на каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя в чем состоит это явление

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Действие плавкого предохранителя заключается в том, что при чрезмерном увеличении тока тепло, выделяемое этим током, расплавляет тонкую проволоку или пластину, размыкая таким образом электрическую цепь. [1]

Принцип действия плавких предохранителей основан на выделении тепла током, проходящим по плавкой вставке. В нормальных условиях это тепло рассеивается в окружающую среду. [2]

Принцип действия плавкого предохранителя состоит в том, что его металлическая вставка перегорает, если через предохранитель протекает ток выше определенного значения, например при перегрузке или коротком замыкании в сети. Когда вставка перегорает, цепь тока разрывается, и поврежденный участок сети отделяется от источника тока. [3]

Принцип действия плавкого предохранителя заключается в том, что при увеличении тока в линии выше установленного предела перегорает плавкая вставка предохранителя и цепь разрывается. Плавкие предохранители надежно защищают участки цепи при коротких замыканиях. Такие предохранители состоят из металлической плавкой вставки, поддерживающего ее контактного устройства и корпуса. Плавкие вставки изготовляют из свинца, сплавов свинца с оловом, цинка, алюминия, меди, серебра и других металлов. Свинец и его сплавы характеризуются низкой температурой плавления и малой электропроводностью. Поэтому вставки из свинца имеют большое сечение. Цинковые вставки лучше свинцовых, так как меньше окисляются на воздухе. Медь и серебро имеют высокую температуру плавления и электропроводность, поэтому сечение их мало. Недостатком медных вставок является высокая температура плавления. Вследствие этого они могут длительно выдерживать большой ток, нагревающий контакты и корпус предохранителя. Для снижения температуры плавления медных вставок на них наплавляют небольшие шарики из олова или свинца, которые называются металлическими растворителями. [4]

Принцип действия плавкого предохранителя основан на том, что увеличение тока в плавкой вставке предохранителя сверх нормированной величины ведет к повышению температуры последней и к последующему ее расплавлению ( перегоранию), что приводит к отключению от питающей сети соответствующей электрической установки. Чем больший ток протекает по плавкой вставке, тем быстрее она расплавляется и быстрее отключает от сети защищаемое электрооборудование. [5]

Принцип действия плавкого предохранителя состоит в том, что его металлическая вставка перегорает, если через предохранитель протекает ток выше определенного значения, например при перегрузке или коротком замыкании в сети. Когда вставка перегорает, цепь тока разрывается, и поврежденный участок сети отделяется от источника тока. Чем больше ток, проходящий через предохранитель, тем быстрее перегорает его вставка и, следовательно, быстрее отключается поврежденная линия. [6]

Принцип действия плавкого предохранителя состоит в том, что в разрыв проводов защищаемого объекта включается проводник меньшего сечения, чем основные провода, который называется плавкой вставкой. [7]

Действие защиты должно быть согласовано с действием плавких предохранителей ( см. разд. [12]

При новом включении производят осмотр трансформатора напряжения и его вторичных цепей, проверяют электрическую прочность изоляции, полярность обмоток и маркировку вторичных цепей, измеряют напряжение короткого замыкания и сопротивление обмоток на постоянном токе, проверяют исправность вторичных цепей напряжения и надежность действия плавких предохранителей и автоматов, а также цепей контроля и сигнализации при повреждениях. [14]

Источник

§94. Основы работы плавких предохранителей

Плавкие предохранители широко применяют в электротехнических установках для защиты электрооборудования от токов перегрузки и коротких замыканий. Это аппараты однократного действия, требующие замены плавкого элемента после каждого срабатывания. При токах, несущественно превышающих номинальное значение, нагрев вставки имеет установившийся характер, при котором все выделяемое в ней тепло отдается в окружающую среду. При этом, кроме вставки, приблизительно до этой же температуры нагреваются все элементы предохранителя. Температура нагрева при этом такова, что плавкая вставка не расплавляется.

