Основные части и некоторые особенности балочных железобетонных мостов рассмотрим на примере небольшого моста под железную дорогу (рис. 6.1). Нагрузка от веса подвижного состава передается шпалами мостового полотна через балласт на пролетные строения (1). Пролетные строения, работая на изгиб, передают нагрузку в виде опорных давлений через опорные части (2) на опоры и далее на грунт основания. Мост имеет промежуточную опору, или бык, (4) и концевые опоры, или устои, (3). Устои, кроме передачи давлений от пролетных строений на грунт, сопрягают мост с насыпями подходов. Пролетное строение расчленено на два монтажных блока (10) и (15), соединенных с помощью диафрагм (12). Половины каждой диафрагмы входят в состав разных блоков и после установки блоков на опоры объединяются монтажными швами. Каждый блок представляет собой балку таврового сечения, имеющего плиту (16), ребро, состоящее из стенки (14) и нижнего пояса (13), а также внутренние (11) и наружные (7) бортики и тротуары (6). Наружные бортики поддерживают балласт (17). Продолжением их служат плиты тротуаров, заканчивающиеся выступом вниз для прикрепления перил (5). В бортиках предусмотрены углубления для заводки гидроизоляции. Гидроизоляция (9) исключает просачивание воды в бетон, которое может привести к быстрому снижению его прочности. Гидроизоляция состоит из цементной подготовки, с уклонами к трубкам (8), водонепроницаемого эластичного слоя, наклеиваемого на подготовку, и защитного слоя из цементного раствора, армированного стальной сеткой, назначение которого – предохранение изолирующего слоя от повреждений. Рис. 6.1 – Схема балочного моста Основные размеры, характеризующие конструкцию моста: полная длина моста L, расчетные пролеты пролетных строений l, полная длина пролетных строений lп, отверстие моста l01 + l02, высота сечения – h и строительная высота hc пролетного строения. Положение конструкции по высоте отражается отметками уровня меженных вод (УМВ), уровня высоких вод (УВВ), подошвы рельса (ПР) или для мостов под автомобильную дорогу уровня проезда (УП), подошв фундаментов опор (ПФ). На практике применяют конструкции различных типов, однако основные части моста при всем многообразии их форм остаются по своему назначению теми же. Формы отдельных элементов сооружения зависят от местных условий, нагрузки, длины пролетов, условий изготовления и монтажа. Основные задачи, которые приходится решать при проектировании железобетонного балочного пролетного строения после выбора системы (простая балка) и длины пролета: Эти задачи должны решаться во взаимосвязи и с учетом условий изготовления монтажных блоков, их перевозки, установки и соединения, а также с учетом эксплуатационных качеств пролетных строений. Следует обеспечивать наименьшие стоимость, трудоемкость изготовления и монтажа и наибольшую долговечность конструкции. Ниже анализируется накопленный опыт и приводятся рекомендации по решению указанных задач при проектировании новых пролетных строений. vse-lekcii.ru В различных электронных схемах часто возникает необходимость менять полярность напряжения, прикладываемого к нагрузке, в процессе работы. Схемотехника таких устройств реализуется с помощью ключевых элементов. Ключи могут быть выполнены на переключателях, электромагнитных реле или полупроводниковых приборах. Н-мост на транзисторах позволяет с помощью управляющих сигналов переключать полярность напряжения поступающего на исполнительное устройство. В различных электронных игрушках, некоторых бытовых приборах и робототехнике используются коллекторные электродвигатели постоянного тока, а также двухполярные шаговые двигатели. Часто для выполнения какого-либо алгоритма нужно с помощью электрического сигнала быстро поменять полярность питающего напряжения с тем, чтобы двигатель технического устройства стал вращаться в противоположную сторону. Так робот-пылесос, наткнувшись на стену, мгновенно включает реверс и задним ходом отъезжает от препятствия. Такой режим реализуется с помощью Н-моста. Схема Н-моста позволяет так же изменять скорость вращения электродвигателя. Для этого на один из двух ключей подаются импульсы от широтно-импульсного модулятора (ШИМ). Схемой управления режимами двигателя является h-мост. Это несложная электронная схема, которая может быть выполнена на следующих элементах: Основным элементом схемы является электронный ключ. Принципиальная схема моста напоминает латинскую букву «Н», отсюда название устройства. В схему входят 4 ключа расположенных попарно, слева и справа, а между ними включена нагрузка. На схеме видно, что переключатели должны включаться попарно и по диагонали. Когда включен 1 и 4 ключ, электродвигатель вращается по часовой стрелке. 2 и 3 ключи обеспечивают работу двигателя в противоположном направлении. При включении двух ключей по вертикали слева или справа произойдёт короткое замыкание. Каждая пара по горизонтали закорачивает обмотки двигателя и вращения не произойдёт. На следующем рисунке проиллюстрировано, что происходит, когда мы меняем положение переключателей: Если мы заменем в схеме переключатели на транзисторы, то получим такой вот (крайне упрощенный) вариант: Для того чтобы исключить возможное короткое замыкание h-мост на транзисторах дополняется входной логикой, которая исключает появление короткого замыкания. В современных электронных устройствах мостовые схемы изменения полярности дополняются устройствами, обеспечивающими плавное и медленное торможение перед включением реверсного режима. Транзисторы в ключевых схемах работают по принципу вентилей в режиме «открыт-закрыт», поэтому большая мощность на коллекторах не рассеивается, и тип применяемых транзисторов определяется, в основном, питающим напряжением. Несложный h-мост на биполярных транзисторах можно собрать самостоятельно на кремниевых полупроводниковых приборах разной проводимости. Такое устройство позволяет управлять электродвигателем постоянного тока небольшой мощности. Если использовать транзисторы КТ816 и КТ817 с индексом А, то напряжение питания не должно превышать 25 В. Аналогичные транзисторы с индексами Б или Г допускают работу с напряжением до 45 В и током не превышающим 3 А. Для корректной работы схемы транзисторы должны быть установлены на радиаторы. Диоды обеспечивают защиту мощных транзисторов от обратного тока. В качестве защитных диодов можно использовать КД105 или любые другие, рассчитанные на соответствующий ток. Недостатком такой схемы является то, что нельзя подавать на оба входа высокий потенциал, так как открытие обоих ключей одновременно вызовет короткое замыкание источника питания. Для исключения этого в интегральных мостовых схемах предусматривается входная логика, полностью исключающая некорректную комбинацию входных сигналов. Схему моста можно изменить, поставив в неё более мощные транзисторы. Кроме использования биполярных транзисторов в мостовых схемах управления питанием, можно использовать полевые (MOSFET) транзисторы. При выборе полупроводниковых элементов обычно учитывается напряжение, ток нагрузки и частота переключения ключей, при использовании широтно-импульсной модуляции. Когда полевой транзистор работает в ключевом режиме, у него присутствуют только два состояния – открыт и закрыт. Когда ключ открыт, то сопротивление канала ничтожно мало и соответствует резистору очень маленького номинала. При подборе полевых транзисторов для ключевых схем следует обращать внимание на этот параметр. Чем больше это значение, тем больше энергии теряется на транзисторе. При минимальном сопротивлении канала выше КПД моста и лучше его температурные характеристики. Дополнительным негативным фактором является зависимость сопротивления канала от температуры. С увеличением температуры этот параметр заметно растёт, поэтому при использовании мощных полевых транзисторов следует предусмотреть соответствующие радиаторы или активные схемы охлаждения. Поскольку подбор полевых транзисторов для моста связан с определёнными сложностями, гораздо лучше использовать интегральные сборки. В каждой находится комплементарная пара из двух мощных MOSFET транзисторов, один из которых с P каналом, а другой с N каналом. Внутри корпуса также установлены демпферные диоды, предназначенные для защиты транзисторов. В конструкции использованы следующие элементы: В ключах Н-моста желательно использовать комплементарные пары транзисторов разной проводимости, но с одинаковыми характеристиками. Этому условию в полной мере отвечают интегральные микросхемы, включающие в себя один, два или более h-мостов. Такие устройства широко применяются в электронных игрушках и робототехнике. Одной из самых простых и доступных микросхем является L293D. Она содержит два h-моста, которые позволяют управлять двумя электродвигателями и допускают управление от ШИМ контроллера. Микросхема имеет следующие характеристики: Микросхема L298 так же имеет в своём составе два h-моста, но гораздо большей мощности. Максимальное напряжение питания, подаваемое на двигатель, может достигать + 46 В, а максимальный ток соответствует 4,0 А. Н-мост TB6612FNG допускает подключение двух коллекторных двигателей или одного шагового. Ключи выполнены на MOSFET транзисторах и имеют защиту по превышению температуры, перенапряжению и короткому замыканию. Номинальный рабочий ток равен 1,2 А, а максимальный пиковый – 3,2 А. Максимальная частота широтно-импульсной модуляции не должна превышать 100 кГц. Мостовые устройства управления электродвигателями часто называют драйверами. Драйверами так же называют микросхемы, только обеспечивающие управление мощными ключевыми каскадами. Так в схеме управления мощным электродвигателем используется драйвер HIP4082. Он обеспечивает управление ключами, собранными на дискретных элементах. В них используются MOSFET транзисторы IRF1405 с N-каналами. Компания Texas Instruments выпускает большое количество интегральных драйверов предназначенных для управления электродвигателями разных конструкций. К ним относятся: На рынке имеется большой выбор интегральных мостовых схем для управления любыми электродвигателями. Сделать конструкцию можно и самостоятельно, применив качественные дискретные элементы. arduinomaster.ru Мост Уитстона — это одна из наиболее часто используемых мостовых схем в контрольно-измерительных приборах. Схема моста Уитстона часто используется в системах измерения температуры. В этих системах устройство, называемое термометр сопротивления или терморезистор, обычно помещается в одной из ветвей схемы мостика. Величина тока в мосте Уитстона определяется величиной разности сопротивлений: чем больше разность, тем больше будет течь ток; а если разность сопротивлений меняется, количество протекающего тока будет тоже меняться. Именно это свойство делает схему мосте Уитстона очень полезной в контрольно-измерительных устройствах и системах управления. Точные измерения переменных величин процессов достигаются тем, что переменные параметры процессов изменяют сопротивление в схеме мостика. Даже очень малые изменения величины сопротивления могут быть обнаружены при измерении тока, протекающего через мостик. Схема моста Уитстона имеет два плеча сопротивления, каждое из которых содержит два резистора. Третья ветвь схемы — это соединение между двумя параллельными ветвями. Эта третья ветвь называется мостиком. Ток течет от отрицательной клеммы батарейки к верхней точке мостовой схемы. Затем, ток делится между двумя параллельными ветвями, причем количество тока, протекающее по каждой из ветвей, зависит от величины сопротивления в ветви. Наконец, ток возвращается к положительной клемме батарейки. При равных величинах сопротивлений равное количество тока течет в каждой из ветвей. По мостику ток не течет, на что указывает нулевое положение измерителя. При этом условии о мостике говорят, что он уравновешен. При неравных величинах сопротивления в ветвях, ток течет в схеме от ветви с большим сопротивлением к ветви с меньшим сопротивлением. Это будет верно, пока два верхних резистора фиксированы и равны по величине, как это имеет место в схемах мостика Уитстона, используемых в контрольно-измерительных системах. Измеритель на рисунке показывает, что ток в мостике течет слева направо. kipiavp.ru Мост — искусственное сооружение, возведённое через реку, озеро, овраг, пролив или любое другое физическое препятствие. Мост, возведённый через дорогу, называют путепроводом, мост через овраг или ущелье — виадуком. Мост является одним из древнейших инженерных изобретений человечества. Как правило, мосты состоят из пролётных строений и опор. Пролётные строения служат для восприятия нагрузок и передачи их опорам; на них может располагаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод. Опоры переносят нагрузки с пролётных строений на основание моста. Пролётные строения состоят из несущих конструкций: балок, ферм, диафрагм (поперечных балок) и собственно плиты проезжей части. Статическая схема пролётных строений может быть арочной, балочной, рамной, вантовой или комбинированной; она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролётные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную, кольцевую и т. д. Пролётные строения поддерживаются опорами, каждая из которых состоит из фундамента и опорной части. Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежуточные опоры называются быками, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями. Материалами для мостов служат металл (сталь и алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево, верёвки. Схема моста — это формула, в которой последовательно представлены размеры расчётных пролётов — расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Если несколько последовательных опорных частей имеют одинаковый размер, указывается их количество, умноженное на размер каждой. Например, схема моста 5 + 3×10 + 4 м обозначает, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 м, три следующих — по 10 м каждый и пятый — 4 м. По пропускаемой нагрузке мосты делятся на: Выделяют также трубопроводные мосты и акведуки (используются для транспортировки воды). По длине мосты делятся на: По статической схеме мосты делятся на балочные, распорные и комбинированные. Балочные мосты — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют. Балочные мосты разделяют на следующие типы: Во всех вышеперечисленных схемах мостов пролётные строения могут изготавливаться как в виде сплошных балок различного сечения, так и в виде решётчатых конструкций, то есть ферм. Ферменные — как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы — лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (обычно от 40 до 150 м). Фермы изготавливают из стандартного стального проката. Существует единственная в мире эксплуатируемая железобетонная мостовая ферма, находится в городе Белово Кемеровской области на подъездных железнодорожных путях предприятия. Распорные системы отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько разновидностей распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга: Комбинированная схема — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки. Понтонные мосты — мосты, собранные на плавучих опорах — понтонах. Они не имеют жёсткой связи с берегом и цельного жёсткого каркаса. Такие мосты, как правило, состоят из отдельных секций, скреплённых между собой подвижным соединением. Наплавные мосты — это те же понтонные, но без опор. Плавучими являются сами пролёты моста. Используются понтонные и наплавные мосты при необходимости устройства временных переправ, однако есть примеры функционирования подобных мостов и на постоянной основе. Возможность буксировки отдельных секций по воде и по суше облегчает и ускоряет процесс сборки такого моста, а также демонтаж и перенос в другое место. Недостатком понтонных мостов является невозможность использования их в зимний период, когда вода скована льдом, или во время ледохода, а также во время сильного волнения. Подобные переправы затрудняют судоходство и не могут нести серьёзную нагрузку. wiki.nashtransport.ru Длина моста составит: Lм = Вм +2·(⋅ m=55,9+2·1,5·(7,7-5,15)=65,25м Значит, принимаем схему моста18+21+18, что в сумме составляет 57 метров. Опору выбираем массивную, так как разница между проектной отметкой моста и отметкой дна русла составило 7,38 м Отметку заложения подошвы фундамента опор определяем по формуле м, где hрм.мах – глубина потока с учётом общего размыва, Δhм – глубина воронки местного размыва, , Δε – гарантийный запас на неточность определения элементов размытого русла, Δhк – конструктивная глубина заделки фундамента в грунт. Расчёт глубины воронки местного размыва Глубина воронки размыва вычисляется по формуле И.А. Ярославцева. В случае несвязных грунтов (песок среднезернистый)– м где k – коэффициент, зависящий от относительной глубины потока; kф – коэффициент, учитывающий форму опоры; Bо – средняя ширина опоры, м; g – ускорение свободного падения; d – диаметр частиц несвязных грунтов, м; Скорость набегания потока на опору принимается равной vрм в главном русле, vлпм или vппм – в пойменных частях отверстия. Гарантийный запас Δ складывается из погрешности определения элементов размытого русла Δε и конструктивной глубины заделки фундамента в грунт Δhк. Считается, что . Для фундамента мелкого заложения Δhк должна быть не менее 1м. В соответствии со СНиП 2.02.01–83* «Основания зданий и сооружений», фундаменты должны быть заглублены не менее чем на 2,5 м от наинизшей отметки дна водотока в месте расположения опоры после его общего и местного размыва расчетным паводком. Данные требования могут быть выражены условием Δ=max(2,5; Δε+Δhк)=0,29+1,0=1,29, принимаем Δ=2,5м Проектирование регуляционных сооружений Струенаправляющие дамбы нам не нужны, так как расход воды на левой и правой пойме не превышает 15% от расчетного максимального расхода. Назначение минимальной отметки проезда по мосту связано с определением необходимого возвышения низа пролетных строений моста над уровнем воды. Для мостов через несудоходные реки минимальная отметка проезда находится по формуле Нм min=РУВВ+Гн+hконстр=156,95+1,0+1,23=159,18 м , где Гн – подмостовой габарит, равный 0,5 м, при наличии на реке заторов льда – 0,75 м, при карчеходе – 1 м; hконстр – конструктивная высота пролетного строения. Минимальная отметка проезда является контрольной точкой, ограничивающей положение проектной линии продольного профиля снизу. Бровка пойменных насыпей должна возвышаться над уровнем воды так, чтобы он не достигал отметки низа дорожной одежды. В силу этого минимальная отметка бровки насыпи на подходах к мосту определяется по формуле Н н min=РУВВ+ΔZн+hнаб+Δ =156,95+0,26+0,74+0,5=158,45 где ΔZн – подпор воды у насыпи; hнаб – высота подъема набегающей волны; Δ - толщина дорожной одежды, принимаемая равной 0,5 м. Сужение живого сечения потока, вызванное строительством мостового перехода, приводит к образованию подпора воды перед ним. Подпор воды у подходной насыпи можно определить по эмпирической формуле где Вр – ширина разлива реки при РУВВ; Lм – ширина мостового отверстия; i – бытовой уклон реки; β – степень стеснения потока мостом; – относительная длина верховых струенаправляющих дамб;lв – длина верховых струенаправляющих дамб; θ - количество пойм; k и kр – поправочные коэффициенты, определяемые по формулам ; где ρ – коэффициент размыва. Высота подъема набегающей волны hнаб вычисляется по зависимости , где kw – коэффициент, характеризующий шероховатость откоса; m – коэффициент заложения откосов пойменной насыпи на подтопляемых участках, m = 2; hп – средняя глубина потока на пойме при РУВВ. studfiles.net На протяжении всей истории мостостроения одним из основных вопросов, который стоял перед инженерами, являлся вопрос об увеличении длины пролета мостовых сооружений и, соответственно, уменьшении количества опор. Известно, что стоимость строительства опор составляет 40-60% от стоимости моста (при строительстве опор часто возникают определенные трудности, связанные с грунтовыми условиями и с производством работ: устройство шпунтового ограждения котлована и островков; водоотлив; подводное бетонирование; наличие механизированной техники для устройства конструкций фундамента и т.д.). Кроме этого, слишком большое количество промежуточных опор может стеснять русло, что в свою очередь будет вызывать увеличение скорости течения и, как следствие, размыв берегов и фундаментов опор. В данной статье кратко рассмотрены системы мостов и описан самый длинный в мире мост Акаси-Кайке. Как же выбрать наиболее рациональную статическую схему для перекрытия максимального пролета? Ниже кратко рассмотрим основные системы мостов. Такая система наиболее проста в расчетах. Чаще всего для изготовления балок используют железобетон либо сталь, реже дерево. Но даже использование стальных пролетных строений не позволяет перекрывать достаточно большие пролеты. При увеличении длины пролета увеличиваются габаритные размеры несущих элементов. Резко увеличивается высота ребер и толщина поясов, что негативно сказывается на возрастании собственного веса конструкции и наветренной нагрузки. Это затрудняет изготовление и монтаж, как самого пролетного строения, так и опор. Максимальные пролеты, перекрываемые балочными системами – около 200 м. Рисунок 1 – Балочная статическая схема Такая система позволяет перекрывать большие пролеты, чем балочные системы. Это достигается за счет того, что используется решетка большой высоты из стержней вместо сплошной стенки, это позволяет снизить собственный вес конструкции, а также снизить ветровую нагрузку. Еще одним преимуществом фермы над балкой является то, что при допущении соединения стержней между собой шарнирами, в расчетах все элементы будут работать только на продольные усилия. Максимальные пролеты, перекрываемые ферменными системами – около 300 м. Рисунок 2 – Статическая схема фермы Такие системы позволяют перекрывать пролеты еще больше, чем балочные и ферменные, за счет возникновения в них горизонтальной составляющей под действием вертикальной нагрузки. Горизонтальная составляющая способствует снижению изгибающих моментов в несущих конструкциях. Но возникновение этого горизонтального усилия вызывает определенные проблемы. Первое и самое главное, это более сложная и громоздкая конструкция опор. Второе – это то, что значение этого горизонтального усилия (распора) зависит от стрелы прогиба конструкции, что в свою очередь влияет на строительную высоту. В зависимости от статической схемы (например, одно, двух, трех или бесшарнирная арка) распорные системы могут быть сложны в расчетах. Максимальные пролеты, перекрываемые арочными системами – 400-500 м. Рисунок 3 – Арочная статическая схема В практике строительства и проектирования мостовых сооружений выяснилось, что наибольшие пролеты перекрываются висячими системами. Основной несущий элемент данного типа конструкции – это гибкие тросы или канаты. В подавляющем большинстве они состоят из большого числа тонких проволок, сплетенных между собой. Мостовым полотном может быть балка или ферма жесткости, которые крепятся к гибким несущим элементам на подвесках. Основные проблемы данной конструкции – это высота промежуточных опор (пилонов), в зависимости от которой регулируются усилия в тросах или канатах. Вторая проблема – это надежная анкеровка несущих элементов на земле. Для этого обычно устраивают подземные бункеры, в которых концы тросов закрепляют и заливают большой массой бетона. Наиболее яркий представитель моста с подвесной статической схемой – мост Акаси-Кайкё (рисунок 4) в Японии через пролив Акаси. Этот мост знаменит тем, что имеет самый большой пролет в мире (длина основного пролета 1991 м). Пилоны моста имеют высоту 298 м. Мостовое полотно состоит из фермы жесткости с шестиполосным автомобильным движением (по 3 полосы в каждую сторону). Изначально планировалось построить мост под автомобильное и железнодорожное движение, но затем это решение было пересмотрено. Рисунок 4 – Мост Акаси-Кайкё Идея строительства возникла еще в 1955 году, однако само строительство началось только в 1988 году и продолжалось 10 лет. Во время строительства возникли определенные трудности. В то время, когда уже были установлены фундаменты двух промежуточных опор, произошло землетрясение амплитудой 7,3 бала по шкале Рихтера. В связи с этим, одна опора была сдвинута на 1 м. Вместо изначально запланированного основного пролета длиной 1990 м пришлось вносить изменения и использовать пролет длиной 1991 м с наращиванием ферм жесткости и перерасчетом усилий. При проектировании и строительстве моста инженеры столкнулись с рядом проблем (наличие сильных ветров – до 290 км/ч, морских течений и высокой сейсмической активности в районе строительства моста – до 8,5 баллов по шкале Рихтера), что требовало нестандартных и новых решений, таких как: Для строительства моста была разработана новая стальная проволока, которая оказалась в два раза прочнее, чем обычная. Чтобы получить трос, который должен был удерживать мост весом в 160000 тонн и длиной два километра, сначала 127 пятимиллиметровых проволок собираются в прядь, а затем 290 таких прядей собираются в трос. В результате трос состоит из 36830 тысяч проволок. Общая длина проволоки – более 300000 километров. Также для подводного бетонирования был разработан новый бетон, который быстро застывал и обладал высокой прочностью, и не растворялся в воде при заливке. В настоящее время у инженеров и инвесторов разрабатываются варианты еще более грандиозных сооружений, таких, как мост через Берингов пролив или строительство моста через Гибралтарский пролив с пролетами 3 и 5 км. ipit.ooo Электрические мостовые схемы относятся к наиболее точным и чувствительным схемам, применяемым в электроизмерительных приборах и устройствах авиационной автоматики. Рисунок 1.23 – К пояснению принципа образования мостовой схемы На рис. 1.23 представлена электрическая схема, в которую включены четыре резистора, образующие две параллельные ветви с эквивалентными сопротивлениями R1,3 и R2,4. К узловым точкам С и D подключен источник питания с напряжением U. Рисунок 1.24 – Схема электрического моста постоянного тока На рис. 1.24 начертание схемы несколько изменено, а между точками А и В дополнительно включен измерительный прибор, который образует «мост» между параллельными ветвями. Отсюда и происходит название «электрическая мостовая схема». Таким образом, «мостом» в схеме рис. 1.24 является ветвь АВ, но этот термин распространяют на всю схему. Сопротивления R1-R4 называют плечами моста: точки A, В, C, D - вершинами моста, ветвь АВ - измерительной диагональю, ветвь CD - питающей диагональю. По роду тока мостовые электрические схемы делятся на мосты постоянного и мосты переменного тока. При включенном источнике питания возможны два состояния мостовой схемы: уравновешенное - ток в измерительной диагонали не протекает; неуравновешенное - ток в измерительной диагонали протекает. На практике используются оба состояния мостовой схемы. Если мост уравновешен, то Iпр = 0, т. е. можно считать, что эта ветвь выключена и схема моста превращается в схему, как на рис. 1.23. В свою очередь, это может иметь место при равенстве потенциалов точек A и В, т. е. φA = φB. Но потенциалы φA и φB равны при равенстве падений напряжений на смежных плечах моста, т. е. U1 = U2 и U3 = U4. Представим данные напряжения по закону Ома через произведения соответствующих токов и сопротивлений: ; (1.19) . (1.20) Из схемы на рис. 1.24, имея в виду, что ток в измерительную диагональ не ответвляется, следует, I1 = I3 и I2 = I4. Поделим выражение (1.19) на выражение (1.20), тогда получим: или . (1.21) В уравновешенной мостовой схеме произведения сопротивлений противоположных плеч равны. Зная численные значения сопротивлений трех плеч и введя схему в равновесное состояние (Iпр = 0), из уравнения (1.21) можем определить численное значение сопротивления четвертого плеча: . (1.22) В неуравновешенном состоянии ток, протекающий по измерительной диагонали, зависит от соотношения сопротивлений плеч, сопротивления указателя и величины напряжения источника питания. Электрическая мостовая схема является основой ряда измерительных приборов, применяемых для измерения электрических и неэлектрических величин. В мостах постоянного тока - приборах, предназначенных для точного измерения сопротивлений, используется уравновешенное состояние электрической мостовой схемы. Для питания мостов применяют марганцево-цинковые химические элементы, монтируемые внутри приборов (внутренний источник). Во многих промышленных мостах к зажимам внутреннего источника присоединены клеммы с надписью БАТ для подключения внешнего источника питания. Три плеча моста изготавливаются с высокой точностью и представляют собой меры сопротивлений. Однозначная мера выполняется в виде катушки из манганиновой проволоки на одно из следующих.сопротивлений: 10±п Ом, где п - целое число. Десять последовательно соединенных мер с одинаковыми сопротивлениями образуют декаду сопротивлений. Набор декад с различными сопротивлениями, отличающимися друг от друга в 10, 100, 1000 и т. д. раз, называют магазином сопротивлений (рис. 1.25). Декады соединяют между собой последовательно и с помощью переключателей на магазинах набирают различные сопротивления. Рисунок 1.25 – Принципиальная схема магазина сопротивлений Измерительным прибором, применяемым в мостах постоянного тока, является высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр, который выполняет роль индикатора, определяющего наличие тока и указывающего на неуравновешенное состояние моста. От рассмотренного ранее магнитоэлектрического прибора гальванометр отличается тем, что не имеет спиральных пружин. В гальванометре рамка подвешивается вертикально на металлической нити-подвеске, работающей на скручивание (рис. 1.26), Отсутствие осей (и трения в них) повышает чувствительность указателя в тысячи раз. Рисунок 1.26 – К пояснению устройства магнитоэлектрического гальванометра Упрощенная схема лабораторного моста постоянного тока представлена на рис. 1.27. Под сопротивлением R3 подразумевается магазин сопротивлений, под сопротивлениями R1и R2 - меры сопротивлений. Плечо R2 изготавливают из нескольких мер такой величины, чтобы отношение плеч моста R1/R2 оказывалось равным величине 10±n, где п - целое число. Вместе взятые плечи R1 и R2 называют плечом отношения, а плечо R3 - плечом сравнения. Рисунок 1.27 – Упрощенная схема лабораторного моста постоянного тока Методика работы с промышленными мостами заключается в следующем: к клеммам Rx подключают резистор, электрическое сопротивление которого измеряется; включают источник питания; изменяя положение рукояток переключателей плеч отношения и сравнения, вводят мостовую схему в равновесие, т. е. добиваются нулевого показания гальванометра; В авиационных приборах для измерения неэлектрических величин, функционально связанных с сопротивлением (давления, температуры и т. п.), находят применение неуравновешенные мостовые электрические схемы. Если мостовая схема находится в неуравновешенном состоянии, то ток, протекающий по измерительной диагонали, зависит от величины питающего напряжения. Для исключения этого влияния при измерении неэлектрических величин в мостовую схему включают магнитоэлектрический логометр. Мостовая электрическая схема с логометром отличается от рассмотренной выше схемы моста с гальванометром наличием дополнительной ветви-полудиагонали СЕ с сопротивлением R5, которое ограничивает силу тока в рамках логометра, что в конечном счете увеличивает чувствительность прибора (рис. 1.28). Рисунок 1.28 – Мостовая схема с логометром В приведенной схеме сопротивления плеч R1 и R2 равны. Если сопротивления плеч R3 и Rx также равны, то мостовая схема находится в равновесии и потенциалы точек А и В равны. В этом состоянии от точки С к точке Е по сопротивлению R5 протекает ток I5, который в точке E разветвляется на два одинаковых тока: . Отношение токов , и подвижная система прибора находится в среднем положении. При уменьшении сопротивления Rx равновесие моста нарушается, потенциал точки В понизится и в измерительной диагонали от точки А к точке В потечет уравнительный ток Iур. Теперь токи в рамках логометра определятся следующими выражениями: и Отношение токов в рамках станет другим, а именно: , и подвижная система займет новое положение. Так как при разбалансе моста токи рамок изменяются в противоположных направлениях, то их отношение меняется более резко, что значительно увеличивает чувствительность прибора studfiles.netВисячий мост с самым длинным пролетом в мире. Схема мост
Схема балочного железобетонного моста
Схема и принцип работы H-моста для управления двигателями
Что такое Н-мост
H-мост
H-мост
Схема работы H-моста
H-мостН-мост на биполярных транзисторах
H-мост на биполярных транзисторах
Н-мост на полевых транзисторах
Интегральные микросхемы с Н-мостом
схема, принцип действия и т.д.
Принципиальная схема мостика УитстонаОбратите внимание на основы электричества и на приборы электроники. Принцип работы моста Уитстона
Уравновешенная схема мостика УитстонаНеуравновешенная схема мостика УитстонаМост — Энциклопедия нашего транспорта
Материал из Энциклопедия нашего транспорта
Схема моста
Классификация
По пропускаемой нагрузке
По длине
По статической схеме
По уровню проезда
См. также
4.4 Конструктивная схема моста
4.5 Расчет глубины заложения фундамента опор!!!!!
4.7 Определение минимальных отметок подходных насыпей
Висячий мост с самым длинным пролетом в мире
Введение
Статические схемы мостов
Балочная система (рисунок 1).
Ферменная система (рисунок 2).
Распорные системы (рисунок 3).
Вантовые, подвесные и комбинированные системы.
Мост Акаси-Кайкё
Выводы
1.2.3 Электрические мостовые схемы
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: