3 Belangrijkste effecten waarvan elektrotechniek afhankelijk is

Dit artikel werpt licht op de drie belangrijkste effecten waarvan elektrotechniek afhankelijk is. De effecten zijn: 1. Magnetisch effect 2. Verwarmingseffect van elektrische stroom 3. Chemisch effect.

Elektrotechniek: Effect # 1. Magnetisch effect:

Uit onze ervaring weten we dat telkens wanneer een elektrische stroom vloeit, de ruimte onmiddellijk rond zijn pad een magnetisch veld wordt. Fig. 3.1 toont hier een dwarsdoorsnede van een cirkelvormige draad naar beneden die een elektrische stroom volgt.

De stippellijn geeft een cilindrisch magnetisch veld weer dat de geleider door de lengte ervan omsluit. De intensiteit van dit magnetisch veld en zijn omvang varieert met de sterkte van de stroom die in de draad stroomt.

Sterker nog, hoe sterker de stroom, hoe breder en intenser het veld is. Daarom is een belangrijke eigenschap van een elektrische stroom dat deze een magnetisch veld kan produceren, en deze eigenschap van elektriciteit wordt in de praktijk gebruikt in motoren, transformatoren, relais, telefoons enz. In feite vanwege dit magnetische veld en door elektromagnetische inductie, het potentiaalverschil in een geleider wordt ontwikkeld als gevolg van de veranderingssnelheid van het magnetisch veld.

e = Blv .................. (vgl. 3.1)

waar e -emf in volt.

B - Webers per vierkante meter.

I - Lengte van de geleider in meter.

v - Snelheid (bewegend) in meter per seconde.

Elektromagnetische inductie kan alleen plaatsvinden tot de verandering doorgaat. Dat is wanneer deze verandering stopt en de inductie stopt ook onmiddellijk.

In feite zijn er twee duidelijke methoden waarbij aan de voorwaarden voor inductie kan worden voldaan:

(1) Door relatieve beweging tussen de geleider en het veld, beweegt ofwel de geleider in het veld, ofwel veegt het veld over de geleider; en / of

(2) Door de intensiteit van het magnetisch veld te veranderen. Daarom wordt, wanneer een geleider, bijvoorbeeld een stuk draad, in een veranderend magnetisch veld wordt geplaatst, een elektromotorische kracht, emf daarin geïnduceerd, en deze ontwikkelt een potentiaalverschil tussen zijn uiteinden, zoals uitgelegd in de formule 3.1.

Als een draad in een circuit is aangesloten, stuurt de geïnduceerde emf een stroom rond het circuit zolang het magnetische veld blijft veranderen. De geleider waarin emf wordt geïnduceerd is nu de energiebron voor de schakeling waarin deze is aangesloten, zodat de stroom van negatief naar positief stroomt langs de geleider terwijl deze van positief naar negatief stroomt rond de rest van de schakeling.

De sterkte van de emf die in de draad wordt geïnduceerd, hangt af van de snelheid waarmee deze door het magnetische veld wordt bewogen en de intensiteit van het magnetische veld. Dit wordt ook verklaard door de basisformule 3.1.

En dit betekent dat slechts een kleine emf zou worden geïnduceerd door een langzame beweging in een zwak veld, en op dezelfde manier zou een sterkere emf worden geïnduceerd door een snelle beweging in een zwak veld, of een langzame beweging in een intenser veld. En ook een nog sterkere emf zou worden veroorzaakt door een snelle beweging in een intens veld. In feite is dit basisprincipe het fundamentele principe van elektrotechniek.

Laten we nu eens heel eenvoudig kijken naar de twee belangrijke principes:

(a) Generatorprincipe en

(b) Motorprincipe.

(a) Generatorprincipe:

Een generator bestaat uit koperen geleiders die zijn gewikkeld op een anker dat wordt geroteerd in een magnetisch veld, hetzij door een stoom- of wateraangedreven turbine, hetzij door een interne verbrandingsmotor, of door een elektromotor.

Wanneer het anker continu roteert, bewegen de daarop gewikkelde draden continu door het magnetische veld en wordt een emf continu geïnduceerd. Daarom heeft elke geleider die door het veld beweegt een emf die evenredig is aan de rotatiesnelheid en de intensiteit van het veld.

De geleiders in het anker zijn in serie geschakeld. Als er veel geleiders worden gebruikt, is het potentiaalverschil dat wordt ontwikkeld in het anker vele malen het potentiële verschil tussen de uiteinden van een enkele geleider. Daarom zijn snelheid, veldintensiteit en het aantal geleiders in serie in het anker belangrijke factoren die de door een generator geleverde spanning bepalen.

Nu, terwijl het anker ronddraait, passeert elke wikkeling afwisselend over een noordpool en een zuidpool. Door Fleming's Rechterhandregel toe te passen zoals getoond in Fig. 3.2, is te zien dat de richting van de in een wikkeling geïnduceerde stroom telkens wordt omgekeerd wanneer deze over een pool met tegengestelde polariteit passeert.

Als de windingen rechtstreeks in een circuit zouden worden aangesloten, zou er in dat circuit een wisselstroom vloeien, zoals weergegeven in Fig. 3.3. Een wisselstroomgenerator wordt een dynamo genoemd.

In deze figuur kunnen we zien dat een generator van nature een alternerende emf genereert en dat elke terminal afwisselend positief en negatief is. De frequentie hangt af van de rotatiesnelheid; met het getoonde eenvoudige tweepolige veld is de frequentie gelijk aan het aantal omwentelingen voltooid door de geleiderlus per seconde.

De frequentie van de gegenereerde spanning hangt af van de snelheid waarmee de geleiders polen van tegengestelde polariteit passeren. In figuur 3.3 wordt een tweepolig veld getoond, maar het veld van de generator kan meer polen hebben.

Een generatorveld kan elk even aantal polen hebben; over het algemeen zijn vier en zes en acht palen normaal. Voor elke rotatiesnelheid, passeren ankergeleiders vaker polen van tegengestelde polariteit, in verhouding tot het aantal polen.

In een tweepolige machine passeert bijvoorbeeld elke geleider één omwenteling per noordpool en zuidpool, terwijl in een vierpolige machine elke geleider twee noord- en twee zuidpolen per omwenteling passeert.

Voor elke gegeven snelheid heeft de wisselstroom die wordt gegenereerd door een vierpolige machine daarom tweemaal de frequentie van die gegenereerd door een tweepolige machine; een achtste poolmachine heeft twee keer de frequentie van een vierpolige machine, enzovoort. De frequentie wordt daarom bepaald door de snelheid waarmee de generator wordt aangedreven en het aantal polen in het veld. Dit moet altijd onthouden worden.

Directe stroomgenerator:

Wanneer de generator een gelijkstroom moet leveren, moet een apparaat worden gebruikt om de verbinding tussen de wikkeling en de rest van het circuit om te keren telkens wanneer de richting van de emf die in de wikkeling wordt geïnduceerd verandert. Zo'n apparaat wordt een commutator genoemd.

Een commutator is een trommel die is aangebracht op de as van de ankerwikkelingen. Het oppervlak van de trommel is verdeeld in metalen segmenten die elk geïsoleerd zijn van de andere. Vaste contacten genaamd borstels, direct aangesloten op het externe circuit, rusten op het cilindrische oppervlak van de commutator, zodat elk contact maakt met de metalen segmenten op hun beurt, terwijl de trommel roteert.

De ankerwikkeling die is verbonden met de segmenten van de commutator is zodanig dat, ongeacht de polariteit van het potentiaalverschil dat wordt geïnduceerd in de ankerwikkeling, stroom vloeit in dezelfde richting rond het externe circuit. In figuur 3.4 zien we een heel eenvoudige commutator.

In figuur 3.4 (a) beweegt geleider A over de noordpool en stroomt geleider B over de zuidpool; daarom vloeit stroom van segmenten B naar segment A van de commutator, dat wil zeggen van de negatieve borstel naar de positieve borstel in de armatuur. Wanneer het anker 180 ° is gedraaid zoals in figuur 3.4 (b), beweegt geleider A langs de zuidpool en loopt geleider B langs de noordpool.

Generator Field:

Een generator kan werken met een constant magnetisch veld, zodat ofwel permanente magneten of veldwikkelingen (waarbij een constante bekrachtigingsstroom een ​​constant magnetisch veld produceert) kunnen worden gebruikt.

De meeste generatoren gebruiken veldwikkelingen, maar permanente magneetvelden worden gebruikt voor sommige kleine generatoren die bedoeld zijn om slechts een laag vermogen te geven, bijvoorbeeld die gebruikt in telefooncircuits. Generatoren die een permanent magneetveld gebruiken, worden meestal magnetos genoemd.

Roterende veldalternator:

Bij sommige alternatoren en wisselstroommagneten zijn de rollen van de draaiende en stationaire delen omgekeerd, waarbij de bekrachtigde magneet in het anker zit (of rotor, zoals het draaiende deel van een wisselstroommachine wordt genoemd). Wanneer de rotor rondrijdt, zwaait het magnetische veld voorbij alle geleiders in het stationaire deel van de machinestator.

Het effect is precies hetzelfde alsof de spoelen van de draad in het magnetisch veld zijn geroteerd zoals geïllustreerd in Fig. 3.5.

(b) Motorprincipe:

Vanuit onze ervaring en theoretische kennis wisten we dat de nauwe samenhang tussen elektrische stroom, magnetisch veld en beweging niet beperkt is tot het genereren van elektrische stroom. Deze nauwe verbinding geeft ook aanleiding tot het motorprincipe, het principe waarop alle elektromotoren werken, dat wil zeggen dat het mogelijk maakt dat elektrische energie continu in beweging wordt gebracht.

In feite is het motorprincipe het omgekeerde van het generatorprincipe. Als een geleider in een magnetisch veld wordt geplaatst, zoals weergegeven in Afb. 3.6 en er stroomt er doorheen, de geleider zal de neiging hebben om over het magnetische veld te bewegen.

Als de draad is gemonteerd op een anker dat vrij is om te roteren, heeft de kracht die op de geleider inwerkt de neiging om de rotor te roteren. En naarmate deze magnetische actie herhaaldelijk doorgaat, blijft de rotor bewegen en dit wordt motorische actie genoemd.

Een motor is echter gebouwd op een manier die vrijwel gelijk is aan die van een generator, waarbij geleiders op een anker zijn gewikkeld en in een magnetisch veld zijn geplaatst. Stroom vloeit door de ankerwikkeling en het anker draait. Terwijl elke geleider door het magnetische veld passeert, handhaaft de stroom die erin stroomt de kracht die het anker draait, zodat een continu koppel (dat een draaikracht kan worden genoemd) wordt gehandhaafd.

De bewegingsrichting van een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld kan worden getoond door de linkerhandregel van Fleming zoals geïllustreerd in Fig. 3.7. Net zoals generatoren wisselstroom of gelijkstroom kunnen leveren, zodat motoren kunnen worden ontworpen om te werken met wisselstroom of gelijkstroom.

(c) Inductie door verandering van veldintensiteit:

Wanneer een geleider stationair wordt gehouden binnen een magnetisch veld dat ofwel sterker of zwakker wordt, wordt een emf in die geleider geïnduceerd. Als de geleider dan op een elektrisch circuit wordt aangesloten, stroomt de stroom.

De intensiteit van het veld van een permanente magneet is onveranderlijk, zodat geen emf kan worden geïnduceerd in een geleider die stationair is in een dergelijk veld. Maar de intensiteit van het magnetische veld dat door een spoel wordt geproduceerd, kan echter worden verhoogd of verlaagd door de stroomsterkte ervan te wijzigen.

Een emf kan daarom worden geïnduceerd in een geleider die in een elektromagnetisch veld wordt geplaatst door de sterkte van de stroom die in de spoel stroomt die het veld produceert, te veranderen. De emf wordt daarom alleen geïnduceerd als de stroomsterkte daadwerkelijk verandert.

Wederzijdse inductie:

Als de geleider waarin emf wordt geïnduceerd, is aangesloten op een circuit dat elektrisch onafhankelijk is van het coiled circuit, stroomt er een stroom. Stroom vloeit van negatief naar positief in de rest van het circuit. Het proces waarbij de stroom kan worden gemaakt om in een circuit te stromen door de stroomsterkte in een ander circuit te veranderen, wordt wederzijdse inductie genoemd.

De sterkte van de geïnduceerde emf hangt af van de snelheid waarmee de stroom die het veld produceert verandert. Hoe groter de veranderingssnelheid, hoe groter de geïnduceerde emf. De grootste veranderingssnelheid in een gelijkstroomcircuit treedt op wanneer de toevoer naar een spoel wordt in- of uitgeschakeld, omdat op deze momenten de stroom bijna onmiddellijk van stroom verandert. niets op zijn maximum, of van maximum naar niets.

Op al deze momenten wordt een meetbare emf geïnduceerd in een geleider dicht bij de spoel geplaatst. Als nu een spoel in een veranderend magnetisch veld wordt geplaatst en emf afzonderlijk in elke omwenteling wordt geïnduceerd, is de totale emf die in de spoel wordt geïnduceerd groter dan die in een enkele omwenteling wordt geïnduceerd, aangezien alle windingen in de spoel in serie zijn. Volgens dit principe kan een spoel met een groot aantal windingen worden gebruikt voor de inductie van een hoge spanning.

