Analogie pomiędzy obwodem elektrycznym a magnetycznym SEM[V] – SMM[A], Natężenie prądu I[A] – Strumień φ[Wb], Opór elektryczny R[om]-opór magnetyczny(reluktancja) R_m [1/H]. W obu obowiązują prawa Kirchoffa i Ohma.

Bezpieczniki służą do otwierania obwodu gdy prąd w nich płynący przekrocz określoną wartość

Definicja natężenia prądu elektrycznego. – nazywamy granicę stosunku ładunku Δq do Δt, w którym nastąpił przepływ tego ładunku. 1A. Amper jest to prąd elektryczny nie zmieniający się który płynąc w dwóch równoległych nieskończenie długich przewodach oddalonych od siebie o 1m wytworzyłby siłę 2*10-7N Na każdy metr długości przewodu

Elektrodynamiczne oddziaływanie pola magnetycznego i prądu elektrycznego Oddziaływanie pole magnetycznego na przewód z prądem wynika z ogólnej cechy sił magnetycznych, tj oddziaływania na ładunki elektryczne znajdujące się w ruchu. Na ładunek dodatni Q poruszający się z prędkością V w polu magnetycznym o indukcji B, działa siła F =QvBsin(v,b) F=QvxB. Kierunek F określamy regułą prawej dłoni

Elementy aktywne, elementy w których energia doprowadzona w dowolnym czasie jest ujemna. Są to źródła energii. Pasywne- bierne- energia doprowadzona w dowolnym czasie jest dodatnia Lub równa 0(RLC)

Elementy idealne-występuje w nich tylko jeden proces energetyczny. Źródło – wytwarzanie; R- rozpraszanie; LC- akumulacja energii;

Impedancja wielkość charakteryzująca zależność między natężeniem prądu i napięciem w obwodach prądu zmiennego. Impedancja jest uogólnieniem oporu elektrycznego, charakteryzującego tę zależność w obwodach prądu stałego. Impedancja jest wielkością zespoloną. Część rzeczywista impedancji opisuje opór związany z prądem płynącym w fazie zgodnej z przyłożonym napięciem, część urojona – z prądem przesuniętym w fazie, który wyprzedza przyłożone napięcie lub jest opóźniony względem niego.

Indukcyjność własna – stosunek strumienia skojarzonego Ψ do prądu i wytwarzającego ten strumień. L=Ψ/i= 1V*1s/1A=1H(Henr) Indukcyjność własna L zależy od wymiarów geometrycznych i kształtów obwodu elektrycznego oraz od przenikalności magnetycznej środowiska go otaczającego. Fizycznie indukcyjność własna charakteryzuje zdolność danego obwodu do magazynowania energii w polu elektrycznym. SEM indukcji własnej e­_L=-d Ψ/dt=-Ndφ/dH. Prawo samoindukcji e­_L=-Ldi/dt. Di/dt<0 e­_L zgodnie z i.

Indukcyjność wzajemna między dwoma obwodami jest to stosunek strumienia skojarzonego z danym obwodem, a wytwarzanego przez prąd w obwodzie sąsiednim. L=Ψ/i=Nφ/i; M₁₂=Ψ₁₂/i₁=N₂φ₁/i₂

Jak wytwarza się Pol wirujące w maszynach, silnikach asynchronicznych maszynach symetrycznych? Zasada działania silnika indukcyjnego polega na wzajemnym oddziaływaniu wirującego pola magnetycznego stojana i prądu w uzwojenia wirnika wytworzonego pośrednio tym strumieniem. Prędkość obrotowa n wirnika musi być mniejsza od prędkości obrotowej n_s­ stojana aby zachodziło wzbudzenie SEM w uzwojeniach wirnika. Wirnik obraca się asynchronicznie względem uzwojenia stojana. Wirujące pole magnetyczne uzyskuje się gdy co najmniej dwa uzwojenia stojana silnika są przesunięte geometrycznie względem siebie, a prądy w nich płynące są przesunięte fazowo. Maszyny synchroniczne, prąd stały J_f doprowadzony do uzwojenia wirnika N_f przez szczotki i pierścienie wytwarza strumień biegunowy dzielący się na strumień główny skojarzony z uzwojeniami wirnika i strumień rozproszenia skojarzony z własnym uzwojeniem N_f. Rozkład indukcji magnetycznej strumienia głównego wzdłuż wew obwodu stojana jest prawie sinusoidalny. Nadając wirnikowi prędkość obrotową n uzyskuje się w szczelinie wirującej pole magnetyczne o sin rozkładzie jednostronnym.

