Vahelduvvool (0)

5 VÄGA HEA
Punktid

Esitatud küsimused

  • Milline on seos sinusoidi ja vektori vahel ?
 
Säutsu twitteris

6 Vahelduvvool  
 
 
 
6.1 Vahelduvvoolu mõiste 
Vahelduvvooluks nimetatakse voolu, mille suund ja 
tugevus ajas perioodiliselt muutub. 
Tänapäeva elektrijaotusvõrkudes on kasutusel 
vahelduvvool. Alalisvoolu kasutatakse seal, kus on 
vaja võrgust sõltumatut toiteallikat – akut autol või 
taskutelefonis, toiteelementi käe- või seinakellas. 
Alalisvooluga töötab praegu veel enamus 
transpordivahendeid – elektrirong, tramm,  trollibuss
Elektrienergia  saadakse nende jaoks aga 
vahelduvvooluvõrgust alaldusalajaamade kaudu. 
Alalisvooluga töötavad ka elektrokeemilised ja 
galvaanikaseadmed.  
Alalisvool , mida seni vaatlesime, on ajalooliselt 
varemtuntud ja lihtsam. Lihtsamad on ka teda 
kirjeldavad matemaatilised seosed. Paljud neist 
kehtivad ka vahelduvvoolu korral, palju on ka 
erinevusi. 
Vahelduvvoolu saamiseks enamkasutatav on 
siinuspinge, raadiotehnikas kasutatakse näiteks ka 
saehammaspinget. 
 
Käesolevas peatükis tuleb vaatluse alla siinuseline 
vahelduvvool. 
Elektrienergia tootmise, jaotamise ja tarbimise 
seisukohalt on vahelduvvoolul alalisvoolu ees rida 
eeliseid: 
•  vahelduvvoolugeneraatorite jõuahelad on 
kontaktivabad – seal puudub vajadus voolu 
ülekandeks pöörlevalt rootorilt 
•   vahelduvpinge lihtne muundamine  trafoga 
kõrgepingeliseks ja tagasi vähendab oluliselt 
ülekandekadusid elektrivõrkudes 
•  vahelduvvoolumootorid on lihtsamad, odavamad 
ja töökindlamad kui alalisvoolumootorid; alates 
XX sajandi viimasest veerandist aga ka 
samahästi reguleeritavad
70   
6.2 Vahelduvvoolu periood ja sagedus 
Siinuseline vahelduvvool on kirjeldatav võrrandiga 
sin a,  
m
i 
voolu hetkväärtus amprites (A) 
 
voolu maksimaalväärtus amprites (A) 
m
α pöördenurk 
 
Seda tekitab siinuseline elektromotoorjõud, mis 
saadakse vahelduvvoolugeneraatoris. Siinuselise 
elektromotoorjõu generaatori mudelina võib 
vaadelda juhtmekeerdu magnetväljas: 
 
 
Muutuva suuruse väärtus mingil hetkel kannab 
nimetust  
hetkväärtus 
ja seda tähistatakse 
väiketähega. Seega on i voolu hetkväärtuse tähis, u 
pinge hetkväärtuse tähis jne. 
Perioodiliselt muutuva suuruse suurimat  
hetkväärtust nimetatakse maksimaalväärtuseks ehk 
amplituudiks  ja tähistatakse suurtähega koos 
indeksiga  m. Vooluamplituudi tähis on siis  ja 
m
pingeamplituudil 
m
Ajavahemikku, mille vältel muutuv suurus teeb 
ühekordselt läbi kõik oma muutused, nimetatakse 
perioodiks , tähistatakse tähega T ja mõõdetakse 
sekundites. 
 
Poolperioodi vältel kulgeb vool ühes (positiivses) 
suunas ja järgmise poolperioodi vältel vastassuunas  
(negatiivses suunas). 
 
71 
Perioodide arvu sekundis ehk perioodi pöördväärtust 
nimetatakse vahelduvvoolu  sageduseks  ja 
tähistatakse tähega f. Sageduse mõõtühikuks on 
herts  (Hz) saksa füüsiku Heinrich Hertzi (1857-1894) 
auks. 
1
=
 
T
f 
sagedus hertsides (Hz) 
T 
periood sekundites (s) 
Üks herts tähendab ühte perioodi sekundis. 
Suuremaid  sagedusi mõõdetakse kilohertsides 
(kHz), megahertsides (MHz), gigahertsides (GHz) ja 
terahertsides (THz) 
kiloherts 1 kHz = 1·103 Hz = 1000 Hz 
megaherts 1 MHz = 1·106 Hz = 1000 000 Hz 
gigaherts 1 GHz = 1·109 Hz = 1000 000 000 Hz 
teraherts 1 THz = 1·1012 Hz = 1000 000 000 000 Hz 
Tööstusliku vahelduvvoolu sageduseks on Eestis ja 
enamikus Euroopa maades 50 
Hz. Raadio- ja 
televisioonitehnikas on kasutusel palju kõrgemad 
sagedused . Ülevaate eri sagedusega voolude 
kasutusaladest saab alljärgnevalt jooniselt. 
Raadiotehnikas kasutatakse ka lainepikkuse 
mõistet. Lainepikkuseks λ (kreeka väiketäht  lambda
nimetatakse kaugust, milleni levib elektromagnetiline 
laine perioodi T kestel 
c
λ = cT =  
f
λ 
lainepikkus  meetrites (m) 
c 
300 000 km/s – elektromagnetiliste lainete 
levimiskiirus vaakumis. 
 
