Modos de operação do circuito elétrico

Para um circuito elétrico, os modos mais característicos são os modos carga, sem carga e curto-circuito.

Modo de carregamento… Considere o funcionamento de um circuito elétrico quando conectado a uma fonte de qualquer receptor de resistência R (resistor, lâmpada elétrica, etc.).

Baseado lei de ohm NS. etc. c. a fonte é igual à soma das tensões IR da seção externa do circuito e IR0 de resistência interna da fonte:

Dado que a tensão Ui e nos terminais da fonte é igual à queda de tensão IR no circuito externo, obtemos:

Esta fórmula mostra que NS. etc. c. a fonte é maior que a tensão em seus terminais pelo valor da queda de tensão dentro da fonte... A queda de tensão IR0 dentro da fonte depende da corrente no circuito I (corrente de carga), que é determinada pelo resistência R do receptor. Quanto maior a corrente de carga, menor a tensão terminal da fonte:

A queda de tensão na fonte também depende da resistência interna R0.A dependência da tensão Ui da corrente I é representada por uma linha reta (Fig. 1). Essa dependência é chamada de característica externa da fonte.

Exemplo 1. Determine a tensão nos terminais do gerador em uma corrente de carga de 1200 A se e. etc. é 640 V e a resistência interna é 0,1 Ohm.

Responder. Queda de tensão na resistência interna do gerador

Tensão terminal do gerador

De todos os modos de carga possíveis, o nominal é o mais importante. Nominal é o modo de operação estabelecido pelo fabricante para este dispositivo elétrico de acordo com os requisitos técnicos para ele. É caracterizado pela tensão nominal, corrente (ponto H na Fig. 1) e potência. Esses valores geralmente são indicados no passaporte deste dispositivo.

A qualidade do isolamento elétrico das instalações elétricas depende da tensão nominal e da corrente nominal — sua temperatura de aquecimento, que determina a área da seção transversal dos fios, a resistência térmica do isolamento aplicado e a taxa de resfriamento da instalação. Se a corrente nominal for excedida por muito tempo, pode danificar a instalação.

Arroz. 1. Características externas da fonte

Modo Standby… Neste modo, o circuito elétrico conectado à fonte está aberto, ou seja, não há circuito na corrente. Neste caso, a queda de tensão interna IR0 será zero

Portanto, no modo inativo, a tensão nos terminais da fonte de energia elétrica é igual ao seu e. etc. (ponto X na Fig. 1). Esta circunstância pode ser usada para medir e. etc. v. fontes de eletricidade.

Modo de curto-circuito. Curto-circuito (curto-circuito) tal modo de operação da fonte é chamado quando seus terminais são fechados por um fio cuja resistência pode ser considerada igual a zero. Praticamente c. H. ocorre quando os fios que ligam a fonte ao receptor são ligados entre si, pois esses fios costumam ter resistência desprezível e podem ser tomados como zero.

Um curto-circuito pode ocorrer como resultado de ações impróprias do pessoal que faz a manutenção das instalações elétricas ou se o isolamento dos fios estiver danificado. Neste último caso, estes fios podem ser ligados através da terra, que tem uma resistência muito baixa, ou através das partes metálicas circundantes (carcaças de máquinas e aparelhos elétricos, elementos do corpo da locomotiva, etc.).

Corrente de curto-circuito

Devido ao fato de que a resistência interna da fonte R0 costuma ser muito pequena, a corrente que passa por ela aumenta para valores muito grandes. A tensão no ponto de curto-circuito torna-se zero (ponto K na Fig. 1), ou seja, a energia elétrica não fluirá para a seção do circuito elétrico localizada atrás do local do curto-circuito.

Exemplo 2. Determine a corrente de curto-circuito do gerador se for e. etc. com igual a 640 V e uma resistência interna de 0,1 ohm.

Responder.

De acordo com a fórmula

Um curto-circuito é um modo de emergência, pois a grande corrente resultante pode inutilizar a fonte, bem como os dispositivos, dispositivos e fios incluídos no circuito. Apenas para alguns geradores especiais, como geradores de soldagem, um curto-circuito não é perigoso e é um modo de operação.

Em um circuito elétrico, a corrente sempre flui de pontos no circuito que estão em um potencial mais alto para pontos que estão em um potencial mais baixo. Se algum ponto do circuito estiver conectado ao terra, seu potencial será considerado zero. Nesse caso, os potenciais de todos os outros pontos do circuito serão iguais às tensões atuantes entre esses pontos e o terra.

À medida que você se aproxima de um ponto aterrado, os potenciais de vários pontos do circuito diminuem, ou seja, as tensões que atuam entre esses pontos e o terra. Por esta razão, os enrolamentos de excitação de motores de tração e máquinas auxiliares, onde podem ocorrer grandes sobretensões com mudanças bruscas de corrente, procuram ser incluídos no circuito de potência mais próximo do “terra” (atrás do enrolamento da armadura).

Neste caso, uma tensão menor atuará na isolação destes enrolamentos do que se eles fossem conectados mais perto da catenária das locomotivas elétricas de corrente contínua ou do polo não aterrado da instalação retificadora das locomotivas elétricas de corrente alternada (ou seja, estariam em potencial). Da mesma forma, os pontos do circuito elétrico, que são de maior potencial, são mais perigosos para uma pessoa que esteja em contato com partes vivas de instalações elétricas. Ao mesmo tempo, cai sob uma tensão mais alta em relação ao solo.

Deve-se notar que quando um ponto de um circuito elétrico é aterrado, a distribuição de correntes nele não muda, pois isso não forma novos ramos por onde as correntes podem fluir.Se você aterrar dois (ou mais) pontos no circuito com potenciais diferentes, um ramo condutor adicional (ou ramos) é formado através do solo e a distribuição de corrente no circuito muda.

Assim, uma violação ou dano no isolamento de uma instalação elétrica, em que um dos pontos esteja aterrado, cria um circuito por onde circula uma corrente, que na verdade é uma corrente de curto-circuito. O mesmo ocorre com uma instalação elétrica não aterrada, quando dois pontos da instalação são aterrados. Quando um circuito elétrico é interrompido, todos os seus pontos até o ponto de interrupção estão no mesmo potencial.