3.2.2. Уравнение Нернста для эдс гальванического элемента.

Электрической характеристикой электрода является потенциал, а гальванического элемента (электрохимической цепи) ‑ электродвижущая сила (ЭДС), равная алгебраической сумме скачков потенциала, возникающих на границе раздела фаз, входящих в состав цепи. ЭДС электрохимической цепи соответствует разности потенциалов правого (положительного) и левого (отрицательного) электродов и всегда положительна.

ЭДС гальванического элемента (I) равна:

(3.8)

где и– активности ионов Ag⁺ и Cu²⁺ в растворах их солей. Обозначим

, (3.9)

где Е^о – стандартная ЭДС гальванического элемента. Тогда

. (3.10)

Следует помнить, что активность чистого твердого вещества принимается равной единице. Уравнение (3.8) носит название уравнения Нернста для ЭДС гальванического элемента

.

Пусть в гальваническом элементе протекает обратимая химическая реакция

.

Максимальная полезная работа гальванического элемента при стандартных условиях равна

, (3.11)

где z – число электронов, участвующих в элетродных реакциях (одинаковое для обоих электродов), F – постоянная Фарадея.

По уравнению изотермы Вант-Гоффа

, (3.12)

или

. (3.13)

Следовательно,

. (3.14)

Уравнение Нернста в форме (3.14) применимо для расчета ЭДС любого гальванического элемента (по суммарной химической реакции) и потенциала любого электрода (по электродной реакции

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ.

Можно с высокой точностью измерить ЭДС цепи, составленной из двух электродов. Однако нельзя ни измерить, ни вычислить абсолютную разность потенциалов φ на границе металл–раствор. Для практических целей достаточно иметь условные величины, характеризующие потенциалы различных электродов, отнесенные к потенциалу некоторого электрода, выбранного за стандартный.

В качестве условно-нулевого потенциала выбран потенциал стандартного водородного электрода:

,

в котором давление продуваемого водорода равно 1 атм, а активность ионов водорода в растворе равна 1 (рис. 7).

Электродная реакция

.

Рис. 7. Общий вид водородного электрода.

Потенциал стандартного водородного электрода равен

,

С учетом того, что , R = 8.314 Дж·моль^-1·К^-1, F = 96485 Кл·моль-экв^-1,и заменяя натуральный логарифм десятичным, получаем

.

Электродным потенциалом любого другого электрода называют его потенциал по отношению к стандартному водородному. Другими словами, за электродный потенциал принимают ЭДС цепи, составленной из рассматриваемого электрода и стандартного водородного электрода. При этом справа в цепи расположен рассматриваемый электрод, а слева – стандартный водородный электрод. ЭДС положительна (электродный потенциал положителен), если электрический ток внутри цепи течёт слева направо, и отрицательна – если наоборот.

Пример 3.1.

1) Составим гальванический элемент из платинового и медного электродов:

.

Суммарная токообразующая реакция: , т.е. перенос электронов в цепи происходит слева направо (от левого электрода к правому). При стандартных условиях () .

2) Составим гальванический элемент из платинового и цинкового эдектродов:

.

Суммарная реакция: , т.е. перенос электронов в цепи происходит справа налево. При стандартных условиях () .

Следует помнить, что ЭДС цепи всегда положительна, поэтому рассматриваемый гальванический элемент следует записать в следующем виде:

,

при стандартных условиях .

3.4. ТЕРМОДИНАМИКА ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА.

Гальванический элемент при работе в условиях тепловой изоляции нагревается или охлаждается. Поэтому можно предположить, что источником совершаемой электрической работы являются тепловой эффект химической реакции и энергия окружающей среды.

Рассмотрим уравнение Гиббса-Гельмгольца в следующей форме:

, (3.15)

где ΔН и ΔS – тепловой эффект и энтропия химической реакции, протекающей в гальваническом элементе. Максимальная полезная работа электрохимической цепи равна убыли энергии Гиббса:

, (3.16)

. (3.17)

Тогда:

, (3.18)

, (3.19)

, (3.20)

, (3.21)

Следовательно,

, если ,

т.е. в этом случае вся электрическая работа цепи производится за счет теплового эффекта химической реакции. Если

, то ,

т. е. электрическая работа меньше теплового эффекта реакции. Гальванический элемент при изотермических условиях отдает теплоту в окружающую среду или нагревается в условиях тепловой изоляции. Если

, то ,

т. е. электрическая работа больше теплового эффекта реакции. Гальванический элемент при изотермических условиях поглощает теплоту из окружающей среды или охлаждается в условиях тепловой изоляции.

Измерение ЭДС обратимых гальванических элементов при различных температурах позволяет определить термодинамические характеристики химических реакций, протекающих в них, по уравнениям (3.16), (3.18) и (3.20).

3.5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.

Гальванические элементы классифицируют по двум признакам:

1. По характеру суммарного процесса, лежащего в основе действия гальванического элемента. Это или химическая реакция, или процесс выравнивания концентраций двух растворов одного и того же электролита. По этому признаку элементы делятся на химические и концентрационные.

1.1. Концентрационные цепи. Концентрационные электрохимические цепи состоят из электродов с одинаковыми потенциалопределяющими реакциями. Физические и химические свойства материала электродов одинаковы,

но активности одного (или нескольких) участников реакции на каждом из электродов различны. ЭДС цепи определяется отношением активностей (по уравнению Нернста):

, .

В уравнение Нернста для ЭДС цепи не входят стандартные электродные потенциалы, так как они одинаковы. По результатам измерений ЭДС такой цепи и известной активности компонента в одном электроде можно рассчитать активность компонента в другом электроде. Примером концентрационной цепи может служить следующий гальванический элемент (а₂ > a₁): .

1.2. Химические цепи. Химические цепи состоят из электродов, потенциалопределяющие реакции которых различны.

Электроды в таких системах отличаются и по физическим, и по химическим свойствам. Электрическая энергия возникает за счет энергии суммарной химической реакции, для которой справедливы ранее установленные соотношения между ЭДС и тепловым эффектом реакции, а также между стандартной ЭДС и константой равновесия реакции. Химические цепи разнообразны по природе и свойствам электродов, из которых они состоят. Примером такой цепи может служить серебряно-цинковый элемент: .

Чтобы решить вопрос о направлении суммарной химической реакции, протекающей в элементе, прежде всего следует определить полярности электродов. Катодом (положительно заряженным, правым) всегда является электрод с более положительным потенциалом. Так как

,

то в стандартных условиях серебряный электрод будет катодом, а цинковый электрод ‑ анодом. Стандартная ЭДС элемента равна

.

Уравнения потенциалопределяющих реакций:

, .

Суммарная реакция в цепи

электронейтральна (электродные реакции уравнены по числу электронов и участвующих в них веществ). ЭДС элемента по уравнению Нернста равна

.

Важным частным случаем химических цепей являются цепи, в которых хотя бы один из электродов является окислительно–восстановительным. Электрический ток в таких цепях возникает за счет реакций окисления и восстановления, протекающих в растворе. Примером такой цепи является цепь, составленная из стандартного водородного электрода и железного окислительно–восстановительного (редокс) электрода:

.

2. По наличию или отсутствию жидкостного соединения между двумя растворами гальванического элемента. По этому признаку элементы делят на цепи с переносом и цепи без переноса ионов.

2.1. Цепь с переносом – это цепь с жидкостной границей. Например, цепь вида

.

В состав цинкового и медного электродов входят растворы различной природы. Контакт между двумя растворами обеспечивается с помощью специальных приспособлений, например, солевым мостиком, состоящим из трубки, заполненной смесью влажного желеобразного вещества агар-агара с солью сильного электролита (КСl). Диффузионный потенциал на границе раздела раствор-раствор элиминирован.

2.2. Цепь без переноса – это цепь без жидкостной границы. Например, цепь вида

,

в которой оба электрода погружены в один и тот же раствор.

3.6. КЛАССИФИКАЦИЯ Обратимых ЭЛЕКТРОДОВ.

Классификация обратимых электродов основана на свойствах веществ, участвующих в потенциалопределяющих процессах.

3.6.1. Электроды первого рода.

Это металлические электроды, обратимые относительно катионов (в том числе амальгамные) и металлоидные, обратимые относительно анионов (например, Se^2-/Se). В таких электродах восстановленной формой является металл, а окисленной – ион этого металла.

Если электрод обратим относительно катиона, то

, .

Если электрод обратим относительно аниона, то

, .

К электродам первого рода относятся также газовые электроды (водородный, кислородный, хлорный). Они могут быть обратимы по отношению к катиону или аниону. Металл в газовых электродах необходим для создания электронопроводящего контакта между газом и раствором, должен быть инертен по отношению к веществам, находящимся в растворе, и способен катализировать только один потенциалопределяющий процесс. Например, водородный электрод обратим по отношению к катиону. Уравнение электродного процесса в кислой среде

может быть записано в упрощенном виде:

.

Потенциал водородного электрода определяется выражением

.

Примером газового электрода, обратимым по отношению к аниону, может быть хлорный электрод с потенциалопределяющей реакцией .

1. Уравнение трансформаторной эдс – эдс основного потока пропорциональна числу витков w, частоте тока f и амплитуде основного потока Фм

13. Назначение ферромагнитных сердечников в электрических устройствах. Потери в стали и способы их уменьшения.

ФМС служат для усиления магнитного поля и придания ему нужной конфигурации. При введении в катушку ФМС он намагничивается и его собственное магнитное поле складывается с полем катушки. В результате магнитный поток (МП) резко возрастает (приблизительно в  раз).

 – магнитная проницаемость ФМС (до 10 000).

Следовательно, используя ФМС, при том же токе в катушке можно получить в  раз больший МП, или заданный МП получить при в  раз меньшем токе в обмотке.

Это огромный плюс использования ФМС. Но есть и минусы.

–– В ФМС возникают дополнительные потери энергии (потери в стали)

Рст = Рвт + Рг

1. Вихревые потери Рвт – ток переменный => МП переменный, он будет в самом ФМС индуктировать ЭДС (закон Фарадея), сердечник проводящий, по нему текут вихревые токи, которые разогревают сердечник. Для уменьшения этих потерь сердечники делают не сплошными, а набирают из тонких изолированных пластин, или прессуют из ферромагнитного порошка с диэлектрическим связующим.

2. Гистерезисные потери Рг – или потери на перемагничивание. Ток переменный, при каждом изменении направления тока ФМС перемагничивается, на это тратится энергия, пропорциональная частоте и площади петли гистерезиса. Для уменьшения этих потерь ФМС изготавливают из магнито-мягких материалов с узкой петлей гистерезиса.

14. Трансформаторы. Устройство, принцип действия, коэффициент трансформации.

Назначение – преобразование переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты, т. е. для повышения или понижения напряжения. Без трансформаторов передача электроэнергии на большие расстояния была бы невозможна.

Применение – очень широкое – вся силовая энергетика, практически все бытовые и промышленные электронные устройства и т.д.

Устройство – две или более обмоток, расположенных на замкнутом ферромагнитном сердечнике (ФМС). Обмотка, которая подключается к сети, называется первичной. К остальным обмоткам (вторичным) подключаются нагрузки.

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции – законе Фарадея. При подключении первичной обмотки W₁ к сети переменного тока с напряжением  U₁ по ней течет переменный ток  I₁, который будет создавать переменный магнитный поток Ф₁. Основная часть этого потока Ф распространяется по ФМС (основной поток), пронизывает витки вторичной обмотки W₂ и индуктирует в них ЭДС E₂ (закон Фарадея).

(при любом изменении магнитного потока в каждом витке индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости изменения магнитного потока e ~ – dФ/dt. Если же ток постоянный, то Ф–const, => dФ/dt = 0, => e = 0, т.е. постоянный поток ЭДС не создает, => трансформатор не работает на постоянном токе).

Если W₂ > W₁ то ЭДС вторичной обмотки Е₂ > E₁ => U₂ > U₁ – трансформатор повышающий.

Если W₂ < W₁ то ЭДС вторичной обмотки Е₂ < E₁ => U₂ < U₁ – трансформатор понижающий.

Коэффициент трансформации

К =  (3. 2)

Определяется в режиме холостого хода трансформатора, когда напряжения на обмотках практически равны ЭДС.

15. Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения трансформатора.

Принцип действия + при подключении ко вторичной обмотке нагрузки Z_Н по W₂ потечет ток I₂, который будет создавать свой магнитный поток Ф₂, направленный навстречу потоку первичной обмотки Ф₁. Но суммарный основной поток в ФМС

Ф = Ф₁ – Ф₂ = Ф₁₀

практически не изменяется и остается равным потоку холостого хода трансформатора Ф₁₀ , поскольку при возникновении тока I₂увеличивается ток первичной обмотки I₁ до тех пор, пока не будет скомпенсировано это размагничивающее действия тока I₂ – постоянство Ф – основное свойство трансформатора.

Основные уравнения трансформатора:

Е = 4.44 WfФ_м (3.1)

2. Коэффициент трансформации

К =  (3.2)

Определяется в режиме холостого хода трансформатора, когда напряжения на обмотках практически равны ЭДС.

3. Уравнение МДС – магнитодвижущих сил – сумма МДС всех обмоток трансформатора постоянна и равна МДС холостого хода – математическое отображение постоянства магнитного потока

W₁ + W₂ = W₁ (3.3)

4. Уравнение равновесия для первичной обмотки. Из II закон Кирхгофа

(3.4)

E₁ – противо ЭДС основного потока в W₁

E_1 – ЭДС потока рассеяния Ф_1 в W1

I₁r_m1 – падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки W₁

I₁x_1 – падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния первичной обмотки W₁ (I₁x_1 = – E_1)

5. Уравнение равновесия для вторичной обмотки. Из II закон Кирхгофа

(3.5)

E₂ – ЭДС основного потока в W₂

E_2 – ЭДС потока рассеяния Ф_2 в W₂

I₂r_m2 – падение напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки W₂

I₂x_2 – падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния W₂ (I₁x_2 = – E_2)

Это уравнение показывает, что выходное напряжение на вторичной обмотке равно ЭДС (E₂) , которую индуктирует основной поток Ф, минус падения напряжения на активном сопротивлении обмотки (I₂r_m2) и на ее индуктивном сопротивлении рассеяния (I₂x_2).

16. Внешняя характеристика трансформатора. Влияние характера нагрузки трансформатора на вид внешней характеристики.

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂ от тока во вторичной обмотке I₂ (U₂ = f(I₂)), т.е. внешняя характеристика показывает, как изменяется напряжение на выходе трансформатора U₂ при увеличении тока нагрузки I₂ (при постоянном характере нагрузки и номинальном U₁).

Как у любого источника, напряжение на вторичной обмотке трансформатора U₂ отличается от ЭДС Е₂ на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора.

Из уравнения

(3.6)

видно, что U₂ линейно зависит от I₂ и внутреннего сопротивления трансформатора. Более точный анализ показывает, что на внешнюю характеристику влияет также характер нагрузки, т.е. тип Z_H

КПД мощных трансформаторов – очень высокий, (0.98–0.99).

17. Трехфазные асинхронные двигатели (АД). Устройство, принцип действия, скольжение.

Электропривод – это совокупность ЭД, системы передач и ИМ. Работа электропривода определяется МХ ЭД и ИМ. Физически для ЭД частота вращения зависит от нагрузки (т.е. от момента сопротивления на валу). А для ИМ момент сопротивления зависит от частоты вращения, но принято их строить в единой системе координат

n

M_C

n = f (M_C) n – [об/мин]; M_C – [Нм]

Механическая характеристика – это зависимость числа оборотов от момента (сопротивления) на валу электропривода. В установившемся режиме Мвр = Мс, n – const – условие устойчивого вращения электропривода.

Основные типы МХ ЭД

2. ЭД с жесткой МХ – n мало уменьшается с ростом M_C

2а – ДПТ с параллельным и независимым возбуждением

2б – асинхронный двигатель АД

3. ЭД с мягкой МХ – n резко падает с ростом M_C –ДПТ с последовательным возбуждением.

Основные типы МХ ИМ

1. M_C не зависит от n – лифты, подъемники

2. M_C линейно зависит от n – пара двигатель–генератор

3. Параболическая зависимость M_C от n – вентиляторы, компрессоры и т.д.

Чтобы оценить свойства привода достаточно наложить МХ ИМ на МХ ЭД. Возьмем МХ АД и наложим на нее МХ трех вентиляторов

АД + ИМ1 – возможен пуск (М_пускАД > М_пИМ1) и устойчивое вращение со скоростью n1 (M_АД = М_ИМ1)

АД + ИМ2 – пуск невозможен (М_пускАД < М_пИМ2) но если раскрутить, то возможно устойчивое вращение со скоростью n2 (M_АД = М_ИМ2)

АД + ИМ3 несовместимы, МХ не пересекаются (М_АД всегда < М_ИМ3)

Работа АД основана на явлении электромагнитной индукции (закон Фарадея) и силе Ампера – силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

Магнитное поле (МП) создает статор – неподвижная часть АД. Это полый наборный цилиндр из ферромагнитного материала (ФМС), в пазах статора 3 (или 3р) обмоток, сдвинутых относительно друг друга на 120^О. Обмотки питаются от сети трехфазного переменного тока. Каждая обмотка создает свое магнитное поле, которое изменяется по синусоидальному закону. В результате сложения полей трех обмоток в полости статора образуется МП, постоянное по величине и переменное по направлению – вектор МП поворачивается в плоскости, перпендикулярной оси статора – т.е. вращающееся МП.

Скорость вращения МП статора – n₁ зависит только от частоты сети f₁ и числа пар полюсов р (число обмоток / 3)

(4.1)

(3 обм.) р=1 n₁ = 3000 об/мин

(6 обм.) р=2 n₁ = 1500 об/мин

………………………………………

(18 обм.) р=6 n₁ = 500 об/мин

Ротор – подвижная часть АД, расположен на оси АД.

Ротор бывает двух типов:

1. Короткозамкнутый – (беличье клетка) – два медных кольца, соединенных медными стержнями.

2. Фазный – имеет три обмотки, соединенные звездой. Концы обмоток выведены на контактные кольца, к которым с помощью щеток можно подключить трехфазный пусковой реостат Rп. АД с фазным ротором обладает улучшенными пусковыми и регулировочными свойствами (см. пуск и регулирование скорости АД).

Принцип действия АД – трехфазный переменный ток I₁, протекая по обмоткам статора, создает переменное вращающееся МП, которое в витках ротора индуктирует ЭДС Е₂. Витки ротора замкнуты, по ним течет то I₂. На проводник с током в МП действует сила Ампера и ротор начинает вращаться в направлении МП. Но скорость вращения ротора n всегда меньше скорости вращения МП n₁ – т.е. асинхронное вращение – асинхронный двигатель. I₂) ~ r₂ / Z₂

(4.8)

1. Мвр ~ U₁² => Мвр резко падает при уменьшении напряжения питания статора U₁

2. Если n = n₁, => S = 0, => Мвр = 0, т.е. скорость ротора n всегда меньше скорости МП статора n₁.

3. Из условия dM/dS = 0 можно определить критическое скольжение, при котором момент АД будет максимальным

Sкр = r₂ / x₂

Подставив Sкр в уравнение 4.8 получим

т.е. М_max не зависит от активного сопротивления ротора r₂. Это используется при пуске и регулировании скорости АД.

[Решено] Уравнение ЭДС генератора __________.

Этот вопрос был ранее задан в

Technicy UPPCL (Electrical) 28 марта 2021 г. Официальная статья (Shift 2)

Посмотреть все документы EUPPCL Техники>

1. 4,44 Øft Volts
2. 2,22 ØFT Volts
3. 2.44 Øft Volts
4. 99,22 øft Volts
5. 2.44 ØFT Volts
6. 999
7. 99
8. 9
9. 9
10. 9
11. 9
12. 9.22 øft Volts
13. 2,44 ØFT Volts
14. 99,22 ØFT Volts
15. 2.44 ØFT. 4,22 ØFT Вольт

Вариант 1: 4,44 ØFT Вольт

Бесплатно

DRDO Техник-Электрик (Усилитель баллов): Мини-пробный тест

5,8 тыс. пользователей

60 вопросов

60 баллов

45 минут

Правильный ответ: вариант 1
Концепция:
Уравнение ЭДС генератора переменного тока:

ЭДС, индуцированная генератором переменного тока или синхронным генератором, имеет трехфазную переменную природу. Выведем математическое уравнение ЭДС индукции в генераторе переменного тока.

Пусть,

Z = количество последовательно соединенных проводников на фазу.

Z = 2T, где T – количество витков или витков на фазу. Один виток имеет две стороны катушки или проводник.

P = количество полюсов.

f = частота ЭДС индукции в герцах

Φ = поток на полюс в веберах

Kp = шаг-фактор, Kd = коэффициент распределения

N = скорость ротора в об/мин (оборотов в минуту) = Скорость ротора в оборотах в секунду.

Время, за которое ротор совершает один оборот,

dt = 1/(N/60) = 60/N секунды ,

\({\bf{d}}ϕ = ϕ {\bf{P}}\;{\bf{weber}}\)

По закону электромагнитной индукции Фарадея индуцируемая ЭДС пропорциональна скорости изменение потока.

Средняя ЭДС, индуцированная на проводник = \(\frac{{{\bf{d}}ϕ }}{{{\bf{dt}}}} = \frac{{ϕ {\bf{P}}}} {{\frac{{60}}{{\bf{N}}}}} = \frac{{ϕ {\bf{NP}}}}{{60}}\)

Мы знаем, что частота ЭДС индукции

\({\bf{f}} = \frac{{{\bf{PN}}}}{{120}}\;,\;{\bf{N}} = \frac{{120 {\bf{f}}}}{{\bf{P}}}\)

Подставляя значение N в уравнение ЭДС индукции, получаем

Средняя ЭДС, индуцированная на проводник = \(\frac{{ϕ {\bf{P}}}}{{60}} \times \frac{{120{\bf{f}}}}{{\bf{ P}}} = 2ϕ {\bf{f}}\;{\bf{volts}}\)

Если имеется Z проводников, последовательно соединенных на фазу,

Средняя ЭДС, индуцированная на проводник = \(2ϕ {\bf {fZ}} = 4ϕ {\bf{fT}}\;{\bf{volts}}\)

Среднеквадратичное значение ЭДС на фазу = Форм-фактор x Среднее значение ЭДС индукции = 1,11 x 4 Φ f T

Среднеквадратичное значение ЭДС на фазу = 4,44 Φ f T вольт

Полученное выше уравнение представляет собой фактическое значение ЭДС индукции для катушки с полным шагом или сосредоточенной катушки. Однако уравнение напряжения изменяется из-за коэффициентов обмотки.

Фактическая ЭДС индукции на фазу (E) = 4,44 Kp Kd Φ f T вольт

Вывод: Следовательно, ЭДС, индуцированная в генераторе переменного тока, не зависит от типа используемого генератора переменного тока.

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние технические обновления UPPCL

Последнее обновление: 2 декабря 2022 г.

Компания Uttar Pradesh Power Corporation Limited (UPPCL) опубликовала уведомление о наборе техников UPPCL на 2022 год. Всего было объявлено 891 вакансия. Экзамен будет проводиться в два этапа. На первом этапе будет проведен письменный тест, а на втором этапе — проверка навыков. Совокупные оценки обоих этапов будут учитываться при подготовке окончательного списка заслуг. Кандидаты должны ознакомиться со списком стандартных книг UPPCL Technician для подготовки к экзамену.

Уравнение ЭДС генератора переменного тока.

Выведем математическое уравнение ЭДС индукции в генераторе переменного тока.

Пять крупнейших спортивных клубов в…

Включите JavaScript

Let,

Z = количество последовательно соединенных проводников на фазу.

Z = 2T, где T — количество витков или витков на фазу. Один виток имеет две стороны катушки или проводник, как показано на диаграмме ниже.

P = количество полюсов.

f = частота ЭДС индукции в герцах

Φ = поток на полюс в веберах.

K _p = коэффициент шага, K _d = коэффициент распределения,

K _f = коэффициент формы

N = скорость вращения ротора в об/мин (оборотов в минуту) ротора в оборотах в секунду.

Время, за которое ротор совершает один оборот,

dt = 1/(N/60)= 60/N секунды

Одновитковая катушка

При одном обороте ротора общий поток Φ пересекает каждый проводник в полюсах статора, dΦ = ΦP weber

По закону электромагнитной индукции Фарадея индуцированная ЭДС пропорциональна скорости изменения поток.

Нам известна частота ЭДС индукции

Подставив значение N в уравнение ЭДС индуцирования, мы получим

Если последовательно Z проводников на фазу,

Среднеквадратичное значение ЭДС на фазу = Форм-фактор x Среднее значение ЭДС индукции = 1,11 x 4 Φ f T

Среднеквадратичное значение ЭДС на фазу = 4,44 Φ f Т вольт

Полученное выше уравнение является фактическим значением ЭДС индукции для катушки с полным шагом или сосредоточенной катушки. Однако уравнение напряжения изменяется из-за коэффициентов обмотки.

Фактическая индуцированная ЭДС на фазу = 4,44 К _P K _D φ F T Volts = 4 K _F K _P K _D φ F T Volts 9000

---

131 D φ F T Volts 9000

---

180 D φ F T Volts 9000

---

180180 DA . решить задачу на приведенное выше уравнение ЭДС.

Трехфазный 16-полюсный генератор переменного тока имеет обмотку, соединенную звездой, со 144 пазами и 10 проводниками на паз. Поток на полюс составляет 0,02 Вб, распределяется синусоидально, а скорость составляет 375 об/мин. Найдите частоту ЭДС индукции, ЭДС фазы и ЭДС линии. Предположим, что катушка имеет полный шаг.

Заданные параметры: P = 16, пазов = 144, Z = 10 проводников на паз, Φ = 0,02 wb, N = 375 об/мин, для катушки с полным шагом, K _p = 1.

Найти : F, E _PH , E _L

Решение:

F = PN/120 = 16 x 375/120,

F = 50 Гц

, E _ph = 4,44 K _p K _d Φ f T вольт

Здесь m = нет. слотов/полюс/фаза = 144/16/3 = 3

, где n=нет. слотов/полюс = 144/16 = 9

   

Z = 10 проводников на слот на фазу = 10 x 144/3 = 480

T = Z/2 = 480 /2 = 240

E _ph = 4,44 x 1 x 0,96 x 0,02 x 50 x 240 = 1022,97 В

2 Shares

• More

Abragam Siyon Sing

An Assistant Professor in the Department of Electrical and Electronics Engineering, Certified Энергоменеджер, фотошоп-дизайнер, блогер и основатель Electrically4u.