Modos de funcionamiento del circuito eléctrico.

Para un circuito eléctrico, los modos más característicos son los modos con carga, sin carga y en cortocircuito.

Modo de carga… Considere el funcionamiento de un circuito eléctrico cuando está conectado a una fuente de cualquier receptor de resistencia R (resistencia, lámpara eléctrica, etc.).

Basado Ley de Ohm NS. etc. c) la fuente es igual a la suma de los voltajes IR de la sección externa del circuito e IR0 de resistencia interna de la fuente:

Dado que el voltaje Ui y en las terminales de la fuente es igual a la caída de voltaje IR en el circuito externo, obtenemos:

Esta fórmula muestra que NS. etc. c) la fuente es mayor que el voltaje entre sus terminales por el valor de la caída de voltaje dentro de la fuente... La caída de voltaje IR0 dentro de la fuente depende de la corriente en el circuito I (corriente de carga), que está determinada por la resistencia R del receptor. Cuanto mayor sea la corriente de carga, menor será el voltaje del terminal fuente:

La caída de tensión en la fuente también depende de la resistencia interna R0.La dependencia del voltaje Ui de la corriente I se representa con una línea recta (Fig. 1). Esta dependencia se denomina característica externa de la fuente.

Ejemplo 1. Determine el voltaje a través de las terminales del generador a una corriente de carga de 1200 A si e. etc. S. es de 640 V y la resistencia interna es de 0,1 Ohm.

Respuesta. Caída de voltaje a través de la resistencia interna del generador.

Voltaje terminal del generador

De todos los posibles modos de carga, el nominal es el más importante. Nominal es el modo de funcionamiento establecido por el fabricante para este aparato eléctrico de acuerdo con los requisitos técnicos para el mismo. Se caracteriza por la tensión nominal, la corriente (punto H en la Fig. 1) y la potencia. Estos valores suelen estar indicados en el pasaporte de este dispositivo.

La calidad del aislamiento eléctrico de las instalaciones eléctricas depende de la tensión nominal y la corriente nominal: su temperatura de calentamiento, que determina el área de la sección transversal de los cables, la resistencia térmica del aislamiento aplicado y la tasa de enfriamiento de la instalación. Si se excede la corriente nominal durante mucho tiempo, puede dañar la instalación.

Arroz. 1. Características externas de la fuente

Modo de espera… En este modo, el circuito eléctrico conectado a la fuente está abierto, es decir, no hay circuito en la corriente. En este caso, la caída de tensión interna IR0 será cero

Por lo tanto, en modo inactivo, el voltaje en los terminales de la fuente de energía eléctrica es igual a su e. etc. (punto X en la Fig. 1). Esta circunstancia se puede utilizar para medir e. etc. v. fuentes de electricidad.

Modo de cortocircuito. Cortocircuito (cortocircuito) se llama tal modo de operación de la fuente cuando sus terminales están cerrados por un cable cuya resistencia puede considerarse igual a cero. Prácticamente c. H. ocurre cuando los cables que conectan la fuente con el receptor están conectados entre sí, ya que estos cables generalmente tienen una resistencia despreciable y pueden tomarse como cero.

Puede ocurrir un cortocircuito como resultado de acciones incorrectas por parte del personal que realiza el mantenimiento de las instalaciones eléctricas o si el aislamiento de los cables está dañado. En este último caso, estos cables pueden conectarse a través de la tierra, que tiene una resistencia muy baja, oa través de las partes metálicas circundantes (carcasas de máquinas y aparatos eléctricos, elementos del cuerpo de la locomotora, etc.).

Corriente de cortocircuito

Debido al hecho de que la resistencia interna de la fuente R0 suele ser muy pequeña, la corriente que fluye a través de ella aumenta a valores muy grandes. El voltaje en el punto de cortocircuito se vuelve cero (punto K en la Fig. 1), es decir, la energía eléctrica no fluirá a la sección del circuito eléctrico ubicada detrás de la ubicación del cortocircuito.

Ejemplo 2. Determinar la corriente de cortocircuito del generador si es e. etc. con igual a 640 V y una resistencia interna de 0,1 ohm.

Respuesta.

Según la fórmula

Un cortocircuito es un modo de emergencia, ya que la gran corriente resultante puede inutilizar la fuente, así como los dispositivos, dispositivos y cables incluidos en el circuito. Solo para algunos generadores especiales, como los generadores de soldadura, un cortocircuito no es peligroso y es un modo de funcionamiento.

En un circuito eléctrico, la corriente siempre fluye desde los puntos del circuito que tienen un potencial más alto hacia los puntos que tienen un potencial más bajo. Si cualquier punto del circuito está conectado a tierra, entonces su potencial se toma como cero. En este caso, los potenciales de todos los demás puntos del circuito serán iguales a los voltajes que actúan entre estos puntos y tierra.

A medida que se acerca a un punto conectado a tierra, los potenciales de varios puntos del circuito disminuyen, es decir, los voltajes que actúan entre esos puntos y la tierra. Por esta razón, los devanados de excitación de los motores de tracción y máquinas auxiliares, donde pueden ocurrir grandes sobretensiones con cambios bruscos de corriente, tratan de incluirse en el circuito de potencia más cerca de "tierra" (detrás del devanado del inducido).

En este caso, sobre el aislamiento de estos devanados actuará una tensión menor que si estuvieran conectados más cerca de la catenaria de las locomotoras eléctricas de corriente continua o del polo sin puesta a tierra de la instalación rectificadora de las locomotoras eléctricas de corriente alterna (es decir, estarían a mayor potencial). Del mismo modo, los puntos del circuito eléctrico, que son de mayor potencial, son más peligrosos para una persona que está en contacto con partes vivas de instalaciones eléctricas. Al mismo tiempo, cae bajo un voltaje más alto en relación con el suelo.

Cabe señalar que cuando se pone a tierra un punto de un circuito eléctrico, la distribución de las corrientes en él no cambia, ya que esto no forma nuevos ramales por los que puedan fluir las corrientes.Si conecta a tierra dos (o más) puntos en el circuito que tienen diferentes potenciales, entonces se forma una rama (o ramas) conductora adicional a través de la tierra y la distribución de corriente en el circuito cambia.

Por tanto, una violación o daño del aislamiento de una instalación eléctrica, uno de cuyos puntos está puesto a tierra, crea un circuito por el que circula una corriente, que en realidad es una corriente de cortocircuito. Lo mismo ocurre con una instalación eléctrica sin puesta a tierra, cuando dos puntos de la instalación están puestos a tierra. Cuando se rompe un circuito eléctrico, todos sus puntos hasta el punto de interrupción están al mismo potencial.