18. Срабатывание автоматической пробки как электротермического и электромагнитного предохранителей.
Цель: продемонстрировать срабатывание автоматической пробки как электротермического реле при увеличении силы тока нагрузки; показать зависимость времени срабатывания пробки от силы тока.
Приборы и принадлежности: общее оборудование и принадлежности, автоматическая пробка с патроном, регулятор напряжения школьный (РНШ), трансформатор универсальный (из оборудования школьного кабинета физики), толстый гибкий медный провод, эталонный резистор сопротивлением 0,01 Ом.
На рисунке 44 приведена схема подключения автоматической пробки к осветительной сети. В рабочем состоянии электрический ток протекает по цепи: фазный провод ф, неподвижные 9 и подвижные 8 контакты (замкнутые между собой), биметаллическая пластина 1, гибкий проводник 3, обмотка электромагнита 5, электрические лампочки, нулевой провод 0 питающей сети. Если в течение нескольких десятков секунд сила тока, протекающего в цепи, превышает максимально допустимое значение, то биметаллическая пластина 1, изгибаясь, освобождает левый конец рычага 2, удерживающего изолирующий толкатель 7 с подвижными контактами 8. В результате контакты 8 и 9 размыкается и ток в цепи прекращается. При коротком замыкании цепи происходит практически мгновенное отключение нагрузки за счет того, что якорь 4, притягиваясь к сердечнику электромагнита 5, освобождает правый конец рычага 2. Для возвращения пробки в исходное рабочее состояние необходимо с помощью кнопки (на рисунке не показана) рычаг с толкателем опустить вниз так, чтобы он был захвачен защелками биметаллической пластины и якоря электромагнита.
Для демонстрации срабатывания автоматической пробки как электротермического реле собирают приборы по схеме рисунка 45. Вторичную обмотку универсального трансформатора Т1 изготавливают самостоятельно из толстого медного провода (ее надевают непосредственно на сердечник). Число витков этой обмотки подбирают экспериментально для надежного срабатывания пробки.
Сопротивление нагрузки в данной схеме выбрано равным нулю для получения токов во вторичной цепи трансформатора Т1 примерно 20-30А при небольшом питающем напряжении. Силу тока во вторичной цепи трансформатора Т1 изменяют, изменяя напряжение, подаваемое с выхода РНШ на первичную обмотку трансформатора Т1. В качестве эталонного резистора Rэт используют катушку сопротивления Р310 с токовыми (1-2) и потенциальными (3-4) зажимами. К потенциальным зажимам подключают вольтметр V2.
Продемонстрировать срабатывание автоматической пробки как электромагнитного предохранителя можно под наблюдением преподавателя, если в лаборатории плавкие вставки предохранителей рассчитаны на допустимые рабочие токи питающей сети. При объяснении принципа работы устройства необходимо указать назначение всех его элементов.
Литература: 34; 55; 61.
