Электрические машины и аппараты

ГАПОУ Стерлитамакский колледж строительства и профессиональных 
технологий 
Электрические машины и аппараты 
Контрольная работа №1 
вариант 3 

2 
Содержание 
1. Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях 
3 
2. Реле времени. Виды, устройство, принцип работы 
7 
3. Высоковольтные вакуумные выключатели 
13 
Список используемой литературы 
17 

3 
1. Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях 
Потери в проводниках при постоянном токе: 
Р = I
2
* R, 
при переменном токе: 
Р = Кд * I
2
* R, 
Кд – коэффициент, зависящий от поверхностного эффекта и эффекта 
близости. 
Потери в деталях из магнитных материалов: 
Рст = Рв + Рг. 
Для любого проводника при нагреве (t = 0) справедливо уравнение 
теплового баланса: 
P dt = G c dt + F k
т
τ dt. 
Количество теплоты, выделяемое в проводнике, равно количеству 
теплоты, поглащаемому проводником, плюс количество теплоты излучаемому 
с поверхности проводника. 
Для установившегося режима работы проводника (t = 

) справедливо 
уравнение теплового равновесия: 
P dt = F k
т
τ dt. 
Количество теплоты, выделяемое в проводнике, равно количеству 
теплоты, излучаемому с поверхности проводника. 
При отключении работающего проводника наступает его охлаждение. 
Уравнение теплового баланса при охлаждении имеет вид: 
0 = G c dt + F k
т
τ dt. 
Продолжительным (S1) называется режим работы, при котором нагрев 
продолжается столько времени, что температура проводника успевает достичь 
установившихся 
значений. 
Уравнение 
нагрева 
проводника 
при 
продолжительном режиме работы с холодного состояния имеет вид: 
τ = τ 
уст
(1-е 
-t / Т
). 

4 
Уравнение нагрева проводника при продолжительном режиме работы с 
некоторой температуры имеет вид: 
τ = τ 
уст
(1 – е 
-t / Т
) + τ 
0
е 
-t / Т
. 
Уравнение охлаждения имеет вид: 
τ = τ 0 е 
– t / Т
, 
где Т – постоянная времени нагрева: 
T = Gc / Fk
т
. 
Кратковременным (S2) называется режим работы, когда периоды 
нагрузки чередуются с периодами отключения, причем периоды нагрузки 
настолько малы, что проводник не успевает нагреться до установившихся 
температур, а периоды отключений настолько велики, что проводник успевает 
охладиться до температуры окружающей среды. Температура нагрева 
проводника не достигает установившихся значений. 
Рисунок 1.1 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при 
продолжительном режиме работы 
Уравнения нагрева и охлаждения проводника имеют такой же вид, что и 
при продолжительном режиме работы, диаграмма нагрева существенно 
отличается и имеет вид, показанный на рис. 1.2. 
Рисунок 1.2 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при 
кратковременном режиме работы 

5 
Повторно-кратковременным (S3) называется режим работы, когда 
периоды нагрузки чередуются с периодами отключения, причем периоды 
нагрузки настолько малы, что проводник не успевает нагреться до 
установившихся температур, и периоды отключений также малы, что 
проводник не успевает охладиться до температуры окружающей среды. 
Уравнения нагрева и охлаждения проводника имеют такой же вид, что и 
при продолжительном режиме работы, диаграмма нагрева существенно 
отличается и имеет вид. 
Рисунок 1.3 – Диаграмма нагрева и охлаждения проводника при 
повторно-кратковременном режиме работы 
t
ц
= t
р 
+ t
п