Раздел 5. Электрическая дуга

Задача 5.1.

Определить скорость движения открытой (свободной) дуги с током I_Д = 400 А, находящейся в поперечном магнитном поле с индукцией

В = 0,05 Тл.

Решение. Скорость перемещения дуги в результате действия тока в шинах

при В ≤ 0,1 Тл определяется по формуле Г. А. Кукекова
v	Д	= 73I1/3 B2/3	,	(6)
		Д СР

где I – ток в дуге, А; B_СР − магнитная индукция между шинами, Тл. Скорость движения дуги в результате действия тока в шинах, по данным

О. Б. Брона, определяется по формуле

232

vД = 41,23		I Д H 2				,		(7)
	1	+ 0,4H	0,3 2
				)
	(

где Н – напряженность магнитного поля, А/см.

Скорость дуги, находящейся в узкой щели, по данным Г. А. Кукекова,

определяется по формуле

v Д = 370 δI Д B ,

(8)

где δ − ширина щели, м; I – ток в дуге, А; В – величина индукции, Тл.

Для индукций в пределах 0 < В < 0,1 Тл

vД = 73( 400)1/3 0,52/3 = 73 м/с.

По формуле О. Б. Брона, скорость движения дуги

vД = 41,2

I Д H 2

= 41,2

400 ⋅3942

= 7255

см/м = 72,6 м/с,

1

+ 0,4H 0,3

)

2

1 + 0,4 ⋅3980,3

)

2

(

(

где H = Bμ = 0,05(4π⋅ 10⁻⁷ )= 39800 А/м = 398 А/см.

Сопоставив полученные результаты, получим среднее значение v_CP = 0,5(73 + 72,6) = 72,8 м/с.

Ответ: v_CP = 72,8 м/с.

Задача 5.2.

Определить возможное перенапряжение U_max в цепи постоянного тока, если происходит ее размыкание без дуги, при условии что к зажимам индуктивности подключена емкость С = 0,1 мкФ. Индуктивность в цепи

L = 1,5 Гн, ток I = 20 А.

Решение. Если пренебречь активным сопротивлением индуктивной катушки, то наиболее ожидаемое напряжение может быть определено из того условия, что вся электромагнитная энергия переходит в электростатическую

LI	2	CU 2	L		1,5
	=	м , откуда Umax = I		= 20		= 77500	В.
2			C		0,1⋅10−6
		2

Ответ: U_max = 77500 В.

233