Ашық тізбек дегеніміз не? Электр жүйелеріндегі ашық тізбектерге арналған толық нұсқау

Кіріспе

Ашық тізбек әрі алдыңғы қатарлы инженериялық, әрі негізгі жағдайлар үшін негіз болып табылады. Мысалы, егер бір күні шамыңыз жанбаса немесе өніміңіздің электр жүйесінің сенімділігін арттырғыңыз келсе немесе PCB-дің дұрыс жұмыс істемеу себебін анықтау қажет болса, ашық тізбектің мағынасын түсіндікten кейін сіз осы бағыттан жалпы бағытты, себепті және шешімді таба аласыз. Кішкентай тұрмыстық бөлмеден бастап үлкен электр станцияларына дейінгі қауіпсіздік пен сенімділікті түсіну үшін ашық тізбектерден туындайтын тізбектердің қалай істемей қалуын, сонымен қатар мұндай жағдайлардың алдын алу мен олармен жұмыс істеу әдістерін білу пайдасын тигізеді.

Ашық тізбек деген не? Электр жүйелеріндегі ашық тізбектерді түсіну

Негізінен сипаттау және талдау үшін ашық тізбек дегеніміз негізінен толық емес тізбек. Қазіргі заманғы барлық технологияларда токтың үздіксіз және үзіліссіз жолы бар, ол электрондардың ток көзінен тізбектің арқылы, элементтер арқылы өтіп, одан кейін кері қайтуына мүмкіндік береді. Тізбекте үзілу болса, мысалы, сынған сым, балқыған сақтандырғыш немесе ажыратылған ажыратқыш сияқты, токтың өтуіне кедергі жасалады.

Жұмыс істейтін тізбекті тізбекте әрбір компонент біріншіден жерге тіркеледі. Егер құрылғы немесе жалғау ашық тізбекке (мысалы, жанып кеткен шам) ұшыраса, тізбектегі ток толығымен тоқтайды. Алайда, токтың бірнеше жолдарына байланысты параллель тізбектерде бір саланың ашылуына қарамастан жұмысын жалғастыра алады.

Ашық тізбек дегеніміз ток толығымен өте алмайтын тізбек болып табылады — бұл мақсатты болуы мүмкін (ауыстырғыштар, сақтандырғыштар немесе автоматты ажыратқыштар) немесе кездейсоқ (компоненттің істен шығуы немесе ажырау).

Ашық тізбектердің ұғымдары: Тізбек, Кернеу және Кедергі

Тізбек дегеніміз не?

Тізбек дегеніміз электр тогының толық жолын қамтамасыз ету үшін өткізгіш сымдар мен электр көзі арқылы екі немесе одан көп компоненттерді біріктіру арқылы жасалған электр тізбегі.

Ашық тізбек пен Кернеу

Ашық тізбек жағдайында тізбекте үзіліс пайда болған кезде тізбектің екі нүктесі арасындағы потенциалдар айырымын өлшеуге болады. Бұл потенциалдар айырымы ашық тізбек кернеуі деп аталады. Ашық тізбек кернеуі — мысалы, ажыратылған аккумулятордың қосылу нүктелерінде немесе ашық ауыстырғыштың контактілерінің арасында пайда болатын кернеу.

Тізбектегі кедергі: Тізбек ашық болған кезде үзіліс орнындағы тізбектің кедергісі шексіз деп есептеледі. Ом заңына сәйкес:

[ I = \frac{V}{R} ]
Қайда

• (I) — тізбектен өтетін ток
• (V) — кернеу
• (R) — кедергі

Егері ( R \to \infty ) (ашық тізбек сияқты), онда ( I \to 0 ), яғни ток өтпейді.

Ашық тізбектің пайда болуы

Ашық тізбектің себептері

• Қолмен қосқыш: Қосқышты ашу тізбекте ашық тізбек ретінде жұмыс істейді.
• Жанып кеткен сақтандырғыштар немесе автоматты қорғау құрылғылары: Жүйенің қалған бөлігін қорғау үшін ток тым көп болғанда ашылатындай етіп жасалған.
• Компоненттің істен шығуы: Қожытылған шамдар, сынған резисторлар немесе істен шыққан реле тізбекте ашық тізбек туғызуы мүмкін.
• Сымның үзілуі: Механикалық кернеу, тербеліс немесе кеміргіштер қосылыстарды үзіп, ашық тізбектерге әкелуі мүмкін.
• Бекітпелердің дұрыс бекімегені: Дұрыс жиналмаған контактілер жиі ашық тізбекке немесе уақытша ақауларға әкеледі.
• Боз басу немесе тот басу: Әсіресе қатаң жағдайларда осы құбылыстар метал контактілерді нашарлатып, тізбектің тұтастығын жояды.

Тізбекте үзілу болған кезде, біздің жобаланған тізбегіміз сол жерден ажырайды. Бұл әрекет электронды құрылғылардың жұмысын тоқтатады.

Тізбектей және параллель жиналған тізбектегі ашық тізбек

Ашық тізбектің әртүрлі конфигурацияларға әсерін түсіну электр техникасы мен практикалық істен шығаруда маңызды.

Тізбектей жиналған тізбектегі ашық тізбек

Тізбектей жиналған тізбекте барлық элементтер бір-бірімен соңынан қосылады. Егер тізбектей жиналған тізбекте ашық тізбек пайда болса (мысалы, бір құрылғы істен шықса):

• Тізбектегі ток барлық жерде тоқтайды.
• Ешбір құрылғы ток алмайды.
• Тізбектің жалпы кедергісі шексіздікке тең болады.

Параллель жиналған тізбектегі ашық тізбек

Параллель жиналған тізбекте бұтақтар бірнеше жолдың болуын қамтамасыз етеді. Егер бір бұтақ ашық болса:

• Басқа бұтақтарда ток әлі де өте алады.
• Тізбек басқа жерде жұмысын жалғастыруымен сипатталады.
• Жұмысын жоғалтатыны тек ашық тармақ ғана.

Тізбектегі ашық тізбектің әсері: тізбектей және параллель тізбектер салыстырмасы

Егерме тізбекте ашық тізбек болса, бүкіл жүйе зақымданады, ал параллельді тізбекте тек бұтақтар ғана әсер етеді.

Ашық тізбектің кернеуі: Ашық жерде не пайда болады?

Ашық тізбектің кернеуі — ақауларды диагностикалау мен тізбектің потенциалын түсіну үшін маңызды өлшем болып табылады.

• Ашық тізбектің кернеуі дегеніміз не?

Бұл құрылғы немесе тізбектің екі нүктесі арасындағы потенциалдар айырмасы (ток жоқ кезде, яғни тізбек ашық болғанда).

• Оны қай жерден өлшейді?

Ашық терминалдар бойынша: жүктемеге қосылмаған аккумулятор немесе ашық тұйықтағыштың екі нүктесі.

• Неге бұл маңызды?

Бұл сізге ток көзі қалай, немесе одан кейінгі тізбекте үзіліс бар-жоғын анықтауға көмектеседі.

Электр жүйелеріндегі ашық тізбектердің жиі кездесетін себептері

Ашық тізбектердің пайда болу себептерін түсіну — алдын ала жобалау мен жөндеу үшін маңызды.

• Механикалық кернеу: Көліктерде немесе машиналарда тұрақты иілу, діріл.
• Кешендердің факторлары: Ылғалдылық, температураның шекті мәндері және өткізгіштерді бүлдіретін коррозиялық орта.
• Адамның қатесі: Қате сымдар, босайған терминалдар.
• Ескіру: Уақыт өте келе материалдардың шаршауы; дәнекерлеу жіпшелерінің жарылуы.
• Өндірістік ақаулар: Қате дәнекерлеу жіпшелері, виа-сәулелердің істен шығуы, PCB-лердегі трасса жарықтары.

Тізбекті қорғау: Сақтандырғыштар мен автоматты қорғау құрылғылары

Автоматты қорғау құрылғылары алдын ала шараларсыз болмайды. Сақтандырғыштар мен автоматты қорғау құрылғылары жоғары ток қаупі пайда болған кезде жақсы қорғаныс қамтамасыз етуі мүмкін, осылайша жабдықтың зақымдануын немесе тіпті өрттің шығуын болдырмауға көмектеседі.

Ашық схемаларды анықтау: диагностика және сынау

Электр жүйелеріндегі ашық схемалардың бұзылуын жоюдың алғашқы қадамы - схемаларды дұрыс диагностикалау және сынау.

Электр қуаты үзілген жағдайда, біздің мақсатымыз - мәселені тиімді жөндеу үшін, мәселенің қайда жатқанын, әсіресе дәлдікпен білу.

Көзбен шолу және қолмен бақылау

• Айналымдағы үзілістерді іздеңіз: Сымдарды, ПКЖ іздерін және бөлшектердің өткізгіштерін көрінетін саңылаулар, күйген жерлер, түсі өзгерген немесе шашты аралаған жарақаттар бар ма деп тексеріңіз.
• Қосылымдар бұзылса, сезін: Жақсылықпен сүйрету, жалғаулар мен дәнекерленген буындарды. Кез келген қозғалыс ашық немесе ашық болуы мүмкін әлсіз қосылысты білдіруі мүмкін.
• Құрамдық құрамды бағалау: Бөлшек бөлшектерді, мысалы, фитильдер мен резисторларды, күйген жерлер немесе балқыған денелер сияқты зақымдану белгілерін тексеріңіз.

Электрлік сынақтар

• Мультиметрлік үздіксіздік сынағы: Санағыңызды үздіксіз режимге қойыңыз. Күдіктілердің екі жағын да ашыңыз; бип белгісінің болмауы ашық схеманы көрсетеді. Бұл схеманың екі нүктесінде ашық схемаларды анықтаудың ең тиімді тәсілдерінің бірі.
• Кернеуді өлшеу: Шексіз немесе аса жоғары көрсеткіш ашық схеманың бар екенін көрсетеді.
• Ашық схемадағы кернеуді сынау: Ашық нүктелердегі кернеуді тексеріңіз. Мысалы, егер сіз компоненттің терминалдары арқылы толық көз кернеуін өлшесіз, бірақ ол жұмыс істемесе, бұл компонентте ашық схема бар екенін көрсетеді.

PCB және жүйелердің жоғары деңгейдегі талдауы

• Айналымдағы сынау және ұшқыш зонд: БЖЖ-ның автоматтандырылған құралдары схеманың екі нүктесі арасында ашық немесе жабық жерді тез таба алады.
• Автоматты оптикалық тексеру (AOI): AOI машиналары жиі тұйықталмаған тізбектерге әкелетін физикалық ақауларды сканерлейді.
• Рентген және Уақыттық Домен Рефлектометриясы (TDR): Күрделі плата мен сымдар үшін рентген жасырын үзілістерді анықтай алады, ал TDR тұйықталмаған немесе қысқа тұйықталудың дәл орнын көрсетеді.

Тұйықталмаған тізбек пен Қысқа тұйықталу және Тұйықталған тізбек: Негізгі айырмашылықтар

Тұйықталмаған тізбек пен қысқа тұйықталу сияқты басқа тізбектердің жағдайлары арасындағы айырмашылықтарды түсіну электр техникасы мен дұрыс жұмыс істеу проблемаларын шешуде негіз болып табылады.

Ашық тізбек

• Ашық тізбек — бұл ток өте алмайтын, себебі тізбек толық емес болып келетін электр тізбегі.
• Ашық тізбектерді анықтау қауіпсіздік үшін маңызды, өйткені ашық тізбек қауіпсіз өшірілуден бастап қорғаныстың қауіпті жоғалуына дейінгі кез келген нәрсені білдіруі мүмкін.

Қысқа тұйықталу

• Қысқа тұйықталу – бұл төменгі кедергі жолы пайдаланылатын жүктемені айналып өтетін, нәтижесінде токтың күшті өтуіне әкелетін тізбектің жағдайы. Ашық тізбектен өзгеше, қысқа тұйықталу өте қауіпті – электрлік қауіпсіздіктің ең үлкен қаупі болып табылады.

Тұйықталған тізбек

• Тұйықталған тізбек – бұл үзіліссіз толық тізбек; егер кернеу көзі болса, ток әруақытта өтеді.

Ашық тізбек пен қысқа тұйықталудың айырмашылықтары

Ашық тізбек пен қысқа тұйықталу жағдайларының айырмашылығын білу электр өрттерін, құрылғыларға зақым келуін және күтпеген ток кетуін болдырмауға көмектеседі.

Электр қауіпсіздігі мен сенімділігіндегі ашық тізбектің рөлі

Ашық тізбектің рөлі ақаулардан әлдеқайда кең; ашықтардың мақсатты да, мақсатсыз да рөлін түсіну электр жүйелерінің қауіпсіздігі мен сенімділігін басқару үшін маңызды.

Жолдарды қорғау

• Сақтандырғыштар мен автоматты қосқыштар тым көп ток тіркелген кезде ашық тізбек туғызу үшін жасалған, электр тогының өтуін тоқтатып, қызып кетуді, өртті немесе басқа ақауларды болдырмауға мүмкіндік береді.
• Кілттер бақыланатын ашықтар ретінде қызмет етеді; олар авариялық жағдайларда да, әдетті операциялар кезінде де қауіпсіз тізбек басқаруы мен жүйені өшіруді қамтамасыз етеді.

Жүйенің істен шығуы және сенімділігі

Күтпеген жүйе істен шығуы сіздің жобаңызға ауыр төлемдерге әкеп соқтыруы мүмкін. Мысалы, ауруханалар мен әуежайларда бұл адамдардың өміріне қауіп төндіруі мүмкін, ал дерек орталықтарында жалғыз істен шығу салдарынан ауыр төлемдерге мәжбүр болуыңыз мүмкін.

Бақылау және резервтеу

Көптеген тізбек дизайнерлері шығыс үшін екі қатар тізбек қолданады, олардың біреуі қысқа тұйықталса да, оның пайдалануына әсер етпейді.

Ақылды диагностика: Ол ақылды анықтау реле немесе PLC'мен жабдықталуы мүмкін және өзі қысқа тұйықталуды анықтай алады.

Ашық тізбектердің алдын алу және басқару

Жұмыс басталмас бұрын дұрыс алдын алу және басқару шаралары қабылдануы керек, бұл электр жүйесінің қауіпсіз және тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ол қысқа тұйықталуларды немесе тіпті тізбектің үзілуін минималдандырады және осы себептерге байланысты тоқтаулардан туындайтын жол-көлік оқиғаларын алдын алады.

Алдын ала дизайн

• Тізбектің дұрыс орналасуын қамтамасыз етіңіз: Тізбектей тізбекте бір ашық тізбек бүкіл саланы өшіреді. Жүйенің төзімділігін арттыру үшін мүмкіндігінше параллель тізбек схемасын қолданыңыз.
• Жоғары сапалы компоненттер электр жүйелерінде болуы мүмкін әртүрлі экологиялық қысымдарды арттыруы мүмкін.

Жинау және сынақ

• Барлық жинақтар үшін AOI және тұтастық тексерулерін қоса алғанда, қатаң өндірістік стандарттар мен тексеруді енгізіңіз.
• Орнатудан кейін барлық бөліктерді сынақтан өткізіңіз — жүйені қосар алдында жасырын ашық тізбектердің жоқтығына көз жеткізіңіз.

Қызмет істеу және мониторинг

Жабдықты пайдалану уақыты ұзарай түскен сайын тербеліс пайда болады және температураның жылуы өнімді біртіндеп шешіп жібереді. Сондықтан барлық жабдықтарды рет-ретімен тексеру қажет. Егер жөндеу мен ауыстыру жүргізілсе, көптеген қауіп-қатерлердің алдын алуға болады.

Мультиметрді қолдану да өте маңызды. Оны басқа құралдармен бірге қолданып, жабдықты тексеріп, техникалық қызмет көрсету арқылы мәселелерді алдын ала анықтауға және шешуге көмектеседі, әсіресе маңызды тізбектер немесе пайдалану жағдайлары өте ауыр болған жағдайларда.

ЖИ: Электротехникадағы ашық тізбектер

С: Ашық тізбек пен тұйықталған тізбек арасындағы айырмашылық неде?

Ж: Ашық тізбек токтың жүруін тоқтатып, жүйенің бір желісіндегі тізбектің жұмысын тоқтата алады, ал тұйықталған тізбек толық болып келеді және екі нүкте арасында энергияның өтуіне мүмкіндік береді.

С: Тізбектей және параллель тізбектердегі ашық тізбектерді қалай анықтауға болады?

Ж: Тізбектей қосылған тізбекте, егер тізбек кез-келген уақытта үзілсе, барлық құрылғылар жұмысын тоқтатады. Алайда, параллель тізбекте тек белгілі бір нүктедегі ашық тізбектің саласы ғана әсерге ұшырайды, ал басқа салалар жұмысын жалғастырады.

Ашық тізбектің ашық нүктелерінде не пайда болады?

Жауабы: Ашық тізбек кернеуі қолданылады — кернеу сымның үзілген жерінде пайда болады.

Сұрақ: Сақтандырғыштар мен автоматты ажыратқыштар электр жүйелерінде қауіпсіздікті қалай арттырады?

Жауабы: Сақтандырғыштардың негізгі қызметі — ток өзінің шекті мәнінен асып кеткен кезде тізбекті үзу, осылайша артық жүктемеден туындайтын зақымдануды және қауіпті жағдайларды алдын алу.

Сұрақ: Ашық тізбектің ең жиі кездесетін себептері қандай?

Жауабы: Қысқа тұйықталудың ең жиі кездесетін себептері: бос қосылыстар, механикалық тербелістерден туындайтын кернеулер, коррозия, температураның әсерінен изоляцияның күйіп кетуі және нашар сымдар.

Қорытынды: Ашық тізбектерді түсіну неге маңызды

Тізбек — бұл әрбір электр жүйесінде болуы мүмкін негізгі ұғым, ол токтың үзілуі, ағынының болмауы салдарынан жеткізілмейтін күйді білдіреді және ашық және қысқа тұйықталуларды ажырату қажеттілігін қамтиды. Бұл үйде ашық тізбектерді анықтаудан бастап, өнеркәсіптік зауыттарды басқару немесе келесі ұрпақ электрондық өнімдерді жобалауға дейінгі барлық қауіпсіздік, функционалдық және электрлік жобалаудың негізі болып табылады.

Бұл принциптер терең түсіндіруді талап етеді

• Ашық және қысқа тұйықталулар арасындағы айырмашылықтар ақауларды іздеу, алдын алу және жөндеу тәсілдерін анықтайды.
• Әдетте ашық тізбектерде ток нөлге тең және үзілген жерде толық көздеуші кернеу пайда болады — бұл диагностика үшін құнды.
• Ашық және тұйықталған тізбектердің күйлері (мысалы, қосқыштар сияқты) бақыланатын ортада қалыпты; мақсатсыз болған кезде олар электр жүйелерінің қауіпсіздігі мен сенімділігі үшін дер кезінде назар аудартады.
• Ашық және қысқа тұйықталуларды басқару, ең көп уақыт жұмыс істеуі мен қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін алдын ала шаралар, ақылды тізбек дизайны және ретті техникалық қызмет көрсету маңызды рөл атқарады.