Transformatorul si motorul electric

Click here to load reader

  • date post

    13-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    73
  • download

    6

Embed Size (px)

description

Cuprins1.Transformatoare……………………………………………………………………….22.motoare electrice………………………………………………………………………53.Efectele producerii curentului electric asupra mediului………………...……….……104.Efectele curentului electric asupra organismului uman……………...………………..125.Aparate de curent alternativ…………………………………………….…….……….145.1.Uscatorul de par…………………...………………………………..……………….145.1.2.Prezentarea echipamentului……………………………………………………….155.2.Casetofonul………………………………………………………………………….155.2.1.Istoria casetofonului……………………………………………………………….155.2.2.Declinul……………………………………………………………………………166.Bibliografie……………………………………………………………………………16

Transcript of Transformatorul si motorul electric

Portofoli u la FizicaHrisca Petrica Vasile 12 A r.p.

Portofoliu Fizica

2011-2012Cuprins 1.Transformatoare.2 2.motoare electrice5 3.Efectele producerii curentului electric asupra mediului....10 4.Efectele curentului electric asupra organismului uman.....12 5.Aparate de curent alternativ...14 5.1.Uscatorul de par......14 5.1.2.Prezentarea echipamentului.15 5.2.Casetofonul.15 5.2.1.Istoria casetofonului.15 5.2.2.Declinul16 6.Bibliografie16

Hrisca Petrica

2

Portofoliu Fizica

1.Transformatorul

Principiul transformatorului Transformatorul este un aparat electrotehnic static, bazat pe fenomenul induciei electromagnetice, construit pentru a primi putere electric, n curent alternativ, sub o tensiune U1 i o intensitate I1 aplicat unui circuit primar i a o reda, cu aceeai frecven, sub o tensiune U2 i o intensitate I2 la bornele unui circuit secundar, ca n figura 3.1.

I1 U1 N1

I2 N2 U2 RS

Fig. 3.1 Transformatorul Transformatorul permite, deci, transformarea unei tensiuni n alt tensiune, transformare necesar pentru transportul (transferul) i distribuia cu pierderi minime de energie electric n curent alternativ. 3.2 Construcia i funcionarea transformatorului monofazat Transformatorul monofazat se compune dintr-un miez (cadru) din fier ce realizeaz un circuit magnetic nchis, format din tole cu grosimea de 0,3, , 0,5 mm, izolate ntre ele cu lac sau cu hrtie pentru a mpiedica formarea curen ilor Foucault de mare intensitate. Materialul utilizat pentru realizarea tolelor este un aliaj de fier cu 1,5, , 4% Si, numit ferosiliciu, n care pierderile de energie sunt minime, atunci cnd, la inversarea magnetizrii, energia electric se transform n cldur (fenomenul de histerezis). Pe miez se bobineaz dou nfur ri (bobine) din srm de cupru. Miezul magnetic realizeaz un cuplaj magnetic strns ntre aceste nfurri prin concentrarea liniilor cmpului de inducie magnetic i mrete fluxul de inducie magnetic (pentru fier r >> 1) prin

Hrisca Petrica

3

Portofoliu Fizica

spirele celor dou circuite. Circuitul cruia i se aplic tensiunea generatorului de alimentare se numete primar. Al doilea circuit se nume te secundar. Acesta este generatorul de tensiune pe linia de ntrebuinare. Presupunem c ambele circuite ale transformatorului au spirele nfurate n acelai sens i c fiecare are N1 respectiv N2 spire. Transformatorul se consider c funcioneaz n gol (i2 =0, adic circuitul secundar este fr consumator). Dac se aplic transformatorului tensiunea alternativ u1 de valoare efectiv U1 n primar apare curentul de intensitate i1 i valoare efectiv I1. Acesta d natere fluxului magnetic alternativ, avnd valoarea instantanee = mcos t . Acest flux variabil care strbate spirele ambelor nfurri face s apar n cele N1 spire ale primarului o t.e.m. de autoinducie: e1 = N1

d dt = N1m sin t

iar n secundar, t.e.m. este: e2 = N 2

d dt = N 2m sin t

Facem raportul celor dou relaii:e1

=

N

1

e2 N 2

Conform legii lui Ohm, n circuitul primar suma dintre tensiunea de alimentare u1 i t.e.m. de autoinducie e1 trebuie s fie egal cu cderea de tensiune din primar: u1+ e1 = R1i1 unde R1 este rezistena primarului. De obicei, valoarea lui R1 este mic i produsul R1i1 se poate neglija, astfel nct: e1 u1 Semnul '' '' arat c t.e.m. de autoinducie este n opoziie de faz cu tensiunea reelei de alimentare a transformatorului, u1. La funcionarea n gol a transformatorului, t.e.m. e2 este egal cu tensiunea u2 de la bornele secundarului: e 2 = u2 Rezult deci, c: e1

e

U

1

2

U

2

T.e.m. e1 i e2 sunt n faz, iar tensiunile u1 i u2 sunt n opoziie de faz (semnul '' - '' din faa raportului u1 / u2 indic aceast defazare, de radiani). n valoare absolut, rezult o relaie i ntre valorile efective ale mrimilor alternative: U1

