Электромагнетизм
Мы знаем, что каждая материя состоит из молекул, а молекулы состоят из атомов. У атомов есть нейтроны, электроны и протоны как его составной элемент. Электроны несут отрицательный заряд, в то время как протоны несут положительный заряд, а нейтроны нейтральны по своей природе. Используя эти определения, электрический заряд - это степень, в которой он содержит электроны и протоны.Электромагнетизм или электромагнитная сила - это наука о заряде, о силах и полях, связанных с зарядом. Когда электричество и магнетизм изучаются вместе, эффект изменения магнитного поля очень важен. Майкл Фарадей и Джозеф Генри в 1831 году независимо доказали, что электродвижущая сила индуцируется в замкнутом контуре из-за изменения магнитного поля. Электродвижущая сила или ток также индуцируется, когда замкнутый контур провода или проводника перемещается под воздействием магнитного поля. Электрические силы создаются электрическими зарядами либо в покое, либо в движении. Магнитные силы, с другой стороны, создаются только движущимися зарядами и действуют исключительно на движущиеся заряды.Магнетизм - это свойство, связанное с материалами, которые реагируют на приложенное магнитное поле. Существуют различные электрические поведения, такие как ферромагнетизм, диамагнетизм, парамагнетизм и антиферромагнетизм.
Электромагнетизм
Диамагнетизм. Диамагнетизм - это свойство объекта, которое заставляет его создавать магнитное поле в противоположность внешнему приложенному магнитному полю, вызывая тем самым отталкивающий эффект. Если мы рассмотрим электрическую природу диамагнитного материала, то обнаружим, что в нем нет неспаренных электронов, из-за чего объемный эффект не создается магнитными моментами электронов. В диамагнитных материалах намагниченность обусловлена орбитальным движением электронов.Парамагнетизм. Парамагнетизм - это форма магнетизма, которая возникает только при наличии внешнего магнитного поля. В соответствии с принципом исключения Паули, составные атомы элементов имеют некоторые внутренние электронные оболочки, которые являются неполными, что приводит к тому, что их неспаренные электроны вращаются как вершины и вращаются как спутники, таким образом, превращая атомы в постоянный магнит, стремящийся выровняться и, следовательно, усилить приложенное магнитное поле. Когда внешнее магнитное поле приложено к Парамагнитным материалам, они имеют тенденцию выравниваться в направлении приложенного магнитного поля и усиливают внешнее магнитное поле.Ферромагнетизм: Ферромагнитные эффекты очень велики; вызывая намагниченность, иногда превышающую приложенное поле, которая намного больше, чем диамагнитное или парамагнитное воздействие Ферромагнитные материалы также имеют неспаренные электроны и демонстрируют явление дальнего упорядочения на атомном уровне, которое вызывает вращение неспаренных электронов и сохраняет параллельную ориентацию друг к другу, даже если мы удаляем приложенное поле. После температуры ферромагнитные материалы теряют свои ферромагнитные свойства из-за беспорядка из-за высокой температуры. Примеры: кобальт, железо, никель и т. Д. Антиферромагнетизм. Антиферромагнитные материалы самопроизвольно выстраиваются при относительно низких температурах в противоположные или антипараллельные структуры по всему материалу, так что он почти не проявляет грубого внешнего магнетизма. В результате у антиферромагнитных материалов эффективный магнитный момент равен нулю. Это свойство материалов называется антиферромагнетизмом, а материалы, которые его проявляют, называют антиферромагнитными материалами. Примером антиферромагнитных материалов является спиновое стекло.
Принцип работы и устройство остаточного тока
Основной принцип работы устройства защитного отключения приведен на рисунке ниже.
Когда нагрузка подключается к источнику питания через устройство защитного отключения (УЗО), линия и нейтральные проводники подключаются через первичные обмотки тороидального трансформатора. В этом устройстве вторичная обмотка используется в качестве чувствительной катушки и электрически связана с чувствительным реле или полупроводниковым переключающим устройством, работа которого запускает механизм отключения. Когда линейные и нулевые токи сбалансированы, как в исправной цепи, они создают равные и противоположные магнитные потоки в сердечнике трансформатора, в результате чего ток в измерительной катушке отсутствует. (По этой причине трансформатор также известен как «трансформатор баланса сердечника»). Когда токи линии и нейтрали не сбалансированы, они создают дисбалансный поток. Это будет вызывать ток во вторичной обмотке, который используется для управления отключающим механизмом. Важно отметить, что как линейный, так и нейтральный проводники проходят через тороид. Распространенной причиной нежелательного отключения является сбой подключения нейтрали через УЗО, УЗО одинаково хорошо работают на однофазных, трехфазных или трехфазных и нейтральных цепях, но когда нейтраль распределена, важно, чтобы она проходила через тороид.
Реле
Реле - это переключатели, которые размыкают и замыкают цепи электромеханически или электронно. Реле управляют одной электрической цепью, размыкая и замыкая контакты в другой цепи. Как показывают схемы реле, когда контакт реле нормально разомкнут (НЕТ), существует открытый контакт, когда реле не находится под напряжением. Когда контакт реле нормально замкнут, существует замкнутый контакт, когда реле не находится под напряжением. В любом случае подача электрического тока на контакты изменит их состояние.
Реле обычно используются для переключения меньших токов в цепи управления и обычно не управляют устройствами, потребляющими энергию, за исключением небольших двигателей и соленоидов, которые потребляют малый ток. Тем не менее, реле могут «управлять» большими напряжениями и амперами, оказывая усиливающий эффект, потому что небольшое напряжение, приложенное к катушке реле, может привести к тому, что большое напряжение переключается контактами.
Защитные реле могут предотвратить повреждение оборудования, обнаруживая электрические неисправности, включая перегрузку по току, пониженный ток, перегрузки и обратные токи. Кроме того, реле также широко используются для включения пусковых катушек, нагревательных элементов, сигнальных ламп и звуковых сигналов.
Электромеханические реле против твердотельных реле
Реле являются либо электромеханическими реле, либо твердотельными реле. В электромеханических реле контакты размыкаются или замыкаются магнитной силой. С твердотельными реле контакты отсутствуют, а переключение полностью электронное. Решение об использовании электромеханических или твердотельных реле зависит от требований к электропитанию, ограничений по стоимости и ожидаемого срока службы. Хотя твердотельные реле стали очень популярными, электромеханические реле остаются распространенными. Многие функции, выполняемые тяжелым оборудованием, требуют возможности переключения электромеханических реле. Твердотельные реле переключают ток с помощью неподвижных электронных устройств, таких как кремниевые выпрямители. Эти различия в двух типах реле приводят к преимуществам и недостаткам каждой системы. Поскольку твердотельные реле не должны питать катушку или размыкать контакты, для «включения» или выключения твердотельных реле требуется меньшее напряжение. Точно так же твердотельные реле включаются и выключаются быстрее, потому что нет физических частей для перемещения. Хотя отсутствие контактов и движущихся частей означает, что твердотельные реле не подвержены искрению и не изнашиваются, контакты на электромеханических реле могут быть заменены, в то время как твердотельные реле должны быть заменены в случае неисправности любой детали. Из-за конструкции твердотельных реле существует остаточное электрическое сопротивление и или утечка тока, независимо от того, разомкнуты и замкнуты переключатели. Небольшие падения напряжения, которые создаются, обычно не являются проблемой; однако, электромеханические реле обеспечивают более чистое состояние ВКЛ или ВЫКЛ из-за относительно большого расстояния между контактами, которое действует как форма изоляции.