4. РОЗРАХУНОК ПЛАВКОГО ЗАПОБІЖНИКА

Задача 7. Площа поперечного перерізу плавкого запобіжника матеріалу М в електричному колі з граничнім струмом І дорівнює S (D – діаметр). Початкова температура запобіжника Тпоч=20С. Знайти значення величин: І=?, D=? Тепловіддачею в зовнішнє середовище знехтувати. Вважати, що час реакції запобіжника дорівнює 0,1 с. Питомий опір , густина , температура плавлення Тпл, питома теплоємність с матріалу М запобіжника наведені в таблиці.

Матеріал

Площа поперечного перерізу S, мм2

Густина , Мг/м3

Температура плавлення Тпл, С

Питома теплоємність с, Дж/(кгК)

Питомий опір , мкОмм



Цинк (Zn)

0,8

7,14

419

336

0,0592



Плавкі запобіжники. Принцип роботи плавких вставок базується на тепловій дії електричного струму. У нормальних умовах тепло, яке виділяє провідник, розсіюється у навколишньому середовищі. При значному збільшенні струму температура провідника може досягти температури плавлення металу, з якого він виконаний. Таким чином, при досягненні небезпечного значення струму вставка розплавиться і розірве електричне коло. Залежність часу вимкнення плавкої вставки від величини струму, який вимикається, називається захисною характеристикою. Захисна характеристика запобіжника залежить від багатьох факторів (температури навколишнього середовища, провідника вставки тощо), тому має досить великі розбіжності (понад 30%), а отже, і невисоку точність роботи. Так, калібровані вставки запобіжників перегорають при струмах, які перевищують струм вставки у 1,4 - 1,8 разів. Тому вставки необхідно використовувати стандартні, на струм, значно менший від довготривалого допустимого струму провідника на ділянці електричного кола, який підлягає захисту.

М – цинк (Zn)

S =0,4 мм2

Тпл = 419 С

= 7,14 Мг/м3

с = 336 Дж/(кгК)

= 0,0592мкОмм

Тпоч = 20 С

І=?, D=?



Розв’язання

,

де Р – потужність, І – сила струму, R – опір.

,

де R – опір, – питомий опір, l – довжина, S – площа.



,

де We – електрична енергія, t - час

,

де Wt – теплова енергія, с – питома теплоемність, m – маса, Тпл – температура плавлення, Тпоч – початкова температура.



,

де D – діаметр, R – радіус.

,

де S – площа поперечного перерізу плавкого запобіжника.



ВИСНОВОК: під час рішення цієї задачі було обчислино силу струму при якій плавкий запобіжник вийде зладу.

КРМЗ.РК8224.ПЗ



21



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.



Змн.



Арк.



№ докум.



Підпис



Дата



Арк.



20



КРМЗ.РК8224.ПЗ



КРМЗ.РК8224.ПЗ



22



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.