ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформатор состоит в принципе из двух катушек, которые связаны посредством ферромагнитного сердечника.

Если катушку 1 подсоединяют к i гапря- жснию переменного тока, то в ней течет переменный ток, который образует переменное магнитное поде. При этом во второй катушке (вторичная катушка) благодаря индукции также возникает переменное напряжение. Отношение витков катушки составляет при этом отношение напряжений, Например, если в первой катушке 1000 витков и во второй 500 витков, тогда отношение 1000 : 500 = 2:1, таким образом, отношение напряжений также равно 2:1.

Благодаря этому с помощью трансфор- маторов может генерироваться высокое и низкое напряжение. Примером для т рансформаторов являются звонковый трансформатор 230 В/8 В и ламповый трансформатор 230/25 В, или 60 В (рис. 14.115).

14.3.8. Испол ьзование магнитных сил

В электродвигателях электрическая энергия преобразовывается в механическую энергию. При этом используется магнитное действие на проводник с током.

Если проводник с током находится в магнитном поле, то друг на друга дейст вуют два взаимодействующих магнитных поля, поле постоянного магнита и поле, которое вырабатывается благодаря току в проводнике (рис. 14.116). Одинаково направленные линии поля (силы) усиливаются, противоположно направленные линии поля взаимно уничтожаются. Из обоих одиночных магнитных полей получается общее магнитное поле. На левой стороне возникает ослабление поля, на правой стороне усиление поля. Л инии поля «пытаются» достичь другого полюса кратчайшим путем и вытолкнуть наружу проводник из поля. Если изменить направление магнитного поля или тока в проводнике, то общее поле слева от проводника усиливается, а проводник выдавливается наружу вправо (рис. 14.116). Это действие сил на проводник с током в магнитном поле используется в электродвигателях.

ПРИМЕР ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Если в магнитном ноле проводник опирается на врандани ] гуюся ось, то на часть проводника сверху и снизу при прохождении тока действуют силы, которые вращают проводник в виде петли по часовой стрелке (рис. 14.117). Тс же самые силы действуют на другую петлю (рис. 14.118), когда она приводится в вертикальное положение. Подача тока происходит через угольную щетку и коллектор, подключенные к проводнику в виде петли.

Если обмотка вращается в магнитном поле, то в обмотке возникает электрическое напряжение. Таким образом, каждый двигатель постоянного тока можно использовать и как генератор. Выработанное напряжение зависит от сил магнитного поля, от количества витков, обмотки ротора и скорости вращения ротора. В состоянии покоя напряжение не возникает (рис. 14.118).

Двигатель постоянного тока одновременно является] генератором.

Выработка напряжения происходит также и в процессе работы двигателя, так как имеется магнитное поле и вращающаяся обмотка. Вырабатываемое благодаря вращению ротора напряжение направлено против прилагаемого напряжения сети. Это противодействующее напряжение уменьшает действие сетевого напряжения, поэтому с возрастающей скоростью вращения потребление электроэнергии становится меньше. При включении противодействующее напряжение еще не существует, так как в момент включения двигатель не вращается, поэтому в данный момент сетевое напряжение действует в полную силу, а потребление тока максимально.

14.3.9. Распределение электрической энергии

Для распределения электрической энергии необходимы провода, предохранители и приборы коммутации.

Для малой мощности используется однофазный переменный ток с напряжением 230 В и частотой 50 Гц. Для этого нужны проводящий напряжение проводник и обратный провод.

Для большей мощности используется трехфазный переменный ток (трехфазный ток либо также ток высокого напряжения). В нем соединяются три однофазных напряжения переменного тока, которые сдвинуты но времени друг относительно друга на одну треть колебаний. Тем самым могли бы обеспечиваться три автономные сети, и при этом нужно было бы для прямых и обратных проводов в целом шесть линий. Если обратные провода соединяют вместе, то обходятся четырьмя линиями (рис. 14.119).

Общий обратный провод заземленного проводника называют нулевым проводом (IV, синий). Другие три провода (фазовые провода трехфазной системы) имеют условное обозначение Ы, Ь2 (черный) и ЬЗ (коричневый). Кроме этого, имеются еще защитные провода РЕ (желто-зеленый), которые соединены с землей.

Напряжение между фазовым проводом и нулевым проводом или землей всегда равно 230 Б. Напряжение между двумя фазовыми проводами, например между Е1 и Ь2, составляет 400 В. Это напряжение используется для двигателей и других устройств.

Местная сеть через высоковольтные линии и подключенный трансформатор снабжается электрической энергией от электростанции. Подключение потребителя к местной сети происходит через кабель и воздушные линии электропередачи для подсоединения к домовому распределительному щитку. Эти распределительные щитки, защищенные пломбами, содержат в том числе предохранительные устройства. Подсоединение главных линий к электросчетчику также пломбируют, так, чтобы без повреждения пломб электрическая энергия не могла

потребляться без учета.

Для электрических проводов из-за хорошей электропроводимости чаще всего применяется медь. Но медная проволока также нагревается при прохождении тока вследствие своего сопротивления. При слишком высокой силе тока происходит недопустимое нагревание, и тем самым повреждается изоляция, что может привести к возгоранию.

Допустимые значения тока могут быть превышены из-за перегрузки или короткого замыкания. Перегрузка наступает тогда, когда подключенные одновременно приборы вызывают протекание тока высокой силы. Короткое замыкание — это прямое соединение между электрическими линиями в обход потребителей, поэтому ток становится чрезвычайно большим.

Предохранитель с плавкой вставкой (рис. 14.121) содержит в себе тонкий проволочный или ленточный легкоплавкий провод, который при сильном токе расплавляется, и благодаря этому цепь тока размыкается.

Расплавленный предохранитель должен быть заменен новым равноценным.

Конусный болт (рис. 14.121) должен предотвратить ввинчивание предохранительного патрона с недопустимо высокими параметрами. Конусные болты и относящиеся к ним предохранительные патроны стандартизированы (рис. 14.121). Конусный болт выбирается по поперечному сечению провода и должен заменяться только специалистом.

Автоматические предохранительные выключатели могут быть снова включены после срабатывания. Они имеют две выключающие катушки, одну — магнитную, которая срабатывает при коротком замыкании, и одну — выключающую из двухслойного металла, которая действует при перегрузке. Если автоматический выключатель отключается через катушку из двухслойного металла, то он может быть включен только то! да, коша биметаллическая лента остынет (рис. 14.122).