* Ringsagedus ? nitab ajahikus lbitavat faasinurka radiaanides. VAHELDUVVOOLU TEKKIMINE. GENERAATOR * Generaatoriks nimetatakse seadet, mis muundab mingit teist energiat vahelduva elektromagnetvlja energiaks. * Mehaaniline generaator sisaldab magnetvlja tekitajat (psi- vi elektromagnetit) ja selle suhtes prlevat juhtmemhist. TAKISTUSED VAHELDUVVOOLU AHELAS * Vahelduvvoolu ahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks * Induktiivtakistust X = ?L avaldab vahelduvvoolule juhtmepool, mille induktiivsus on L. Seejuures on ? vahelduvvoolu ringsagedus * Mahtuvustakistust Avaldab vahelduvvoolule kondensaator, mille mahtuvus on C * Aktiivtakistusel on pinge ja voolutugevus samas faasis. Induktiivtakistusel jb voolutugevus faasis maha pingest, mahtuvustakistusel aga pinge voolust. Maha jb energiat mrav suurus VAHELDUVVOOLU VIMSUS
mõõta voolutugevuse sõltuvust ajast. Mõõtmised tuleb läbi viia väga lühikeste ajavahemike vahel, selleks otstarbeks sobib ostsillograaf. Voolutugevuse positiivne ja negatiivne väärtus graafikul annavad teavet voolu suuna kohta. Voolu suund ja tugevus juhis ei muutu, kui vabad laengukandjad liiguvad kogu vaatlusaja samas suunas ning juhti läbib igas ajaühikus sama suurusega elektrilaeng. 7) selgita aktiivtakistuse olemust (lk. 48) Takistus, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus samas faasis. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. Takistus sõltub juhi materjalis ja mõõtmetest. 8) mis on induktiivtakistus? (lk. 48) Induktiivtakistus -takistus, mille tekitab vahelduvvoolu ahelasse lülitatud pool. (Sõltub vahelduvvoolu sagedusest) Induktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus erinevates faasides, pinge maksimumid saabuvad voolu omadest varem. RL=L, Ühik 1 9) mis on mahtuvustakistus? (lk. 50)
amplituudväärtuste kaudu. Ohmi seaduse abil I=U/R (I=voolu tugevus lõigus, amprid. U= pinge, voldid. R=lõigu takistus, ohmides) 19. Vahelduvvooluringi kogutaksitust nimetatakse .................................... ja ta koosneb kolmest erinevast takistusest. Nimeta need takistused ja kirjuta nende arvutusvalemid Vahelduvvoolu ahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. Aktiivtakistusel on pinge ja voolutugevus samas faasis. Induktiivtakistust X=ωL avaldab vahelduvvoolule juhtmepool, mille induktiivsus on L. Seejuures on ω vahelduvvoolu ringsagedus. Induktiivtakistusel jääb voolutugevus faasis maha pingest. Mahtuvustakistus avaldab vahelduvvoolule kondensaator, mille mahtuvus on C. mahtuvustakistusel aga pinge voolust. Maha jääb energiat määrav suurus. 20. Mida saab leida Thomsoni valemist? Kirjuta Thomsani valem. Võnkeringis
hetkväärtus i · Voolutugevuse maksimaalne väärtus - Voolutugevuse amplituudväärtus Im Vahelduvvool FAAS. Väljendatakse kraadides i = Im sint i = 3 sin 100t = 2f Im = 3A, f = 50 Hz i = Im sin 2f t t = 0,1s 1 f= T i =3 · sin 100 · 0,1 = 3 · sin10 = 0 Aktiivtakistus R Takistus, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus samas faasis Aktiivtakistus VOOL PINGE Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. Induktiivtakistus Takistus, mille tekitab vahelduvvoolu ahelasse lülitatud pool. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus erinevates faasides, pinge maksimumid saabuvad voolu omadest varem Induktiivtakistus VOOL
Juhtme takistust vahelduvvoolule nimetatakse aktiivtakistuseks. Tähistatakse r. r>R Sagedustel kuni 70 Hz on aktiivtakistus praktiliselt võrdne oomtakistusega. Aktiivtakistus Aktiivtakistuses eraldub energia ainult soojusena. Aktiivtakistusega tarvitid, mille induktiivsus ja mahtuvus on tühised: hõõgpirn, küttekehad, juhtmed, takistid, reostaadid jm. Aktiivtakistusega vooluringis on Ohmi seadus kujul: . Ahela aktiivtakistusel eraldunud võimsust nimetatakse aktiivvõimsuseks. Aktiivvõimsuse mõõtühik on 1 vatt. Tähis W. Ülesanne Võrgust pingega 230V toidetakse küttekeha võimsusega 2000W. Leida küttekeha vool ning 3 h jooksul tarbitud elektrienergia. Induktiivtakistus Ühendades vahelduvvoolu ahelasse mähise, tekkib selles vool, mis sõltub nii pooli juhtme aktiivtakistusest kui ka induktiivsusest. Induktiivsus L on elektrilise inertsuse mõõduks. Mõõdetakse henrides. Tähis H.
Vahelduvvool kui laengu-kandjate võnkumine Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille korral voolutugevus perioodiliselt muutub. Tavaliselt muutub seejuures ka voolu suund. Vahelduvvool muudab oma suunda sujuvalt lainetena. Perioodiks nimetatakse ajavahemikku, mille jooksul sool teeb läbi kõik oma muutused. Perioodi mõõdetakse sekundites. [T] = 1s Muutuste arvu ühes sekundis nimetatakse sageduseks. Voolutugevuse perioodiliste muutuste sageudseks (f) on Euroopa riikides valitud 50 hertsi. Seega saab arvutada valemiga kaudu perioodi. T= 20 ms See tähendab, et voolutugevuse mistahes väärtus kordub iga 20 ms tagant. Voolutugevuse hetkväärtuseks nimetatakse voolutugevuse väärtust antud ajahetkel. [i] = A (amper) Voolutugevuse hetkväärtus jaguneb positiivseteks ja negatiivseteks. 1) Voolutugevuse positiivsed hetkväärtused tähendavad laengukandjate liikumist valitud suunas. 2) Voolutugevuse negatiivsed hetkväärtused (allpool a...
Millised takistused esinevad vahelduvvooluahelas? Kirjelda neid. Aktiivtakistus – puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent Induktiivtakistus – tekib seal, kus mähis või pool Mahtuvusliktakistus – kondensaator Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtus Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellise alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. Mis on vaseskadu ja rauaskadu? Vaseskadu on juhtmete soojenemise tõttu voolukadu ja rauaskadu on raudsüdamikus tekkivate pöörisvoolude tõttu trafos.
Pinget madaldav trafo - primaarmähisel on rohkem keerde kui sekundaarmähisel 11. Elektritarvitite liigid: 1) Infoseadmed (arvuti, telefon) 2) Küttekehadega seadmed (pliit, triikraud, hõõglamp) 3) Mehaanilise töö seadmed (trell, ketaslõikaja, mikser) 12. Aktiivvõimsus - keskmine võimsus mis on võrdle elektrivoolu kogu tööga ühes sekundis P=U*I 13. Voolutugevuse effektiivväärtus - selline alalisvoolu tugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub vahelduvvooluga võrreldes sama suur võimsus
nüüd kondensaatori elektrivälja energiaks. Kolmandal veerandperioodil kondensaator tühjeneb uuesti ja neljandal veerandperioodil laetakse esialgsega samamärgiliselt. Kogu protsess hakkab edaspidi korduma – võnkeringis kujunevad välja vabavõnkumised. Reaalses võnkeringis on peale kondensaatori mahtuvuse C ja pooli induktiivsuse L veel aktiivtakistus R (pooli ja ühendusjuhtmete materjali takistus). Kuna võnkumiste käigus eraldub aktiivtakistusel soojus, siis energia väheneb võnkeringis pidevalt ja võnkumised sumbuvad. Võnkumiste sõltuvuse uurimiseks aktiivtakistusest R, induktiivsusest L ja mahtuvusest C vaatleme joonisel 10.1 esitatud võnkeringi. Vastavalt Kirchhoffi II seadusele peab pingelangude summa kondensaatoril ja aktiivtakistusel igal ajahetkel võrduma pooli omainduktsiooni emj-ga, st i(t)R+uC (t)=ε(t). Siin on i(t) voolutugevuse hetkväärtus, uC (t) kondensaatoril oleva pinge
Kondensaator koosneb kahest lähestikku paiknevast elektroodist, nn plaadist ja neid eraldavast dielektrikukihist. Induktiivpool - on elektroonikakomponent, mille põhiline tunnussuurus on induktiivsus L, st. ta on võimeline tekitama magnetvälja ja seoses sellega ka talletama energiat. Ta koosneb südamikust ja sellele mähitud isoleeritud traadist mähisest. Aktiivtakistus - elektritakistus vooluahelas, milles puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent, tähistus R. Aktiivtakistusel eraldub alati energiat ning see ei salvestu ja elektrienergiaks tagasi ei muundu. Induktiivtakistus - on elektritakistus, mis esineb induktiivsust omavatel elektriahela elementidel (näiteks induktiivpoolil) vahelduvvoolu korral. Tähistus XL. Mõõtühik on 1 Ω. Induktiivtakistus avaldub kujul: XL = 2·π·f·L Mahtuvustakistus - elektritakistus, mis esineb mahtuvust omavatel elektriahela elementidel (näiteks kondensaatoril) vahelduvvoolu korral
