Obsah

Téma č. 2 SPÍNACIE PROCESY, ELEKTRICKÝ OBLÚK

← RVJ Téma 1

RVJ Téma 3 →

Téma č. 2 SPÍNACIE PROCESY, ELEKTRICKÝ OBLÚK

Úloha 2.1

Popíšte ako vzniká v elektrickom obvode oblúk a od akých činiteľov závisí.
Uveďte rozdelenie kontaktov podľa tvaru styku a podľa konštrukcie a usporiadania, a popíšte jednotlivé možnosti.
Charakterizujte vlastnosti materiálov používaných na výrobu kontaktov.

Úloha 2.2

Popíšte konštrukciu polovodičovej diódy, nakreslite jej schematickú značku.
Nakreslite VA – charakteristiku usmerňovacej diódy.
Opíšte vlastnosti usmerňovacej diódy pri zapojení v priepustnom a nepriepustnom smere a jej využitie v praxi.

Úloha 2.3

Opíšte spôsoby elektrického zvárania.

Úloha 2.1

Popíšte ako vzniká v elektrickom obvode oblúk a od akých činiteľov závisí

Vznik oblúka
Elektrický oblúk vzniká oddialením kontaktov, ktorými prechádza elektrický prúd. V okamihu vypínania sa zmenšuje plocha styku kontaktov, zvyšuje sa teplota, kov sa odparuje, energia nazhromaždená v indukčnostiach a kapacitách obvodu spôsobí prepätie a tak vznikne oblúk. Oblúk vytvára plazmu. Plazma je stĺpec plynu ohriateho na vysokú teplotu, má veľkú energiu a vodivosť. Prostredie oblúka je ionizované, priestor sa stáva vodivým a oblúk sa môže udržať.

Vznik oblúka závisí od materiálu kontaktov, parametrov obvodu, prostredia

Sériový a paralelný elektrický oblúk

Oblúk sa vytvorí, keď elektrický prúd preskočí medzeru medzi dvoma vodivými materiálmi. Medzi najčastejšie príčiny oblúkov patria:

opotrebované kontakty v elektrickom zariadení,
poškodenie izolácie,
pretrhnutie kábla
a uvoľnené spojenia.

Uveďte rozdelenie kontaktov podľa tvaru styku a podľa konštrukcie a usporiadania, a popíšte jednotlivé možnosti

Konštrukcia kontaktov

Kontakty sú najviac elektrický a mechanický namáhanou časťou spínacích prístrojov. Môžu mať rozličné tvary.

a) mostíkový
b) palcový
c) pružný kontakt

Istič, palcový kontakt

kontakty relé

Kontakty výkonových vypínačov

a) tulipánový kontakt olejového vypínača
b) kontakt tlakovzdušného vypínača
c) kontakt vákuového vypínača

Pevné kontakty, pevné spoje

a) spájkované a zvárané spoje
b) skrutkové spoje
c) pružné spoje

Pevné spoje

Stykový odpor

Prúd z jedného kontaktu na druhý sa môže prenášať

a) bodovým,
b) priamkovým
c) alebo plošným dotykom.

Otepľovanie kontaktov môže spôsobiť zvarenie

Charakterizujte vlastnosti materiálov používaných na výrobu kontaktov

Na výrobu kontaktov sa používajú čisté kovy, zliatiny, spekané kovy.

Meď, striebro, volfrám, uhlík, zlato, platina

striebro-kadmium, striebro-nikel, striebro-uhlík, striebro-volfrám

Požiadavky na materiály kontaktov sú rozmanité, často protichodné - dobrá vodivosť, mechanická pevnosť, odolnosť proti korózii.

Úloha 2.2

Popíšte konštrukciu polovodičovej diódy, nakreslite jej schematickú značku

Polovodičová dióda sa skladá z dvoch prímesových polovodičov – jeden polovodič je typu N (katóda) a druhý polovodič je typu P (anóda). Na rozhraní polovodičov vznikne priechod PN (hradlová vrstva), ktorý v ideálnom prípade prepúšťa prúd iba jedným smerom. Základom diódy býva germániová alebo kremíková doštička, obohatená z jednej strany o prvok s piatimi valenčnými elektrónmi (fosfor, arzén), z druhej strany o prvok s tromi valenčnými elektrónmi (bór, hliník, gálium, indium). Vzájomným silovým pôsobením medzi časticami sa na priechode PN vytvorí vnútorné elektrické pole.

Nakreslite VA – charakteristiku usmerňovacej diódy

Opíšte vlastnosti usmerňovacej diódy pri zapojení v priepustnom a nepriepustnom smere a jej využitie v praxi

Prahové napätie UP je napätie v priepustnom smere, pri ktorom diódou začína prechádzať prúd IF (UF> UP). Ak dosiahne však záverné napätie UR hodnoty označené UBR (podľa typu diódy až niekoľko sto voltov), dôjde k prudkému nárastu záverného prúdu a nastáva proces vedúci až ku zničeniu diódy.

Tieto diódy sa najčastejšie využívajú na usmernenie striedavého prúdu buď samostatne alebo ako súčasť usmerňovača.

Úloha 2.3

Opíšte spôsoby elektrického zvárania

Pri zváraní sa rozlišujú dva druhy postupov: Zváranie tavnými spojmi (spájanie bez vynaloženej sily) a tlakové zváranie spojov (spájanie s vynaložením sily). Pri tavnom zváraní sa dva obrobky (väčšinou kovy rovnakého druhu) v miestach spojov tavia a pomocou prídavných materiálov alebo bez nich sa spájajú. Na to potrebná energia sa privádza zvonka. K najpoužívanejším postupom tavného zvárania patrí zváranie elektrickým oblúkom a zváranie v atmosfére ochranného plynu. Pri zváraní je potrebné dodržiavať pravidlá ochrany zdravia pri práci a využívať určité skúsenosti! Už niekoľko hodín pod vedením inštruktora na zváranie vo vzdelávacom zariadení pre techniku zvárania (kam sa môžu prihlásiť i laici) Vám pomôže pri získaní potrebných zručností.

Pri zváraní elektrickým oblúkom slúži elektróda ako anóda (kladný pól /+) a obrobok ako katóda (záporný pól /-). Pomocou svorky sa jeden pól spojí s obnaženou časťou obrobku a druhý pól s držiakom elektród, ktorým sa koniec elektródy vedie po mieste zvaru. Tým dochádza ku skratu a vzniká elektrický oblúk. Viazaná energia generuje elektrickým oblúkom vysoké teploty, ktoré privádzajú obrobky do stavu taveniny (roztavením základného materiálu a súčasným odtavovaním elektródy). Po ochladení sú obrobky navzájom pevne spojené. Napätie prúdu zo siete sa v transformátore mení na zvárací prúd nízkeho napätia, ale s vysokou intenzitou prúdu. Jeden pól prúdu so svorkou kostry a obrobkom privádza k miestu zvaru, druhý pól sa privádza držiakom elektródy a elektródou tiež privádza k miestu zvaru. Pri zváraní sa kov ohrieva až do stavu taveniny.

Elektrické zváranie:

1) Oblúkové

zváranie netaviacou (uhlíkovou) elektródou
zváranie taviacou elektródou

Môžeme vyhotoviť všetky druhy zvarov. Je to tavné zváranie.

Rozdelenie:

ručné a automatické
jednosmerným a striedavým prúdom
uhlíkovou elektródou, taviacou elektródou, v ochrannom plyne, zváranie pod tavidlom, rezanie elektrickým oblúkom

2) Odporové

Využíva sa Joulovo teplo, ktoré vzniká pri prechode prúdu cez zváraným materiálom a medzi elektródami. Nepotrebuje zváracie elektródy.