6.. Усилия при наличии ферромагнитных частей( силы втягивания дуги в стальную решётку)

П ри приближении проводника с током к ферромагнитной магнитная проводимость, а следовательно, и магнитный поток увеличиваются, Электромагнитная энергия системы возрастает. На проводник действует усилие, притягивающее его к стенке.

Аналогичные силы возникают между эл дугой и ферромагнитными пластинчатыми дугогасительными решётками. Эти силы затягивают дугу на пластины, что обеспечивает её гашение за счёт интенсивного отвода тепла в пластины

7.Витки в катушке

п ритягиваются друг к другу, т к идут в одном направлении, поэтому катушка сжимается и разбухает в стороны, а не разрывается. ЭДУ в катушке стремятся сжать катушку по высоте и увеличить её средний диаметр

В катушках аппаратов, кроме сил, действующих внутри каждого витка, будут существовать электродинамические силы между витками.

Между витками с разными направлениями токов усилие Р направлено так, чтобы отбросить витки друг от друга, т.к. потокосцепление увеличивается с ростом расстояния между ними. Если токи текут в одинаковом направлении, то витки притягиваются.

8.Между взаимно перпендикулярными проводниками

Кроме ЭДУ от левого и правого проводника создаётся изгибающий момент за счёт усилия, возникающего в месте перехода тока

9 .Сила, действующая в контуре, в кольцевом витке будет направлена таким образом, чтобы индуктивность, потокосцепление и поток при деформации контура под действием этой силы возрастали. В этом случае ЭДУ действует по радиусу, растягивая контур, тк при этом индуктивность, потокосцепление и магнитный поток возрастают

ЭДУ при переменном токе в однофазной сети.

ЗависимостьЭДУ от тока Р = к ·i_1· i₂

если i₁= i₂ , то Р = к ·i₁²

где к-коэф контура

Пусть ток в проводнике и токове­дущих частях не имеет апериодической составляющей и из­меняется по закону

i = I_m sin ωt

где I_m — амплитудное значение тока; ω — угловая частота.

При одинаковом направлении тока проводники притягиваются с усилием

Р = (P_m / 2) - (P_m / 2) cos 2 ωt

При отрицательных значениях получим силу, отталкивающую проводник 1 от двух других. Т.е. сила меняется с частотой, в два раза большей частоты тока.

Т аким образом, усилие имеет постоянную составляющую Рm /2 и переменную составляющую двойной частоты (Pm/2)cos2wt

Среднее значение усилия за период Р_ср = c I_м²

c = 10^-7 k

где I_м - действующее значение тока

Таким образом, в однофазной системе, среднее значение ЭДУ пропорционально квадрату действующего значения тока, произведение токов взаимодействующих проводников не меняет знака, поэтому изменение усилия во времени при переменном токе в однофазной це­пи (рис) происходит без изменения своего знака.

При переменном токе значение ЭДУ оказывается в 2 раза большим, чем при постоянном.

ЭДУ при переменном токе в трёхфазной сети

В трёхфазной сети при отсутствии апериодической составляющей токи сдвинуты по фазе на 120⁰

Рассмотрим силы, действующие между параллельными проводниками.

При переменном токе i₁ = Im sinωt= √2 Im sinωt ,

I₂ = √2 Im sin(ωt-120⁰)

I₃ = √2 Im sin(ωt-240⁰)

где Im - амплитудное значение тока;

w - угловая частота

Рассмотрим случай, когда проводники расположены в одной плоскости (рис. 19).

В отличие от однофазного тока при трёхфазном токе с ЭДУ меняется не только во времени , но и по знаку. При положительных значениях sin2ωt и cos2ωt получим силу, притягивающую проводник 1 к двум другим. При отрицательных значениях sin2ωt и cos2ωt получим силу, отталкивающую проводник 1 от двух других.

Силы, действующие на проводники 1 и 3 одинаковы по значению, но разные по направлению Р₁= - Р₃

На проводник 2 оказывают силовое воздействие 1 и 3. И это силовое воздействие будет максимальным. Таким образом, при расположении проводников в одной плоскости сила, действующая на средний проводник, оказывается большей, чем сила, действующая на крайний проводник

ВОЛ, ЭДУ при переменном токе в трёхфазной сети при наличии при наличии КЗ в цепи

И ногда включение аппарата происходит при наличии КЗ в цепи нагрузки. Если включение происходит в момент времени, когда принужденная составляющая тока i пр= 0,

то свободной составляющей в цепи не возникает и апериодическая составляющая отсутствует (рис. 1.16, а) На этом рисунке е — ЭДС источника;

φ — угол сдвига фаз между ЭДС и током.

Если включение происходит в любой другой момент времени, то возникает свободная апериоди­ческая составляющая, которая в момент t =0 равна и обратна по знаку принужденной составляющей (рис. 1.16,6). Причина возникновения апериодической составляющей — наличие в цепи индуктивности L. Поскольку энергия в ин­дуктивности L i²/ 2 не может меняться скачком, ток в цепи всегда нарастает с нулевого значения. Если при t = 0 ток i _опр ≠ 0, то возникает свободный ток i _св = - i _опр.

Наибольшая апериодическая составляющая появляется при условии t=0 (рис. 1.16,в).

Через время t = π / ω ток в цепи достигает наибольшего значения, которое называется ударным.

i =k _уд I _{m 3}

Ударный коэффициент k уд зависит от постоянной вре­мени Т а. Т а = L/R.

Чем больше индуктивность L, и меньше активное сопротивление R тем больше

k уд.

Если имеется апериодическая составляющая , то через время t = π / ω ток в цепи достигает наибольшего значения, которое называется ударным. I = k _уд I _{m пр}

Р_мах = к · к _уд^{2 ·}I² ,

где к _уд^{2 -}ударный коэффициент

Причина возникновения апериодической составляющей —наличие в цепи индуктивности L - поскольку энергия в ин­дуктивности L не может меняться скачком, ток в цепи всегда нарастает с нулевого значения. Если при t = 0 ток i _опр ≠ 0, то возникает свободный ток i _св = - i _опр - апериодический ток обратного направления, величина которого

i _a0 = i _нo -^·I _{п max}

где i _нo -мгнов. значение тока нагрузки,

I _{п max} -периодическая составляющ. тока КЗ.

Благодаря инерции магнитного потока не происходит мгновенное значение тока, т е возникает апериодическая составляющая, которая не позволит в начальный момент тока КЗ мгновенно измениться току от i _нo до I _{п max}

Г)Электродинамическая стойкость аппаратов.-УСТНО

Механическая прочность элементов конструкции электрических аппаратов зависит от значения ЭДУ, его направления, длительности воздействия и крутизны нарастания. Поэтому расчёты прочности конструкций ведутся по максимальному значению ЭДУ, хотя действует оно кратковременно.

В однофазных установках расчёт ЭДУ ведётся по ударному току КЗ. Если КЗ произошло вблизи генератора, то за расчётное значение берётся амплитуда ударного тока генератора в переходном режиме.

Для трёхфазного аппарата за расчётный ток берётся i =k _уд I _{m 3, ,} где I m 3- амплитуда периодической составляющей тока трёхфазного КЗ.