Inductie spoel:

Wederzijdse inductie is het principe van de inductiespoel, die een inrichting is voor het produceren van impulsen bij zeer hoge spanning van een laagspanningsvoeding, zoals getoond in Fig. 3.8. De inductiespoel bestaat uit een primaire spoel, gewikkeld op een zachte ijzeren kern en via een schakelaar verbonden met een laagspanningsvoeding.

Wanneer de voeding is verbonden met de primaire wikkeling door de schakelaar te sluiten, wordt de wikkeling bekrachtigd en wordt een zeer hoge spanning tijdelijk geïnduceerd in de secundaire wikkeling. Evenzo wordt, wanneer de schakeling naar de primaire wikkeling wordt verbroken, een zeer hoge spanning ook tijdelijk in de secundaire wikkeling geïnduceerd, maar deze keer werkt deze in de tegenovergestelde richting.

De secundaire winding van de inductiespoel kan daarom worden gemaakt om een ​​opeenvolging van impulsen te ontwikkelen bij zeer hoge potentiaal. In feite wordt, door dit zeer eenvoudige principe, de ontstekingsvonk in motormotoren geproduceerd door een inductiespoel die werkt vanuit de autobatterij. Het primaire circuit is gemaakt en verbroken, in de tijd met de omwenteling van de motor.

Wederzijdse inductie door wisselstroom:

De werkelijke sterkte van een wisselstroom verandert voortdurend van moment tot moment als gevolg van zijn karakteristiek. Het magnetisch veld geproduceerd door een wisselstroom is daarom een ​​continu veranderend. Als een geleider in het veld wordt geplaatst, zal er voortdurend een emf in worden geïnduceerd.

Als de geleider is aangesloten op een elektrisch circuit, stroomt er continu stroom in dat circuit. De geïnduceerde stroom is op een zeer precieze manier gerelateerd aan de toegepaste stroom.

Tijdens het eerste kwart van een cyclus neemt de sterkte van de aangelegde stroom toe van nul tot maximaal. De intensiteit van het veld neemt daarom toe van nul tot maximaal, en einde 'A' van de spoel heeft de noordpolariteit. Een emf wordt daarom in de geleider geïnduceerd die de neiging heeft om van links naar rechts stroom te geleiden.

De snelheid waarmee de veldintensiteit wordt gewijzigd (weergegeven door de helling van de curve) is het grootst aan het begin van een cyclus en komt op nul op het punt waar de maximale stroomsterkte wordt bereikt. De geïnduceerde emf die afhangt van de mate van verandering, heeft daarom een ​​maximum aan het begin van de cyclus en daalt naar nul aan het einde van het eerste kwart van de cyclus.

Tijdens het tweede kwartaal van een cyclus neemt de sterkte van de aangelegde stroom af van maximaal naar nul. Net als in het eerste kwartaal is de polariteit van uiteinde A van de spoel ten noorden. Een emf wordt daarom opnieuw in de geleider geïnduceerd, maar deze keer neigt de stroom van rechts naar links te rijden.

Gedurende deze kwart van een cyclus begint de snelheid van verandering van veldintensiteit op nul wanneer het veld het meest intens is en geleidelijk toeneemt als de intensiteit afneemt. De emf in de geleider stijgt daarom vanaf nul aan het begin van de cyclus van het tweede kwartaal, tot een maximum aan het einde van de cyclus van het tweede kwartaal.

De tweede helft van de cyclus volgt een vergelijkbaar patroon als de eerste helft, maar met alle richtingen omgekeerd. Tijdens het derde kwartaal stijgt het veld tot een maximum, einde A van de spoel met zuidpolariteit. De geïnduceerde emf valt van zijn maximum naar nul, neigt de stroom van rechts naar links te sturen.

Tijdens het vierde kwartaal daalt de veldintensiteit van het maximum waarbij het uiteinde 'A' van de spoel een zuidpolariteit heeft tot nul en de geïnduceerde emf stijgt van nul naar een maximum, met een stroom die van links naar rechts stroomt.

De emf die in de geleider wordt geïnduceerd, is daarom een ​​alternerende emf van dezelfde frequentie als de aangelegde stroom. Als de aangelegde stroom een ​​sinusgolfvorm heeft, heeft de geïnduceerde emf precies dezelfde golfvorm.

De pieken van de geïnduceerde emf komen exact een kwart van een cyclus na de pieken van de aangelegde stroom voor, dwz achter 90 ° achter de aangelegde stroom. Het vermogen van een wisselstroom om een ​​alternerende emf in een elektrisch onafhankelijk circuit door een magnetisch veld te induceren, geeft aanleiding tot het principe van de transformator.

Het is belangrijk op te merken dat de sinusgolf de enige golfvorm is die exact wordt gereproduceerd door wederzijdse inductie. Als een wisselstroom met een andere golfvorm op de spoel zou worden toegepast, zou wederzijdse inductie als een continu proces plaatsvinden, maar de golfvorm van de geïnduceerde emf zou niet lijken op die van de aangelegde stroom.

Zelfinductie:

Elke spoel, waarin een stroom een ​​elektromagnetisch veld zelf produceert, ligt binnen dat veld. Daarom, wanneer de sterkte van de stroom die in de spoel vloeit verandert en een verandering in veldintensiteit veroorzaakt, wordt een emf in de spoel zelf geïnduceerd. Een emf wordt alleen in de spoel geïnduceerd als de stroomsterkte verandert.

In feite verzet en induceert de geïnduceerde emf altijd de verandering van de stroomsterkte die deze induceert. Als en wanneer de stroom toeneemt, heeft de geïnduceerde emf de neiging om de toename te voorkomen, deze verzet zich tegen de emf die op de spoel is aangebracht, en is daarom een ​​back-emf Als de stroom daalt, neigt de geïnduceerde emf; om de stroomstroom te bestendigen, die in dezelfde richting wordt uitgeoefend als de toegepaste emf

Wanneer het circuit wordt verbroken, veroorzaakt de plotselinge afname van stroom tot nul een grote emf die ertoe neigt de stroom te laten vloeien nadat de breuk is opgetreden. In feite is dit de reden voor de vonk die we zien wanneer de stroom even over alle gaten stroomt.

Energie in een inductiecircuit:

Het magnetische veld gecreëerd door een spoel is een opslag van energie geleverd door het elektrische circuit; wanneer de stroom die door de spoel vloeit toeneemt, neemt ook de intensiteit van het magnetische veld toe.

Een deel van de energie die wordt geleverd door de batterij of generator wordt gebruikt om de geïnduceerde back-emf te overwinnen, en deze energie gaat over in het magnetische veld. Terwijl er een constante stroomsterkte in de spoel stroomt, blijft het magnetische veld behouden en wordt de geleverde energie vastgehouden.

Wanneer de stroom die in de spoel stroomt wordt verminderd, verliest het magnetische veld de intensiteit en geeft het energie op. Deze energie wordt teruggestuurd naar het circuit als de geïnduceerde emf de neiging heeft om de huidige stroom te bestendigen. Het effect van deze teruggekeerde energie kan zijn dat er een vonk ontstaat als het circuit wordt verbroken.

Vonk veroorzaakt door het vrijkomen van energie uit een inductief circuit is een potentieel gevaar ondergronds in een mijn. Als dergelijke vonkontlading optreedt wanneer een explosieve concentratie van branddampen of kolenstof in de atmosfeer aanwezig is, zal de concentratie waarschijnlijk worden aangestoken en zou een explosie zeer gemakkelijk kunnen optreden.

Om deze reden moet elk stuk ondergrondse elektrische apparatuur zo worden ontworpen dat wordt voorkomen dat vonkontsteking brand- vochtig of kolenstof kan veroorzaken. Dit zijn twee methoden om het gevaar van vonken te overwinnen, en deze worden beschreven in hoofdstukken over brandvrije apparatuur en intrinsiek veilige circuits.

Inductance:

Het proces van zelfinductie vindt plaats in elke spoel, of het nu een spoel, of een minder belangrijke of transformatorwikkeling is, wanneer de sterkte van de stroom die daarin stroomt, verandert. In elk geval vertraagt ​​de geïnduceerde emf de verandering van de stroomsterkte die deze induceert. Het effect van een spoel op de schakeling waarin deze is aangesloten, lijkt veel op het effect van een vliegwiel op een mechanisch systeem.

Deze eigenschap die een spoel heeft van vertragende veranderingen binnen zijn circuit wordt de inductantie genoemd. Elk circuit heeft een beetje inductantie, maar voor de meeste praktische doeleinden moet alleen de inductantie van spoelen worden overwogen. Een circuit dat spoelen bevat, wordt een inductief circuit genoemd.

De inductantie van een spoel hangt voornamelijk af van het aantal beurten. Een spoel met een groot aantal windingen creëert een sterk magnetisch veld, zodat bij elke draai een relatief sterke back-emf wordt geïnduceerd. Aangezien alle windingen van de spoel in serie zijn, is de totale terug emf die in de spoel wordt geïnduceerd aanzienlijk.

Een spoel van slechts een paar omwentelingen aan de andere kant kan alleen een zwak magnetisch veld produceren en de totale back-emf is slechts een paar keer die van een enkele draai, zodat de inductantie erg klein is. Inductantie wordt ook beïnvloed door andere factoren, zoals de nabijheid en grootte van bochten, en de eigenschappen van elke kern die de spoel kan hebben. In het algemeen heeft echter elke spoel die is ontworpen voor het produceren van een sterk magnetisch veld een hoge inductantie.

(d) Wisselstroomcircuit en zelfinductie:

Een wisselstroom is continu aan het veranderen, zodat in elke spoel waarin een wisselstroom stroomt, terug emf continu wordt geïnduceerd. De zelf-geïnduceerde emf (zoals een wederzijds opgewekte emf) is een alternerende emf en hij blijft precies 90 ° achter de inducerende stroomcurven A & B van figuur 3.9 (a).

Aan het begin van het eerste kwart van een cyclus neemt de stroom het snelst toe in de positieve richting, zodat een maximale emf in de negatieve richting wordt geïnduceerd.

Als de stroom tot een maximum stijgt, neemt de snelheid van de verandering af en daalt de geïnduceerde emf naar nul. In het tweede kwart van een cyclus, terwijl de stroom in de positieve richting afneemt, werkt de back-emf ook in de positieve richting (tegenover de stroomverandering, dat wil zeggen de stroming in stand houden). Naarmate de snelheid van verandering toeneemt, neemt de geïnduceerde emf toe en bereikt een maximum op het moment dat de stroom feitelijk nul is.

De tweede helft van de cyclus is vergelijkbaar met de eerste helft, maar met alle richtingen omgekeerd. In het derde kwartaal worden de huidige verhogingen in de negatieve richtingen en de back-emf in de positieve richting geïnduceerd. Naarmate de snelheid van stroomverandering daalt, daalt de geïnduceerde emf naar nul.

In het vierde kwartaal daalt de stroom in de negatieve richting naar nul en emf wordt geïnduceerd in de negatieve richting. Naarmate de snelheid van de stroomverandering toeneemt, neemt de geïnduceerde emf toe tot een maximum.

Wisselend stroomgedrag:

Wanneer een wisselspanning wordt aangelegd aan een inductieve schakeling, en een wisselstroom vloeit, werken twee alternerende emf's tegelijkertijd in dezelfde schakeling, dat wil zeggen de toevoer emf en de zelf-geïnduceerde emf.

Op elk moment in de tijd dat de twee emf's in tegengestelde richting werken, is de resulterende emf die de neiging heeft om rond het circuit rond te rijden het verschil tussen de twee emf's op dat moment. Nogmaals, op elk moment wanneer de twee emf's in dezelfde richting werken, is de resulterende emf die de neiging heeft om stroom rond het circuit te sturen de som van de twee emf's op dat moment.

Dus wanneer twee alternerende emf's met sinusgolfvorm samenwerken in een schakeling, is de resulterende emf altijd een alternerende emf, ook van sinusgolfvorm. Er is echter alleen een uitzondering wanneer de twee alternerende emf's gelijk zijn en precies in antifase zijn.

Dan is er helemaal geen resulterende emf. Tenzij de twee alternerende emf's precies in fase of anti-fase zijn, is de resulterende emf uit fase met zowel de aanbod-emf als zelf-geïnduceerde emf

In elk circuit volgens de wet van Ohm stroomt de actuele stroom op elk moment evenredig met de spanning die feitelijk de neiging heeft om op dat moment rond het circuit te rijden. Aangezien, wanneer zelfinductie optreedt, de spanning die feitelijk de neiging heeft om stroom rond het circuit te sturen de resulterende emf is, moet een wisselstroom in een inductief circuit in fase zijn met een resulterende alternerende emf

Er is aangetoond dat de zelf veroorzaakte emf de inductiestroom precies 90 ° achterligt, zodat de resulterende emf bijgevolg de geïnduceerde emf met 90 ° leidt. De resulterende emf kan ook alleen in fase zijn met de toevoer emf als de zelf-geïnduceerde emf precies in fase of anti-fase is.

Aangezien de resulterende emf 90 ° uit fase is met zelf-geïnduceerde emf, volgt hieruit dat de resulterende emf noodzakelijkerwijs uit fase is met de toevoer emf. De in de schakeling stromende wisselstroom is dus ook uit fase met de toevoer emf

In Fig. 3.9 (b) de bovenstaande punten worden geïllustreerd. De resulterende emf (gebogen) wordt in fase getrokken met de stroom (curve A). De zelf-geïnduceerde emf (curve B) wordt achter 90 ° achter de stroom weergegeven. Zoals te zien is in het diagram, treden pieken van de huidige cyclus op na pieken in de toevoer-emf-cyclus.

In elk inductief circuit blijft wisselstroom dus achter op de wisselspanning van de voeding. De relatie tussen stroom en voedingsspanning in het circuit kan worden geïllustreerd door de curves van beide te tekenen, met behulp van dezelfde as als in Fig. 3.10. De hoeveelheid waarmee de stroom vertraagt, hangt af van de hoeveelheid inductie en de hoeveelheid weerstand in het circuit.

In elk circuit verhoogt toename van inductantie of afname van weerstand de huidige vertraging. Omgekeerd verlaagt de inductantie of toename van de weerstand de huidige vertraging. In het extreme theoretische geval van een circuit dat zuivere zelfinductie bevat, en helemaal geen weerstand, zou de stroom precies een kwart van de cyclus blijven liggen, die 90 ° achter de voedingsspanning ligt, zoals weergegeven in Fig. 30.10 (b).

In elke praktische schakeling is er echter altijd enige weerstand (tenminste de weerstand van de geleiders) zodat de stroom altijd minder dan 90 ° achterblijft, zoals uitgelegd in Fig. 3.10 (c).

Reactantie:

Wanneer een wisselstroomtoevoer is verbonden met een inductieve schakeling, wordt de effectieve waarde van de stroom die stroomt, onafhankelijk van enige weerstand, beperkt door het proces van zelfinductie dat optreedt. Het is in theorie mogelijk om te veronderstellen dat een circuit zonder weerstand, maar alleen inductie, kan bestaan.

Als een DC potentiaalverschil zou worden toegepast op een dergelijke schakeling, zou er geen grens zijn aan de sterkte van de gelijkstroom die zou vloeien. Uit het eerste principe van elektriciteit weten we dat,

Stroom = spanning / weerstand,

maar sinds weerstand = 0 Ohm,

Stroom = spanning / 0 of oneindig.

Als een wisselstroomtoevoer werd aangesloten, zou de stroom worden beperkt door de zelf-geïnduceerde emf. De stroom blijft exact 90 ° achter op de aangelegde spanning, en de geïnduceerde emf is exact in fase tegen de aangelegde spanning.

De geïnduceerde emf kan nooit groter zijn dan de aangelegde spanning, anders zou de inducerende stroom niet kunnen stromen. De grootte van de geïnduceerde emf op elk moment in de cyclus hangt af van de snelheid waarmee de stroom op dat moment verandert. Omdat de geïnduceerde emf beperkt is, is de snelheid van stroomverandering beperkt, en dus zijn maximale en effectieve waarden van de stroom ook beperkt.

Nu is de feitelijke sterkte van de stroom die in het circuit stroomt afhankelijk van

(a) de inductantie van het circuit; en we weten dat hoe groter de inductie, des te groter de emf is die wordt opgewekt voor elke gegeven snelheid van verandering van stroom, en

(b) frequentie; en we weten ook dat, hoe hoger de frequentie, des te groter de veranderingssnelheid is die binnen de cyclus nodig is voor een bepaalde rms-waarde.

Fig. 3.11 illustreert de bovenstaande verklaringen. De eigenschap die een spoel (of een inductantiecircuit als geheel) heeft om de sterkte van een wisselstroom die erin stroomt te beperken, wordt zijn reactantie genoemd.

Impedantie:

Elke praktische schakeling die een spoel bevat, heeft zowel weerstand als reactantie en de waarde van een wisselstroom die in de schakeling vloeit, wordt bepaald door het gecombineerde effect van de twee eigenschappen. Dit gecombineerde effect wordt impedantie genoemd.

Een spoel kan bijvoorbeeld zo worden geconstrueerd dat deze een hoge inductantie heeft maar een zeer lage weerstand. Als er dan een dc-potentiaal van bijvoorbeeld 100 volt wordt toegepast, zal er een zware gelijkstroom vloeien.

Als daarentegen een wisselspanning van 100 volt rms wordt toegepast, zal de reactantie van de spoel de wisselstroom beperken tot een zeer lage waarde. Het circuit heeft daarom een ​​hoge impedantie. Een circuit met een hoge weerstand en slechts een kleine hoeveelheid inductantie zal ook toestaan ​​dat slechts een kleine wisselstroom vloeit, en heeft evenzo een hoge impedantie.

Hoewel de impedantie van een circuit zoals reactantie alleen varieert met de frequentie van de wisselvoeding, is voor elke gegeven frequentie de impedantie gerelateerd aan stroom en potentiaalverschil op exact dezelfde manier als weerstand alleen, dwz

Aangezien deze formules exact overeenkomen met de formules die worden vermeld door Ohms Law, wordt de impedantie gemeten in ohm. Dit zijn in feite de basisprincipes die altijd van essentieel belang zijn voor het oplossen van problemen met elektrotechnische toepassingen.

Capaciteit:

Een condensor of condensator is een elektrische component die is ontworpen om een ​​specifieke elektrische lading te behouden. Condensors worden voor vele doeleinden gebruikt in elektrische circuits. In mijnen en in industrieën worden deze meestal gebruikt voor arbeidsfactorcorrectie en intrinsieke veiligheid.

In feite bestaat een eenvoudige condensor uit twee metalen platen die dicht bij elkaar worden gehouden maar van elkaar worden geïsoleerd zoals weergegeven in Fig. 3.12 (a). De isolatiematerialen die de platen scheiden, is bekend als het diëlektricum.

Als een accu over de twee platen zou worden aangesloten, zoals weergegeven in Fig. 3.12 (b), zou de plaat die op de accu-positieve is aangesloten een positieve lading accepteren, terwijl de plaat die op de accu-negatieve is aangesloten een negatieve lading zou accepteren.

Wanneer elke plaat wordt geladen, ontstaat er een potentiaalverschil tussen de twee platen dat vanwege de isolatie daartussen niet kan worden verkleind. Maar wanneer volledig opgeladen, is het potentiaalverschil tussen de twee platen gelijk aan het potentiaalverschil aan de aansluitpunten van de batterij.

Eenheid van capaciteit:

De capaciteit kan worden gemeten en de basiseenheid is de farad. Een object heeft een capaciteit van één farad als het een stroom van één ampère nodig heeft voor één seconde om zijn potentiaal met één volt te veranderen.

De basiseenheid van de capaciteit is echter veel te groot voor praktische metingen, aangezien nog nooit iemand een object heeft geconstrueerd met een capaciteit van meer dan een klein deel van een farad. Inderdaad is berekend dat als een metalen bol zou worden gemaakt met een capaciteit van één farad, deze vele malen groter zou zijn dan de aarde zelf.

De eenheden van capaciteit die voor praktische doeleinden worden gebruikt, zijn het microfarad, dat gelijk is aan één miljoenste deel van een farad; en de Pico-farad (of micro-microfarad), die gelijk is aan één miljoenste deel van een microfarad. We weten echter dat wanneer een geleider een lading ontvangt van een voedingsbron, de stroomstroom aangeeft dat energie is overgedragen bij het produceren van de lading.

Zolang de geleider de statische lading vasthoudt, kan deze worden beschouwd als sterke elektrische energie. De energie wordt gedissipeerd wanneer de geleider ontlaadt. De eigenschap dat een statische lading kan worden geaccepteerd en behouden, wordt capacitantie genoemd.

Capaciteit van een condensator:

De capaciteit van een condensator is vele malen groter dan de capaciteit van de platen als geïsoleerde voorwerpen. Deze grote toename in capaciteit wordt teweeggebracht door het effect dat de twee geladen platen op elkaar hebben. Laten we nu kijken wat er gebeurt als de condensor begint op te laden, de ene plaat krijgt een negatieve lading, terwijl de andere een positieve lading krijgt.

De positief geladen plaat heeft de neiging om een ​​verdere negatieve lading aan te trekken naar het tegenoverliggende oppervlak van de negatieve plaat, en op dezelfde manier neigt de negatief geladen plaat om een ​​verdere positieve lading naar de positieve plaat te trekken. The effect is the current continues to flow as charges concentrate or condense (in fact, the name condenser came due to condensation of charge) opposite one another on the surfaces of the plates.

The concentration of charges opposite one another in this way is called electrostatic induction. Its effect is to oppose the creation of a potential difference between the plates, because the charges drawn on to the plates tend to neutralize one another.

Therefore when a condenser is charged up, most of the charge supplied to the plates is drawn on to the opposite faces where it is neutralized, and only a very small proportion is available to create the potential difference between the plates.

Thus a large amount of charge must be supplied to the plates of the condenser to produce a small potential difference between the plates, ie the capacitance of the condenser is large.

A condenser having a capacitance of 10 microfarad is easily constructed, the plates of which when separated, have a capacitance which is immeasurably small. In fact the actual capacitance of a condenser depends upon a number of factors.

The most important factors are:

(i) Total area of plates:

Since the neutralized charges in the condenser concentrates on the opposing faces of the plates, the amount of charge which can be absorbed and neutralized depends upon the area of the surface which is directly opposite one another.

The greater this area, the greater is the capacitance of the condenser. In practice, large plate areas are accommodated by rolling the plates into a coil, by building up banks of plates, alternately positive and negative.

(ii) Distance between plates:

The force of electrostatic induction exerted between the plates increases as they are brought closer together. The nearer the plates, therefore, the greater is the amount of charge which can be concentrated on their surfaces and neutralized, and the larger is the capacitance of the condenser.

The dielectric between the plates must be thick and electrically strong enough to withstand the voltage applied across it, otherwise the whole thing will fail much, much earlier.

(iii) Property of the Dielectric:

A simple condenser, such as that illustrated in Fig. 3.12(a), may have air as its dielectric. Some solid dielectrics, such as mica, waxed paper, or insulating oil give a condenser of similar dimensions a greater capacitance. The reason for this is that the charge on the plates tends to induce charges on the surface of the dielectric with which they are in contact.

The surface of the dielectric in contact with the positive plate acquires a negative charge and vice-versa. The charges on the surfaces of the dielectric, therefore, act as an additional neutralizing force against charge on the surfaces of the plates, so that the condenser must absorb still more charge to establish a given potential difference between the plates.

(e) Condensers in Direct Current Circuit:

Since there is no electrical connection between the plates of a condenser, a direct current circuit cannot be completed through it. If a condenser is connected across a battery in series with a lamp, no circuit is completed, and the lamp will not operate. However, if the condenser is not charged when the connections are made, a current will flow in the conductors until the condenser is charged.

If the charging current were strong enough, the lamp would flash on momentarily. Although no current flows through the dielectric of the condenser, for the brief period while the condenser is charging, current flows as though a circuit were completed through it. The strength of the current is greatest at the moment when the battery is first connected, but it rapidly falls off as the charge on the condenser builds up.

When the full potential difference between the plates is achieved, the flow of current ceases. The flow of current indicates that the battery has supplied electrical energy to the condenser. This energy is now stored in the charge. If the battery is disconnected, the condenser remains charged and retains its store of electrical energy.

If a connection is now made between the two plates, a current flows from the positively charged plate to the negatively charged plate until the condenser is discharged, and the two plates are at the same potential. This flow of current is again greatest when the connection is first made and rapidly falls off as the potential difference decreases.

Condenser and ac Circuit:

Het effect van de condensor op een wisselstroomcircuit verschilt nogal van het effect op een gelijkstroomcircuit. Kijk in de afbeelding 3.13. De polariteit van de wisselstroomtoevoer wordt continu omgekeerd, zodat de condensor geen statische lading kan vasthouden, zoals in een gelijkstroomcircuit.

Wanneer de wisselstroomtoevoer voor het eerst wordt aangesloten, begint de eerste cyclus door een potentiaalverschil op te bouwen over de platen van de condensor. Net als wanneer een gelijkstroombron voor het eerst wordt aangesloten, stroomt er een stroom kortstondig en daalt snel wanneer de spanning tussen de platen stijgt. Aan het einde van een kwart van een cyclus heeft de spanning een piek bereikt en de stroom is gestopt met stromen.

Tijdens het tweede kwartaal van de cyclus neemt de spanning van het aanbod af. Wanneer de spanning van de voeding tot een lagere waarde is gedaald dan het potentiaalverschil tussen de platen van de condensor, begint de condensor te ontladen.

Terwijl de condensor ontlaadt, begint de stroom in de tegengestelde richting van die van de initiële stroom te stromen. Omdat de spanning van de voeding nog steeds tegen de ontlaadstroom ligt, is de ontlaadstroom in het begin erg klein: deze bereikt alleen een maximale waarde wanneer de voedingsspanning nul is.

