На сколько больше должно быть число витков

(Обновлен)Задание 1 Параграф 28 ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

Изображение 1. На сколько больше должно быть число витков во вторичной обмотке трансформатора с коэффицентом трансформации, равным 4, если число витков в первичной обмотке равно.

1. На сколько больше должно быть число витков во вторичной обмотке трансформатора с коэффицентом трансформации, равным 4, если число витков в первичной обмотке равно 1000?

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Количество витков и клещёвок

У разных изготовителей это цифра может быть совершенно разной и зачастую бывает непонятен этот выбор. Скорее всего они таким образом стремятся в некоторой мере запутать потенциального клиента.

При производстве колючих заграждений используется техническая операция – клещевка, т.е. установка скоб, при помощи которых соседние витки скрепляются попарно. Это значит, что число витков должно быть парным. При несоблюдении этого условия непарный виток будет словно подвешенный и в установке заграждения и его работе не будет участвовать.

ООО «Кайман» изготавливает колюче-ленточные заграждения с различным количеством числом витков в бухте. Число витков в той или иной бухте определяется исходя из следующих параметров колючего заграждения — условный диаметр заграждения, количество рядов скоб, диаметр сердечника и длиной растяжки бухты. Например: бухта 600/5-2,65 – имеет 104 витка, что позволяет обеспечить растяжку бухты до 20 м.п..

Также, одна из многих уловок «продавцов» колючей проволоки — заявляя низкую цену бухты, понижать число витков в ней, а это ведет к перерастяжке спирали, соответственно понижая качество барьера безопасности.

Количество клещевок

Количество клещевок выражается числом через дробь сразу за обозначением условного диаметра исполнения,

400 – определяет условный диаметр исполнения в миллиметрах,

3 – количество установленных скоб по окружности

3 клещевки рекомендовано использовать лишь при диаметре 400мм.

Для получения высококачественного заграждения стоит обратить внимание на исполнения с числом скоб (клещевок) минимум 5, а в больших типоразмерах заграждений (от 900мм) это число должно быть 7 и выше.

Объяснить это можно весьма легко.

Вы подобрали диаметр исполнения 500/5.

Длина окружности – 3,14х500=1570 мм, скобы делят окружность на 5 одинаковых частей 1570/5=314 мм.

Таким образом, при монтаже, при растяжке бухты на рекомендуемую длину, получится заграждение с ячейками 314х314 мм (промежуток между скобами (клещевками) А-В и В-С равняется 314 мм), другими словами соизмеримо с размерами оконной форточки на кухне.

В свою очередь при 500/3 получатся ячейки 523х523мм, а между тем это лишь сторона ячейки больше половины метра, а какое же «окошко»?

Если Вам не подходит излишне крупный размер ячейки, тогда есть возможность его сделать меньше, повысив число скоб (клещевок), вместе с тем такое решение также повысит характеристики упругости колючей спирали.

Чем больше условный диаметр заграждения, тем число клещевок должно быть больше, разумеется при желании получить высококачественное заграждение.

Следовательно, для типоразмера 950 мы предлагаем использовать семи скобовое исполнение при сердечнике 2,65мм. Оптимальная длина растяжки такой бухты – 25м, в соответствие с этим – ячейка 950х3,14/7= 426мм.

Равенство номинальных первичных и вторичных напряжений трансформаторов

номинальные первичные и вторичные напряжения трансформаторов

параллельная работа двух однофазных трансформаторов

Известно, что отношение числа витков обмоток ВН и НН равно отношению напряжений обмоток трансформатора при холостом ходе. Если у правильно построенного трансформатора увеличить число витков первичной обмотки и продолжать питать его от прежней сети, напряжение на вторичной обмотке понизится, и наоборот, при уменьшении числа витков первичной обмотки напряжение на вторичной обмотке повысится. При неизменном числе витков и напряжении первичной обмотки увеличение числа витков вторичной обмотки влечет за собой повышение ее напряжения.
Одним из основных условий параллельной работы трансформаторов является равенство напряжения первичных и вторичных обмоток, а следовательно, и одинаковое для всех параллельно работающих трансформаторов отношение числа витков первичной и вторичной обмоток.
Включение на параллельную работу трансформаторов с неодинаковыми напряжениями обмоток чаще всего имеет место при включении трансформаторов после ремонта обмоток или при неправильном выборе ответвлений обмоток, а также при включении двух разных трансформаторов.
При ремонте трансформаторов часто приходится перематывать обмотки, при этом в числе витков очень легко ошибиться, так как в условиях эксплуатации не всегда бывают приспособления для проверки количества намотанных витков. Недомотав или перемотав некоторое количество витков, мы не получим равных напряжений параллельно включаемых трансформаторов.
Силовые трансформаторы должны по условиям эксплуатации допускать изменение напряжений обмоток ВН, например, в пределах ±2-2,5, или ±5%, что осуществляется при помощи регулировочных ответвлений обмоток. Эти ответвления делают обычно на обмотках ВН и подводят отводами к переключателю, находящемуся внутри бака. Переключение отводов производится переключателем при помощи привода с крышки трансформатора или же просто присоединением провода линии к тому или иному отводу ответвления обмотки, выведенному на крышку трансформатора через проходной изолятор (ввод). Иногда переключение делается на доске зажимов, находящихся внутри трансформатора под крышкой. Изменение напряжений в пределах ±2-2,5% применяется как на стороне обмоток ВН для двухобмоточных трансформаторов, так, наряду с обмоткой ВН, и на стороне обмоток СН для трехобмоточных трансформаторов. Рассмотренные нами выше случаи переключения ответвлений обмоток трансформаторов производятся без возбуждения, т. е. после отключения всех обмоток трансформатора от сети. Этот вид регулирования напряжения сокращенно называется ПБВ (переключение без возбуждения).
В последнее время как в отечественной, так и в зарубежной практике широкое применение находит регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой РПН (регулирование под нагрузкой). Регулирование напряжения под нагрузкой производится в более широких пределах, чем при ПБВ, и может производиться дистанционно, а потому допускает автоматизацию, чего нельзя сделать при ПБВ. Так, например, для трансформаторов мощностью от 1 000 до 6 300 кВА регулирование напряжения при ПБВ производится в пределах ±5, или ±2-2,5%, а при РПН — в пределах ±6-1,5% от номинального, т. е. 12 ступеней регулирования по 1,5% на ступень или в пределах 18% (±9%). Для трансформаторов мощностью от 10 000 до 63 000 кВА при напряжении до 35 кз,
РПН допускает регулирование напряжения в пределах ±8-1,5% от номинального или регулирование на 24% (±12%) 16 ступенями по 1,5%.
В эксплуатации имели место факты, когда полученный с завода новый трансформатор включался на параллельную работу с другими трансформаторами при неверном положении переключателя и, таким образом, напряжение подсоединенного трансформатора отличалось от напряжения уже работающих значительно, на 5 или 10%.

Рис. 1.
а — параллельная работа двух однофазных трансформаторов; б — проверка вольтметром перед включением однофазного трансформатора на параллельную работу.
Во избежание этого проверка положения переключателей ПБВ или РПН перед включением трансформатора на параллельную работу обязательна.
Рассмотрим сначала пример параллельной работы трансформаторов с одинаковыми напряжениями первичных и вторичных обмоток. На рис. 1,а приведена схема параллельной работы двух однофазных трансформаторов Трх и Тр2. При правильной параллельной работе весь ток первого и второго трансформаторов идет на шины, откуда поступает к потребителю, т. е. при равных номинальных первичных и вторичных напряжениях обмоток в замкнутых контурах А1А2Х2Х1 и а\а2х2хх (рис. 2-1,а) сумма э. д. с. будет равна нулю и уравнительных токов не будет.
Если у второго трансформатора Тр2 один конец обмотки НН, например аb соединить с одной из шин 6 600 в, а другой (НН — х2) через вольтметр подключить к другой шине 6 600 в, то вольтметр покажет пуль (рис. 1,6). Этим методом пользуются перед включением трансформаторов на параллельную работу. Если вольтметр покажет нуль, то можно трансформаторы включать на параллельную работу, не боясь появления уравнительных токов, однако следует иметь в виду, что при различных группах соединений обмоток включаемых трансформаторов вольтметр может показать двойное напряжение. Например, при параллельной работе двух однофазных трансформаторов в случае несогласованного включения одного из них вольтметр покажет двойное напряжение.
В заключение отметим, что равенство коэффициентов трансформации является требованием необходимым, по недостаточным — требуется, кроме того еще равенство поминальных напряжений обмоток. При этом условии не будет уравнительных токов и отдаваемая трансформаторами мощность будет равна арифметической сумме мощностей обоих трансформаторов.
При включении трансформаторов с разными номинальными напряжениями и разными коэффициентами трансформации в замкнутом контуре А\А2Х2Хх обмоток ВН и контура а\а2х2хх обмоток НН (рис. 1,а) будут циркулировать токи, обусловленные разностью напряжений и сопротивлениями трансформаторов. Эти токи называются уравнительными. Уравнительные токи в замкнутых контурах обмоток являются результатом несоблюдения указанных выше условий, необходимых для параллельной работы трансформаторов. При правильной параллельной работе уравнительных токов быть не должно.

Особенности расчета характеристик винтовых пружин сжатия

Пытаясь установить наиболее подходящие параметры для изготовления пружин сжатия, у инженера в наличии есть несколько известных характеристик. Нагрузка, направление движения и опустимое шаг. Эти параметры, как правило, известны перед началом проектирования.

Также имеется четкое представление о том, как будут пружину применять. На какой тип опорной поверхности будет установлена пружина, или каким методом ее буду крепить.

Отобрать по необходимым вам параметрам пружины сжатия, включая винтовые пружины, можно здесь.

Методология расчета пружины сжатия.

Жесткость (Зависимость деформации от нагрузки)

Для винтовых пружин сжатия деформация пропорциональна нагрузке (силе воздействия). Это характерно для большинства видов пружин. Это означает, что кривая зависимости изгиба от нагрузки в большинстве случаев имеет вид прямой, как видно на графике

Жесткость пружины также является одним из основных параметров, который важен при выборе пружин волнового типа. Подобрать и заказать такие пружины можно здесь.

Относительно проектирования пружин, коэффициент показывает отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки. Предпочтительные значения коэффициента лежат в диапазоне от 4 до 12.

Если коэффициент меньше 4, то изготовление пружины может быть осложнено, и она может требовать слишком сильной нагрузки. Если значение больше 12, пружина становится слишком хрупкой, легко спутывается. В этом случае, когда пружину сжимают до плотного состояния, витки могут проскальзывать один через другой.

Чем больше коэффициент, тем больше значение изгиба по сравнению с высотой пружины в плотно-сжатом состоянии.

Проволока в винтовой пружине сжатия при проектировании испытывает нагрузку при скручивании. При изгибе пружина также испытывает нагрузку, но ее можно игнорировать до тех пор, пока значение угла наклона не

достигло 10 градусов.

Количество витков

Жесткость пружины обратно пропорциональна количеству активных витков. Мы исходим из того, что проектировщик устанавливает число витков согласно эталону, которое достаточно условно. Так происходит потому, что в большинстве случаев производители пружин будут менять число витков, чтобы подогнать показатели пружины под нужные им требования.

Количество активных витков не должно быть меньше двух.

Крайние витки у пружины могут находиться в прижатом и не прижатом состоянии. Если при проектировании заданы прижатые концы, значит, в пружине предполагается не меньше двух неактивных витков. Прижатые концы могут подвергаться шлифовке (для увеличения опорной поверхности), а могут быть просто прижаты.

в первом случае

во втором случае

Высота (пружины) в сжатом состоянии

Это длина пружины, когда все ее витки сжаты и соприкасаются друг с другом. Для пружины сжатия с прижатыми заточенными или зашлифованными крайними витками номинальная высота в сжатом состоянии равна количеству витков, помноженному на диаметр проволоки, из которой состоит пружина. Для пружины с прижатыми не зашлифованными крайними витками высота в сжатом состоянии равна количеству витков, умноженное на диаметр проволоки, плюс дополнительно одно значение диаметра проволоки.

Если к пружине сжатия предполагается покрытие каким-либо материалом или краской, это увеличит общую высоту в сжатом состоянии.

Этот параметр (высота в сжатом состоянии) должен быть принят за максимальную размерность. Он ни в коем случае не может быть равным рассчитанному номинальному значению высоты в сжатом состоянии.

Высота (пружины) в свободном состоянии

Это значение длины пружины в ненагруженном состоянии. Если никакой нагрузки на пружины не предусмотрено, то необходимо обозначить допустимое значение высоты пружины в свободном состоянии.

Если нагрузки заданы, значит, приблизительное значение в свободном состоянии может быть взято из справочника. Это позволяет производителям пружин менять значение высоты в свободном состоянии, чтобы подогнать характеристики пружины требованиям по нагрузке.

Направление навивки

Винтовые пружины сжатия делятся на пружины с правой навивкой и пружины с левой навивкой (по часовой и против часовой). Если не установлено, в какую сторону идет навивка, то пружина может идти в обе стороны.

Если пружины закреплены, их навивка должна идти в противоположные стороны. Если пружина идет над резьбой, направление ее навивки должно идти в противоположную сторону с направлением резьбы.

Компания НПО «СТАМО» за многолетний опыт работы сталкивалась с разными нестандартными задачами, требующими как знания расчета вышеописанных параметров, так и разработки нестандартных решений для производственных нужд своих клиентов.