КОНТАКТНАЯ ЭЛЕКТРОСВАРКА

Опыт демонстрирует преобразование трансформатором энергии электрического тока и использование ее для соединения металлических деталей. Основой сварочного аппарата является понижающий трансформатор, на первичную обмотку которого подают переменное напряжение от сети 220 Вольт, а вторичная обмотка выведена на зажимы с рукоятками (рис. 116). В нижний зажим устанавливают железный гвоздь диаметром 2 мм шляпкой вверх. Такой же гвоздь устанавливают и в верхний зажим, причем его острие должно находиться на расстоянии 3-5 мм над шляпкой нижнего гвоздя.

На первичную обмотку подают от сети электропитание, а вторичную обмотку накоротко замыкают, слегка сжав рукоятки. Острие верхнего гвоздя при этом контактирует со шляпкой нижнего гвоздя. Поскольку электрическое сопротивление контактной области существенно больше остальных участков цепи вторичной обмотки, то этот участок разогревается выделяемым в нем Джоулевым теплом, причем разогрев настолько сильный, что гвозди раскаляются докрасна.

Продолжая сдавливать гвозди, дожидаются расплавления их контактирующих участков. Не разжимая рукоятки, отключают трансформатор от сети электропитания. Через 5-7 секунд после отключения, когда гвозди остынут, рукоятки отпускают. Вынув гвозди из зажимов демонстрируют наблюдателям прочность их соединения.

ЭКСТРАТОКИ ЗАМЫКАНИЯ И РАЗМЫКАНИЯ

При быстром изменении силы тока в электрической цепи, содержащей какой-либо прибор с большой индуктивностью - трансформатор, дроссель, электромагнит и пр. - в этой цепи индуцируется дополнительный ток, который, в соответствии с правилом Ленца, течет в таком направлении, чтобы воспрепятствовать этому изменению. Это происходит, например, при скачкообразном включении или выключении электропитания цепи. Такой дополнительный «сверхток» называют соответственно экстратоком замыкания или экстратоком размыкания.

Если разомкнуть цепь, по которой течёт постоянный ток, то возникший в ней экстраток размыкания потечет в том же направлении, в котором протекал в цепи ток до размыкания. Это приводит к тому, что после размыкания цепи ток в ней продолжает еще течь некоторое время, уменьшаясь постепенно.

Если же индуктивность катушки в цепи достаточно велика, то экстраток размыкания может многократно превзойти по величине прерываемый ток. Это обстоятельство способно испортить чувствительные к перегрузке элементы цепи. Появление экстратока размыкания также создает и весьма сложную техническую проблему - необходимость гашения электрической дуги, возникающей в месте размыкания.

Экстраток в цепи, содержащей индуктивность, возникает и при ее замыкании - скачкообразной подаче в нее электропитания. В этом случае экстраток замыкания течет уже навстречу протекающему в цепи току. В результате значение силы тока в цепи после ее замыкания устанавливается также не мгновенно, а с некоторой задержкой.

Демонстрацию экстратоков замыкания и размыкания осуществляют на установке, схема которой приведена на рис. 117. Электрическая цепь содержит источник постоянного тока, дроссель и две лампы накаливания с номинальным напряжением питания 220 В и перекидной ключ. Выходное напряжение источника устанавливают на уровне 70-80 В. Дроссель представляет собой две последовательно соединенные катушки, установленные на сердечник от демонстрационного трансформатора. Номинальная мощность лампы Л1, включенной последовательно с дросселем, должна быть относительно велика, а мощность лампы Л2, наоборот, мала. Переключатель «РЕЖИМ РАБОТЫ» источника находится в положении «II СТ».

При замыкании ключа К сразу же загорается лампа Л2, поскольку она питается от источника помимо катушки. И лишь спустя несколько секунд после этого, медленно разгорается лампа Л1, поскольку индуцированный дросселем экстраток замыкания компенсирует ток от источника при его включении.

При размыкании же цепи лампа Л2, светившая тускло из-за ее малой мощности, перед тем, как погаснуть, ярко вспыхивает. Наблюдаемая вспышка - результат кратковременного протекания по лампе экстратока размыкания, индуцированного дросселем.

А что касается лампы Л1, то кратковременное изменение ее яркости в момент размыкания незаметно, поскольку сопротивление ее спирали существенно меньше, чем у лампы Л2, что обуславливает, в соответствии с законом Джоуля-Ленца, меньшее выделение количества теплоты в ней.

Схема установки для демонстрации экстратоков замыкания и размыкания

Рис. 117. Схема установки для демонстрации экстратоков замыкания и размыкания

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >