web analytics

Arhivă

Post Tăguit cu ‘solenatie’

Siguranta automata: alegere si principiul de functionare

Sigranta automata frontalaPână acum nu am avut material didactic pentru a explica cum functioneaza siguranta automata sau cum se alege  siguranta automata, asa cum am mai vorbit despre cum functioneaza siguranta automata diferentială, dar acum am una de tip mai vechi, cu contacte auxiliare: 1ND si 2NI, 5A, sau englezeste  spus 1NO si 2NC. Alaturat avem si un model de productie mai recent(aici e aratata o asamblare automataa unei sigurante automata) , demonstrativ, in care prin peretele transparent de plastic  se poate vedea aceleasi elemente componente, dar care au alta geometrie si alta asezare, principiul de functionare fiind acelasi. Siguranta automata faţă de siguranţa fuzibilă are avantajul limitarii timpului de raspuns la scurt, limitarea mai buna a curentului termic de supra-încarcare (Ith), repunerea mai usor si mai rapid in funcţiune a alimentarii circuitului, desigur după identificarea si eliminarea scurtului. Are dezavantajul ca treapta de Siguranta automata, piese componenteprotecţie nu poate fi asa de usor schimbata asa cum se face la siguranţa fuzibila, doar prin inlocuirea patronului, atunci când se modifica valoarea puterii absorbite în circuit. Nu vorbim de circuitul industrial unde valoarea consumatorilor nu se modifica la fel cum se modifica de exemplu numarul de consumatori in bucatarie unei locuiţe moderne in functie de nevoi. Siguranţa automata monofazata poate fi construita cu protectia unui singur pol, noteata cu 1P, polul se monteaza pe faza. Odinioara in tablourile electrice nulul nu era trecut prin sigurante, iar daca megeti la firida(tabloul de unde e alimentat un tablou de apartament) veţi vedea ca nulul nu are sigurante, el e dus direct in tabloul de apartament. Siguranta automata poate sa fie construita şi cu protectia a doi poli, se notează cu 2P, se montaza mai ales acolo unde nu se poate identifica faza. Mai poate fi construită si cu un singur pol protejat, se notează cu 1P+N, iar la actionare decupleaza si celalalt pol, nulul. La Camera de stingereaparitia unui scurtcircuit toate sursele dintrun  sistem electric debiteaza curent pentru alimentarea locului unde e scurtul. Daca avem un scurt pe faza, inainte de consumator, polul protejat al siguranţei automate, montat pe faza va sesiza curentul de scurt până ca acesta sa ajunga in consumator şi acesta va fi de o valoare cu atât mai mica cu cât treapta (In , valoarea curentului nominal) siguranţei e mai apropiata de valoarea curentuli absorbit  de circuit. Daca scurtul apare pe nul, atunci curentul de scurt va trece si prin consumator. Dar pentru ca cele mai dese scurtcircuite au drept cauza defectiuni datorate comsumatorilor casnici alimentaţi de pe circuitul de prize sau de pe circuitul de lumina, părerea mea este ca o siguranţa cu un singur pol protejat care decupleaza şi nulul este potrivita din punctul de vedere al realizarii protectiei dar si al aspectului economic. Alegerea valorii nominale a sigurantei automate se face in conformitate cu principiul selectivitatii treptelor, dar si ca treapta aleasa sa fie foarte apropiata de curentul absorbit  Pe un circuit de lumina aş pune siguranţa de 6Á asta inseamna  P= UxI=230Vx6A = 1320W care ar însemna cam 13 becuri de 100W care sa arda simultan. O priza cu corp ceramic este calibrata sa reziste maxim la 16 Á, iar un circuit cu conductor de cupru, cu sectiunea de 2,5mmp  pozat in tub la 5-6 conductoare duce 16 A. Deci o siguranta de 16 A pe un circuit de aluminiu (in locuinţele vechi de bloc) nu e chiar potrivita dar pe un circuit de cupru cu sectiunea de 2,5mmp-da. Dar ea nu va suporta un consumator care absoarbe 16 A ci unul mai mic, 16 A fiind curentul pentru care ea este calibrată. Un calcul simplu ca mai sus P= UxI= 230V x 16A = 3680W. Daca exista un asemenea consumator sau posibilitatea ca mai multi consumatori sa insumeze 16A atunci se alege o siguranta automata de 20 A. Altfel Stingerea arcului in câmp magnetic_e bine ca siguranta autoamta, (indiferent de  valorile maximale admise de conductor, priza sau instalatie) sa fie cât mai apropiata de valoarea consumului (a puterii maxim absorbite) de valoare a curentului descurt a sigurantei automate. In acest fel curentul de scurtcircuit se limiteaza la o valoare mai mica pe timpul de decuplare al sigurantei si stricaciunile  la locul de defect vor fi mai mici. Pe circuitele  care alimenteaza o bucatarie moderna  in care sunt multe electrocasnice, alegerea se va face in functie de puterea contractata în urma căreia a fost instalata siguranta generala, cea din BMP (Blocul de masura si protectie) Cea mai mare siguranta din tabloul de interior se va alege cu o treapta mai mica decât aceea din BMP. Apoi, in functie de puterea instalata a electrocasnicelor si in functie de gruparea lor pe circuite care ar duce la simultaneitate în funcţionare, se poate alege siguranţa pentru fiecare circuit.

Siguranta automata piese componente, descriere1-Clema mobila pentru montarea sigurantei fuzibile pe şină tip C răsfrânt sau sina Ω (omega). 2-Contact mobil.  3-Camera de stingere a arcului electric, unde prin forţa electromagnetica este impins in interiorulei arcul pentru racire  si apoi stingere. Racirea arcului electric se face prin lungirea lui sub influenţa fortei electromagnetice si prin divizarea de catre lamelele camerelor de stingere, prin marirea numarului de inceputuri ssi sfârşituri ale arcului, unde au loc caderi de teniune si deci micsorarea tensiunii de intretinere a arcului. 4-Contact fix. 5-Conductorul de cupu al solenoidului(bobina) sudat pe borma. 6-Şaiba de fixare a conductorului de alimentare. 7-Şurub strângere, M5. 8-Plonjorul electromagnetului care actioneaza la valoare nominala  a solenatiei (spire x amperi). 9-Bobina de curent(solenoidul) electromagnetului de actionare la scurt circuit: atunci când forţa data de solenaţie ajunge sa depaseasca forţa de declansare, siguranta e actionata. 10– Armatura electromagnetului de unde se prinde arcul de tractiune 13. 11-Pârghie de cuplare-decuplare a sigurantei automate. 12-Nit tubular si cu rol de ax. 13-Arc spiral de tractiune. 14-Ansamblu de arcuri, pârghii şi came care permit anclanşarea şi declanşarea la scurt circuit prin plonjorul 8 si la supracurent prin bimetalul 19. 15-Ax al camelor, punctul fix. 16– Pârghie de cuplare-decuplare a contactului mobil 4. 17– punct de actionare al bimetalului asupra ansamblului de pârghii si came 14. 18-Punctul de sudura al rezistenţei 20 cu bimetalul 19. 19– Bimetal, pentru protectia termica la supra incarcare. 20-Rezistenta platbanda. 21-Conductor mobil, litat. 22-Surub de calibrare si de fixare a bimetalului 19 de borna de ieşire 5’

Traseul curentului prin siguranta este urmatorul: De la conductorul instalatiei prins in borna 5 ajunge in solenoidul  9, apoi printro lamela de alama in contactul fix 4, prin contactul mobil curbat 2, apoi prin conductorul litat 21 parcurge rezistenta electrica 20 sub forma de platbana sudata de bimetalul 19 si ajunge la borna de iesire notata cu 5’. La un curent care depăsete valoarea pentru care e calculat sa actioneze electromagnetul, acesta actioneaza asupra sistemului de pârghii arcuri si came 14, basculându-l in pozitia in care lamela de actionare 16 se retrage si contactul mobil 2 se deplaseaza in jos deschizând circuitul. Decuplarea se face si atunci când un curent mai mare decât curentul nominal strabate mai multa vreme rezistenţa si bimetalul, încălzindu-le: sub actiunea caldurii bimetalul se deformeaza în planul orizontal al sigurantei actionând grupul 14.

Cum se produce tensiunea electrica

Camp magnetic in spiraTotalitatea liniilor de camp magnetic care strabat o suprafata se numeste flux magnetic si se noteaza cu Φ. Acest flux poate fi produs de un curent care strabate o spira conductoare, sau de un magnet permanent. Acesta este direct proportional cu marimea inductiei magnetice B, de marimea suprafetei spirei S, si cosφ, unde φ este unghul pe care il face vectorul inductie si normala la planul spirei. Variind aceste elemente de care depinde fluxul magnetic Φ, obtinem un flux magnetic variabil. Marimea campului magnetic produs de o bobina este direct proportionala cu numarul de spire al bobinei si curentul care strabate aceasta bobina. Produsul lor se numeste solenatie.

Montaj ptr Legea lui Lenz

Montaj ptr Legea lui Lenz

Principiul generatorului de c.a.Principiul generatorului de c.a. monofazarInductia electromagmetica, descoperită de Faraday în 1831, este fenomenul de generare a unei tensiuni electromotoare într-un circuit cand acesta este strabatut de un flux magnetic variabil în timp.Tensiunea electromotoare genereaza in acest circuit un curent, iar sensul acestuia este dat de legea lui Lenz. Sensul curentului indus este astfel încât fluxul pe care-l produce prin circuitul pe care-l strabate tinde să se opuna variaţiei de flux care i-a dat naştere. Acest fenoment este pus in evidenta de montajul din figura alaturata: la inchiderea intrerupatorului K, becul nu se aprinde imediat datorita curentului indus, Ia, care se opune curentul initial, I. Din aceeasi cauza, la deschiderea intrerupatorului becul nu se stinge imediat, ci scade trepta in intensitatea  luminoasa. Sa luam un conductor a si sa-l inseriem cu un al conductor x plasat la o distanta τ (denumita generic pas polar) si sa le legam la niste inele colectoare (ca in figura de mai jos): se va forma o spira in care va apare o tensiune elctromotoare (t.e.m.) de doua ori mai mare decat in conductorul a sau conductorul x.

Principiul de functionare al generatorului de c.a.

Daca, spira din figura alaturata (desenata cu rosu) o vom roti, iar prin intermediul unor perii colectoare (sau lamele A si B ) alimentam un bec, va apare un curent care la o rotatie completa a spirei isi va schimba sensul. Asfel, daca vom mari numarul de spire cu n, formand o bobina, vom obtine o tensiune electromotoare (t.e.m.) mai mare  de n ori, care are o forma sinusoidala intr-o perioada T care descrie o rotatie completa a spirei in campul magnetic.

Daca pe rotor montam inca trei bobine identice cu cea de mai sus care sunt decalate fizic la 120 grade, vom obtine un sistem de tensiuni simetrice trifazat Ue1, Ue2 si Ue3, asa cum sunt aratate in figura de mai jos. Pentru ca aceste tensiuni sa aiba o forma cat mai apropiata de forma unei unde sinusoidale, pe o faza se costruiesc mai multe bobine care sunt repartizate uniform pe 1/3 din rotor si care sunt inseriate corespunzator pentru ca tensiunile obtinute sa se insumeze.

Prima data au fost inventate masinile electrice de catre niste minti scormonitoare si apoi matematicienii au descris matematic fenomenele electrice care se intampla in masinile electrice. Trebuie retinut ca aceste masini electrice sunt reversibile in anumite conditii, adica pot functiona si ca generator, dar si ca motor.

Forma de undă a tensiunii trifazice

Putem spune ca tensiunea si curentul timp si care au fost obtinute in acest fel, ca mai sus, sunt marimi care se repeta dupa o perioada de timp T si variaza dupa o sinusoida sau cosinusoida. Astfel o astfel de marime sinusoidala se poate scrie: y=Ym sin(ωt+ φ) in care Ym este valoarea maxima a marimii, denumita amplitudine; ωt este un unghi variabil datorita variatiei timpului t; ω este un factor constant denumit pulsatie; φ este un unghi constat, denumit faza initiala si poate fi pozitiv sau negativ, dar mereu mai mic decit unghiul π radiani.

Principiul de functionare al generatorului de c.c.

Deoarece valoarea pe o perioada a unei marimi electrice alternativ sinusoidala este nula, pentru masurarea acestor marimi in practica se foloseste masurarea pe o semiperioada. Se retine valoarea medie Ymed a amplitudinii maxime Ym ca latura mica adreptunghiului construit cu latura egala cu T/2= π si ca suprafata egala cu aria cuprinsa intre curba si axa timpului notata cu ωt. Retinem ca aceasta valoare este Ymed= 2/π=0,637 Ym. Cand masuram cu un aparat de masura o astfel de marime masuram valoarea eficace sau efectiva a acesteia: Y= 0,707 Ym. Fizic, aceasta valoare se defineste ca energia cedata de un curent alternativ sinusoidal unui rezistor intro perioada care produce acelasi efect Joule pe care il produce un curent continuu de intensitate egala cu cea a curentului sinusoidal pe acel  rezistor.

Forma de undă a tensiunii redresate mecanic

In momentul in care capetele infasurarii luata in discutie in figura de mai sus, a si x, se leaga la doua lamele ca in figura alaturata pe care calca doua lamele flexibile sau  perii de cărbune(periicolectoare), t.e.m. culeasa pe acestea va fi de genul unei semiperioade mai aplatisate, cum este curba P de mai jos, pentru ca atunci cind se schimba sensul t.e.m. se schimba la periile colectore si lamelele colectorului. Prin aceasta se obtine un curent pulsatoriu de redresare mecanica. Acesta este principiul generatorului de curent continuu, sau dinamul. Daca pe rotor se construiesc mai multe spire(care in mod normal se bobineaza in bucla, sau alte tipuri de infasurari), iar pentru alimentarea fiecareia se rezerva cite o pereche de lamele colectoare se va obtine o aplatisare a pulsatiilor, tensiunea obtinuta devenind aproape continua, curba R de mai sus.


Regula mainii drepte in cimpul magnetic

Vom vedea în cele de mai jos că regula mainii drepte are trei situaţii cand este folosită în campul magnetic. Devierea arcului in camp magnetic_Prima situatie: dacă, de un arc electricRegula mainii DR cu trei degete_ care este format între doi electrozi de carbune, vom apropia un magnet permanet în forma de potcoavă, arcul electric va fi deviat lateral (lungimea arcului lui va creşte şi se va răci) spre direcţia sagetii si în cele din urmă va fi stins. Asta înseamnă ca sarcinile electrice (negative sau pozitive) care se mişcă printr-un cîmp magnetic sunt supuse sunt supuse acţiunii unei forţe. Devierea particulelor electrice se poate afla cu regula mainii drepte la care se folosesc policele, arătătorul şi mijlociul aşa ca în figura alăturată în dreapta. Aceasta poate fi formulată astfel: dacă se ţine degetul mare al mâinii drepte în sensul de deplasare al sarcinilor Regula mainii DR ptr un conductor_electrice, iar arătătorul este plasat în sensul liniilor de cîmp magnetic, atunci degetul mijlociu este cel care arata direcţia în care sunt deviate sarcinile electrice pozitive, la 90 de grade faţă de sensul inducţiei.
Cele negative vor fi deviate în sens opus, la 180 de grade. Amintim aici că sensul real al curentului electric, deci şi al sarcinilor negative este de la minus spre plus. Liniile de forţă ale câmpului magnetic ies din polul nord şi intră în polul sud. Acesta este şi sensul inducţiei.Un alt doilea mod de aplicare al regulei mainii drepte este la aflarea sensului liniilor de forţă al cîmpului magnetic care se formează împrejurul unui conductor parcurs de un curent I. Dacă prindem în mâna dreaptă un conductor parcurs de curentul I în sensul degetului mare (policelui), atunci cele patru degete arată direcţia liniilor de câmp magnetic.
Regula mana DR ptr un solenoid_Şi în sfârşit al treilea mod de aplicare a regulii mainii drepte este aflarea sensului excitaţiei magnetice: dacă degetele mâinii drepte sunt aşezate pe bobina si indică sensul de parcurgere al curentului atunci degetul mare al mâinii drepte indică sensul excitaţiei. Această excitaţie magnetică este direct proporţională cu numărul de spire al bobinei şi cu intensitatea curentului electric I care străbate aceste spire. Numarul de spire al unei bobine inmultit cu numarul amperilor pe care le strabate (curentul I) se numeste solenatie. Excitaţia magnetică este invers proporţională cu lungimea bobinei.