В аварийном режиме при быстром и значительном увеличении тока, проходящего через плавкий элемент, последний плавится, разрывая электрическую цепь.

Плавление вставки и разрыв тока должны произойти за возможно более короткое время и при небольших кратностях аварийного тока относительно номинального значения. Резкое сокращение времени плавления достигается применением специальной формы плавкой вставки либо использованием металлургического эффекта.

Плавкую вставку выполняют в виде пластины с вырезами, уменьшающими площадь ее сечения (рис. 319) на отдельных участках. На этих суженных перешейках выделяется больше тепла, чем на широких частях, из-за повышения сопротивления. В нормальном режиме работы избыточное тепло вследствие теплопроводности материала вставки успевает распространиться к более широким частям и вся вставка имеет практически одну температуру. При перегрузках нагрев суженных участков идет быстрее и тепло не успевает отводиться к широким участкам. В результате температура перешейков быстро достигает значения температуры плавления, что приводит к разрыву цепи.

Быстродействующие плавкие предохранители имеют несколько перешейков, чередующихся с широкими частями, а вставка состоит из нескольких лент фольги, включенных параллельно. При коротких замыканиях нагрев перешейков происходит настолько интенсивно, что практически отводом тепла от них можно пренебречь, и одновременно перегорают все или несколько перешейков.

Рис. 319. Формы плавких вставок

Рис. 320. Время-токовая характеристика плавкого предохранителя (а) и кривая изменения тока при отключении аварийного тока плавким предохранителем (б)

Металлургический эффект заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) способны в расплавленном состоянии растворять некоторые тугоплавкие металлы (медь, серебро и др.). Указанное явление используется в предохранителях на небольшие токи со вставками из ряда параллельных проволок, на которые напаяны небольшие оловянные шарики. При токах перегрузки, когда температура проволок вставки достигает температуры плавления олова, шарик расплавляется и растворяет часть металла, на который он напаян. Вставка перегорает в этом месте, причем температура всей вставки оказывается намного ниже температуры плавления металла, из которого она выполнена. В нормальном режиме шарик практически не влияет на температуру нагрева вставки. Такой способ применяют при тонких проводниках вставки и малых диаметрах шариков.

При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается.

Работа предохранителя характеризуется его время-токовой характеристикой и уровнем ограничения тока i_огр.

Время-токовая характеристика (рис. 320,а) показывает, за какое время отключит ток плавкий предохранитель при данной кратности проходящего через него тока по отношению к номинальному значению, т. е. характеризует его быстродействие в определенных условиях. Так, при номинальных значениях тока (I/I_ном = 1) предохранитель не срабатывает, а при больших кратностях тока К/K_ном отключает цепь за малое время t_откл.

Действие плавкого предохранителя поясняется рис. 320,б. Ток в защищаемой цепи ограничивается значительно меньшим значением i_oгр, чем без предохранителя (показано на рисунке штриховой линией).

Отключение аварийного тока плавким предохранителем характеризуется двумя зонами: плавления и гашения дуги. Зона плавления представляет собой отрезок времени от начала нарастания аварийного тока до образования электрической дуги (интервал времени 0 — t_дг). Образование электрической дуги определяет начало ограничения аварийного тока.

Предохранители выбирают в зависимости от напряжения установки, где они должны эксплуатироваться. Номинальный ток плавкой вставки выбирают по наибольшему току нагрузки с учетом перегрузок, которые допускает предохранитель без плавления.

Источник

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя в чем состоит это явление

При выполнении заданий с кратким ответом впишите в поле для ответа цифру, которая соответствует номеру правильного ответа, или число, слово, последовательность букв (слов) или цифр. Ответ следует записывать без пробелов и каких-либо дополнительных символов.

Если вариант задан учителем, вы можете вписать или загрузить в систему ответы к заданиям с развернутым ответом. Учитель увидит результаты выполнения заданий с кратким ответом и сможет оценить загруженные ответы к заданиям с развернутым ответом. Выставленные учителем баллы отобразятся в вашей статистике.

На уроке физики для определения напряжения Васе нужно воспользоваться вольтметром. Чему равна цена деления того вольтметра, который лучше подойдет Васе, если напряжение электрического тока составляет 400 В?

Дайте ответ в вольтах.

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя? В чём состоит это явление?

К источнику постоянного тока подсоединили две лампы (см. рисунок), имеющие одинаковые электрические сопротивления. Чему равно сопротивление каждой лампы, если показания идеального амперметра и вольтметра равны соответственно 3 А и 6 В? Ответ дайте в омах.

У Пети есть два электрочайника: белый и синий. На белом чайнике написано, что его мощность равна 1200 Вт, а на синем надпись стёрлась. Петя захотел узнать мощность синего чайника. Он набрал одинаковое количество воды в оба чайника и одновременно включил их. Белый чайник вскипел за 6 минут, а синий — за 8 минут. Определите мощность синего чайника, если потерями теплоты в обоих случаях можно пренебречь (чайники с термоизоляцией корпуса в настоящее время довольно широко распространены).

Часто на продуктах пишут их энергетическую ценность в килокалориях (ккал). 1 ккал соответствует 4200 Дж. Роман съел порцию салата энергетической ценностью 350 ккал. На какой этаж небоскрёба нужно будет подняться Роману по лестнице для того, чтобы израсходовать полученную при употреблении салата энергию? Считайте, что Роман сжигает в 10 раз больше калорий, чем совершает полезной работы. Высота одного этажа равна 3 м, масса Романа 70 кг, ускорение свободного падения 10 Н/кг.

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица плотностей и удельных теплоёмкостей.

Алюминиевый и железный бруски массой 1 кг каждый нагревают на одно и то же число градусов. Во сколько раз меньше количество теплоты нужно затратить для того, чтобы нагреть железный брусок по сравнению с алюминиевым?

К источнику постоянного напряжения вначале подключают медную проволоку, а затем трубку с разреженным газом, в которой возникает газовый разряд. При этом в каждом случае рядом с проводниками помещают магнитную стрелку. В каком случае магнитная стрелка после замыкания ключа зафиксирует факт появления магнитного поля?

1) ни в том, ни в другом случае

2) только в первом случае

3) только во втором случае

1) Известно, что в одну полную чайную ложку объёмом 5 мл помещается 6 г соли. Определите плотность соли (в кг/м 3 ) при её насыпании в ложку.

2) Определите плотность раствора (в кг/м 3 ) после добавления 10 таких полных ложек соли.

Округлите оба ответа до целого числа.

Ответ: 1) плотность соли кг/м 3 2) плотность раствора кг/м 3

Для того, чтобы остудить чай, температура которого была 100 °С, Маша добавила в него порцию холодной воды с температурой 15 °С. После установления температурного равновесия температура воды в чашке составила 75 °С. Удельные теплоёмкости чая и воды одинаковы и равны c = 4200 Дж/(кг · °C). Потерями теплоты можно пренебречь.

1) Найдите отношение количества теплоты, отданной чаем, к количеству теплоты, полученному водой.

2) Найдите отношение массы чая к массе воды.

3) Так как чай всё ещё был слишком горячим, Маша добавила в него ещё одну точно такую же порцию холодной воды. Какой станет температура чая после установления нового теплового равновесия? Ответ дайте в виде целого числа градусов Цельсия.

Напишите полное решение этой задачи.

Школьника попросили определить объём одной монетки и выдали для этого 55 одинаковых монет, рычажные весы и набор гирек. Проблема оказалась в том, что самая лёгкая гирька в наборе имела массу 10 г, а монеты были достаточно лёгкими. Школьник провёл несколько опытов и выяснил, что если на одну чашу весов положить 7 монет, то они перевешивают гирю массой 10 г, но легче, чем гиря массой 20 г. Если положить на чашу весов 15 монет, то они легче, чем гиря массой 30 г, но тяжелее, чем гири массой 20 г. А если положить 55 монет, то они тяжелее 80 г, но легче 90 г.

1) По результатам каждого измерения определите массу монетки и оценит погрешность определения массы монетки.

2) В каком из трёх экспериментов точность определения массы монетки будет наибольшей?

3) Пользуясь результатами того из трёх измерений, которое позволяет определить массу монетки с наибольшей точностью, найдите объём одной монетки и оцените его погрешность. Считайте, что плотность монетки равна 6,4 г/см 3 точно.

Источник

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя в чем состоит это явление

При выполнении заданий с кратким ответом впишите в поле для ответа цифру, которая соответствует номеру правильного ответа, или число, слово, последовательность букв (слов) или цифр. Ответ следует записывать без пробелов и каких-либо дополнительных символов.

Если вариант задан учителем, вы можете вписать или загрузить в систему ответы к заданиям с развернутым ответом. Учитель увидит результаты выполнения заданий с кратким ответом и сможет оценить загруженные ответы к заданиям с развернутым ответом. Выставленные учителем баллы отобразятся в вашей статистике.

На уроке физики Миша узнал, что температура измеряется не только в градусах Цельсия, но и по Фаренгейту. Определите цену деления прибора, который ему нужен, чтобы точно узнать температуру воздуха за окном (40°F).

Дайте ответ в градусах по Фаренгейту.

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя? В чём состоит это явление?

По результатам нагревания кристаллического вещества массой 5 кг построен график зависимости температуры этого вещества от количества подводимого тепла.

Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите, какое количество теплоты потребовалось для нагревания 1 кг этого вещества в жидком состоянии на 1 °С? Ответ запишите в джоулях.

Источник

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя в чем состоит это явление

На каком физическом явлении основано действие плавкого предохранителя? В чём состоит это явление?

Это объясняется плавлением тел при нагревании. Назначение предохранителей — быстро размыкать электрическую цепь при прохождении слишком большого тока в ней. Если сила тока окажется выше допустимой нормы, он нагреет проволочку выше температуры плавления металла, из которого она сделана. Проволочка предохранителя расплавится — перейдет из твердого состояния в жидкое — и цепь разомкнется.

, где — удельная теплоёмкость воды.

, где – удельная теплота плавления льда.

По условию задачи

Ответ :

К источнику постоянного тока подсоединили две лампы (см. рисунок), имеющие одинаковые электрические сопротивления. Чему равно сопротивление каждой лампы, если показания идеального амперметра и вольтметра равны соответственно 3 А и 6 В? Ответ дайте в омах.

Лампы соединены параллельно. Вычислим общее сопротивление участка цепи, на котором расположены обе лампы:

где R — общее сопротивление участка цепи, на котором расположены обе лампы, r — сопротивление лампы.

Из закона Ома находим, что Следовательно, сопротивление лампы равно 4 Ом.

У Пети есть два электрочайника: белый и синий. На белом чайнике написано, что его мощность равна 1200 Вт, а на синем надпись стёрлась. Петя захотел узнать мощность синего чайника. Он набрал одинаковое количество воды в оба чайника и одновременно включил их. Белый чайник вскипел за 6 минут, а синий — за 8 минут. Определите мощность синего чайника, если потерями теплоты в обоих случаях можно пренебречь (чайники с термоизоляцией корпуса в настоящее время довольно широко распространены).

Так как оба чайника нагревали одинаковое количество воды, то количество теплоты, необходимое для нагревания в обоих случаях было одинаковым. Из формулы тепловой мощности Тогда

Часто на продуктах пишут их энергетическую ценность в килокалориях (ккал). 1 ккал соответствует 4200 Дж. Роман съел порцию салата энергетической ценностью 350 ккал. На какой этаж небоскрёба нужно будет подняться Роману по лестнице для того, чтобы израсходовать полученную при употреблении салата энергию? Считайте, что Роман сжигает в 10 раз больше калорий, чем совершает полезной работы. Высота одного этажа равна 3 м, масса Романа 70 кг, ускорение свободного падения 10 Н/кг.

Количество энергии, которую получил Роман, равна Q = 350 · 4200 = 1470000 Дж. На выполнение полезной работы тратится 1/10 полученной энергии, т.е. 147000 Дж. Механическая работа по подъему на высоту равна Учитывая, что высота одного этажа равна 3 м, можно найти, что Роман поднимется на 70-й этаж.

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица плотностей и удельных теплоёмкостей.

Алюминиевый и железный бруски массой 1 кг каждый нагревают на одно и то же число градусов. Во сколько раз меньше количество теплоты нужно затратить для того, чтобы нагреть железный брусок по сравнению с алюминиевым?

К источнику постоянного напряжения вначале подключают медную проволоку, а затем трубку с разреженным газом, в которой возникает газовый разряд. При этом в каждом случае рядом с проводниками помещают магнитную стрелку. В каком случае магнитная стрелка после замыкания ключа зафиксирует факт появления магнитного поля?

1) ни в том, ни в другом случае

2) только в первом случае

3) только во втором случае

В первом случае по проволоке течет ток, а значит возникает магнитное поле. Во втором случае между обкладками в трубке с разреженным газом возникает нарастающая разность потенциалов, в результате чего происходит газовый разряд, из этого можно сделать вывод, что разность потенциалов способствует возникновению магнитного поля.

Правильный ответ указан под номером 4.

1) Известно, что в одну полную чайную ложку объёмом 5 мл помещается 6 г соли. Определите плотность соли (в кг/м 3 ) при её насыпании в ложку.

2) Определите плотность раствора (в кг/м 3 ) после добавления 10 таких полных ложек соли.

Округлите оба ответа до целого числа.

Ответ: 1) плотность соли кг/м 3 2) плотность раствора кг/м 3

2. Плотность раствора по данным задачи определить невозможно. Попробуем ее примерно оценить. Плотность равна отношению массы к объему. Масса смеси равна сумме масс воды и соли: Осталось определить сумму объемов. Но при растворении соли в воде их объемы не складываются. Рассмотрим два крайних случая.

Предположим, что соль растворилась в воде так, что объем до и после добавления соли не изменился: Тогда искомая плотность

Другой предельный случай состоит в том, что объемы полностью сложились. В десяти ложках содержится 60 г соли, ее объем равен Тогда объем смеси равен а искомая плотность

Комментарий. Следовало бы еще проанализировать растворимость соли. В таблицах можно найти, что при комнатной температуре в 100 г воды растворяется 36 г поваренной соли, поэтому в 250 г воды вся насыпанная соль растворится.

Для того, чтобы остудить чай, температура которого была 100 °С, Маша добавила в него порцию холодной воды с температурой 15 °С. После установления температурного равновесия температура воды в чашке составила 75 °С. Удельные теплоёмкости чая и воды одинаковы и равны c = 4200 Дж/(кг · °C). Потерями теплоты можно пренебречь.

1) Найдите отношение количества теплоты, отданной чаем, к количеству теплоты, полученному водой.

2) Найдите отношение массы чая к массе воды.

3) Так как чай всё ещё был слишком горячим, Маша добавила в него ещё одну точно такую же порцию холодной воды. Какой станет температура чая после установления нового теплового равновесия? Ответ дайте в виде целого числа градусов Цельсия.

Напишите полное решение этой задачи.

1. По условию задачи тепловых потерь не было, поэтому

2. Горячий чай охладился на и отдал количество теплоты Холодная вода нагрелась на и получила количество теплоты Так как эти количества теплоты равны, то

3. Если к горячему чаю добавлено две порции холодной воды, то чай охладился на и отдал количество теплоты А холодная вода нагрелась на и получила количество теплоты Учитывая, что получаем:

Ответ: 1) 1; 2) 2,4; 3) 61.