Spark'ta Kullanılabilir Enerjiyi Nasıl Sınırlandırırsınız?

Kıvılcımdaki enerjiyi nasıl sınırlandıracağınızı öğrenmek için bu makaleyi okuyun.

İndüktans, alçak voltaj devrelerinde, en fazla kıvılcım çıkmasına yol açan en önemli parametre olabilir. Endüktif bileşenler içeren bir devrede, manyetik alanlar oluşturmak için enerji gerekir ve bu enerji devre bozulana kadar depolanır. Hava çekirdekli bir indüktörde bu enerji ² LI2 olacaktır, burada L tavuklarda indüktörün değeri ve I, akım ise amper olarak.

Demir çekirdekli indüktörler ile bu basit formül kullanılamaz çünkü çekirdek malzemenin geçirgenliği akı değişimiyle sürekli değişir. Bununla birlikte, her iki durumda da, devre kesildiğinde, akım akışını sürdürmek için devrede bir voltaj indüklenir.

Bu voltajın büyüklüğü, sırasıyla akımın değişme oranını takip eden manyetik akının değişim hızına bağlı olacaktır. İndüktör tarafından serbest bırakılan enerji, devre direncinde kısmen, ancak çoğunlukla ayrıştırma elektrotları arasındaki boşalmada dağılacaktır.

Kopma devrelerinde, indüklenen voltaj, elektrotlar arasındaki akımı taşımak için birincil kaynağa eklenir. Kıvılcımdaki bu artan enerji, kendinden emniyetli devrelerde neredeyse ana problem olarak kabul edildi. Aslında Wheeler ve Thorton, indüklenen akım için alternatif bir yol sağlayarak enerjinin kıvılcımdan nasıl yönlendirilebileceğini gösterdi.

Burada yıllarca madenlerde kullanılan çeşitli yöntemleri tartışıyoruz:

1. Kapasitör, akım değişim hızını azaltarak ve enerji depolayarak indüktörde indüklenen voltajın yükselmesini sınırlar. Bu yöntem daha yüksek voltajlarda ve düşük akımlarda daha etkilidir, ancak şimdi daha iyi koruma yöntemleri mevcut olduğundan, şimdi tatmin edici sayılmaktadır.

2. Gerçekten etkili olması için, direncin oldukça düşük bir değere sahip olması gerekir, aksi takdirde gücün israfı kabul edilemez olur.

3. Bakır kısa yöntemi, bakır bir tüpün, bobin takılmadan önce mıknatıs boyuna takılmasını içerir. Bakır boru, birincil sargıdaki akım değiştiğinde bir transformatör üzerindeki kısa devre sekonder sargı gibi davranır. Bu yöntemin etkinliği, bobin ve manşon arasında yüksek karşılıklı bir endüktansa bağlıdır.

Bu yöntem, uzak diyot aracılığıyla alternatif bir voltajdan beslendiğinde kullanılır, pilot çekirdek koruması sağlar. Röle sadece akımın dc bileşeni üzerinde çalışacaktır, ac bileşeni bakır manşon tarafından etkin şekilde kısa devre yapacaktır. Bakır manşon ayrıca içeri girip çıkarken hafif bir gecikme sağlar.

4. Doğrusal olmayan direnç, normal konuşma geriliminin o kadar düşük olduğu bulunan telefon hatlarında, doğrusal olmayan direnç yüksek bir değere sahip olduğu için kullanılmıştır. Yüksek voltajlarda direnç, fazla enerjiyi emmek için hızla düşer.

5. Endüktöre bir redresör bağlayarak ileri akıma karşı yüksek direnç sağlar, fakat indüklenen akıma düşük direnç gösterir. Bu, besleme kesildiğinde indüktör boyunca meydana gelen kutupsallık değişikliği nedeniyle olur. Rölelerle ilgili endüktif enerjiyi dağıtmak için bir köprü doğrultucu kullanmak neredeyse standart bir uygulama haline gelmiştir.

Bu şekilde korunan bir röle, bir ac veya dc besleme kaynağından çalıştırılabilir. Aslında, dört redresör bobine paralel olarak iki yol üretir ve bu nedenle indüklenen emf'i kısa devre eder Bu yöntemin ana yararı, rölenin dc devrelerde kullanıldığında polariteye duyarlı olmamasıdır.

Bununla birlikte, bazı durumlarda, bir röle bobine seri olarak bir doğrultucu takılarak polarite bilincinde olacak şekilde kasıtlı olarak tasarlanmıştır. Bu durumda, ikinci bir redresör, emniyet tertibatı olarak, bobin boyunca uygun yönde yerleştirilir.

Bununla birlikte, yıllar içinde bu amaç için kullanılan doğrultucu tipi değişmiştir. Aslında, tecrübelerimizden dolayı, bakır oksit ve selenyum redresörlerinin ya germanyum ya da silikonun yarı iletken diyotları ile değiştirildiğini görüyoruz. Bu sonuncu aygıtlar, tam nominal akım taşırken, nadiren 0, 7 voltu aştığı için ileri volt düşmesinin gerçek olması nedeniyle çok daha verimli ve etkili bulunur.

Yarı iletken diyotlar tarafından korunan kendinden emniyetli bir akım kaynağına rölelerin eklenmesinin, besleme voltajını 0, 7 volt arttırmada benzer bir etkisi olacaktır. Bu, kendiliğinden kendinden güvenlikli arzdan sadece marjinal olarak daha az güvenli olacaktır.

Bazen bir devrenin, devre çalışması üzerindeki etkisinden dolayı yukarıdaki yöntemlerin kullanılamayacağı, bu durumda, depo enerjisinin (LI2) güvenli bir sınırda tutulabileceği önemli miktarda endüktans içerebileceği fark edilmiştir. sınırlayıcı - akım akışı.

Bir örnek, endüktansın bir devrenin bir parçasını oluşturduğu, bu durumda, dc bileşen bir seri dirençle sınırlandırılabilir veya seri kapasitans ile tamamen bloke edilebilir.

Dirençli devrelerde, kıvılcımdaki ısı üretmek için mevcut olan enerjinin tamamı, akünün veya transformatörün birincil akım kaynağından sağlanmalıdır. Belki daha da önemlisi, ayırma kontakları arasındaki mevcut voltajın, besleme voltajı ile sınırlı olmasıdır.

Kıvılcım için mevcut olan enerji, tedarik ile seri halde endüktif olmayan bir direnç dahil edilerek sınırlandırılabilir. Dirençli devrelerden söz etmemize rağmen, tüm devrelerin bazı endüktanslar gösterdiğini, nadiren 5 mikro tavuğun altında olduğunu ve bazı durumlarda bunun önemli olabileceğini hatırlamak önemlidir.

Kapasitif devrelerde, depolanan enerji ½ CV ² formülü ile verilir, önemli parametre akımdan ziyade devre voltajıdır. Aşağıdaki tablo, kısa devre akımını bir seri direnç aracılığıyla sınırlama ihtiyacı duymadan farklı gerilimlerdeki devrelerde kullanılabilecek maksimum kapasitans değerini göstermektedir.

Bu tür aletler, aletleri kendi başına güvenli ilan eden kendinden emniyetli bir sertifika kapsamındadır, ancak test edilen alet ve devre kombinasyonu kendinden emniyetli olmayabilir.

Bununla birlikte, test aracı etiketinde yazılı olan belgelendirme koşullarına dikkat edilerek güvenlik sağlanır:

(a) Aletler, havadaki metan konsantrasyonunun yüzde 1, 25'e ulaştığı yerlerde kullanılmamalıdır.

(b) Test cihazı ile test altındaki devre arasındaki bağlantı, voltaj uygulanmadan önce uygun şekilde yapılmalı ve kablo cihazdan boşalana kadar bağlantı kesilmemelidir.