Transcript ppt

Sprehod po poglavjih
•
•
•
•
Elektrostatika
Elektrodinamika
Elementi električnega tokokroga
Veriga generiranja, transformiranja in
uporabe električne energije
• Elektronika v prometu
• Osnovni pojmi regulacije v prometu
Kondenzator in upor
I
Q
U
U
izmeničnega
Elementi električnega tokokroga
• Periodično vzbujanje
• Elementi, ki jih vzbujamo, se odzivajo
(periodično vzbujanje povzroča periodični odziv)
• Odziv zaostaja za vzbujanjem
(preračun časa v fazni kot φ s pomočjo periode T)
(upor se odzove s φ =0, torej brez zakasnitve)
t
  360 
T
• Fazni kot v prometu
•
(vzbujanje
gorenje zelene luči na semaforju in odziv pretok vozil čez črto stop)
• Kondenzator (vzb. i povzroča odz. u), Tuljava (vzb. u povzroča odz. i)
Impedanca (1)
• pomeni odnos u(t) in i(t):
– razmerje amplitud U/I in
– fazni kot med u in i
UPOR
KONDENZATOR
TULJAVA
Impedanca (2)
• Poleg rezistivne upornosti
(upornost sama po sebi,
upiranje toku je konstantno, neodvisno od frekvence)
tudi reaktivno upornost
poznamo
(odziv je odvisen od frekvence
vzbujanja – odziv je reakcija na vzbujanje)
• Impedanca Z predstavlja vektorsko vsoto
rezistivne in reaktivne upornosti
φ
enosmerna napetost: upornost →
→ izmenična napetost: impedanca
• Rezistivna (čisti upor)
• Reaktivna
(kondenzator, tuljava)
R
XC
1
1


2 f C C
X L  2 f L   L
• Impedanca
Z
izmeničnega
Realni elementi električnega tokokroga
• Realna kondenzator in tuljava imata izgube kar
ponazarja njuna upornost R
U
IR
I
IC
UR
1
1
1
 j

ZC R
XC
1
  jC
R
I
IC
UL
Z L  R  jX L 
 R  j L
IR
• Sčasoma se R, L in C ne spreminjajo
U
UL
UR
Fazni kot φ z vektorji (kazalci)
Na kondenzatorju se tok pojavi pred
napetostjo (tok prehiteva napetost)
Na uporu se tok pojavi skupaj z
napetostjo (tok je v fazi z
napetostjo)
iCe
IC
KONDENZATOR
φ=90º
UPOR
φ = 0º
UC
IR
UR
!!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)
Primer: vzporedna vezava R in C in kot φ
• Vsota tokov je tudi vektor I R  IC
• Pojavi se kot φ med vsoto tokov in skupno
napetostjo
IC
I R  IC
φ=?
nasprotiležna k. I C
tg 


priležna k.
IR

IR
UC  U R
UC R
XC UR
R

 2 f CR
XC
  arctg  2 f CR 
Primer: vzporedna vezava R in C
• U= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f = 60Hz
2
1
2
1  1 
1
I U
U   
  U     2 fC  
Z
 R   XC 
R
2
2
1/|Z|
2
2
 1  
6 sA 
 440V 
   2 60  3 10
 
sV 
 90  

1
5
 440V

113

10
8100 2

2
A2

2
V
1/XC
φ
1/R
2
1, 235 4
6 A
2
 440V
10

1,
279

10

440

1,17

10
A  5,15 A
2
2

V
izmeničnega
Elementi električnega tokokroga
Pjalova = UI sinφ
• Izmerimo fazni kot iz trikotnika
moči. Rabimo: volt-, amper- in
vat-meter.
φ
• Delavnost toka cosφ je
razmerje med navidezno in
delovno močjo
Pdelovna
= UI cosφ
Izkoristek naprav
• Energijske pretvorbe v napravah
• Razmerje med izkoriščeno energijo in
vloženo (električno) energijo
Zapomnimo si
– impedanca Z
– fazni kot φ iz zamika sinusov napetosti in
toka
– idealna tuljava, idealen kondenzator
– realna tuljava, realen kondenzator
– impedanca Z z vektorji oz. kazalci
– izračun toka
– fazni kot φ iz trikotnika moči
Sklepi
• Zapomnimo si
–
–
–
–
–
–
določitev skupne upornosti vezave s Kirchoffovima izrekoma
impedanca Z
fazni kot φ iz zamika sinusov napetosti in toka
realna tuljava, realen kondenzator
fazni kot φ iz trikotnika moči
izkoristek naprav
Prihodnji teden
•
•
•
•
tuljava in induktivnost
pojav sile v magnetnem polju
magnetenje
Še en primer izračuna φ
Objava na www
Tehnična vprašanja:
•
računajte drugo in tretjo domačo nalogo
Snov:
•
Skupaj smo ugotavljali, da vam v vaši stroki Ohmov in Joulov zakon koristita za ugotavljanje gospodarnosti rabe
električne energije in za premislek preden spreminjate število porabnikov v vašem delu omrežja.
•
S pomočjo Kirchoffovih izrekov (zanke in vozlišča) smo določili skupno upornost porabnikov oz. uporov, ki so
priključeni na en napetostni izvor.
•
Ko porabnik priključimo na izmenično napetost u(t), skozi njega teče izmenični tok i(t). V praksi energetskega
omrežja sta časovna poteka podobna matematičnemu sinusu. Razmerje napetosti in toka imenujemo
impedanca, ki zajema: razmerje amplitud časovnih funkcij napetosti in toka in časovni zamik med u(t) in i(t), ki
ga po preračunu v kotne stopinje (ali radiane) imenujemo fazni kot φ.
•
idealna tuljava in idealen kondenzator nimata izgub oz. se v tokokrogu ne segrevata
•
Impedanco idealnega kondenzatorja s kapacitivnostjo C računamo kot 1/ωC, impedanco idealne tuljave z
induktivnostjo L pa ωL
•
Na kondenzatorju i(t) prehiteva u(t) za četrt periode, na tuljavi pa i(t) zaostaja za u(t) za četrt periode. Četrt
periode je enekovredno kotu 90 stopinj.
•
Fazni kot določamo tudi s trikotnikom moči.
Vaša vprašanja:
•
Zakaj imajo vtičnice v Angliji 3 luknje pri nas pa samo dve? Za varno delo z električnimi napravami na omrežni
(efektivni vrednosti) napetosti 230 V potrebujemo poleg priključka ‘faza’ in priključka ‘ničla’, ki sta običajno
izvedeni kot ‘luknji’, še ozemljitev. V Angliji je ozemljitev izvedena kot posebna ‘luknja’, po standardu, ki ga
upoštevamo v Sloveniji pa je izvedena kot poseben stranski kontakt.