Tyhlety diskuze na rootu, které sklouznou k hw, jsou vždycky výživné.
Takže takhle:
Je sice hezké popisovat elektromagnet pomocí Ampérova zákona, ale ten platí pouze pro stacionární elektromagnetické pole.
Jakmile ale po elektromagnetu chceme, aby konal nějakou práci - např. pohyb předmětu, třeba přitažení kotvy relé - je evidentní, že jeho pole v době pohybu té kotvy bude nestacionární což naprosto NELZE ignorovat. Tady AZ nestačí a musíme se posunout k panu Maxwellovi a jeho teorii popisu dynamického elmag. pole. A tím se dostáváme do vš. studenty neoblíbených oblastí elektromagnetismu - oblasti dynamických dějů s nelineárními prvky, kdy teoretické výpočty moc rádi linearizujeme nebo dokonce nahrazujeme počítačovými simulacemi.
Položme si otázku, kde se bere ta energie, která dokáže změnit polohu kotvy relé, a vykonat tak mech. práci (W = F.s), když už jsem s tím relé začal. V podstatě jsou dvě možnosti. Buď se odebere z magnetického pole vybudovaného v okolí elektromagnetu, nebo z napájecího zdroje elektromagnetu. Při teoretické analýze děje se ukáže, že obojí je správně - kotva bere energii z (prostřednictvím) elektromagnetického pole, které zase vytváří elektromagnet, který musí energii odebrat z napájecího zdroje. No ale co když bude elektromagnet tvořit ideální cívka se svorkovým napětím 0 V a nenulovým proudem? No a tady je ta "zrada".
Jakmile se totiž začne spotřebovávat energie na pohyb kotvy, zjistíme, že na svorkách elektromagnetu není připojena ideální cívka, ale něco složitějšího. V prvním hrubém přiblížení bude náhradní obvod elektromagnetu tvořen sériovou kombinací cívky (modelující řekněme převážně onu ideální cívku elektromagnetu) a časově proměnného odporu, modelujícím převážně výkon, který se musel spotřebovávat na vykonání pohybu kotvy (ještě tam bude napěťový zdroj, ale pro jednoduchost ho nechme stranou). Odpor se v čase mění a jakmile se kotva přitáhne a přestane se pohybovat, velikost odporu klesne zpět k nule.
No a to je ten důvod, proč PetrM trval na existenci napětí k tomu, aby se jistič bezpečně rozepnul. Po krátký časový okamžik, kdy elektromagnet koná práci, je třeba mít na svorkách elektromagnetu dostatečné napětí, aby ji bylo možné vykonat (musíme překonat vzniklý odpor v náhradním schématu a udržet dostatečný proud, aby vzniklá síla dokázala překlopit kontakt v jističi). Jinak by se taky mohlo stát, že se nám kontakt mechanicky rozkmitá a za chvíli bude po něm. To se řeší mechanickou hysterezí, kdy po odlepení kontaktu již kotva odebrala dostatečnou energii na to, aby dokončila překlopení kontaktu (řešení s pružinou apod.). Můžeme spekulovat o velikosti onoho odporu, extrémním zjednodušení náhr. obvodu (já vím) a potažmo potřebném napětí, ale výrobce jističe si toto hlídá a zná tuto hodnotu přesně (jde o život), a pro ss. jističe na malé napětí se samozřejmě snaží potřebné napětí minimalizovat.
Pokud tomu stále nevěříte, doporučují vytáhnout dvoukanálový osciloskop a změřit si průběhy napětí a proudu na svorkách relé v okamžiku sepnutí. To by jako důkaz mohlo stačit. Pokud použijete spínač blízký ideálnímu, bude napětí na cívce relé skokovou změnou mezi 0 V a nap. napětím spínače. Teorie lineárních obvodů říká, že proud by měl monotónně růst od 0 až k nějaké limitní hodnotě, dané ss. odporem cívky (holt nemáme ideální cívku). Pokud se ale podíváte na průběh proudu v okamžiku, kdy se kotva začne pohybovat a než dosedne do nové stabilní pozice, zjistíte, že proud v tomto časovém intervalu viditelně poklesl. A to právě po dobu existence ekvivalentního sériového odporu vyjadřujícího práci odebranou na pohyb kotvy. Kdo nemá osciloskop, viz google, snad to někde bude nasnímané.
Mimochodem, pokud tento okamžik poklesu proudu je příliš dlouhý nebo zvlněný, není to dobře navržené relé - staří pardi, co ještě pamatují ověřování kvality relé touto metodou, vědí.
64 Odpovědí
32880 Zhlédnutí