3 faasiline mootor (0)

1 HALB

SISSEJUHATUS
Teaduse ja tehnika haru, mis tegeleb elektrienergia tootmise, muundamise, jaotamise ja tarbimise küsimustega, nimetatakse elektro - tehnikaks.
Elektrotehnika on teadus elektriliste nähtuste tehnilisest rakenda- misest.
Tänapäeval ei ole ühtki eluala , milline ei ole seotud ühe noorima teaduse ja tehnika ala – elektrotehnikaga.
Elektrotehnika areng algas üle saja aasta tagasi esimesest traat telegrafist ja esimestest algelistest elektrimasinatest, kuigi üksikuid elektrilisi nähtusi tunti juba Vanas - Kreekas. Kaasaegse elektrotehnika sünniajaks on 18. sajandi lõpuaastad ja 19. sajandi algus.
Tänapäeva elektrotehnika hõlmab elektrienergia tootmise küsimusi, tema jaotamist ja peamiselt muundamist teisteks energia liikideks. Sai võimalikuks elektrikeevitus, elektrolüüs, kõrgete tempera - tuuride saamine, karastamine kõrgsagedusvooluga, samuti telefoni ja raadioside.
Elektrienergia tootmiseks on vaja võimsaid turbiine ja elektri-generaatoreid, mida toodab elektrotehnikatööstus. Elektrienergia üle- kandmiseks suurte kauguste taha ja jaotamiseks tarbijate – tehaste, šahtide, elamute jne. vahel, ehitatakse alajaamu ja elektriliine.
Rahvamajandusharu mille ülesandeks on elektrienergia tootmise tagamine, nimetatakse energeetikaks.
Elektrienergiat toodetakse jaamades, mis jaotatakse neis kasutatavate energiakandjate järgi soojus -, aatomi- ja hüdroelektri- jaamadeks. On olemas jaamu, mis kasutavad tuule- ja päikesekiirte soojusenergiat. Need on väikese võimsusega energiaallikad, mis on ette nähtud suurtest jaamadest ja süsteemivõrkudest kaugel olevate väiketarbijate energiaga varustamiseks.
Elektrienergiat on lihtne muundada mehaaniliseks või keemili- seks energiaks, soojuseks või valguseks ja suunata üsnagi kaugel asuvatele tarbijatele. Enam levinenud on sellised soojuselektrijaamad, kus generaatorit käitab auruturbiin . Need jaamad omakorda on kas kondensatsiooni- või soojus- ja elektrijaamad . Ka aatomielektrijaamad on auruturbiinidega soojuselektrijaamad, kuid tavalise kütuse asemel kasutatakse neis tuumakütust ja auru moodustamiseks vajalik soojus-energia saadakse aatomituumade lõhustamisel.
Auruturbiinidega kondensatsioonielektrijaamad rajatakse kütteaine (kivisüsi, turvas, põlevkivi jm.) asukohtadesse, kust energia suunatakse tööstuspiirkondadesse ülekandeliinide abil. Selliste jaamade kasutegur pole kõrge, sest turbiine läbinud auru soojust ei kasutata täielikult ära.
Kondensaatorites aur jahutatakse, saadud vesi suunatakse tagasi katlasse, kus ta jälle auruks muutub ja käitab turbiine.
Parimates kondensatsioonielektrijaamades saadakse kõigest 28…34% kütuse soojusenergiast elektrienergiaks muundada.
Ülejäänud 66…72% hajub kasutult.
Auruturbiinidega soojus- ja elektrijaamad ehitatakse suurlinna- desse ja tööstuspaikadesse. Nende jaamade katlais põletatakse tavaliselt kohaleveetavat kütust või torujuhtme kaudu tulevat looduslikku gaasi.Suur osa sellistes jaamades toodetud soojusenergiast kasutatakse ligidal asuvate tööstusettevõtete ja muude tarbijate kütteks kas otse auruga või boilerite abil, kus küttesüsteemi vett kuumutatakse auruga. Ülejäänud aur kasutatakse ära elektrienergia tootmiseks ja juhitakse vooluvõrku.
Tänapäeva soojus- ja elektrijaama kasutegur on 55...60%.
Hüdroelektrijaamad rajatakse suure veelangusega jõgedele.
Võrreldes soojuselektrijaamadega on hüdroelektrijaamade kasu-tegur kõrgem – 78…80%, nende teenindamiseks vajatakse vähem töötajaid, tootmine on lihtsam ning pole kütuse- ja veokulu .
Tänapäeval ehitatakse soojus- ja elektrijaamu veel arvukalt, kuna lisaks elektrile saadakse sealt auru soojusvõrkudesse.
Võrreldes soojuselektrijaamaga on hüdroelektrijaama ehitamine tunduvalt kallim ja aeganõudvam.
Eesti suurimad soojuselektrijaamad on:
Balti SEJ – 1390 MW,
Eesti SEJ - 1610 MW,
Ahtme SEJ – 20 MW (kaevandamine otse maa alt),
Kohtla-Järve SEJ 39 MW ja IRU SEJ 190 MW.
Elektritarbijaid varustatakse energiaga elektrivõrkudest, kuhu on ühendatud enamasti mitu jaama nende erineva koormatuse ühtlustamiseks vastavas piirkonnas.
Energiasüsteem koosneb elektrijaamadest, ülekandeliinidest, alajaamadest ja soojusvõrkudest, mis on ühtsete talitlustingimustega.
Elektrisüsteem on energiasüsteemi osa mis koosneb ainult elektriseadmetest: elektrijaamadest, ülekandeliinidest, alajaamadest ja tarbijaist.
Kogu energiasüsteemi talitlust tervikuna , s.h. elektri ja alajaamu ning ülekandeliine korraldavad vastavad valvetöötajad.
Elektrienergiat tootvaid, muundavaid, jaotavaid või tarbivaid seadmeid, näiteks generaatorid koos abi- ja hooldusseadmetega, alajaamu, elektriliine jm. nimetatakse elektriseadmeiks.
Neid jaotatakse mitmesse rühma vastavalt erinõuete alusel koostamisele, paigaldamisele, kasutamisele, rikete kõrvaldamisele ja talitluse taastamisele, mis sõltuvad nende otstarbest, valmistamisest ja talitluspingest. Otstarbe alusel:
1.Valgustusseadmed tehisvalguse s.o. inimsilmaga nähtava, aga samuti ultravioletse ja infrapunase elektromagnetkiirguse tekitamiseks.
2.Jõuseadmed masinate, tööpinkide jm. valmistoodangu saami-seks, kasutatavate seadmete käitamiseks.
3.Elektrivõrgud energia ülekandmiseks ja jaotamiseks jaamadest tarbijatele.
Paiknevuse alusel jaotatakse (sise e. ruumides asuvaid ) kinnisteks seadmeteks ja väljaspool ruume ja hooneid s.o. lageda taeva all asuvaid lahtisteks seadmeteks.
Asukoha järgi jaotatakse elektriseadmeid paikseteks ja teisaldatavateks. Seadmeid, milles elektrienergia muundub mehaanili- seks, soojus- või mõneks muuks energialiigiks, nimetatakse elektri- tarbijaiks. Elektritarbijad on näiteks elektrimootorid, valgustid, elektri- soojendusriistad jne.
Valmistajatehas toodab kindlal nimirežiimil töötavaid voolutarbijaid. Tarbija nimipinge ja võrgupinge, millesse ta lülitatakse, peavad olema võrdsed.
Nimipinged.
Väikepinge –
vahelduvpinge puhul 50 V, alalispinge puhul 120 V. Eristatakse kaitseväikepinget (SELV) ja talitlusväikepinget .
Madalpinge – . pingepiirkond, mille korral pinge võib olla väikepingest suurem, kuid ei ületa normaaltalitlusel vahelduvpinge puhul 1000 V ja alalispinge puhul 1500 V
Kõrgepinge – , pingepiirkond, mille korral pinge on normaaltalitlusel vahelduvpinge puhul suurem kui 1000 V ja alalispinge puhul suurem kui 1500 V
Õppige kasutama tehnikat , selleks omandage kindlalt tänapäeva ühe keerulisema osa – elektrotehnika alused
1.0 FÜÜSIKALISED PÕHIMÕISTED
(põhikooli füüsikakursusest)
1.1 AINE EHITUS
Kõike, mida me igapäevases elus tajume, nimetatakse mateeriaks. Kõik olemasolev on materiaalne: kogu maailm koosneb mitmesuguses vormis erinevast liikuvast ja muutuvast mateeriast.
Aine on üks mateeria liikidest, millest koosnevad kõik füüsikalised kehad.
Molekul on aine väikseim osake, millel on selle aine keemilised omadused.
Molekulid koosnevad aatomitest, keemilistes reaktsioonides aatomid ei lagune. Molekul on väga väike, umbes 2 – 3 sajamiljondikku sentimeetrit . Kõik molekulid omavad liikumise energiat nn. kineetilist energiat ja on aines püsivas korrapäratus liikumises. Mida suurem on aine kineetilise energia hulk, seda kiiremini molekulid liiguvad ja seda kõrgem on aine temperatuur. Molekulid on omavahel seotud vastastikuse külgetõmbejõu mõjul. Olenevalt omavahelise külge- tõmbejõu suurusest ja molekulide liikumise kiirusest, seega vastavalt nende füüsikalistele omadustele jagatakse aineid:
1. Kõvadeks ehk tahketeks (metallid, puit).
2. Vedelateks (vedelikud).
3. Gaasilisteks (aur, õhk).
Teadus on kindlaks teinud, et kõige keerulisemad ained, järelikult ka nende molekulid on lihtsamate keemiliste ainete ühinemise tulemus. Neid lihtsamaid aineid nimetatakse keemilisteks elementideks. Väiksemaid osi, milleks võib jagada keemilisi elemente, säilitades tema omadused, nimetatakse aatomiteks.
Looduses esineb sama palju aatomite liike kui keemilisi elemente, mis on süstematiseeritud Mendelejevi tabelis.
1.2 AATOMI EHITUS
Aatom on keemilise elemendi väikseim osake (Lomonossov, “Matemaatilise keemia elemendid“).
Aatom koosneb tuumast ja seda ümbritsevatest elektronidest. Aatomituuma moodustavad positiivse laenguga prootonid ja elektri- laenguta neutronid. Prootonid annavad tuumale positiivse laengu,nende arv võrdub elemendi järjekorra numbriga keemiliste elementide perioodi- lisussüsteemis.
Neutronite arv on massiarvu ja järjekorranumbri vahe.