Voolutugevuse maksimaalset võimalikku väärtus Imnimetatakse amplituudväärtuseks. Mehaanikast teame, et pendli võnkumist saab kirjeldada harmoonilisefunktsiooniga. Koosinusfunktsioon voolutugevus on maksimaalne alguses Siinusfunktsioon korral algab aja môõtmine hetkel, mil i=0 Vooluallikad ja tarvitid moodustavad vahelduvvooluvõrgu. Vahelduvvooluahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalsvoolu korral. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. On faasis , pliit, hõõglamp Induktiivtakistust Xl = wL avaldab vahelduvvoolule juhtmepool, mille induktiivsus on L. Seejuures on w vahelduvoolu ringsagedus. Kino ja teatri hõõglamp Mahtuvustakistus Xc = 1 / wC avaldab vahelduvvoolule kondensaator, mille mahtuvus on C. Külmik, pesumasin, tolmuimeja Näivtakistus ehk impedants Z on vahelduvvoolu takistus , mis arvestab aktiivtakistust R ja
Aktiivtakistus Vahelduvvoolu ahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistus iseloomustab laengukandjate suunatud liikumisel mõjuvate pidurdusjõudude toimet. Tahkes aines on need jõud tingitud eelkõige laengukandjate vastastikmõjust võnkuvate ioonidega. Elektrivolu säilitamiseks teeb elektriväli pidurdavate jõudude vastu tööd, mille käigus elektrienergia vabaneb soojusena. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus käsikäes. Öeldakse, et pinge ja voolutugevus on omavahel faasis. Induktiivtakistus Induktiivtakistust XL = L avaldab vahelduvvoolule juhtmepool, mille induktiivsus on L
Valem: XL=wL. On põhjustatud enda induktsiooni nähtusest. Voolutugevuse muutus põhjustab poolis enda induktsiooni elektromotoorjõu, mille märk on voolumuutuse suunale vastupidine. Voolutugevuse ja pinge vahel on faasivahe. Pool on lisavooluallikas. · Mahtuvuse takistus moodustab vooluahela kondensaator.Pmt on kondensaator lisavooluallikas. Valem: XC=1/wc · Vahelduvvoolutugevuse efektiivväärtus selline alasivoolu tugevus, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. · Relaktiivvõimsus kui ahelas on induktiiv või mahtuvustakistus, siis on pinge ja voolutugevuse vahel faasivahe, vahepeal on võimsus neg. Seda võimsust nim. relaktiivvõimsuseks. · Aktiivvõimsus P=CIcosf · Sagedus võrdsete ajavahemike tagant toimuv võngete arv ajaühikus. · Periood mitu võnget teeb elekter 1 sekundi jooksul Valemid: Em=B*S*w XL=w*L XC=1:(wC) Z=sqrt(R2+(XL++XC)2)
T- periood, näitab ajavahemikku, mille tagant voolutugevuse mingi kindel väärtus kordub (i- hetkeväärtus, Im voolutugevuse amplituudväärtus, wt-faas, w- ringsagedus). Faas-f- näitab võnkeseisundit nurga ühikutes. Ringsagedus w- näitab ajaühikus faasinurga muutust radiaanides. Takistused vahelduvvoolu allikas: Aktiivtakistus- R- sama takistus mis on olemas alalisvoolu korral. Iseloomustab laengukandjate suunatud liikumisel mõjuvate pidurdusjõudude toimet. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus faasis e nad saavutavad üheaegselt maksimaal- kui ka minimaalväärtuse. Elektrivoolu säilitamiseks peab elektriväli tegema tööd pidurdavate jõudude vastu, eraldub elektrivälja energia soojusena. R=U/I. Induktiivtakistus- XL- on tingitud endainduktsiooni nähtusest. Voolutugevuse muutumisel poolis muutub ka magnetvoog pooli keerdudes. Poolis tekib endainduktsiooni elektromotoorjõud, mis takistab talle väljaspoolt peale surutavat voolutugevuse muutust.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sumbuvate võnkumiste perioodi määramine Jrk nr. R s, N l, cm M, t, ms Teksp, ms Tteor, ms ms/cm 1. 2. 3. 4. 5. Vabad võnkumised 1. Vabad võnkumised-ainult võnkesüsteemi sisemiste jõudude mõjul toimuvad võnkumised. Nad sumbuvad, sest võnkeringis esineb aktiivtakistus, aktiivtakistusel eraldub võnkumiste käigus soojus ja energia võnkeringis väheneb. 2. Elektromagnetilised võnkumised-võnkeprotsessi iseloomustavad elektrilised ja magnetilised suurused (q, u, i, B, E jt) muutuvad ajas perioodiliselt. 3. Induktiivsus-vooluringi omadus tekitada magnetvälja. Magnetvälja asendi muutus vooluringi suhtes võib tekitada elektrivoolu. Ühik: Üks henri võrdub sellise vooluringi induktiivsusega, milles voolu tugevuse muutus ühe
