой цепи произойдет обрыв, у вас будет разрыв электрического тока. Это также известно как «разомкнутая цепь». Напряжение холостого хода измеряется при отсутствии тока в цепи.

Типы цепей

Существует три основных типа цепей: последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Отдельные электрические цепи обычно объединяют одно или несколько устройств сопротивления или нагрузок.Конструкция автомобильной электрической цепи будет определять, какой тип цепи используется, но все они требуют одинаковых основных компонентов для правильной работы:

1. Источник питания (аккумулятор, генератор, генератор и т. Д.) Необходим для обеспечения потока электронов (электричества).

2. Защитное устройство (предохранитель, плавкая вставка или автоматический выключатель) предотвращает повреждение цепи в случае короткого замыкания.

3. Управляющее устройство (переключатель, реле или транзистор) позволяет пользователю управлять включением или выключением цепи.

4.Нагрузочное устройство (лампа, двигатель, обмотка, резистор и т. Д.) Преобразует электричество в работу.

5. Проводник (обратный путь, заземление) обеспечивает электрический путь к источнику питания и от него.

Цепи серии

Компоненты последовательной цепи соединены встык друг за другом, чтобы образовалась простая петля для прохождения тока через цепь. Последовательная цепь имеет только один путь к земле, все нагрузки размещены последовательно, поэтому ток должен проходить через каждый компонент, чтобы вернуться на землю.Если в цепи есть разрыв (например, перегоревшая лампочка), вся цепь и любые другие лампочки гаснут. Если путь прерван, ток не течет, и никакая часть цепи не работает. Рождественские огни - хороший тому пример; когда гаснет одна лампочка, вся струна перестает работать.

Параллельные схемы

Параллельная цепь имеет более одного пути прохождения тока. На каждую ветвь подается одинаковое напряжение. Если сопротивление нагрузки в каждой ветви одинаково, ток в каждой ветви будет одинаковым.Если сопротивление нагрузки в каждой ветви разное, ток в каждой ветви будет разным. Компоненты параллельной цепи соединены бок о бок, поэтому для протекания тока можно выбирать пути в цепи. Если одна ветвь сломана, ток продолжит течь к другим ветвям.

В параллельной цепи ниже два или более сопротивления (R1, R2 и т. Д.) Соединены в цепь следующим образом: один конец каждого сопротивления подключен к положительной стороне цепи, а один конец подключен к отрицательной сторона.

Последовательно-параллельные схемы

Последовательно-параллельная схема имеет некоторые компоненты, включенные последовательно, а другие - параллельно. Источник питания и устройства управления или защиты обычно включены последовательно; нагрузки обычно параллельны. Если последовательный участок прерывается, ток перестает течь по всей цепи. Если параллельная ветвь разорвана, ток продолжает течь в последовательной части и оставшихся ветвях.

Внутреннее освещение приборной панели - хороший пример соединения резисторов и ламп в последовательно-параллельную цепь.В этом примере, регулируя реостат, вы можете увеличить или уменьшить яркость света.

Диагностические схемы

Проблемы с электрической цепью обычно вызваны неисправным компонентом или низким или высоким сопротивлением в цепи.

Низкое сопротивление в цепи, как правило, может быть вызвано коротким замыканием компонента или замыканием на землю и, как правило, приводит к перегоранию предохранителя, плавкой вставки или автоматического выключателя.

Высокое сопротивление в цепи может быть вызвано коррозией или разрывом в цепи источника или заземления.Все, что препятствует или останавливает прохождение тока, увеличивает сопротивление цепи.

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ЦЕПИ

Устройства защиты цепей используются для защиты проводов и разъемов от повреждения избыточным током, вызванным перегрузкой по току или коротким замыканием. Избыточный ток вызывает перегрев, что может вызвать «разрыв цепи» защиты цепи. Предохранители, плавкие вставки и автоматические выключатели используются в качестве устройств защиты цепей. Устройства защиты цепей доступны в различных типах, формах и определенных номинальных токах.