Neutraalses aatomis on prootonite arv ühtlasi võrdne ümber tuuma liikuvate elektronide arvuga, millised moodustavad elektronkatte. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks. Elektronkihis võib olla kõige rohkem 2n elektroni, kus n on kihi number. Seega kujutab aatom endast väga väikest planeetide süsteemi (1 cm pikkusele joonele mahub ritta umbes 10elektroni).
Peamine osa massist on koondunud aatomi keskel asuvasse tuuma, kuna kergemad osad (umbes 2000 korda) elektronid – liiguvad kiirusega ca 200 kilomeetrit sekundis ümber tuuma.
1.3 MÕISTED AATOMITE IONISEERIMISEST
Elektronid liiguvad aatomites ringjoonelisel või elliptilistel orbiitidel , kusjuures igas kihis on kindel arv elektrone. Näiteks alumiinium omab järjestusnumbri 13 Mendelejevi tabelis, seega omab alumiinium 13 elektroni kolmel kindlal orbiidil – elektronkihil. Esimesel kihil on alati kaks, teisel 8, kolmas kiht mahutab 3 elektroni.
Tuumalaeng on +13. Normaalselt on tuumalaeng tasakaalus elektronide laenguga ja aatomis on normaalses olukorras elektriline tasakaal, öeldakse aatom on neutraalne .
Kui mingi välise jõu mõju tagajärjel eraldub aatomist osa elektrone, siis ühes sellega kaob mainitud tasakaal ja aatom hakkab avaldama elektrilist välismõju. Kogu aatom omandab tervikuna positiivse elektrilaengu, sest aatomisse järelejäänud elektronide kogulaeng ei suuda enam tasakaalustada tervet tuuma endiseks jäänud positiivset laengut, viimane jääbki aatomis mõjuma ja see mõju ulatub väljapoole aatomi piire . Aatomit, mis on ära andnud elektroni ja omandanud positiivse elektrilaengu, nimetatakse positiivseks iooniks. Vaba- nenud elektron võib lühikest aega olla aatomite vahelises ruumis ja siis minna teise aatomi koosseisu. Neutraalne aatom muutub negatiivselt laetuks, kuna tuuma positiivne laeng ei suuda elektronide suurenenud laengut tasakaalustada.
Elektriliselt neutraalne aatom on muutunud negatiivseks iooniks, ta avaldab negatiivse elektrilaengu välismõju.
1.4 ELEKTRILAENGUD
Juba kauges minevikus avastati Vana – Kreekas, et merevaiku hõõrudes villase riide või nahaga, tõmbab see enda külge kergeid esemeid. Niisugust nähtust nimetati elektriseerimiseks. Tuletatud kreeka keelest “elektron”, mis tähendab merevaiku.
Tänapäeval kasutatakse merevaigu asemel klaaspulka kui odavamat ja kättesaadavamat. Hõõrudes klaaspulka nahaga, soojenevad kehad ning molekulide liikumine kiireneb . Klaaspulga aatomite koosseisust vabanevad elektronid ja lähevad nahale. Klaaspulga aatomid jäävad laetuks positiivselt, nahk aga negatiivselt. Leppeliselt omab klaaspulk positiivse laengu, sest “positiivne” ja “negatiivne” anti laengutele ammu enne elektriteooria ilmumist.
Hõõrudes eboniitpulka villase riidega, lähevad villasest riidest vabanenud elektronid eboniitpulgale ja öeldakse, et eboniitpulk on laetud negatiivselt, villane riie positiivselt.
Hõõrumisel või ükskõik millisel muul põhjusel elektriseerub alati üks keha positiivselt ja teine keha negatiivselt – ühele kehale jääb positiivne laeng, mis on alati võrdne teise keha negatiivse laenguga.
Elektriteooria kohaselt kaotab keha positiivsel laadimisel osa elektrone, negatiivselt laetav keha aga saab elektrone juurde.
Üksikult võttes toimivad mõlemat liiki laengud mittelaetud kehadesse ühteviisi – tõmbavad kergeid laenguta esemeid enda külge.
Laengute erinevus ilmub alles nende koosmõjul.
Ühenimelised elektrilaengud tõukavad üksteist, erinimelised laengud seevastu tõmbuvad mehaanilise jõuga, mille suuruse määrab laengute suurus ja nende vahekaugus .
Mehaaniline jõud on seda tugevam, mida suuremad on kehade elektrilaengud ja mida väiksem on nende vahekaugus. Tihti on keha laengu suurust vajalik väljendada arvuliselt, ilmselt oleneb keha elektrilaengu suurus puuduvate või liigsete elektronide hulgast antud kehal – järelikult võib laengu suurust mõõta elektronide hulgaga.
Üksiku elektroni laeng on praktiliseks kasutamiseks liiga väike. Elektronide hulka mingil kehal nimetatakse elektriliseks laenguks ja tähistatakse rahvusvaheliselt Q tähega. Elektrilaengu mõõtühikuks valiti kulon , mida tähistatakse C tähega (venekeelses kirjanduses K).
Keha omab laengu 1 C kui ta mahutab endas 6,2510 elektroni laengu. 1kulon on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sekundi jooksul kui voolutugevus on 1 amper ehk
1kulon = 1 ampersekund.
1.5 ELEKTRIVÄLI
Elektriväli tekib laetud keha ümber. Elektriväljaks nimetatakse elektrilaengut kandva keha ümbrust, kus ilmnevad elektrilised jõud, mis avaldub mehaanilise jõuna teistele laetud osakestele.
Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektri- välja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga .
Elektrivälja võib kindlaks teha kui viia laetud keha lähedusse mingisugune elektriline laeng – nad kas tõmbuvad või tõukuvad. Elektriliselt neutraalse keha ümber pole elektrivälja mõju märgatav, sest aatomites tasakaalustuvad elektriväljad.
Elektrivälja ühes või teises punktis esinevate mehaaniliste jõudude suuna ja tugevuse piltlikumaks iseloomustamiseks kasutatakse nn. jõujooni.
Joonisel on kujutatud positiivse punktlaengu väli, kus väljajooned on suunatud radiaalselt laengust eemale.
Jõujooned on mõeldavad jooned elektriväljas, mida mõõda püüab liikuda sellesse välja asetatud keha. Jõujoonte suunaks (jõudude mõjumise suunas) elektriväljas loetakse leppeliselt suunda, mida mõõda liiguks elektrivälja asetatud positiivse laenguga keha. Seega väljuvad jõujooned positiivselt ning suubuvad negatiivsele kehale. Kahe lähestikku asetatud samanimelise laenguga kehalt väljuvad jõujooned püüavad teineteist “tõugata” ja muutuda omavahel paralleelseteks.
Erinimeliste laengute koosmõjul tekkiva elektrivälja jõujooned aga liituvad ühisteks joonteks. Kahe paralleelse plaadi vahel on elektrivälja jõujooned on suuruselt ja suunalt ühesugused ja sellist elektrivälja nimetatakse ühtlaseks ehk homogeenseks elektriväljaks.
1.6 POTENTSIAAL
Kui positiivne laeng asetada elektrivälja, siis ta liigub elektrivälja jõu mõjul. Seejuures tehakse tööd. Järelikult omab elektrivälja iga punkt energiat. Selle energia määramiseks kasutatakse mõistet potentsiaal
Potentsiaaliks antud punktis nimetatakse suurust, mis iseloomustab elektrivälja jõudude tööd positiivse laengu edasi viimisel ühest punktist teise. Potentsiaali tähistatakse fii () tähega.
Positiivselt laetud keha elektriväljas olev positiivne laeng tõugatakse kehast eemale. Järelikult liigub positiivne laeng elektrivälja suurema potentsiaali poolt väiksema potentsiaali poole.
Kahe punkti vahel, millel on ühesugune potentsiaal laeng
liikuda ei saa. Potentsiaaliks nimetatakse elektrilaengute erineva inten- siivsusega kuhjumisi.
Elektrilaengu liikumiseks on vajalik potentsiaalide vahe. Potentsiaalide vahet nimetatakse pingeks. Pinget tähistatakse tähega U. U = φ1 – φ2.
Kui mingis punktis tekitatakse potentsiaal korraga mitme laengu poolt, siis resulteeriv potentsiaal võrdub üksikute laengute poolt tekitatud potentsiaalide algebralise summaga : φ = φ1 + φ2 + φ3 + φn...
2.0 Alalisvool (põhikooli füüsikakursusest)
2.1 Vooluring
Kui omavahel juhtmetega ühendada vooluallikas , elektritarviti (d) ja lüliti, tekib vooluahel . Vooluallikas, elektritarviti, lüliti ja juhtmed on vooluahela osad. Kui vooluahelas lüliti sulgeda tekib vooluring.
Vooluring on suletud vooluahel, milles saab tekkida vool. Vooluahelas võib olla mitu vooluringi.
Kestva voolu saamiseks vooluahelas asetatakse vooluahelasse vooluallikas, mille ülesandeks on hoida oma klemmidel pidevalt potentsiaalide vahe e. pinge.
Viimase saame tekitada galvaani elementides keemiliste reaktsioonide abil, generaatorites mehaanilise energia muutmisel elektrienergiaks. Seega asub vooluallika sees jõud, mis tekitab pidevalt potentsiaalide vahe.
Vooluallikas tekitab ja hoiab vooluringi ühendatud juhtides elektrivälja.
Tarviti on suvaline seade, mis töötab elektrivooluga. ElektrItarvitiks on näiteks elektrimootor, küttekeha, lamp, taskutelefon.
Tarvitis muundub elektrienergia mingiks teiseks energialiigiks:
mootoris mehaaniliseks energiaks, küttekehas soojusenergiaks, lambis soojus- ja valgusenergiaks, telefonis elektromagnetiliseks ja/või helienergiaks.
Juhtmed on vajalikud vooluringi osade ühendamiseks. Igal elektriseadmel on juhtmete ühendamiseks vähemalt kaks klemmi.
Lüliti on seade vooluringi sulgemiseks ja avamiseks, nii nagu vaja on. Vooluringi avamine tähendab seda, et mingis vooluringi osas (lülitis) vooluahel katkestatakse. Vooluringi saab avada ehk katkestada ka juhtmeotsa eemaldamisega vooluallika klemmilt . Klemmi ja juhtme vahele jääv õhk on isolaator . Selline vooluringi katkestamine võib olla ohtlik, seepärast kasutatakse lülitit.
Vooluringi osade omavahelisest ühendusest ülevaate saamiseks kasutatakse vooluringi kujutamist joonisena, mille nimeks on elektriskeem . Vooluringi osade kujutamiseks skeemil kasutatakse tingmärke.
Olgu siin näiteks lihtsaim – taskulambi vooluring ja selle skeem.
Elektriskeemiks nimetatakse, seadme või selle osa graafilist kujutamist tingmärkide abil.
Elektriskeemid aitavad seadme koostisosi ja osadevahelisi ühendusviise piltlikult ette kujutada. Kui tehniline joonis on tehnika keel, siis elektriskeem on elektrotehnika keel.
Elektriseadmed koosnevad tavaliselt mitmest osast. Elektri seadme koostise ja põhiosade vastastikuse seose piltlikuks näitamiseks koostatakse elektriseadme struktuurskeem .
Struktuurskeem on lihtne joonis, millel on kujutatud elektriseadme tähtsamad osad ja nendevahelised seosed. Näide:
Trafo -
alajaam
Jaotus-
kilp
Korrus
Sektsioon
Korter
Struktuurskeemidel kujutatakse elektriseadme osi kastikestena või tingmärkide abil.
Kastikestesse kirjutatakse seadme elementide nimetused. Nende osadevahelisi seoseid tähistavatel joonistel on soovitatav nooltega näidata toimuvate protsesside kulgemissuunad.
Põhimõtteskeemidel näidatakse, kuidas seadmete elemendid on omavahel elektriliselt ühendatud.
Samuti elektriseadme kõikide elementide vastasmõju ja elektrilist seost, nende elementide vastastikust asendit märkimata.
Mitmejoonelistel põhimõtte-
skeemidel (joonis a)tähistatakse
igat juhet joonega ,ühejoonelistel
põhimõtteskeemidel (joonis b)
tähistatakse mistahes juhtmete
hulka ühe joonega, millele
tõmmatud kriipsukeste arv näitab
a) b) juhtmete arvu.
Tavalisel põhimõtteskeemil on seadme kõik elemendid (kontaktid, mähised jm.) kujutatud seadme juures olevatena. Ka kõik vooluringid ( primaar - ja sekundaarvooluringid) joonestatakse ühele joonele.
Automaatjuhtimisskeemid on ülevaatlikumad ja selgemad, kui nad on kujutatud pea-(primaar-) vooluahelatest eraldi.
Seadme üksikelemente (kontaktid, poolid, lülitid) kujutatakse skeemil vajaduse korral üksteisest lahus nii, et nende ühendused skeemielementidega on lühimad. Sellist skeemi nimetatakse laotatud skeemiks.
Montaažiskeemidel paiknevad seadmed nii, nagu nad tegelikult asetsevad. Montaažiskeemide järgi monteeritakse keerukamat elektriseadmestikku.
Eestis kehtestati 2000. aastal tingmärgistandardid, mis on täpselt samasugused kui Euroopa Liidus kasutusel olevad.
Nimetus
Pilt
Skeemitingmärk
Juht
Ristuvad juhid
Kolme juhi hargnemispunkt
Nelja juhi hargnemispunkt
Kuivelement
(ka patarei)
Takisti
Lüliti
Vooluringi võib vaadelda koosnevana kahest osast:
sisemine osa ehk siseahel, milleks on toiteallikas ülejäänud elemendid (tarvitid, ühendusjuhtmed, lülitid, mõõteriistad jne.) moodustavad välis- ahela.
Vooluringist laiem mõiste on vooluahel. Vooluahel võib koosneda mitmest vooluringist aga võib olla ka hoopis avatud s.t. katkestatud, ilma vooluta ahel. Elektrivoolu mõõdetakse ampermeetriga.
Ampermeeter ühendatakse vooluringi alati jadamisi (järjestikku). Kuivõrd kõiki jadamisi ühendatud vooluringi osi, sealhulgas ka toiteallikat, läbib sama tugevusega vool, siis pole oluline, kas amper-meeter asub skeemis enne või peale tarvitit. Lühikeste juhtmete ja ampermeetri takistus on tarvitite takistusega võrreldes enamasti tühiselt väike, ning see loetakse nulliks.
Ühendades ampermeetri paralleelselt tarbijaga põleb ampermeeter silmapilkselt läbi, kuna ta takistus on väga väike. Suure voolutugevusega ampermeetrid tekitavad lühise. (Ampermeetrit üksi vooluallikaga ühendada ei tohi, sest voolutugevus võib minna nii suureks, et ampermeeter rikneb).
Ühe ja sama magnetelektrilist süsteemi ampermeetriga saab mõõta erinevatesse mõõtmispiirkondadesse kuuluvaid voolutugevusi, kui ampermeetriga ühendada šunt. Šunt on väikese takistusega manganiin- juht. Šundid võivad olla monteeritud ampermeetri sisse ning sellisel juhul on ampermeetril olemas mõtepiirkonna ümberlüliti.
Kui šunt on ampermeetriga eraldi, tuleb see ühendada amper-meetri klemmidega rööbiti. Šundi korral tuleb skaalajaotise väärtuse määramisel lähtuda voolutugevusest millele šunt on arvestatud.
Ampermeeter
A
Šunt

