W Y K O N A L I Ś M Y J U Ż —
P R Z E D T E R M I N O W O aparaturę w szystkich p o d sta cyj na
pow ietrznych 35 k \ dla elektryfikacji W a rs za w s k ie g o W ęzła Kolejowego
Poczynione w zw ią zk u z tym i do sta w a m i
rozbudowa naszej fabryki, poważne nowe inwestycje, rozszerzenie labora
toriów i stacyj doświadczalnych do
1.250.000 V
UMOŻLIWIAJĄ NAM OBECNIE
i;-.; • • .
a n T . a n a r . e i m :
m m m m m
o S w i e
[ —
--- - w i
r n j r r ” :
n r 1 9
TRANSFORMATORY SUCHE I OLEJOWE
DO 15 kVA i 12 kV
Z A K Ł A D Y E L E K T R O T E C H N I C Z N E s 0 o.
W A R S Z A W A , D Z I E L N A 7 2 — T E L E F O N 11.94-77, 11.94-88, 11 c? 78
C z ę ś ć d o s t a w y s i l n i k ó w z a m k n i ę t y c h d l a w i e l k i e j f a b r y k i c h e m i c z n e j
B R O W N B O V E R I
Nowoczesne silniki zam knięte z chłodzeniem powlerzchniowo-żebrowym izolujem y S P E C J A L N Y M PR EP A R A TEM M IKI, materjałem o nieporówna
nej odporności na wysokg tem peraturę i działanie oparów chemicznych
NORMAMETR
TO UNIWERSALNY
PRZYRZĄD W IELOZAK RESO W Y N A P R Ą D STAŁY I Z M IE N N Y
P O D S T A W O W Y C H Z A L E T N O R M A M E T R U U N I W E R S A L N E G O :
N ie z a le ż n e n a s t a w ia n ie zekre su prądu i n ap ię cia za pom oc ą oddzielnych p rz ełą cz n ik ów .
Dowoln e p r z e ł ą c z a n i e na zak re s p rą d o w y i na
p ię c io w y p o d c z a s pracy.
P r z e ł ą c z a n i e z zakre su p rąd o w e g o na z a k re s n a
p ię ciow y nie w y w o łu je żad nej zm iany w o b w o dzie mierzonym, gdyż d o b ra n y boc znik pozo sta je Z A K R E S Y Prąd s t a ły : 0 , 0 0 2 / 0 , 0 1 / 0 , 0 5 / 0 , 2 / 1 / 5 A
w łą czony, a przyr ząd posia da minim alne straty w łasn e.
4. O p t y c z n e w s k a z a n ie rodzaju prądu.
5. M o ż e być za o p a trz o n y w skalę w y c e c h o w a n ą w omach od 0 do 5 0 0 0 0 0 om, z w bu d ow an ym re
gula tore m zakre su n ap ię ciow e go i b a t e r ią (3 V) dla b ez pośre dnie go pomiaru oporności.
P O M I A R Ó W :
0 , 2 / 0 , 5 mA; 1 / 5 / 20 / 5 0 / 100 / 5 0 0 V, 60 mV, 0,2 V P rą d z m ien n y: 0,01 / 0 , 0 5 / 0 , 2 5 / 1 / 5 A i 2,5 mA; 5 / 2 5 / 1 0 0 / 2 5 0 / 5 0 0 V i 1 V.
POLSKIE ZAKŁADY ELEK TRO TEC HN ICZN E
S p ó łk a A k c y jn a
ZARZĄD I FABRYKA: W Ł O C H Y P O D WARSZAWĄ Telefon C e n tra la 548-88
O ddział w W arszaw ie: ul. S ienkiew icza 14, telefon 283-13
STR. 36 W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N
F A B R Y K A A P A R A T Ó W E L E K T R .
INŻ. JÓZEF IMASS
Ł Ó D Ź ,
UL. PIOTRKOWSKA NR. 255
TELEFONY: 138-96, 11 1-39.
O G R A N I C Z N I K I MOCY
OD 0,07 - 5 A.; 120 i 220 V.
F A B R Y K A K A B L I
S P Ó Ł K A A K C Y J N
K RAK Ó W PŁASZÓW
p r o d u k u j e : ________
Linki a n ten o w e, sznury radjow e, d zw on k ow y, taśm y izolacyjn e, druly e m a ljo w a n e, druty n a w o jo w e , g o łe dru
ty i linki m ied zia n e, b ro n zow e i m osięż
ne, przew odniki w izolacji gum ow ej, k a b le g u m o w e, k a b le ziem n e do 60.000 V, k a b le telefon iczn e, arm atury k ablo
w e (w szelk ieg o rodzaju), rurki izola
cyjne, puszki, fajki, tulejki, skobelki
^ d o kabli.
B a k elito w e proszki i m a sy p rasow n icze (futurolowe)’oraz lak iery izo la cy jn e i kry
ją c e (lakiery futurolow e, b akelitow e) futurolow e kity.
Lam py sto ło w e, biu rk ow e, n o cn e, gór
n icze n ie ła m liw e , w y łą czn ik i, przełącz
niki, g n iazd k a , w tyczk i, opraw ki, rozetki, przyciski d zw o n k o w e, kinkiety ścien n e, dzw onki, Iransformatorki d zw onkow e,
^ płyty, pręty i rury g u m o id o w e i t. p.
B akelitow e: p o d sta w k i do lam p radio
w y ch , p rzełączn iki a n te n o w e , skale, guziki, c z ę śc i p ra so w a n e.
B a k elito w e artykuły ga la n teryjn e.
E bon itow e płyty, pręty, rury, naczynia ak um ulatorow e, p rzepon y d o akumulat.
C ięte lukiem elektrycznym w b la sz e 12 mm grubości.
C ięcie lukiem jest tanie,
wygodne,
nie wichrzy zbytnio blachy, a w ięc często będzie
jedynie możliwym sposobem
ELEKTROBUDOWA S.
WYTWÓRNIA MASZYN ELEKTRYCZNYCH - ŁÓDŹ - K O P E R N I
i .
---- ---- ---- ---- ---- ---- ---
i.: N A K Ł A D 3 3 0 0 E G Z E M P L A R Z Y ♦ C E N A Z E S Z Y T U 1 Z Ł . 2 0 G R.
- W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E
M I E S I Ę C Z N I K P O D N A C Z E L N Y M K I E R U N K I E M P R O F . M. P O Ż A R Y S K I E G O
^ Redaktor: inż. el. W ło d z im ie r z K o łe le w s k i • W a r s z a w a , ul. K r ó le w s k a 15. Tel. 5 2 2 - 5 4
' i R O K V • L U T Y 1 9 3 7 R . • Z E S Z Y T 2
Treść zeszytu 2-go. 1. CO ELEKTRYK O ELEKTROAKUSTYCE WIEDZIEĆ POWINIEN, inż. el. H. Wehr. 2. ELEKTRYFIKACJA WĘ- Sj ZŁA KOLEJOWEGO WARSZAWSKIEGO inż. el. J. Zieliński. 3. UKŁADANIE KABLI ZIEMNYCH W CZASIE MROZ0W inż. St. Bla- t dowski. 4. TECHNIKA INSTALACYJ ELEKTRYCZNYCH. 5. NOWINY ELEKTROTECHNICZNE. 6. SKRZYNKA POCZTOWA 7. RÓŻNE.
■ -
Co elektryk o elekłroakusłyce ó wiedzieć powinien.
Ini.-el. H A N N A W E H R .SC
£ (Ciąg dalszy),
t? #
- W poprzedniej części a rty k u łu podaliśm y za- ic rys historyczny rozw oju elektro aku sty k i, om ówi
liśmy pokrótce p rak ty czn e jej cele i zadania, po
!_ czym przystąpiliśm y do zapoznania C zytelników
~ z zasadniczymi pojęciam i, jak im i posługuje się m nauka o dźwięku.
Obecnie zobaczym y, jak i zw iązek m ają poję-
■ cia o charakterze napozór ta k bardzo teorety czn ym i specjalnym , ja k np. ciśnienie akustyczne lub szybkość poruszających się cząstek pow ietrza, z innym i pojęciam i dobrze n am znanym i zarów no z ogólnych p odstaw elektrotech n ik i, ja k i z życia codziennego, a w ięc np. z mocą, spraw nością lub natężeniem dźw ięku. P o stara m y się rów nież w y jaśnić, jak ie jednostki, w y nik ające z ty ch pojęć, stosuje się w p rak ty c e p rzy p om iarach elek tro akustycznych *). W reszcie — dla pełnej c h a ra k te rystyki dźw ięku — om ów im y jego wysokość i barwę.
Moc ak u s ty c z n a .
O kreślenie m ocy akustycznej, ja k ą pobiera m ikrofon lub oddaje słu ch aw ka czy głośnik, jest j]i specjalnie ważne, poniew aż p rz y cechow aniu tych w łaśnie obiektów elektro ak u sty czn y ch in teresu je nas przede w szystkim ich spraw ność, k tó ra, ja k łatwo się dom yśleć, w y raża się stosunkiem dopro
wadzonej m ocy akustycznej do o trzym anej mocy 5f elektrycznej lu b naodw rót. Moc akusty czną Pa
" możemy w y razić za pom ocą wielkości, k tó ry ch określenie oraz sposób p om iaru podaliśm y w p ie r
wszej części a rty k u łu , a m ianow icie:
Pa = P
pX vp
*) S a m e g o w y p ro w a d z e n ia
jednostek nie podaje
my.
gdzie oznaczają:
P a — moc akustyczna fali akustycznej p ła skiej *) przypadająca na 1 cm2 pola akustycznego;
Pp —
w ytw orzone przez tę falę ciśnienie ak u styczne w yrażone w m ikrobarach i w ystępujące w danym punkcie pola akustycznego;
v p
— szybkość cząstek pow ietrza, poruszają
cych się w tej fali płaskiej, w tym że punkcie pola akustycznego.
J a k w idać z powyższego wzoru, moc fali p ła
skiej m ożem y porów nać z m ocą P prąd u stałego, która, ja k wiadomo, w yraża się wzorem :
p = u x J
— o ile tylko założymy, że ciśnienie akustyczne p p je st odpow iednikiem napięcia U, szybkość zaś
v p*— odpow iednikiem natężenia p rą d u elektrycz
nego I. Idąc dalej drogą analogii (podobieństw a) do zjaw isk elektrycznych, m ożem y nazw ać stosu
nek:
Pp = r„ — „opom ością^akustyczną“ **).
v p
D ośw iadczalnie stw ierdzono, że
r Pjest w iel
kością stałą dla danego ośrodka przy danej tem p eratu rze; ta k np. dla pow ietrza p rzy tem p e ra tu rze 20nC
r p— 415. W prow adzając te wielkości do wyżej podanego w zoru na moc akustyczną fali płaskiej, otrzym u jem y w yrażenie:
p _ P
p2.
r p
Z tego w zoru m ożem y obliczyć moc akustycz
ną Pa dla pow ietrza przy tem peraturze 20°C, p rzy p adającą na 1 cm 2 w m ik ro w atach ***) znając
*) W w ię k sz o ś c i ro z w a ż a ń e le k tro a k u s ty c z n y c h p o s łu g u je m y się p o ję c ie m t. zw .
fali płaskiej, t. j. fali o ta
k im c h a r a k te r z e , j a k n p . fa la , k tó r a p o w s ta je n a s k u te k w rz u c e n ia k a m ie n ia d o w o d y . J e d n a k ż e n a le ż y p a m ię ta ć , że je ż e li ź ró d ło d ź w ię k u z n a jd u j e się w o tw a r te j p r z e s trz e n i, to w b e z p o ś r e d n im je g o są s ie d z tw ie p o w s ta je t. zw . f a l a k u lis ta , g d y ż c z ą s tk i p o w ie tr z a d r g a j ą w e w s z y s tk ic h k ie r u n k a c h p rz e s trz e n i. W z o ry d la f a li k u li
ste j w y m a g a ją w p ro w a d z e n ia t. zw . r a c h u n k u w e k to r o w eg o i d la te g o te ż w r a m a c h n in ie js z e g o a r t y k u łu n ie m o g ą b y ć r o z p a tr y w a n e .
**) In a c z e j: o p o rn o ś c ią m e c h a n ic z n ą w z g lę d n ie
„ im p e d a n c ja a k u s ty c z n ą ” .
***) 1 fi W = 0,000001 w a ta , _ j
STR. 38 W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E Nr. 2
oczywiście ciśnienie p p panujące w rozp atry w a
nym punkcie pola akustycznego w ; B, a m iano
wicie:
P a : P°— uW/cm2, 415 '
Drogą pom iarów ciśnienia akustycznego otrzym ano różne w ielkości m ocy akustycznej, ja ka w ystępuje w różnych w ypadkach in teresu ją
cych nas w życiu codziennym.
Tak np. m aksym alna moc bardzo głośnej rozmowy dochodzi do 1000 [j-W/cm2; moc mowy ludzkiej, wygłoszonej bez w ysiłku jest rzędu 10 0 W/cm2, zaś przy rozmowie przyciszonej (na g ra
nicy szeptu) moc akustyczna spada do wielkości -0,1 |j.W/cm2, podczas, gdy przy ledwo dosłyszal
nym szepcie wynosi zaledwie 0,01 [iW/cm2. W i
dzimy zatem, że mówiąc sobie zwyczajnie, w y
tw arzam y pew ną moc, k tó ra podobnie, ja k i moc elektryczna, może być w yrażona w w a t a c h 1 któ ra za pomocą odpowiednich urządzeń może być bez tru d u z a m i e n i o n a na moc elek try czną.
Wielkość mocy akustycznej przypadającej na 1 cm2, w yrażona w ¡iW/cm2 nazyw am y jeszcze inaczej natężeniem dźwięku.
• Chcąc obliczyć całkow itą moc akustyczną, w yprom ieniow aną przez dane źródło dźwięku, n a
leżałoby zmierzyć natężenia dźwięku, pochodzą
cego z danego źródła, we wszystkich punktach otaczającego to źródło p o l a akustycznego w bez
pośrednim sąsiedztwie źródła, a następnie zsumo
wać je, względnie — w w ypadku rów nych n a tę żeń — pomnożyć przez powierzchnię pola akusty
cznego. J a k widzim y więc, bezpośredni pom iar bezwzględnej w artości energii akustycznej, wy- prom ieniow anej przez źródło dźwięku nie jest rzeczą łatw ą i dlatego też w większości w ypad
ków posługujem y się w elektroakustyce pomiara
m i porównawczym i, które polegają w zasadzie na tym, iż o w i e l k o ś c i m ierzonej mocy w nio
skujem y na podstaw ie p o r ó w n a n i a jej z jakąś wiadomą nam jednostką mocy.
M etoda ta znana jest również w innych dziedzinach techniki prądów stałych. Tak np. nrzy określeniu elektrycznych właściwości linii telefo
nicznej, po której prow adzim y rozmowę, ważne jest dla mierzącego technika, jakie stra ty mocy zachodzą w tej linii, stanowiącej część obwodu rozmowy telefonicznej, czyli jak ta linia tłum i prow adzoną rozmowę — na skutek swej oporno
ści oraz upływ u prądu. Ponieważ bezwzględny pom iar mocy na początku i na końcu linii przed
staw iałby duże trudności, a to ze względu na b.
m ałe wielkości mocy tu występujących, — ogra
niczam y się do określania stosunku, w yrażającego ile razy moc o d b i e r a n a na końcu linii jest m niejsza od mocy n a d a w a n e j na początku linii. Stosunek ten nazyw am y spółczynnikiem tłum ienia dla danej linii.
Idąc drogą analogii do zjaw isk elektrycznych w zjaw iskach czysto akustycznych, możnaby po
wiedzieć, że np. rozmowa prowadzona przy zam kniętych drzw iach (bez pomocy telefonu) z je dnego pokoju do drugiego zostaje tłum iona przez ścianę. W ielkością charakteryzującą owo tłu m ie
nie, czyli t. zw. spółczynnikiem tłum ienia, jaki wprow adza ściana, nazw alibyśm y s t o s u n e k
mocy akustycznej, zm ierzonej w pokoju m ów iące
go bezpośrednio przed ścianą do
m o c yakustycz
nej odbieranej w pokoju
s ł u c h a j ą c e g o• bezpo
średnio za ścianą.
P r a k t y c z n ą korzyść, w ypływ ał z w prow adzenia pojęcia tłu m ien ia
z r o z u m i e m yje
dnakże wówczas dopiero, gdy dokładnie uśw iado
m im y sobie, co to są jednostki
t ł u m i e n i a ,w jaki sposób m ożemy je odtw orzyć, a w reszcie jak w prakty ce elektroakustycznej dokonyw ane są pom iary tłum ienia.
Otóż na podstaw ie rozw ażań fizycznych i ma
tem atycznych nad w łaściw ościam i obw odów elek
trycznych przekonano się, że pew ne zespoły ce
wek, z których każda składa się z szeregu uzwo
jeń, połączonych jak na rys. 8, i w łączonych do
Układ H Układ T
R ys. 8.
D w a ty p o w e u k ła d y c e w e k lin ii sz tu c z n e j.
N azw y u k ła d ó w „ H ” i „ T ” — p o c h o d z ą od sposobu p o łą c z e n ia cew ek .
obwodu telefonicznego, zastępu ją ja k gdyby stra
ty, zachodzące w linii; dlatego też nazw ano je linią sztuczną. N ależy to rozum ieć w te n sposób, że w spom niane cew ki — po w łączeniu ich do da
nego obwodu — w yw ołują tak ie stra ty , jakie w rzeczywistości zachodzą w pew nej linii. Cew
ki te (rys. 9) przed staw iają w yłącznie oporność omową, gdyż n aw inięte są b ezindukcyjnie i bez- pojemnościowo.
R ys. 9.
L in ia sztu c z n a .
Jeśli cewki linii sztucznej są ta k obliczone, że po w łączeniu ich do danego obw odu telefoniczne
go zm niejszają moc o dbieraną na końcu obwodu w stosunku 7,389 razy do w ielkości m ocy nadaw a
nej, — to wówczas m ów im y, że linia sztuczna w prow adza do danego obw odu tłu m ien ie w ielk o
ści 1 nepera. Je st to m iędzynarodow a jednostka tłum ienia używ ana przy o kreślaniu właściwości elektrycznych linii telefonicznych.
P r z ypom ia
rach elektroakustycznych neper, jako jednostka
tłum ienia, p rzy ję ła się jedynie w Niemczech- w
A m eryce n atom iast w prow adzono in n ą jednostkę
tłum ienia, bardziej dogodną dla celów akustvcz-
^ Nr. ~ 2
•
W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E • STR. 59nych, a m ianow icie „decybel” (1 decybel = 0,1 bela). 1 decybel w prow adzony (np. pod postacią cewki tłu m iącej) do obw odu linii telefonicznej lub innej z m n i e j s z a moc odbieraną na koń
cu linii 1,259 razy w stosunku do mocy n ad aw a
nej. W idzim y zatem , że:
1 decybel = 0,115 n epera 1 n e p e r — 8,68 decybeli.
Posługując się opi
saną wyżej linią sztucz
ną, m ożem y z łatw ością zmierzyć tłum ien ie k a- ż d e g o obw odu elek
trycznego — przez po
rów nanie mocy odb iera
nej z danego obw odu z mocą odbieraną z li
nii sztucznej p rzy tej samej mocy w ejściow ej.
A poniew aż m oc ak u styczna danej słuch aw ki, głośnika lub m ik ro fonu jest pro porcjonal
na do odpow iedniej m o
cy elektrycznej, łatw o
się przeto domyśleć, że zm niejszając moc elek
tryczną np. 7,389 razy, zm niejszam y tyleż razy odbieraną moc akustyczną. S tąd w niosek, że z podanych wyżej jed n o stek tłu m ien ia m ożem y korzystać nie ty lk o p rzy p om iarach obwodów elektrycznych, lecz tak że p rzy określan iu sp raw ności elektroakustycznej ap arató w telefonicznych.
Ponieważ określenie spraw ności aparatów te le fo nicznych należy do jednej z ciekaw szych dziedzin elektroakustyki, przeto zajm iem y się tą spraw ą nieco bliżej.
Istnieje sposób określan ia spraw ności a p a ra tu telefonicznego przez p orów nanie tego a p a ra tu ze w z o r c e m m iędzynarodow ym (t. zw. układ Sfert’a), przy k tó ry m nieocenione usługi oddają nepery lub decybele. P o m iar tak i składa się
z dwóch części, k tó re om ów im y po kolei.
Część 1-szą p om iaru stanow i t. zw. „pom iar i na odbiór”, kiedy po rów nyw am y słuchaw kę
K „ osoba zaś odbierająca rozmowę, czyli słuchacz B, słucha w kabinie K ,, — p rzy czym słucha on n ad ającą osobę A n a jp ie rw za pomocą słuchaw ki a p a ra tu wzorcowego, następnie zaś słuchaw ką a p a ra tu badanego, na któ ry się przełącza przy po-
o p e r a t o r B L i n i a
^ 1
A p a r a t
=| 0 w zo rc o w y
A p a r a t b a d a n y
U 1
a
1 L 1
R y s. 11.
P r ó b a „ n a n a d a w a n ie ” .
S p ra w d z a n ie m ik ro fo n u b a d a n e g o a p a r a tu .
a p a ra tu bad anege ze słuchaw ką a p a ra tu wzorco
wego. P rz y ty m pom iarze nadający, którego n a zw iem y m ów cą A (rys. 10), m ówi z pom ocnicze
go a p a ra tu pom iarow ego ustaw ionego w kabinie
R ys. 10.
P r ó b a „ n a o d b ió r” .
S p ra w d z a n ie s łu c h a w k i b a d a n e g o a p a r a tu .
mocy przełącznika P. Poniew aż słuchaw ka apa
ra tu wzorcowego je st zazwyczaj g ł o ś n i e j s z a od słuchaw ki a p a ra tu badanego, przeto w szereg z ap aratem w łącza się dodatkowe tłu m ien ie w (neperach lub decybelach) w postaci regulow anej linii sztucznej. Słuchacz B d o b i e r a wysokość tłu m ien ia linii sztucznej w te n sposób, aby słu
chaw ka badanego (mierzonego) a p a ra tu oddaw a
ła głos z ty m sam ym natężeniem co słuchaw ka a p a ra tu wzorcowego. D obrane w te n sposób ne
p e ry lu b decybele określają o ile słuchaw ka b a
danego (m ierzonego) a p a ra tu jest gorsza od słu
chaw ki wzorcowej.
Część 2-gą pom iaru stanow i t. zw. pom iar „na nadaw anie, w k tó ry m porów nyw a się m ikrofon a p a ra tu badanego z m ikrofonem a p a ra tu w zor
cowego.
P rzy ty m pom iarze m ówca A i słuchacz B za m ienia ją się m iejscam i ta k że osoba A nadaje kolejno z obu aparatów
—badanego i w zorcowe
go,—osoba zaś B (obec
nie słuchacz) — odbie
ra. W ty m przyp adk u (rys. 11) słuchacz B po
siada w swej kabinie K, linię sztuczną w raz z przełącznikiem P i od
pow iednio dobiera siłę odbieranego głosu, w trą cając dodatkow o w linię pew ną ilość neperów lub decybeli, k tó re o kre
ślają, ile razy badany m ikrofon je st gorszy od wzorcowego.
1
D la ścisłości należy zaznaczyć, że zrobiliśm y założenie, iż badan y a p a ra t jest gorszy od w zorco
wego i w ty m w łaśnie założeniu podaliśm y sche
m at — znacznie prostszy od stosow anego w rze-
STR. 40 • W I A D O M O Ś C I E L
czywistości. W praktyce jednakże ap arat badany (mierzony) niejednokrotnie okazać się może lep
szy od wzorcowego i dlatego też zachodzi na ogół potrzeba włączania linii sztucznej do o b u apa
ratów — badanego i wzorcowego. Poza tym ze względów czysto psychologicznych w łącza się za
zwyczaj w kabinie mówcy t. zw. tajn e tłum ienie, którym słuchacz nie m anipuluje, polecając je dynie mówcy w trakcie badania, aby w łączył mniej lub więcej tłum ienia w dany obwód; cho
dzi tu bowiem o to, aby słuchacz nie poddaw ał się sugestii co do dobroci jednego z aparatów .
Je st rzeczą oczywistą, że przy tego rodzaju pom iarach możliwe są duże rozbieżności osiągnię
tych wyników, w ynikające z subiektyw nych w ła
ściwości osób, biorących udział w pom iarach, przy czym wchodzi tu w grę nie tylko słuch, lecz ta k że uwaga, inteligencja, nastrój, samopoczucie, a przede w szystkim w praw a w tego rodzaju po
m iarach. To też w ym agają one dłuższego sta ra n nego przeszkolenia pewnej grupy ludzi, którzy muszą wykonać dużą liczbę pom iarów w różnych zespołach.
Zauważono, że w y s z k o l o n e ucho ludzkie reaguje już na najm niejszą różnicę w odbiorze odpowiadającą 0,1 nepera (czyli ok. 1 decybela).
Przy w trąceniu w linię tłum ienia o wielkości większej od 3 neperów rozm owa staje się niezro
zum iałą — naw et przy zastosowaniu dobrych apa
ratów . Powyżej 10 neperów przestajem y wogóle słyszeć cokolwiek. Należy podkreślić, że różnica między rozm ową b. głośną a cichym szeptem w y
nosi 60 decybeli, czyli ok. 6,9 nepera.
W y s o k o ś ć dźwięku.
Omówione dotychczas wielkości c h a r a k t e r y z u j ą c e dźwięk, a m ianowicie ciśnienie aku
styczne oraz natężenie dźwięku w iążą się bezpo
średnio z mocą źródła dźwięku. W uchu ludzkim w yw ołują one w rażenia dźwiękowe, które w po
tocznej mowie określamy, jako „głośne” lub „ci
che”. W iem y jed nak dobrze, że ucho nasze roz
różnia nie tylko dźwięki ciche lub głośne, ale ta k że dźwięki w y s o k i e oraz n i s k i e .
J a k wiadomo z fizyki, w ysokość dźwięku za
leżna jest od liczby drgań na sekundę, jakie w yko
nyw a źródło dźwięku, czyli od częstotliw ości źró
dła dźwięku. Im m niejsza jest częstotliwość tego źródła, tym dźwięk jest niższy i naodw rót — im ona jest większa — tym dźwięk jest wyższy. Czę
stotliwość źródła dźwięku w yrażam y w okresach na sekundę *) czyli w cyklach (c) lub w hertzach
(htz).
Na podstaw ie licznych doświadczeń stw ier
dzono, że przeciętne ucho ludzkie jest w stanie odbierać dźwięki, których częstotliwość leży w granicach od 20 do 20 000 okr./sek., co w skali m u
zycznej odpowiada 10-ciu oktawom. Dlatego też ten tylko zakres częstotliwości jest interesujący dla elektroakustyki i nosi nazwę zakresu częstotli
w ości akustycznych.
Mówiąc o w y s o k o ś c i dźwięku, nie od rzeczy będzie zapoznać się z pojęciem tonów pro-
*) W c ią g u je d n e g o o k re s u źró d ło d ź w ię k u w y k o n y w a je d n o d rg a n ie .
stych i złożonych. Tony proste m ogą w ystępow ać niekiedy j e d y n i e w m uzyce,
n a t o m i a s tnigdy p raw ie w m owie ludzkiej. Tym, z pośród C zytel
ników, którzy zajm ują się m uzyką, wiadomo, ze każda oktaw a zaw iera osiem podstaw ow ych to
nów prostych (do, re, mi, fa itd .). Stwierdzono, że każdy ton oktaw y posiada w poprzedniej okta
wie odpowiedni ton, lecz o częstotliw ości dw a razy niższej, w następnej zaś oktaw ie — odpowiedni ton o częstotliw ości dw a razy wyższej. Są to w m uzyce t. zw. różne tonacje tej sam ej nuty.
R ys. 12.
G e n e ra to r la m p o w y d la c z ę sto tliw o śc i a k u s ty c z n y c h .
N ajdogodniejszym źródłem tonów prostych jest generator lam p ow y (rys. 12) o zakresie częstotliwości akustycznych. S łuchaw ka lub głoś
nik, przyłączony do zacisków takiego generatora lampowego i zasilany jego prądem , w ytw arza dźw ięki o częstotliw ości odpow iadającej częstotli
wości tegoż p rąd u zasilającego. W ykres przebiegu prąd u generato ra lam powego w yśw ietlony na ekranie lub zarejestrow an y na taśm ie p rzy pomo
cy przyrządów zw anych oscylografam i *) (rys. 13) przedstaw ia się w
postaci d o b r z e nam już znanej si
nusoidy, pokazanej na rys. 14.
Jeśli z genera
tora lam powego za
silać będziem y gło
śnik lub słuchawkę wysokiej klasy **) i otrzym aną tą dro
gą moc akustyczną przekształcim y n a
stępnie p rz y pom o
cy m ikrofonu ta
kiej samej klasy Rys. 13.
Z
powrotem na moc
W id o k o sc y lo g ra fu ,elektryczną, wów
czas otrzym ana przez nas k rzyw a p rąd u pow inna dać na oscylografie czystą sinusoidę. O pierając
*) O sc y lo g ra fy są to p rz y r z ą d y r e je s tr u ją c e z m ia n y p rą d u , z a c h o d z ą c e w czasie. I s tn ie j ą d w a ty p y o sc y lo g ra fó w a m ia n o w ic ie ; o sc y lo g ra fy r e je s tr u ją c e n a t a ś m ie o ra z o sc y lo g ra fy p o k azo w e, z a o p a trz o n e w larrm e B ro w n a (z e k r a n e m ) .
**) n ie w p ro w a d z a ją c e z n ie k s z ta łc e ń .
_____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
Nr. 2 W A D O M O S C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E STR. 41
się na powyższym , m ożem y spraw dzić przy pom o
cy m ikrofonu oraz oscylografu, czy np. ton głosu słuchaw ki lub głośnika je st prosty, a więc daje czystą sinusoidę, czy też jest on złożony i daje sinusoidę odkształconą.
Poszczególne dźw ięki m owy w każdym języ
ku posiadają ponadto t. zw. częstotliw ości tw orzą
ce, k tó re nie stanow ią w praw dzie pełnej wielo
krotności podstaw ow ej harm onicznej, decydują natom iast o zrozum iałości danego dźwięku. Czę-
R ys. 14.
S in u s o id a ln y p rz e b ie g p rą d u .
Barwa d ź w ię k u i z r o z u m ia ł o ś ć m owy.
Ja k zaznaczyliśm y w yżej, zarów no m owa ludzka, ja k i większość in stru m en tó w m uzycznych, rzadko kiedy je st źródłem tonów prostych, t. j.
takich, któ re zam ienione p rzy pom ocy m ikrofonu na energię elek tryczn ą pow odow ałyby p o w staw a
nie na oscylografie czystej sinusoidy. To też przy oscylografow aniu większości dźw ięków m owy lub muzyki otrzy m ujem y sinusoidy o d k s z t a ł c o n e . W drodze ścisłych rozw ażań m atem a
tycznych zostało dowiedzione, że tak ie sinusoidy powstają przez zsum ow anie k ilk u sinusoid o róż
nych częstotliw ościach i am plitudach. Tę z pośród tych sinusoid, k tó ra posiada najw iększą am plitudę a jednocześnie najniższą częstotliwość, nazyw am y podstawową harm oniczną, gdyż w zasadzie decy
duje ona o wysokości dźwięku. Pozostałe sinusoi
dy składow e — o częstotliw ości wyższej, stan o
wiącej w ielokrotność częstotliw ości podstaw ow ej harm onicznej, — czyli t. z w. wyższe harm onicz
ne, decydują o b arw ie dźwięku.
O kazuje się, że ucho ludzkie jest na barw ę dźwięku nie m niej czułe od oscylografu, gdyż, jak powszechnie wiadomo, każdy człow iek o n o rm al
nym słuchu z łatw ością np. rozróżnia głosy zna
nych m u śpiew aków — o tej sam ej wysokości i natężeniu dźw ięku, w zględnie pozna po głosie swego niew idzialnego rozm ówcę, a w reszcie roz
pozna w o rkiestrze głosy należące do różnych in strum entów m uzycznych. W ynika stąd, że b arw a dźwięku je st pew nym czynnikiem in d y w id u al
nym, zależnym od budow y s tru n głosowych względnie od ro d za ju in stru m e n tu m uzycznego.
K ażdy człow iek posiada w swej m ow ie w łas
ną swą podstaw ow ą harm oniczną, t. j. częstotli
wość (zgodną z częstotliw ością w łasną jego stru n głosow ych), p rzy k tó rej je st m u n ajłatw iej m ó
wić, oraz szereg harm onicznych decydujących o barw ie jego głosu, dźw ięki k tó ry m człow iek też może być niem al że nieom ylnie poznany po głosie i odróżniony od bardzo w ielu innych osób. Mo- żnaby n a w e t ułożyć swego rodzaju k arto tek ę sk ład ającą się z oscylogram ów m owy danych osób, po k tó ry c h to oscylogram ach m ożnaby n astępnie osoby te rozpoznaw ać.
R y s. 15.
W y m a w ia n e p rz e d m ik ro fo n e m lite r y w y w o łu ją p rą d , k tó re g o p rz e b ie g w id o c z n y je s t n a o scy lo g rafie.
stotliw ość tw orząca jest dla poszczególnych dźwię
ków m owy stała i niezależna od podstaw ow ej h a r m onicznej. Tak np. dana samogłoska śpiew ana barytonem czy sopranem zaw iera te same często
tliw ości tworzące.
K rzyw e przebiegu p rąd u zdjęte za pomocą oscylografu przy w ym aw ianiu poszczególnych li
te r przed m ikrofonem (rys. 15) p rzedstaw iają się w sposób pokazany na rys. 16. O ile p rzy pomocy odpowiednich filtró w elektrycznych odetniem y od zakresu częstotliw ości akustycznych częstotliw o
ści tworzące, wówczas m owa przestanie być zro
zum iałą,—o ile zaś odetniem y wyższe harm onicz
ne — głos straci sw ą barw ę i pełnię brzm ienia. W te n sposób niezw ykle doniosła rola zarówno w yż
szych harm onicznych, ja k i częstotliwości, tw orzą
cych została należycie w yjaśniona.
spółgłoska „ M
samogłoska „ A
spółgłoska „ R
samogłoska , U
Samogłoska „ /
R ys. 16.
P rz e b ie g p r ą d u w o b w o d z ie m ik ro fo n u p rz y w y m a w ia n iu p o sz c z e g ó ln y c h l i te r o tr z y m a n y p rz y p o m o c y o sc y lo g ra fu .
Harm oniczne posiadają zazwyczaj częstotli
wość wyższą od częstotliwości tworzących. Tam więc, gdzie zależy nam jedynie na zrozumiałości mowy dla celów praktycznych (jak np. w telefo
nii) — pracujem y na m niejszym zakresie często
tliwości akustycznych a więc od 200 do 3 000 okr/sek., (ok. 4 oktaw ). Tam natom iast, gdzie za
leży nam na w iernym odtw orzeniu mowy lub m u
zyki (jak np. w radiofonii) — m usim y podnieść w ym agania co do zakresu częstotliwości do 50 — 10 000 okr./sek., czyli do przeszło 7 oktaw co od
powiada skali fortepianu.
Z akres częstotliwości odtw arzanych bez znie
kształceń przez słuchawki, głośniki i m ikrofony uw arunkow any jest trudnościam i technicznym i, jakie w ystępują przy w ykonaniu tych obiektów oraz dążeniem do potanienia kosztów ich p roduk
cji. Ponadto technika, podobnie ja k wszędzie, tak i tu wychodzi przy masowej produkcji ze słusz
nego założenia, że dobroć produkow anego a rty k u łu należy podnosić jedynie do tej granicy dosko
nałości, któ rą przeciętny odbiorca jest jeszcze w stanie ocenić.
Elektryfikacja węzła kolejowego warszawskiego
ln i.- e l. JÓ Z E F Z IE L IŃ S K I
(C iąg d alszy )
E le k łro w ag o n y (w ag ony motorowe).
P o o m ó w ien iu b u d o w y o raz p rz e z n a c z e n ia z b i e r a c z a p r ą d u p rz ech o d zim y do bliższego ro z p a trz e n ia n a p ę d u e le k tro w a g o n u .
N a p ę d e le k t r o w a g o n u .
E le k tro w ag o n , ja k o sa m o d zieln y o d b i o r n i k e n e rg ii e le k try c z n e j, k tó r ą p rz e k s z ta łc a o n n a s tę p n ie n a p ra c ę m e c h a n ic z n ą , w y p o sażo n y je s t w szereg u rz ą d z e ń o ra z a p a ra tó w e le k try c z n y c h , sta n o w ią c y c h k ilk a o b w o dów . O b w o d em g ł ó w n y m n a z w ie m y te n z p o śró d n ich , p o p rz e z k tó r y e n e rg ia e le k try c z n a ze ź ró d ła z e
w n ę trz n e g o , to je s t z sieci tr a k c y jn e j, d o p ro w a d z a n a je s t d o siln ik ó w tr a k c y jn y c h n a p ę d z a ją c y c h e le k tro w a g o n . W o bw odzie ty m p r ą d p ł y n i e z sieci roboczej (s ry s. 9)
— p rzez z b ieracze p r ą d u p do szy n zbiorczych z, stą d — d o p o d w ó jn eg o o d łą c z n ik a p a n to g r a fu o, n a s tę p n ie przez b ezp ie czn ik g łó w n y b, cew k ę d ła w ik o w ą d i o d łącz n ik g łó w n y c do lin io w y c h w y łączn ik ó w e le k tro -p n e u m a ty c z - n y c h e; stą d p r ą d p ły n ie do p rz e k a ź n ik ó w n a d m ia ro w y c h f, d o g ru p y o p o rn ik ó w ro z ru c h o w y c h r do k o n ta k to ró w o p o rn ik o w y c h k, sk ą d p o p rzez o d łącz n ik i siln ik ó w t r a k c y jn y c h g p ły n ie do siln ik ó w tr a k c y jn y c h t, a n a stę p n ie p o p rzez p rz e łą c z n ik i z m ia n y k ie r u n k u o b ro tó w siln ik ó w h do „ k o n ta k to ró w ” b o c z n ik o w a n ia i, do sam oczynnego, p rz e k a ź n ik a ro zru c h o w e g o n do p rz e k a ź n ik a z a n ik o w e go v, s k ą d w reszcie p ły n ie do b o czn ik a a m p e ro m ie rz a lu b do lic z n ik a w . N a stę p n ie — pop rzez k o ła e le k tro w a g o n u — p rą d p ły n ie do szyn, po k tó ry c h w ra c a d o u je m n e go b ie g u n a ź ró d ła p rą d u . N ależy zaznaczyć, że b ie g u n d o d a tn i ź ró d ła p r ą d u p o łącz o n y je s t z siecią ro b o czą (s ).
Z o b w o d u g łó w n eg o o dchodzą d w a o d g a łę z ie n ia — je d n o d o o d g ro m n ik a k o n d e n sa to ro w e g o q, d ru g ie przez o d łącz n ik j — do z a sila n ia u rz ą d z e ń po m o cn iczy ch ; u r z ą
d z e n ia te — d la p rz e jrz y s to ś c i — n ie są n a sc h e m a c ie ! p o k a z a n e .
S zczegóły k o n s tr u k c y jn e p o sz c z e g ó ln y c h a p a ra tó w o ra z ic h z a sa d ę d z ia ła n ia o m ó w im y w d a l s z y m c ią g u a r ty k u łu po szczeg ó ło w y m z a n a liz o w a n iu p r a c y siln ik ó w tr a k c y jn y c h , k tó r e s ta n o w ią ja k g d y b y se rc e e le k tr o w a gonu.
E le k tro w a g o n n a p ę d z a n y je s t s iln ik a m i szereg o w y m i prądu stałego. D z ię k i sw y m w ła śc iw o ś c io m siln ik i sz ereg o w e z y sk a ły sz e ro k ie z a sto so w a n ie w t r a k c ji e le k try c z n e j i d la te g o te ż p o św ię c im y im n ie c o u w a g i. W ia
do m o z e le k tro te c h n ik i o g ó ln e j, że m o m e n t o b ro to w y s iln ik ó w e le k try c z n y c h w y w o ła n y je s t d z ia ła n ie m s ił na p rzew o d y , w k tó r y c h p ły n ie p rą d , a z n a jd u ją c e się w po
lu m a g n e ty c z n y m * ) . W m y ś l t. zw . „ re g u ły le w e j r ę k i”, je ż e li p a le c w sk a z u ją c y s k ie ro w a n y je s t z g o d n ie z lin ia m i sił p o la m a g n e ty c z n e g o , ś r e d n i zaś p a le c w sk a z u je k ie r u n e k p r ą d u e le k try c z n e g o w p rz e w o d a c h , w ów czas d u ż y p a le c w s k a z u je k ie r u n e k s iły m e c h a n ic z n e j, dzia
ła ją c e j n a p rz e w o d y i p o ru s z a ją c e j je (r y s . 10). W łącza
ją c w o bw ód p r ą d u u z w o je n ie tw o m i k a o ra z c e w k i e le k tro m a g n e s ó w s iln ik a szeregofw ego, w y tw o rz y m y pole m a g n e ty c z n e , w k tó r y m z n a jd o w a ć się b ę d z ie tw o rn ik z u zw o je n ie m , p rz e z k tó r e p rz e p ły w a p r ą d e le k try c z n y . R o z p a tru ją c k ie r u n k i p r ą d u w p o sz c z e g ó ln y c h p rę ta c h u z w o je n ia tw o r n ik a o ra z p rz e b ie g m a g n e ty c z n y c h linij sił, ła tw o o k re ś lić k ie r u n k i s ił m e c h a n ic z n y c h , d z ia ła ją cy ch n a poszczególne p r ę t y tw o rn ik a .
N a ry s . 11 o z n a c z a m y k ó łk ie m z k r o p k ą k ie r u n e k p r ą d u k u n a m , p rz e c iw n y z a ś k ie r u n e k p r ą d u (od n a s ) o zn aczam y k ó łk ie m ze z n a k ie m p lu s . O zna
czyw szy w te n sposób k ie r u n k i p r ą d u w u z w o je n ia c h tw o rn ik a , w id zim y , że siły d z ia ła ją c e n a p rz e w o d y tw o r
n ik a s k ie ro w a n e są w s z y s tk ie w je d n y m sen sie, dając w w y n ik u w sp ó ln e g o sw ego d z ia ła n ia n a tw o r n ik t. zw.
m om ent obrotow y s iln ik a , p o d w p ły w e m k tó re g o tw o r
n ik siln ik a o b ra c a się w k ie r u n k u z a z n a c z o n y m n a rys.
11 strz a łk ą .
P o n iew aż, ja k u c z y d o św ia d c z e n ie , siły m e c h a n ic z ne, d z ia ła ją c e n a tw o r n ik siln ik a , r o s n ą z a ró w n o ze w zro
ste m s tru m ie n ia (lic z b y lin ij s ił), j a k i ze w z ro s te m p rą d u w tw o rn ik u , p rz e to m o ż n a p o w ie d z ie ć ogólnie, że m o m e n t o b ro to w y siln ik a sz e reg o w eg o je s t p ro p o r c jo n a l
n y do s tru m ie n ia m a g n e ty c z n e g o o ra z d o n a tę ż e n ia p rą d u w tw o rn ik u . D la te g o te ż w c h w ili u r u c h a m ia n ia silnika, t j . p o d czas t. zw . rozruchu m o m e n t o b ro to w y n ie tylko że się n ie z m n ie jsz ą , j a k to m a n p . m ie js c e w siln ik u b o c z n ik o w y m p r ą d u sta łe g o , lecz je s t z n a c z n ie w iększy, z ale ży o n b o w ie m ty lk o od p r ą d u ro z r u c h u .
D alszą z a le tą s iln ik a sz e re g o w e g o j e s t to , że p o sia
d a on sa m o c z y n n ą re g u la c ję o b c ią ż e n ia — d z ię k i p o w s ta ją c e j w je g o tw o r n ik u sile przeciw elek trom otoryczn ej, k tó r a ze w z ro ste m szy b k o ści s iln ik a z m n i e j s z a n a tę ż e n ie p r ą d u d o p ły w a ją c e g o d o s iln ik a z sieci. Przy cię ż k ic h w a r u n k a c h p ra c y s p o ty k a n e j w t r a k c j i (n p . przy je ź d z ie p o d g ó rę ) , g d y szy b k o ść m a le je , lic z b a ob ro tó w s iln ik a z m n ie jsz a się, a w s k u te k te g o z m n ie js z a się tak że w z n ie c a n a w je g o tw o r n ik u siła p rz e c iw e le k tro m o to ry c z - n a, p o w o d u ją c n a ty c h m ia s to w y w z ro s t n a tę ż e n ia p rą d u , p ły n ą c e g o z sieci d o siln ik a , a ty m sa m y m w z ro s t m o m e n tu o b ro to w e g o siln ik a . P r z y je ź d z ie z g ó ry , g d y szy b k ość w z ra s ta , s iln ik sz e re g o w y w y k a z u je te sa m e w ła ś c i
w ości, lecz w k ie r u n k u z m n ie js z e n ia p o b ie ra n e g o z sieci p rą d u . T o te ż s iln ik sz e rg o w y p ra c u je , w ła śc iw ie m ó w iąc, ta k ja k b y p o s ia d a ł o d p o w ie d n i sa m o c z y n n y r e g u -
r . s tr . 207
) p o r. „ P o p u la r n a E le k tr o te c h n ik a ” . Z e sz y t l i i o i ?
0 0 7 3 0 '
V
•1 Nr. 2
i a s
W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E STR. 43
la to r p o b ie r a n e g o p rz e z siln ik p r ą d u w zale żn o ści od o b c ią ż e n ia s iln ik a .
W ra z ie p r z e c i ą ż e n i a (n a d m ie rn e g o o b c ią ż e n ia ) s iln ik sz e re g o w y tr a c i n a szy b k o ści, p rz y czy m p o b ie r a n y p rz e z e ń z sie c i p r ą d w z ra s ta . W z ro st p r ą d u n ie o d b y w a się je d n a k ż e t a k g w a łto w n ie , j a k to m a n p . m ie j
sce p rz y s iln ik a c h b o c z n ik o w y c h , co ró w n ie ż p rz e c iw d ziała z b y tn ie m u p rz e c ią ż e n iu s iln ik a szereg o w eg o .
P o n ie w a ż s iln ik i szereg o w e, w k tó r e w y p o sażo n e są o m a w ia n e e le k tro w a g o n y , p o s ia d a ją p r ą d m o cy g o d zin o w e j 112 A , p r z y r o z r u c h u zaś p o b ie r a ją p r ą d o n a tę ż e n iu 240 A , p rz e to s ą w d u ż y m s to p n iu p rz e c ią ż a ln e , a z a te m w p o ró w n a n iu do p a ro w o z ó w (b io rą c do p o ró w n a n ia je d n o s tk i o te j s a m e j, o czyw iście, m o c y ) s ą „ s iln ie js z e ” p rz y ro z r u c h u , a ty m sa m y m p o s ia d a ją w ię k sz e p rz y ś p ie sz e n ie i m o g ą d z ię k i te m u o b słu g iw a ć cięższe p o c ią g i o raz
5
w v
n g
T L U
i— T T T
R ys. 9.
G łó w n y o b w ó d p rą d o w y e le k tro w ag o n u , (o b ja ś n ie n ie w te k ś c ie ) .
R o zru ch ( u r u c h a m ia n ie ) s iln ik ó w sz e re g o w y c h o d byw a się p rz y p o m o c y op orników , w k tó r y c h tr a c i się zasadniczo d u ż a m oc ( n a c ie p ło J o u l e ’a ) , co je d n a k ż e je s t n ie u n ik n io n e . M o m e n t o b ro to w y s iln ik a w c h w ili r o z r u chu m im o to n ie z m n ie js z a się, gd y ż m a k s y m a ln y p r ą d ro zru ch o w y z a c h o w u je s t a łą w a rto ś ć w p rz e c ią g u całego czasu ro z ru c h u . W y p ły w a to z n ie z a le ż n o śc i s tru m ie n ia m ag n ety czn eg o s iln ik a sz e re g o w e g o o d n a p ię c ia n a z a c i
sk ach siln ik a , k tó r e to n a p ię c ie p o d le g a w c h w ili r o z r u chu d ła w ie n iu w o p o rn ik a c h ro z ru c h o w y c h . D z ię k i te m u siln ik i sz ereg o w e m o g ą n o r m a ln ie p ra c o w a ć p rz y dość duży m s p a d k u n a p ię c ia , k tó r y w s ie c ia c h tr a k c y jn y c h dochodzi — ze w z g lę d u n a d u ż e o d le g ło śc i p o m ię d z y p o d sta c ja m i z a s ila ją c y m i — d o n ie s p o ty k a n e j w n o rm a ln y c h sieciach e le k try c z n y c h w a rto ś c i 20% .
£
ioleZ a le ż n o ś ć k ie r u n k o w a p o m ię d z y p o le m m a g n e ty c z n y m <I>, p r ą d e m J w t w o m i k u a s iłą P w y tw a r z a ją c ą m o m e n t
o b ro to w y ( r e g u ła r ę k i le w e j) .
p o k o n y w a ć w ię k sz e w z n ie sie n ia , n ie tr a c ą c p rz y ty m ty le n a szy b k o ści, co p a ro w o z y .
P o n ie w a ż m oc e le k tro w o z u p rz y ro z r u c h u je s t o 250% (c z y li 2,5 r a z y ) w ię k sz a o d je g o m o cy ciąg łej, p rz e to d la ty c h sa m y c h w a ru n k ó w p ra c y p o tr z e b n a je s t lo k o m o ty w a e le k try c z n a o m n ie js z e j m o cy n iż p aro w ó z, k tó r y , b ę d ą c w za sa d z ie m a s z y n ą p a ro w ą , n ie je s t p rz e - c ią ż a ln y . P o n a d to p a ro w ó z d a je siłę p o c ią g o w ą z m ie n n ą
— z a le ż n ie od ch w ilo w e g o p o ło ż e n ia tło k a , p rz y czym n a jw ię k s z a r o z w ija n a p rz e z p a ro w ó z siła n ie m oże p rz e k ra c z a ć p e w n e j w a rto ś c i d o p u sz c z a ln e j ze w z g lę d u n a z ja w is k o ś liz g a n ia się k ó ł. W e le k tro w o z ie n a to m ia s t s iła n a o b w o d zie k ó ł je s t s ta ła , a lb o w ie m n a tę ż e n ie p r ą d u n ie u le g a zm ia n o m , to te ż w r e z u lta c ie e le k tro w ó z d a je siłę p o c ią g o w ą o ok. 25% w ię k sz ą o d te j, j a k ą ro z w ija
p a ro w ó z te j sa m e j m ocy.
D o d a ls z y c h z a le t e le k tr o w o z u n a le ż y zaliczy ć m o ż no ść łą c z e n ia e le k tro w o z ó w do p ra c y w ie lo k r o tn e j — a to d z ię k i w sp o m n ia n e m u p o p rz e d n io s te ro w a n iu w ie lo k ro tn e m u , k tó r e u m o ż liw ia u trzy m y w a n ie śliśle jed n a k o w y c h szyb k ości w szy stk ich s il
n ik ó w w d a n y m s k ła d z ie p o c ią g u n ie z a le ż n ie od ilo ści „ je d n o s te k ” . N a to m ia s t p rz y t r a k c ji p a ro w e j, g d y n p . d w a p a ro w o z y c ią g n ą je d e n p o ciąg , — m a s z y n iśc i m u s z ą p o ro z u m ie w a ć się m ię d z y so b ą za p o m o c ą sy g n a łó w o p ty c z n y c h c e le m u z g o d n ie n ia sw y c h c z y n n o ści re g u la c ji ja z d y .
R y s. 11.
s
K ie r u n e k p o la m a g n e ty c z n e g o , p rą d ó w
w tw o m i k u o ra z s ił P w y tw a r z a ją c y c h m o m e n t
o b ro to w y s iln ik a .
S IR . 44 W I A D O M O Ś Ć E L E K T R O T E C H N I C Z N E Nr. 2
P o n a d to tr a k c ja e le k try c z n a u m o ż liw ia d o k o n y w a n ie w ięk szy ch p rz e lo tó w d zien n y c h , ze w z g lę d u n a to, że n ie w y m a g a w ciąg u p ra c y p o sto jó w d la n a b r a n ia w ę gla i w ody, a n i też n ie tr a c i czasu n a ro z p a la n ie o g n ia p od k o tłem , celem p rz y g o to w a n ia p a ro w o z u do ja z d y , elektrow ozy zaw sze, w każdej ch w ili, są gotow e do ruchu.
W iększe p rz e b ie g i d z ie n n e p o z w a la ją z k o lei n a u trz y m a n ie tego sam ego r u c h u p rz y p o m o cy m n ie jsz e j liczb y e lek tro w ag o n ó w , niż paro w o zó w .
R o z r u c h i r e g u l a c j a s z y b k o ś c i e le k t r o w o z u .
U ru c h a m ia n ie siln ik ó w o raz re g u lo w a n ie ro z ru c h u i szybkości o d b y w a się przez m o to rn iczeg o z k a b in y s te -
p o m o cy s te ro w a n ia ręczn eg o . N a p o k ry w ie n a s ta w a (ry s. 13) u w id o c z n io n e są o z n a c z a n ia 1 3 -tu p o ło żeń , z w a n y c h p o p u la r n ie „ k o n ta k ta m i” ; 6 z p o śró d n ic h są to k o n ta k ty szereg o w e; re s z tę s ta n o w i 5 k o n ta k tó w ró w n o le g ły c h o ra z 2 t. zw . k o n ta k ty b o c z n ik o w a n ia .
C h cąc u ru c h o m ić e le k tro w ó z , p rz e s u w a m y rą c z k ę k ie r u n k o w ą b n a s ta w n ik a w p o z y c ję o z n a c z a ją c ą k ie r u n e k ja z d y „ n a p rz ó d ” alb o „ w t y ł ”, z a le ż n ie o d k ie r u n k u , w k tó r y m z a m ie rz a m y je c h a ć , p o czy m p rz e s u w a m y k o r
b ę n a s ta w n ik a ( r e g u la to r a sz y b k o śc i) z p o ło ż e n ia n e u tr a ln e g o 0 (ry s . 13) w k ie r u n k u r u c h u w sk a z ó w k i ze
g a ra , p rz e c h o d z ą c sto p n io w o z k o n ta k t u n a k o n ta k t i za
trz y m u ją c się p e w ie n czas n a k a ż d y m z n ic h .
R ys. 13.
W idok p o k ry w y n a s ta w n ik a z z a z n a c z e n ie m 1 3-tu p o ło żeń ( k o n ta k tó w ) .
P rz y p o ło ż e n iu k o rb y w p o z y c ji „ je d e n ” — zostaje u tw o rz o n y o b w ó d e le k try c z n y , w k tó r y m w sz y s tk ie sil
n ik i e le k tro w o z u p o łącz o n e są w sz e re g (r y s . 14), wobec czego p rz y n a p ię c iu sieci 3000 V n a k a ż d y s iln ik p rz y p a d a je d n a c z w a rta część n a p ię c ia sieci, t j . 750 V. N ależy je d n a k ż e zazn aczy ć, że o p ó r o b u u z w o je ń ( tw o r n ik a oraz e le k tro m a g n e só w ) o m a w ia n e g o s iln ik a sz e re g o w e g o w y
n o si 0,6 om a, w o b ec czego c a łk o w ity o p ó r w s z y s tk ic h 4-ch siln ik ó w w ty m p o łą c z e n iu w y n o si 2,4 o m a. G dybyśm y
Rys. 12.
W id o k n a s ta w n ik a ja z d y .
ro w n ic z e j p rz y p om ocy t. zw . n a s ta w n ik a ja z d y (ry s. 12).
N a s ta w n ik je s t to p rz y r z ą d p rzezn aczo n y do ste ro w a n ia siln ik ó w i sk ła d a ją c y się w zasad zie z szereg u k o n ta k tó w , k tó r e z a m y k a ją o d p o w ie d n ie o bw ody ste ro w a n ia a p a r a tu r y e le k try c z n e j. P o sia d a o n je d n ą d u żą k o rb ę a do u s k u te c z n ia n ia ro z ru c h u i re g u la c ji szybkości ja z d y , n a k tó r e j z n a jd u je się p rz y c isk b ez p ie c z e ń stw a c o raz m a łą rą c z k ę p o m o cn iczą (t. zw . k ie ro w n ic z ą ) b, k tó r a słu ż y do z m ia n y k ie r u n k u ja z d y („ n a p rz ó d ” i „ w ste c z ” ), p rz y czym w p o ło żen iu „ n a p rz ó d ” m oże b y ć ona u s ta w io n a w d w u c h p o ło ż e n ia c h — je d n y m d la ste ro w a n ia rę c z neg o (p o ło żen ie 1) i d ru g im — do s te ro w a n ia sa m o c z y n neg o (p o ło żen ie 2 ), J a z d a w ty ł o d b y w a się zaw sze p rz y
U n j i m m r i n r - |
- A jf y r -
M
a/>---
R ys. 14.
P rz y p o ło ż e n ia c h k o rb y n a s ta w n ik a od „1” d o „6”
w sz y stk ie 4 siln ik i e le k tro w o z u p o łą c z o n e są w szereg.
w ięc p rz y łą c z y li siln ik i te b e z p o ś r e d n i o do sieci 3000 V, to n a tę ż e n ie p r ą d u o sią g n ę ło b y w c h w ili ro z ru c h u n a p o d s ta w ie p r a w a O h m a w a rto ś ć J — ^ - 5222 =
R 2,4
1300 a m p e ró w ; je s t to w ie lk o ść nied op u szczaln a ze w zg lę
d u n a to, że s iln ik i n ie są o b liczo n e n a t a k w ie lk ie n a tę ż e n ie p r ą d u i n ie m o g ły b y go w y trz y m a ć . P o z a tym ze w zg lęd u n a w ie lk ie n a tę ż e n ie p r ą d u p rz y ta k im p o łą c z e n iu m o m e n t ro z ru c h o w y siln ik ó w w z ró słb y d o w ie l
k o ści n ie d o p u s z c z a ln e j, co sp o w o d o w a ło b y n ie p r z y je m n e s z a rp n ię c ie p o ciąg u . W reszcie zaś, w s k u te k
przekroczenia
o p o ró w ta r c ia k ó ł o szy n y n ą s tą p iło b y w y so ce szk o d liw e z ja w is k o śliz g a n ia k ó ł. P o z a s z k o d liw y m i o b ja w a m i m e «
Nr. 2 • W I A D O M O Ś C I E L E K T R O T E C H N I C Z N E • STR. 45
c h a n ic z n e g o n is z c z e n ia o b rę c z y k ół, k tó r e p o ciąg a za so b ą n ie r ó w n y b ie g w a g o n u , g w a łto w n e u d e rz e n ie p r ą d u p rz y r o z r u c h u e le k tro w o z u p o w o d u ję n ie p o trz e b n ą s tr a tę e n e rg ii, a p o n a d to m oże sp o w o d o w a ć sz k o d liw y w z ro st n a p ię c ia n a siln ik a c h . W m o m e n c ie , g d y n a s tą p i śliz g a n ie się k ó ł o sz y n y w ru s z a ją c y m e le k tro w o z ie , w y s tę p u je n ie r ó w n y ro z k ła d n a p ię c ia (3000 V ) n a w s z y stk ie c z te ry siln ik i, p rz y czy m o b ra c a ją c y się siln ik p rz e jm ie n a siebie p e łn e n a p ię c ie 3000 V (z m n ie jsz o n e je d y n ie o s p a d e k n a p ię c ia n a o p o rn o ś c ia c h w łą c z o n y c h w szereg s il
n ik ó w ) — z a m ia s t n a p ię c ia 750 V. P o n a d to n a d m ie rn y p rą d sp o w o d o w ać m oże w s k u te k te g o og ień n a k o m u t a torze, co n ie k ie d y d o p ro w a d z a do b a rd z o p o w a ż n y c h u szk o d zeń siln ik a .
J e d n ą z w ie lk ic h z a le t tr a k c ji e le k try c z n e j je s t szy b ki rozruch, to te ż i p r ą d ro z r u c h u m u s i b y ć o d p o w ie d n io duży; w in ie n o n m im o to leżeć w d o p u sz c z a ln y c h g r a n icach. W s iln ik a c h o m a w ia n y c h e le k tr o w a g o n ó w n a j w iększy d o p u sz c z a ln y ( m a k s y m a ln y ) p r ą d ro z r u c h u w y nosi 240 A, k tó r ą to w a rto ś ć o s ią g n ą ć m o ż e m y je d y n ie dzięki z d ła w ie n iu w ię k sz e j części n a p ię c ia sieci w o p o r
n ik a c h ro z ru c h o w y c h . Z a n im je d n a k d o jd z ie m y do n a j w iększego d o p u sz c z a ln e g o n a tę ż e n ia (240 A ) p r ą d u r o z ru ch u , u ru c h a m ia m y siln ik p rz e z t. zw . p o łą c z e n ia w s tę p ne, o g ra n ic z a ją c e p r ą d p o n iż e j n a jw ię k s z e j w a rto ś c i d o zw olonej. P o ło ż e ń ty c h m a m y w e le k tro w o z ie d w a ; p o z w a la ją o n e n a ła g o d n e ru s z e n ie p o c ią g u z m ie js c a , b ez w strząsu , o g ra n ic z a ją c p r ą d ro z r u c h u — w p o ło ż e n iu p ierw szy m n a s ta w n ik a d o 90 A, w p o ło ż e n iu zaś d ru g im do 170 A. T rz e c ie p o ło ż e n ie n a s ta w n ik a je s t t. zw . n o r m alne p o ło żen ie ro z ru c h o w e , p r z y k tó r y m p r ą d ro z r u c h u d o p ro w ad zam y d o w a rto ś c i 240 A , czy li do n a jw ię k s z e g o p rą d u d o zw o lo n eg o w c zasie ro z ru c h u .
P rz e b ie g sa m e g o rozruchu s iln ik a je s t p o k ró tc e n a stęp u jący : z p rz e s u n ię c ie m k o rb y n a s ta w n ik a z p o ło ż e nia zero w eg o 0 ( n e u tr a ln e g o ) s iln ik i z a c z y n a ją o b ra c a ć się i n a s tę p u je ru s z e n ie e le k tro w o z u z m ie js c a . R u c h s il
nika, ja k z a z n a c z y liśm y , w y w o ła n y je s t o b ra c a n ie m się tw o rn ik ó w w p o la c h lin ij m a g n e ty c z n y c h b ie g u n ó w g łó w nych. J a k o z ja w is k o w tó r n e p o łą c z o n e z w iro w a n ie m uzw ojeń w p o lu m a g n e ty c z n y m z o s ta je w z n ie c o n a w p r ę tach tw o rn ik ó w siła e le k tro m o to ry c z n a . N a z w a liśm y ją
„siłą p r z e c iw e le k tr o m o to r y c z n ą ” , p o n ie w a ż k ie r u n e k je j je s t p rz e c iw n y do k i e r u n k u p r ą d u p ły n ą c e g o z sieci do siln ik a. W m ia r ę w z ro s tu lic z b y o b ro tó w s iln ik a siła p rz e c iw e le k tro m o to ry c z n ą w z r a s ta i, o g ó ln ie b io rą c , co do w ielk o ści sw e j je s t n ie c o m n ie js z a od n a p ię c ia p a n u jącego n a z a c is k a c h siln ik a , p o w o d u ją c w r e z u lta c ie zm n ie jsz e n ie p r ą d u w siln ik u .
R ys. 15 p r z e d s ta w ia w y k r e ś ln ie p rz e b ie g p r ą d u ro z ru ch o w eg o s iln ik a p o d czas tr w a n i a ro z r u c h u ; k rz y w a a p rz e d s ta w ia p rz e b ie g w z ro s tu szy b k o śc i e le k tro w o z u ,
R ys. 15.
W y k re s p rz e b ie g u p r ą d u ro z ru c h o w e g o w s iln ik u o ra z w y k re s szy b k o śc i ja z d y e le k tro w o z u .
k rz y w a b zaś — p rz e b ie g n a tę ż e n ia p r ą d u w czasie ro z ru c h u .
O m ó w iliśm y z ja w is k a , zach o d z ą c e w czasie, w k tó r y m k o r b a n a s ta w n ik a p rz e s z ła z p o z y c ji 0 do poz. 3-ej (ry s . 13), i e le k tro w ó z z n a jd u je się w ru c h u . T e ra z n a le ż y k o rb ę p rz e s u n ą ć n a n a s tę p n ą p o zy cją , tj . 4, z m n ie js z a ją c o p ó r ro z ru c h o w y ; p o w o d u je to w z ro st p r ą d u do n a jw ię k szej w a rto ś c i d o p u sz c z a ln e j, tj. do 240 A . P o s tę p u ją c d a le j w te n sp o só b i sto p n io w o p rz e s u w a ją c k o rb ę z k o n t a k t u n a k o n ta k t ( i p o z o sta ją c p a rę s e k u n d n a k a ż d y m z n ic h ) , d o c h o d z im y do w y łą c z e n ia p o łącz o n y ch w sze
re g o p o rn ik ó w (w p o ło ż e n iu 6 ). W ty m u k ła d z ie p o łą czeń o b w o d u n ie m o ż e m y ju ż p o w ięk szy ć szybkości e le k tro w o z u , gd y ż w s z y stk ie o p o ry z o sta ły w y łączo n e;
n ie p o z o sta je w ię c n ic in n eg o , j a k zm ien ić u k ła d w sp o sób z a sa d n ic z y . W ty m c e lu p r z e ł ą c z a m y siln ik i z p o ło ż e n ia szereg o w eg o n a u k ła d d w u c h g ru p ró w n o le g -
ó +
R ys. 16.
P r z y p o ło ż e n ia c h k o rb y n a s ta w n ik a od „7” do „11”
siln ik i e le k try c z n e tw o rz ą d w ie g ru p y ró w n o le g łe p o 2 siln ik i w szereg.
ły c h p o d w a siln ik i w sz e re g (ry s. 16). T a k ż e i w ty m u k ła d z ie , p o d o b n ie z re s z tą , j a k i p o p rz e d n io w u k ła d z ie S zergow ym (d la ty c h sa m y c h p rz y c z y n ), m u s z ą b y ć w łą czone o p o rn ik i ro z ru c h o w e , k tó r e z n ó w sto p n io w o z w ie r a m y i w p o ło ż e n iu 1 1 -y m k o rb y n a s ta w n ik a z in a jd u je - m y się n a now o, p o d o b n ie , ja k w p o ło ż e n iu 6 — b ez o po
ró w ro z ru c h o w y c h w o b w o d zie siln ik ó w .
C h cąc w d a ls z y m c ią g u zw ięk szy ć szy b k o ść e le k tr o w ozu, n a le ż a ło b y p o łą c z y ć w s z y stk ie c z te ry s iln ik i w u - k ła d ró w n o le g ły i p o stę p o w a ć n a s tę p n ie p o d o b n ie , ja k p o p rz e d n io — z o p o rn ik a m i ro z ru c h o w y m i. J e d n a k p rz y n a p ię c iu sieci w y n o sz ą c y m 3000 w o ltó w p rą d u stałeg o , z a ró w n o ze w z g lę d u n a tr u d n o ś c i iz o la c y jn e , ja k i z u - w a g i n a k o m u ta c je , w łą c z e n ie s iln ik ó w tr a k c y jn y c h b e z p o ś re d n io n a n a p ię c ie 3000 w o ltó w n ie je s t w sk a z a n e .
N A Ś W I E T L A C Z A M I ( R E F L E K T O R A M I)
„ S C H A C O "
uzyskuje się
• c e lo w e n aśw ie tle n ie
gdyż• i c h u d o s k o n a l o n a ko n stru k cja
zapew nia
• w y so k q s p r a w n o ś ć o ś w i e 11 n q
• i m e c h a n i c z n o
P O L S K IE Z A K Ł A D Y „ S C H A C O ” K R A K Ó W .
