Вольт амперные характеристики реферат

Обновлено: 02.07.2024

Вакуумная дуга существует в диффузной форме с очень малым градиентом напряжения в промежутке, и заряженные частицы образуются в основном в области ионизации у поверхности катода, откуда электроны и ионы распространяются к аноду. С ростом тока происходит увеличение концентрация пара в промежутке и напряженность электрического поля растет. Как отмечалось ранее, динамическая ВАХ дуги относится… Читать ещё >

Дуга постоянного тока и ее вольт-амперная характеристика ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Важнейшая характеристика электрической дуги, влияющая на коммутационные процессы в аппаратах, — вольт-амперная характеристика (ВАХ), определяющая взаимосвязь между напряжением и током дуги.

Различают статическую и динамическую характеристики дуги. Статическая характеристика соответствует установившемуся, квазистационарному состоянию дуги, когда ее сопротивление остается неизменным во времени. Динамическая ВАХ соответствует неустаповившемуся состоянию дуги, когда ее сопротивление изменяется во времени в зависимости от условий передачи тепла от столба дуги.

ВАХ дуги высокого и низкого давления сильно отличаются друг от друга. На рис. 8.5 приведены статические ВАХ открытой дуги в воздухе (дуги высокого давления) при разных скоростях движения дуги (разной степени охлаждения в поперечном направлении) и дуги низкого напряжения (вакуумной дуги). Перемещение открытой дуги приводит к увеличению напряженности поля в столбе и смещению статической ВАХ вверх.

Статическая ВАХ дуги при токах до 100 А хорошо описывается уравнением Сюитса.

где Е_л — напряженность электрического поля в дуге, В/см; р — давление газа, атм; г_д — ток дуги, А; С₀, п, т — коэффициенты, зависящие от среды, в которой горит дуга. Так, для воздушной среды: С₀ = 80; п = 0,5-Д), 6; т = 0,31.

По сравнению с ВАХ открытой дуги, в дугогасительных устройствах (ДУ) низкого напряжения дуга активно взаимодействует с ДУ, отдавая тепло стенкам камеры. Это приводит к росту напряженности дуги и улучшению условий ее гашения.

Рис. 8.5. Вольт-амперные характеристики дуги в воздухе:

1 — ВАХ дуги в воздухе (дуга высокого давления);
2 — ВАХ дуги в вакууме (дуга низкого давления)

На рис. 8.6 даны типичные ВАХ дуги в открытом воздухе 1, в щелевой камере 2 и в дугогасительной решетке 3. Для определенных значений тока дугогасительная решетка становится наиболее эффективным способом гашения дуги.

Рис. 8.6. ВАХ:

1 — открытой дуги; 2 — дуги в щелевой камере; 3 — дуги в дугогасительной решетке Представленные на рис. 8.5 статические ВАХ дуги в воздухе хорошо описываются формулой ([2]).

где Е_а — градиент дуги, В/см; V_R — скорость перемещения дуги, см/с; /_д — ток дуги, А. Формула справедлива для отключаемых токов

Рассмотрим два этих процесса применительно к цепи постоянного тока.

Рис. 8.8. Процесс отключения цепи постоянного тока.

Схема замещения цепи с дугой представлена на рис. 8.9.

Рис. 8.9. Схема замещения цепи постоянного тока:

U_c — постоянное напряжение источника; i — ток в цепи; R — активное сопротивление; L — индуктивность; К — коммутационный аппарат с дугой Процесс в цепи описываются уравнением.

где U_c = I_CR; I_c — ток в цепи при включенном состоянии контактов; U_;i(i) — вольт-ампсрная характеристика дуги (например, статическая ВАХ, представленная на рис. 8.5 и 8.10) [29, "https://referat.bookap.info"].

В установившемся состоянии, когда ток 1_С протекает по контактам, уравнение (8.4) примет вид

Зависимость U_c-iR = f (i) принято называть реостатной характеристикой цепи (рис. 8.10, характеристика 4).

Рис. 8.10. К оценке условий гашения дуги постоянного тока

На рис. 8.10 даны три варианта соотношения ВАХ дуги и реостатной характеристики цепи (1—4, 2—4 и 3—4).

Рассмотрим случай, когда обе характеристики пересекаются в двух точках (А и В), и представим уравнение (8.4) в виде.

AU может иметь как положительное, так и отрицательное значения.

В точке В при малейшем возмущении (росте тока) Д U принимает отрица;

тельное значение и производная — становится также отрицательной, а следовательно, ток в цепи i = f (t) убывает, возвращаясь в точку В. При спаде тока &U> 0, левая часть уравнения (8.6) становится положительной, — >0.

и ток возрастает, возвращаясь в точку В. Таким образом, точка В является тонкой устойчивого горения дуги (см. работу [2]).

В точке А картина обратная. При росте тока левая часть уравнения.

(8.6) становится положительной, — >0, ток возрастает и перемещается.

в точку В. При уменьшении тока — он сразу спадает до нулевого значения. Точка А является точкой неустойчивого равновесия.

При соотношении ВАХ и реостатной характеристики (2—4 на рис. 8.10).

AU всегда имеет отрицательное значение, а следовательно, —

Длительное горение дуги на контактах аппарата вызывает их износ и выход самого аппарата из строя. В этом заключается отрицательная роль электрической дуги.

Однако попытки снизить длительность горения дуги на контактах путем интенсивного охлаждения дуги (например, при t_{f/₂), опасных для изоляции. Поэтому, выбирая тот или иной способ дугогашения, необходимо следить за последствиями, которые могут появиться в цепи в виде роста перенапряжений, вызванных коммутационными процессами.}

Что такое вольт-амперная характеристика (ВАХ)

ВАХ — это вольт-амперная характеристика, а если точнее, зависимость тока от напряжения в каком-либо радиоэлементе. Это может быть резистор, диод, транзистор и другие радиоэлементы. Так как транзистор имеет более двух выводов, то он имеет множество ВАХ.

Именно в такой системе координат мы будет чертить вольт-амперную характеристику. И начнем с самого распространенного радиоэлемента — резистора.

ВАХ резистора

Для того, чтобы начертить этот график, нам потребуется пропускать через резистор напряжение и смотреть соответствующее значение силы тока тока. С помощью крутилки я добавляю напряжение и записываю значения силы тока для каждого значения напряжения. Для этого берем блок питания, резистор и начинаем делать замеры:

Вот у нас появилась первая точка на графике. U=0,I=0.

Вторая точка: U=2.6, I=0.01

Третья точка: U=4.4, I=0.02

Четвертая точка: U=6.2, I=0.03

Пятая точка: U=7.9, I=0.04

Шестая точка: U=9.6, I=0.05

Седьмая точка: U=11.3, I=0.06

Восьмая точка: U=13, I=0.07

Девятая точка: U=14.7, I=0.08

Давайте построим график по этим точкам:

Да у нас получилась почти прямая линия! То, что она чуть кривая, связана с погрешностью измерений и погрешностью самого прибора. Следовательно, так как у нас получилась прямая линия, то значит такие элементы, как резисторы называются элементами с линейной ВАХ.

ВАХ диода

Как вы знаете, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Это свойство диода мы используем в диодных мостах, а также для проверки диода мультиметром. Давайте построим ВАХ для диода. Берем блок питания, цепляем его к диоду (плюс на анод, минус на катод) и начинаем точно также делать замеры.

Первая точка: U=0,I=0.

Вторая точка: U=0.4, I=0.

Третья точка: U=0.6, I=0.01

Четвертая точка: U=0.7, I=0.03

Пятая точка: U=0.8,I=0.06

Шестая точка: U=0.9, I=0.13

Седьмая точка: U=1, I=0.37

Строим график по полученным значениям:

Ничего себе загибулина :-). Вот это и есть вольт-амперная характеристика диода. На графике мы не видим прямую линию, поэтому такая вольт-амперная характеристика называется НЕлинейной. Для кремниевых диодов она начинается со значения 0,5-0,7 Вольт. Для германиевых диодов ВАХ начинается со значения 0,3-0,4 Вольт.

ВАХ стабилитрона

Стабилитроны работают в режиме лавинного пробоя. Выглядят они также, как и диоды.

Мы подключаем стабилитрон как диод в обратном направлении: на анод минус, а на катод — плюс. В результате, напряжение на стабилитроне остается почти таким же, а сила тока может меняться в зависимости от подключаемой нагрузки на стабилитроне. Как говорят электронщики, мы используем в стабилитроне обратную ветвь ВАХ.

Рекомендуем посмотреть видео материал на эту тему:

Читайте также: