Ответы к экзамену по предмету «Электрические аппараты»

1. Опишите понятие «Электрический аппарат»

Электрическим аппаратом называется устройство которое служит для управления потоком эл. энергии, а также для управления электрическими и неэлектрическими объектами и защиты их в аварийных режимах.

2. Опишите климатические исполнения электрических аппаратов

У - умеренный климатический пояс от -40 до +40 ⁰С

ХЛ – холодный климатический пояс от -60 до +40 ⁰С

1- на открытом воздухе

2 - в помещении с естественной вентиляцией

3 - в помещении с искусственной вентиляцией

4 -в закрытом помещении с искусственным микроклиматом

3. Опишите назначение защитных оболочек электрических аппаратов

Защитные оболочки служат для исключения соприкосновения персонала с токоведущими частями находящимися под напряжением, а также для исключения попадания посторонних предметов.

Первая цифра защита от посторонних предметов:

0 - защита отсутствует

1 - защита от твердых предметов с размерами более 50 мм

2 - защита от твердых предметов с

размерами более 12 мм

3 - защита от твердых предметов с

размерами более 2,5 мм

4 - защита от твердых предмет

размерами более 1 мм

5 - защита от пыли

Вторая цифра защита от попадания воды:

0 - защита отсутствует

1 - защита от вертикально падающих

капель воды

2 - защита от капель воды, падающих с

отклонением от вертикали не более 15⁰

3 - защита от дождя

4 - защита от водяных брызг

5 - защита от водяных струй под

давлением

6 - защита от водяных струй под

давлением 20кПа

7 - защита от погружения (глубина не

более 1м)

8 - защита от заполнения (глубина в м.

указывается дополнительно)

4. Напишите формулу для определения потерь при переменном токе и объясните ее

P - потери в проводнике

I - действующее значение тока

R - сопротивление проводника

ρ - удельное сопротивление проводника

l - длинна проводника

S – поперечное сечение

5. Опишите поверхностный эффект

Поверхностный эффект - это физическое явление при котором при прохождении переменного электрического тока в проводнике происходит перераспределение тока по сечению проводника. В центре плотность тока меньше чем у краёв проводника.

6. Опишите эффект близости

Эффект близости - это физическое явление при котором при прохождении переменного электрического тока в двух параллельных проводниках происходит перераспределение плотности тока в зависимости от направлении токов в проводниках.

7. Опишите виды потерь в деталях из магнитных материалов

1. P_в - потери на вихревые токи

2. Р_г - потери на гистерезисе

8. Опишите виды передачи тепла нагретым телом

1. Тепло проводимость - это свойство материалов отдавать теплоту от более нагретых тел к менее нагретым. Передача теплоты может происходить внутри одного тела, между двумя соприкасающимися телами и между двумя телами, разделенными третьим.

2. Конвекция - слои газ или жидкости которые соприкасаются с поверхностью нагретого тела, нагреваются у его поверхности. Нагрев соприкасающихся слоев происходит за счет теплопроводности. Нагретые слои становятся легче соседних, более холодных слоев окружающей седы, поднимаются вверх, уносят отобранную от нагретого тела теплоту.

3. Тепловое излучение - представляет собой процесс переноса тепловой энергии от нагретого тела к телам, расположенным в окружающем пространстве. Процесс осуществляется электромагнитными колебаниями с различной длинной волны. В наибольшей степени переносят тепловую энергию инфракрасные лучи (длина волны 0,8-40 мкм), в меньшей степени световые лучи (длина волны 0,4-0,8 мкм).

9. Напишите уравнение теплового баланса и объясните его смысл

P_dt=GCd +FK_{т dt}

Это уравнение показывает количество энергии затраченное на нагрев проводника и отдачи ее в окружающею среду в любой момент времени.

10. Объясните смысл тепловой постоянной времени нагрева

T=Gc/F_кт

Постоянная времени нагрева это время за которое проводник нагревается до установившейся температуры без отдачи энергии в окружающею среду.

11. Объясните смысл установившейся температуры проводника

Установившаяся температура это температури при которой проводник нагрелся и начинает отдавать энергию в окружающую среду.

12. Нарисуйте график нагрева однородного проводника при коротком замыкании

охлаждение

T

13. Опишите процесс нагрева катушек электрических аппаратов.

Катушка электрических аппаратов представляет собой неоднородное тело, состоящее из проводника, изоляции и прослоек воздуха или пропитывающего материала. Теплота выделяемая во всем объёме катушки, должна проходить к поверхности через материалы с разной теплопроводностью. Поэтому внутри катушки температура будет выше, чем на поверхности. Таким образом, процесс нагрева катушек представляет собой сложное явление. Распределение температуры по катушке неравномерно как в радиальном направлении, так и по высоте.

14. Объясните процесс возникновения электродинамических сил между двумя проводниками с током

Для системы из нескольких обтекаемых током проводников можно всегда представить, что любой из этих проводников расположен в магнитном поле, созданном токами других проводников. И соответствующим образом взаимодействует с этим полем, т. е. между проводниками, охваченными общим магнитным потоком. Всегда возникают механические силы. Эти силы называются электродинамическими.

15. Объясните действие электродинамических сил в кольцевом витке и между витками

В кольцевом витке с током i возникают радиальные силы стремящиеся разорвать виток.

В катушках аппаратов, кроме сил, действующих внутри каждого витка, будет существовать электродинамические силы между витками, если считать, что токи в них направлены одинаково, возникает сила притяжения F.

16. Объясните действие электродинамических сил в катушке электрического аппарата

Электродинамическую силу в катушке электрического аппарата можно представить как результирующую двух составляющих, а именно силы F_у, стремящейся притянуть витки друг другу, и силы F_х, стремящейся один из витков растянуть (виток с меньшим диаметром), а другой виток сжать (виток с большим диаметром).

17. Объясните физические явления в электрическом контакте

Эл. дуга, пробой оксодной пленки…..

18. Опишите материалы для контактных соединений

От материала контакта в сильной степени зависит его срок службы и надежность работы аппарата. К этим материалам предъявляется следующие основные требования: они должны обладать высокой электрической проводимостью и теплопроводностью, быть устойчивыми против коррозии и иметь токопроводящую оксидную пленку, быть дугостойкими.

К таким материалам относятся: медь, серебро, алюминий, платина, золото……