Eri sagedusega vahelduvvoolu kasutusalad 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Telefon   
Raadiolevi 
  
         
Pikklaine 
Kesklaine 
Lühilaine Ultralühilaine 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
Helisagedus 
         
Satelliitside, 
radartehnika 
Infrapuna 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kõrgsagedustöötlus 
 
 
 
 
 
 
 
Televisioon  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Induktsioonkuumutus 
 
 
Meditsiinitehnika 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Võrgu-
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mikrolainekuumutus 
sagedus 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1          101 
102  
103 
   104 
     105         106  
      107         108            109         1010          1011  
1012 
Hz 
 
            1 kHz   
 
  1 MHz 
 
      1 GHz 
 
         1 THz 
Lainepikkus 
          300 km  30 km  3000 m   300 m      30 m      3 m        3 dm       3 cm     3 mm  0,3 mm 
 
6.3 Siinuselise elektromotoorjõu saamine 
Siinuselektromotoorjõudu võib saada, kui 
homogeenses magnetväljas konstantse 
nurkkiirusega pöörata juhtmekeerdu ümber telje, mis 
on risti magnetjõujoonte suunaga 
Kui juhtmekeeru pöörlemissagedus ehk nurk-
sagedus  
ω =α /  ja kui alghetkel  t = 0 on keerd 
algasendis, nagu joonisel, horisontaalselt, siis  keeru  
aktiivkülgedes indutseeritakse elektromotoorjõud 
72   
 
=B l vsin B l vsin t
ω . 
1
2
Kuivõrd keeru küljed on ühendatud jadamisi, siis 
keerus  indutseeritud emj. 
= 2B l vsinωt.  
1
2
Kui keeru asemel on pool, millel on w keerdu, siis on 
summaarne emj. w korda suurem: 
= 2B l wvsinωt
Kui juhtmekeerd või pool on algasendis, siis 
sin ω= 0 ja  = .
0  
Kui juhtmekeerd või pool on pöördunud 90 kraadi, 
siis  sinω=1 ja emj. on maksimaalne: 
 
E
=2Bl w .
 
m
Poolis  indutseeritav elektromotoorjõud  
sinω 
m
e 
elektromotoorjõu hetkväärtus voltides (V) 
 
elektromotoorjõu amplituudväärtus voltides (V) 
m
ω 
nurksagedus  radiaanides sekundis (rad/s) 
t 
aeg sekundites (s). 
Pooli pöörlemisel konstantse kiirusega läbib 
elektromotoorjõud ühe pöörde  (α = 2π ) vältel terve 
tsükli, mis vastab ühele perioodile  (=),  ja 
2
pöörlemise  nurkkiirus  ω =
= π
2

T
Analoogiliselt siinusvool 
sin t
ω  
m
ja siinuspinge 
=sin t
ω . 
m
 
73 
 
6.4 Faasinurk ja faasinihe  
Võrkulülitamise hetkel kui  = ,
0  ei pruugi 
võrgupinge omada nullväärtust. Küllalt suure 
tõenäosusega  α =ψ ≠ 0, kus  ψ  (kreeka väiketäht 
psii ) on algfaasinurk ehk  algfaas . Siis 
sin (

m
ωψ
+ )
Algfaasinurgaks ehk algfaasiks nimetatakse 
elektrilist nurka ψ,  mis on möödunud perioodi 
algusest vaatluse alghetkeni, mida tähistab teljestiku 
nullpunkt
 
Ajahetkel  t = 0, kui joonisel algab vaatlus , on 
elektromotoorjõu perioodi algusest on möödunud 
60° ehk π/3. Selle emj. algfaas on 60°.  ωt = 0 ja 
elektromotoorjõu alghetkväärtus  
sin
 
m
ψ.
0
Positiivne algfaas jääb koordinaatide algpunktist 
vasakule, negatiivne – paremale. 
Kui kaks sama sagedusega siinuskõverat on 
teineteise suhtes ajaliselt nihutatud, siis räägitakse 
faasinihkest ja faasinihkenurgast.  
 
74   
Joonisel on kaks elektromotoorjõu sinusoidi algfaasi-
ga ψ =
60 ja ψ =30 .
°  Nende hetkväärtused on 
1
2
sin (
ja 
m
ωψ
+ )
1
1
sin (
 
m
ω+ψ ).
2
2
Faasinihe  
ψ =ψ –ψ =60° –30° =30 .°  
1
2
Faasilt eesolev on see siinus , mille periood algab 
varem ja faasilt mahajääv on see, mille periood 
algab hiljem. Siin siis on  faasilt ees  st või teisiti 
1
e2
öeldes  jääb  st faasilt maha. 
2
e1
Faasinihkenurka  pinge ja voolu vahel tähistatakse 
ϕ (kreeka väiketäht fii). See võib olla mõõdetud nii 
amplituudi- kui nullväärtuste vahel. Üldisemalt 
ϕ ψ
–ψ  
1
2
ϕ 
faasinihkenurk 
ψ1 
esimese, pinge siinuskõvera algfaas 
ψ2 
teise, voolu siinuskõvera algfaas 
Kui sama sagedusega siinuskõverad on võrdse 
algfaasiga, siis öeldakse, et nad on faasis.
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Vahelduvvool #1 Vahelduvvool #2 Vahelduvvool #3 Vahelduvvool #4 Vahelduvvool #5 Vahelduvvool #6 Vahelduvvool #7 Vahelduvvool #8 Vahelduvvool #9 Vahelduvvool #10 Vahelduvvool #11 Vahelduvvool #12 Vahelduvvool #13 Vahelduvvool #14 Vahelduvvool #15 Vahelduvvool #16 Vahelduvvool #17 Vahelduvvool #18 Vahelduvvool #19 Vahelduvvool #20 Vahelduvvool #21 Vahelduvvool #22 Vahelduvvool #23 Vahelduvvool #24 Vahelduvvool #25 Vahelduvvool #26 Vahelduvvool #27 Vahelduvvool #28 Vahelduvvool #29 Vahelduvvool #30 Vahelduvvool #31 Vahelduvvool #32
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 32 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2013-11-24 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 20 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor Kenerk Õppematerjali autor

Meedia

Mõisted

Sisukord

  • Vahelduvvool
  • Eri sagedusega vahelduvvoolu kasutusalad
  • Telefon
  • Raadiolevi
  • Pikklaine
  • Kesklaine
  • Lühilaine Ultralühilaine
  • Helisagedus
  • Satelliitside
  • Infrapuna
  • Kõrgsagedustöötlus
  • Televisioon
  • Induktsioonkuumutus
  • Meditsiinitehnika
  • Võrgu
  • Mikrolainekuumutus
  • Faasilt eesolev
  • Faasinihkenurka
  • Üldjuhul
  • Vahelduvvoolu efektiivväärtus
  • Võimsuse
  • °°°°
  • Võimsuse hetkväärtus
  • Mahtuvustakistus
  • Meeldetuletus trigonomeetriast
  • Pythagorase teoreem
  • Takistuskolmnurk
  • Võimsus
  • ·sin
  • Lõppevas jaotises saadud seosed ja võrrandid
  • Pingeresonants
  • Madal sagedus Resonantssagedus Kõrge sagedus
  • Vooluresonants

Teemad

  • Vahelduvvool
  • Vahelduvvoolu mõiste
  • Vahelduvvoolu periood ja sagedus
  • hetkväärtus
  • perioodiks
  • sageduseks
  • lambda
  • Siinuselise elektromotoorjõu saamine
  • nurk
  • sagedus
  • Faasinurk ja faasinihe
  • alghetkväärtus
  • faasilt mahajääv
  • nad on faasis
  • nad on
  • vastufaasis
  • Vektordiagramm
  • vektoriks
  • hetkväärtus
  • amplituudväärtus
  • perioodi
  • vektordiagrammiks
  • Siinussuuruste liitmine
  • faasis
  • ae = ab + ad;
  • km = kl + kn
  • Voolu ja pinge keskväärtus ja efektiivväärtus
  • kujuteguriks
  • amplituuditeguriks
  • Aktiivtakistusega vooluring
  • aktiivtakistuseks
  • r > R
  • Induktiivtakistusega vooluring
  • vool jääb pingest 90
  • võrra maha
  • induktiivtakistuseks
  • volt-amper-reaktiivne
  • Mahtuvusega vooluring
  • vool on pingest 90
  • võrra ees
  • Aktiiv- ja induktiivtakistus vahelduvvooluringis
  • Meeldetuletus trigonomeetriast
  • vool jääb pingest nurga
  • võrra maha
  • koosinus
  • takistuskolmnurk
  • näivtakistus
  • võimsuskolmnurk
  • näivvõimsus
  • võimsustegur
  • on vahelduvvoolu teooria põhiosa. Need on
  • kasutusel enamiku tarvitite puhul ja kehtivad
  • põhimõtteliselt ka mahtuvuslike vooluringide
  • puhul
  • Aktiivtakistus ja kondensaator vahelduvvooluringis
  • Induktiivsuse ja mahtuvuse jadaühendus. Pingeresonants
  • resonantssagedus
  • laine
  • Induktiivsuse ja mahtuvuse rööpühendus. Vooluresonants
  • Võimsustegur
  • võimsustegur
  • Aktiiv- ja reaktiivenergia

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

138
pdf
Elektrotehnika alused
3
docx
Vahelduvvool
2
doc
Vahelduvvool
3
doc
Vahelduvvool
2
docx
Vahelduvvool
109
doc
Füüsikaline maailmapilt
414
pdf
TTÜ üldfüüsika konspekt
27
pptx
Vahelduvool





Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !