Modes de fonctionnement du circuit électrique

Pour un circuit électrique, les modes les plus caractéristiques sont les modes en charge, à vide et en court-circuit.

Mode charge… Considérons le fonctionnement d'un circuit électrique lorsqu'il est relié à une source de n'importe quel récepteur de résistance R (résistance, lampe électrique, etc.).

Basé Loi d'Ohm NS. etc. c. la source est égale à la somme des tensions IR de la section externe du circuit et IR0 de résistance interne de la source:

Sachant que la tension Ui et aux bornes de la source est égale à la chute de tension IR dans le circuit extérieur, on obtient :

Cette formule montre que NS. etc. c) la source est supérieure à la tension à ses bornes de la valeur de la chute de tension à l'intérieur de la source... La chute de tension IR0 à l'intérieur de la source dépend du courant dans le circuit I (courant de charge), qui est déterminé par le résistance R du récepteur. Plus le courant de charge est élevé, plus la tension aux bornes de la source est faible :

La chute de tension aux bornes de la source dépend également de la résistance interne R0.La dépendance de la tension Ui au courant I est représentée par une ligne droite (Fig. 1). Cette dépendance est appelée la caractéristique externe de la source.

Exemple 1. Déterminer la tension aux bornes du générateur à un courant de charge de 1200 A si e. etc. s est de 640 V et la résistance interne est de 0,1 Ohm.

Répondre. Chute de tension à travers la résistance interne du générateur

Tension aux bornes du générateur

De tous les modes de charge possibles, le nominal est le plus important. Nominal est le mode de fonctionnement établi par le fabricant pour cet appareil électrique conformément à ses exigences techniques. Il est caractérisé par la tension nominale, le courant (point H sur la Fig. 1) et la puissance. Ces valeurs sont généralement indiquées dans le passeport de cet appareil.

La qualité de l'isolation électrique des installations électriques dépend de la tension nominale et du courant nominal — leur température de chauffage, qui détermine la section transversale des fils, la résistance thermique de l'isolation appliquée et la vitesse de refroidissement de l'installation. Si le courant nominal est dépassé pendant une longue période, cela peut endommager l'installation.

Riz. 1. Caractéristiques externes de la source

Mode veille… Dans ce mode, le circuit électrique relié à la source est ouvert, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de circuit dans le courant. Dans ce cas, la chute de tension interne IR0 sera nulle

Ainsi, au repos, la tension aux bornes de la source d'énergie électrique est égale à son e. etc. (point X sur la figure 1). Cette circonstance peut être utilisée pour mesurer e. etc. v. sources d'électricité.

Mode court-circuit. Court-circuit (court-circuit) un tel mode de fonctionnement de la source est appelé lorsque ses bornes sont fermées par un fil dont la résistance peut être considérée comme égale à zéro. Pratiquement c. H. se produit lorsque les fils reliant la source au récepteur sont connectés ensemble, car ces fils ont généralement une résistance négligeable et peuvent être considérés comme nuls.

Un court-circuit peut se produire à la suite d'actions inappropriées du personnel chargé de l'entretien des installations électriques ou si l'isolation des fils est endommagée. Dans ce dernier cas, ces fils peuvent être reliés par la terre, qui a une très faible résistance, ou par les pièces métalliques environnantes (boîtiers de machines et d'appareils électriques, éléments de la caisse de la locomotive, etc.).

Courant de court-circuit

Du fait que la résistance interne de la source R0 est généralement très faible, le courant qui la traverse augmente jusqu'à des valeurs très importantes. La tension au point de court-circuit devient nulle (point K sur la Fig. 1), c'est-à-dire que l'énergie électrique ne circulera pas vers la section du circuit électrique située derrière l'emplacement du court-circuit.

Exemple 2. Déterminer le courant de court-circuit du générateur si son e. etc. avec égal à 640 V et une résistance interne de 0,1 ohm.

Répondre.

Selon la formule

Un court-circuit est un mode d'urgence, car le courant important qui en résulte peut rendre la source inutilisable, ainsi que les appareils, appareils et fils inclus dans le circuit. Uniquement pour certains générateurs spéciaux, tels que les générateurs de soudage, un court-circuit n'est pas dangereux et constitue un mode de fonctionnement.

Dans un circuit électrique, le courant circule toujours des points du circuit qui sont à un potentiel plus élevé vers des points qui sont à un potentiel plus faible. Si un point du circuit est relié à la masse, son potentiel est pris égal à zéro. Dans ce cas, les potentiels de tous les autres points du circuit seront égaux aux tensions agissant entre ces points et la terre.

Lorsque vous approchez d'un point mis à la terre, les potentiels de divers points du circuit diminuent, c'est-à-dire les tensions agissant entre ces points et la terre. Pour cette raison, les enroulements d'excitation des moteurs de traction et des machines auxiliaires, où de fortes surtensions peuvent se produire avec des changements soudains de courant, essaient d'être inclus dans le circuit de puissance plus près de la "masse" (derrière l'enroulement d'induit).

Dans ce cas, une tension plus faible agira sur l'isolation de ces enroulements que s'ils étaient connectés plus près de la caténaire des locomotives électriques à courant continu ou du pôle non mis à la terre de l'installation de redressement des locomotives électriques à courant alternatif (c'est-à-dire qu'ils seraient à plus potentiel). De la même manière, les points du circuit électrique, qui ont un potentiel plus élevé, sont plus dangereux pour une personne qui est en contact avec des parties sous tension d'installations électriques. En même temps, il tombe sous une tension plus élevée par rapport au sol.

Il convient de noter que lorsqu'un point d'un circuit électrique est mis à la terre, la répartition des courants dans celui-ci ne change pas, car cela ne forme pas de nouvelles branches à travers lesquelles les courants peuvent circuler.Si vous mettez à la terre deux points (ou plus) sur le circuit qui ont des potentiels différents, une ou plusieurs branches conductrices supplémentaires se forment à travers la terre et la distribution du courant dans le circuit change.

Par conséquent, une violation ou un endommagement de l'isolation d'une installation électrique, dont l'un des points est mis à la terre, crée un circuit parcouru par un courant, qui est en fait un courant de court-circuit. La même chose se produit avec une installation électrique non mise à la terre, lorsque deux points de l'installation sont mis à la terre. Lorsqu'un circuit électrique est interrompu, tous ses points jusqu'au point d'interruption sont au même potentiel.