Ограничитель перенапряжения: устройство, виды, технические характеристики
Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий или коммутационных операциях. Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.
Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети. Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).
Устройство и принцип действия
Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:
Рисунок 1: устройство ограничителя перенапряженияРабота ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.
В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.
Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.
Рис. 2: вольтамперная характеристика ОПНКак видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.
Здесь кривая характеристики представлена тремя участками:
- 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
- 2 – область средних токовых нагрузок;
- 3 – область максимального тока.
Применение
Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.
Рис. 3: пример использования ОПНШирокое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками. В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д. В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.
Виды ОПН
В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:
- Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
- Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
- Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
- Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.
Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.
В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:
- ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
- ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
- ГОСТ Р 50571. 20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.
Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.
Фарфоровые
Рис. 4: фарфоровые ОПНДостаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. Такие модели отличаются своими эксплуатационными параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.
Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.
Полимерные
Рис 5: полимерные ОПНС развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. Полимерные ОПН представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.
Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.
К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.
Одноколонковые
Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением. Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки. В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.
Многоколонковые
В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.
Технические характеристики
При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:
- Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
- Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
- Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
- Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
- Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
- Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.
Обслуживание и диагностика ОПН
В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом.
Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:- Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
- Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
- Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
- Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.
Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.
Видео по теме статьи
https://www.youtube.com/watch?v=2ZZwQRD6q4I
Список использованной литературы
- М.А. Аронов, О.А.Аношин, О.Н.Кондратьев, Т.В.Лопухова. «Ограничители перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ» 2001
- Булат В.А. «Техника высоких напряжений» 2003
- Александров Г.Н. «Ограничение перенапряжений в электрических сетях» 2003
- Ю.В.Борц, Е.В. Чекулаев «Контактная сеть» 1981
- Базуткин В.В. Ларионов В.П. Пинталь Ю.С. «Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах» 1986
принцип действия, классификация и область применения
Не только производственное, офисное, но и домашнее электрооборудование постоянно находится под угрозой поломок, а то и полного выхода из строя. Причинами тому могут быть как грозовые разряды, так и сбои на линиях передач и в работе трансформаторных станций, провоцирующие резкие скачки напряжения. С защитой от подобных проблем успешно справляются, благодаря принципу действия ОПН.
- От разрядников к ограничителям
- Схема работы ОПН
- Классификация приборов защиты
- Комплексный вариант безопасности
От разрядников к ограничителям
Электросети — это не только линии высоковольтных передач. В широком смысле в систему входит множество оборудования, установок, приспособлений, к ней подключены промышленные и обычные потребители. Последствия сбоев здесь могут быть весьма серьезны. Пока рынок не стали занимать современные ограничители напряжения, те же задачи решали другие устройства — разрядники.
Особенности их таковы:
- Работа простейшего разрядника состояла в приеме ненормативной электроэнергии и безопасном сбросе ее через систему заземления.
- В обычное состояние разрядник возвращал дугогаситель. Он нейтрализовал повышенную ионизацию.
- Главной особенностью этих устройств являлся искровой промежуток. От ширины его зависела мощность системы. Но и увеличивать до бесконечности приборы было тоже нельзя.
- Слабым местом таких «предохранителей» считалась опасность запаздывания устройства в нормативный режим после всплеска напряжения.
- Разрядники постоянно совершенствовались. Изобретались и внедрялись воздушные, газовые, вентильные модели. Но все они имели недостатки, и в итоге на смену им пришли устройства нового типа — ОПН.
Казалось бы, уберечь технику от пробоев можно, просто отключив ее от сети.
Но если с приближением грозы это еще возможно успеть сделать, то технологический сбой непредсказуем. Да и оставить без электричества, например, доменный цех или операционную вообще недопустимо. Поэтому и необходимы приборы-предохранители.
Схема работы ОПН
ОПН — ограничитель перенапряжения.
В числе других устройств его следует отнести к самым современным системам, способным уберегать приборы и проводку в экстремальных ситуациях. Можно сказать, что заложенная в его основе схема успешно решает комплекс проблем, которым ранее противостояли автоматические прерыватели и разрядники, а в бытовых условиях — стабилизаторы и домашние трансформаторы.Схема ОПН строится на таких принципах:
- Основой прибора является варистор, который мгновенно впитывает сверхнормативную энергию и отдает ее уже как тепло. Напряжение, которое поступает далее по сети, нормализуется.
- ОПН моментально возвращается в исходное состояние и сразу же способен принять еще один резкий импульс или даже их последовательную серию.
- Первоначально один варистор или несколько их (соединенные вместе) и представляли приспособление. В случае внеплановых проблем из строя выходило все устройство.
- Сейчас приборы представляют собой несколько блоков, подключенных последовательно (или параллельно).
- Варисторы заизолированы в полимерные или фарфоровые корпуса. Первые имеют специальные отверстия, а вторые — мембраны и герметизирующие кольца, а также выхлопные крышки. Это повышает взрыво- и пожаробезопасность приборов при работе с нестабильным напряжением.
Фарфоровые приборы мало подвержены колебаниям температур, обладают высокой прочностью, но имеют более низкие тепловые показатели и к тому же опаснее при взрыве.
Полимерные лучше по разрядным характеристикам и сопротивляемости вибрации, но чутки к сезонным изменениям. Поэтому на очереди сейчас — новые покрытия для аппаратов.
Классификация приборов защиты
Искровой промежуток разрядников ушел в прошлое, как и массивность приборов ОПН намного компактнее. К тому же они способны лучше справиться с резкими переменами сетевой нагрузки, даже если в общей линии с жильем есть и мощное производство, и работающий стройучасток.
Приборы имеют разную классификацию и, соотвественно, область применения:
- Литера А. Эти приборы монтируются при переходах от линий электропередач к сети потребителя. Они призваны обеспечивать защиту как ЛЭП, так и принимающего объекта. Их же можно считать основными «предохранителями» промышленных установок.
- Литера В. Первая линия защиты непосредственно объекта-потребителя (например, дома или административного здания). Такие аппараты устанавливаются на входе линии в помещение.
- Литера С. Место этих устройств — распределительные щиты, в которых обязательно должна быть предусмотрена система заземления.
- Литера D. Квартирные ограничители. Их установка имеет смысл только при наличии хотя бы одной предварительной линии защиты. В то же время изделия этого класса монтируются и непосредственно в оборудовании, а также в переносной технике.
- Те же четыре категории устройств могут быть обозначены и римскими цифрами начиная от I. Есть и комбинированные устройства. Большинство из аппаратов дополнительно оснащаются предохранителями.
Контроль за работоспособностью и состоянием изделия можно проводить визуально. Для этого устройства имеют специальные окошечки, которые в случае выхода ограничителя из строя сигнализируют затемнением или красным светом. Есть и модели, оснащенные системой звуковой сигнализации.
Комплексный вариант безопасности
Чтобы доставка, получение и использование электричества были полностью безопасны, лучше всего использовать не единичный ОПН, а комплекс ограничителей импульсных перенапряжений, как их еще называют. Их установку следует доверить профессионалам.
Принцип монтажа и работы единой системы прост:
- Первым, на входе, монтируется самый мощный аппарат.
- В щиток устанавливается прибор меньших токовых характеристик, а дальше — еще меньше.
- В бытовых условиях достаточно варианта В и С или С и D.
- Приборы в любой общей схеме работают по единому принципу. Они вступают в дело последовательно. Благодаря этому, напряжение снижается постепенно, на каждом этапе.
Слабое место такой системы такое же, как и в любой цепи: если из строя выйдет одно звено, неработоспособной будет вся сеть. Но приборы-потребители, скорее всего, к этому моменту уже будут защищены. После замены пострадавшего блока защитная схема будет восстановлена.
Рассуждая на тему, что такое ОПН, следует признать — вне зависимости от различных рабочих характеристик это, в первую очередь, современный способ защиты электрооборудования. Риски поражений приборов и установок, степень безопасности объектов и людей при использовании надежной аппаратуры снижаются многократно.
закрытые, открытые и короткие цирки
BY: Cathleen Shamieh и
Обновлены: 09-17-2021
Из книги: Electronics для Dummies
Electronics для Dummies
. Amazon
Вам нужен замкнутый путь или замкнутая цепь, , чтобы обеспечить протекание электрического тока. Если где-нибудь на пути есть разрыв, у вас разомкнутая цепь, и ток перестанет течь — и атомы металла в проводе быстро перейдут к мирному, электрически нейтральному существованию.Замкнутая цепь позволяет току течь, но разомкнутая цепь оставляет электроны в затруднительном положении.
Представьте себе галлон воды, протекающей через открытую трубу. Вода будет течь в течение короткого времени, но затем остановится, когда вся вода выйдет из трубы. Если вы перекачиваете воду через закрытую систему труб, вода будет продолжать течь до тех пор, пока вы будете заставлять ее двигаться.Разомкнутые цепи по конструкции
Открытые цепи часто создаются дизайном. Например, простой выключатель света размыкает и замыкает цепь, которая соединяет свет с источником питания. При построении цепи рекомендуется отключать аккумулятор или другой источник питания, когда цепь не используется. Технически это создает разомкнутую цепь.Выключенный фонарик — это обрыв цепи. В фонарике, показанном здесь, плоская черная кнопка в левом нижнем углу управляет переключателем внутри. Переключатель представляет собой не что иное, как два гибких куска металла, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Когда черная кнопка сдвинута до упора вправо, переключатель находится в разомкнутом положении, а фонарик выключен.
Переключатель в разомкнутом положении отключает лампочку от аккумулятора, создавая разомкнутую цепь.
Включение фонарика путем сдвига черной кнопки влево сталкивает два куска металла вместе — или замыкает переключатель — и замыкает цепь, чтобы мог течь ток.Замыкание переключателя завершает токопроводящий путь в этом фонарике, позволяя электронам течь.
Открытые цепи случайно
Иногда открытые цепи создаются случайно. Например, вы забыли подключить аккумулятор или где-то в цепи произошел обрыв провода. Когда вы строите схему с помощью макетной платы без пайки, вы можете по ошибке подключить одну сторону компонента не к тому отверстию на макетной плате, оставив этот компонент неподключенным и создав разомкнутую цепь. Случайные разомкнутые цепи обычно безвредны, но могут стать источником большого разочарования, когда вы пытаетесь выяснить, почему ваша схема работает не так, как вы думаете.Короткие замыкания идут по неверному пути
Короткое замыкание — совсем другое дело. Короткое замыкание — это прямое соединение между двумя точками в цепи, которые не должны быть соединены напрямую, например, две клеммы источника питания. Электрический ток идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому при коротком замыкании ток будет обходить другие параллельные пути и проходить через прямое соединение. (Представьте, что поток ленив и идет по пути, по которому ему не нужно делать много работы.)При коротком замыкании ток может отклониться от предполагаемого пути его прохождения.
При коротком замыкании источника питания большое количество электроэнергии передается с одной стороны источника питания на другую. Поскольку в цепи нет ничего, что могло бы ограничивать ток и поглощать электрическую энергию, в проводе и в источнике питания быстро накапливается тепло. Короткое замыкание может расплавить изоляцию вокруг провода и вызвать пожар, взрыв или выброс вредных химических веществ из некоторых источников питания, таких как аккумуляторная батарея или автомобильный аккумулятор.
Об этой статье
Эта статья взята из книги:
- Электроника для чайников,
Об авторе книги:
Кэтлин Шамих — инженер-электрик и писатель с большим опытом работы в области проектирования и консультирования. области медицинской электроники, обработки речи и телекоммуникаций.
Этот артикул можно найти в категории:
- General Electronics,
Что такое разомкнутая цепь? Подробное объяснение
Что такое открытый цикл? Детальное объяснение https://www. theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2021/01/Thumbnail-1-1024×576.jpg 1024 576 Гаурав Дж. Гаурав Дж. https://secure.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=mm&r=g
Разомкнутая цепь — это ситуация, при которой замкнутый путь электронов нарушен.
К чему приведет эта ситуация в случае последовательного и параллельного подключения? Опасна ли эта ситуация? Что ж, в этом уроке мы подробно узнаем все об открытом контуре.
Что такое разомкнутая цепь?
Как мы знаем, электрическая цепь представляет собой замкнутый путь, по которому могут течь электроны. Пример схемы вы можете увидеть ниже. Теперь, допустим, на этом замкнутом пути есть какой-то перерыв. И из-за этого поток электронов нарушается или, скажем так, прекращается. Эта ситуация называется разомкнутой цепью.
Замкнутая цепь
Разомкнутая цепь
Таким образом, по определению /разомкнутая цепь/ — это цепь, в которой непрерывность нарушена из-за прерывания пути движения электронов.
Обрыв цепи очень распространен в нашей жизни. Мы создаем такие открытые цепи каждый день.
Например, чтобы выключить свет, нам нужно прервать поток электронов. А для этого нам нужно нажать на переключатель. Как только мы нажмем на выключатель, лампочка погаснет. Итак, в основном, что делает переключатель? Он разрывает путь для электронов. По сути, это создает разомкнутую цепь.
Аналогично, допустим, у нас есть работающий двигатель. Чтобы остановить его, нам нужно использовать переключатель. И в тот момент, когда мы нажмем переключатель, он остановится. Опять же, переключатель создает разомкнутую цепь. Таким образом, разомкнутая цепь на самом деле помогает нам останавливать вещи.
Теперь можно сказать, разомкнутая цепь — это хорошо. Да, в некоторых случаях. И в некоторых случаях это может быть очень опасно. Как? Чтобы знать это, продолжайте читать учебник.
Итак, это обрыв цепи. И если вы закроете эту открытую часть, электроны снова начнут течь. И теперь мы можем назвать это замкнутой цепью. многие люди путают замкнутую цепь и короткое замыкание. Оба термина, конечно, разные. Замкнутая цепь — это совершенно нормальное состояние. При этом короткое замыкание является ненормальным состоянием, при котором ток становится ненормально высоким. Подробно о коротком замыкании мы узнаем в нашем следующем видео.
Возврат к разомкнутой цепи. Ток не может протекать через разомкнутую цепь . Итак, по закону Ома, разомкнутая цепь будет иметь бесконечное сопротивление.
Что вызывает обрыв цепи?
- Отказ компонента
- Обрыв проводника
- Ручное прерывание
Отказ компонента означает, что любой компонент в цепи выходит из строя или повреждается. Например, у вас есть три резистора, соединенных в цепь R1, R2 и R3. Теперь по каким-то причинам R2, скажем так, сгорел. Теперь цепь не завершена, потому что есть разомкнутая цепь.
Обрыв провода может произойти по нескольким причинам. Проводник может сломаться из-за старения или износа. Проводник может сломаться случайно, а может и намеренно. На это есть несколько причин, вы только назовите.
Ручное прерывание мы только что видели. Мы можем сделать это, просто выключив переключатель. Мы также можем взять пример автоматического выключателя. Если мы размыкаем автоматический выключатель в целях обслуживания, мы создаем разомкнутую цепь вручную.
Разомкнутая цепь может по-разному влиять на последовательную и параллельную цепи. Начнем с разомкнутой цепи в последовательной цепи.
Обрыв в последовательной цепи
Рассмотрим простую последовательную цепь, как показано на рисунке. У нас есть источник питания 10 вольт и три резистора R1, R2 и R3. Эквивалентное сопротивление этой цепи будет R1+R2+R3, т.е. 5 Ом. Таким образом, общий ток равен 2А. Теперь с этими данными мы можем узнать падение напряжения на каждом резисторе. Таким образом, падение напряжения на R1 составляет 2 В, на R2 — 6 В, а на R3 — снова 2 В. Так это это нормальная ситуация. Теперь предположим, что произошел сбой компонента, R3 поврежден, что привело к обрыву цепи. Теперь давайте посмотрим напряжение и ток в цепи.
Первое, что мы можем заметить, это то, что ток во всей цепи станет равным нулю. Падение напряжения на R1 и R2 также равно нулю. Однако падение напряжения на обрыве будет равно напряжению питания, т.е. 10В. Это вы можете узнать, применив КВЛ здесь.
Нормальный | Открытая цепь | |
R ИТО0140 0 amps | ||
VR1 | 2 volts | 0 volts |
VR2 | 6 volts | 0 volts |
VR3 | 2 volts | 10 volts |
Open circuit in параллельная цепь
Рассмотрим показанную простую параллельную цепь. Теперь допустим, есть обрыв на R3 (последнее сопротивление 1 Ом). Теперь, каковы будут ток и напряжение в этой цепи.
Поскольку это параллельная цепь, ток, протекающий через R1 (1 Ом) и R2 (3 Ом), будет нормальным. Напряжение на этих резисторах также будет в норме.
Ток через R3 будет равен нулю. Поскольку ток через R3 равен нулю, общий ток цепи упадет. В нормальной ситуации общий ток будет 23А. После разомкнутой цепи общий ток упадет до 13А.
Теперь так обстоит дело в случае, если обрыв цепи произойдет в любой из ветвей параллельной цепи. Но если обрыв, скажем, здесь сразу после источника напряжения, то вся цепь не работает. Ток не будет течь ни по одной из ветвей.
Опасен ли открытый контур?
Вы должны быть знакомы с плавким предохранителем. Предохранитель также используется для создания обрыва цепи в ненормальном состоянии. Таким образом, сохраняется схема или конкретное оборудование. Всякий раз, когда через цепь проходит аномально высокий ток, предохранитель перегорает, и непрерывность тока прерывается. И это спасет оборудование и схему. Предохранитель фактически создает здесь разомкнутую цепь. Итак, открытая цепь — это хорошо? Да, в некоторых случаях это хорошо, но не во всех.
Допустим, у нас есть система 11 кВ, как показано на рисунке. И давайте предположим, что мы использовали кабели для передачи энергии. Случайно оборвался кабель. И вот в системе есть обрыв. Теперь все напряжение будет доступно через разрыв. Если напряжения достаточно, между разрывами застревает дуга. Кроме того, это может привести к значительным потерям мощности и, в худшем случае, к повреждению системы. Конечно, вы не увидите этого при низком напряжении, но это может произойти при высоком напряжении. Вот почему разомкнутая цепь не всегда хороша, она также может стать опасной.
Резюме
Подведем итоги этого урока.
- Разомкнутая цепь — это цепь, в которой непрерывность нарушена из-за прерывания пути движения электронов.
- Разрыв цепи может произойти из-за неисправности компонента, обрыва проводника или ручного прерывания.