Elektrotechnika poznámky PDF

Elektrotechnika poznámky PDF

Elektrické prístroje

• sú zariadenia na spínanie, istenie, ochranu, spúšťanie, ovládanie a riadenie elektrických strojom, zdrojov, vedení a spotrebičov elektrickej
• osobitá skupina: meracie prístroje (voltmeter, ampérmeter, luxmeter, ..)
• každé el. zariadenie má kryt, ktorý zabezpečuje ochranu krytím, ktorá je označená medzinárodnou značkou (IP_ _)

Rozdelenie:

• spínače
• poistky nízkeho napätia
• ističe
• elektromagnety
• elektrické prístroje na vysoké a veľmi vysoké napätie

Spínacie prístroje

• sú určené na spínanie el. obvodov zaťaženého alebo nezaťaženého el. obvodu
• Rozdelenie
  • Podľa druhu prúdu:
    • na jednosmerný prúd
    • na striedavý prúd
  • Podľa veľkosti napätia
    • malé napätie do 50V
    • nízke napätie do 1000V
    • vysoké napätie do 72,5kV
    • veľmi vysoké napätie do 1000kV
    • zvlášť vysoké napätie nad 1000kV
  • Podľa zaradenia do obvodu
    • hlavné
    • pomocné
  • Podľa počtu pólov
    • jednopólové
    • dvojpólové
    • trojpólové
    • viacpólové
  • Podľa montáže
    • spínače na montáž vo vnútri budov
    • spínače na vonkajšiu montáž
  • Základné konštrukčné časti: kontakty, spúšť, relé, voľnobežka

Stykače

• spínač, ktorý má hlavné kontakty a pomocné Hlavné kontakty v zapnutej polohe drží cudzia sila. Keď sila prestane pôsobiť, stykač sa vráti do vypnutej polohy
• Rozdelenie:
  • Podľa druhu prúdu:
    • na jednosmerný prúd
    • na striedavý prúd
  • Podľa chladenia:
    • vzduchové
    • olejové
  • Podľa prídržnej sily
    • elektromagnetické
    • vačkové
    • pneumatické

Poistky

• prístroje, ktoré istia el. obvod proti účinkom nadprúdu alebo skratového prúdu
• Princíp:
  • skratový prúd pretaví tepelným účinkov vodič (drôtik) vo vložke poistky a tým sa obvod preruší
• Poistky môžu byť:
  • závitové
  • nožové
• Závitová poistka sa skladá:
  • poistkový spodok, kryt, vymeniteľná poistková vložka a poistková hlavica
  • Poistková vložka:
    • porcelánový dutý valec, v ktorom je tavný drôtik obalený kremičitým pieskom (na odvádzanie tepla a hasenie el. oblúka)
  • Poistky delíme podľa veľkosti prúdu, veľkosť prúdu je označená číselne a terčík má určitú farbu.
  • Farebné označenie poistiek:
    • 2A – ružová
    • 4A – hnedá
    • 6A – zelená
    • 10A – červená
    • 16A – šedá
    • 20A modrá
    • 25A – žltá
    • 35A – čierna
  • Zásuvná poistka
    • vyrába sa ako výkonová poistka pre vyššie prúdy (nad 100A). Princíp je rovnaký ako pri závitovej

Ističe

• samočinné vypínače, ktoré sú určené na spínanie a istenie elektrických obvodov, istí silnoprúdové zariadenia pred preťažením a účinkami skratových prúdov
• Princíp:
  • prúd prechádza ističom cez pevný a pohyblivý kontakt, tepelnú spúšť

a elektromagnetickú spúšť. Pri skrate sa elektromagnetická spúšť uvoľní pohyblivý kontakt a tým sa obvod preruší

• Rozdelenie:
  • Podľa druhu prúdu:
    • na jednosmerný prúd – musia mať aj zhážaciu cievku
    • na striedavý prúd a jednosmerný
  • Podľa počtu pólov
    • jednopólové – spínajú jeden obvod alebo jednofázové spotrebiče
    • trojpólové – spínajú trojfázové motory a vedenia
    • mnohopólové – istia viac obvodov
  • Podľa zapínanie ističa
    • ručné
    • samočinné
  • Podľa druhu spúšte
    • elektromagnetická spúšť kombinovaná s tepelnou
    • elektromagnetická spúšť kombinovaná s tepelnou a podnapäťovou

Elektromagnety

• sú el. prístroje, ktoré využívajú účinky mag. poľa vytvoreného prechodom el. prúdu
• Rozdelenie:
  • Podľa druhu prúdu:
    • na jednosmerný prúd
    • na striedavý prúd
      • jednofázové
      • trojfázové
    • Zapojenia elektromagnetu:
      • sériovo
      • paralelne
    • Podľa použitia:
      • prídržné – pridržiavajú elektromagnetický materiál:
        • bremenové – prenášanie ťažkých železných predmetov
        • elektromagnetické upínacie dosky – upínanie drobných a tenkých súčiastok
        • elektromagnetické triediče – oddeľovanie železných predmetov
      • pohybové
        • brzdové elektromagnety – ovládanie mechanickej brzdy (žeriavy a výťahy)
        • ovládacie elektromagnety – ovládanie stykačov, ochrán
        • elektromagnetické ventily – otváranie, zatváranie
      • špeciálne
        • elektromagnetické spojky – v pohonoch na mäkký a plynulý rozbeh
        • supravodivé – na vytváranie veľmi silných magnetických polí

Elektrické stroje

• zariadenie, ktoré pôsobením elektromagnetickej indukcie mení elektrickú energiu na elektrickú energiu iných parametrov alebo el. energiu na mechanickú (a opačne)
• skladajú sa z dvoch základných častí
  • aktívna – tu sa mední el. energia na iný druh energie alebo na el. energiu iných parametrov, je zložená z magnetického obvodu a elektrického obvodu
  • konštrukčná – zabezpečuje uchytenie jednotlivých častí stroja, kryt, a prenos mechanickej energie
• Rozdelenie:
  • netočivé – premieňajú el. energiu na el. energiu iných parametrov:
    • transformátory
    • meniče
      • usmerňovače
      • striedače
    • točivé
      • motory – mení el. energiu na mechanickú
      • generátory – mení mechanickú energiu na elektrickú
        • alternátory
        • dynamá Motory a generátory delíme podľa vlastností:
      • jednosmerné
      • striedavé
        • synchrónne
        • asynchrónne
      • komutátorové

Transformátor

• netočivý elektrický stroj, ktorý pracuje na princípe elektromagnetickej indukcie, mení veľkosť napätia a prúdu pri nezmenenej frekvencie
• Rozdelenie
  • Podľa použitia:
    • energetické
    • meničové
    • zváracie
  • Podľa konštrukcie
    • plášťové – magnetický obvod obklopuje elektrický obvod
    • jadrové – cievka je na magnetickom obvode
  • Podľa počtu fáz
    • jednofázové
    • tvoj fázové
    • mnohopólové
  • Podľa usporiadania vinutia
    • kotúčové
    • valcové
  • Podľa chladenia
    • vzduchové
    • olejové
    • nehorľavá kvapalina
    • pieskové

• Konštrukcia transformátora
  • magnetický obvod – je zložený z transformačných plechov s vyšším obsahom kremíka, plechy sú izolované a spojené nitovaním alebo bandážou
  • elektrický obvod – tvoria ho 2 samostatné cievky, vinutie je izolované
  • svorkovnica
  • konštrukčná časť spolu s krytom
  • zariadenie na chladenie
• Princíp činnosti:
  • ak pripojíme primárne vinutie na striedavé sínusové napätie U₁, potom vinutím začne prechádzať primárny prúd i₁, ktorý vybudí v magnetickom obvode striedavý magnetický tok, tento mag. tok indukuje v sekundárnom vinutí napätie U₂
• Veľkosť indukovaného napätia závidí od počtu závitov
• Transformačný pomer:

? = ^#$ = ^&$ = ^'%

#% &% '$

• podľa veľkosti prevodu môže byť transformátor:
  • zvyšovací p<1
  • znižovací p>1
  • oddeľovací p=1
• Transformátor môže pracovať v 3 stavoch
  • transformátor naprázdno (nezaťažený)

primárne vinutie je napájané napätím, na sekundárnom vinutí nie je záťaž

• transformátor nakrátko

primárne vinutie je napojené, sekundárne vinutie je skratované, nedovolený stav

• transformátor zaťažený

na sekundárnom vinutí je záťaž, normálny, prevádzkový stav

Trojfázový transformátor

• vinutie môže byť spojené:
  • do hviezdy (Y, y)
  • do trojuholníka (D, d)
  • do lomenej hviezdy (Z)

Asynchrónne stroje

• asynchrónny stroj je točivý el. stroj, ktorý pracuje na princípe elektromagnetickej indukcie, mení mechanickú energiu na elektrickú alebo opačne, pričom otáčky rotora sú menšie ako otáčky magnetického poľa statora
• zloženie:
  • stator – netočivá časť, tvorí magnetické pole, má statorové vinutie
  • rotor – je to valec s vinutím, ktorý sa otáča vo vnútri statora
• Princíp:
  • ak na statorové vinutie privedieme striedavé napätie, tak v magnetickom poli statora sa vytvorí magnetický tok, ktorý indukuje v rotorovom vinutí napätie. Pretože rotorové vinutie je skratované, tečie ním indukovaný prúd, ktorý vytvorí magnetické pole a toto magnetické pole pôsobí proti magnetickému poľu statora, preto odpudivá sila roztočí rotor
• Asynchrónny stroj môže pracovať ako:
  • generátor – ak budeme poháňať rotor napr. vodnou turbínou, potom v statorovom vinutí sa indukuje napätie
  • motor – ak statorové vinutie pripojíme na sieť, tak rotor sa roztočí a môže poháňať ďalší mechanizmus

.

Synchrónne otáčky ?₎ = ^*+.-

(f- frekvencia – 50Hz, p- počet pólových dvojíc)

Ak sú otáčky rotora menšie ako synchrónne otáčky, ich rozdiel sa nazýva sklzové otáčky ?₎ − ?

Podiel sklzových a synchrónnych otáčok sa nazýva sklz ? = ¹²³¹ × 100%

12

Prevádzkové stavy asynchrónneho motora

• motor naprázdno – motor je pripojený na sieť, ale na rotore nemá záťaž
• motor nakrátko – motor je pripojený na sieť ale rotor je zabrzdený
• motor je zaťažený – motor je pripojený na sieť a na rotore má záťaž

Synchrónne stroje

• točivý elektrický stroj, v ktorom je indukované napätie priamo úmerné otáčkam, otáčky magnetického poľa statora sú zhodné s otáčkami rotora, t. j. synchrónne otáčky
• Rozdelenie:
  • alternátory – menia mechanickú energiu na elektrickú (turboaleternátory – poháňané parnou turbínou, hyydroalternátory – poháňané vodnou turbínou)
  • motory – premieňajú el. energiu na mechanickú
  • kompenzátory – synchrónne motory, ktoré pracujú v stave naprázdno – kompenzujú účinník siete

Konštrukcia SS

• stator – dutý valec zložený z plechov, vystužený rebrami, vo vnútri je upevnený magnetický obvod zložený z elektromagnetických plechov, v ktorých sú drážky a v nich je uložené vinutie z medených vodičov, konce vinutí sú vyvedené na svorkovnicu
• rotor – je to valec, ktorý sa otáča v statore, môže byť konštruovaný ako:
  • hladký rotor
  • rotor s vyjadrenými pólmi
• budič – používa sa dynamo namontované na hriadeli alebo polovodičový usmerňovač+ je to vlastne generátor, ktorý privádza prúd do budiacej cievky; budiaca cievka je napájaná na jednosmerný prúd,

Výkony:
–	činný	? = ? × ? × ???? (?)
–	jalový	? = ? × ? × ???? (???)
–	zdanlivý	? = ? × ? (??)

Jednosmerné stroje

• zariadenie, ktoré pracuje s jednosmerným prúdom
• každý JS môže pracovať ako:
  • dynamo – generátor
  • motor
• Rozdelenie:
  • JS s cudzím budením
  • JS s vlastným budením
    • sériové
    • paralelne derivačné
    • zmiešané – kompardné

Konštrukcia JS:

• stator – vytvára magnetické pole, k nemu je pripojené zberacie ústrojenstvo a svorkovnica
• rotor – skladá sa z elektromagnetických plechov, ktoré sú navzájom izolované a vinutie je zložené z viacerých cievok, ktorých vývody sa vkladajú do lamiel komutátora
• komutátor – mechanický usmerňovač, ktorý slúži na zmenu striedavého prúdu na jednosmerný; skladá sa z medených lamiel, na ktoré dosadajú uhlíkové kefy upevnené

k držiaku. Tým, že každá kefa je pripojená k jednému pólu alebo svorke, stále zbiera akoby prúd z vodiča, ktorý je pod severným prípadne južným pólom. Preto vo vonkajšom obvode sa zdá, že prúd preteká stále opačným smerom. Medzi dvoma pólmi elektromagnetu sa otáča závit a jeho konce sú pripojené na lamely komutátora. Pri otáčaní závitu sa v ňom indukuje striedavé napätie, ktoré sa prenáša pomocou uhlíkových kief tak, že kefa spojená s kladnou svorkou zbiera prúd z vodiča, ktorý je pod južným pólom a kefa spojená so zápornou svorkou zbiera prúd z vodiča pod severným pólov. Preto vo vonkajšom obvode je prúd jednosmerný.

Dynamo

• premieňa mechanickú energiu na jednosmerný prúd
• je to generátor jednosmerného prúdu

Výroba elektrickej energie

Energetika– je to časť elektrotechniky .ktorá sa zaoberá výrobou a rozvodom el. energie. Elektráreň – je ucelený celok zariadení, v ktorom sa el. energia vyrába premenou z iného druhu energie.

Zdroje z prvotnej energie:

1. neobnoviteľné-
   • fosílne paliva(uhlie,ropa,plyn)
   • jadrové palivo (urán)
2. obnoviteľné-
   • voda,vietor,slnečné lúče,
   • geotermálna

Podľa druhu energie delíme elektrárne: tepelné, jadrové, slnečné, veterné, geotermálne, biomasa, a turbínové.

Tepelné elektrárne

• vyrábajú elektrickú energiu z tepelnej, ktorú získavajú spaľovaním palív, jadrovou reakciou alebo využívajú priamo geotermálnu

Podľa druhu paliva:

• parné
  • kondenzačné – el. energia
  • tepelné – el. energia + teplá voda
• plynové tepelné elektrárne
• jadrové
• geotermálne

KONDENZAČNÁ PARNÁ ELEKTRÁREŇ

• spaľuje uhlie alebo ropné produkty
• pozostáva zo 4 okruhov:

palivo – spaliny – vzduch

• palivo zo skládky dopravuje dopravný pás, palivo sa čistí a melie na jemný prášok, ktoré spolu s horúcim vzduchom sa vháňa do kotla tu zhorí a vytvorí sa dymový plyn a

voda – para – voda

• voda sa ohrieva v kotly, premení sa na sýtu paru, v priehrevačisa ešte odparí všetka voda a vznikne ostrá para, ktorá poháňa turbínu,
• para postupuje do kondenzátora, kde sa skvapalní a späť sa privádza do kotla. chladiaci okruch
• studená voda z chladiacich veží mení paru späť na vodu. elektrický okruh
• turbínu, ktorú pohaňa ostrá para je na spoločnom hriadeli s motorom alternátora, v ktorom sa mení mech. energia na el. energiu. Alternátor je pripojený k transformátorovej stanici, kde sa zvýši napätie a to sa odvádza do rozvodnej

–

VOJANY, NOVÁKY..

JADROVÉ ELEKTRÁRNE

• sú tepelné elektrárne ktoré používajú jadrovú energiu štiepenia alebo zlučovania jadier prvkov.

Existujú 2 spôsoby uvoľňovania jadrovej energie:

1.Jadrová syntéza- je to zlučovanie jadier ľahkých prvkov (vodík) 2.Štiepna reakcia- štiepenie jadier ťažkých prvkov (urán, plutónium)

V jadrových reakciách sa využíva reakcia štiepenia jadier uránu

Pri štiepení jadra sa uvoľňujú aj ďalšie neutróny, ktoré spôsobujú ďalšie štiepenie. Z počtu uvoľnených elektrónov sa vypočítava koeficient rozmnožovania:

k=1 kritický stav, pod kontrolou využívaný v jadrovej elektrárni k < 1 – podkritický stav reťazová reakcia zaniká

k > 1- nadkritický stav, nastáva výbuch

Na riadenie reťazovej reakcie je potrebné rýchle neutróny spomaliť/pohltiť. Urán sa spaľuje v jadrovom reaktore, ktorý pozostáva z:

aktívna zóna – obsahuje palivo

výmenník tepla – potrubie umiestnené v aktívnej zóne moderátor – spomaľuje pohyb neutrónov

regulačné tyče – pohlcujú neutróny, CD, B

reflektor – vracia unikajúce neutróny späť do aktívnej zóny sarkofág – vrstva betónu

JASLOVSKÉ BOHUNICE, MOCHOVCE

VODNÉ ELEKTRÁRŇE

• vodná energia je najlacnejší a obnoviteľný zdroj, v elektrárni sa využíva pohybová aj polohová energia, ktorá sa mení na elektrickú

delíme ich:

• Podľa spôsobu prevádzky:
  • prietokové – stavajú sa v rovinných oblastiach, kde je dostatočné množstvo vody, na rieke sa vybuduje hrádza, ktorá zadržiava dostatočné množstvo vody a spúšťa ju do turbíny
  • derivačné – na rieke sa vybuduje pomocný kanál, väčšinou na zákrute rieky
  • akumulačné – na vhodnom mieste sa vybuduje priehrada, ktorá zadržiava vodu počas dňa a využije ju len v čase najväčšej dennej záťaže
  • prečerpávacie – majú 2 nádrže, cez deň sa voda vypúšťa z hornej nádrže a vyrába el. energiu, v noci, menší odber, sa voda prečerpáva naspäť hore
  • prílivové
• Podľa spádu
  • nízkotlakové – spád do 15m
  • strednotlakové – spád do 100m
  • vysokotlakové- spád nad 100m

Princíp výroby:

• voda roztáča lopatky turbíny, ktorá je na spoločnom hriadeli s rotorom generátora, v generátore sa mení mech. energia na elektrickú, ....

Najviac na rieke Váh

• Madunice, Horná Streda, Nové Mesto nad Váhom, Kostolná, Trenčín, Ilava, Dubnica nad Váhom, Považská Bystrica, Bešeňová, Liptovská Mara, .. Dobšiná, Ružín, Domaša
• Vodné dielo Gabčíkovo – okrem výroby el. energie sa používa aj na iné účely

Rozvod elektrickej energie

• je to sústava el. zariadení, sú to elektrické stanice a elektrické vedenie
• úlohou rozvodu elektrickej energie je viesť el. energiu z elektrárni do miesta spotreby čo najefektívnejšie, najhospodárnejšie a bezpečne

Elektrické stanice

• ucelené zariadenie uzla elektrizačnej sústavy. Obsahuje spínacie, istiace, meracie, automatizačné, dispečerské a oznamovacie zariadenie
• Rozdelenie podľa prevládajúcej funkcie:
  • transformačné – znižujú alebo zvyšujú napätie
  • spínacie – zabezpečujú rozvod s rovnakým napätím
  • meniarne – slúžia na zmenu striedavého prúdu na jednosmerný
  • kompenzovne – slúžia na kompenzáciu účinníka siete Hlavnou časťou je rozvodňa, ktorá obsahuje:
• prístroje – výkonové vypínače, odpojovače, uzemňovače, meracie prístroje, meracie transformátory, ochrany, blokovacie a signalizačné zariadenia
• izolačné zariadenia – priechodky, podperné a závesné izolátory
• vodiče prípojnice – sú to medené alebo hliníkové pásy, tyče, rúrky, profily alebo laná, ktoré sa upevňujú na izolátory. sú dimenzované tak, aby vydržali dynamické aj tepelné namáhanie pri skrate
• Rozdelenie rozvodní:
  • rozvodne malého napätia do 50V proti zemi
  • rozvodne nízkeho napätia do 600V proti zemi
  • rozvodne vysokého napätia do 30kV proti zemi
  • rozvodne veľmi vysokého napätia do 171kV proti zemi
  • rozvodne zvlášť vysokého napätia od 300 do 800kV medzi vodičmi
  • rozvodne ultra vysokého napätia nad 800kV medzi vodičmi
• Najzákladnejšie časti rozvodne:
  • velin – riadiace centrum, sústreďujú sa tu všetky dôležité prístroje na riadenie a kontrolu
  • kancelária
  • telefónna ústredňa
  • akumulátorovňa nezávislý zdroj ..

Elektrické vedenie

• vedenie slúži na prenos elektrickej energie, môže byť vonkajšie alebo káblové

Vonkajšie vedenie:

• základné časti:
  • vodiče
  • stožiare
  • izolátory

Vodiče – používajú sa holé, neizolované, väčšinou AlFe laná (hliníkové laná a oceľovou dušou), Sú namáhané mechanicky aj tepelne a musia odolávať poveternostným podmienkam. Montujú sa pod určitým priehybom.

Stožiare – slúžia na podopieranie vodičov a nesenie vo veľkej výške Používajú sa:

• betónové stožiare – menšie napätia, jednoduché stĺpy
• oceľové stožiare – na vn a najvyššie napätia, sú rôznych tvarov,
• drevené – v minulosti

Podľa usporiadania vrchnej časti a usporiadania izolátorov:

• portál
• dunaj
• súdok

• mačka
• iné...

Podľa účelu:

• nosné – nesú vodiče, izolátory sú smerom k zemi
• výstužné – tvoria pevné body, izolátory sú vodorovne so zemským povrchom
• rohové – slúžia na zmenu smeru
• križovatkové – ak vedenie prechádza cez diaľnicu, cestu, alebo sa križujú vedenia Časti stožiara:
• základ, driek, hlava, priečky,

Každý stožiar musí byť uzemnený – ochrana pred nebezpečným dotykovým napätím v prípade úderu blesku.

Izolátory – zabezpečujú odizolovanie vodičov od kovovej konštrukcie stožiara. Pre napätie 110kV a viac musia mať aj ochranné armatúry.

Materiál izolátorov – keramika, ušľachtilé sklo a umelé hmoty (epoxid, silikóny, EVA materiál...)

Káblové vedenie:

• používa sa v husto obývaných oblastiach, a všade tam, kde nie je možné stavať vonkajšie vedenie.

Kábel pozostáva:

• kovový vodič
• izolácia
• ochranný obal – chráni kábel pred poškodením, môže byť jednoduchý ako plášť alebo zložený pancier (v extrémnych podmienkach)

Každý kábel je ukončený káblovou koncovkou. Pri vysokonapäťových kábloch sú žily väčšinou duté a prechádza nimi chladiaca látka

Spôsoby ukladania káblov:

• v budovách
• v káblových kanáloch
• v tvárniciach a rúrkach
• v zemi
• vo vode

Kábel môže mať 1 alebo viac žíl Podľa spôsobu uloženia žíl môžu byť:

• symetrické káble
• koaxiálne kábla (2 žilové)

Elektrická prípojka – časť vedenia, ktoré odbočuje od verejného rozvodu smerom k odberateľovi a je určená na pripojenie odberných el. zariadení.

Elektrické zdroje tepla

Teplo Q – druh energie, jednotkou je J, (Ws)

Teplota – meradlo tepelného stavu, jednotka °C, K (0K = -273,15°C)

Elektrické zdroje tepla:

• joulovo teplo (Q=R.I².t); prechodom prúdu cez odporovú súčiastku sa súčiastka zohreje na teplo
• infra teplo – vyžarujú ho infra žiariče, tie, ktoré vysielajú infračervené lúče, lúče zohrivajú látku v hĺbke
• elektrický oblúk – horí medzi dvoma elektródami v zionizovanom plyne alebo vzduchu, vzniká pri každom spájaní a rozpájaní kontaktov
• elektrická iskra – vzniká pri iskrivom výboji striedavého alebo jednosmerného napätia
• dielektrické – využíva sa na tepelné spracovanie izolantov
• vírivé prúdy – uzatvárajú sa v rovinách, ktoré sú kolmé na smer magnetického toku
• hysterézne straty – pri premagnetovaní magnetických materiálov
• peltierov jav – pri prechode jednosmerného prúdu dvoma rozličnými kovmi sa teplota rozhrania zvyšuje oproti teplote okolia, ak zmeníme smer prúdu, rozhranie sa začne ochladzovať

Šírenie tepla

• vedením (kondukcia) – v tuhých látkach
• prúdením (konvencia) – kvapaliny, plyn
• sálaním – radiácia

Elektrické pece Výhody:

• jednoduché udržiavanie teploty,
• väčšia rovnomernosť teploty v celej peci
• väčšia rýchlosť ohrevu, jednoduchá obsluha
• čistota ..

Rozdelenie:

• odporové pece:
  • do 250°C (sušenie vinutia aj celých el. strojov)
  • do 1350°C (tavenie kovov a sklársky priemysel)
  • do 1500°C (tepelné spracovanie kovov)
• oblúkové pece
  • s oblúkom vstupujúcim do vsádzky (tavenie ocele)
  • s nepriamym ohrevom – oblúk horí nad vsádzkou a teplo sa prenáša sálaním
  • so zakrytým oblúkom – oblúk horí pod povrchom vsádzky
• indukčné pece (podľa frekvencie)
  • nízkofrekvenčné do 50Hz
  • stredofrekvenčné od 500-3000Hz
  • vysokofrekvenčné nad 3000Hz

Elektrické chladenie

Chladenie:

• prečerpávanie tepla, ktoré sa odoberá ochladzovanej látke a odovzdáva okoliu
• môže byť:
  • vzduchom
  • vodou
  • elektrické (pomocou chladiva)

Chladiaci výkon – množstvo tepla odvedené za 1 sekundu Chladivo

• látka, ktorá sa odparuje pri nízkom tlaku a nízkej teplote Chladiaci systém môže byť:
• kompresorový
• absorpčný
• polovodičový

Chladnička

• tepelne izolovaná skriňa vychladzovaná chladiacim zariadením
• najčastejšie sa používa kompresorový chladiaci systém Náuková schéma

Princíp :

• kompresor nasáva pary chladiva z výparníka, posúvaním piestu naspäť hore ich stlačí a dopraví do kondenzátora, kde sa chladivo skvapalní a teplo odvedie do okolia
• kvapalné chladivo ďalej postupuje redukčným ventilom do výparníka
• chladivo expanduje (zväčší svoj objem), pritom sa zníži tlak aj teplota, preto sa steny výparníka ochladia

Polovodičová chladnička funguje na princípe Peltierovho javu

Sieťový napájací zdroj

• obvod, ktorý na výstupe vyrába napätie vhodné pre spotrebič na vstupe má napätie 230V a frekvenciu 50Hz

Bloková schéma:

T – transformátor U – usmerňovač F₁ – filter 1

S – stabilizátor

F₂ – filter 2 Z – záťaž

Transformátor

• elektrický netočivý stroj, ktorý mení hodnoty napätia a prúdu pri nezmenenej frekvencii Usmerňovač
• je elektrický obvod, ktorý striedavé napätie na jednosmerné
• Rozdelenie:
  • podľa činnosti:
    • riadené (tyristory)
    • neriadené (diódy)
  • podľa konštrukcie:
    • jednocestné
    • dvojcestné
      • uzlové zapojenie
      • mostíkové zapojenie

Jednocestný usmerňovač neriadený (dióda prepustí len kladnú polvlnu)

Dvojcestný usmerňovač neriadený – mostíkové zapojenie

• má 4 diódy, usmerní aj kladnú aj zápornú polvlnu
• kladná polvlna D2-Z-D4
• záporná polvlna D1-Z-D3

Stabilizátor

• udržiava konštantné napätie na záťaži pri kolísajúcom napätí zdroja alebo pri zmenách zaťažovacieho prúdu

Vyhladzovacie filtre

• ďalej upravujú usmernené napätie, zmenšujú zvlnenie
• 4 skupiny:

• horno-priepustné
• dolno-priepustné

• pásmová priepusť
• pásmová zádrž

Polovodiče, polovodičové súčiastky

Polovodič – látka, ktorá vedie prúd len za určitých podmienok (zvýšenie teploty, svetla, pridanie prímesí)

Vodivosť polovodičov môže byť:

• vlastná – zvýšením teploty elektróny získajú energiu a preskočia do vodivostného pásma. Tým spôsobia vodivosť typu N – elektrónová vodivosť. Po elektrónoch zostanú prázdne miesta, ktoré sa prejavia ako kladné diery, spôsobujú vodivosť typu P – dierová vodivosť
• nevlastná – je spôsobená pohybom elektrónov od prímesí:
  • vodivosť typu N – ak do štvormocného kremíka pridáme päťmocný antimón. Štyri elektróny kremíka a 4 elektróny antimónu vytvoria kovalentnú väzbu, jeden elektrón ostané voľný a tým spôsobí vodivosť – donorová vodivosť
  • vodivosť typu P – ak do štvormocného kremíka pridáme trojmocné indium. Na vytvorenie kovalentnej väzby chýba jeden elektrón, to sa prejaví ako kladná diera – akceptorová vodivosť

PN priechod – rozhranie medzi oblasťou s vodivosťou typu P a vodivosťou typu N, ktoré je vytvorené na tom istom telese

Dióda

• dvojvrstvová a dvoj vývodová súčiastka s jedným PN priechodom
• má 2 elektródy P- anóda, N- katóda
• základná charakteristika diódy je VA charakteristika Vlastnosti diód:
• prahové napätie – dióda sa otvára (od 0,4 – 1,5V)
• prierazné napätie – po prekonaní tejto hodnoty dôjde k deštrukcii
• hraničná frekvencia diódy...

Druhy polovodičových diód:

• diódy pre sieťové usmerňovače
• plošná dióda
• hrotová germániová
• hrotová germániová so zlatým hrotom
• stabilizačná dióda

Tyristor

• Zenerová dióda
• kapacitná dióda
• akumulačná dióda
• PIN dióda
• Schottkyho dióda

• štvorvrstvová súčiastka s vnútornou štruktúrou PNPN
• Rozdelenie:
  • diódový tyristor – má 2 elektródy
  • triódový tyristor – má 2 hlavné elektródy a jednu pomocnú – riadiacu elektródu G
  • tetródový tyristor – má 4 elektródy – 2 hlavné a 2 pomocné
• používajú sa v regulačných obvodoch na spínanie s možnosťou riadenia

Elektrické súčiastky

Pasívne súčiastky – v obvode nevyrábajú ani napätie ani prúd, patria tu súčiastky: R, L, C

Rezistor

• elektronická súčiastka, ktorá má v pracovnej oblasti lineárnu VA charakteristiku
• je to najpoužívanejšia súčiastka, ktorá sa vyznačuje presne stanovenou hodnotou odporu Vlastnosti:
• menovitý odpor – výrobcom predpokladaný odpor
• tolerancia menovitého odporu
• menovité zaťaženie – výkon, ktorý sa za určitých podmienok dokáže premeniť na teplo
• prevádzkové zaťaženie – najvyššia teplota povrchu súčiastky, pri ktorej ešte nenastávajú zmeny
• najvyššie dovolené napätie – medzi vývodmi rezistora, pri prekročení sa môže súčiastka poškodiť

Rozdelenie

• podľa konštrukcie:
  • rezistory s dvoma vývodmi:
    • pevné
    • nastaviteľné
  • rezistory s viac ako dvoma vývodmi
    • rezistory s odbočkou
    • potenciometre
    • reostaty
  • podľa technologického hľadiska
    • drôtové
    • vrstvové

Kondenzátor

• pasívna súčiastky, ktorej charakteristickou vlastnosťou je kapacita
• sú to dve platne, medzi ktorými je dielektrikum

Kapacita – schopnosť hromadiť elektrický náboj, jednotka 1F (využívajú sa menšie jednotky)

M

? = ?_J. ?_K. ^L

Vlastnosti:

• menovitá kapacita – výrobcom predpokladaná hodnota
• menovité napätie – pri prekročení sa zničí
• izolačný odpor – odpor medzi elektródami
• stratový činiteľ Rozdelenie:
• konštrukcia:
  • doskové
  • valcové
• kapacita:
  • pevné
  • nastaviteľné:
    • ladiace
    • dolaďovacie
  • dielektrikum:
    • s papierovým dielektrikom
    • z metalizovaného papiera
    • s plastovou fóliou
    • sľudové
    • keramické
    • elektrolytické

Cievka

• pasívna súčiastky, ktorá je skonštruovaná tak, aby mala vlastnú indukčnosť
• môže vyť vyhotovená bez jadra (samonosná) alebo s jadrom Indukčnosť cievky závisí:
• počtu závitov
• vlastnosti prostredia
• geometrického usporiadania
• jadra cievky

Elektrické svetelné zdroje

Svetlo

• druh elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou od 380- 780 nm, ktoré je schopné vyvolať zrakový vnem (Maxwellova teória)

Svetelné zdroje delíme:

1.) prírodné

2.) umelé Osvetlenie

• použitie svetelného zdroja na dosiahnutie viditeľnosti EL. ZDROJE SVETLA delíme:

1.) žiarové zdroje (teplotné) – žiarovka 2.) výbojové zdroje – výbojky

Svietidlo – zdroj svetla spolu s prídavným zariadením na pripevnenie Tienidlo – zabezpečuje usmernenie svetelného toku, zabraňuje oslneniu Žiarovka

• druh elektrického svetelného zdroja, v ktorom sa svetlo vytvára žeravením tuhého telesa prechodom elektrického prúdu.
• len časť príkonu spotrebuje na svetlo. 92% energie je ako
• Pôvodné Edisonove žiarovky mali uhlíkové vlákno, dnes sa zvyčajne využíva volfrám, ktorý lepšie odoláva vysokým teplotám.
• vlákno je stočené do špirály (špirála je dlhá približne 2cm, po roztiahnutí má vlákno takmer meter).
• Prechodom elektrického prúdu sa rozžeraví na 2500 °C, kedy volfrám emituje biele
• Aby vlákno nezhorelo, je umiestnené v sklenenej banke, z ktorej je vyčerpaný

Vákuum je nahradené inertným plynom pod nízkym tlakom napr. argón Štandardné žiarovky sa vyrábajú v hodnotách príkonu 25, 40, 60, 75, 100 a 150 wattov (W) Závity:

• Edisonov závit E 27 alebo E
• bajonet
• napichovačky

Sklenená banka, Náplň: zriedený inertný plyn, Volfrámové vlákno, Prívodný drôt, Prívodný drôt, Nosný drôt, Sklenená nosná konštrukcia, Spoj prívodu a závitu, Závit do objímky, Izolácia, Spodný kontakt do objímky

Výbojka

• po pripojení na zdroj el. energie vznikne medzi elektródami elektrický výboj, ktorý zapáli plyn a ten potom horí. Na zapálenie plynu potrebujeme tzv. zápalné napätie, potom sa napätie znižuje

Delenie:

• výbojka plnená plynom, napr. neónová výbojka („neónka“), xenónová výbojka, vodíková výbojka, svietiaca rúrka („neónová trubica“), tlejivka
• výbojka plnená kovovými parami, :
  • halogenidová výbojka
  • ortuťová výbojka – vrátane bežne používaných osvetľovacích žiariviek a kompaktných žiariviek
  • sodíková výbojka

Sodíková výbojka

• je druh výbojky, ktorá používa elektrický výboj v prostredí sodíkových výparov na výrobu
• Existujú dva varianty týchto výbojok: nízkotlakové a vysokotlakové.
• Sodíkové výbojky spôsobujú menej svetelného znečistenia ako ortuťové výbojky.
• po zahriatí vytvárajú žlté alebo oranžové svetlo

Bezpečnosť a ochrana zdravia

Elektrické zariadenie

• zariadenie, ktoré k svojej činnosti alebo pôsobeniu využíva účinky el. alebo el. mag. javov

Elektrická inštalácia

• zostava vzájomne spolupracujúcich el. zariadení, ktoré slúžia na výrobu, prenos, rozvod a premenu el. energie

Spotrebič

• zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na iný druh energie

Živá časť

• časť el. zariadenia, ktorá je určená na vedenie elektrického prúdu, pri normálnej prevádzke je pod napätím

Neživá časť

• vodivá časť el. zariadenia, ktorá pri normálnej prevádzke nie je pod napätím, ale pri poruche sa môže stať živou časťou

Dotykové napätie

• napätie, ktoré sa objaví pri poruche izolácie medzi časťami súčasne prístupnými dotyku, t. j. vznikne medzi dvoma bodmi ľudského tela, ktoré je zasiahnuté el. prúdom

Nebezpečné dotykové napätie

• hodnota dotykového napätia, ktoré spôsobí úraz el. prúdom

Úraz el. prúdom

• nastane ak človek sa stane súčasťou vodivého a uzavretého obvodu
• môže nastať:
  • jednopólovým dotykom
  • dvojpólovým dotykom
  • priblížením k vedeniu

Účinky el. prúdu závisia od:

• veľkosti a druhu prúdu:
  • striedavý prúd je 3- krát nebezpečnejší ako jednosmerný
  • prah vnímania:
    • jednosmerný do 20 až 25 mA
    • striedavý do 5 mA
  • hranica znesiteľnosti
    • striedavý prúd od 5 mA do 10 až 100 mA podľa dĺžky trvania
    • kŕče sa dajú ovládať
  • hranica fibrilácie
    • do 500mA problémy s dýchaním, neovládateľné kŕče
  • odporu organizmu
    • najväčší odpor má tuková vrstva a koža, potom kosti, šľachy a svalstvo
    • najmenší odpor má cievny a nervový systém
    • vysoký odpor má suchá pokožka
  • cesty vstupu a dráhy prechodu
    • najnebezpečnejšia cesta (popri srdci)
  • trvanie kontaktu s el. prúdom a bezpečnosť prostredia

Prvá pomoc:

• vyslobodenie postihnutého z obvodu el. prúdu
• kontrola životných funkcií
• resuscitácia
• privolanie pomoci
• ošetrenie druhotných zranení

Viď. dokument nižšie.