Промышленность и техника. Том 3. "Электричество, его добывание и применения в промышленности и технике". сПБ, 1904 г. Авт. проф. Артура Вильке. Фрагменты из книги. Орфография и пунктуация издания сохранены

ПРОВОДА и ихъ ПРОКЛАДКА

.
Послѣдовательное соединеніе доставляѣтъ, какъ легко видѣть, значительную экономію въ проводахъ; представимъ себѣ, напримѣръ, что наши 10 лампъ установлены въ салоне въ 200 метрахъ отъ динамомашины; тогда при послѣдовательномъ соединеніи потребуется только по одному прямому и обратному проводу въ 200 метровъ, а при параллельно по десяти, каждый изъ которыхъ долженъ быть такой же толщины, какъ и провода для послѣдовательная соединенія, или такъ какъ эти 10 проводовъ можно проложить на общемъ пути въ виде одного общаго провода, съ поперечнымъ сѣченіемъ въ 10 разъ большимъ, чемъ у ординарнаго провода. „Но если такъ, спросить читатель, то зачемъ же примѣняется главнымъ образомъ параллельное соединеніе со столь дорогой сѣтью проводовъ?".

Причину легко объяснить; если бы мы, напримѣръ, пожелали соединить послѣдовательно только 10 лампъ накаливанія по 100 вольтъ, то дошли бы уже до напряженія въ 1000 вольтъ, а при 100 лампахъ — до 10000 вольтъ; разрядъ отъ перваго напряженія можетъ быть еще не смертельный, но отъ послѣдняго — безусловно смертеленъ. Отсюда уже прямо видно, что послѣдовательное соединеніе не можетъ примѣняться. Но, кромѣ безопасности, при параллельномъ соединеніи достигается еще большая независимость отдельныхъ лампъ другъ отъ друга. При Послѣдовательномъ соединеніи при пѣрерыве цѣпи въ одномъ месте гаснутъ всѣ лампы, а при параллельномъ — только тѣ, которыя введены въ соответствующую ветвь.

Итакъ, мы видимъ, что необходимо примѣнять параллельное соединеніе, когда приходится питать много лампъ изъ одной центральной станщи. Наоборотъ, послѣдовательное соединеніе примѣняется въ такихъ случаяхъ, когда надо питать ограниченное число лампъ, расположенныхъ далеко отъ генераторной станціи, и когда можно обезпечить необходимое предохраненіе отъ соприкосновенія съ проводомъ высокаго напряженія. При лампахъ накаливания послѣдовательное соединеніе примѣняется только въ исключительныхъ случаяхъ, при дуговыхъ же лампахъ имъ пользуются часто. Въ Европѣ въ этомъ отношеніи придерживаются более узкихъ предѣловъ, чемъ въ Америке; у насъ вообще почти не переходятъ за 15 лампъ, для которыхъ требуется напряженіе около 800 вольтъ, и провода вместе съ лампами располагаются недоступно для постороннихъ лицъ, тогда какъ въ Америке въ одну цепь вводятъ для экономіи въ проводахъ до 100 лампъ, для которыхъ требуется около 5000 вольтъ, и не боятся ставить такія лампы въ магазинахъ, конторахъ и пр. Но такъ какъ американцевъ, которые много способствовали развитію электротехники, нельзя принимать за образецъ въ отношеніи тщательности установокъ, то нечего удивляться, что по ту сторону океана смертныхъ случаевъ отъ прикосновенія къ проводамъ высокаго напряженія было значительно больше, чѣмъ въ Старомъ Свѣтѣ.

Выборъ проводовъ прежде всего обусловливается поперечнымъ сѣченіемъ, какое надо придать каждой вѣтви. Затѣмъ въ зависимости отъ мѣстныхъ условій или приходится протягивать проводъ свободно въ воздухѣ или можно прикрѣплять его къ стѣнамъ. Въ отдѣльныхъ установкахъ главную роль играетъ послѣдній способъ прокладки, и мы сначала разсмотримъ его выполненіе.

218. Деревянныя рейки для прокладки проводовъ.

Существенное значеніе представляетъ здѣсь вопросъ о томъ, какой родъ изолированія надо примѣнять въ различныхъ случаяхъ. Главнымъ образомъ представляются три случая, обусловливаемыхъ присутствіемъ или отсутствіемъ сырости. Поэтому мы будемъ различать провода для сухихъ, сырыхъ и мокрыхъ помѣщеній. Для сухихъ помѣщеній годятся проволоки съ хорошо изолирующей оболочкой, не обладающей водонероницаемостью. Поэтому по большей части примѣняется хорошо оплетенный въ нѣсколько слоевъ проводъ, снабженный для большей надежности внутренней или наружной ленточной обвивкой. Чтобы предохранить оболочку отъ дѣйствія нагреванія проволоки, изолировка часто пропитывается такимъ веществомъ, которое дѣлаетъ ее невоспламеняемой.

219. Укрѣпленіе проводовъ на фарфоровыхъ роликахъ.

Если надо предохранить отъ внешнихъ механическихъ вліяній провода, протянутые по стенамъ, то ихъ прокладываютъ въ узкихъ деревянныхъ рейкахъ (рис. 218) съ двумя параллельными желобками. Въ послѣдніе вкладывается изолированная проволока и закрывается сверху, какъ крышкой, другой рейкой, прикрѣпляемой къ нижней винтами. Для прикрѣпленія реекъ къ стѣнѣ, въ послѣднюю загоняются деревянныя пробки, и рейки прикрепляются къ нимъ винтами. Такія деревянныя рейки, доставляющія для проволокъ надежное положение, легко можно прикрывать обоями, обшивками и пр., но онѣ представляютъ то неудобство, что при случающихся въ проводе неисправиостяхъ онѣ легко воспламеняются, а при сырости содействуютъ поврежденію изолировки. Поэтому тамъ, где обстоятельства позволяютъ, изолированныя проволоки не прикрываютъ, а закрепляютъ ихъ вдоль стенъ на фарфоровыхъ пуговкахъ такимъ образомъ, чтобы онѣ отстояли отъ стѣнъ приблизительно на сантиметръ (рис. 219), или прокладываютъ ихъ между деревянными зажимами, какъ изображено на рис. 220; теперь эти зажимы дѣлають также изъ фарфора, какъ показано на рис. 221.

220. Укрѣпленіе проводовъ въ деревянныхъ зажимахъ.
221. Фарфоровый зажимъ.

Въ сырыхъ помѣщеніяхъ провода помѣщаютъ подобнымъ же способомъ, какъ и въ предыдущемъ случаѣ, но только берутъ провода, хорошо предохраненные оть сырости, а именно покрытыя гуттаперчей проволоки или свинцовые кабели. Въ качествѣ относящагося сюда случая надо разсмотрѣть еще проводку провода чрезъ стъну; такъ какъ почти каждая стѣна содержитъ въ большей или меньшей степени сырость, то надо предполагать ее во всѣхъ случаяхъ и придавать продѣваемой части особое предохранение. Было бы слишкомъ мѣшкотно вводить въ проводъ особый водопроницаемый кусокъ, а потому въ стѣну вставляютъ трубку изъ стекла, фарфора или эбонита и продѣваютъ проводъ чрезъ этотъ предохранительный каналъ.

Нѣкоторые домовладельцы требуютъ, чтобы провода закладывались въ штукатурку; такое требованіе, надо сказать, не благоразумно, потому что въ случаѣ неисправности въ проводѣ, приходится или отдирать штукатурку, или же прокладывать еще одинъ проводъ поверхъ обоевъ. Такіе провода въ штукатуркѣ требуютъ естественно очень хорошей изоляціи, такъ какъ иначе сырость свѣжей штукатурки портила бы оболочку и попадала къ проволокѣ. Для прокладыванія такіхъ проводовъ дѣлаютъ борозду въ штукатуркѣ, пока она сырая, и, проложивъ туда проволоки, замазываютъ ее штукатурной массой, гипсомъ и т. п.

Чтобы обезпечить достаточную надежность прокладкѣ проводовъ внутри кирпичной кладки, которая представляетъ то преимущество, что скрываетъ отъ глазъ весьма некрасивые провода, фирма Бергманъ и К° изобрѣла способъ, который заслуживаетъ вниманія въ нѣсколькихъ отношешяхъ. Онъ состоитъ въ томъ, что въ штукатуркѣ или кирпичной кладкѣ прокладываются непрерывныя линіи трубокъ изъ твердой бумажной массы, причемъ въ мѣстахъ соединенія двухъ трубокъ имъ сообщается надежная непроницаемость при помощи особыхъ приспособлений. Проложивъ такія линіи трубокъ, представляющія сходство съ газопроводомъ, протягиваютъ въ трубки провода, которые оказываются такимъ образомъ въ безопасности отъ сырости и ме-ханическихъ вліяній.

Если дѣло идетъ прямо о сырыхъ помѣщеніяхъ, въ которыхъ течетъ по стѣнамъ или каплетъ вода (напр. погреба), то самое простое примѣнить голые провода, которые прокладываются, какъ воздушные провода, на фарфоровыхъ изоляторахъ. Иначе придется брать кабели, какіе употребляются для подземныхъ или подводныхъ линій, что обойдется значительно дороже.

Сюда же относятся подземные провода, которые подробно будутъ описаны ниже въ статьѣ о большихъ электрическихъ установкахъ. Для ихъ прокладки въ грунтъ выкапывается узкій ровъ отъ 60 до 80 см. глубиной, и на дно рва кладутся оба кабеля для прямого и обратнаго провода или одинъ, когда оба провода соединяются въ одинъ, какъ въ концентрическихъ кабеляхъ. Чтобы кабель не повреждался при послѣдующихъ раскапываніяхъ, его покрываютъ на всей длинѣ кирпичемъ. Въ нѣкоторыхъ установкахъ прокладываютъ во рву непрерывную линію желѣзныхъ трубъ и протягиваютъ въ нихъ кабели съ одного конца; это представляетъ то преимущество, что при появленіи неисправностей легко вытащить поврежденный кабель и за-тѣмъ по исправленіи поврежденія втащить его снова, а кромѣ того можно въ трубахъ прокладывать по мѣрѣ надобности еще новые кабели, если только позволяетъ ширина трубы. Ниже мы увидимъ, что этотъ способъ получилъ обширное примѣненіе какъ въ установкахъ для электрическаго освѣщенія, такъ и для телеграфныхъ и телефонныхъ проводовъ.

ОТДѢЛЬНЫЯ ОСВѢТИТЕЛЬНЫЯ УСТАНОВКИ.

Выключатели и коммутаторы.

Мы должны обладать возможностью по произволу то открывать путь для тока, то закрывать его. Замѣтимъ здѣсь, что электрики пользуются выраженіями „размыкать" и „замыкать" въ смыслѣ обратномъ тому, въ какомъ мы только-что употребили выраженія открывать и закрывать путь току. „Замкнуть цѣпь" или „замкнуть токъ" по терминологіи электриковъ значить сдѣлать возможной циркуляцию тока въ цѣпи, предоставить току свободный путь, и „разомкнуть цѣпь" или „разомкнуть токъ" значить сдѣлать циркуляцію тока невозможной, сдѣлать существованіе тока невозможнымъ.

222. Простѣйшій выключатель.

Итакъ, какъ мы уже сказали, намъ нужны приспособденія, позволяющая пропускать токъ по какому-нибудь пути (замыкать токъ) или закрывать послѣдній. Это достигается при помощи особыхъ приспособденій, носящихъ названіе „выключателей".

Въ принципѣ, такіе выключатели состоять въ томъ, что въ одномъ пунктѣ цѣпи по желанію можно вставлять проводящую или изолирующую часть, такъ-что въ послѣднемъ случаѣ токъ встртѣчаетъ непроходимую для себя преграду. Самое примитивное приспособлено этого рода показано на рис. 222. Проводъ прерывается на небольшомъ разстояніи, и на обоихъ концахъ расположены двѣ небольшія чашечки, наполненныя ртутью. Въ эти чашечки можетъ вставляться своими загнутыми концами проволочная дуга, и тогда токъ идетъ отъ конца одного провода чрезъ металлическую чашечку и ртуть по дугѣ и дальше къ концу другой проволоки. Если дуга снята, то между концами обѣихъ проволокъ оказывается слой воздуха, непроходимый для тока, когда его напряженіе не настолько высоко, чтобы онъ могъ переходить въ видѣ искръ или вольтовой дуги. Первый случай мы можемъ не разсматривать, такъ какъ для этого потребовалось бы необыкновенно высокое напряженіе, при какомъ едва ли можно было бы примѣнять прерыватели (это достигается другими способами). Появление вольтовой дуги, возможное уже при болѣе низкомъ напряженіи, лучше всего устраняется тѣмъ, что разстояніе между концами обѣихъ проволокъ дѣлается достаточно большимъ.

223. Рычажный выключатель.

Примѣнять ртуть въ электрическихъ установкахъ было бы неудобно, тѣмъ болѣе, что легко можно обходиться безъ нея, такъ какъ она служить только для того, чтобы установить электропроводящее сообщеніе между проводомъ и соединительной дутой. Та же самая цѣль достигается, когда приводятся въ соприкосновеніе металлическія чистыя поверхности. При этихъ условіяхъ можно было бы просто класть на концы проволокъ мостикъ или дугу и такимъ образомъ получили бы замыкатель. Но въ этомъ случаѣ было бы недостаточно давленіе между соприкасающимися поверхностями, а слѣдовательно и электропроводящее сообщеніе; кромѣ того удобнѣе соединять неразрывно мостиковую часть съ однимъ концомъ проволоки, чтобы она всегда была подъ руками. Такимъ образомъ получается видоизмѣненный замыкатель: мостиковая часть однимъ своимъ концомъ соединяется на шарнирѣ съ концомъ одной проволоки (рис. 223), такъ что за ручку ее можно надвигать или удалять отъ другого конца. При этомъ заботятся о томъ, чтобы при соприкосновеніи со свободнымъ концомъ контактныя поверхности терлись одна о другую, благодаря чему они поддерживаются всегда чистыми. Подобное же треніе происходитъ въ шарнирѣ, такъ что у этого простого прибора всегда поддерживаются хорошіе контакты.

Вмѣсто простого рычага можно устраивать двойной, который двумя своими концами приходить въ соприкосновеніе съ концами двухъ соединяемыхъ проволокъ. Этимъ достигается симметричное устройство, весьма желательное для всякихъ приборовъ.

224. Выключатель съ двойнымъ контактомъ.

225. Внѣшній видь выключателя.

Выключатель такого устройства показанъ на рис. 224 и 225. Два плеча рычага расположены подъ угломъ одинъ къ другому, что не представляетъ собой никакого принципіальнаго измѣненія. Для поворачиванія контактнаго рычага служитъ плоская рукоятка сверху. Третья контактная планка, прикрѣпленная къ подставкѣ прибора двумя винтами, служитъ для побочной цели.

Относительно такихъ выключателей надо принять во вниманіе одно обстоятельство, а именно слѣдуетъ заботиться о томъ, чтобы концы рычага, когда они должны быть отдѣлены отъ контактныхъ планокъ, находились возможно дальше отъ нихъ, а также, когда должно быть соприкасаніе, чтобы концы приходились вполнѣ на планки, а не прикасались бы только однимъ своимъ бокомъ. При слишкомъ незначительномъ разстояніи можетъ появляться вольтова дуга, а при недостаточномъ соприкасаніи могутъ нагрѣваться мѣста соприкасанія. Чтобы этого не было, выключатель снабжаютъ маленькимъ добавочнымъ механизмомъ, который не позволяетъ рычагу останавливаться на половинѣ пути, заставляя его доходить до полнаго контакта или до самаго отдаленнаго положенія при перерывѣ.

226. Принципъ отскакивающего выключателя.

Этого можно достигнуть различными способами; мы изложимъ здѣсь только принципъ этого механизма, чтобы выяснить способъ его дѣйствія. У простого рычажнаго выключателя (рис. 223) прикрѣпляется натяжная пружина такимъ образомъ, что она оттягиваеть рычагъ въ самое крайнее положеніе, соответствующее прерыванію. Но если рычагъ перейдетъ за извѣстную точку по на-правленію къ контакту, то пружина притягиваетъ его къ послѣднему. Рис. 226 показываетъ, какъ достигаются эти условія простымъ способомъ. При этомъ рычагъ всегда приходить въ то или другое положеніе, а если по небрежности его повернуть недостаточно далеко, то онъ все-таки не остается въ промежуточномъ положеніи, а отскакиваетъ подъ дѣйствіемъ пружины назадъ или впередъ, смотря по тому, передвинуть онъ чрезъ критическую точку или нѣтъ. Въ большихъ выключателяхъ необходимо, чтобы скачекъ происходилъ независимо отъ величины перемѣщенія, сообщаемаго рукой, чѣмъ исключается всякая возможность удержанія контакта въ среднемъ положении. Для этой цѣли твердое соединеніе между ручкой и контактнымъ рычагомъ устраняется, такъ что и ручка и рычагъ движутся сами по себѣ, причемъ первая дѣйствуетъ на послѣдній лишь на небольшомъ протяженіи. На рис. 227 показано подобное устройство. Качающейся ручки достаточно лишь слегка вывести рычагъ изъ его положеіия, чтобы пружина перевела его въ другое крайнее положеніе, даже въ томъ случаѣ, когда ручка остается въ первоначальномъ своемъ положеніи, при которомъ она начала движеніе рычага.

227. Выключатель съ свободнымъ движеніемъ контактнаго рычага.

У выключателя важное значение представляетъ достаточный размерь соприкасающихся поверхностей, который долженъ соответствовать силѣ проходящаго тока, и надежное соприкосновеніе между обѣими поверхностями. Поэтому надо заботиться о томъ, чтобы поверхности прилегали одна къ другой съ нѣкоторымъ давленіемъ. Этого можно достичь, составляя контактный рычагъ изъ отдѣльныхъ упругихъ пластинокъ, каждая изъ которыхъ прижималась бы къ контактнымъ планкамъ; для этой цѣли концы рычага хорошо пригоняютъ и тѣмъ обезпечиваютъ сонрикосновеніе на большой поверхности (ср. рис. 228).

228. Контактный рычагъ изъ пружинъ.

229. Выключатель съ ножевымъ контактомъ (рубилнікъ).

Большія контактныѣ поверхности съ надежнымъ соприкосновеніемъ и треніе, обезпечивающее чистоту поверхностей въ выключателяхъ, носящихъ названіе „рубильниковъ", достигается другимъ способомъ. У этихъ выключателей пластинка въ вндѣ ножа (рис. 229) вдвигается между двумя упругими пластинками. Этотъ контактъ примѣняется въ выключателяхъ всѣхъ величинъ и въ особенности рекомендуется для выключателей сильныхъ токовъ. Надо заметить, что теперь приходится примѣнять выключатели для токовъ до 2000 и более амперовъ, а такая сила тока достаточна, чтобы сжечь въ нѣсколько минуть весь выключатель при неудовлетворительномъ контактѣ.

Теперь остается еще указать особый классъ выключателей, которые отличаются не столько своимъ устройствомъ, сколько своимъ спеціальнымъ назначеніемъ, а именно выключатели у патроновъ лампъ накаливанія. При газовомъ освещеніи публика привыкла находить у самой горѣлки выключающее приспособленіе, и въ подражаніе у лампъ накаливанія устраиваютъ похожее по наружному виду приспособленіе, снабжая выключателемъ самый патронъ. Такое устройство представляетъ то преимущество, что можно по желанію зажигать и гасить отдѣльныя лампы, не имея надобности прокладывать отъ коммутатора къ каждой лампе длинные отдѣльные провода. На рис. 230 и 231 представлены два такихъ патронныхъ выключателя, которые впрочемъ бываютъ весьма различныхъ формъ; приведены два образца только для того, чтобы показать, какъ компактно устраиваются эти присспобленія.

Довольно существенное значеніе представляетъ матеріалъ подставки, которую прежде дѣлали изъ дерева, пока практика не показала, что надо опасаться всякой возможности воспламененія отъ тока. Поэтому теперь берутъ самые огнеупорные матеріалы: фарфоръ, шиферъ и т. п.

Для надежнаго закрытія выключателя его заключаютъ подъ металлическій колпачекъ, который иногда дѣлаютъ и изъ матеріала основной доски; тогда ему придаютъ форму, показанную на рис. 232. Колпачекъ изображенъ прозрачнымъ не потому, что онъ сдѣланъ изъ стекла, но просто для того, чтобы показать помѣщенныя подъ нимъ части. Американцы очень часто изображаютъ прикрывающія части прозрачными; такой способъ безусловно очень хорошъ. Указанный здѣсь выключатель — моментальный; его контактныя пружины скользятъ по четыремъ клиновиднымъ секторамъ, образующимъ въ совокупности кольцо. Пара противолежащихъ секторовъ снабжена металлическою пластинкою; лежащая между ними пара сделана изъ изолирующаго матеріала. Если контактныя пружины касаются снабженныхъ пластинками секторовъ, то токъ замкнуть. Если же повернемъ кольцо, то пружины подымаются до высшаго мѣста и затѣмъ сразу опускаются на следующую пару, благодаря чему достигается моментальное прерываніе тока.

230. Выключатель для ламповаго патрона.

231. Патронъ съ выключателемъ.

Большіе выключатели для машинныхъ помѣщеній, гдѣ приходится имѣть дѣло не съ опасными напряженіями, остаются неприкрытыми. Внѣ машиннаго помѣщенія ихъ заключаютъ въ запирающіяся коробки.

Въ жилыхъ помѣщеніяхъ прерыватели располагаются на удобныхъ и доступныхъ мѣстахъ. Часто помѣщаютъ ихъ непосредственно около двери, чтобы при входѣ въ темную комнату можно было сейчасъ же осветить ее.

Мы уже раньше говорили, что соединеніе лампы съ проводомъ можно прерывать. Такое устройство применяется особенно охотно, когда лампа соединяется съ неподвижнымъ проводомъ помощью гибкаго шнура. Такой случай имѣетъ мѣсто напримѣръ, когда устанавливаютъ стоящую лампу на письменный столъ. Чтобы получить соединеніе съ неподвижнымъ проводомъ. снабжаютъ шнуръ на конце контактнымъ штепселемъ, который можетъ быть вставленъ въ соответствующее штепсельное гнездо, укрепленное на стене. Рис. 233 показываетъ устройство штепселя и его гнѣзда, не нуждающееся, какъ намъ кажется, въ разъясненіяхъ.

Иногда бываетъ желательно, чтобы замыканіе происходило автоматически. Существуютъ замыкатели, которые вводятъ въ цѣпь лампу при открываніи двери и выводятъ ее опять, когда уйдуть изъ комнаты. Примѣняются еще автоматическіе замыкатели для освѣщенія лестницы, когда возвращается домой обитатель дома. При открываніи двери подъезда зажигается лампа въ подъездѣ. Когда наступаютъ на первую ступеньку, которая сделана подвижной, приходить въ дѣйствіе соединенный съ ней переключатель, первая лампа гасится и зажигается другая на первой площадкѣ лѣстницы. Такимъ образомъ, по мѣрѣ восхожденія по лѣстнице, гаснетъ лампа на пройденной площадке и зажигается на следующей верхней, пока обитатель дома не дойдетъ до своей двери.

232. Двухполюсный, моментальный выключатель.

233. Штепсельный контактъ

234. Коммутаторъ для двухъ направленій.

Коммутаторы по устройству походятъ на выключатели, но только у нихъ другое назначеніе — они должны переводить токъ съ одного пути на другой. Принципъ этихъ приспособленій можно выяснить въ нѣсколькихъ словахъ; положимъ, у выключателя на рис. 223 вмѣсто одной контактной планки имеется две (рис. 234). Тогда контактный рычагъ стоитъ на той или на другой планкѣ и проводить токъ по тому или другому пути, или же бываетъ расположенъ въ середине между обѣими планками, и тогда у тока прерваны оба пути. Вмѣсто двухъ контактныхъ планокъ можно устраивать сколько угодно, чтобы имѣть возможность пропускать токъ по соотвѣтствующему числу путей.

Кромѣ такого устройства можно применять различныя другія, о которыхъ намъ придется говорить впослѣдствіи. Впослѣдствіи, при описаніи телефонныхъ установокъ мы увидимъ, что тамъ примѣняются коммутаторы самаго сложнаго устройства, приводящіе въ соединеніе два какіе угодно пути изъ 1000 и более. Для такихъ цѣлей описанныя здесь приспособлена не годятся, тамъ применяются устройства, основанныя на другихъ принципахъ.

Предохранители.

Проводамъ въ отдельныхъ частяхъ электрической установки придають такое поперечное сѣченіе, чтобы съ одной стороны, какъ было сказано, потеря была не слишкомъ велика, а съ другой стороны провода не нагрѣвались бы слишкомъ сильно. Последній вопросъ получаетъ особое значеніе у домовыхъ проводовъ, потому что надо старательно предотвращать всякую возможность воспламененія отъ тока. Однако можетъ случиться, что по проводу пойдетъ токъ сильнѣе того, какой проводъ можетъ выдерживать безъ нагрѣванія. Это происходить въ томъ случаѣ, когда вводится въ цѣпь вмѣсто нормальнаго сопротивленія значительно меньшее. Пред-ставимъ себѣ напримѣръ, что данный проводъ питаетъ лампу накаливанія въ 16 свечей при напряженіи 100 вольтъ. Сопротивленіе такой лампы составляетъ около 200 омовъ, а слѣдовательно проводъ разсчитывается для силы тока въ 1/2 ампера. Представимъ себѣ далее, что вследствіе неисправности оба провода приходятъ въ соприкосновеніе передъ лампой, такъ что токъ проходить уже не чрезъ лампу, а прямо изъ одного провода въ другой и вслѣдствіе этого сопротивленіе ветви, питающей лампу, сразу уменьшается съ 200 омовъ, напримеръ до 1 или до 1/2 ома, т.е. до сопротивленія провода. Теперь по проволоке пойдетъ токъ въ 200 или 400 разъ сильнее, для котораго она не разсчитана, и она накалится. Такимъ образомъ она могла бы сделаться опасной въ пожарномъ отношеніи, если бы не было приспособленій, которыя прерываютъ проводъ при чрезмѣрномъ усиленіи тока. Итакъ, эти предохранительныя приспособленія безусловно необходимы для приданія электрическимъ установкамъ надлежащей безопасности.

235. Свинцовый предохранитель.

236. Предохранитель въ стеклянномъ патронѣ.

Для этой цѣли придумано простое, но остроумное приспособленіе. Въ вѣтвь вводится свинцовая пластинка по возможности ближе къ тому мѣсту, где вѣтвь ответвляется отъ главнаго провода. Эта полоска такъ соразмѣряется, чтобы она проводила безпрепятственно токъ нормальной силы (въ предыдущемъ случае 1/2 ампера); но когда токъ чрезмѣрно увеличивается, то послѣдняя расплавляется и прерываеть путь тока. Токъ не можетъ уже проходить по пути, на которомъ онъ пріобрёлъ бы опасную силу вслѣдствие уменьшившагося сопротивленія. Если бы вставили новую свинцовую полоску, то она вновь переплавилась бы, и т. д., до техъ поръ, пока не будеть устранена неисправность (побочное сообщение на проводѣ), и ветвь не получить своего нормальнаго сопротивленія.

Въ самой простой своей формѣ эти свинцовые предохранители состоять изъ двухъ зажимовъ, къ которымъ привинчиваются оба конца разрѣзаннаго въ этомъ мѣстѣ провода. Съ обѣими этими зажимами соединяется свинцовая полоска и такимъ образомъ возстановляетъ прерванный путь тока. Предохранитель простого устройства изображенъ на рис. 235; концы свинцовой полоски зажимаются между упругими пластинками. Снаружи приборъ прикрывается крышкой. У другихъ предохранителей расплавляющійся свинцовый проводъ помѣщается въ футляре или трубке, которая снабжается контактными надѣлками и вставляется послѣдними въ соответствующіе контакты у зажимовъ провода. Такой предохранитель показанъ на рис. 236, гдѣ свинцовая проволока расположена въ стеклянной трубке. Концы послѣдней снабжены латунными колпачками, соединенными съ концами свинцовой проволоки. Этотъ приборъ вставляется между упругими контактами зажимовъ проводовъ и замыкаеть путь тока, который проходитъ такимъ образомъ по свинцовой проволокѣ.

Эдисонъ принялъ другое устройство, а именно онъ примѣнилъ для предохранителей форму своихъ ламповыхъ контактовъ. Эти предохранители можно располагать весьма удобно, вмѣстѣ съ приспособлениями для соединенія вѣтвей; мы и опишемъ ихъ здѣсь вмѣстѣ, пользуясь случаемъ сказать нисколько словъ объ отвѣтвленіяхъ. Отвѣтвленіе одного провода отъ другого болѣе толстаго можно произвести очень простымъ способомъ, обнаживъ главный проводъ въ мѣстѣ соединенія и соединивъ съ нимъ спайкой конецъ отвѣтвляемаго провода, также предварительно освобожденный отъ изолировки, после чего голыя мѣста хорошо обматываютъ и надежно прикрываютъ изолирующей лентой. Но не всѣ установщики любятъ прибегать къ спайкъ, а потому вмѣсто нея часто примѣняютъ соединенія винтами. Для этого способа соединенія служить приспособленіе, изображенное на рис. 237. Фарфоровая планка снабжена въ серединѣ двумя желобками, въ которые кладутъ главные провода; на днѣ этихъ желобковъ лежатъ металлическія пластинки, къ которымъ прижимаются провода винтами съ широкими головками и такимъ образомъ приводятся въ соприкасаніе съ ними. Отъ каждой контактной пластинки идутъ направо и налѣво проводники, которые кончаются подобными же винтовыми контактами; къ нимъ привинчиваются концы ответвляющихся проводовъ. Контактная пластинка въ правомъ желобкѣ находится въ соединеніи съ двумя передними, а другая въ лѣвомъ желобкѣ— съ двумя задними. Такимъ образомъ отъ обоихъ главныхъ проводовъ можно ответвлять вправо и влѣво по парѣ побочныхъ проводовъ.

237. Отвѣтвленіе по системѣ Эдисона съ предохранителями.

238. Соединеніе контактовъ штепселя предохранителемъ.

239. Свинцовый штепсель; наружный видъ.

Но контактныя пластинки главныхъ проводовъ не соединяются съ контактными пластинками отвѣтвленіи непосредственно; наоборотъ, одинъ проводъ находится въ соединенш съ контактной пластинкой каждаго отвѣтвленія, а другой соединяется съ винтовой нарѣзкой подобно тому, какъ мы видѣли это въ патронѣ Эдисона (рис. 185); для возстановленія же пути току въ этотъ приборъ ввинчивается контактный штепсель (рис. 238), который походить на надѣлку лампы накаливанія (рис. 184). Центральная контактная пластинка снизу штепселя и концентричная пластинка въ видѣ винтовой нарѣзки соединяются внутри штепселя свинцовой проволокой, которая и служитъ расплавляющимся проводникомъ (рис. 239). Токъ, идущій изъ главнаго провода, прежде чѣмъ попасть въ отвѣтвленіе, долженъ пройти по этому свинцовому предохранителю. Преимущество такого устройства заключается въ томъ, что предохранительную пробку легко можно вставлять и перемѣнять, а потому этотъ предохранитель получилъ большое распространеніе.

Обыкновенно такой предохранитель вводить въ каждый изъ двухъ проводовъ отвѣтвленія, особенно когда токъ можетъ образовать побочное сообщеніе, обойдя предохранитель, введенный въ другую вѣтвь.

Затѣмъ вводятъ простой или двойной предохранитель по возможности въ каждое отвѣтвленіе. Для этого существуетъ слѣдующее основаніе: когда въ одной вѣтви образуется побочное сообщеніе, то токъ можетъ быть опасенъ только для провода отвѣтвленія, тогда какъ главный проводъ можетъ выдержать еще гораздо болѣе сильный токъ, и его предохранитель не расплавится, потому что его сила не перейдетъ за норму. Но когда самъ главный проводъ тоньше и избытокъ тока въ отвѣвленіи расплавить его предохранитель, то все-таки въ отвѣтвленіи вводится особый предохранитель. Расплавленіе предохранителя выводить изъ дѣйствія всѣ лампы, токъ для которыхъ проходить чрезъ него, и расплавленіе предохранителя въ главномъ проводѣ отъ побочнаго сообщенія въ отвѣтвленіи лишало бы тока не только неисправное отвътвленіе, но и всѣ другія. Поэтому, чтобы изъ-за одного провода не страдали всѣ другіе, каждый изъ отвѣтвляющихся проводовъ снабжаютъ особымъ предохранителемъ, причемъ это правило соблюдается для всей сѣти до самой динамомашины, токъ которой также проходить по предохранителю у самой машины. Схема такого расположенія предохранителей дана на рис. 240, гдѣ сплошныя линіи обозначаютъ провода, а пунктирныя — свинцовые предохранители.

240. Расположеніе предохранителей въ сѣти проводовъ.

241. Принципъ амперметра.

Вмѣсто описанныхъ выше плавкихъ предохранителей применяются, хотя и рѣже, другія приспособленія, въ которыхъ путь тока прерывается механическимъ способомъ. Чтобы приводить въ дѣйствіе такія приспособленія при переходѣ силы тока за норму, въ проводъ вводится электромагнитъ, притягивающій якорь. При нормальной силѣ это притяженіе не настолько велико, чтобы привести въ движеніе якорь. Но при переходѣ силы тока за нормальную величину якорь притягивается къ полюсу магнита, и вслѣдствіе этого движенія приходить въ дѣйствіе механизмъ, прерывающій путь тока.

ИЗМѢРИТЕЛИ ТОКА И НАПРЯЖЕНІЯ.

Необходимо, чтобы управляющей дѣйствіемъ электрической установки зналъ всегда о силѣ тока и налряженіи въ проводахъ. Для большинства установокъ необходимо поддерживать опредѣленную силу тока или напряженіе, а потому машинисть долженъ отъ времени до времени наблюдать эти величины и въ случаѣ надобности приводить ихъ къ нормѣ. Для этого требуется, чтобы онъ сразу могь наблюдать на приборѣ силу тока и напряженіе безъ всякихъ хлопотливыхъ измѣреній. Въ настоящее время существуетъ много приборовъ, показывающихъ на шкалѣ со-отвѣтствующія величины въ практическихъ единицахъ, т.-е. въ амперахъ и вольтахъ; они носятъ назвате амперметровъ и вольтметровъ; мы опишемъ здѣсь только нѣкоторые изъ нихъ. Такъ какъ употребительные вольтметры представляють собою только видоизмѣненіе амперметровъ, то мы займемся сначала послѣдними.

242. Принципъ амперметра Гуммеля.

Самый простой приборъ этого рода получится, если прикрѣпить желѣзный сердечникъ къ коромыслу и опустить его въ катушку, по которой про-ходитъ токъ. Представимъ себѣ рычагъ h (рис. 241) съ маленькимъ грузомъ, закрѣпленный на валике вместе съ маленькимъ колесикомъ, чрезъ который перекинуть шнуръ. На послѣднемъ подвѣшенъ желѣезный сердечникъ е, который опускается въ катушку S, введенную въ цѣпь . При пропусканіи тока этотъ сердечникъ втягивается въ катушку, причемъ рычагъ h поднимается. Но противодѣйствие послѣдняго, которое обусловливается грузомъ и положешемъ рычага, возрастаетъ по мѣрѣ подниманія рычага, и наконецъ наступаетъ такое положеніе, когда дѣйствіе катушки и противодѣйствіе рычага уравниваются. Такъ какъ дѣйствіе катушки зависитъ оть силы тока, то рычагъ принимаетъ различныя положенія соответственно различнымъ силамъ тока; определивъ предварительными измереніями положеніе рычага для каждой силы тока, можно пользоваться этимъ приборомъ для измѣренія силы тока. Для этой цѣли къ рычагу прикрѣпляется маленькая стрѣлка, которая движется по дугѣ съ деленіями и указываетъ на ней соответствующія силы тока.

Этотъ простой приборъ не вполне точенъ, — его градуировка измѣняется съ теченіемъ времени. Гуммель изобрѣлъ более точный измѣрительный приборъ. Въ немъ внутри катушки, введенной въ цѣпь , вращается изогнутая железная пластинка (рис. 242), ось которой эксцентрична относительно оси катушки. При прохожденіи тока катушка стремится притянуть пластинку къ своей внутренней стѣнке, но при этомъ поднимается маленькій рычагъ съ надѣтымъ на него грузомъ, и происходитъ описанное выше дѣйствіе, а именно при известномъ положеніи притя-женіе катушки приходитъ въ равновесіе съ дѣйствіемъ противовеса; съ пластинкой соединена стрѣлка, двигающаяся по шкале. На послѣдней отмѣчены силы тока, соответствующія различнымъ положеніямъ стрелки, и градуированнымъ такимъ образомъ приборомъ можно пользоваться для измеренія тока. Перспективный видъ прибора показанъ на рис. 243, представляющемъ собою вольтметръ, который отличается оть амперметра только толщиной проволоки на катушке и числомъ витковъ въ последней.

Вольтметры основаны на подобномъ же принципѣ, но только у нихъ вмѣсто катушки съ небольшимъ числомъ витковъ толстой проволоки, какъ у амперметра, употребляется катушка съ очень большимъ числомъ витковъ очень тонкой проволоки, обладающая большимъ сопротивленіемъ. Если концы этой катушки соединить съ двумя проводами, обладающими разными напряженіями, то по обмоткамъ будетъ проходить токъ, пропорціональный по закону Ома напряженію между двумя проводами. Такъ какъ стрелка отклоняется соответственно силе тока въ обмоткѣ, то каждому ея положенію соответствуетъ определенное напряженіе на концахъ обмотки; надлежащимъ измѣреніемъ опредѣляютъ напряженія, соотвѣтствующія различнымъ положеніямъ стрелки, и отмечаютъ это на шкале. Тогда приборомъ можно пользоваться для измеренія напряжений.

243. Вольтметръ Гуммеля.

Во многихъ случахъ желательно знать измѣненія силы тока и напряженія въ теченіе опредѣленнаго промежутка времени; но такъ какъ невозможно въ течете всего этого времени наблюдать за инструментомъ и ежеминутно записывать его показатя, то изобретены так1е инструменты, которые сами записываютъ положете стрѣлки въ теченіе всего требуемаго времени. Такіе инструменты строить фирма Richard Freres въ Париже, и на рис. 244 показанъ записывающій амперметръ этой фирмы. его устройства понятенъ безъ дальнѣйшихъ разъясненій. Къ якорю прикрѣплена стрѣлка, которая движется вверхъ и внизъ въ зависимости отъ силы тока. На концѣ своемъ она несетъ перышко, наполненное анилиновыми чернилами; оно чертить линіи на бумагѣ, огибающей барабанъ. Барабань поворачивается кругомъ одинъ разъ въ течете 24 часовъ, и потому положеніе пера обозначается на бумаге въ теченіе всего періода времени некоторою кривою. Для болѣе нагляднаго опредѣленія времени и положенія стрелки бумага предварительно снабжается соотвѣтствующей сетчатой линовкой.

244. Самопишущій амперметръ.

Средний: Выбор оценкиPoorOkayGoodGreatAwesome

Ваша оценка: Ничего Рейтинг: 5 (1 vote)