Большая энциклопедия техники
Шрифт:
Гистерезисные электродвигатели бывают трех видов, каждый из которых использует особый тип явления гистерезиса.
1. Электродвигатель, использующий магнитный гистерезис. Само явление такого гистерезиса основано на разнице между намагниченностью тела и магнитного поля. В этом типе электродвигателей под воздействием различных факторов происходит цикличное перемагничивание ферромагнетика, что приводит к потерям энергии на гистерезис. Сам магнитный гистерезис будет отличаться в зависимости от вида ферромагнетика, его термообработки, количества примесей и многих других факторов. Наиболее используемыми в магнитных гистерезисных электродвигателях ферромагнетиками являются электротехническая сталь, пермаллой, альни, алнико, магнико. В основе работы таких электродвигателей лежат три принципа. Это необратимость вращения, задержка роста зародышей перемагничивания и задержка смещения
2. Электродвигатель, использующий упругий гистерезис. Основой работы этого типа гистерезисного электродвигателя состоит в том, что в некоторых зернах ферромагнетиков из-за деформации создаются остаточные напряжения. Для этого типа двигателя нет какого-либо единого стандарта материала.
3. Электродвигатель, использующий диэлектрический гистерезис. В них используются сегнетоэлектрики (тип электроизолирующих веществ), так как их зависимость от напряженности электромагнитного поля схожа с зависимостью ферромагнетиков от намагничивающего поля. И на основе сходства результатов процессов, происходящих с ферромагнетиками и сегнетоэлектриками, как раз и осуществляется работа диэлектрического гистерезисного электродвигателя.
Грозозащита
Грозозащита – это устройство, предохраняющее здания и технические сооружения от разрушительного действия грозы.
При электрическом пробое молнии в материале образуются каналы, по которым движется ток большой силы. Это может привести к разрыву объекта, его воспламенению и возникновению больших разностей потенциалов и электрических разрядов между отдельными предметами внутри данного строения. Такие разряды приводят к поражению людей электрическим током и возникновению пожаров. При волнах атмосферного перенапряжения с высокой амплитудой происходит распространение их по всем электрическим проводам, что может вызвать электрический разряд с электроаппаратуры на землю. Прямые удары молнии во время грозы по высоковольтным линиям электропередачи переходят под действием рабочего напряжения в электрическую дугу и приводят к короткому замыканию и отключению всей линии. На промышленных объектах электрический ток способен вызвать искрение и нагревание контактов электрического контура. Жилые помещения небольших размеров могут защититься от грозы с помощью молниеотвода и грозоотвода. Для уменьшения возможности электрической искры внутри помещения необходимо все электрические части соединить между собой и с молниеотводами, для которых устраиваются несколько токоотводов с различными заземлениями. Сопротивление заземления каждого заземлителя должно быть не больше 10 Ом. Для защиты вентильных разрядников и линий электропередачи применяются защитные тросы, т. е. многопроволочные провода в воздушных линиях электропередачи, подвешенные на опорах с токоведущими проводами и заземленные у каждой опоры. Защитные действия тросов основаны на свойстве грозы поражать высокие металлические предметы, соединенные с землей. Линии передачи на 220 000 В обладают защитным уровнем 200 000 А и считаются грозоупорными. Линии, рассчитанные на 400 000 В, обладают защитным уровнем 250 000 А. Во время грозы может быть перенапряжение электрического тока. Для его недопущения используются молниеотводы, защитные тросы и разрядники, а также нерезонирующие трансформаторы и импидоры. Защитить электрические установки от опасных действий токов во время грозы могут предохранительные плавки. Низковольтные установки защищаются от перегрузки максимальными автоматами, а высоковольтные установки – при помощи релейной защиты, у которой масляный или газовый выключатель с автоматическим управлением. Для ограничения большого тока при коротком замыкании в десятки тысяч ампер применяется на станциях и подстанциях реактор.
В качестве грозозащиты зачастую используется защитная блокировка электроустановок с помощью механических или электромагнитных замков. С механическими замками нужно вручную оттянуть защелку, включить разъединитель, а потом запереть замки. При электромагнитной защите блокировочный ключ автоматически блокирует контакты при включении, так как по обмотке ключа проходит электрический ток, способный притянуть защелку и отпереть замок разъединителя.
Грозоотвод
Грозоотвод – это устройство, предназначенное для защиты различных объектов от воздействия молнии.
Создан Б. Франклином в XVIII в. Применение грозоотвода основано на том, что молния всегда поражает наиболее высокие участки. Поэтому его устанавливают на самой высокой точке какого-либо объекта.
Грозоотвод состоит из металлического стержня, проволоки и металлического листа. Металлический стержень закрепляется на наивысшей точке, притягивая молнию, и через проволоку весь заряд переходит в закопанную под землю металлическую пластину. Таким образом, молния никак не повредит окружающим объектам. Но чаще всего заряд, способный породить молнию, вообще не появляется над грозоотводом.
Динамомашина
Динамомашина –
это устаревшее название генератора постоянного тока.Динамометр
Динамометр – это прибор, измеряющий величину силы, использующийся для испытания машин.
Динамометр состоит из силового звена и исполнительного устройства. Силовым звеном называются калиброванные элементы, которые выполнены в виде упругих пружин. Данные пружины при упругой деформации упрощают конструкцию с одной стороны, но служат причиной погрешностей при динамической нагрузке. Чаще всего стараются применять в динамометре вместо упругой пружины манометрическую трубку, обладающую повышенной жесткостью и имеющую силовые стержневые звенья, называемую пружиной Бурдона. Для уменьшения усилий пользуются передачами, которые делятся на механические, гидравлические и электрические. Датчик электрической передачи изменяет деформацию силового звена в электрическую величину, которую позже можно измерить с помощью обычных электроизмерительных приборов.
По своему предназначению динамометр бывает тяговый и вращательный. В свою очередь вращательные динамометры делятся на трансмиссионные и поглощающие. Трансмиссионные динамометры имеют механические передачи, помогающие преобразовывать пару сил в одну. Поглощающие динамометры представляют собой тормозные устройства, закрепленные на валу двигателя тормозной шайбой и вызывающие силу трения. Погрешность современных динамометров составляет не более 4%.
Динатронный генератор
Динатронный генератор – это источник электрических колебаний, который основан на увеличении напряжения на аноде при понижении тока в самой анодной цепи трехэлектродной электронной лампы. То есть при увеличении напряжения на аноде, сопротивление цепи, принятое называть отрицательным сопротивлением, является необходимым условием возникновения электрических колебаний. В этом случае, при усилении колебаний, энергия нагревания проводов и излучения контура электромагнитных колебаний уравновесит энергию, затраченную батареей. Динатронный генератор по своей схеме уступает генератору ламповому, поэтому его практическое значение невелико и его применяют лишь в отдельных специальных случаях.
Диэлектрики
Диэлектрики – это вещества, которые обладают низкой электропроводностью.
В начале XVIII в., когда Майкл Фарадей установил деление материалов на электрические проводники и электрические непроводники, заговорили об электрическом поле, его изучении и применении. Уже тогда отличали диэлектрики, которые были способны проводить электрический ток. То есть если у типичных проводников – меди, серебра и алюминия – довольно высокая электропроводность, то у диэлектриков – слюды, фарфора, эбонита и кварца – очень маленькая. Электропроводность материала измеряют с помощью отношения плотности тока к напряженности электрического поля. Позже будут созданы полупроводники, стоящие между диэлектриками и типичными проводниками. В 1803 г. академик В. В. Петров изучал диэлектрики с помощью использования большой гальванической батареи, но положительных результатов это не дало. В нашей стране к изучению данного вопроса вернулись только в 1920 г., в момент электрификации России.
Свойства диэлектриков – это электрическая прочность, когда в электрическом поле диэлектрик противодействует силам, которые называются внешним полем. Чем выше напряженность внешнего поля, тем выше напряженное состояние диэлектрика. При таком положении диэлектрик становится неустойчивым проводником, а напряженность электрического поля называется пробивной напряженностью. Явление получило название пробоя диэлектриков.
Электронные и ионные процессы, которые происходят под воздействием внешнего поля, сопровождаются изменением электрической энергии в тепловую. Это ведет к возрастанию выделения тепла и установлению невозможности равновесия между отводом тепла и его выделением. Главный процесс под воздействием электрического поля в диэлектрике называется поляризацией. Мерой поляризации называется электрический момент, образуемый в единице объема при смещении зарядов. Важнейшая характеристика диэлектрика – его диэлектрическая проницаемость, непосредственно связанная с диэлектрической восприимчивостью. Среди диэлектриков существует группа материалов, обладающих поляризацией без воздействия внешнего поля, называющихся сегнетоэлектриками.
Практическое применение диэлектриков велико, так как они используются во всех электрических и радиотехнических устройствах.
Диэлектрический усилитель
Диэлектрический усилитель – это электрический усилитель, способный усилить электрическое напряжение с изменением емкости конденсатора с сегнетоэлектриком благодаря изменению подводимого к нему напряжения. Как и магнитный усилитель, диэлектрический применяется в автоматических устройствах для усиления электрических колебаний.