Elemento electrico
Un elemento eléctrico es un producto estructuralmente completo y fabricado industrialmente que es capaz de realizar sus funciones como parte de los circuitos eléctricos .
Parámetros básicos de los elementos eléctricos
Valores nominales de cantidades
- Resistencia nominal R n o R nom .
- Capacidad nominal C n o C nom .
- Inductancia nominal L n o L nom .
Clase de precisión
La desviación permisible (o clase de precisión) caracteriza la desviación permisible del valor nominal y no es un indicador de la calidad del elemento eléctrico. Los rangos de tolerancia se describen en GOST 9664-61 : ±5, ±10 y ±20 son los más utilizados.
Los límites de las desviaciones permisibles se indican como un porcentaje del valor nominal.
Fuerza eléctrica
La capacidad de un elemento para soportar cargas eléctricas sin pérdida de rendimiento se caracteriza por los siguientes parámetros:
- La tensión de funcionamiento Usl es la tensión máxima a la que, en condiciones normales, se puede ubicar el elemento durante la vida útil garantizada.
- Tensión nominal U n .
- La tensión de ruptura o tensión de ruptura Upr es la tensión mínima a la que se produce la ruptura del aislamiento .
- La prueba de voltaje de prueba U muestra el voltaje máximo en el que se puede ubicar el elemento desde varios segundos hasta un minuto. Se utiliza para sobretensiones.
Poder
La potencia nominal Pn es la potencia máxima admisible que el elemento puede disipar durante la vida útil garantizada en condiciones normales . Por regla general, este parámetro está indicado para resistencias , ya que están diseñadas para absorber energía eléctrica.
Pérdidas
Existen pérdidas en cualquier elemento eléctrico:
- Pérdidas por resistencia activa .
- Pérdidas dieléctricas por polarización por imperfecciones dieléctricas.
- Pérdidas de resistencia llevadas a cabo por varias pantallas , núcleos de piezas , etc.
- Pérdidas causadas por diversas cargas .
- El efecto piel (efecto de superficie) ocurre con corriente alterna en un conductor recto . Reduce el área de conducción efectiva del conductor a la parte anular de la sección transversal. Ocurre debido a la divergencia de las líneas del campo magnético .
- El efecto de proximidad se manifiesta en conductores poco espaciados . Debido a la interacción eléctrica mutua entre los portadores de carga en los conductores (por ejemplo, la fuerza de repulsión de Coulomb entre electrones ), se produce una disminución en el área transversal efectiva y aumentan las pérdidas.
Estas pérdidas dependen de la frecuencia , de la naturaleza del conductor y de la rugosidad de la superficie (el camino de la corriente se alarga y la resistencia aumenta). Parámetros que caracterizan las pérdidas:
- tangente de pérdida tg δ , donde δ es el ángulo de pérdida dieléctrica . Está determinado por la relación entre la potencia activa P a y la potencia reactiva P p a un voltaje sinusoidal de cierta frecuencia.
- factor Q. _ Para una bobina , es el inverso de tg δ.
Los términos factor de calidad y tangente de pérdida se aplican a capacitores , inductores y transformadores .
Estabilidad
La estabilidad de parámetros es la capacidad de un elemento eléctrico para mantener sus propiedades cuando se expone a factores externos, como temperatura, influencias mecánicas ( vibración , choque ), condiciones climáticas no estándar ( temperatura elevada , humedad o presión ambiental), etc.
Influencias de la temperaturaLos efectos de la temperatura se dividen en reversibles e irreversibles. El cambio en las características del elemento está directamente descrito por los coeficientes de temperatura: TCC muestra el cambio en el parámetro X con un aumento de la temperatura T en un grado. .
Además, se puede dar un ejemplo de un cambio irreversible en un parámetro. Dichos cambios pueden ocurrir por varias razones, como el envejecimiento o el abuso.
- TKNE - cambio irreversible en la capacitancia ,
donde dT es el incremento de temperatura, R es la resistencia , C es la capacitancia , L es la inductancia .
Influencias mecánicasLos impactos mecánicos en el elemento eléctrico provocan fallas catastróficas o provocan fugas . La relación de un elemento eléctrico a las vibraciones mecánicas se caracteriza por las siguientes propiedades:
- La fuerza de vibración es la propiedad de un elemento eléctrico para resistir los efectos dañinos de la vibración y, después de una exposición prolongada, conservar la capacidad de realizar sus funciones.
- Resistencia a la vibración : la capacidad de un elemento eléctrico para realizar sus funciones en condiciones de vibración . La resonancia más peligrosa .
Confiabilidad
La confiabilidad es la propiedad de un elemento para realizar todas las funciones especificadas durante el tiempo requerido bajo ciertas condiciones de operación y manteniendo los parámetros principales dentro de las tolerancias especificadas . La confiabilidad se caracteriza por:
- Período de garantía .
- La tasa de falla λ(t) , es decir, la relación del número de elementos n que fallaron durante el tiempo Δt al producto del número de elementos n operables al comienzo del intervalo, por la duración de este intervalo Δt . Para reducir la tasa de fallas, puede usar el modo liviano de operación de los elementos.
- Probabilidad de funcionamiento sin fallos.
Véase también
Enlaces
Literatura
- GOST 9664-61. Serie de desviaciones permisibles de cantidades físicas.
- GOST 12.1.012-90. seguridad contra vibraciones. Requerimientos generales.