нергії ланцюга перетворюється на теплову і розсіюється стовпом дуги в навколишнє середовище. У результаті енергія, запасна в ємності, і перенапруги на ємності знижуються. У цьому відношенні електрична дуга грає, очевидно, позитивну роль.
Ріс.8.5.Цепь постійного струму з електричною дугою.
Для того щоб усвідомити умова згасання дуги в ланцюзі постійного струму, необхідно спочатку з'ясувати умови стабільного її горіння, На рис. 8.6 показана статична вольтамперная характеристика дуги Там же наведені величина напруги джерела U І і вольтамперних характеристика опору кола
На рис. 8.5 була зображена електрична ланцюг постійного струму з дугою. Принципово під всіх реальних схемах присутній ємність З (ємності між струмоведучими проводами, проводами і землею і т. д.). Але зазвичай в процесі горіння дуги D через З протікають відносно невеликі струми в порівнянні з основним струмом ланцюга i , і вплив С зазвичай не враховується. Це вплив стає помітним в кінці процесу гасіння дуги, коли струм i наближається до нульового значення, а напруга на дуговому проміжку різко зростає. При такому допущенні загальне рівняння балансу напруг для ланцюга з дугою буде виглядати наступним чином:
(8.2)
Ріс.8.6. Графічна інтерпретація умови гасіння дуги постійного струму
У сталому стані при
(8.3)
Для зручності аналізу замість прямої проведемо реостатно або зовнішню характеристику. Це буде пряма (рис. 8.6), яка виходить із точки на осі ординат і перетинає вісь абсцис у точці
В
де сталий струм в ланцюзі при замкнутому вимикачі В, т. е. при U R = 0.
Неважко бачити, що пряма перетинає вольтамперних характеристику дуги "в точках А і Б. У них дотримується рівняння (8.3). Однак справді стійкий стан забезпечується в точці А, так як при меншому струмі ми повинні написати
а при струмі, більшому, ніж у точціВ br/>
У розглянутому контурі (див. Рис.8.5) величина б U може компенсуватися тільки за рахунок е.. д. с. самоіндукції (див. співвідношення 8.2), тобто При цьому зліва від точки А, а отже, і, повинні бути позитивними. Справа ж від точки А , отже, і, повинні бути негативними. Це можливо тільки в тому випадку, коли зліва від точки А струм зростає, а праворуч - убуває. У точці Б це умова рівноваги не забезпечується, оскільки праворуч від неї струм зростає (переходить у точку А), а ліворуч - убуває (дуга згасає), точка Б характеризує собою нестійке рівновагу.
Таким чином, якщо розімкнути ланцюг при струмі I і при цьому на контактах встановиться дуга з напругою U л (вважаємо, що дуга відразу досягає певної довжини, якої відповідає характеристика U R = f ( i ), нанесена на рис. 8.6), то струм спаде зі значення I до і дуга при цьому буде стійко горіти.
Для забезпечення умов гасіння дуги після розмикання контактів необхідно, щоб вольтамперних характеристика дуги виявилася вище зовнішньої характеристики ланцюга, т. е. прямий
як не буде перетину цих кривих і не виникне точка А. У цьому випадку струм в ланцюзі зі значення I буде спадати до нуля. У всьому діапазоні зміни струму від I до 0 буде збережено умова
(8.4)
Вельми ефективним засобом, підвищує дугогасящие властивості апарату і знижує перенапруги при відключенні ланцюгів постійного струму, є шунтування дугового проміжку активною опором г (рис. 8.7).
На рис. 8.8 дано побудова, що дозволяє зробити висновок про ефективність шунтування дугового проміжку опором r . шунтуючі опір r знаходиться під тим же напругою U д , що і дуга. Струм в ланцюзі, поточний через індуктивність L та опір R , розгалужується на ток дуги і струм шунта , при цьому завжди залишається справедливим рівність
В
Рис. 8.7. Електрична ланцюг постійного струму з дугою, шунтуватися активним опором
Для оцінки умов гасіння дуги необхідно побудувати залежність напруги на дузі від загального струму, тобто U A = f ( i ), щоб судити, як орієнтується крива напруги по відношенню до реостатній характеристиці ланцюга U і - iR = f ( i ). З рис. 8.8 можна бачити, що (без шун...