Kiedy ochrona przeciwpożarowa jest skuteczna – kiedy urządzenia odpowiednio szybko reagują i wyłączają obwód.

Metoda oczkowa W metodzie tej nie wyznacza się prądów gałęziowych lecz prądy oczkowe. Polega na rozwiązaniu oczek w oparciu o 1 i 2 prawo Kirchoffa.

Moce w obwodzie prądu sinusoidalnego 1)Moc chwilowa w obwodzie prądu sin jest iloczynem wartości chwilowych prądu i napiecia u=U_msin(wt) i=I_msin(wt-fi), p=ui=U_mI_m/2[cos fi-cos(2wt-fi)]; 2)Moc czynna (P) [W]Wat, wartość średnia mocy chwilowej P=UJcos(fi), UJ-wartości skuteczne cos(fi)-współczynnik mocy; 3)Moc bierna (Q)[Var] iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu oraz sin kąta przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem; 4)Moc pozorna(S) [VA] S=UJ-wartości skuteczne; Trójkąt mocy S²=P²+Q²=(UJ)² S=P+jQ; cos(fi)=P/S; Sin(fi)=Q/S; tg(fi)=Q/P;

Możliwości regulacji obrotów s-ków indukcyjnych (zwartych lub pierścieniowych) 1) Pierścieniowe: włączenie rezystancji w obwód wirnika; 2) zmiana liczby par biegunów; 3) zmiana częstotliwości napięcia zasilającego

Obwód wzbudzenia i twornika

Obwód	wzbudzenia	twornika
m. prądu stałego	stojan	wirnik
m. indukcyjne	stojan	wirnik
m synchroniczne	wirnik	stojan

Parametry prądnic prądu stałego U- napięcie na zaciskach; J_f- prąd wzbudzenia; n – prędkość obrotowa; M- moment obrotowy

Parametry prądnic prądu stałego U-napięcie na zaciskach; J- prąd oddawany przez prądnicę; J_z- prąd wzbudzenia; n- prędkość obrotowa + dla prądnicy bocznikowej: J_z-prąd zwarcia; U_n-napięcie nominalne; J_n- prąd nominalny; Bocznikowa: U0>Un; Jk<Jn; obco wzbudzona Jn<Jk;

Prawa Kirchoffa dla obwodów magnetycznych 1) Suma algebraiczna strumieni magnetycznych w węźle jest równa 0 Σφ=0 2)W oczku obwodu magnetycznego suma spadków napięć magnetycznych jest równa sumie SMM

Prawo Ohma dla obwodu magnetycznego pozwala na określenie reluktancji na podstawie jednostek SMM i strumienia magnetycznego $R_{m} = \frac{1}{\text{μA}}\ \Phi = \frac{\text{NI}}{\sum_{i = 1}^{n}{R_{\text{mi}\ }\ }}\text{NI} = \text{SMM}\ \lbrack\frac{1}{H}\rbrack$

Prawo Ohma J= U/R. 1 om jest to opór między dwiema powierzchniami ekwipotencjalnymi przewodu jednorodnego prostoliniowego, gdy występujące między tymi punktami wzajemne napięcie elektryczne 1V wywołuje w tym przewodzie przepływ prądu 1A

Prądnica bocznikowa u=f(u); przy R_nf=const n=const.. W prądnicach bocznikowych w których prąd J=F(u) dU_r=10-20%U_m, maksymalny prąd osiąga wartość J_m=2-3J_n, prąd zwarcia pochodzący tylko od E_rsd nie przekracza na ogół J_n (Wykres)

Rezonans w obwodzie RLC Rezonansem nazywamy zjawisko występujące w obwodzie RLC, gdy częstotliwość napięcia zasilania jest równa częstotliwości drgań własnych. Wyróżniamy częstotliwość i pulsację rezonansową($f_{0} = \ \frac{1}{2\pi\sqrt{\text{LC}}},\ \omega_{0} = \ \frac{2}{\sqrt{\text{LC}}}$ Xc=Xl; 1/wL=wC; Przy rezonansie prąd zależy tylko od rezystancji I=U/R. W obwodzie szeregowym RLC występuje rezonans szeregowy-rezonans napięć. W tym przypadku napięcia na indukcyjności i pojemności są sobie równe. Dobroć doboru rezonansowego określa ile razy napięcie na indukcyjności(lub pojemności) obwodu jest większe od napięcia na rezystancji Ur(lub napięcia zaislania) przy rezonansie. W obwodzie równoległym RLC występuje rezonans prądów.]

Rola bezpieczników Zadaniem bezpieczników jest otwarcie obwodu w przypadku przekroczenia dozwolonego natężenia prądu. 1) Wyłącza obwód w przypadku przeciążeń lub zwarcia. 2) w sposób pośredni sprawdzają stan izolacji w instalacji. 3) chronią przed pożarem lub porażeniami.

Rozruch silników prądu stałego W chwili włączenia s-ka do sieci jego prędkość n=0 i SEM =0, pobieramy wówczas prąd rozruchowy J=u/R_st osiąga prz U=Ur wartość J_l=(20-30)J_n powodując szkodliwe iskrzenie, duży udar mechaniczny pochodzący od dużego momentu rozruchowego oraz chwilowe duże spadki napięcia w sieci zasilającej. Zmniejszenie prądu rozruchowego uzyskuje się prze dodanie R szeregowo podczas rozruchu J=u/R_st+R

Rozruch trójfazowych silników indukcyjnych Przy bezpośrednim uruchamianiu silnika indukcyjnego, jego prąd rozruchu może osiągnąć w zależności od konstrukcji wartość J_t=(5-8)J_n. Duży prąd rozruchu powoduje krótkotrwałe spadki napięcia w sieci zasilającej mogące zakłócić pracę innych odbiorników. Zmniejszenie tego prądu dokonuje się prze obniżenia napięcia rozruchu z jednoczesnym zmniejszeniem momentu rozruchowego. Możliwe są trzy sposoby rozruchu: 1)Włączenie na czas rozruchu szeregowo rezystancji R lub reaktancji X(rozruch silników pierścieniowych: rozrusznik=> wirnik + rezystory) 2) Zastosowanie autotransformatora rozruchowego 3) Zastosowanie przełącznika gwiazda-trójkąt(s-ki średniej mocy)S-k połączony podczas rozruchu w gwiazdę pobiera trzykrotnie mniejszy prąd niż w połączeniu w trójkąt. Po osiągnięciu 80% procent prędkości znamionowej przełącza się ręcznie lub automatycznie w połączenie w trójkąt.

SEM –napięcie źródłowe 1) Silnik U>E; U=E+R_ot*J; 2 Elementy regulujące R_ot i R_rf 2) Prądnica U<E; U=E-R_ot*J; 1element regulujący R_rf

Sposoby regulacji obrotów silników prądu stałego 1) zmiana strumienia φ – regulacja bocznikowa(zmiana prądu wzbudzenia) 2) zmiana rezystancji R –regulacja szeregowa 3) zmiana napięcia zasilania

Środki ochrony przeciwporażeniowej 1) Ochrona przed dotykiem bezpośrednim(podstawowa)- izolowane obudowy, ogrodzenia, umieszczanie poza zasięgiem kończyn, właściwa info o zagrożeniu; 2)Ochrona przed dotykiem pośrednim(dodatkowa) samoczynne wyłączenia izolowane stanowiska stosowanie urządzeń drugiej klasy ochronności stosowanie separacji elektryczniej połączenia wyrównawcze. 3) Jednoczesna ochrona przed dotykiem 1 i 2 – obudowy o bardzo niskich napięciach bezpiecznych SELV, PELV, FELV.

Twierdzenie Thevenina – Każdy obwód liniowy rozpatrywany między wybranymi zaciskami można zastąpić obwodem zastępczym złożonym ze źródła napięcia rezystancji zastępczej obwodu widzianej z zacisków m-n oraz rezystancji gałęzi między zaciskami m-n połączonych szeregowo przy czym SEM jest równa napięciu między zaciskami m-n w stanie jałowym.

Układy sieciowe TT, TN-C, TN-S z punktu widzenia p-poż bezpośrednie połączenie 1-go punktu układu z ziemią; I określa dwa przypadki -> wszystkie części układu mogące znaleźć się pod napięciem w warunkach normalnej pracy są izolowane od ziemi -> jeden punkt układu sieciowego jest połączony z ziemią przez impedancję lub bezpiecznik iskiernikowy; Druga litera określa związek między częściami przewodzącymi, dostępnymi a ziemią: N- bezpośrednie połaczenie części z pkt neutralnym T- bezp poł z ziemią niezależne od pkt neutr; Następne litery określają związek między przewodem neutralnym i przewodem ochronnym: C- funkcję przewodu N i ochronnego spełnia jeden przewód ochronno-neutralny PEN, S- osobne przewody N i Pe, CS w pierwszej części licząc od strony zasilania jest PEN a w drugiej PE i N. Układ TT Wykorzystane bezpośrednie uziemienia punktów neutralnych, a zaciski ochronne odbiorników są połączone przewodem ochronnym PE tylko z ziemią. Układ TN Wykorzystane bezpośrednie uziemienie punktów neutralnych a zacisko ochronny PE przynajmniej jednego urządzenia jest połaczony z punktem neutralnym sieci. TN-C- jeden przewód PEN TN-S dwa oddzielne przewodny PE i N

W jakim celu wytwarza się pole wirujące? Gdzie znajduje się obwód wzbudzenia? Pole wirujące wytwarza się do rozruchu silnika, Zasada działania silnika indukcyjnego polega na wzajemnym oddziaływaniu wirującego pola magnetycznego stojana i prądu w uzwojenia wirnika. Wirujące pole magnetyczne uzyskuje się gdy co najmniej dwa uzwojenia stojana silnika są przesunięte geometrycznie względem siebie, a prądy w nich płynące są przesunięte fazowo. Wytwarza się je więc przez odpowiednie wykonanie uzwojeń w stojanie i wirniku. W jednofazowych dołącza się drugą fazę prostopadle lub kondensator. Obwód wzbudzenia znajduje się w stojanie(maszyny prądu stałego i asynchroniczne) lub w wirniku maszyny synchroniczne

Wartość skuteczna prądu zmiennego – jest to wartość prądu stałego, który przepływając przez R wydzieliłby na niej taką samą ilość ciepła w ciągu czasu t, jak prąd zmienny w tym samym okresie. $RJ^{2}T = R\int_{0}^{T}{i^{2}\text{dt}\ }\text{\ \ }J = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{i^{2}\text{dt}\ }} = \ \sqrt{\frac{1}{T}J_{m}^{2}\int_{0}^{T}{\left( 1 - \cos 2\text{ωt} \right)\text{dt}\ }} = \sqrt{\frac{TJ_{m}^{2}}{2T}} = \frac{J_{m}}{\sqrt{2}}$

Wyłącznik różnicowo prądowy jest to urządzenie które rozłącza obwód gdy wykazuje że prąd elektryczny wypływający z obwodu nie jest równy prądowi wpływającemu; W obwodzie przekaźnika różnicowo-prądowego indukuje się napięcie oraz płynie prąd różnicowy, który po przekroczeniu prądu pobudzenia wyłącznika powoduje że ten rozłącza obwód

Zasada superpozycji – Odpowiedź obwodu elektrycznego n kilka wymuszeń w postaci prądu lub napięcia jest równa w obwodzie liniowym sumie odpowiedzi za każde wymuszenie działające osobno. Stosowanie: Sumę odpowiedzi układu na wymuszenia tworzymy poprzez rozwiązywanie obwodów w których jest tylko jedno źródło(Inne napięciowe zwarte, prądowe rozłączone)