Повна векторна діаграма котушки з феромагнітним сердечником

Напруга U, прикладену до котушки, складається з трьох складових: перша (U=-Е) врівноважує е. р. с. основного потоку; друга (U_S = -E_S =jIX_S) врівноважує е. р. с. потоку розсіювання, тобто є падінням напруги в індуктивному опорі розсіювання; третя (U_a=IR)є падіння напруги в активному опорі обмотки:

Або

Цього рівняння відповідає електрична схема рис. 24.20, на якій активний опір R і індуктивний опір розсіювання X_S, як би відділені від котушки, яка після відділення може розглядатися без активного опору і без розсіювання при напрузі на її затисках U.

Рівнянням (24.9) відповідає також векторна діаграма рис. 24.21, яка відрізняється від діаграми рис. 24.18 наявністю векторів падіння напруги в активному і реактивному опорах котушки.

Таким чином, реальну котушку можна замінити ланцюгом з следовательного з'єднання ідеалізованої котушки (без актив ного опору і без розсіювання), до якої додано напруженою ток v, і двох лінійних опорів: активного і индук тивного х8.

Схеми заміщення котушки з феромагнітним сердечником

При вирішенні практичних завдань для ідеалізованої котушки можна скласти схему заміщення з постійними (при цьому напрузі на котушці) величинами опорів: активного Rм і індуктивного Хм, сполученими послідовно (мал. 24.22, а).

При цьому втрати в ферромагнитном сердечнику P_m замінюють рівними електричними втратами в активному опорі:

а Хм визначають з рівняння

Замість послідовного з'єднання Rм Xм, можна включити паралельно дві гілки (мал. 23.22, б).

У першої гілки, що містить активну провідність G_m, струм дорівнює активної складової-струму котушки I_a:

Друга гілка містить реактивну провідність B_m і намагничивающий струм I_u :

Неважко помітити, що обидві схеми заміщення повністю відповідають рівняння (24.9) і векторної діаграми рис. 24.21.

Величини опору Rм і Хм, постійні при одному чинному напрузі і на котушці, повинні бути змінені, якщо це напруга U зміниться.

Відключення котушки індуктивності від джерела постійної напруги

Відключення приймачів електричної енергії від джерела або від мережі здійснюється в більшості випадків розривом ланцюга в одній або декількох точках. Зустрічаються випадки, коли елементи ланцюга, що володіють великою індуктивністю, при розриві ланцюга одночасно замикаються замикання або на розрядне опір.

Розмикання електричного ланцюга з котушкою індуктивності

При розмиканні електричного ланцюга з котушкою індуктивності (мал. 25.7, а) в момент розриву ланцюга напруга між розбіжними контактами вимикача В різко збільшується від нуля до U+u_L Швидкість зміни струму в момент розриву ланцюга →∞,

тому величина u_L= може бути дуже широкий. Повітряний проміжок між контактами пробивається і утворюється іскра. Таким чином, струм у ланцюзі зберігається деякий час після початку розбіжності контактів. При великій потужності джерела іскровий розряд може перейти в дугового. Для гасіння електричної дуги відключають апарати, як правило, забезпечуються дугогасительными пристосуваннями, конструкція яких залежить від потужності ланцюга і робочої напруги установки.

У деяких випадках (наприклад, при вимиканні обмоток порушення електричних машин) напруга може досягати величин, небезпечних для ізоляції. Значного підвищення напруги можна уникнути, якщо одночасно з відключенням індуктивного котушки від джерела замкнути її на розрядне опір (мал. 25.7, б).