Vervolgens, wanneer de tweede helft begint, stroomt de stroom in dezelfde richting verder en begint de condensor te laden met een omgekeerde polariteit. Aan het einde van de derde kwartcyclus bereikt de spanning opnieuw een piek en stopt de stroom met stromen. Tijdens het vierde kwartaal van de cyclus begint de condensor opnieuw te ontladen, waarbij de ontlaadstroom in dezelfde richting vloeit als de eerste laadstroom.

Wanneer een wisselspanningsbron is aangesloten op een condensor, vloeit er een wisselstroom in de geleiders die de voedingsbron verbinden met de platen van de condensor. Hoewel er feitelijk geen stroom door het diëlectricum tussen de platen stroomt, gedraagt ​​de schakeling zich alsof deze compleet was en, voor praktische doeleinden, kan een condensor worden beschouwd als het toestaan ​​dat een wisselstroom er doorheen stroomt.

Nu weer uit Fig. 3.13 kunnen we laten zien dat een wisselstroomcircuitcyclus zou optreden wanneer de spanning nul is en omgekeerd. De huidige cyclus leidt daarom de spanningscyclus met 90 °.

Maar aangezien we weten dat elke praktische schakeling noodzakelijkerwijs enige weerstand en capaciteit bevat, leidt de stroom de spanning nooit echt met een volle 90 °. De werkelijke hoeveelheid waarmee de huidige cyclus de spanningscyclus leidt, hangt af van hoeveel weerstand en hoeveel capaciteit het circuit bevat. Het vectordiagram in Fig. 3.13 verklaart de bovenstaande uitspraken vectorieel.

Capaciteitsreactie en impedanties:

Wanneer een wisselspanning wordt aangelegd over een condensor, wordt de sterkte van de wisselstroom die stroomt bepaald door de capaciteiten van de condensor. Voor elke gegeven spanning absorbeert een condensator met een grote capaciteit een grote hoeveelheid lading, zodat een zware stroom vloeit.

Maar een condensator met kleine capaciteit absorbeert een kleine hoeveelheid lading, zodat slechts een kleine stroom vloeit. De eigenschap die een condensator heeft met begrenzende wisselstroom wordt capacitieve reactantie genoemd.

De capaciteit en weerstand van een circuit samen bieden een impedantie voor de doorgang van wisselstroom. Net als bij inductieve impedantie is voor een gegeven frequentie de capacitieve impedantie gerelateerd aan de wisselspanning en -stroom op exact dezelfde manier als de zuivere weerstand. Impedantie wordt daarom ook gemeten is ohm.

De impedantie van een capacitieve schakeling varieert met de frequentie van de wisselspanning. Hoe hoger de frequentie van de voeding, hoe lager de impedantie van de schakeling. Wanneer de frequentie van de toevoer wordt verhoogd, wordt ook de snelheid waarmee de condensor gedurende elke halve periode moet worden opgeladen verhoogd, zodat een zwaardere stroom moet vloeien.

Tenzij anders vermeld, wordt de impedantie van het capacitieve circuit altijd gemeten bij 50 c / s, VS (en de door het VS-systeem beïnvloede landen) hebben hun frequentie als 60 cycli per seconde.

Vergelijking van capaciteit en inductie:

Het effect van een condensator op een wisselstroomcircuit is in veel opzichten het omgekeerde van het effect van een spoel.

Het effect van capaciteit en inductie worden vergeleken zoals hieronder:

Capaciteit van Circuit Conductor:

Elk elektrisch circuit heeft een bepaalde hoeveelheid capaciteit, ongeacht of er een condensator is aangesloten. Het is meestal niet mogelijk om te berekenen wat de capaciteit van een circuit zal zijn, en de capaciteit van veel circuits is te klein om te meten, maar de capaciteit van een stroomcircuit kan groot genoeg zijn om een ​​gevaar te vormen als de effecten niet worden bewaakt tegen.

Daarom is het altijd raadzaam om de stroomkringen naar de aarde te ontladen, zelfs nadat ze zijn uitgeschakeld, voordat u aan de lijn werkt.

De kabelgeleiders, schakelmateriaalverbindingen en motorwikkelingen van bijvoorbeeld een kolenvlakcircuit bevatten een aanzienlijke hoeveelheid aan met elkaar verbonden metaal. Deze metaalmassa heeft op zich een zeker vermogen om een ​​lading elektriciteit vast te houden.

Het is echter omgeven door het aardscherm van de kabel en de metalen omhulsels van de motor en schakelapparatuur. De behuizing en de geleiders werken samen als een condensor, zodat de capaciteit van de metalen delen van de schakeling aanzienlijk wordt vergroot.

Wanneer de voeding nu wordt uitgeschakeld van de motor nadat deze is gebruikt, kunnen de metalen delen van het circuit een tijdje elektriciteit blijven bevatten, ook al stroomt de stroom niet. De elektrische energie die zich in de lading bevindt, zou heel weinig zijn in vergelijking met de energie die het systeem tijdens het werken draagt, maar het zou voldoende kunnen zijn om iemand die een geleider in het circuit raakt een ernstige schok toe te brengen.

Verder kan de onopzettelijke ontlading van de geleider bij blootstelling een vonk veroorzaken die enig in de atmosfeer aanwezig brand- vocht zou kunnen doen ontbranden. Het is daarom mogelijk om een ​​ernstige schok te krijgen of een vonkenvonk van een geleider te produceren, ook al is de geleider geïsoleerd van de voedingsbron.

Om het gevaar van schokken of vonken van een geladen geleider te voorkomen, zijn isolatieschakelaars meestal voorzien van een 'aarde'-positie waardoor alle door de schakelaar geïsoleerde geleiders rechtstreeks op de aarde kunnen worden aangesloten, zodat ze kunnen worden ontladen.

Het is daarom belangrijk en belangrijk om te werken aan elektrische apparatuur met een hoge of middenspanning om ervoor te zorgen dat elke blootgestelde geleider zowel geïsoleerd als ontladen is voordat een afdekking wordt verwijderd. Geleiders moeten minstens één minuut rechtstreeks op de aarde worden aangesloten om ervoor te zorgen dat deze volledig worden ontladen.

Elektrotechniek: Effect # 2. Verwarmingseffect van elektrische stroom:

Wanneer een elektrische stroom vloeit, ontmoet deze weerstanden. Als de stroom in een goede geleider stroomt, zoals koper, is de weerstand erg gering, maar sommige andere materialen die elektriciteit geleiden bieden veel meer weerstand. Wanneer een elektromotorische kracht een stroom rond een elektrisch circuit aandrijft, wordt energie verbruikt om de weerstand in het circuit te overwinnen.

De uitgegeven elektrische energie wordt uitgedeeld in de vorm van warmte. De hoeveelheid warmte die op een willekeurig punt in een elektrisch circuit wordt geproduceerd, hangt af van de weerstand van het materiaal waarvan het circuit op dat punt is gemaakt, en van de sterkte van de stroom die vloeit.

Op elk punt van elk circuit waarin stroom vloeit, wordt enige warmte geproduceerd, maar gedurende het grootste deel van het circuit, bijv. De kabels, is de hoeveelheid geproduceerde warmte normaal zeer klein en gemakkelijk verspreid.

Sommige delen van een circuit hebben een hogere weerstand dan de rest en in deze delen wordt meer warmte geproduceerd. Daarom moeten elektrische motoren, generatoren, transformatoren en andere apparatuur tijdens bedrijf worden afgekoeld.

Evenzo biedt een slechte verbinding in een circuit, bijvoorbeeld een slecht gemaakte stekker, een hogere weerstand en kan op dat moment overmatige hitte worden geproduceerd. De verwarming kan voldoende zijn om de apparatuur te beschadigen en mogelijk een brand te starten.

De verwarming van een elektrische stroom wordt echter gebruikt in elektrische gloeilampen en elektrische vuren. In een elektrische lamp produceert de stroom die door een fijne draad passeert voldoende warmte om de temperatuurdraad erg hoog te brengen, zodat het briljant gloeit. Dit nuttige aspect van elektriciteit wordt uitgelegd en geïllustreerd in het hoofdstuk over elektrische verlichting.

Elektrotechniek: Effect # 3. Chemisch effect:

Sommige vloeistoffen geleiden ook elektriciteit, maar als ze dat doen, treden er chemische reacties op. Fig. 3.14 illustreert hoe dergelijke vloeistoffen elektriciteit geleiden.

Een potentiaalverschil wordt over de vloeistof aangelegd door een energiebron te verbinden met twee vaste geleiders (elektroden genoemd) die in de vloeistof zijn ondergedompeld. De positieve elektrode wordt de anode genoemd en de negatieve elektrode wordt de kathode genoemd. De vloeistof wordt de elektrolyt genoemd en het proces waarbij een vloeistof elektriciteit geleidt, wordt elektrolyse genoemd.

De meeste geleidende vloeistoffen bestaan ​​uit een oplossing van vaste stof (bv. Soda of kopersulfaat) of vloeistof (bijv. Zwavelzuur) in water. Wanneer de stof oplost, splitst het zich chemisch in twee elektrisch geladen delen, ionen genaamd.

Het ene ion bestaat uit positief geladen deeltjes terwijl het andere bestaat uit negatief geladen deeltjes. In normale toestand is de oplossing elektrisch neutraal, omdat de negatief en positief geladen ionen elkaar volledig neutraliseren.

Wanneer er een potentiaalverschil bestaat tussen de elektroden, worden de positief geladen ionen (kationen) naar de kathode getrokken en worden de negatief geladen ionen (anionen) naar de anode getrokken. Op deze manier wordt een tweewegstroom van ionen in de vloeistof geplaatst. Deze beweging van ionen vormt de passage van stroom door de vloeistof.

Wanneer de ionen de elektroden bereiken, verliezen ze hun elektrische lading en komen vrij, hetzij als een gas, hetzij als een coating op de elektrode. Sommige ionen zijn echter niet in staat om onafhankelijk als stoffen te bestaan ​​en daarom combineren ze chemisch met het materiaal van de elektrode.

Een voorbeeld van het gebruik van het chemische effect van een elektrische stroom is koperelektroplatering. Een koperen anode wordt ondergedompeld in een oplossing van kopersulfaat. Elke metalen voorwerp ondergedompeld in deze oplossing als de kathode wordt bekleed met koper wanneer een stroom door de oplossing stroomt. Het kopersulfaat wordt chemisch gesplitst in een koperion (positief) en een negatief sulfion (het sulfaatdeel van het kopersulfaat).

Het koper wordt aangetrokken door en afgezet op de kathodes, de sulfionen worden aangetrokken door de anode waar het zich vermengt met het koper, waardoor kopersulfaat wordt gerecreëerd. Het totale effect is dat koper wordt overgebracht van de anode naar de kathode, terwijl de elektrolyt in feite ongewijzigd blijft.

Het chemische effect van een elektrische stroom komt vaak voor in mijnen, waar elektrolyse corrosie van elektrische apparaten veroorzaakt, bijvoorbeeld het wapenen van kabels.

Zuur mijnwater uit de elektrolyt en, in het geval van een kleine zwerfstroom die uit het apparaat naar de aarde lekt, vindt chemische actie plaats tussen het water en het metaal van de apparatuur. Er wordt ook opgemerkt dat het proces van elektrolyse kan worden omgekeerd.

Een chemische werking tussen een elektrolyt en twee elektroden kan een elektrische stroom produceren. Het genereren van elektriciteit door chemische actie is het principe van de batterij, dat ook is uitgelegd en geïllustreerd in het hoofdstuk over batterijen.

Gassen leiden:

Gassen en dampen, zoals vloeistoffen, geleiden ook elektriciteit door een tweewegstroom van ionen. Neon is een voorbeeld van geleidend gas, dampen die elektriciteit geleiden omvatten kwikdamp en natriumdamp. Het gas of de damp bevindt zich meestal in een omhulsel, zoals een glazen buis, waaruit eerst lucht is opgebruikt.

Twee elektroden, een anode en een kathode, zijn verzegeld in de behuizing. Wanneer een voldoende potentiaalverschil wordt aangelegd over de elektroden, wordt het gas geïoniseerd en worden de positieve en de negatieve ionen respectievelijk aangetrokken naar de kathode en anode, zodat het gas begint te geleiden.

De tweewegstroom van ionen zorgt ervoor dat sommige gassen en dampen een schitterende gloed afgeven terwijl ze geleiden. Voor elk gas of elke damp is er echter een bepaalde minimale spanning die moet worden aangelegd over de elektroden voordat de ionisatie begint.

Onder deze spanning worden geen ionen geproduceerd en gedraagt ​​het gas zich helemaal niet. De minimale spanning waarbij een gas of damp zal geleiden wordt zijn slagspanning genoemd. Gassen en dampen worden gebruikt in bepaalde soorten verlichting en voor een vorm van gelijkrichter. Sommige toepassingen van geleidende gassen in de industrie worden getoond in het hoofdstuk over elektrische verlichting.