Właściwości sprądnlc

1. Prądnice, wzbudzane prądem obcym (obcowzbudne), znaj­

dują chyba wyjątkowo zastosowanie do wytwarzania sprądu. Sprąd wzbudzający t„, wzrastając od 0 do i n , wywołuje w magnesach

*) oznacza m echaniczną moc w ch ła n ian ą p rzez p rą d n ic ę zo s iln ik a nap ęd zają­

cego, w yrażoną w AK. S praw ność ijm m usi zaw sze być m n iejsza od ri e , a w p rąd n i­

cach praw idłow ego u s tro ju w arto ść ta y rn w ah a się w g ra n ic a c h : tjm — 0,8 do 0,94, k tó ro odpow iadają w yłonow i pożytkowem u 590 do 690 w atów z każdego w ch ło n ięteg o AK.

Wzory zasadnicze dla śprądnic, wynikające i prawa Ohm‘a.

R odzaj sp rąd n icy J h i Ve

S p rąd n ic a o m a­

gnesach zw ykłych, n iew zbddzanych i sp rąd n ica w zbu­

dzan a prądem ob­

cym (obcow zbu- dria)

R a + r r E r + Jia

S prądnica gJównikowa,

ry s. 1201

j‘a+fid+r r

, + J ( R a + Rd ) :

E r + R a + R d

S p rąd n ica bocznikow a,

ry s. 1202 “ a +

r + Rn

E

e + J B a = e 1 + j r + T E J ( ‘r + i n ’‘R „ + J ' I i a

I B ocznik le - iy obocznio I w zględem 0 ^ .1 tw ornika, g \ ry s. 1203 rt o '

n (r + ĄQ*,.

r + R d + R„

’' + R d\

« + > !id

1 +

-Rn r

t + J R a + i Rd =

* ( i + —t- + T - -ąT ^{E J} r - ( , - + Rd ) + i n* R„ + J ’ lla

®* £ I

u 2 i Bocznik lo-

« ^ i ż y obocznio g f w zględem [ obw odu zo- g . 1 w nętrznego, o, \ ry s. 1204

r+ R „

e -J- J (72a -f” ) —

r 4"

1 + —

•) W a rto ś c i: —:- , —— a ponajczęściej i b y w ają zazw yczaj ta k m ałe, że w zastosow aniach p rak ty czn y ch można jo zan ied b ać w sto su n k u 7?., r

do w a r to ś c i: 1.

III. Prądnicoi prądniki. 809

8 1 0 D z ia ł sz esn asty . — E lek tro tech n ik a .

wzbudzenie B , które wzrasta w przybliżeniu podług wykresowej!

O P E (rys. 1205). Gdy sprąd wzbudzający i„ nie zmienia swej wiel­

kości, wzbudzenie B będzie wielkością stalą, a natenczas, podczas- biegu jałowego, napięcie prądotwórcze E pozostaje w prostym sto­

sunku do ilości obrotów, a więc E = n E 0, jeżeli przez E 0 ozna­

czymy napięcie prądotwórcze, powstające przy n = 1. Przy biegu pracownyin, napięcie międzykrańcowe będzie mniejsze, a mianowicie równe napięciu prądotwórczemu, zmniejszonemu o stratę napięcia

Bj-s. 1205. KJ'S' 120e’

w tworniku, oraz o stratę wskutek przeciwwzbudzania twornikowe- go; czyli napięcie międzykrańcowe (e — E — ,Jli) jest zależne od wiel­

kości’ odbytu prądu (prądu odpływającego), a więc Funk-cya ta ma przebieg, wskazany kreską nieprzerywaną w górnej czę­

ści rysunku 1206.

2. Sprądnice głównikowe przy niezmiennej ilości obrotów zmie­

niają swe napięcie prądotwórcze w miarę zmieniającej się wielkości prądu. Dopóki wzbudzenie magnesów nie zbliża się ku granicy na­

sycenia żelaza, napięcie prądotwórcze wzrasta w prostym stosunku z wielkością J prądu wzbudzającego; znamienna statyczna tego na­

pięcia: E = f ( J ) , jest zatem z początku również prawie prostolinij­

na, dalej zaś dopiero zagięta (O P E , rys. 1205). Znamienną tę mo­

żemy obliczyć (podl. str. 815 i nast.), albo też oznaczyć z doświad­

czenia, wzbudzając magnesy prądem ze źródła obcego i mierząc na­

pięcia międzykrańcowe obwodu niezamkniętego. Gdy obwód zam­

kniemy, prąd, płynący przez zwoje twornika, wzbudza w nim ma­

gnetyzm o dążności odwrotnej względem pola głównego (p. str. 824).

To przeciwwzbudzenie twornikowe, osłabiając natężenie pola, obni­

ża też i napięcie. Chcąc otrzymać napięcie pierwotnej wielkości, trzeba stosownie powiększyć wielkość prądu wzbudzającego. Od punktu P znamiennej statycznej (rys. 1205) odcinamy równolegle do osi odciętych: P P ' równe owemu niezbędnemu zwiększeniu prądu

wzbudzającego, a punkt P ' będzie punktem znamiennej dynamiczne], O P 'E '. Aby otrzymać znamienną zewnętrzną należy potrącić napię­

cie, zużyte na przezwyciężenie oporów w przewodach wewnętrznych1 sprądnicy (twornika i głównika). A że ta strata napięcia, wobeć niezmieniającego się oporu, pozostaje w prostym stosunku do wiel-' kości prądu, więc w rys. 1205 kreślimy OB z taką pochyłością, aby tg P = Ba -+- B d , a kresa CA na pionie P 'A wyznaczy nam szukaną stratę napięcia: odcinając na tymże pionie P 'A kresę P 'P l =

= CA, otrzymamy punkt P l szukanej znamiennej zewnętrznej OPle.

Wzbudzanie w sprądnicach głównikowych pojawia się dopiero po przekroczeniu pewnej ilości obrotów na minutę, zwanej czczą ilością obrotów, a zarazem tylko wtenczas, gdy opór całego obwo­

du nie przekracza wartości tg a (rys. 1205), a więc:

B a -1- Bd ■+" r tg a,

przyczem kąt a jest kątem, jaki tworzą w początku znamienne z osią odciętych. Ten rodzaj oporu obezprądnlającego zwiemy oporem nie- zmożnym. Sprądnice głównikowe nadają się dobrze do przesyłu» pra­

cy prądu: gdy bowiem należycie dobierzemy i sprądnicę i sprądnik głównikowy, możemy otrzymać stalą ilość obrotów sprądnika przy niezmiennej ilości obrotów sprądnicy. Jeżeli wykresowe w rys. 1205 wykreślimy na zasadzie, że tg f) równem będzie całkowitemu oporo­

wi obwodu, a więc obydwóch tworników i glówników i obydwóch przewodów, i jeżeli wykresowa O P 'E ' będzie znamienną dynamicz­

ną sprądnicy, to krzywa OPjC będzie wykresową napięć prądo- chłonnych sprądnika.

3. W prawidłowo zbudowanych sprądnicach bocznikowych na­

pięcie wzrasta tylko niewiele, nawet wobec znacznego zwiększenia się wielkości prądu. Znamienna statyczna, E = f ( i n), jest podobna jak w sprądnicy głównikowej. Rys. 1206 przedstawia taką znamien ną zewnętrzną, c = f(i), której część, oznaczona kreską nieprzerywa- ną, pojawia się podczas prawidłowego biegu, część początkowa zaś, oznaczona linią kropkowaną, wychodząca z punktu O pod kątem a, pojawiłaby się, gdybyśmy sprądnicę taką puszczali zwolna w bieg przy obwodzie zewnętrznym, zamkniętym prawie skrótowo. Sprądni- ca taka może sama wzbudzić swe magnesy tylko wtenczas, gdy opór obwodu zewnętrznego przekroczy wartość tg a, a więc gd y :

)■ tg a .

Gdy r < tg o, to taki za mały opór staje się obezprądniającym, a zwiemy go oporem pochłończym.

Posobnie z bocznikiem wstawiamy opornik miarkujący, tak w celu miarkowania napięcia w ogóle, jako też dla możności obniżenia opo­

ru w obwodzie bocznikowym, gdy się ten opór zwiększy skutkiem zagrzania bocznika podczas pracy (p. str. 825).

Sprądnice bocznikowe nadają się do oświetlenia i do przesyłu pracy, do celów elektrolizy, wreszcie do naprądniania zasobników, ponieważ przemożenie ich prądu prądem polaryzacyjnym nie od­

wraca dążności ich wzbudzenia magnetycznego.

4. Sprądnice sprzężone, t. j. bocznikowo-głównikowe utrzymują niezmienne napięcie wobec zmieniającej się wielkości prądu, jeżeli

III. Prądnice i prądniki. 8 1 1

głównik tak będzie ustosunkowany, aby przyrost powodowanego nim wzbudzenia równoważył wpływy przyrostu przeeiwwzbudzenia twor- nikowego i przyrostu strat napięcia w tworniku. Gdy jednakże chcemy utrzymywać stałe napięcie nie między krańcami samej sprąd- nicy, lecz między krańcami dłuższych przewodów, za pośrednictwem których przesyłamy pracę w dal, natenczas wypadnie nam głównik tak ustosunkować, aby zrównoważał nietylko wpływy powyżej już wyszczególnione, lecz dodatkowo i przyrost straty napięcia w owych przewodach, a prądnice takie zwiemy przegłównionemi.

Napięcie międzykrańcowe w prawidłowo zbudowanych sprądni- cach sprzężonych podlega wahaniu zaledwie 1 do 2% ) mimo to w Niemczech zastosowanie ich jest dość ograniczone, ponieważ i w sprądnicy bocznikowej, przy bacznej obsłudze, napięcie to daje się dobrze utrzymywać w granicach pożądanych. Sprądnica sprzę­

żona posiada bowiem pewne strony ujemne, a mianowicie: jest ona droższą i trudniejszą do wykonania, przedewszystkiem zaś, podobnie jak w sprądnicy glównikowej, i w niej jest możliwe odwrócenie się biegunowości. Wykonanie ułatwimy sobie znacznie, budując sprąd- nicę przegłównioną; zmniejszamy następnie prąd w główniku, przez dodanie do niego połączenia obocznego, którego opór nietrudno bę­

dzie umiarkować należycie.

b. Obliczenie sprądnic.