close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Математика в профессии

код для вставкиСкачать
Математика в профессии
«Электромонтажник-наладчик»
Преподаватель математики
Мусинова Марина Владимировна
Математика – первая из всех наук и
полезна, и необходима для них.
Роджер Бэкон
Цель урока:
• 1. Показать важность знания математики
для данной профессии.
• 2. Расширить познавательный интерес и к
математике, и к электромонтажу.
Чем занимаются
электромонтажники- наладчики?
Электромонтажник
осуществляет
все
виды
электромонтажных работ:
• Монтаж силовых электросетей,
• Монтаж и настройка осветительных электросетей,
• Монтаж и настройка телефонно-телеграфных и
ЛВС сетей,
• Монтаж
и
настройка
пожарно-охранной
сигнализации,
• Монтаж, настройка, регулировка и ремонт систем
автоматики и управления,
• Монтаж, настройка, регулировка и ремонт
бытового
и
промышленного
электрооборудования.
Основные темы в изучении
профессии
• Расчет систем заземления и зануления;
• Трехфазная система электрических цепей
Что такое заземление
• Заземление
электрическое
точки
сети,
оборудования
устройством.
—
преднамеренное
соединение какой-либо
электроустановки
или
с
заземляющим
Требование к заземлению
• В России требования к заземлению и его
устройство регламентируются Правилами
устройства
электроустановок
(ПУЭ).
Заземление
в
электротехнике
подразделяют
на
естественное
и
искусственное.
Формула расчета сопротивления заземления одиночного
вертикального заземлителя:
Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для одиночного глубинного
заземлителя на основе модульного заземления производится как расчет обычного
вертикального заземлителя из металлического стержня диаметром 14,2 мм.
где:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м)
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T - заглубление заземлителя (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя)
(м)
π - математическая константа Пи (3,141592)
ln - натуральный логарифм
2L
4T L R
ln
0
,
5
ln(
)
2 L d
4T L Расчетные данные
• - для комплекта ZZ-000-015 R=0,0868 ρ
- для комплекта ZZ-000-030 R=0,0472 ρ
• где:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м)
Для расчета взяты следующие величины:
L = 15 (30) метров
d = 0,014 метра = 14 мм
T = 8 (15,5) метров: с учетом заглубления
электрода на глубине 0,5 метра
Вычисления приводимые к
расчетным данным
R (ln
2 * 3 ,14 * 15
30
ln
30
0 , 014
0 , 5 ln
32 15
32 15
)
7 , 6698
0 , 014
0 , 5 * ln
R 32 15
32 15
30 * 3 ,14
0 , 5084
* ( 7 , 6698 0 , 5084 ) * 0 , 0868
Расчет электролитического
заземления
• Расчет электролитического заземления (расчет
сопротивления заземления) производится как
расчет обычного горизонтального электрода в
виде трубы, имеющей длину 2,4 метра с
учетом влияния электролита на окружающий
грунт (коэффициент С).
• Формула расчета сопротивления заземления
одиночного горизонтального электрода с
добавлением поправочного коэффициента:
R
1
C
L
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м)
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T - заглубление (расстояние от поверхности
земли до заземлителя) (м)
π - математическая константа Пи (3,141592)
ln - натуральный логарифм
С – коэффициент содержания электролита в
окружающем грунте
ln
L
dT
Коэффициент C варьируется от 0,5 до 0,05.
Со временем он уменьшается, т.к.
электролит проникает в грунт на больший
объем, при это повышая свою
концентрацию. Как правило, он составляет
0,125 через 6 месяцев выщелачивания
солей электрода в плотном грунте и через
0,5 - 1 месяц выщелачивания солей
электрода в рыхлом грунте. Процесс можно
ускорить путем добавления воды в электрод
при монтаже.
Для электролитического заземления ZANDZ формула расчета
сопротивления заземления упрощается до вида:
R
1
0 , 0414 * - для комплекта ZZ-100-102
где:
ρ – удельное электрическое сопротивление
грунта (Ом*м)
Для расчета взяты следующие величины:
L = 2,4 метра
d = 0,065 метра = 65 мм
T = 0,6 метра
С = 0,125
Защитная функция заземления
Защитное действие заземления основано на двух
принципах:
• Уменьшение до безопасного значения разности
потенциалов между заземляемым проводящим
предметом и другими проводящими предметами,
имеющими естественное заземление.
• Отвод тока утечки при контакте заземляемого
проводящего предмета с фазным проводом. В
правильно спроектированной системе появление
тока утечки приводит к немедленному
срабатыванию защитных устройств (устройств
защитного отключения — УЗО).
Трехфазная система переменного
тока
• Трехфазной системой электрических цепей
называют систему, состоящую из трех цепей, в
которых действуют переменные, ЭДС одной и
той же частоты, сдвинутые по фазе друг
относительно друга на 1/3 периода (φ=2π/3).
• Каждую отдельную цепь такой системы
коротко называют ее фазой, а систему трех
сдвинутых по фазе переменных токов в таких
цепях называют просто трехфазным током.
Генераторы трехфазного тока
• Почти все генераторы, установленные на
наших электростанциях, являются
генераторами трехфазного тока. По существу,
каждый такой генератор представляет собой
соединение в одной электрической машине
трех генераторов переменного тока,
сконструированных таким образом, что
индуцированные в них ЭДС сдвинуты друг
относительно друга на одну треть периода, как
это показано на рис. 1.
Рис. 1. Графики зависимости от времени ЭДС, индуцированных в обмотках
якоря генератора трехфазного тока
Если ЭДС одной фазы (например, фазы А)
принять за исходную и считать ее начальную
фазу равной 0,то выражения для мгновенных
значений ЭДС можно записать в виде:
e
e
e
A
B
c
E
E
E
sin
t
m
0
(sin
t
)
120
m
0
m
(sin t 240 )
Графики тригонометрических
функций
y sin x
y sin( x 2
)
3
y sin( x 4
3
)
4
2
-5
5
-2
f x = sin x
g x = sin
2 x-
3
h x = sin
4 x-
3
-4
Соединение фаз генератора
треугольником
При соединении фазных обмоток трехфазного генератора
треугольником (рис. 1) начало Н' одной фазы соединяют с
концом К" другой, начало другой Н" — с концом третьей К'" и
начало третьей Н'" фазы соединяют с концом первой Н'.
Фазные обмотки генератора образуют замкнутый контур с
малым
внутренним
сопротивлением.
Но
при
симметричных ЭДС (равных по величине и одинаково
сдвинутых друг относительно друга) в фазах и при
отключенной внешней цепи ток в этом контуре равен
нулю, так как сумма трех симметричных ЭДС в любой
момент равна нулю. При таком соединении напряжения
между линейными проводами равны напряжениям на
фазных обмотках
U
U
U
АВ
U
ф
ВС
U
ф
СА
U
ф
Если все три фазы генератора нагружены
совершенно одинаково, то в линейных проводах
текут равные токи. Каждый из этих линейных
токов равен геометрической разности токов в двух
смежных фазах. Так, вектор линейного тока Iс
равен геометрической сумме векторов в фазах Iса и
Iсb. Векторы фазных токов сдвинуты друг
относительно друга на угол 120°.
Из рисунка 2, б следует, что абсолютная величина линейного тока
Аналогично обмоткам генератора трехфазную нагрузку можно включать в звезду и
треугольник.
Рис. 2. Векторная диаграмма токов.
Так, трехфазные электрические двигатели рассчитаны на соединение обмоток в
зависимости от напряжения в сети в звезду Y или в треугольник Δ.
Схема соединения фаз генератора
звездой
• На рисунке представлена схема соединения
фаз генератора звездой. Условное обозначение
этой схемы Y. Концы К всех трех фаз
соединяют в общую точку, называемую
нулевой. Если отводят только три провода от
генератора А, В, С, то такую систему
называют трехфазной трехпроводной. Если
отводят также четвертый, нейтральный, или
«нулевой» провод N (О), то систему называют
трехфазной четырехпроводной. Нулевую точку
генератора, а следовательно, и нулевой провод
надежно заземляют.
Напряжение между фазными проводами называется линейным напряжениям и обозначается
Uл. Оно равно геометрической разности двух фазных напряжений (рис. 2), то есть линейные
напряжения между фазами А и В, В и С, С и А
Рис. 2. Векторы линейных и фазных напряжений.
Абсолютная величина линейного напряжения может быть определена из
треугольника векторов АОВ. Основание этого треугольника АВ равно
линейному напряжению:
По теореме Пифагора находим UАВ
Линейное напряжение трехфазного тока можно
найти и применив теорему косинусов
U
2
AB
U
2U
U
AB
2
ф
2
ф
2
U
2
2U
3U
ф
2
ф
ф
(
2U
1
2
ф
*U
) 3U
3 *U
ф
2
ф
ф
* cos 120
0
Таким
образом,
в
трехфазной
четырехпроводной системе получают
два напряжения: Uф — фазное и Uл
— линейное. Линейное напряжение
больше, чем фазное, в 1,73 раза.
Сила тока в линейном проводе Iл
равна по величине и направлению
току в фазной обмотке Iф.
Стандартные напряжения в
потребительских цепях
Задача
• В симметричной трехфазной цепи фазное
напряжение 220В, фазный ток 5А.Какова
фазная активная мощность, если cos 0 ,8 .
Решение
U
I
ф
ф
220 В
5А
сos 0 ,8
Р
ф
3U
ф
* I ф * cos 3 * 220 * 5 * 0 ,8 2640 ВТ
Выводы:
• Математические методы и алгоритмы
широко применяются для любых расчетов в
электротехнике, физике и в практике
электромонтажника-наладчика, что
доказывает тесную связь математики с
другими науками.
Благодарю
•
•
•
•
Преподавателей специальных дисциплин:
Нестеренко А. В.
Цуканова А. И.
Бабенкова Ю. И.
За оказанную помощь при подготовке к
уроку.
• СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Список используемой литературы.
•
•
•
•
•
1. Рябоволов Г. И. «Сборник дидактических заданий по физике» М., «Высшая
школа» 1990 г.
2. Полищук В. И. «Задачник по электротехнике и электронике» М.,
Издательский центр «Академия» 2008 г.
3. Ярочкина Г. В. «Задачник по радиоэлектронике» М., Издательский центр
«Академия» 2008 г.
4. Петленко Б. И. «Электротехника и электроника» М., Издательский центр
«Академия» 2007 г.
5. Журнал "Радио", номер 11, 1999г. Автор: М. Мухин, г. Клин Московской
обл.
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
286
Размер файла
408 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа