Režim zkratu

Zkratový režim v elektrotechnice , elektronice , v teoretickém rozboru elektrických obvodů - stav dvojice některých uzlů elektrického obvodu ( 2 výstupy , obvykle dvoupólové obvody jsou považovány za zkratový úsek ), ve kterém jeho výstupy (svorky, kontakty) jsou připojeny ke dvěma uzlům jiného obvodu s modulem vstupní impedance je zanedbatelná ve srovnání s modulem výstupní impedance zkratovaného obvodu (v tomto případě říkají, že dvojice uzlů obvodu (zdroj, výstup) ) je sepnutý , zkratovaný , zkratovaný , spojený zkratem ).

Stav zkratu lze tedy zapsat:

kde  je modul vstupní impedance zkratovaného obvodu,  je modul výstupní impedance zkratovaného obvodu.

Často se místo termínu zkratový režim používají zkratky : zkratový režim nebo jednoduše zkrat . Mezi elektrikáři a elektrotechniky jsou také běžné žargony „shorty“, „shorty“ a „kazeshka“ . .

Existují zkraty pro stejnosměrné a střídavé proudy. Například připojení kondenzátoru s dostatečně velkou kapacitou k dvojici uzlů obvodu, mezi nimiž je napětí s dostatečně vysokou frekvencí , kdy modul reaktance kondenzátoru je zanedbatelný ve srovnání s modulem výstupní impedance el. zkratovaný obvod se nazývá zkrat střídavého proudu.

Studium zkratového módu je aplikováno při analýze elektrických obvodů . Zároveň je uvažováno chování matematického modelu elektrického obvodu při „virtuálním“ zkratu (viz např. vnitřní odpor ).

Aplikace

Režim zkratu může být v konkrétním technickém zařízení užitečný i škodlivý nebo dokonce nebezpečný.

Užitečné aplikace

V průmyslových automatizačních systémech jsou informace o měřených parametrech často přenášeny v analogové formě přenosem proudového signálu . Měřicí a mezipřevodníky signálu jsou v tomto případě zdrojem proudu, ideálně s nekonečným vnitřním výstupním odporem, podle typu výstupního signálu. V tomto případě je z hlediska přesnosti přenosu informace nejpříznivější případ, kdy je zdroj signálu zatížen spotřebičem s nulovým vnitřním vstupním odporem - to znamená, že zdroj signálu pracuje ve zkratovém režimu. (Podrobnosti viz Aktuální smyčka ).

Elektrodynamické snímače, např. indukční vibrometry , seismické přijímače také velmi často pracují ve zkratovém režimu, toto opatření umožňuje dodatečné tlumení mechanických vibrací pohybujícího se snímacího systému v důsledku výskytu viskózních elektrodynamických sil.

Často se zkratový režim používá při zapojení zesilovacích stupňů v elektronice. Kaskádový zesilovač je spojení dvou aktivních součástek, modul výstupní impedance pro malý signál prvního stupně v tomto zapojení je mnohonásobně větší než modul vstupní impedance druhého stupně, tedy výstup prvního stupně. stupeň pracuje v režimu zkratu.

Výkonové obvody elektronických zařízení také téměř vždy pracují v režimu zkratu pro střídavý proud. Jejich napájecí vedení jsou obvykle přemosťována pomocí přemosťovacích kondenzátorů , aby se zabránilo škodlivému samobuzení zesilovacích stupňů , šumu a chybám kódování v digitálních zařízeních .

Nebezpečí zkratu

Pokud dojde ke zkratování zdroje napětí s nízkým vnitřním odporem, pak v obvodu poteče proud rovný poměru EMF zdroje k součtu vnitřního odporu zdroje a odporu zkratovacího obvodu. Při vysokém výkonu zdroje dosáhne proud velmi velké hodnoty, což může poškodit zdroj, spotřebič, propojovací vodiče. Přehřátí propojovacích vodičů může způsobit požár. Proto, když jsou zařízení napájena z výkonných zdrojů, je téměř vždy zavedena ochrana proti zkratu ve spotřebiteli, který může náhle vzniknout selháním zařízení, lidskými chybami, údery blesku . Nejjednodušší ochranou proti ničivým účinkům zkratu je pojistka . Používají se také různé jističe , jejichž výhodou je vícenásobné obnovení obvodu po úkonech při jištění, na rozdíl od jednorázové pojistky nebo její vložky.

Jedná se o velmi nebezpečný zkrat výkonných elektrochemických zdrojů elektřiny, zejména baterií . Takže například dlouhodobé zkratování olověného akumulátoru vede k varu jeho elektrolytu rozstřikujícími se kapkami kyseliny sírové , ještě nebezpečnější je zkratování lithiových akumulátorů , které vede k jeho přehřátí a možné explozi pouzdra a vznícení kovového lithia .

Když jsou vinutí statoru výkonného elektrického generátoru zkratována , vznikají v něm obrovské elektrodynamické síly, které často vedou k jeho zničení.

Viz také

Literatura