Предохранители

Предохранитель

A является наиболее распространенным типом устройства защиты от перегрузки по току. В электрическую цепь вставлен предохранитель, который получает такое же электрическое питание, что и защищаемая цепь. Короткое замыкание или заземление позволяет току течь на землю до того, как он достигнет нагрузки. Поэтому, когда подается слишком большой ток, превышающий номинал предохранителя, он «перегорает» или «перегорает», потому что металлический провод или плавкий элемент в предохранителе плавится. Это размыкает или прерывает цепь и предотвращает повреждение проводов, разъемов и электронных компонентов схемы перегрузкой по току.Размер металлического плавкого элемента (или плавкой вставки) определяет его номинал.

Помните, что чрезмерный ток вызывает избыточное тепло, и именно тепло, а не ток вызывает размыкание цепи защиты. Как только предохранитель «перегорел», его необходимо заменить новым. После того, как вы определили, что предохранитель перегорел, наиболее важным элементом является обеспечение замены предохранителя с той же номинальной силой тока, что и перегоревший. Максимальная нагрузка на один предохранитель не должна превышать семидесяти процентов от номинала предохранителя.Обычно следует выбирать предохранитель с номиналом, немного превышающим нормальный рабочий ток (сила тока), который может использоваться при любом напряжении ниже номинального напряжения предохранителя. Если новый предохранитель тоже перегорел, значит, в цепи что-то не так. Проверьте проводку к компонентам, которые выходят из строя сгоревшим предохранителем. Ищите плохие соединения, порезы, разрывы или шорты.

Предохранители

имеют разные время-токовые нагрузочные характеристики для конечного времени работы при использовании и для скорости, с которой плавкий элемент перегорает в ответ на состояние перегрузки по току.Со временем нормальные скачки напряжения могут привести к усталости предохранителей проводов, что может привести к перегоранию предохранителя даже при отсутствии неисправности. На предохранителях всегда указывается номинальный ток в амперах, на который они рассчитаны в непрерывном режиме при стандартной температуре.

Расположение предохранителей

Предохранители расположены по всему автомобилю. Обычное расположение включает в себя моторный отсек, под приборной панелью за левой или правой панелью для ног или под IPDM.Предохранители обычно сгруппированы вместе и часто смешиваются с другими компонентами, такими как реле, автоматические выключатели и плавкие элементы.

Крышки блока предохранителей

Крышки блока предохранителей / реле обычно маркируют расположение и положение каждого предохранителя, реле и элемента предохранителя, содержащегося внутри.

Типы предохранителей

Предохранители подразделяются на основные категории: предохранители пластинчатого типа и патронные предохранители старого образца. Используются несколько вариаций каждого из них.

Общие типы предохранителей

Лопастной предохранитель и плавкий элемент на сегодняшний день являются наиболее часто используемыми. Предохранители ножевого типа имеют пластиковый корпус и два штыря, которые вставляются в гнезда и могут быть установлены в блоки предохранителей, встроенные держатели предохранителей или зажимы предохранителей. Существуют три различных типа плавких предохранителей; предохранитель Maxi, предохранитель Standard Auto и предохранитель Mini.

Базовая конструкция

Предохранитель плоского типа представляет собой компактную конструкцию с металлическим элементом и прозрачным изоляционным корпусом, который имеет цветовую кодировку для каждого номинального тока.(Стандартный автоматический режим показан ниже; однако конструкция предохранителей Mini и Maxi одинакова.)

Номинальная сила тока предохранителя, цвет

Номинальные значения силы тока предохранителя для предохранителей Mini и Standard Auto идентичны. Однако для определения номинальной силы тока предохранителей макси используется другая схема цветовой кодировки.

Плавкие вставки и элементы предохранителей

Плавкие вставки делятся на две категории: патрон плавкого элемента и плавкая вставка.Конструкция и принцип действия плавких вставок и элементов предохранителей аналогичны плавким предохранителям. Основное отличие состоит в том, что плавкая вставка и плавкий элемент используются для защиты электрических цепей с более высоким током, обычно цепей на 30 ампер или более. Как и в случае с предохранителями, при перегорании плавкой вставки или плавкого элемента его необходимо заменить новым. Плавкие вставки защищают цепи между аккумулятором и блоком предохранителей.

Плавкие вставки

Плавкие вставки - это короткие отрезки проволоки меньшего диаметра, предназначенные для плавления при перегрузке по току.Плавкая вставка обычно на четыре (4) сечения провода меньше, чем цепь, которую она защищает. Изоляция плавкой вставки - специальный негорючий материал. Это позволяет проводу расплавиться, но изоляция останется нетронутой для безопасности. Некоторые плавкие ссылки имеют на одном конце тег, который указывает их рейтинг. Как и предохранители, плавкие вставки необходимо заменять после того, как они «перегорели» или расплавились. Многие производители заменили плавкие вставки плавкими вставками или предохранителями Maxi.

Картридж с предохранителем

Предохранители, плавкая вставка картриджного типа, также известна как предохранители Pacific.Элемент имеет клеммную и плавкую части как единое целое. Элементы предохранителя почти заменили плавкую перемычку. Они состоят из корпуса, в котором находятся клемма и предохранитель. Картриджи с плавкими предохранителями имеют цветовую маркировку для каждой силы тока. Хотя элементы предохранителей доступны в двух физических размерах и могут быть вставлены или закреплены на болтах, вставной тип является наиболее популярным.

Конструкция картриджа с плавким элементом

Конструкция элемента предохранителя довольно проста.Цветной пластиковый корпус содержит элемент термозакрепления, который виден через прозрачный верх. Номиналы предохранителей также указаны на корпусе.

Идентификация цвета элемента предохранителя

Номинальные значения силы тока предохранителя приведены ниже. Плавкая часть плавкого предохранителя видна через прозрачное окошко. Номинальные значения силы тока также указаны на предохранительном элементе.

Плавкие элементы

Плавкие элементы часто располагаются рядом с аккумулятором сами по себе.

Плавкие элементы также могут располагаться в блоках реле / ​​предохранителей в моторном отсеке.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели используются вместо предохранителей для защиты сложных силовых цепей, таких как электрические стеклоподъемники, люки на крыше и цепи обогревателя. Существует три типа автоматических выключателей: тип с ручным сбросом - механический, тип с автоматическим сбросом - механический и твердотельный с автоматическим сбросом - PTC. Автоматические выключатели обычно располагаются в блоках реле / ​​предохранителей; однако в некоторые компоненты, такие как двигатели стеклоподъемников, встроены автоматические выключатели.

Конструкция автоматического выключателя (ручного типа)

Автоматический выключатель в основном состоит из биметаллической ленты, соединенной с двумя выводами и контактом между ними. Ручной автоматический выключатель при срабатывании (ток превышает номинальный) размыкается и должен быть сброшен вручную. Эти ручные автоматические выключатели называются автоматическими выключателями «без цикла».

Автоматический выключатель (ручной тип)

Автоматический выключатель содержит металлическую полосу, состоящую из двух разных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой.Эта полоса имеет форму диска и вогнута вниз. Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно. Полоса изгибается или деформируется вверх, и контакты размыкаются, чтобы остановить прохождение тока. Автоматический выключатель можно сбросить после срабатывания.

Ручной сброс Тип

Когда автоматический выключатель размыкается из-за перегрузки по току, автоматический выключатель требует сброса. Для этого вставьте небольшой стержень (канцелярскую скрепку), чтобы переустановить биметаллическую пластину, как показано.

Тип с автоматическим сбросом - механический

Автоматические выключатели с автоматическим сбросом называются «циклическими» выключателями. Этот тип автоматического выключателя используется для защиты сильноточных цепей, таких как дверные замки с электроприводом, электрические стеклоподъемники, кондиционер и т. Д. Автоматический выключатель с автоматическим возвратом в исходное положение содержит биметаллическую полосу. Биметаллическая полоса будет перегреваться и открываться от избыточного тока в условиях перегрузки по току и автоматически сбрасывается, когда температура биметаллической ленты остывает.

Устройство и работа с автосбросом

Циклический автоматический выключатель содержит металлическую полосу, состоящую из двух разных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой. Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно. Полоса изгибается вверх, и набор контактов размыкается, чтобы остановить прохождение тока. При отсутствии тока биметаллическая полоса охлаждается и возвращается к своей нормальной форме, замыкая контакты и возобновляя прохождение тока.Автоматические выключатели с автоматическим возвратом в исходное положение считаются «циклическими», поскольку они циклически размыкаются и замыкаются, пока ток не вернется к нормальному уровню.

Тип твердотельного накопителя с автоматическим сбросом - PTC

Полимерный прибор с положительным температурным коэффициентом (PTC) известен как самовосстанавливающийся предохранитель.

Полимерный PTC - это специальный тип автоматического выключателя, называемый термистором (или терморезистором). Термистор PTC увеличивает сопротивление при повышении температуры.PTC, которые сделаны из проводящего полимера, представляют собой твердотельные устройства, что означает, что они не имеют движущихся частей. PTC обычно используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.

Конструкция и эксплуатация полимерных материалов PTC

В нормальном состоянии материал полимерного ПТК имеет форму плотного кристалла с множеством частиц углерода, упакованных вместе. Углеродные частицы обеспечивают проводящие пути для прохождения тока. Это сопротивление низкое.Когда материал нагревается от чрезмерного тока, полимер расширяется, разрывая углеродные цепи. В этом расширенном «отключенном» состоянии есть несколько путей для тока. Когда ток превышает порог срабатывания, устройство остается в состоянии «разомкнутой цепи» до тех пор, пока на цепь остается поданное напряжение. Он сбрасывается только при снятии напряжения и остывании полимера. PTC используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Управляющие устройства используются для «включения» или «выключения» протекания тока в электрической цепи.Устройства управления включают в себя различные переключатели, реле и соленоиды. Электронные устройства управления включают конденсаторы, диоды и переключающие транзисторы. Коммутационные транзисторы действуют как переключатель или реле с электронным управлением. Преимущество транзистора - это скорость открытия и закрытия цепи.

Управляющие устройства необходимы для запуска, остановки или перенаправления тока в электрической цепи. Устройство управления или переключатель позволяет включать или выключать электричество в цепи.Выключатель - это просто соединение в цепи, которое можно разомкнуть или замкнуть. Большинству переключателей требуется физическое движение для работы, в то время как реле и соленоиды работают с электромагнетизмом.

Переключатели

  • Однополюсный односторонний (SPST)
  • Однополюсный, двусторонний (SPDT)
  • Многополюсный многопозиционный переключатель (MPMT или групповой переключатель)
  • Мгновенный контакт
  • Меркурий
  • Температура (биметалл)
  • Задержка по времени
  • Мигалка
  • РЕЛЕ
  • СОЛЕНОИДЫ

Переключатель - это наиболее распространенное устройство управления цепями.Переключатели обычно имеют два или более набора контактов. Размыкание этих контактов называется «разрывом» или «размыканием» цепи, замыкание контактов называется «замыканием» или «завершением» цепи.

Переключатели описываются количеством полюсов и ходов, которые они имеют. «Полюса» относятся к количеству клемм входной цепи, а «Броски» относятся к количеству клемм выходной цепи. Переключатели называются SPST (однополюсные, одноходовые), SPDT (однополюсные, двухпозиционные) или MPMT (многополюсные, многоходовые).

Однополюсный одинарный бросок (SPST)

Самый простой тип переключателя - переключатель «шарнирная защелка» или «лезвие ножа». Он либо «завершает» (включает), либо «размыкает» (выключает) цепь в одной цепи. Этот переключатель имеет один входной полюс и один выходной ход.

Однополюсный, двойной бросок (SPDT)

Однополюсный входной двухпозиционный выходной переключатель имеет один провод, идущий к нему, и два выходных провода. Переключатель света фар является хорошим примером однополюсного двухпозиционного переключателя.Переключатель диммера фары посылает ток либо в дальний, либо в ближний свет цепи фары.

Многополюсная многоточечная (MPMT)

Многополюсный вход, многополюсные выходные переключатели, также известные как «групповые» переключатели, имеют подвижные контакты, подключенные параллельно. Эти переключатели перемещаются вместе для подачи тока на разные наборы выходных контактов. Выключатель зажигания - хороший пример многополюсного многопозиционного переключателя. Каждый переключатель посылает ток из разных источников в разные выходные цепи одновременно в зависимости от положения.Пунктирная линия между переключателями указывает, что они движутся вместе; один не будет двигаться без движения другого.

Мгновенный контакт

Переключатель мгновенного действия имеет подпружиненный контакт, который не позволяет ему замкнуть цепь, за исключением случаев, когда на кнопку прикладывается давление. Это «нормально открытый» тип (показан ниже). Выключатель звукового сигнала - хороший пример выключателя с мгновенным контактом. Нажмите кнопку звукового сигнала и раздастся звуковой сигнал; отпустите кнопку, и звуковой сигнал прекратится.

Вариантом этого типа является нормально закрытый (не показан), который работает наоборот, как описано выше. Пружина удерживает контакты в замкнутом состоянии, кроме случаев, когда кнопка нажата. Другими словами, цепь находится в состоянии «ВКЛ» до тех пор, пока не будет нажата кнопка для разрыва цепи.

Меркурий

Ртутный выключатель представляет собой герметичную капсулу, частично заполненную ртутью. На одном конце капсулы расположены два электрических контакта. Когда переключатель вращается (перемещается из истинной вертикали), ртуть течет к противоположному концу капсулы с контактами, замыкая цепь.Ртутные переключатели часто используются для обнаружения движения, например, тот, который используется в моторном отсеке на светофоре. Другие применения включают отключение подачи топлива при опрокидывании и некоторые приложения для датчиков подушки безопасности. Ртуть - опасные отходы, с которыми следует обращаться осторожно.

Температурный биметаллический

Термочувствительный переключатель, также известный как «биметаллический» переключатель, обычно содержит биметаллический элемент, который изгибается при нагревании, замыкая контакт, замыкая цепь, или размыкая контакт, размыкая цепь.В реле температуры охлаждающей жидкости двигателя, когда охлаждающая жидкость достигает предельной температуры, биметаллический элемент изгибается, вызывая замыкание контактов в переключателе. Это замыкает цепь и загорается предупреждающий индикатор на панели приборов.

Задержка по времени

Выключатель с выдержкой времени содержит биметаллическую полосу, контакты и нагревательный элемент. Переключатель задержки времени нормально замкнут. Когда ток протекает через переключатель, ток течет через нагревательный элемент, вызывая его нагрев, в результате чего биметаллическая полоса изгибается и размыкает контакты.Поскольку ток продолжает течь через нагревательный элемент, биметаллическая полоса остается горячей, сохраняя контакты переключателя открытыми. Время задержки перед размыканием контактов определяется характеристиками биметаллической ленты и количеством тепла, выделяемого нагревательным элементом. Когда питание выключателя отключается, нагревательный элемент охлаждается, и биметаллическая полоса возвращается в исходное положение, а контакты замыкаются. Обычное применение переключателя с задержкой времени - обогреватель заднего стекла.

Мигалка

Мигающий сигнал работает в основном так же, как переключатель с выдержкой времени; кроме случаев, когда контакты размыкаются, ток перестает течь через нагревательный элемент. Это вызывает охлаждение нагревательного элемента и биметаллической ленты. Биметаллическая полоса возвращается в исходное положение, замыкая контакты, позволяя току снова проходить через контакты и нагревательный элемент. Этот цикл повторяется снова и снова, пока не будет отключено питание мигающего устройства. Обычно этот тип переключателя используется для включения сигналов поворота или четырехпозиционного указателя поворота (аварийных фонарей).

Реле

Реле - это просто переключатель дистанционного управления, который использует небольшой ток для управления большим током. Типичное реле имеет как цепь управления, так и цепь питания. Конструкция реле содержит железный сердечник, электромагнитную катушку и якорь (набор подвижных контактов). Существует два типа реле: нормально разомкнутые (показаны ниже) и нормально замкнутые (НЕ показаны). Нормально разомкнутые (Н.О.) реле имеют контакты, которые «разомкнуты» до тех пор, пока реле не будет под напряжением, в то время как нормально замкнутые (N.C.) реле имеет контакты, которые «замкнуты» до тех пор, пока реле не сработает.

Работа реле

Ток протекает через управляющую катушку, которая намотана на железный сердечник. Железный сердечник усиливает магнитное поле. Магнитное поле притягивает верхний контактный рычаг и тянет его вниз, замыкая контакты и позволяя мощности от источника питания поступать на нагрузку. Когда катушка не находится под напряжением, контакты разомкнуты, и питание на нагрузку не поступает.Однако, когда переключатель схемы управления замкнут, ток течет к реле и питает катушку. Возникающее магнитное поле тянет якорь вниз, замыкая контакты и позволяя подавать питание на нагрузку. Многие реле используются для управления большим током в одной цепи и низким током в другой цепи. Примером может служить компьютер, который управляет реле, а реле управляет цепью более высокого тока.

Соленоиды - тянущие, тип

Соленоид - это электромагнитный переключатель, который преобразует ток в механическое движение.Когда ток течет через обмотку, создается магнитное поле. Магнитное поле притянет подвижный железный сердечник к центру обмотки. Этот тип соленоида называется соленоидом «тянущего» типа, поскольку магнитное поле втягивает подвижный железный сердечник в катушку. Обычно тянущие соленоиды используются в пусковой системе. Соленоид стартера соединяет стартер с маховиком.

Работа вытяжного типа

Когда ток течет через обмотку, создается магнитное поле.Эти магнитные силовые линии должны быть как можно меньше. Если рядом с катушкой, по которой протекает ток, поместить железный сердечник, магнитное поле будет растягиваться, как резинка, вытягивая и втягивая железный стержень в центр катушки.

Работа типа Push / Pull

В соленоиде двухтактного типа в качестве сердечника используется постоянный магнит. Поскольку «одинаковые» магнитные заряды отталкиваются, а «непохожие» магнитные заряды притягиваются, изменяя направление тока, протекающего через катушку, сердечник либо «втягивается», либо «выталкивается наружу».«Обычно этот тип соленоида используется в электрических дверных замках.

УСТРОЙСТВА НАГРУЗКИ

Любое устройство, такое как лампа, звуковой сигнал, электродвигатель стеклоочистителя или обогреватель заднего стекла, потребляющее электричество, называется нагрузкой. В электрической цепи все нагрузки считаются сопротивлением. Нагрузки расходуют напряжение и контролируют величину тока, протекающего в цепи. Нагрузки с высоким сопротивлением вызывают протекание меньшего тока, в то время как нагрузки с более низким сопротивлением позволяют протекать большим токам.

Фары

Фонари бывают разной мощности, чтобы излучать больше или меньше света. Когда лампы соединяются последовательно, они разделяют доступное напряжение в системе, и излучаемый свет уменьшается. Когда лампочки расположены параллельно, каждая лампочка имеет одинаковое количество напряжения, поэтому свет будет ярче.

Двигатели

Двигатели используются в различных системах автомобиля, включая сиденья с электроприводом, дворники, систему охлаждения, системы отопления и кондиционирования воздуха.Двигатели могут работать на одной скорости, например, сиденья с электроприводом, или на нескольких скоростях, например, электродвигатель вентилятора системы отопления и кондиционирования воздуха. Когда двигатели работают на одной скорости, на них обычно подается системное напряжение. Однако, когда двигатели работают с разной скоростью, входное напряжение может быть в разных точках якоря, чтобы уменьшить, чтобы увеличить скорость двигателя, аналогично тому, как разработан двигатель стеклоочистителя, или они могут делить напряжение с резистором, который находится в серия с двигателем, как двигатель нагнетателя для системы отопления и кондиционирования воздуха.

Нагревательные элементы

Нагревательные элементы установлены в наружных зеркалах, заднем стекле и сиденьях. На нагревательные элементы обычно подается напряжение системы в течение определенного времени для нагрева компонента по запросу.

ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА?

Понимание взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением в электрических цепях важно для быстрой и точной диагностики и ремонта электрических проблем.Закон Ома гласит: ток в цепи всегда будет пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален величине имеющегося сопротивления. Это означает, что если напряжение повышается, ток будет расти, и наоборот. Кроме того, когда сопротивление увеличивается, ток падает, и наоборот. Закон Ома можно найти хорошее применение при поиске и устранении неисправностей в электрических сетях. Но вычисление точных значений напряжения, тока и сопротивления не всегда практично ... да и действительно необходимо. Однако вы должны быть в состоянии предсказать, что должно происходить в цепи, в отличие от того, что происходит в аварийном транспортном средстве.

Source Voltage не зависит ни от тока, ни от сопротивления. Он либо слишком низкий, либо нормальный, либо слишком высокий. Если он слишком низкий, ток будет низким. Если это нормально, ток будет высоким при низком сопротивлении или ток будет низким при высоком сопротивлении. Если напряжение слишком высокое, ток будет большим.

На ток влияет напряжение или сопротивление. Если напряжение высокое или сопротивление низкое, ток будет высоким. Если напряжение низкое или сопротивление велико, ток будет низким.Ток увеличивается, когда сопротивление падает.

На сопротивление не влияют ни напряжение, ни ток. Он либо слишком низкий, хорошо, либо слишком высокий. Если сопротивление слишком низкое, ток будет высоким при любом напряжении. Если сопротивление слишком велико, ток будет низким, если напряжение в норме. Мера сопротивления - насколько сложно протолкнуть поток электрического заряда.

Хорошее сопротивление: для правильной работы некоторым цепям требуется «ограничение» протекания тока. В этом случае используются «резисторы».Резисторы имеют разные номиналы в зависимости от того, насколько ток должен быть ограничен.

Плохое сопротивление: в большинстве случаев слишком большое сопротивление снижает ток и может привести к неправильной работе системы. Обычно причиной является грязь или коррозия на электрических разъемах или заземляющих соединениях.

Что такое электрическая «нагрузка»?

Электрическая нагрузка - это электрический компонент (устройство или машина), который составляет часть электрической цепи, которая потребляет электрическую энергию (мощность) и преобразует ее в другую форму энергии.

Обычно электрическая нагрузка подключается к выходным клеммам источника напряжения, поскольку это устройство, на которое подается питание.

Электрические нагрузки можно классифицировать по различным категориям в соответствии с многочисленными факторами, такими как; характер нагрузки, функция нагрузки, категория потребителя нагрузки, важность нагрузки, количество фаз электрической нагрузки и в зависимости от единицы электрической нагрузки.

Чаще всего электрическая нагрузка классифицируется по ее характеру.А именно резистивная нагрузка, индуктивная нагрузка, емкостная нагрузка и комбинированные нагрузки.

Резистивная нагрузка

Активная нагрузка ограничивает поток электрической энергии (тока) в цепи и преобразует ее в тепловую и световую энергию. Например, лампа и нагреватель являются резистивными нагрузками.

Этот тип нагрузки потребляет электроэнергию таким образом, что волны напряжения и тока остаются «в фазе» друг с другом. Следовательно, коэффициент мощности для резистивной нагрузки равен единице (1).

Сопротивление (R) резистивной нагрузки измеряется в Ом (Ом), а мощность - в ваттах (Вт).

Индуктивная нагрузка

Индуктивная нагрузка сопротивляется изменениям тока и использует для работы магнитные поля. Индуктивная нагрузка имеет катушку, которая накапливает магнитную энергию, когда через нее проходит ток. Например, трансформаторы, генераторы и двигатели являются индуктивными нагрузками.

Этот тип нагрузки приводит к тому, что волна тока «не совпадает по фазе» с волной напряжения, в результате чего волна тока «отстает» от волны напряжения.Следовательно, коэффициент мощности для индуктивной нагрузки отстает.

Индуктивность (L) индуктивной нагрузки измеряется в Генри (Гн), а мощность измеряется в ВАр, которые являются суммой реальной и реактивной мощности.

Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка в некотором смысле противоположна индуктивной нагрузке. Емкостная нагрузка сопротивляется изменениям напряжения и накапливает электрическую энергию. Например, конденсаторные батареи и пускатели двигателей являются емкостными нагрузками.

Этот тип нагрузки приводит к тому, что волна тока «не совпадает по фазе» с волной напряжения, в результате чего волна тока «опережает» волну напряжения.Следовательно, коэффициент мощности для емкостной нагрузки является ведущим.

Емкость (C) емкостной нагрузки измеряется в фарадах (F), а мощность слишком измеряется в VAR, однако полярность реактивной мощности отрицательная, и поэтому емкостная нагрузка имеет отрицательную VAR.

Комбинированные нагрузки

Большинство электрических нагрузок не являются чисто резистивными, индуктивными или емкостными. Многие практические нагрузки используют различные комбинации резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов для достижения определенной функции.Например, в двигателях часто используются конденсаторы для помощи при запуске и работе.

Коэффициент мощности такой нагрузки меньше единицы и либо отстает, либо опережает.

Что такое нагрузка в цепи - блог информационных технологий

Слушайте аудио

Электронная промышленность и люди в ней, инженеры-электрики , техники и студенты в данной области часто нуждаются в подробностях о том, что такое нагрузка в цепи.В предыдущих постах вы узнали кое-что об электронной нагрузке и о том, как она работает.

На этот раз мы подробно рассмотрим нагрузку внутри цепи. Читай дальше, чтобы узнать больше.

Что такое нагрузка в цепи?

Электронная нагрузка находится в электрической цепи, ее полном сопротивлении, в котором она преобразует ток во что-то более полезное. Лучшие примеры - моторы, резисторы и лампочки. Эти нагрузки также преобразуют электрическую энергию в свет, движение и тепло.Электрическая нагрузка принадлежит цепям, подключенным к идеально различающимся выходным клеммам.

Нагрузки и схемы

Если вы изучаете электронику, одно из первых понятий, с которыми вам нужно познакомиться, - это схема. Чтобы полностью понять, какие нагрузки находятся в цепи, вы должны знать основы.

Введение в напряжение

Ваши розетки или батареи имеют определенный диапазон вольт.Это относится к показателям электрического потенциала, который производит аккумулятор. Или это также относится к коммунальной сети, которая, например, подключается к стенной розетке.

Идея о нагрузках, цепях и напряжении заключается в том, что эти вольты должны двигаться, чтобы любая электрическая энергия выполняла свою работу. Это потому, что электричество может течь только вместе с объектами, которые являются проводниками электричества. Лучший пример - медный провод. Подключение этих медных проводов к розеткам или батареям обеспечит электричеству путь для прохождения.В данном случае провод не подключен к этим типам, он никогда не сдвинется с места.

По сути, электричество должно течь от более высокого к более низкому напряжению. Наличие проводящего пути между этими диапазонами напряжения позволит электричеству течь вместе с ним. Добавление материалов, таких как светодиоды, также помогает. Эти напряжения исходят от металлических крышек батарей или нескольких отверстий в розетке. Электронные нагрузки постоянного тока также имеют эти клеммы, часто называемые положительными и отрицательными.

Нагрузки в цепях

Они называются так потому, что имеют тенденцию «загружать» источник питания, замедляя тем самым ток. Бывают случаи, когда вы понижаете ток с небольшим током. Будьте осторожны, так как это может легко сжечь блок питания и другие его части.

Короткое замыкание

Многие из ваших источников питания не могут обеспечить вас бесконечным током, но все же могут потребовать энергии.В таких ситуациях провод может перегореть, разрядить аккумулятор или повредить блок питания. Бывают случаи, когда в вашем источнике энергии будет встроенный механизм безопасности, чтобы ограничить пороговое значение тока при коротких замыканиях. Однако так бывает не всегда.

Войдите, ваши автоматические выключатели. Присутствуя в домах и зданиях, они предотвращают возгорание после короткого замыкания в проводке.

Обрыв цепи

Обрыв цепи противоположен короткому замыканию и характеризуется тем, что петля не подключена полностью.Таким образом, технически это не считается схемой. Если цепь не работает, это вызывает обрыв цепи. Этот сценарий может быть вызван ослаблением проводов или обрывом соединений. Также интересно отметить, как короткие замыкания могут забирать питание от всей цепи. Убедитесь, что вы в полной мере владеете этим.

Вы можете использовать инструмент, известный как мультиметр, чтобы определить, где находятся разомкнутые цепи. Установив это для измерения вольт, вы также можете увидеть напряжение в различных точках цепи, чтобы определить, где напряжение недостаточное.

Справочник потребителя

Найти правильную электронную продукцию для нужд промышленности может быть очень непросто. Тем не менее, чтение этих рекомендаций даст вам доступ к лучшим в этой области. Вы можете найти поставщиков, предлагающих электронные продукты сообществу, объединив технологии и опыт своей команды. У них есть различные типы электронных нагрузок, которые могут быть установлены как для жилых, так и для коммерческих помещений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *