1.Ел.поле-основни величини и закони

В пространството около неподвижно тяло, заредено с заряд +Q,се проявява

ел.поле.При внасяне в точка М на пробно тяло със заряд +g в/у него започва да

действа сила,определена с израза g

FEEgF

.Векторната величина на

Е е

числено равна на силата, с която полето действа в/у единица пол.заряд.Тя зависи от

разполож.на пробния заряд и от ел.св-ва на средата заобикаляща

неподвижн.тяло.Тази величина се нарича интензитет на ел.поле.

Е е еднозначна

силова х-ка на полето в т.М. Векторните силови линии представляват,насочени

линии характ.полето и създаващи физич.представа за него.Ел.силови линии-

векторните линии при ел.поле.Когато

Е на ел.поле има 1 и съща големина и

посока във всички т.от даденото пространство, полето се нарича хомогенно.В

противен случай нехомогенно.Ел.полеможе да бъде охаракт.още и чрез

специф.работа от ел.сили.При преместване на пробния заряд от т.М до т.N се

извър.работа:

N

M

N

M

MN gldFА ldE .Специф.работа,т.е.работата извършвана при

преместване на единица заряд от т.М до т.N,опред.физ.величина ел.напрежение или

потенциална разлика м/у тези точки.

ldEg

AU

N

M

MNMN

.Отнош.м/у големината

на заряда Q и потенциала Е на повърхн.на заредено тяло опр.физич.величина

ел.капацитет: C=Q/E.Капацитетът на плосък кондензатор с площ на електродите S

и разстояние м/у тях d e d

SEE

d

SEC ro .

2.Ел.материали-проводници и изолатори. Характеристики В зависимост от ел.им св-ва веществените среди се разделят на

3групи:проводници,полупроводници и изолатори. Проводниците се характеризират

с наличието на своб.електрони, които под действ.на ел.поле лесно могат да се

придвиж.в определена посока.Преместването на електроните продължава до

тогава,докато резултатното ел.поле вътре в проводника стане 0.Следователно в

проводяща среда не може да съществува продължително време ел.поле,освен в

случаите,при които в затворена ел.верига електрони за сметка на външ.сили се

връщат в 1-воначално полож.Изолаторите се хар.с нищожно малък брой

св.електрони.При тях ел.поле предизвиква поляризацията на ел.заряди или

завъртане на поляризираните молекули по посока на полето.Тези заряди създават

свое поле,което се наслагва към външното и го намалява но не го анулира.Оттук

следва че в изолац.среда ел.поле може да същ.продължително време.Степента на

изменение на полето в диелектрика се опр.с така нар.относителна

диалектр.проницаемост.Er=E/E0.Тя представлява число,което показва колко пъти се

намалява интензитета на ел.поле в дадената веществена среда по отнош.на

празното пространство.Величината Е- абсол.диел.проницаемост,Ео-

диелект.константа.

3.Ел.вериги-опр.класиф.режим на работа.Осн.закони

Устройствата,в които се осъществява получ.на ел.интензитет., се наричат

източници на или генератори на ел.интензитет.Устройствата ,в който става обратно

преобраз.на ел.интензитет в някакъв друг вид интензитет(мех,светл.,т.н.) се

наричат консуматори.Ел.верига-съвкупността от източници на

ел.интензитет,предавателни линии и консуматори,в които процесите могат да се

опишат с величината ЕДН, ел.напрежение и ел.ток.В една ел.верига различаваме:

клон-участък,през който в даден момент от време протича един и същ ток;възел-

точка от веригата, в която се свързват повече от 2 клона;контур-последователност

от клонове краят на последния, от които съвпада с началото на 1-вия.В зависимост

от характера на елементите,които съставят веригата,различаваме линейни и

нелин.вериги.Лин.верига притеж.само лин.елементи с постоянни

параметри,нелин.съдърж. 1 или повече нелин.елементи с непост.параметри.В

зависимост от начина на свързване на различните елем.са:едноконтурни и

многоконтур.В зависимост от вида на тока са:постоянно токови,еднофазни

променливо токови и мн.фазни променливотокови.При своето действие ел.вериги

ел.вериги могат да се намират в неравни режими:а)установен-при достатъчно

продълж.действие на генераторите на ел.интензитета в ел.веригата характер.се с

постоянни във времето енерг.прояви б)неустановен-възникват при преминаването

от един към друг устан.режим,на който отгов.др. стойности на токовете,напреж.иа

ЕДН.в)номинален режим-хара.се с такива стойности на напрежението, тока,

мощн.и др.,за които съответния ел.интензитет изчислен да работи продълж.време и

с най-добри показатели г)режим на късо съединение-получава се когато изводи на

генер.и трансф.се свържат един с друг.=>токовете достигат до високо опасни

стойности.

1.Закон на Ом U=I.R(частен случай на 2-ри з-н на Кирхов)

2.1-ви з-н на Кирхов-алгебр.сума от токовете в 1 възел в произв.мом. от време е=0

3241

1

;0 IIIIIн

к

k

3.2-ри з-н на Кир.-алг.сума от източник на ЕДН в 1 затворен контур е равен на

алг.сума от напреж.падове в клоновете, образув.контура.

0;1111

n

k

kk

н

к

k

н

к

к

н

к

к URIеЕ

4.Ел.вериги при пост.ток.Параметри.Изчисления на ел.вериги.Устаановените

постояннотокови режими се хар.с постоянни по посока и големина

токове,напрежения и ЕДН.При тези тези условия ел.маг.процеси в ел.веригата и

отделните техни елем.могат да бъдат описани с помоща на пасивни параметри

ел.съпротивл.R или проводимост В=1/R и с ЕДН.За описване на Е

явления,свързани с изменението на маг.и ел.поле се въвеждат парам.индуктивност

и капацитет(L и C).При изчисляването на ел.вериги различаваме 2 осн.случая:

а)зададени са ел.схема,ЕДН и съпротивл.в отделните клонове-търсят се токовете

във всички клонове или само някои от тях; б)дад:ел.схема,съпрот.,токове,търси

се:ЕДН на източниците.

1.Решаване на прости елвериги: а)последователно свързв. б)успоредно ...

в)смесено

2.Решаване на сложни вериги:а)метод е пряко приложение на з-н на Кирхов(метод

на клоновите токове);б)метод на контур.токове;в)на възлов.потенциали;г)на

наслагването;д)на еквив.генератор.-на клон I-За реш.на ел.верига по този метод са

необходими толкова у-ния,колкото клона има във веригата,посоките на I се избират

произволно.Ако след реш.знакът на някои от I се получи отриц.=>действ.посока е

противопол.на 1-началната избрана.

5.Ел. вериги в установен синусоидален режим. Параметри. Еф. и ср. ст-ст на

пр. напрежения и токове. Синусоидалният режим в ел.вериги се х-ризира с

изменение във времето на отделните ел. и магн. величини по синусоидален закон

при постоянна големина на макс. ст-ст и постоянна честота. ЕДН – (е (t)), напр. –

u(t)и токът i(t) могат да се запишат e(t)=EM.sin(wt+wt+ψe)u(t)=Uм.sin(ωt+ψu)

i(t)=Imsin(wt+ψi). Ст-ста, която тези величини имат в даден момент се нар.

моментна ст-ст. Тя се озн. с малка буква e(t), където t е съответния момент на

времето. При своето изменение e,u,i достигат до макс.ст-ст (Eм,Uм,Iм), наречена

амплитуда. Времето t, с което се свързва промяната на e,u,i, участва в техния

аргумент. Затова аргументите αe=wt+ψe, αu,αi се наричат фазови ъгли. Т- период =

2π/ω [s]; f – честота = ω/2π [Hz]; T = 1/f . Величината ω=2π/Τ=2πf, която х-ра

скоростта на изменение на фазовия ъгъл се нар. кръгова честота [s-1

]. Освен

моментни и амплитудни ст-сти при периодично променливи величини се

разглеждат още средна и ефективна ст-ст. При период. фу-ии обикновено се

разглежда ср.ст-ст за 1 период;

T

dttfT

fсс0

)(1

. Когато графиките на периодичните фу-ии са

симетрични спрямо абсцисата, тяхната ср.ст-ст=0. В такъв случай се определя

ср.ст-ст за ½ период:

2/

0

2T

edtT

Eсс

;

2/

0

2T

udtT

Uсс

;

2/

0

2T

idtT

Iсс

. Еф.ст-сти на

променливи величини се въвеждат, за да може по-лесно да се оценяват и сравняват

ефектите от тяхното действие. Под еф.ст-ст на 1 променлива се разбира ст-ста на

съотв. пост. величина, която при еднакви други условия предизвиква същия ефект.

T

dtiT

I0

21

;

T

dteT

E0

21

;

T

dtuT

U0

21

. Когато периодич.ЕДН , напр. и

токове са синусоидални, техните еф.ст-сти са

EmЕm

Е 707.02

; 2

UmU

; 2

ImI

6.Мощност в еднофазна верига – активна, реактивна и пълна мощност. Моментната ст-ст на ел.мощност, получавана от идеалния резистивен елемент =

произведението на моментните ст-сти на напрежението и тока: PR=ui=Um.sinωt

Um.Im.cis2ωt=UI-UIcos2ωt dtP

TPP

T

RRсс

0

1

UI=RI2 P=UI.cosφ – [W] - активна

мощност. S=UI – пълна мощност [VA]; Я=УИ.синφшжАр щ - реактивна мощност;

Qi=I2.XL; Qc=I

2.Xc

U и I са еф.ст-сти на тока и напрежението; φ – фазова разлика м/у I и U; cosφ<0,9 –

фактор на мощността.

7.Начини за изобразяване на синусоидални ел величини. Векторни диаграми.

Метод с комплексни числа. Синусоидалните величини могат да бъдат изобразени

във вид на графики в декартова координатна с-ма, по абсцисата на която се нанася

времето t или ъгълът ωt, а по ординатата- съответните моментни ст-сти.

От тези графики могат да се намерят всички параметри на синусоидите: амплитуда

i(t), период (Т), честота (f), фазова разлика (φ). При чисто активен х-р на товара (R),

I и U са във фаза. При чисто индуктивен х-р (L) на товара, I изостава от U на <π/2.

При чисто капацитивен х-р (С) на товара, I изпреварва U с <π/2. При начертаването

на векторна диаграма, за изходна величина се приема тази, която е обща за всички

елементи. Тя се чертае успоредно на Ox. CLR UUUU

.

Този метод съчетава предимствата на аналитичното изчисление и възможността да

се начертаят съответните векторни диаграми, чрез които се онагледяват

амплитудните фазови съотношения м/у синусоидални величини. Нека А е компл.

число А= r.cosα + jr.sinα= Um.cos(ωt+φ)+jUm.sin(ωt+φ) м/у комплексно число

и моментната ст-ст на напрежение съществува връзка: Im(A)=r.sinα≡

Um.sin(ωt+φ)=U(t) -> A – компл. моментна ст-ст на U => tjj

eeUmu u ..

(защото

)(

tjUmeu ); nj

meUmU

- комплексна амплитуда на напрежението =>

2

mU

- комплексна еф.ст-ст: nj

eUU

.

;

)(. ntj

m eUu

tjm eU .

tjeU ..2

-

комплексна моментна ст-ст.

8.Прости вериги при променлив ток само с R,само с L,само с С.Паралелно и

последователно свързване на елементи с параметри R,L и С.Верига с активно

съпротивление-нека на входа на един идеализиран резистивен елемент със

съпротивление R е включен източник на синусоидално напрежение u=Um.sinωt.

Необходимо е да се установи по какъв начин ще се променят токът и мощността на

веригата. Използва се законът на Ом и за тока i се написва i=Im.sinωt където

Im=Um/R е максимална стоиност на тока. От съпоставянето на величините u и i се

установява, че токът i и напрежението u съвпадат по фаза и имат еднаква честота,

т.е. активното съпротивление не предизвиква дефазиране на тока i спрямо

напрежението и. Моментната мощност p се дефинира с израза p=ui,а средната

мощност Р=Рср е P=Pcc=UI=RI2.Изводи:1)Средната стойност на мощността е

винаги положителна величина и тъй като е свързана с активното съпротивление R

тя е активна мощност.2)Моментната мощност p се колебае с двоино по-голяма

честота (2ω) в сравнение с честотата на захранващото напрежение u.Верига с

индуктивност-нека на входа на един идеализиран индуктивен елемент с

индуктивност L е вкл

чен източник на синусоидално напрежение u=Um.sinwt.В елемента L протича

променлив ток.Съответното самоиндукционно е.д.н. eL=-L.di/dt се уравновесява с

входното напрежение u,т.е. u+eL=0. i=Im.sin(ωt-π/2), Im=Um/ωL=Um/XL е макс.ст-ст

на индуктивния ток i, а XL=ωL=2πfL е индуктивно съпротивление, а реципрочната

ст-т BL се нарича индуктивна проводимост.Индуктивността

предизвиквадефазиране на тока със закъсняващ ъгъл π/2 спрямо напрежението.eL=-

u; P= Pср=0.Изводи:1)Средната стойност на мощността в индуктивен елемент

е=0,т.е. идеалния индуктивен елемент не консумира активна

мощност.2)Моментната мощност p се колебае с двоино по голяма честота в

сравнение с честптата на захранващото напрежение.Верига с капацитет-нека на

входа на един идеализиран капацитивен елемент с капацитет С е включен източник

на синусоидално напрежение u=Um.sinωt.Токът през кондензатора се определя от

израза:i=Im.sin(ωt+π/2) където Im е макс.ст-т на капацитивния ток. Xc=1/C=1/2πfCе

капацитивно съпротивление на кондензатора ;Bc=2πfC-капацитивна

проводимост.Капацитета предизвиква дефазиране на тока с π/2 спрямо

напрежението.Р=Рср=0.Изводи:1)Средната стоиност на мощността в един

кондензатор е=0,т.е. идеалния кондензатор на консумира активна

мощност.2)Моментната мощност р се колебае с двоино по голяма честота в

сравнение с честотата на захранващото напрежение.

9. Резонансни явления в линейни електрични вериги. Амплитудно-честотни

характеристики. Приложения.

Резонансен режим се нарича такъв режим, при който еквивалентното и пълното

съпротивление се оказва активно независимо от наличието на активни ел. в нея.

При този режим входния поток съвпада по фаза с входящото напрежение.

Различаваме 2 вида резонансни явления: резонанс на напреженията (при

последователно свързване) и резонанс на токовете (при паралелно свързване).

Резонанс на напреженията:

Еквивалентния импеданс е: Z=R+j(Xi-Xc) за да бъде пълното

съпротивление Z = на активното R трябва Xi=Xc

реактивното съпротивление X=Xi-Xc=0 Z=R. Резонансът на напреженията се

характеризира с:

- равенство по големина на реактивните съставки на техните напрежения;

- напреженията на изводите на бобината и кондензатора не са = по големина

(Ui≠Uc) или чрез промяна на честотата на захранващото напрежение. Честотата f0

се нарича резонансна честота (при нея настъпва резонанс). w0-кръгова честота;

f0=1/L.π.√L.C; wo=1/√L.C. Реактивното съпротивление на бобината и кондензатора

се отбелязва с Ьл0=в0.Л=Ьц0=1/в0.Ц=√Л/√Ц=ρ и се нарича характеристично

напрежение на веригата. Отношението на напрежението на бобината и

кондензатора се нарича напрежение на входа; Q=Ul0/U=Uc0/U=ρ/R се нарича

качествен фактор на резонанс на веригата.

Резонанс на токове: появява се при паралелно свързване на реактивни

елементи. Еквивалентната им пълна комплексна проводимост е:Y=G-jB=G-j(Bi-Bc)

за да настъпи резонанс Bi=Bc B=0 ; резонансна честота

22

22

0.c

lp

R

Rww

че

когато а) подкоренната величина е >0 (Ri и Rc са >> или << от ρ) се получава

резонанс на токове за точно определена резонансна честота wp б)подкоренната

величина е <0 няма резонанс (wp става имагинерно число) в)подкоренната

величина е неопределена - резонанс настъпва при всички честоти.

10.Трифазни системи ел. величини и трифазни вериги - основни определения.

Анализ на симетрични и несиметрични вериги при свързване звезда и

триъгълник. Мощност в трифазни вериги – трифазната система от електрически

вериги представлява съвкупност от 3 електрически вериги, в които действат

синусоидални е.д.н. с една и съща честота, различаващи се една от друга по фаза и

създавани от общ източник на енергия. Фази се наричат отделните вериги,

образуващи трифазната система. Броят на веригите = броя на фазите. Източник на

енергия за трифазната система е трифазният синхронен генератор. Трифазна

електрическа верига, чиито вериги на отделните фази на генератора са независими

една от друга се нарича несвързана, а когато фазите на генератора са свързани една

с друга – свързана верига. Свързване в звезда – получава се когато краищата на

фазите на генератора се обединят в обща точка О, наречена звездна или нулева.

00`- нулев проводник. Останалите проводници са линейни проводници. Лин напр. –

напр. между 2 фази; фаз. напр. – напр. на 1 фаза. Uл=√3.Uф (Uл=380V,Uф=220V)

Iл=Iф Свързване в триъгълник – получава се когато към края на първата фаза се

присъедини началото на втората, към края на втората – началото на третата и т.н. ,

а от общите точки се извеждат линейни проводници. Uл=Uф ; Iл=√3.Iф. Мощност

на трифазните вериги – моментната мощност при трифазните вериги е сумата от

мощностите на отделни фази: P=Pa+Pb+Pc=UaIa+UbIb+Uc.Ic. Активната мощност,

която е средната мощност на ------ мощност е сумата от активната мощност

P=Pa+Pb+Pc=Ua.Ia.cosφa+Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc. Когато системата е симетрична то U

и I активната мощност е: P=3Uф.Iф.cosφф. Реактивната и пълната мощност при

трифазните вериги са = на сумата от съответните фазни мощности.

Q=Qa+Qb+Qc=Ua.Ia.sinφa+…; S=Sa+Sb+Sc=UaIa+…. При уравновесена система за Q и

S имаме..

11.Магнитно поле - основни величини и закони. Силови прояви на

магнитното поле. Магнитни материали – крива на намагнитване, загуби от

хистерзис и вихрови токове. – магнитното поле се проявява при движение на

електрически заряди или изменение на електрическото поле във времето и се

определя чрез своето силово и индукционно действие. Свойствата на магнитното

поле във всяка точка от пространството се характеризират с векторната величина

магнитна индукция B-зависи от големината и посоката на тока, геометричните

координати на точката и магнитните свойства на средата! Единицата за измерване е

T. B се определя чрез силовото действие, което магнитното поле оказва върху

проводник с дължина L по който протича ток Blif

)..( (закон на Ампер)

където dt

dqi

и 0.V

dt

dlV

( 0V

-единичния вектор на скоростта на пренасяне на

зарядите, насочен по оста на проводника). Правило на лявата ръка: ако

магнитните линии пробождат дланта на лявата ръка а опънатите пръсти сочат

посоката на тока следва че палеца сочи посоката на електромагнитната сила.

Магнитен поток – представлява интегрална оценка на магнитното поле по

отношение на дадена повърхност S. s

sdB

. . Дали величината ще е положителна или

отрицателна зависи от това дали магнитните линии пробождат интеграционната

повърхност по посока на положителната нормала или обратно. Единицата мярка е

Вебер (Wb). Интензитет на магнитното поле (H) – характеризира магнитно

възбудителното действие на токовете, създаващи магнитното поле, независимо от

магнитните свойства на средата. Измерва се с ампер на метър (A/m).H=B/μ. Закон

за пълния ток – изразява връзката между интензитета и големината на токовете,

които го определят; линейният интеграл на вектора H

по затворения контур L е

числено равен на алгебричната сума от токовете, вплетени от контура

2

1

31. IIIildHn

k

kl

Електромагнитна индукция – явлението се изразява

в това, че при изменение на магнитния поток, обхванат от електрически контур, в

последният се индуктира е.д.н. Закон на Джаул Ленц – при изменение на

магнитния поток, обхванат от затворен проводников контур, в последният се

индуктира е.д.н. и протича ток в такава посока, че се противопоставя на причината,

която предизвиква изменението. Във формулировката на Максуел законът за

електромагнитна индукция гласи: големината на индуктираното е.д.н. в един

контур е числено равна на скоростта на изменение на обхванатия от контура

магнитен поток e= - dψ/dt .

12.Магнитни вериги - основни определения и закони. Изчисление на магнитни

вериги при постоянни м.д.н. Аналогия между магнитните и електрическите

вериги. - магнитната верига представлява съвкупност от устройства, които

съдържат феромагнитни тела, електромагнитни процеси, които могат да се

анализират с помощта на понятията магнитен поток, магнитодвижещо напрежение

(м.д.н.) и магнитно напрежение. Магнитните вериги подобно на електрическите

биват разклонени и неразклонени. Магнитните линии на полето, които се затварят

през магнитопровода, образуват т.нар. работен или основен магнитен поток (Фр

или Ф0). Общият магнитен поток е = на сумата от Ф0 и Фσ - магнитен поток на

разсейване. Кσ=Ф - коефициентът наречен коефициент на разсейване, освен от Ф0 и

Фσ , зависи и от конфигурацията на магнитопровода и бобината. Основен закон на

който се основава анализа на магнитните вериги, е закона за пълния ток:

n

kL

kIldH1

..

; L-контурът обхваща бобината с w навивки, през който протича

токът I. mFIwI .

. Величината Fm се нарича магнитно движещо

напрежение. eo

n

k

eom RRF 1 ,

n

k

ke RR1

- където Rμk се нарича магнитно

съпротивление на даден участък от магнитопровода. В аналогия на е.д.н. тази

зависимост може да се нарече закон на Ом за неразклонена магнитна верига.

Аналогично и за 1ви и 2ри закон на Кирхов за магнитни вериги:

01

n

k

k

и

k

n

k

k

n

k

k RF 11

(Rμk.Фк-магнитно напрежение).

13.Магнитни вериги

При магнитните вериги от този вид намгнитващата намотка се захранва с

променливо напрежение създава се променливо м.д.н. и променлив магнитен

поток.Ако захраващото напрежение е синусоидално породения магнитен поток е

също синусоидален. При наличие на феромагнитна среда и при променливо м.д.н.

променливите магнитни полета предизвикват циклично пренамагнитване на

стоманата и появяване на загуби от вихрови токове и хистерезис. В бобината с

феромагнитна сърцевина с променливо напрежение синусоидалния поток(

)породен от синусоидалното напрежение се разделя на основен работен поток Ф и

магнитен поток на разсеиване( ) (фиг3.4).Тези два потока индуктират в намотката

W: навивки на е.д.н. на самоиндукция ( ) ( ).Напрежението с което захранваме

намотката трябва да уравновеси тези е.д.н. и напрежителния пад iR в активното

съпротовление на проводника на намотката ( )приемаме че бобината с

феромагнитна сърцевина е идеална и израза приема вида: U( ).Захранващото

напрежение е синусоидално е.д.н. трябва също да е синосидално което е възмовно

само при синусоидален магнитен поток ( ) при ( ).От фиг3.5.б се вижда че

изменението на I изпреварва потока Ф във времето на ъгъл ( ) което се дължи на

загубите от хистерезис.За да опростим анализа и изчисляването на вериги които

съдържат бобина с феромагнитна сърцевина несинусоидалната крива на тока се

заменя със синусоида на еквивалентен ток( ).На фиг.3.5.в е построена векторна

диаграма на иделана бобина с феромагнитна сърцевина,такава намотка за разлика

от намотката без сърцевина консумира активна мощност която е пропорционална

на площа на хистерезисния лист и се изразходва за пренамагнитване на

стоманата.Бобината може да се представи с еквивалентна заместваща схема

включваща два паралелни клона които отразяват двете основни

явления:преобразуването на ел. Енергия в топлина ( ) и пулсирането на магнитното

поле в бобината ( ).Понеже при синусоидално напрежение тока i е не

синусоидален зависимостта u=f(i) е нелинеина.Докато при магнитни вериги с

постоянен м.н.д. величините U, I, Ф, B, H са еднородни, то при магнитните вериги с

променливо м.н.д. електрическото напрежение U,магнитния поток Ф и индукцията

В са променливи, синусоидални, а ел.ток I и интензитета Н на магнитното поле са

не синусоидални или обратно.За определяне на заместващата схема и векторната

диаграма на реална бобина с феромагнитна сърцевина трябва да се отчетат

напрежетелния пад в активното съпротивление R на намотката и е.д.н.от магнитния

поток на разсеиване ( ).Уравнението за равновесие на напреженията в комплексен

вид съгласно втория закон на Кирхоф е: ( )( ).Магнитната верига с променливи

м.н.д. е основен елемент на трасформаторите, електрическите машини за

променлив ток и др.

14.Трансформатори- устройство и принцип на действие.

Трансформаторът представлява статично устройство, в което по електромагнитен

път електромагнитната енергия с едни напрежения и ток се преобразува в

електромагнитна енергия с други напрежения и ток при една и съща честота f.

Трансформаторът се състои от магнитопровод от феромагнитен материал, на който

са поставени две намотки с брой навивки W1,W2. Намотките са изработени като

бобини от изолиран проводник и се поставят в/у ядра. Те се изработват от листова

електротехническа стомана с цел да се намалят загубите от вихрови токове и

хистерезис. Образуваният магнитопровод заедно с намотките представляват двете

основни части на трансф. Тeзи които се използват за предаване и разпределяне на

ел.енергия се наричат силови. Те биват повишаващи и понижаващи. По

предназначени те биват-измервателни, токови и напрежителни и др.

трансформаторите биват още еднофазни и трифазни. Принципът на действие се

основава на закона за електромагнитната индукция. Ако първичната на

трансформатора се вкл.към променливо напрежение U1, то в нея ще протече ток i1,

който създава в магнитопровода променлив магнитен поток Ф. Магнитният поток

Ф пресича навивките на първичната и вторичната намотки и в тях се индуцира едн

съответно е1,е2.

15.Заместваща схема и векторна диаграма на еднофазен трансф.при товар

Ако към вторичната намотка се включи товар Z2, то под влиянието на

индуктираното в тази намотка е.д.н Е2, във вторичната верига на трансформатора

ще протече ток I2. По първичната намотка протича ток I1. Следователно, в

магнитопровода ще се установи резултантен поток Ф, създаван от съвместното

действие на двете намотки. Освен това около всяка намотка съществува магнитен

поток на разсейване: Ф1r,Ф2r. Съгласно закона на Ленц потокът Ф2 на вторичната

намотка се противопоставя на магнитния поток Ф1 на първичната намотка, като се

стреми да го отслаби.

16.Устройство и принцип на деиствие на трансформатор.

Тарансформатора представлява статично устоиство в което по електромагнитен път

електормагнитната енергия с едни напрежения се преубразува в електомагнитна

енергия с други напрежения и ток при една и съща честота f.В наи простия случаи

трянасформтора се състои от магнитопровод от феромагнитен материал на които са

поставени две намотки с брои навивки k и W1 и W2(fig.4.1).Намотките изработени

като бобини от изолиран проводник се поставят върху ядра които се съединяват с

горния и долния ярем.Яремите и ядрата се набират от листова електротехническа

стомана с цел да се намалят загубите от вихрови токове и хистерезис. По такъв

начин се създава магнитопровод които заедно с намотките образува двете основни

части на трансформатора.Трасформаторите които се използуват при предаването и

разпределянето на ел. Енергия се наричат силови.Те биват повишаващи и

понижаващи.В зависимост от предназначението си трансформаторите биват още

измервателни токови или напрежителни,автотрансформатори, заваръчни и др.

Трансформаторите биват още еднофазни трифазни и т.н. Трансформаторите могат

да се разграничат и по начина на изпълнение на намотките, според конфигурацията

на магнитопровода.Принципът на деиствие на трансформатора се основава на

закона за електромагнитната индукция.Ако първичната намотка на трансформатора

се включи към променливо напрежение U1 то в нея ще протече ток i1 които

създава в магнитопровода променлив магнитен поток Ф.Магнитния поток Ф

пресича навивките на първичната и вторичната намотки и в тях се индуцират е.д.н.

съответно е1 и е2. ( )( ) или ( ) а е.д.н. във вторичната намотка ( )Ефвктивните

стоиности на е.д.н. в двете намотки са: ( ) ( ).Коефицентът на транформация се

нарича онтошението на е.д.н. Е1 и Е2: ( )

( )-празен ход.

Работа в режим на празен ход: Трасформаторът е в режим на прзен ход когато

първичната намотка е включена към синусоидалното напрежение U1 а към

вторичната намотка не е включен товар т.е. I2=0.9фиг.4.1.Под деиствието на

приложеното към първичната намотка напрежение U1 в нея протича ток I01.Токът

на п.х. I01 представлява само процент от номиналния ток I1ном(това е токът при

които трансформатора черпи проекната мощност от мрежата) Токът I01 създава

магнитния поток Ф0 част от които пресича навивките на двете намотки това е

работния полезния поток Ф а другата част пресича само навивките на първичната

намотка като се затваря главно през въздуха-магнитен поток на разсеиване(

).Полезния поток Г индуктира е.д.н. е2 и във вторичната намотка. Уравненията за

равновесие на напреженията в двета намотки са: ( ) и ( ).Основен за

построяването на диаграмата се избира векторът на работния поток Ф.При

синусоидален Ф векторите на Е1 и Е2 изостават от него на 90градуса.Векторът на

тока I10 изпреварва вектора на Ф на ъгъл “а” пропорционален на загубите в

стоманата.Магнитния поток на разсеиване ( )съвпада с тока I10 а индуктираното

от него е.д.н. ( ) изостава от ( ) на 90градуса

17. Трансформатори със специанлно предназначение – измервателни

трансформатори, заваръчни трансформатори, автотрансформатори.

Изм. трансформатори: Изм. Трансформатори са понижаващи трансформатори. Те

се използват за разширяване на обхвата на измервателните уреди при променлив

ток, като същевременно отдалечават хората, които работят с тях от високото

напрежение и големия ток. Токовите измервателни трансформатори могат да

работят и като повишаващи.

Автотрасформатори: За разлика от обикновения трансформатор,

автотрансформатора има само една намотка, от която се извежда извод за

получаване на вторично напрежение. Автотрансформатора може да работи като

повишаващ и като понижаващ. Коефицента на трансформация е k=E1/E2≈I1/I2. АТ е

по-евтин и има по-висок КПД от обикновения трансформатор. Което може да да се

обясни чрез това, че навивките на АТ могат да се изпълнят от по-тънка намотъчна

мед, отколкото при обикновения трансформатор със същите мощност и

напрежение. Получава се икономия в тегло и обем на намотъчна мед. АТ се

използват за пускане на променливотокови двигатели, за регулиране на

напрежението в ел. Мрежи, като регулируеми лабраторни източници на

напрежение.

18. Магнитни усилватели. Принцип на действие. Характеристики и

приложения. МУ е електромагнитно устройство, предназначено за усилване на

електрическите сигнали. Действието му се основава на изменението на магнитната

проницаемост на феромагнитната сърцевина при подмагнитване с постоянен ток.

Изменението на индуктивното съпротивление на намотките за променлив ток дава

възможност да се получи усилване на входния сигнал. Принцип на действие на

МУ: Верига съставена от съпротивление RT и намотка с феромагнитна сърцевина с

w2 навивки се захранва с променливо напрежение. Токът I~=I2 във веригата се

определя с израза: TRz

UI

2

22

; 2

2

2

2

22

)()( LrR

UI

T

където z2 е пълното съпротивление на намотката за променлив ток w2; L2 –

индуктивност на намотката на w2. Зависимостта на индуктивността L2 от

магнитната проницаемост µ на феромагнитната сърцевина се определя с израза:

..

.

2

2

2

2

2

22

срср l

Sw

S

l

w

R

wL

, където w2 е броят на навивките на намотката за променлив

ток, µ - магнитна проницаемост на феромагнитната сърцевина; S – сечение на

сърцевината; lср – дължина на средната магнитна линия. От тази формула следва, че

индуктивността L2 е правопропорционална на магнитната проницаемост µ , а тя

зависи от насищането на сърцевината. Установява се, че при слабо насищане на

магнитната система незначителни изменения на интензитета на магнитното поле

водят до рязко изменение на µ. При насищане на магнитната система µ се изменя

по – слабо, като намалява. Поради това, в конструкцията на МУ се използват

феромагнитни материали с големи стойности на µ при малки стойности на

интензитета H. | Магнитният поток, създаван от променливия ток, индуктира в

намотката за постоянен ток е.д.н. , което изкривява входния сигнал. Поради това

най – простият МУ се състои от две еднакви бобини с феромагнитни сърцевини,

като намотките w2, w2’ за променлив ток и подмагнитващите намотки w1, w1

’ на

двете сърцевини се съединяват последователно. Простите МУ намират ограничено

приложение, тъй като при тях: 1/ не може да се намали напрежението върху RT до

нула (дори и при I=0) и 2/ стойността на напрежението Uизх върху RT не зависи от

тока в управляващата подмагнитваща намотка. | Действието на диференциалния

МУ се различава от действието на два прости МУ по това, че напрежението върху

RT може да стане равно на нула. За да може стойността на напрежението върху RT

да се променя чрез промяна на посоката на тока в управляващата намотка се

използват допълнителни подмагнитващи намотки w0, w0’ . Управляващите намотки

w1, w1’ създават магнитния поток Ф1 , който в единия от МУ съвпада по посока с

потока на подмагнитващите намотки Ф0 , а в другия е противоположен. Потокът на

подмагнитващите намотки w0, и w0’ се подбира така, че когато в управляващите

намотки w1, и w1’ не протича ток, токът през RT да бъде равен на нула. | Промяната

на посоката на тока в управляващите намотки предизвиква изменение на знака на

разликата от напреженията на магнитните усилватели, което води до промяна на

фазата на уравнителния ток на 180о. | Увеличаването на коефициента на усилване

на МУ се постига чрез използването на специални стомани и използването на

обратни връзки. Потокът на намотката за обратна връзка е пропорционален на тока

през намотките за променлив ток. Измененията на потока на управляващата

намотка, които предизвикват изменение на тока в намотките за променлив ток, се

усилват с потока на ОВ. | Коефициентът на усилване на простите МУ е в граници

от 50 до 250. МУ могат да усилват маломощни сигнали при постоянен ток,

позволяват сумиране на няколко входни сигнала, издържат значителни

натоварвания, могат да усилват съвсем малки мощности от порядък 10-10

W,

притежават висока експлоатационна надеждност.

19.Ел.Машини за постоянен ток – устроиство и принцип на

деиствие.Генераторен и двигателен режим на работа- осн уравнения.Е.д.н и

електромагнитен момент. По принцип статора изпълнявя ролята на индуктор

създаващ магнитното поле на машината,а роторът изпълнава ролята на котва

.Магн.с-ма на индуктора на постоянно токовите машини се изработва от плътен

материал,а на ротора представлява цилиндър като по периферията му има канали в

които се разполагат проводниците на котвената намотка.Ел.машини за постоянен

ток са обратими и могат да работят както в генераторен така и в двигателен

режим.В генераторен режим първичният двигател здвижва котвата и

индуктираното в намотката е.д.н. ще предизвика протичане на ток ,ако между

четките се включи консуматор.По този начин протичащият в котвата ток ще бъде

променлив,а във външната верига-еднопосочен.В двигателем режим котвената

намотка се свързва посредством четките и колектора към източник на посточнно

напрежение.През проводниците на котвата протича ток който взаимодействаики с

магнитното поле на индуктора създава електромагнитен момент.Индуктираното

е.д.н. във всеки проводник се определя по формулата:enp=B.L.V,където В-

магн.индукция,L-дължина на активната част на проводника,V-периферна скорост с

която проводниците пресичат магнитните линии.Резултатното е.д.н. на машините е

равно на сумата на е.д.н. индуктирани в последователно свързаните проводници на

един паралелн клон.Ако N е броя на проводниците в каналите на котвената

намотка тогава е.д.н. за един клон ще бъде:E=

2/

1

2/

1

N

i

i

N

i

LVi Be

=LV/2a NBср.В генераторен

режим посоката на е.д.н. съвпада с посоката на тока и уравнението на

напрежениятя на котвената верига се записва:Ua=E-RaIa;Ra-еквивалентно с-ние на

котвените проводници м/у четките на котвата,а в двигателен режим посоката на

тока е обратна на индуктираното е.д.н. и ъ-нието е: Uд=E+RaIa;

20.Видове генератори за постоянен ток.Характеристики.В зависимост от начина

на създаване на магниен основния магнитен поток,генераторите се делят на

няколко вида.При генераторите със самовъзбуждане енергията за създаване на

основния магнитен поток се получава от котвата.Основни х-ристики на

генераторите:напрежение на изводите,възбудителен ток,ток на котвата,честота на

въртене на котвата.1.Зависимости на напрежението на генератора от възбудителния

ток;а)х-ки на празен ход-снема се при отворена котвена верига;б)товарна х-ка-има

подобен вид на хпх ,но за един и същи стойности на възбудителния токима по-

ниски стойности на напрежениетопоради наличие на пад на напрежението в

съпротивлението на котвата.2.Външна х-ка-показва изменението на изходното

напрежение при изменение на котвения ток.3)регулираща х-ка-показва как трябва

да се изменя възбудителния ток при изменение на котвения ток така че

напрежението на изводите да остава неизменно.Генератор с паралелно възбуждане-

възбудителната намотка се изпълнява с много навивики.СХЕМИ.Х-ка на празен

ход,регулираща х-ка на генератора с паралелно възбуждане практически съвпадат с

тези на генератора с назависимо възб..Външната х-ка се дефинира като зависимост

между напрежението и тока на генератора.Генератор с последователно възб.-

характерно за този генератор е, че възб.ток е равен на котвения ток.При празен ход

напрежението на изводите на генератора е(2-3)% Uн,а при нормално натоварване

се повишава до Uн.Това прави генератора неудобен за захранване на масови

консуматори.Генератор със смесено възб.-той има на полюсите си две възб.

намотки-паралелна и последователна.В зависимост от начина си на свързване на

намотките намагнитващото им действие може да се сумира или изважда.Когато 2-

те намотки са свързани съпосочно,при натоварване последователната намотка

увеличава магнитния поток и може да се оразмери така,че нейното действие

напълно да компенсира влиянието на пада на напр. в съпротивлението на котвата и

реакцията на тока на котвата.Ако 2-те намотки се свържат противопосочно,при

увеличаване на тока напрежението рязко спада.СХЕМИ.

21. Видове двигатели за постоянен ток. Механически характеристики

Двигатели с постоянни магнити. Главните полюси на тези двигатели са

постоянни магнити. Други полюси няма. Конструкцията е проста. Изработват се за

мощности до десетки вата. С подобряване на качествата на материалите за

постоянни магнити и с понижаване на цената на тези материали се увеличава

непрекъснато прозводството на този тип микродвигатели. Двигатели с

независимо и с паралелно възбуждане. Двата типа двигатели се разглеждат

заедно тъй като и при двата потокът на главните полюси не зависи много от

натоварването и характеристиките им са еднакви. Двигателят с паралелно

възбуждане може да се представи като двигател с независимо възбуждане, при

който възбудителното напрежение отговаря на подаденото на котвената верига по

полярност и по стойност. Възбудителната верига е независима от котвената. Няма

процес на самовъзбуждане (напрежението на възбуждане се подава отвън). С

увеличаване на натоварването (изразено чрез тока Ia ) честотата на въртене се

намалява (расте Ia.Ra). Това намаление е малко тъй като Ia.Ra е знаително по-малък

от напрежението U. При това потокът Ф остава почти постоянен, тъй като е

независим от тока в котвата, а в много от съвременните двигатели от този тип се

поставя и компенсационна намотка за компенсиране на потока на реакцията на

котвения ток. При Ф≈пост. MB≡Ia следователно разсъжденията за зависимостта на

честотата на въртене от тока Ia може да се отнесат и за механичната характеристика

n=f(M) при U=пост. Характеристика на двигателите с независимо и с паралелно

възбуждане – твърда както при асинхронните двигатели (шунтова). Честотата на

въртене може да се регулира лесно чрез Rp в широки граници. С увеличаване на Rp

, Ib намалява, Ф намалява, n расте, и обратно. Това регулиране е свързано с

незначителни загуби на енергия, тъй като Ib е много малък в сравнение с Ia.

Двигатели с последователно възбуждане. Токът Ia е и възбудителен (Ia=Ib). При

ненаситена магнитна верига на двигателя потокът е почти пропорционален на тока.

Механичната характеристика при U=пост. e n=a/√Mb (хипербола). Такава

характеристика се нарича мека. След насищане на магнитната верига потокът

почти не зависи от Ia и не се увеличава много. Тогава Ф ≈пост. и характеристиката

се превръща в права линия. При липса на товар токът Ia е много малък, също Ф, при

което n нараства недопустимо. Двигателите с последователно възбуждане не

трябва да се пускат ненатоварени. Двигатели със смесено възбуждане. Тези

двигатели имат паралелна и последователна възбудителна намотка.

Последователната намотка обикновено е свързана еднопосочно на парлелната.

Механичната характеристика е средна между твърда и мека. Двигателите със

смесено възбуждане имат възможности за регулиране на честотата на въртене в

широки граници както двигателите с независимо и с паралелно възбуждане.

22.Работни характеристики на двигателите за постоянен ток. Регулиране на

честотата на въртене. Пускане в ход. Реверсиране. Спирачни режими.

Двигателите за постоянен ток са устроени както генераторите. При машините за

постоянен ток също е в сила принципът за обратимостта. Двигателят не отдава, а

получава чрез изводите си електрическа енергия на постоянен ток отвън и я

превръща в механична на вала си. Действието на тези двигатели се основава на

взаимодействието между магнитното поле (на главните полюси) и токове (в

котвената намотка).Пускане. При пускането индуктираното противо – е.д.н. в

котвата е нула, защото честотата на въртене е нула. Пусковият ток Ian=U/Ra. Тъй

като Ra е малко, за Ian се получават големи стойности. Затова пряко включване в

мрежата за постоянен ток се прилага само при двигатели с мощност под 1kW,

където токовете нямат големи стойности.Обикновено се прибягва до изкуствено

увеличване на съпротивлението на котвената верига чрез поставяне на пусков

реостат в нея - Ian=U/(Ra+Rn). Този реостат е с няколко стъпала. Двигателят се

пуска при най-голяма стойност наRn . При ускоряване се появява противо – е.д.н. и

Rn се изключва постепенно. За да се получи голям пусков въртящ момент и се

намали времетраенето на пускането, превключването на реостата става така, че да

се поддържа пусков ток, по-голям от номиналния. Регулиране на честотата на

въртене. Регулиране на честотата на въртене може да се извърши чрез

изменението на три величини: а) чрез изменение на захранващото напрежение U.

Това става в специални схеми “генератор-двигател”, в който генератор с изменящо

се напрежение захранва двигателя; б) чрез включване на регулировъчен реостат

във веригата на котвата и увеличаване на Ra. Този реостат трябва да бъде

оразмерен за продължителна работа, за разлика от пусковия. Регулирането е

свързано със загуби на енергия и се прилага рядко – в двигатели с малка мощност.;

в) чрез изменение на потока на главните полюси. Това става най-лесно чрез

изменение на възбудителния ток с безстъпателен регулировъчен реостат във

възбудителната верига. Изменението е плавно и в широки граници. Обръщане на

посоката на въртене. Извършва се чрез изменение на посоката на тока в една от

двете вериги – най-често на котвата поради по-малката индуктивност на тази

верига в много от двигателите, и по-рядко – на възбудителната намотка.

Едновременното изменение на посоката на тока в двете вериги няма да доведе до

изменение посоката на въртене.

23.Специални постояннотокови машини: ЕМУ, тахогенератори,

изпълнителни двигатели.

Постояннотковите изпълнителни двигатели имат такива положителни качества,

които ги правят удобни за изпълнителни машини: работят с желаната честота на

въртене, имат линейни механични характеристики, висок к.п.д. и са по-малки по

размер от съответните асинхронни двигатели. Имат по принцип две отделни вериги

– котвена и възбудителна, всяка от които лесно може да с ползва за управляваща.

Използват се и двигатели с постоянни магнити с управление от котвата. Намират

приложение и постояннотокови изпълнителни двигатели с дискова котва (ротор) с

печатна намотка.. Постояннотокови тахогенератори. При Ф=пост. за честотата на

въртене може да се съди по стойността на Ea. За тахогенератори се използват

машини с малка мощност с постоянни магнити или с независимо възбуждане. При

нужда се правят и с куха котва. Недостатък са пулсациите на изходящото

напрежение – поради неравномерност на въздушната междина, наличност на зъби

на котвата и вибрации на четките върху колектора.

24. Създаване на въртящо се магнитно поле от многофазна система токове.

Едно от важните приложения на многофазните системи токове е свързано със

способността им да създават особено по характер магнитно поле – въртящо се

(ВМП). Така се нарича магнитното поле, чиято ос се върти в пространството. За

практиката от най-голямо значение са случаите на получаване на такова магнитно

поле при двуфазна и трифазна система. Въртящо се магнитно поле на двуфазна

система. За получаване на полето са необходими: една двуфазна намотка,

състояща се от две бобини (фазови намотки), чиито оси сключват 90 градуса (или

кратен на него); двуфазна система токове, протичаща по намотката – два

променливи рока, дефазирани на ъгъл П/2. На въртящото се магнитно поле са

посочени началата и краищата на отделните фазови намотки. Приета е условно за

положителна посоката на тока към равнината към равнината на чертежа спрямо

съответнито начало на дадената намотка. Последни са токовете и резултантното

магнитно поле. Оста н полето се върти, като за един полупериод на тока оста се

завърта 180 градуса. Посоката на въртене съвпада с посоката на редуване на

началата на фазите. Резултантното поле има посотянна по стойност магнитна

индукция. Ъгълът α се изменя равномерно и полето се върти равномерно. За един

период на тока полето прави едно пълно завъртане. В общия случай при честотата

на тока f, честотата на въртене n=60f, min-1

. Въртящо се магнитно поле на

трифазна система. Неоходима е трифазна намотка и трифазна система токове.

Получаването на полето е за четири момента при същите приемания както при

двуфазната система. В този случай оста на полето се върти в посока на редуване на

началата на фазите. Честотата на въртене е същата както при двуфазните.

Въртенето е равномерно и магнитната индукция на резултантното поле е постоянна

величина.

25. АД. Устроиство , принцип на деиствие , анализ на електромагнитните

процеси.Уравнение на напрежение и ток. Заместваща схема. Асинхронните

двигатели са наи-разпространените в момента машини за променлив ток в

промишлеността. Принципът на деиствие на АД се основава на индукционно

взаимодеиствие на статора и ротора посредством въртящо се магнитно поле.Това

маг поле се получава от 3-фазна или 2-фазна система намотки които се поставят в

статора.Ъгловата скорост ω и сътоватно честотата на въртене n1 се определят от

честотата на захранващото напрежение f1 и броя на двоиките полюси ρ на маг

поле.Статорната намотка се разполага в каналите на цилиндричен пакет съставен

от предварително шанцовани листове електротехническа стомана.Рпторът на АД се

състои също от такава стомана. В неговите канали се разполага роторната намотка.

Според вида на роторната намотка АД биват с накъсосъединен ротор и с навит

ротор.Изводите на фазите на втория тип ротори са изведени посредством

контактни пръстени които дават възможност към ротора да бъде включен

допълнителен елемент.

Принципът на деиствие е следният: Статорната намотка се включва към мрежата се

създава магнитно поле което пресича намотките на статора и ротора като в тях се

получават е.д.н-та Е1 и Е2.При протичане на е.д.н в роторната намотка се създава

ток които взаимодеиства с въртящото се магнитно поле и създава въртящ момент

Мел.м под чието деиствие роторът се завърта в посоката на въртящото се маг.

поле.Е2 се определя от ъгловата скорост ω2 с която въртящото се маг поле пресича

проводниците на въртящия се със скорост ω ротор.ω2=ω1-ω. С развъртането на

тротора тази разлика намалява и при ω1=ω няма да протича е.д.н което значи че

Мвърт =0. Това значи че за създаването на въртящ момент е необходимо да имаме

разлика м/у ъгловите скорости на въртящото се магнитно поле и ротора.

Относителната разлика в ъгловите скорости на ротора и въртящото се маг поле се

нарича хлъзгане и се бележи с S.Хлъзгането зависи от броя на полюсите на маг

поле и се изменя от 0 до 1. E1=4,44.f1w1kw1Фm за статора. За ротора –

Е2(В)=4,44f2w2kw2Фm.Уравненията на тока и напрежението са съответно U1=-

E1+(R1+jX1θ)I1 – за статора. За накъсо съединен ротор – Е2(В)=(R2+jX2θ(В))I2. I1=I1θ+(-

I2).

26.Ел-магнитен момент на 3ф АД- механични характеристики. Пускане в ход ,

ел спиране ,регулиране на скоростта. Електромагнитната мощност която се

предава от статора към ротора посредством основния магнитен поток се определя

Рел.маг=m1.E’2I’2 cosψ2=Mел.м.ω1. Пускането на АД става по няколко начина. При

пускането на АД става чрез непосредствено вкл. Мощността на днешните мрежи

допуска директно вкл на дв с ном моюност от порядъка на няколко десетки дори

стотици киловати.При необходимост от ограничение на пусковия ток се използват

няколко начина: Пускане с превкл на намотките от звезда в триъгълник(ако дв е

предназначен за работа при ном напрежение в свързване триъгълник ,

превключването намалява фазното напрежение с √3 пъти. С намаляването на

пусковия ток се намалява и пусковият момент. При това превкл трябва двигателят

да не е натоварен) ; чрез вкл на допълнителни съпротивителни елементи в

статорната намотка(наи-често се вкл реактори. Увеличаването на съпротивлението

намалява пусковия ток и пусковия момент.След развъртане реакторите се

изключват) ; чрез понижаващ автотрансформатор(този начин е подобен на

реакторното пускане но понижението на пуск мом е по-малко) ; пускане при

последователно свързани резистори в роторната намотка на дв с навит ротор(с

увеличаване на активното съпротивление при определени стоиности може да се

достигне стоиност на върт момент близка до максималната).Спирачните режими

биват:генераторен(ако при вкл статорна нам към захр мрежа роторът се ускори над

скоростта на въртящото се маг поле.В този режим машината започва да

преобразува мех ен в електрична която се предава на захр мрежа) ; динамично

спиране (АД се изкл от мрежата и се пуска на постоянен ток и се получава

неподвижно маг поле което спира ротора) ; с противовключване ( Този режим се

използва за бърза промяна на посоката на въртене.При този режим могат да не се

взимат мерки за ограничаване на големината на протичащите токове).

Регулирането на скоростта става чрез: изменение на честотата на захранващото

напрежение f1 ; чрез изменение на двоика полюси ; чрез изменение на

хлъзгането(то може да се изменя в много тесни граници).

27.Работни характеристики на 3ф АД. Скоростна характеристика(ω=f(P2) или

n=f(P2). честотата на въртене при АД се изменя малко при изменение на полезната

мощност от 0 до Рн.Такава скоростна хар се нарича твърда) ; моментна

характеристика (М2=f(P2). Тъи като скоростната хар е твърда практически

моментът е правопропорционален на полезната мощност Р2) ; консумиран

ток(I1=f(P2). При Р2=0 токът има стоиност I1θ.С увеличаването на натоварването тои

нараства при натоварване над 50%Р2 консумираният ток нараства практически

правопропорционално на Р2) ; в зависимост от фактора на

мощността(cosφ=f(P2).Фактора на мощността се изменя от 0,10 до 0,15 при празен

ход а при номинален товар от 0,75 до 0,95. При претоварване cosφ намалява поради

увеличение на реактивната мощност в потоците на разсеиване) ; зависимост на

к.п.д (η=f(P2).Тя има обичаиния за всички машини вид. Ном η достига от 0,75 до

0,90. При претоварване к.п.д намалява поради силно нарастване на електрическите

загуби).

28. 1ф АД – Особености.Характеристики. 1фАД намират широко приложение в

бита и др задвижвания с малка мощност. При еднофазните машини се създава

пулсиращо магнитно поле което може да се представи като сума от две кръгови

магнитни полета с различна посока и равни по големина. Еднофазният двигател

неможе сам да се завърти. За отстраняване на този недостатък на статора се

поставят две намотки : работна и спомагателна чиито магнитни оси в

пространството са разместени на ъгъл θ а токовете в двете намотки образуват

двуфазна система с помощта на реактивни дефазиращи елементи. Получената

двуфазна система има въртящо се маг поле и такъв двигател има самостоятелен

пусков момент.В зависимост от режима съществуват двигатели с работен

кондензатор ,с пусков ,и работен и пусков кондензатор.За малки мощности се

използват еднофазни АД с екранни полюси.При тях статорната намотка е

еднофазна и създава пулсиращо магнитно поле но на част от полюса се поставя

късосъединена навивка К.Индуктираният по трансформаорен принцип ток в кс

навивки създава маг противодеиствие на индуктиращия го маг поток и по този

начин се създават два пространствени разместени потоа – през неекранитаната и

през екранираната част на полюса коита са още дефазирани във

времето.Енергитичните показатели на този тип двигатели са ниски защото полето

което се създава е елиптично.Предимството им е ниската цена и високата

експлоатационна надеждност.Ном мощности на тези 1ф АД с екранирани полюси

са от 30-50 W.

32. Синхронни машини-устройство и принцип на действие.Генераторен и

двигателен режим.Ел.магнитна мощност и ел.магнитен момент 1)устройство и принцип на действие-синхронните машини са променливо токови

ел.машини,чиито ротор се върти с постоянна честота,равна на честотата на

въртящото се магнитно поле на статора,независимо от натоварването.Както всички

ел.машини,синхронните машини са обратими и могат да работят в генераторен и

двигателен режим.Трифазните синхонни генератори са основни електроенергийни

източници за производство на ел.енергия с променлива честота.Трифазните

синхронни двигатели се използват за задвижване на работни механизми с

постоянна честота на въртене.При големи мощности енергийната ефективност на

синхронните двигатели е по-висока от тази на асинхронните двигатели,въпреки по-

високата цена на синхронните машини.Статорът на трифазните синхронни машини

има същото принципно устройство като статорът на асинхронните

машини.Устройството на ротора на синхронните машини обаче,пинципно се

различава от ророта на асинхронните.В традиционните конструкции на

синхронните машини роторът е индуктор.Той има възбудителна намотка за

постоянен ток която създава основния магнитен поток.В зависомост от броя на

полюсите роторите се изпълняват като неявнополюсни и

явнополюсни.Неявнополюсни ротори се използват за бързоходните синхронни

машини които като генератори се задвижват от парни турбини,а като двигатели

обикновено се задвижват от турбокомпресори.Явнополюсни са роторите на

бавноходните синхронни машини (например генератори,задвижвани от водни

турбини,дизелови двигатели и т.н.),които имат по-голям брой двойки полюси.

При въртене на ротора,основното магнитно поле индуктира и статорната намотка

е.д.н. – E0=4,44f.w.Kw.Φ0 .Когато синхронната машина е свързана с мрежата през

намотките ще протичат токове,които в зависимост от режима на работа на

машините (генераторен или двигателен),ще бъдат съпосочни или противопосочни

на е.д.н. от основния поток.Статорните токове създават допълнителен магнитен

поток,който условно може да се раздели на поток на реакция на тока на котвата Φа

и поток на разсейване Φσ .При изменението на тези потоци в статорната намотка се

индуктират е.д.н. които е удобно да се представят като падове на напрежения в

изнесени на вън от идеализираната статорна намотка индуктивни съпротивления.

(ГРАФИКА)

xa-действието на потока на реакцията на котвата;xσдействието на потока на

разсейване.Удобно е да се обединят в едно съпротивление xc-синхронно реактивно

съпротивление.Уравнението на напреженията в статорната намотка може да се

запише : Ė0=Ù+ (Ra+jxcÌ);Тъй като обикновено Ra<<xc,равенството се опростява до

вида : Ė0=Ù+jxcÌ ;Магнитния поток Φ0,създаден от индуктора ще се променя спрямо

статорната намотка,като ще индуктира трифазна система напрежения,които имат

практически синусоидална форма и ефективна стойност Е0.Векторът Е0 изостава от

вектора на Φ на ъгъл π/2.В зависимост от режима на работа в статорната намотка

протича ток,който се определя : I=( Е0-Ù)/jxc) .При генераторен режим оста на

магнитното поле на индуктора изпреварва оста на въртящото се магнитно

поле,което определя посоката на предаване на мощност на ротора към статорната

намотка и от там към мрежата.Това се отразява на векторната диаграма с ъгъл θ

между векторите Е0 и U .В двигателен режим предаването на мощностите е в

обратна посока,поради което оста на полюсите на ротора и свързания с нея вектор

Е0 ще изостава от оста на полюсите на въртящото се магнитно поле и свързания с

нея вектор U.Ел.мощност и ел.момент на синхронна машина-Ако се пренебрегнат

загубте на мощност в синхронната машина,може да се приеме че

електтромагнитната мощност,която се образува от синхронната машина е

практически равна на електрическата мощност,която тя отдава (в генераторен

режим) и консумира (в двигателен режим) към мрежата : Pел.м.=ω1.Мел.м.=m1U.I.cosφ

; Pел.м=m1(U.E0.sinθ)/xc ;Тъй като скоростта на въртене на синхронната машина не

зависи от натоварването и е постоянна,електромагнитният момент Мел.м. ще се

изменя по същия закон като Pел.м : Мел.м=(p.m1)/(2πf).(U.E0.sinθ)/xc)

35.Основни определения и класификация на

ел.измервателните уреди и методи.Характеристики – грешки , точност(без) ,

чувствителност(без).Измерването на ел величини става чрез измервателна

апаратура.Тя представлява съвкупност от технически средства мерки и

измервателни уреди с които се осуществява измерването.Измервателните уреди

сравняват измерваната величина с мярка и така се отчитат резултатите от

равнението.Измерването на една величина може да се сравни с измерването на

друга която е свързана с нея.Съществуват два метода за измерване: пряк(тои се

разделя на метод с непосредствена оценка и метод на сравняването.Метода с

непосредствената оценка е бърз и с невисока точност. При него измерването става

пряко от уреда.При метода на сравнението измерваната величина се сравнява с

еталони за същите величини.Този метод се използва главно в лабораторни условия

и изисква сравнително сложна апаратура) и косвен(при него величината се

сравнява с друга величина която е свързана с нея.Тази величина се измерва по

прекия метод).В зависимост от начина на отчитане уредите се делят на

непосрествено и със сравнение. При непосредственото стоиността на величината

направо се сваля от показанието на уреда а при сравнителния метод величината се

съпоставя с една или няколко мерки. Според вида на резултата които се получава

на края уредите биват: аналогови и цифрови. Класификацията на ел уредите може

да се определи наи-общо според : принципа на деиствие ; род на измерваната

величина ; вида на тока.Всички измервателни уреди допускат грешки. Те биват

няколко вида: абсолютна(разликата м/у показанието на уреда и истинската

стоиност на величината.Бележи се с ∆) , относителна(отношението на абсолютната

грешка към деиствителната.Бележи се с δ в %) и привидена(отношението на

абсолютната грешка към номинални обхват на измервателния уред.Бележи се с γ в

%).Номиналният обхват на уреди на които скалите започват от 0 се определя като

Хном=Хмакс. При скали които Хнач≠0 ном обхват =Хмакс-Хнач. Максимално

допустимата приведена грешка определя класа на точност на аналоговия

измервателен уред.Колкото по –малка е допустимата грешка толкова по голям клас

на точност има уреда. В зависимост от тяхната проява грешките на измервателните

уреди биват: случаини(не се подчиняват на закономерности. Могат да се коригират

по опитен път) и систематични(те са постоянни или се изменят по определен

закон.Могат да се поправят чрез съответни поправки).Според измервателните

уреди биват : адитивни и мултипликативни. Според това как се изменя измерваната

величина: статични и динамични. Според условията за възникване:основни и

допълнителни. Грешките се дължат на несъвършенство на измервателния метод ,

ограничената точност на измервателните средства индивидуалните особености на

наблюдателя.Съответно на това се различават – методични , инструментални и

субективни грешки като всяка една от тях има адитивна систематична и случаина

съставяща.

36.Методи и средства за измерване на ел.величини(ток , напрежение ,

мощност). Разширяване на обхватите на измервателните уреди за постоянен и

променлив ток. Измерване на ток напрежение и мощност става съответно чрез:

амперметър , волтметър , ватметър. За измерването на тока амперметъра трябва да

се включи така че да измерва целият протичащ ток затова тои се включва

последователно към консуматора на ел енергия.Всеки уред има собствено

съпротивление.Колкото по –малко е това съпротивление толкова по малка ще е

грешката при измерването.Включването на амперметъра влияе в/у режима на

работа на веригата със собственото си съпротивление.Токът във веригите в

зависимост от неговата големина се измерва с амперметри, милиамперметри и

микроамперметри. Когато се измерват токове с много малки стоиности се

използват галванометри.Във веригите за постоянен ток наи-често се използват

амперметри от магнитоелектрическа система и амперметри от електромагнитната

система.Амперметрите се конструират за определена наи-голяма стоиност на

тока.Обхватът на ампперметрите от магнито електрическа система се разширява с

шунт.Разширяване на обхвата на амперметрите за променлив ток се постига като се

използва токов измервателен трансформатор.ЛЛабораторните токови

трансформатори имат по няколко извода на първичната намотка което позволява да

се използват различни кратности на разширяване на обхвата. Обхватът на

амперметрите може да се разшири чрез секциониране на бобината на уреда като

отделните секции се включват последователни или паралелно. За измерване на

напрежението м/у две точки на ел верига волтметъра се вкл паралелно към тези

точки.Като волтметрите се използват същите измервателни механизми както тези

на амперметрите но към намотката им последователно се вкл допълнителен

резистор и измерваното напрежение се преобразува в пропорционален по големина

ток , а системата се градуира направо в еденици за напрежение.Разширяването на

обхвата на волтметрите става чрез добавъчни резистори които се вкл

последователно на волтметъра.Обикновенно В се изработват в няколко обхвата

като към измервателния им механизъм се включва комплект от секционирани

образцови резистори.Стоиността на съпротивлението на резистора се

определя.Разширение на обхвата на В за променлив ток при напрежение над 1000V

се извършва с помощта на напрежителни трансформатори.За измерване на

напрежение в постояннотокови вериги се използват В от магнитоелектрическа

система и волтметри от електромагнитна система за измерване на променливи

напрежения – волтметри от електромагнитна и електродинамична система.За

измерване на е.д.н с много висока точност се използват

компенсатори.Номиналните константи на амперметрите и волтметрите се

определят като отношение на номиналния обхват на уреда към максималния брои

на скалните деления.Измерването на мощност в трифазни електрически вериги се

извършва с ватметри като броят и начинът на свързване на ватметрите засивят от

вида на свързване и начина на изпълнение на трифазната верига.3ф акт мощност се

определя от израза P=Pa+Pb+Pc=UaIacosφa+Ub.Ib.cosφb+UcIccosφcСледователно при

несиметрично натоварена 3ф система са необходими 3 ватметъра като показанията

им се сумират.При симетричната 3ф система измерването може да стане с един

ватметър като показанието му се утрои.За измерването на мощност в 3ф вериги

могат да се използват и 3ф ватметри които два или три измервателни

механизма.Тези измервателни механизми въздеистват в/у един общ индуктор чрез

които се отчита общата 3ф мощност.

37. Измерване параметрите на консуматорите при постоянен и променлив ток-

Във веригите за постоянен ток най-често се използват амперметри от

магнитоелектрическата система (особено когато се изисква голяма точност) и

амперметри от електромагнитната система.Амперметрите се конструиурат за

определена най-голяма стойност на тока (номинален ток на амперметъра

IнА).Обхватът на амперметри от магнитоелектрическата система се разширява с

шунт.Разширяването на обхвата на амперметри за променлив ток се постига като се

използва токов измервателен трансформатор.Лабораторните токови

трансформатори имат по няколко извода за първичната си намотка,което позволява

да се използват различни кратности на разширяване на обхвата.Обхватът на

амперметрита може да се разшири чрез секциониране на бобината на уреда,като

отделните секции се включват последователно или паралелно.За разширяване

обхвата на волтметрите се използват добавъчни резостори,които се включват

последователно на волтметъра.Обикновено волтметрите се изработват с няколко

обхвата,като към измервателния им механизъм се включва комплект от

секционирани образцови резистори.Разширяването на обхвата на волтметрите за

променлив ток при напрежение над 1000V се извършва с помощта на

напрежителни трансформатори.За измерване на напрежения в постояннотокови

вериги се използват волтметри от магнитоелектрическата система (при изискване

за голяма точност на измерването) и волтметри от електромагнитната система;за

измерване на променливи напрежения-волтметри от електромагнитната и

електродинамичната система.За измерване на е.д.н. с много висока честотност се

използват компенсатори.

38. Измерване на мощност и енергия в еднофазни и трифазни вериги-

Измерване на мощност в трифазни ел.вериги се извършва с ватметри,като броят и

начинът на свързване на ватметрите зависят от вида на свързването и начина на

изпълнение на трифазната верига.Трифазната активна мощност се определя с

израза : P=PA+PB+PC=UAIAcosφA+UBIBcosφB+UCICcosφC =>при несиметрично

натоварена 3фазна система са необходиим три ватметъра,като показанията им се

сумират: P=Kw1θ1+Kw2θ2+Kw3θ3 ;Измерването на мощност при симетрична трифазна

система може да стане с един ватметър,като показанието му се утрои: P=KHW.θ

,където KHW е константа на ватметъра. KHW=(UH.IH)/θmax W/дел (θ-показания на

ватметрите,дел) ;При захранване на трифазния консуматор с трипроводна

верига,активната мощност може да се измери с помощта на два

ватметъра.Моментната стойност на трифазната мощност е: P=UAiA+ UBiB+ UCiC.ic

от условието ia+ib+ic=0;ic=-iа-ib ,за моментната мощност се получава p=(UA-

UC)iA+(UB-UC)iB ,където изразите в скобите представляват межуфазните

напрежения.Средната стойност на моментната мощност представлява активната

мощност : p=

T

opdt

T

1

UACIAcos(UAC^IA)+UBCIBcos(UBC^IB) ; cos(UAC^IA)=cos(30-

φ); cos(UBC^IB)=cos(30+φ) ;За измерване на мощност в трифазни вериги могат да се

ползват и трифазни ватметри-те имат 2 или 3 измервателни механизма.Тези

измервателни механизми въздействат върху един общ индикатор,чрез който се

отчита общата трифазна мощност.Ел.енергия се измерва с помощта на еднофазни

или трифазни електромери.Реактивната мощност или енергия може да се измери

със същите ватметри или електромери,но свързани към ел.веригата по други

схеми.Ъгълът на дефазиране между линейното и фазното напрежение е 90о.

40. Избор на сечението на проводниците и захранващите кабели-Изчисляването

а проводниците се прави с цел да се избере подходящо за зададените условия на

работа сечение.Съгласно установените норми се произвеждат проводници със

сечения (мм2):0,5;0,75;1,0;1,5;2,5;4;6;10;ч6;25;35;50 и т.н.Като проводников

материал най-често се използва алуминий или мед.Избраното сечение S на

проводника трябва да отговаря на следните условия:

1.Проводникът да не се нагрява над допустимата темпренатура на изолацията му.

2.Загубата на напрежение ΔU в линията трябва да е по-малка от допустимата за

даден вид консуматори.Допустимата загуба на напрежение се нормира:при

осветителни товари ΔU% доп=2 : 3%;при силови товари ΔU% доп=4 : 6%

3.Проводникът да има достатъчна механична якост,т.е. избраното сечение Sмеь

трябва да бъде по-голямо или равно на Smin.