Ampermeetri mõõtepiirkonna laiendamiseks saab kasutada ka sildavat takistit . Sildava takisti arvutus:
kus
n – laiendustegur
I- maksimaalselt mõõdetav vool
I - ampermeetri mõõtepiirkond
r - ampermeetri takistus
r - sildava takisti takistus
Vahelduvvooluahelais kasutatakse mõõtepiirkonna laiendamiseks voolutrafot. Voolutrafo kordaja arvutus: n = , kus
n – voolutrafo kordaja
I- maksimaalselt mõõdetav vool
I - ampermeetri mõõtepiirkond
N – ampermeetri skaala jaotiste arv
Voolutugevuse mõõtmine ampertangidega
Ampertangid – erikujuline mõõteriist, mille abil saab mõõta voolutugevust juhtmes teda katkestamata.
Ampermeeter omab skaalal tähise: A, kA, mA, A. Skeemi tähiseks A.
Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelist pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib.
Pinget mõõdetakse voltmeetriga, mis kannab skaalal tähiseid: V, kV, mV, V.
2.2 Elektromotoorjõud ( allikapinge ), sisepingelang ja pinge
Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on seade, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab plusspotentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool , mis teeb kasulikku tööd.
Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas. Energiaallikas liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kasvamise suunas. Laengute ümberpaiknemine allika sees on võimalik ainult kõrvaljõudude abil.
Elektromotoorjõud E on kõrvaliste jõudude (mitteelektrilise energiaallika) poolt tehtud mõõt laenguühiku kohta
Wk kõrvaliste jõudude tehtav töö džaulides (J)
q laeng kulonites (C)
Elektromotoorjõud (emj., uuema nimetusega allikapinge) on põhjus, mis tekitab ja säilitab elektrivoolu suletud vooluringis. Ühikuks on volt (V).
Elektromotoorjõud on 1 volt, kui laengu 1 kulon ümber- paigutamiseks allikas kulub tööd 1 džaul.
Laengute ümberpaigutamisel positiivse ühiklaengu viimiseks läbi allika sisemuse miinuspooluselt plusspoolusele tehakse tööd, mille tulemusena eraldub allikas soojust. Allikas soojuseks muutuva töö mõõt laenguühiku kohta on allika sisepingelang U0.
Pinge iseloomustab elektrivoolu poolt vooluringis tehtud tööd. Pinge U on elektriliste jõudude poolt tehtud töö laenguühiku kohta.
We elektriliste jõudude tehtav töö džaulides (J)
q laeng kulonites (C)
Pinge on 1 volt, kui laengu 1 kulon ümberpaigutamiseks vooluringis või selle osas kulub tööd 1 džaul.
Suuremaid pingeid mõõdetakse kilovoltides (kV), väiksemaid millivoltides (mV) ja mikrovoltides (V)
kilovolt 1 kV = 1·103 V = 1000 V
millivolt 1 mV = 1·10-3 V = 0,001 V
mikrovolt 1V = 1·10-6 V = 0,000001 V.
Allikapinge (elektromotoorjõud) võrdub vooluringi pinge ja sise- pingelangu summaga .
See seos väljendab energia jäävuse seadust vooluringis.
Elektromotoorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus).
Elektrivool, s.t. elektronide kindlasuunaline liikumine võib tekkida ainult pinge (emj.) olemasolul .
Pinge võib aga esineda ilma vooluta, näiteks akumulaatori pooluste või valgustusvoolu võrgu pistikupesa kummagi ühenduspunkti vahel ka siis, kui elektronid piki juhet ei liigu.
Ühendusjuhtmete kaudu ülekantud pinge tekitab alles siis voolu, kui läbi tarbija (näiteks elektrihõõglambi) saab toimida pidev elektronide liikumine.
2.3 Elektrivool
Elektrivooluks nimetatakse elektrilaengute suunatud liikumist.
Sõltuvalt võimest elektrit juhtida liigitatakse ained elektrijuhtideks, pooljuhtideks ja isolaatoriteks. Elektrijuht juhib voolu hästi, isolaator ehk dielektrik praktiliselt ei juhi voolu.
Mida kergemini on aine aatomites elektronid tuumaga seotud, seda enam on vabu elektrone ja aine on hea elektrivoolu juht.
Need ained, mis ei oma vabu elektrone, on elektriisoleer- materjalid – nad juhivad elektrivoolu väga halvasti.
Pooljuhi juhtivus sõltub tema tüübist. Näiteks juhib ühes suunas voolu hästi, vastassuunas aga väga halvasti.
Elektrijuhtidena kasutatakse enamasti vaske ja alumiiniumit. Kõige parem elektrijuht on hõbe.
Alumiiniumjuhe kattub aga elektrit halvasti juhtiva oksiidi kihiga , seega tuleb ta ühendamisel keerata tugevasti kruviklemmi alla.
Tähelepanu tuleb pöörata alumiiniumi ja vase õigele kokku- ühendamisele. Vastasel korral pulbristab niiskuse mõjul tekkiv elektrikeemiline reaktsioon alumiiniumi.
Vask- ja alumiinium- juhtmete kokkuühendamisel tuleb nende vahele panna tsingitud vm. seib .
Isolaatoritena kasutatakse peamiselt tehismaterjale (näiteks klaaskiud koos epoksüvaigu, räniorgaanilise kummi või tefloniga ), portselani ja klaasi.
Metallis moodustab elektrivoolu elektronide suunatud liikumine, elektrolüüdis aga ioonide suunatud liikumine.
Vabas olekus on elektronid metalljuhtmes või ioonid elektrolüüdis korratus liikumises. Selleks, et tekiks elektrivool, peab olema jõud, mis paneb elektrilaengud kindlas suunas liikuma. Kestva elektrivoolu tekkimiseks on vajalik vooluring, kus need laengud saaks kestvalt liikuda ja liikumapanevaks jõuks pingeallikas (nimetatakse ka toiteallikaks). Kui voolu suurus ega suund küllalt pika ajavahemiku kestel ei muutu, siis nimetatakse seda alalisvooluks.
Elektrivoolu mõõduks on voolutugevus ehk lihtsalt vool, tähiseks I, ühikuks amper (A). Voolutugevus on võrdne ajaühikus (ühes sekundis) juhi ristlõiget läbiva laengu suurusega:
A = C/s (1 amper on 1 kulon 1 sekundis)
I voolutugevus amprites (A)
q laeng, mis aja t vältel läbib juhi, kulonites (C)
t aeg sekundites (s)
Tänapäeval on amper üks rahvusvahelise mõõtühikusüsteemi SI põhiühik ja teda defineeritakse jõu põhiühiku njuutoni (N) ning pikkuse põhiühiku meetri (m) kaudu:
1 amper on sellise muutumatu elektrivoolu tugevus, mis kahte lõpmatult pikka ja paralleelset, teineteisest vaakumis 1 meetri kaugusel asetsevat kaduvväikese ringikujulise ristlõikega juhet läbides tekitab nende juhtmete vahel iga meetripikkuse lõigu kohta jõu 2·10-7 njuutonit.
Voolutugevuse ühiku nimi on tuletatud prantsuse füüsiku André Marie Ampère’i (1775—1836) nimest, kes võttis kasutusele elektrivoolu mõiste ning sõnastas elektrivoolu ja magnetismi vastastikuse mõju põhilised seaduspärasused.
Praktikas kasutatakse sageli ampri kordseid mõõtühikuid:
kiloamper 1 kA = 1·103 A = 1000 A
milliamper 1 mA = 1·10 -3 A = 0,001 A
mikroamper 1A = 1·10 -6 A = 0,000001 A
nanoamper 1nA = 1·10 -9 A = 0,000000001 A.
Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga, nõrka voolu sõltuvalt selle suurusest milli -, mikro- või nanoampermeetriga, tugevat voolu amper- või kiloampermeetriga.
Taskulambi voolutugevus on veerand amprit. Auto käivitamisel on voolutugevus käivitis enamasti vahemikus 100…200 A.
Taskulambipirni voolutugevuse sõltuvus ajast.
Voolu suunaks loetakse kokkuleppeliselt suunda plussklemmilt miinusklemmile ehk elektronide liikumisele vastupidist suunda.
See kokkulepe on pärit ajast, kui aine ehitust ei tuntud, ega teatud missugused osakesed mis suunas liiguvad.
See nn. voolu tehniline suund on kasutusel ka praegu, sest paljud juhised (vasaku käe ja parema käe reegel jt.) on formuleeritud just niisugusest voolu suunast lähtudes.
Voolu suunda tähistatakse skeemidel noolega.
Voolu suund
16

.DOC Laadi alla originaalfail 14 lk · .doc · 142 allalaadimist

5 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 5 punkti.

~ 14 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2009-03-03 Kuupäev, millal dokument üles laeti

142 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Margus11 Õppematerjali autor

elektroonika

mootor 3 faasiline ampertangid

Sarnased õppematerjalid

docx

Elektrotehnika

Sissejuhatus Teaduse ja tehnika haru, mis tegeleb elektrienergia tootmise, muundamise, jaotamise ja tarbimise küsimustega, nim elektrotehnikaks Elektrotehnika on teadus elektriliste nähtuste tehnilisest rakendamisest. Tänapäeva elektrotehnika hõlmab elektrienergia tootmise küsimusi, tema jaotamist ja peamiselt muundamist teisteks energia liikideks. Sai võimalikuks elektrikeevitus, elektrolüüs, kõrgete temperatuuride saamine, karastamine kõrgsagedusvooluga, telefoni- ja raadioside. Rahvamajandusharu, mille ülesandeks on elektrienergia tootmise tagamine, nim energeetikaks. Elektrienergiat on lihtne muundada meh või keem energiaks, soojuseks või valguseks ja suunata kaugel asuvatele tarbijatele Tänapäeva soojus- ja elektrijaama kasutegur on 55-60%. Võrreldes soojuselektrijaamadega on hüdroelektrijaamade kasutegur kõrgem 78-80%. Nende teenindamiseks vajatakse vähem töötajaid, tootmine on lihtsam ning pole kütuse- ja veokulu.

Elektroonika

doc

Elektrotehnika materjal 1/13

1 Elektrotehnika Eelteadmised Elektrotehnika õppimisel tulevad kasuks eelnevad teadmised füüsikast. Eesmärgid Elektrotehnika kursus on abiks oskustööliste ettevalmistamisel kutsekoolis. Annab vajalikku teavet ektrotehnika teoreetilistest alustest ja elektritehniliste seadiste rakendamisest, kus käsitletakse järgmisi teemasid: · Elektrotehnika õppimiseks vajalikud põhimõisted; · Alalisvool; · Mittelineaarsed alalisvooluahelad; · Elektrimagnetism; · Elektromagnetiline induktsioon; · Elektrimahtuvus; · Ühefaasiline vahelduvvool; · Kolmefaasiline vahelduvvool; · Elektrimasinad; · Trafo; · Voolu toime inimesele Mõtisklus 1. Mis on elektrotehnika? 2. Miks kasutatakse tänapäeval nii laialdaselt elektrienergiat? 1. Elektrotehnika on teadus elektriliste nähtuste tehnilisest rakendamisest. 2. Elektrienergiat on li

Elektrotehnika

pdf

Füüsika põhivara I I

Füüsika põhivara II Põhivara on mõeldud üliõpilastele kasutamiseks õppeprotsessis aines FÜÜSIKA II . Koostas õppejõud Karli Klaas Tallinn 2014 1. Elektrivälja olemus ja omadused; laengute vastastikune toime; elektrivälja tugevus.  Elektrilaeng Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu täisarvkordne 1C (1 kulon) on laeng, mis läbib juhi ristlõiget sekundis, kui voolutugevus on 1 A (amper) Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed, erinev on mass  Laengute jäävuse seadus Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi elektrilaengute algebraline summa jääv Laengud tekkivad ja kaovad alati paarikaupa s.t. samasuured pos. ja neg. laeng korrag

Füüsika

pdf

FÜÜSIKA EKSAMI KONSPEKT

FÜÜSIKA EKSAMI KONSPEKT 1. Elektrivälja olemus ja omadused. Elektriväli ümbritseb laetud kehi. Elektriväli on vektorväli, elektrivälja tugevus on vektoriaalne suurus. Elektrivälja tugevust määratakse positiivse proovilaenguga. 2. Elementaarlaeng. Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu täisarvkordne. 1C (1 kulon) on laeng, mis läbib juhi ristlõiget sekundis, kui voolutugevus on 1 A (amper). 3. Laengute jäävuse seadus. Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi elektrilaengute algebraline summa jääv. Laengud tekkivad ja kaovad alati paarikaupa s.t. samasuured positiivne ja negatiivne laeng korraga. 4. Coulomb´i seadus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mille moodul on võrdeline n

Füüsika

docx

Elektrivoolu kordamisküsimused ja vastused

Elektrivoolu kordamisküsimused 1. Milline on elektriseeritud keha? Kehaosad, mis tõmbavad enda poole kergeid esemeid on elektriliselt laetud ehk elektriseeritud kehad. 2. Kuidas on võimalik kehi elektriseerida? Kehi elektriseerida (anda laengut) on võimalik hõõrdumise teel. Laetud saavad alati mõlemad kehad või puudutades laadimata keha laetud kehaga. 3. Mis juhtub, kui üksteise lähedale viia kaks positiivse laenguga, positiivse ja negatiive laenguga, kaks negatiivse laenguga, negatiivse laenguga ja laenguta, positiivse laenguga ja laenguta kehad? Miks? kaks positiivse laenguga keha- tõukuvad kaks negatiivse laenguga- tõukuvad positiivne ja negatiivne- tõmbuvad Miks? Samaliigilise elektrilaenguga kehad tõukuvad, sest nad on saanud samasugused laengud. Eriliigilise elektrilaenguga kehad tõmbuvad, sest nad on saanud eriliigilised laengud. 4. Kuidas saab kindlaks teha, kas keha on elektriseeritud? Elktrosko

Füüsika

doc

Elektrivool - alalisvool

ELEKTRIVÄLI · Coulomb'i seadus kaks liikumatut punktikujulist laetud keha mõjutavad teineteist vaakumis jõuga mis on võrdeline nende kehade laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nende kehade vahelise kauguse ruuduga. F-vastasmõjujõud[1N] q-laengute absoluutväärtus[1C] R-kehade vaheline kaugus[1m] k-võrdetegur · Vastasmõjujõud on 1)absoluutväärtuselt võrdsed 2)ühel sirgel 3)suund määratakse Newtoni III seadusest 4)vastassuunalised. · On olemas kahte liiki elektrilaenguid, positiivsed ja negatiivsed. Positiivselt laetud kehal on elektronide puudujääk, negatiivselt laetud kehadel on elektronide ülejääk-samanimelised öaetud kehad tõukuvad, erinimelised tõmbuvad. · Elektrilaengu jäävuse seadus-elektriliselt isoleeritud süsteemi sumaarne laeng ei muutu. q1+q2+q3+...+qn=0 q-süsteemis olevate kehade laengud[1C] · Elektriliselt isoleeritud süsteemiks nimetatakse sellist süsteemi läbi mille ei saa kulgeda

Füüsika

docx

Kehade elektriseerumine. Elektrilaeng.

Tööleht 1 Kehade elektriseerumine. Elektrilaeng. 1.Milline omadus on hõõrutud kehal? V: Hõõrutud keha tõmbab enda poole teisi kehasid 2.Millist keha omadust kirjeldatakse elektrilaengu abil? V: Hõõrumisel tekkinud keha omadust tõmmata enda poole teisi kehasid, kirjeldatakse elektrilaengu e laengu abil. 3.Millist keha nimetatakse elektriseeritud kehaks? V: Keha, millel on elektrilaeng 4.Mis juhtub, kui laetud kehaga puudutada teist keha? V: Elektrilaeng võib tekkida ja kanduda laetult kehalt teistele kehadele, mille tulemusel need kehad laaduvad. 5.Miks kleepub sooja ahju vastu surutud ajaleht pärast riideharjaga hõõrumist ahju külge? V: hõõrumisel elektriseeruvad mõlemad kehad. 6.Miks kattub lakitud mööbli pind kiiresti tolmuga, kui seda pühkida kuiva lapiga? V: kehal on elektrilaeng. 7.Miks liibub villase riidega hõõrutud täispuhutav õhupall vastu seina, kappi või mõnda muud eset? V: kuna sellel teki

Füüsika

pdf

Alalisvool

1 Alalisvool 1.1 Vooluring (põhikooli füüsikakursusest) Kui omavahel juhtmetega ühendada vooluallikas, elektritarviti(d) ja lüliti, tekib vooluahel. Vooluallikas, elektritarviti, lüliti ja juhtmed on vooluahela osad. Kui vooluahelas lüliti sulgeda tekib vooluring. Vooluring on suletud vooluahel, milles saab tekkida vool. Vooluahelas võib olla mitu vooluringi. Vooluallikas tekitab ja hoiab vooluringi ühendatud juhtides elektrivälja. Tarviti on suvaline seade, mis töötab elektrivooluga. Elektritarvitiks on näiteks elektrimootor, küttekeha, lamp, taskutelefon. Tarvitis muundub elektrienergia mingiks teiseks energialiigiks: mootoris mehaa- niliseks energiaks, küttekehas soojusenergiaks, lambiks soojus- ja valgusenergiaks, telefonis elektromagnetiliseks ja/või helienergiaks. Juhtmed on vajalikud vooluringi osade ühendamiseks. Igal elektriseadmel on juhtmete ühendamiseks vähemalt kaks klemmi. Lüliti on seade vooluringi sulgemiseks ja avamiseks, nii nagu vaja o

Elektrotehnika

Rohkem sarnaseid