Контрольная работа №1 по физике в 11 классе на тему электродинамика. Механизм взаимодействия воздушных проводовРабочая программа по физике 10кл страница 31Вариант1 1. В воздушных проводах, питающих двигатель троллейбуса, ток идет в противоположных направлениях. а) Как взаимодействуют воздушные провода? б) Опишите механизм взаимодействия воздушных проводов. Ответ поясните рисунком. в) Оказывает ли влияние на взаимодействие проводовэлектрическое взаимодействие зарядов? 2^2 2. Проводник длиной 15 см подвешен горизонтально на двух невесомых нитях вмагнитном поле индукцией 60 мТл, при-чем линии индукции направлены вверхперпендикулярно проводнику. а) По проводнику пропустили ток.Сила тока 2 А. С какой силой магнитноеполе действует на проводник? На рисункеукажите направление этой силы. б) На какой угол от вертикали отклонятся нити, на которых висит проводник? Масса проводника 10 г. в) Чему равна сила натяжения каждой нити? 3. Протон влетает в магнитное поле индукцией 20 мТл со скоростью 10 км/с под углом 30° к линиям магнитной индукции. а) С какой силой магнитное поле действует на протон?Заряд протона е = 1,6 • 10~19 Кл. б) За какое время протон совершит один полный оборот вокруг линий магнитной индукции? Масса протона 1,67 • Ю-27 кг. в) На какое расстояние сместится протон вдоль линий магнитной индукции за 10 полных оборотов? Вариант 2 1. В двух параллельных проводниках ток проходит в одномнаправлении. а) Как взаимодействуют эти проводники? б) Опишите механизм взаимодействия проводников. Ответ поясните рисунком. в) Чем обусловлено отталкивание двух параллельныхэлектронных пучков?
2. На двух горизонтальных рельсах,расстояние между которыми 50 см,лежит металлический стержень, силатока в котором 5 А. Рельсы и стерженьнаходятся в однородном магнитномполе индукцией 50 мТл, направленном перпендикулярно рельсам и стержню. а) С какой силой магнитное поле действует на стержень?На рисунке укажите направление этой силы. б) При каком значении коэффициента трения стержня о рельсы он будет двигаться прямолинейно и равномерно? Масса стержня 125 г. в) С каким ускорением будет двигаться стержень, если силу тока в нем увеличить в 2 раза? 3. Электрон влетает в магнитное поле индукцией 50мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 1 Мм/с. а) Чему равен радиус кривизны траектории, по которой движется электрон? Модуль заряда электрона е == 1,6 • Ю-19 Кл, его масса т = 9,1 • 10"31 кг. б) С какой частотой обращается электрон? в) Как изменится частота обращения электрона при увеличении магнитной индукции в 2 раза? Электромагнитная индукция Контрольная работа 2 1. В катушке с площадью поперечного сечения 5 см2 индукция однородного магнитного поля равномерно уменьшается от 200 до 50 мТл за 5 мс. Линии магнитной индукции параллельны оси катушки. а) Определите изменение магнитного потока в катушке. б) Чему равна ЭДС индукции, возникшей в катушке, если в ней 500 витков? в) Чему равна сила индукционного тока, возникшего в катушке? Катушка изготовлена из медного провода с площадью поперечного сечения 0,25 мм2. Удельное сопротивление меди 1,7 • Ю-8 Ом • м. 2. В соленоиде при изменении в нем силы тока от 2 до1А за 2с возникла ЭДС самоиндукции 0,05 В. а) Определите индуктивность соленоида. б) На сколько и как изменилась (увеличилась или уменьшилась) энергия магнитного поля соленоида за это время? в) Определите сопротивление соленоида. 3. Проводник длиной 2 м движется без трения под углом 30° к вектору индукции однородного магнитного поля со скоростью 4 м/с, опираясь своими концами на два параллельных металлических стержня. На концах проводника возникает разность потенциалов 40 мВ. а) Чему равна индукция магнитного поля? б) Определите силу тока, который будет идти через амперметр, присоединенный к стержням, если проводник перемещать в этом магнитном поле перпендикулярно линиям индукции с той же скоростью? Сопротивление амперметра 10 Ом. (Сопротивлением стержней и соединительных проводов пренебречь.) в) Какой заряд пройдет через амперметр при перемещении проводника на расстояние 1 м? Вариант2 1. В катушке, содержащей 300 витков проволоки, в течение 6 мс происходит равномерное изменение магнитного потока. а) На сколько и как изменился (увеличился или уменьшился) магнитный поток, пронизывающий катушку, если в ней возникла ЭДС индукции, равная 2 В? б) Определите начальное значение индукции магнитного поля, если ее конечное значение 10 мТл. Площадь поперечного сечения катушки 4 см2. Линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости катушки. в) При каком начальном значении индукции магнитного поля возникающая в катушке ЭДС могла быть в 2 раза меньше? infourok.ru 1.2. Взаимодействие проводников с токомОпыт показывает, что проводники, по которым текут электрические токи, взаимодействуют друг с другом. Так, например, два тонких прямолинейных параллельных проводника притягиваются друг к другу, если направления протекающих в них токов совпадают, и отталкиваются, если направления токов противоположны (рис. 2). Рис. 2. Взаимодействие параллельных проводников с током. Определяемая экспериментально сила взаимодействия проводников, отнесенная к единице длины проводника (т.е., действующая на 1м проводника) вычисляется по формуле: , где и – силы токов в проводниках, – расстояние между ними в системе СИ, - так называемая, магнитная постоянная (). Связь между электрической и магнитнойпостоянными определяется соотношением:
где = 3·108 м/с – скорость света в вакууме. На основании эмпирической формулы для установлена единица силы тока в системе СИ – Ампер (А). Ампер – сила такого неизменяющегося тока, который, проходя по двум прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает силу взаимодействия между ними, равную 2·10-7 Н на 1 м длины. Итак, при протекании электрического тока по проводнику в окружающем его пространстве происходят какие-то изменения, что заставляет проводники с током взаимодействовать, а магнитную стрелку вблизи проводника с током поворачиваться. Таким образом, мы пришли к выводу, что взаимодействие между магнитами, проводником и током, между проводниками с током осуществляется посредством материальной среды, получившей название магнитного поля. Из опыта Эрстеда следует, что магнитное поле имеет направленный характер, поскольку угол поворота стрелки зависит от величины и направления протекающего тока. Это подтверждается также и опытами по взаимодействию проводников с током. 1.3. Индукция магнитного поляРассмотрим взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита. В зависимости от направления тока проводник втягивается или выталкивается из магнита (рис. 3).
Рис. 3. Взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита. Мы пришли к заключению, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила. Причем эта сила зависит от длины проводника и величины протекающего по нему тока, а также от его ориентации в пространстве. Можно найти такое положение проводника в магнитном поле, когда эта сила будет максимальной. Это и позволяет ввести понятие силовой характеристики магнитного поля. Силовой характеристикой магнитного поля является физическая величина, определяемая в данном случае как , Она получила название индукции магнитного поля. Здесь - максимальная сила, действующая на проводник с током в магнитном поле,- длина проводника,- сила тока в нем. Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла . 1 Тл – индукция такого магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по проводнику течет ток 1 А: 1 Тл=1 Н/(А·м). Индукция магнитного поля – величина векторная. Направление вектора магнитной индукции в нашем случае связано с направлениямииправилом левой руки (рис. 4): если вытянутые пальцы направить по направлению тока в проводнике, а силовые линии магнитного поля будут входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направление силы , действующей на проводник с током со стороны магнитного поля.
Рис. 4. Правило левой руки Численное значение вектора можно определить и через момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле: , - максимальный вращательный момент, действующий на рамку с током в магнитном поле, - площадь рамки,- сила тока в ней. За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки. Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла . За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки.
Рис. 5. Ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током. Силовые линии магнитного поля (линии индукции магнитного поля) – это линии, в каждой точке которых вектор направлен по касательной к ним. Модуль магнитной индукции пропорционален густоте силовых линий, т.е. числу линий, пересекающих поверхность единичной площади, перпендикулярную этим линиям. В таблице 1 приведены картины силовых линий для различных магнитных полей. Так, например, направление линий магнитной индукции прямого провода с током определяется по правилу буравчика (или «правого винта»): если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции. Таким образом, силовые линии магнитного поля бесконечного прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. С увеличением радиуса r окружности модуль вектора индукции магнитного поля уменьшается. Для постоянного магнита за направление силовых линий магнитного поля принято направление от северного полюса магнита N к южному S. Картина линий индукции магнитного поля для соленоида поразительно похожа на картину линий индукции магнитного поля для постоянного магнита. Это навело на мысль о том, что внутри магнита имеется много маленьких контуров с током. Соленоид тоже состоит из таких контуров – витков. Отсюда и сходство магнитных полей. Таблица 1 Силовые линии магнитного поля
Таблица 1 (продолжение)
Принцип суперпозиции для вектора : результирующая индукция поля в некоторой точке равна векторной сумме индукций отдельных полей: . Важная особенность линий магнитной индукции – они не имеют ни начала, ни конца, т.е. линии магнитной индукции всегда замкнуты. Этим магнитное поле отличается от электростатического. Его силовые линии имеют источники: они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Магнитное поле – вихревое поле. Замкнутость линий магнитной индукции – фундаментальное свойство магнитного поля. Оно заключается в том, что магнитных зарядов в природе нет. Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды. studfiles.net Контрольная работа №1 по физике в 11 классе на тему электродинамикаКонтрольная работа №1 по физике в 11 классе на тему электродинамика МОУСОШ с.Карасу,черекского района,КБР 01.10.2011 Вариант 1 1. В воздушных проводах, питающих двигатель троллейбуса, ток идет в противоположных направлениях. а) Как взаимодействуют воздушные провода? б) Опишите механизм взаимодействия воздушных проводов. Ответ поясните рисунком. 2. 3. Протон влетает в магнитное поле индукцией 20 мТл со скоростью 10 км/с под углом 30° к линиям магнитной индукции. С какой силой магнитное поле действует на протон? Заряд протона e = 1,6 · 10–19 4. . В соленоиде при изменении в нем силы тока от 2 до 1 А за 2 с возникла ЭДС самоиндукции 0,05 В. а) Определите индуктивность соленоида. б) На сколько и как изменилась (увеличилась или уменьшилась) энергия магнитного поля соленоида за это же время? Вариант 2 1. В двух параллельных проводниках ток проходит в одном направлении. а) Как взаимодействуют эти проводники? б) Опишите механизм взаимодействия проводников. Ответ поясните рисунком. 2. На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 50 см, лежит металлический стержень, сила тока в котором 5 А. Рельсы и стержень находятся в однородном магнитном поле индукцией 50 мТл, направленном перпендикулярно рельсам и стержню. С какой силой магнитное поле действует на стержень? На рисунке укажите направление этой силы. 3. 4. В катушке с площадью поперечного сечения 5 см2 индукция однородного магнитного поля равномерно уменьшается от 200 до 50 мТл за 5 мс. Линии магнитной индукции параллельны оси катушки. а) Определите изменение магнитного потока в катушке. б) Чему равна ЭДС индукции, возникшей в катушке, если в ней 500 витков? rushkolnik.ru 7.4. Влияния линий электропередачи на линии связи7.4.1. Опасные влиянияЛинии электропередачи (ВЛ) оказывают на линии проводной связи влияния, которые обусловлены различными механизмами взаимодействия и при определенном взаимном расположении между линиями электропередачи и связи могут достигать значения, представляющие опасность для обслуживающего персонала и превышающие электрическую прочность кабеля связи и вводных устройств аппаратуры уплотнения. Влияние за счет индуктивной связи обусловлено прохождением части или всего переменного тока ВЛ по цепи провод-земля. Это может иметь место, например, при несимметричной нагрузке трехфазных ВЛ, при работе ВЛ по системе два провода-земля, при однофазных или двухфазных замыканиях ВЛ на землю. Магнитному влиянию подвержены все линии проводной связи, как воздушные, так и кабельные. Влияние за счет емкостной связи обусловлено наличием вокруг проводной ВЛ электрического поля. Провода линий связи (ЛС), находящиеся в зоне действия поля, оказываются под воздействием потенциала этого поля. Электрическому влиянию подвержены провода воздушных линий связи, а также кабельные линии связи, выполненные кабелем без металлических оболочек, подвешенным на опорах или стойках. Влияние через гальваническую связь (полное сопротивление связи) обусловлено протеканием в земле силовых токов. Гальваническому влиянию подвержены заземленные металлические оболочки кабелей и цепи воздушных и кабельных ЛС, использующих землю в качестве обратного провода. Расчет продольных ЭДС в проводах связи при аварийном режиме ВЛ с заземленной нейтралью производят для наиболее неблагоприятного случая положения точек короткого замыкания, изменяя места их расположения по длине сближения. При расчете продольной ЭДС рассматривают короткое замыкание ВЛ из графика в самой неблагоприятной точке, т.е. случай, когда влияние будет наибольшим. Обычно это соответствует короткому замыканию в начале или конце сближения. Экранирование. При расчетах уровней влияния ВЛ и ЛС необходимо учитывать экранирующее действие различных металлических коммуникаций, расположенных в зоне влияния и соединенных с землей. К таким коммуникациям могут быть отнесены железнодорожные рельсы, трубопроводы, оболочки силовых кабелей и кабелей связи, тоннели и коллекторы, грозозащитные тросы ВЛ и т.д. Экранирующее действие зависит от собственного сопротивления экрана, расположения его относительно ВЛ и ЛС, условий заземления, удельного сопротивления земли, а для экранов с магнитными материалами - также от продольной ЭДС, наводимой в экране влияющим током. Мероприятия по защите от опасного влияния. Если по техническим и экономическим или эксплуатационным соображениям оказывается невозможным или нецелесообразным выбрать трассу проектируемой ВЛ или ЛС таким образом, чтобы индуктируемые в проводах ЛС напряжения не превышали допустимых значений, применяют специальные меры защиты. К мерам защиты на ВЛ относятся: - применение хорошо проводящих заземленных грозозащитных тросов, а также специальных проводников, проложенных в земле; - частичное разземление нейтралей трансформаторов высоковольтной сети, обеспечивающее снижение токов короткого замыкания ВЛ; - применение на ВЛ с изолированной нейтралью аппаратуры для контроля состояния изоляции фазовых проводов по отношению к земле или перекоса фазных напряжений, обеспечивающей скорейшее обнаружение и устранение электрического влияния ВЛ на ЛС; - частичное или полное каблирование ВЛ на городских участках; - использование быстродействующей защиты, ускоряющей отключение поврежденной ВЛ с заземленной нейтралью. К специальным мерам защиты на ЛС относятся: - включение специальных разрядников между каждым проводом и землей. Для воздушных ЛС, как правило, общее количество разрядников на 100 км ЛС не должно превышать дли уплотненной цепи 15 шт., для неуплотненной цепи - 25 шт. Допустимое количество разрядников ограничивается эксплуатационными соображениями и поэтому по соглашению между заинтересованными сторонами допускается в исключительных случаях установка большего количества разрядников. Защита разрядниками цепей полуавтоматической блокировки и цепей фидерных линий проводного вещания не допускается; - включение разделительных трансформаторов в телефонные цепи без дистанционного питания и разделительных трансформаторов с защитными контурами при наличии дистанционного питания; - включение дренажных катушек или дросселей с заземленной средней точкой в телефонные цепи без дистанционного питания и дренажных катушек с резонансными заземляющими контурами в телефонные цепи с дистанционным питанием; - частичное или полное каблирование ЛС; - замена железобетонных или металлических опор ЛС на деревянные (в том числе с железобетонными приставками) в пределах усилительного участка ЛС, на котором имеются опасные сближения с ВЛ; - по соглашению заинтересованных сторон введение высоковольтного режима обслуживания ЛС; - включение редукционных трансформаторов; - замена кабеля связи на кабель с повышенным защитным действием и др. Защита цепей ЛС с помощью редукционных трансформаторов. Одной из мер защиты линий связи от опасного и мешающего влияния линий высокого напряжения являются применение редукционных трансформаторов (РТ). Применение редукционных трансформаторов в ряде случаев дает значительный экономический эффект по сравнению с другими мерами защиты. Редукционный трансформатор представляет собой два О-образных магнитопровода из электротехнической стали Э-320 (толщина пластин 0,35 мм), на которых размещена обмотка. Роль первичной обмотки трансформатора выполняет оболочка (внешний проводник) кабеля, роль вторичной обмотки — жилы (внутренний проводник) кабеля. На магнитопроводе трансформатора размещены одновременно две одинаковые обмотки, выполненные кабелем в целях защиты с помощью одного трансформатора сразу двух кабелей при двухкабельной системе связи. При однокабельной системе связи обмотки этого трансформатора включаются последовательно. Трансформатор размещен в стальном герметичном корпусе, покрытом антикоррозийной краской. Для ввода защищаемого кабеля в корпусе предусмотрены специальные отверстия. Принцип действия РТ заключается в следующем. Первичная обмотка включается в разрез металлических покровов кабеля, которые заземляются по концам защищаемого участка, вторичная обмотка — в разрез жил кабеля. При протекании тока в цепи металлические покровы — земля и, следовательно, в первичной обмотке во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, направление которой противоположно ЭДС, индуцированной в жилах кабеля от влияния линий высокого напряжения. Таким образом, суммарная ЭДС в жилах кабеля уменьшается. studfiles.net
physik.ucoz.ru Контрольная работа №1 «Магнитное поле» Вариант №1 в воздушных проводах, питающих двигатель троллейбуса, ток идет в противоположных направлениях. А как взаимодействуют воздушные провода?Контрольная работа №1 «Магнитное поле»Вариант №1
Б) Опишите механизм взаимодействия воздушных проводов. Ответ поясните рисункомю В) Оказывает ли влияние на взаимодействие проводов электрическое взаимодействие зарядов? 2. Проводник длиной 15 см подвешен горизонтально на двух невесомых нитях в магнитном поле с индукцией 60 мТл, причем линии индукции направлены вверх перпендикулярно проводнику.
3. Протон влетает в магнитное поле с индукцией 20 мТл со скоростью 10 км/с под углом 300 к линиям магнитной индукции. А) С какой силой магнитное поле действует на протон? Заряд протона р = 1,6 · 10-19 Кл. Б) За какое время протон совершит один полный оборот вокруг линий магнитной индукции? Масса протона 1,67 · 10-27 кг. В) На какое расстояние сместится протон вдоль линий магнитной индукции за 10 полных оборотов? Вариант №2
Б) Опишите механизм взаимодействия проводников. Ответ поясните рисунком. В) Чем обусловлено отталкивание двух параллельных электронных пучков? 2. На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 50 см, лежит металлический стержень, сила тока в котором 5 А. Рельсы и стержень находятся в однородном магнитном поле индукцией 50 мТл, направленном перпендикулярно рельсам и стержню.
3. Электрон влетает в магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 1 Мм/с. А) Чему равен радиус кривизны траектории, по которой движется электрон? Модуль заряда электрона е = 1,6 · 10-19 Кл, масса электрона 9,1 · 10-31 кг. Б) С какой частотой обращается электрон? В) как изменится частота обращения электрона при увеличении магнитной индукции в 2 раза? cl.rushkolnik.ru Распорка для проводов воздушных линий электропередачиИзобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений. Распорка выполнена в виде плоского шарнирного многозвенного механизма и включает узел соединения тяг и зажимы для крепления тяг к проводам. Узел соединения представляет собой коробчатый каркас (1), соединенный с каждым из проводов (2, 3) парой шарнирных тяг (4, 5) и (6, 7). Зажимы (8, 9, 10, 11) выполнены в виде двух пар, свободно надетых на провода втулок. Внутри каркаса (1) на гибких связях (12) закреплена эластичная оболочка (13), частично заполненная ферромагнитным сыпучим материалом (14). Техническим результатом является повышение эффективности сброса гололедных отложений с проводов и рассеяния энергии их колебаний. 2 ил.
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для механического удаления гололедных отложений с проводов и ограничения амплитуд, колебаний проводов в опасных режимах. Известны устройства для механического удаления гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащие установленную с зазором на проводе пружину, соединенную либо с шарнирно закрепленной на том же проводе и реагирующей на ветровые нагрузки пластиной /см. а.с. СССР №902129, кл. H02G 7/16, 1980 [1]/, либо при помощи специального кинематического механизма с грузом, реагирующим на ветровые колебания проводов /см. а.с. СССР №936149, кл. H02G 7/16, H02G 7/14, 1980 [2]/. Недостатками данных устройств являются низкая эффективность удаления гололедных отложений вследствие малых перемещений витков пружин, сложность конструкции, зависимость возможности работы устройства от наличия и характера ветровых возмущений /порывов ветра/, а также невозможность ограничения амплитуд колебаний проводов при опасных режимах, вызванных гололедно-ветровыми нагрузками. Известны также устройства для механического сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи с помощью размещенных в пролете элементов для импульсного встряхивания провода и ударных элементов /см., например, а.с. СССР №811382, кл. H02G 7/16, 1978 [3]; а.с. СССР №1415309, кл. H02G 7/16, 1986 [4]/. Недостатками известных устройств является значительная сложность конструкции вследствие необходимости использования элементов со специальными физическими эффектами, короткозамыкателя, грозозащитных тросов и т.п., дополнительные затраты электроэнергии, неспособность автоматического включения защиты при образовании гололедных отложений, а также невозможность ограничения амплитуд колебаний проводов при опасных режимах их эксплуатации. Кроме того, известны конструкции распорок для проводов воздушных линий электропередачи, содержащие тягу, выполненную из двух элементов, а также узлы соединения элементов тяги между собой и с проводами, обеспечивающие возможность их относительного перемещения /см., например, а.с. СССР №886127, кл. H02G 7/12, 1979 [5]; а.с. СССР №687515, кл. H02G 7/14, 1977 [6]/. Недостатками известных конструкций распорок при обеспечении ими возможности уменьшения передачи энергии колебаний между проводами является предельно низкая эффективность как сброса гололедных отложений с проводов, так и рассеяния энергии при колебаниях проводов, сложность конструкции и ее низкая надежность. Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является распорка для проводов воздушных линий электропередачи, содержащая тягу, выполненную из двух элементов, и узлы соединения элементов тяги и крепления к проводам, выполненные в виде плоского шарнирного четырехзвенного механизма, обеспечивающего возможность перемещения элементов тяги один относительно другого /см. а.с. СССР №1495889, кл. H02G 7/12, 7/14, 1967 [7]/, и принятая за прототип. Недостатками устройства-прототипа являются низкая эффективность как сброса гололедных отложений с проводов, так и рассеяния энергии при колебаниях проводов. Сущность изобретения заключается в создании конструкции распорки для проводов воздушных линий электропередачи, обеспечивающей автоматический эффективный сброс гололедных отложений с проводов и интенсивное рассеяние энергии при колебаниях последних, за счет создания возвратно-колебательных движений со значительными амплитудами специальных втулок-скребков и их линейных разнонаправленных смещений относительно проводов под действием ветровых нагрузок и электромагнитного взаимодействия распорки с током в проводах. Эффект таких смещений достигнут за счет выполнения распорки с переменной геометрической структурой, изменяемой при действии ветровых нагрузок и электромагнитного поля проводов. Технический результат - повышение эффективности сброса гололедных отложений с проводов и рассеяния энергии их колебаний. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной распорке для проводов воздушных линий электропередачи, выполненной в виде плоского шарнирного многозвенного механизма, включающего стержневые шарнирные тяги, узел соединения тяг и зажимы для крепления тяг к проводам, особенность заключается в том, что узел соединения тяг представляет собой жесткий коробчатый каркас, соединенный с каждым из проводов парой тяг, замещенных с обращенной к данному проводу стороны узла, зажимы для крепления тяг к проводам выполнены в виде пары свободно надетых на каждый провод втулок с возможностью возвратно-поступательных смещений относительно провода, при этом внутри коробчатого каркаса на гибких связях закреплена эластичная оболочка, частично заполненная сыпучим ферромагнитным материалом, а снаружи каркаса между тягами каждой пары установлены ограничители предельного сближения тяг. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показано предлагаемое устройство на виде на линию электропередачи сверху; на фиг.2 - вид А на распорку на фиг.1. Распорка для проводов воздушных линий электропередачи выполнена в виде плоского шарнирного многозвенного механизма, включающего стержневые шарнирные тяги, соединения тяг и зажимы для крепления тяг к проводам. При этом узел соединения тяг представляет собой жесткий коробчатый каркас 1, сваренный из легких дюралевых планок прямоугольного поперечного сечения, соединенный с каждым из проводов 2, 3 парой шарнирных тяг 4, 5 и 6, 7, размещенных с обращенной к данному проводу 2 или 3 стороны узла. Зажимы 8, 9 и 10, 11 для крепления, соответственно, тяг 4, 5 и 6, 7 к проводам 2 и 3 выполнены в виде двух пар 8, 9 и 10, 11 свободно надетых на каждый из проводов 2, 3 втулок, имеющих возможность совершать возвратно-поступательные смещения относительно проводов 2, 3 и выполняющих функции скребков для удаления с проводов 2, 3 гололедных отложений. Внутри коробчатого каркаса 1, открытого со всех сторон воздействию ветровых возмущений, на гибких связях 12 закреплена герметичная эластичная оболочка 13, частично заполненная сыпучим ферромагнитным материалом 14. В качестве материала для оболочки 13 могут быть использованы полиамиды - кристаллизирующиеся полимеры из класса полярных термопластов, имеющие высокую прочность на разрыв, эластичность, термо и морозоустойчивость. В качестве сыпучего ферромагнитного материала 14 могут быть использованы отходы при механической оболочке ферромагнитных тел, опилки, раскрошенная стружка. Наиболее удобен ферромагнитный порошок, в качестве которого обычно используют природный магнитный железняк, либо ферромагнитную окалину металлургических производств. Гибкие связи 12 выполнены из специальных синтетических волокон, применяемых для плетения строп парашютов и т.п. Снаружи на каркаса 1 между тягами 4, 5 и 6, 7 каждой пары тяг, расположенных по одну сторону каркаса 1, установлены /приварены/ к каркасу 1 ограничители 15 предельного сближения тяг 4, 5 и 6, 7 каждой пары, представляющие собой короткие отрезки пластинок прямоугольного поперечного сечения. Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. Возникновение на проводах 2, 3 гололедных отложений неизбежно приводит /см. [5], [7]/ при малейших ветровых нагрузках к интенсивным взаимным колебаниям проводов воздушной линии на опасных режимах со значительными амплитудами /провода расходятся, сходятся, возможен эффект скручивания, большая вероятность возникновения схлестывания проводов, эффекта их “пляски” и т.п. Во время года, для которого возникновение гололедных отложений, малые ветровые нагрузки возникают практически всегда, в любое время суток, то есть практически всегда возникают такие опасные динамические режимы. Как видно на фиг.1, сближение-удаление проводов 2, 3 при ветровых нагрузках друг от друга вызывает значительные по амплитуде возвратно-поступательные смещения втулок-скребков 8, 9 относительно провода 2 и 10, 11 относительно провода 3. Это уже не микроколебания витков пружин в устройствах [1], [2], а значительные перемещения в десятки сантиметров при неподвижном каркасе 1, позволяющие очистить значительные участки проводов 2, 3 в зоне нахождения распорки в текущий момент. Размещение внутри полого каркаса 1, открытого со всех сторон ветровым воздействием, эластичной подвижной оболочки 13, частично заполненной сыпучим материалом 14, обеспечивает непрерывные, продольные и хаотичные смещения узла соединения тяг вдоль проводов 2, 3 в пределах длины полета. Это объясняется тем, что под действием порывов ветра геометрия оболочки 13, ее парусные свойства имеют случайный, заранее непредсказуемый характер /изменение площади и объемного характера поверхности самой подвижной оболочки, пересыпание ферромагнитного материала внутри нее и т.п./. В результате этого направление равнодействующего вектора сил ветровых возмущений, действующих на оболочку 13 в общем случае со всех сторон, является в каждый момент времени практически случайной величиной. Такое воздействие аналогично работе парусов при их перестройке, где резко изменяются курсовые углы практически в любых пределах, вплоть до отрицательных углов. Только в парусной лодке такая перестройка происходит целенаправленно, а здесь она хаотична под действием ветровых возмущений и сил электромагнитного взаимодействия /см. ниже/ как результат пространственных деформаций оболочки и пересыпания сыпучего материала. Это приводит к хаотичным колебаниям узла 1, к сообщению ему случайных силовых однонаправленных составляющих вдоль проводов 2 и 3, что обеспечивает максимально эффективное удаление гололедных отложений втулками - скребками 8, 9, 10, 11, совершающими возвратно-поступательные колебания совместно с линейными перемещениями вдоль проводов в пределах длины пролета. Ограничители 15 не позволяют при удалении проводов 2, 3 друг от друга недопустимо сблизиться тягам 4 с 5 и 6 с 7, что привело бы к заклиниванию шарнирного механизма, при последующем сближении проводов 2, 3. Использование в качестве сыпучего материала 14 именно ферромагнитного порошка обеспечивает дополнительные воздействия, кроме ветровых нагрузок, на эластичную оболочку 13 за счет взаимодействия переменного электромагнитного поля, создаваемого токами в проводах 2, 3, с ферромагнитным порошком. Такие взаимодействия, особенно усиливающиеся при колебаниях проводов 2, 3 и их взаимном сближении, сопровождающимся практически контактом с узлом 1, с одной стороны повышают интенсивность хаотичных смещений узла 1 вдоль проводов 2, 3, а с другой - обеспечивают более интенсивное рассеяние распоркой энергии колебаний проводов, диссипацию этой энергии за счет использования не только механических, но и электромагнитных взаимодействий колеблющихся тел. Предлагаемое устройство характеризуется повышенной эффективностью сброса гололедных отложений с проводов, при этом процесс сброса происходит автоматически и непрерывно на любом этапе появления отложений, и непосредственно на стадии их возникновения. Кроме того, устройство эффективно исполняет и классические функции распорки - рассеяние энергии паразитных колебаний проводов в опасных режимах, предотвращение опасности затягивания проводов на данные режимы с нежелательными эффектами. Распорка для проводов воздушных линий электропередачи, выполненная в виде плоского шарнирного многозвенного механизма, включающего стержневые шарнирные тяги, узел соединения тяг и зажимы для крепления тяг к проводам, отличающаяся тем, что узел соединения тяг представляет собой жесткий коробчатый каркас, соединенный с каждым из проводов парой тяг, размещенных с обращенной к данному проводу стороны узла, зажимы для крепления тяг к проводам выполнены в виде пары свободно надетых на каждый провод втулок с возможностью возвратно-поступательных смещений относительно провода, при этом внутри коробчатого каркаса на гибких связях закреплена эластичная оболочка, частично заполненная сыпучим ферромагнитным материалом, а снаружи каркаса между тягами каждой пары установлены ограничители предельного сближения тяг. www.findpatent.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
показать/скрыть 
показать/скрыть 
