книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил буквопечатающие телеграфные аппараты

§ 4. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Работа, совершаемая электрическим током, тем боль­ ше, чем больше величина тока, напряжение на концах цепи и время, в течение которого проходит ток:

где Р — мощность; U — напряжение; / — ток.

Единица измерения мощности — в а т т (вт); это мощ­

1кет = 1000 вт.

Врадиотехнике употребляется единица мощности — милливатт (мет).

1мет — 0,001 вт.

Мощность электрического тока измеряется ваттмет­ ром.

§ 5. ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Одним из способов получения электрической энергии является использование химических реакций, во время которых происходит превращение химической энергии в

20

электрическую. К химическим источникам электрической энергии относятся гальванические элементы и аккуму­ ляторы.

Гальванически^ элементы

Простейшими источниками электрического тока яв­ ляются гальванические элементы. В гальваническом эле­ менте происходит преобразование химической энергии в электрическую.

Элемент имеет положительный и отрицательный элек­ троды, помещенные в электролит (агломерат). В галь­

вует много типов элементов, составленных из различных гальванических пар.

У с т р о й с т в а и э л е к т р и ч е с к и е д а н и ы е с у ­

21

Пропитанного раствором натрия, и запрессованного й него угольного электрода.

На этикетках элементов обозначается их характери­ стика: «С» — сухой, «Л» — летний, «X» — холодостойкий,

соединенных последовательно. При сборке элементов в батарею их изолируют друг от друга парафинированной бумагой или картоном.

Новая батарея БАС-80 должна иметь напряжение 90 в и емкость около 1 а-ч. Батарея обычно имеет четы­ ре вывода: «—»; « + 60»; «+ 80»; «+ 90».

промышленность выпускает также сухие батареи галетной конструкции— БАС-Г-60. Батареи БАС-Г-60 имеют емкость около 1,3 а-ч. Отрицательным электродом (рис. 6) в элементе галетной батареи является цинковая пластина, покрытая с наружной стороны слоем веще­ ства, хорошо проводящего ток и мало окисляющегося. Этот слой обеспечивает надежный контакт каждого эле­ мента батареи с соседним элементом при последователь­ ном их соединении и не пропускает влаги и электролита.

22

Положительным электродом элемента служит слой сме­ си двуокиси марганца и графита (агломерат). Между пластинкой и агломератом прокладывается картонная диафрагма, пропитанная электролитом. Элементы бата­ реи 'спрессовываются в один блок и скрепляются пле­ ночным хлорвиниловым кольцом.

Кроме сухих элементов (батарей), применяются так­ же водоналивные, в которых ток возникает после того, как в элемент будет налита чистая вода.

В буквопечатающей аппаратуре могут быть примене­ ны сухие анодные батареи напряжением в ПО б для пи­ тания каскада «БПА» аппарата ТГ-30.

Устройство и принцип действия аккумуляторов

Аккумулятором называется химический источник электрической энергии, который может накапливать (ак­ кумулировать) электрическую энергию при пропускании через него тока от постороннего источника ЭДС и со­ хранять эту энергию.

Процесс превращения электрической энергии в хими­ ческую называется зарядом.

Процесс превращения химической энергии в электри­ ческую называется разрядом.

Каждый аккумулятор состоит из специально приго­ товленных пластин, электролита и сосуда, в который по­ мещаются пластины и электролит.

При подключении к пластинам (электродам) акку­ мулятора источника постоянного тока электролит всту­ пает в химическую реакцию с активной массой пластин и происходит изменение вещества и его составных ча­ стей. Если теперь подключить к аккумулятору нагрузку, то произойдет обратная химическая реакция, при этом выделится энергия в виде электрического тока.

Количество электричества, которое можно получить от аккумулятора, называется его е м к о с т ь ю . Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах (а-ч).

В зависимости от состава электролита аккумуляторы

суды изготовляются из никелированной стали. Пластины сделаны в виде решеток с карманами, в которые запрес­ совывается активная масса. В качестве электролита

23

применяется раствор щелочи — едкого калия или едкого натрия в дистиллированной воде.

При эксплуатации аккумуляторов летом в качестве электролита используют едкий натрий, а зимой едкий калий.

Впоследнее время с целью увеличения емкости и срока службы аккумулятора изготовляется составной электролит из раствора калия с примесью едкого лития.

Щелочные аккумуляторы характеризуются следую­ щими электрическими данными:

рабочее напряжение— 1,2—1,25 в; внутреннее сопротивление — 0,03 ом; коэффициент полезного действия — 50%>'.

Внастоящее время выпускаются щелочные аккуму­ ляторы многих типов: НКН-100, НКН-60, НКН-45, НКН-10, АКН-2,25 и др. Изготовляются батареи аккуму­ ляторов 4-НКН-10; 5-НКН-45; 32-АКН-2.25 и др.

Принято следующее обозначение щелочных аккуму­ ляторов: первая буква «Н» — накальный, «А» — анод­ ный; вторая и третья буквы — «кадмиево-никелевый»; цифры перед буквами указывают количество аккумуля­ торов, из которых состоит батарея; цифрами после букв обозначается емкость аккумулятора в ампер-часах. -

Щелочные аккумуляторы заряжаются от источника постоянного тока — генератора или через выпрямитель (преобразователь) от генератора переменного тока. Ток

лита имеет водный раствор серной кислоты. Электроды аккумулятора изготовлены из свинцовых пластин: поло­ жительные (аноды) покрыты перекисью свинца, отрица­ тельные (катоды ) состоят из чистого губчатого свинца. Сосуды аккумуляторов делаются из прочной пластмассы.

Электрические данные кислотных аккумуляторов: рабочее напряжение — 2,0 в; внутреннее сопротивление — сотые и тысячные доли

ома; коэффициент полезного действия — 70%.

Из кислотных аккумуляторов, так же как из щелоч­ ных, составляются батареи. Типы кислотных аккумуля­ торных батарей (аккумуляторов): 12-А-б, 12-А-ЗО, 12-АО-50, СТЭ-80, СТЭ-112 и т. д,

24

Заряжаются аккумуляторы от источника постоянного тока.

Режим заряда и разряда аккумулятора указывается в паспорте каждого аккумулятора.

Кислотные аккумуляторы по сравнению со щелочны­ ми имеют более высокое напряжение на один элемент, способны выдерживать кратковременно большие на­ грузки (токи), однако они менее прочны, не переносят сотрясений. Щелочные аккумуляторы более удобны в эксплуатации.

С о е д и н е н и е а к к у м у л я т о р о в . Аккумуляторы могут быть соединены последовательно, когда необходи­ мо увеличить напряжение в цепи. Плюс одного аккуму­ лятора соединяется с минусом второго и т. д. При этом ЭДС (напряжение) и внутреннее сопротивление аккуму­ ляторов складываются, а емкость всей батареи остается равной емкости одного аккумулятора.

-При параллельном соединении аккумуляторов (соеди­ нение одноименными полюсами) общая емкость бата­ реи равна сумме емкостей аккумуляторов, составляю­ щих батарею, внутреннее сопротивление уменьшается, напряжение же остается равным напряжению одного аккумулятора. Параллельно можно соединять только аккумуляторы одинакового напряжения.

§ 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ

Электрическая емкость — это способность тела на­ капливать электрические заряды до потенциала опреде­ ленной величины и удерживать их некоторое время.

Приборы, предназначенные для накапливания элек­

металлические пластинки (два электрода), называемые обкладками, между которыми находится изолирующее вещество — диэлектрик (воздух, бумага, слюда, фарфор и т. д.).

Если пластинки конденсатора присоединить к источ­ нику постоянного электрического тока, то на них будут накапливаться электрические заряды, разные по знаку. Процесс накопления электрического заряда на обклад­ ках конденсатора называется зарядом конденсатора.

25

Чем больше площадь поверхности обкладок, тем больше его емкость. Чтобы получить большую емкость, при­ меняют конденсаторы с целой системой обкладок (пла­ стин), разделенных диэлектриками. Емкость конденсато­ ра увеличивается с уменьшением толщины

+диэлектрика и зависит также от физических

+свойств диэлектрика.

Внастоящее время выпускается боль­

+висимости от примененного диэлектрика

+различают конденсаторы воздушные, твер­ дые н жидкостные. Конденсаторы могут быть постоянной и переменной емкости. Об­ кладками конденсаторов служат металли­ ческие или станиолевые пластинки (ленты), слои серебра, нанесенные на керамику и т. д.

электролит. Электролитические конденсаторы могут быть очень большой емкости. Их включают в цепь с учетом

Поскольку фарада — очень крупная единица емкости, она практически не применяется. Обычно емкость изме­ ряют единицами, составляющими миллионные доли фа­ рады, — микрофарадами (мкф), или миллионные доли микрофарады — пикофарадами (пф).

Конденсатор, включенный в цепь постоянного тока, разрывает ее. Однако переменный ток конденсатором не прерывается, так как при последовательной смене на­ правления импульсов тока конденсатор то заряжается, то разряжается и тем самым пропускает ток.

26

Каждый конденсатор рассчитан на определенную ве­ личину напряжения. При возрастании напряжения выше допустимой величины электрический заряд перейдет че­ рез диэлектрик с одной пластины на другую и насту­ пит п р о б о й к о н д е н с а т о р а .

Конденсаторы можно соединять последовательно и параллельно. При параллельном соединении конденса­ торов (рис. 8) происходит как бы суммирование нло-

Рис. 8. Параллельное соединение конденсаторов

щади обкладок конденсаторов. Общая емкость конден­ саторов в этом случае будет равна сумме емкостей со­ единенных конденсаторов:

Собщ — Сд 4~ С 2 + С3 4 - • • •

При последовательном соединении конденсаторов (рис. 9) общая толщина диэлектрика как бы увеличи­ вается, а это приводит к уменьшению суммарной емко-

Рис. 9. Последовательное соединение конденсаторов

сти соединенных конденсаторов. Суммарная емкость кон­ денсаторов при последовательном соединении опреде­ ляется по формуле:

_ L _ = _ L + _ L + _ L + 1. . J

Собщ сх С2 С3

27

то есть общая емкость меньше самой меньшей из емко­ стей всех соединенных конденсаторов.

Выполняется также смешанное соединение конденса­ торов, при котором используются преимущества после­ довательного и параллельного соединения. Существуют

Рис. 10. Смешанное соединение конденсаторов

— сначала соединяют конденсаторы группами после­ довательно, а затем последовательно соединенные груп­ пы соединяют параллельно;

— соединяют конденсаторы параллельно, а затем параллельно соединенные группы соединяют последова­ тельно.

§ 7. МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Тела, способные притягивать к себе предметы, изго­ товленные из железа, стали, никеля и др., называются магнитными, а проявляемое ими свойство — притяже­ ние— называется магнетизмом. Каждый магнит, неза­ висимо от его формы, имеет северный и южный полю­ сы, а стрелка, сделанная из магнитного вещества, всег­ да будет поворачиваться северным концом (южным по­ люсом) на север.

Пространство, в котором наблюдается действие маг­ нита, называется магнитным .полем, а линии, в на­ правлении которых действуют магнитные силы, — м а г ­ н и т н ы м и с и л о в ы м и л и н и я м и .

28

Магнитные силовые линии всегда замкнуты, они ни­ когда не пересекаются; силовые линии одного направ­ ления отталкиваются, разного направления — притяги­ ваются.

Силовые магнитные линии идут от северного полюса магнита к южному.

Магнитные силовые линии (магнитный поток) про­ ходят через различные материалы неодинаково. Так, че­ рез железо, сталь магнитный поток проходит хорошо, через медь, алюминий, серебро, углерод и др. прохо­ дит плохо. Магнитная проницаемость воздуха принята за единицу. Материалы (вещества) с магнитной прони­ цаемостью меньше единицы называют диамагнитными (медь, серебро), а имеющие проницаемость больше еди­ ницы—'парамагнитными (вольфрам, платина и др.). Ес­ ли магнитная проницаемость больше единицы в тысячи раз, то материалы называются ферромагнитными (желе­ зо, никель, сталь и др.).

Электромагниты и реле

Вокруг всякого проводника, по которому течет элек­ трический ток, независимо от формы проводника, возни­ кает магнитное поле (рис. 11). Силовые линии такого

Рис. 11. Магнитное поле вокруг проводника, через который проходит ток

29