Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 234

Сама теория гистерезиса была создана советскими учеными Н. С. Акуловым, Е. И. Кондорским, С. В. Вонсовским и многими другими. На основе их теорий и был позже создан гистерезисный электродвигатель.

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 границ между доменами.

  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 – 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 – 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 – это устаревшее название генератора постоянного тока.

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 – 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 – 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.