E

1

N

1

Hrisca Petrica

4

Portofoliu Fizica

U2

E2

=

N2

= k

Raportul tensiunilor la bornele nfurrilor, la mersul n gol al transfor-matorului, notat cu k, se numete raportul de transformare al transformatorului. Dac k < 1, u2 > u1, transformatorul poart denumirea de transformator ridictor de tensiune, iar dac k > 1, u2 < u1, se numete transformator cobortor de tensiune. Cnd k = 1, u2 = u1, transformatorul servete la separarea electric a circuitelor, ele rmnnd cuplate prin cmp magnetic, adic cuplate inductiv. Transformatoarele cu raport de transformare apropiat de unitate sunt folosite n unele montaje din electronic. Dac la bornele transformatorului se conecteaz un consumator rezistiv de rezisten RS, prin circuitul secundar va aprea curentul de intensitate i2. n acest caz, u2 e2 deoarece apare cderea de tensiune pe sarcin RS i2. n condiii normale (nominale) de funcionare, diferena e2 - u2 este mic, deoarece i pierderile Joule n secundarul transformatorului sunt mici. Se poate deci considera c practic, puterea P1 din primar i cea din secundar P2 sunt egale: P1 = P2 sau U1I1 = U2I2 , de unde: U1

U2

=

I

2

I1

N 1= k N2

Pentru cazul transformatorului care func ioneaz n sarcin, n sensul c la bornele primarului se aplic tensiunea u1 de la o reea de alimentare, iar la bornele nfurrii secundare este conectat un receptor (consumator) de curent alternativ, procesele fizice sunt, n principal, urmtoarele: circuitul secundar fiind nchis printr-un consumator oarecare, rezistiv sau rezistiv - reactiv, t.e.m. produce n el un curent de intensitate i2. Acest curent produce la rndul su un flux 2 care conform legii lui Lenz este de sens contrar fluxului creat de curentul primar, denumit flux de regim 1. Avnd n vedere faptul c transferul de putere din primar n secundar (realizat prin cuplaj magnetic) face s apar o serie de pierderi de natur electric i magnetic (prin efect Joule n nfurri i pierderi prin cureni turbionari i histerezis n miezul de fier) valoarea maxim a fluxului 2 este mai mic dect valoarea maxim a lui 1 . Diferena celor dou fluxuri constituie fluxul principal prin transformator i este practic egal cu fluxul = m cos t produs de curentul primar la mersul n gol al transformatorului: = 1 - 2 = m cos t. La o cretere a sarcinii, valoarea maxim a lui 2 crete i are ca efect tendina de scdere a fluxului principal . Ca efect, din relaia: u1 N1=

d dt, dinu + e = R i , e = N

i1

d1

R1

1

1

1 1

1

dt

rezult c valoarea efectiv I1 crete. Creterea lui I1 implic creterea valorii maxime a fluxului 1. Ca urmare, m rmne practic constant n raport cu variaia sarcinii. Aadar, cnd crete sarcina transformatorului, adic crete I2, crete i intensitatea curentului I1 prin circuitul primar, deoarece puterea furnizat n secundar crete i deci trebuie s creasc i puterea absorbit de primar de la reeaua de alimentare. Invers, la scderea puterii n secundar, scade i puterea absorbit de primar. Pentru transformatoarele de nalt frecven din aparatura electronic se folosesc miezuri din ferit (amestec sinterizat din oxizi de fier i ali oxizi) care au permitivitate relativ mare i conductivitate redus. Randamentul transformatorului se definete ca fiind raportul dintre puterea activ P2 furnizat de secundar i puterea activ P1 primit de ctre primar de la reeaua de alimentare. Diferena P2 - P1 reprezint puterea pierdut de transformator, care se compune din pierderile prin

Hrisca Petrica

5

Portofoliu Fizica

efect Joule n nfurrile transformatorului numite pierderi n cupru PCu = R1 I1 + R2I2 i pierderile prin histerezis i cureni turbionari, numite pierderi n fier, PFe. Deci, expresia randamentului este:

2

2

=sau:

P2

P1 P2 P2 + PC u + PF e Randamentul atinge un maxim cnd PCu = PFe. Cum transformatorul nu are piese n mi care, ele nu au pierderi de energie prin frecri i funcioneaz cu randamente mai mari dect ale mainilor electrice rotative, atingnd chiar valori de 99% la transformatoarele de putere mare. n fig. 3.2 se prezint bilanul puterilor active ntr-un transformator lucrnd n sarcin.P1 PFe PCu2 I

=

I1

PCu1

2

P2 RS

U1

U2

Fig. 3.2 Bilanul puterilor active ntr-un transformator lucrnd n sarcin

2.Motorul electricPrincipiul de func ionareMajoritatea motoarelor electrice funcioneaz pe baza forelor electromagnetice ce acioneaz asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat n cmp magnetic. Exist ns i motoare electrostatice construite pe baza forei Coulomb i motoare piezoelectrice.

UtilizareFiind construite ntr-o gam extins de puteri, motoarele electrice sunt folosite la foarte multe aplicaii: de la motoare pentru componente electronice (hard disc, imprimant) pn laacionri electrice de puteri foarte mari (pompe, locomotive, macarale).

ClasificareMotoarele electrice pot fi clasificate dup tipul curentului electric ce le parcurge: motoare de curent continuu i motoare de curent alternativ. n funcie de numrul fazelor curentului cu care funcioneaz, motoarele electrice pot fi motoare monofazate sau motoare polifazate (cu mai multe faze).

Hrisca Petrica

6

Portofoliu Fizica

Motoare de curent continuuFuncioneaz pe baza unui curent ce nu-i schimb sensul, curent continuu. n funcie de modul de conectare al nfurrii de excitaie, motoarele de curent continuu se mpart n patru categorii:

Cu excita ie deriva ie Cu excita ie serie Cu excita ie mixt Cu excita ie separat

Motoare de curent alternativMotoare asincroneMainile electrice asincrone sunt cele mai utilizate maini n acionrile cu maini de curent alternativ. S-au dat mai multe definiii n ceea ce privete maina electric asincron. Dou dintre cele mai folosite definiii din domeniul acionrilor electrice sunt: 1.O main asincr