Plussid: võimsust saab kiiresti ja suurtes piirides reguleerida, ei saasta loodust, odav, taastuv energia. Miinused: oleneb vee tasemest, raske ja kallis ehitada, suurte alade üleujutamine, lisaläbikäigud kaladele. Tuumaelektrijaam. Plussid: kulub vähem kütust, puhas energia. Miinused: kiiritusoht, raske töötajaid leida, radioaktiivsed jäägid. Aktiivtakistus- takistus, mis sõltub juhi mõõtmetest, materjalist ja temperatuurist. Aktiivtakistusel muundub kogu elektromagnetvälja energia teisteks energia liikideks. R= l/S R= Ur/I Induktiivtakistus. Suurus, mis iseloomustab induktiivkoormuse omadust piirata voolutugevust, kuid mitte muundada elektromagnetvälja energiat teisteks energialiikideks. Induktiivtakistuse korral jääb voolutugevus pingest /2 võrra maha. Tähis XL , definitsioonvalem XL= UL/I. Ühik SI-s 1 oom (1). Mahtuvustakistus. Suurus, mis iseloomustab mahtuvuskoormuse omadust piirata
induktiivsus- vooluringi omadus tekitada magnetvälja. Mahtuvustakistus- elektritakistus, mis esineb siinuselise vahelduvvoolu korral ja mida põhjustab takisti mahtuvus. Liinipinge- kahe faasi vaheline pinge. (tööstusvool) Faasipinge- esineb nulljuhtme ja faasi vahel. (valgustusvool) Vahelduvvoolu aktiivvõimsus- vahelduvvoolu hetkvõimsuse keskväärtus ühe perioodi kestel. Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtus- selline alalisvoolu tugevus, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. Elektromagnetlaine (ehk ristlaine)- ruumis leviv elektri- ja magnetvälja perioodiline muutus. 2. Kirjelda vahelduvvoolu kasutamist, sin või cos graafikut. 3. Vahelduvvooluvõrk. Selgita, kuidas vahelduvvoolu võrgus 3 juhet seotud on (faas,null,maandus). Vahelduvvooluvõrk- elektrivõrk, mida toidetakse vahelduvpingega. See on moodustunud vooluallikatest ja tarvitist. · Faas ja null on omavahel seotud läbi tarviti.
Mahtuvustakistus tekitab ahelas olev kondensaator. Tekib tänu sellele, et kondensaator võib vaadelda kui lisa kondensaatorit, mis voolu kasvamisel laadub, kahanemisel annab energiat ahelasse tagasi. Pinge ja voolutugevuse vahel faasivahe pii/2. Soojust puhtalt ei eraldu. Pinge jääb voolutugevusest ajaliselt veerand perioodi maha. (Xc 1 jagatud (w . c) Vahelduvvoolu võimsus Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nim. sellist alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus Takistusel eralduvat võimsust nim. aktiivvõimsuseks Transformaator ehk trafo Koosneb kahest poolist, mis on ühisel raudsüdamikul Primaarmähis on mähis, millele rakendatakse pinge Sekundaarmähis on see, millelt võetakse trafolt vabanev pinge Töö põhimõte: Primaarmähises tekitab muutuva elektromotoorjõu sekundaarahelas Rakendusi: elektrienergia ülekanne, mida kõrgem pinge seda väiksem vool. Auto süütepool,
Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult QL aktiivtakistis).Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse ja QC mahtuvusvõimsuse vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab aktiivvõimsus näivvõimsusest, P cos S Q S sin näitab võimsustegur . Reaktiivvõimsus on siis järelikult . 15) Millised eelised ja puudused on vahelduvvoolul võrreldes alalisvooluga? Eelised: jõuahelad kontaktivabad, lihtne muundada, lihtsam, odavam.
1. Siinuskõveraid iseloomustavad suurused 2. Siinusvoolu hetkväärtus, efektiivväärtus ja amplituudväärtus. 3. Võimsustegur ja selle parendamine. Seda, kui suure osa moodustab aktiivvõimsus näivvõimsusest, näitab võimsustegur P cos = . S 4. Resonantsinähtus elektriahelates. Kui induktiiv- ja mahtuvustakistused on võrdsed. 5. Vahelduvvoolu võimsus. Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellise alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. Aktiivvõimsuseks nimetatakse vahelduvvooluahelas aktiivtakistusel eralduvat võimsust. 6. Magnetväli. Magnetvaljaga on tegemist pusimagneteid ja vooluga juhet umbritsevas keskkonnas. Magnetvalja kujutatakse magnetvalja joujoontega, mis on alati kinnised. Pusimagnetite ja ka elektromagnetite puhul on magnetvalja joujooned suunatud valjaspool magnetit pohjast lounasse ja sees vastupidi
U V 0,1PVn RK 0,5V PVN – Nimiväljundvõimsus (0,5W) RK – Koormustakistus (8Ω) Laboratoorne töö nr 4 (Väljundvõimsuse mõõtmine) Amplituud – signaali maksimumväärtus Tipust tipuni – signaali maksimum ja miinimum vahe, siinusisgnaalil kahe kordne ampl. Efektiivväärtus - Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisuguse alalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral. ( ruutkeskväärtus ). Tulemused Kõlari takistus 8 ohmi Sagedusala 5,3 MHz Voltmeeter näitab väljundpingeks 3,7 V Pinge tipust tipuni OSC järgi on 10 V Amplituud on 5 V Efektiiväärtus on 3,5 V Amplituudvõimsus : P = 5√2 / 8 = 0,88 W Efektiivvõimsus : P = 3,7√2 / 8 = 0,65 W Järeldus Efektiivsuuruselt apmlituudsuurusele minnes saame sama tulemuse nagu
· Induktiivtakistus · Mahtuvustakistus Aktiivtakistus Vahelduvvoolu ahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistus iseloomustab laengukandjate suunatud liikumisel mõjuvate pidurdusjõudude toimet. Tahkes aines on need jõud tingitud eelkõige laengukandjate vastastikmõjust võnkuvate ioonidega. Elektrivolu säilitamiseks teeb elektriväli pidurdavate jõudude vastu tööd, mille käigus elektrienergia vabaneb soojusena. Aktiivtakistusel muundub elektrienergia soojuseks. Aktiivtakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus käsikäes. Öeldakse, et pinge ja voolutugevus on omavahel faasis. Induktiivtakistus Induktiivtakistust XL = L avaldab vahelduvvoolule juhtmepool, mille induktiivsus on L. Seejuures on vahelduvvoolu ringsagedus. Pool hakkab toimima vooluallikana, mis pidurdab väljastpoolt peale sunnitavat voolu muutumist. Puhtalt induktiivsel takistusel energiat soojusena ei vabane.
12. Mida kirjeldab aktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? Aktiivvõimsus P on keskmine võimsus perioodi kohta. Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). 13. Mida kirjeldab reaktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse Q L ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab aktiivvõimsus P näivvõimsusest, näitab võimsustegur cos = . Reaktiivvõimsus on siis järelikult Q = S sin . S 14. Mida kirjeldab näivvõimsus vahelduvvooluahelas? Suurust S = U I nim. Näivvõimsuseks. S = P 2 + Q 2 . 15. Kas ühefaasilise tarviti reaktiivvõimsus võib olla suurem kui aktiivvõimsus? Kui ei, siis miks, ja
Arvestades eelnevast üksikelementide vektordiagramme tuletame antud ahela vektordiagrammi. 69. Tuletage vahelduvvoolu ahela hetkvõimsuse valem. 70.Lähtudes vahelduvvoolu hetkvõimsuse valemist, tuletage vahelduvvoolu keskmise võimsuse valem. cos on võimsustegur ja näitab kui suur osa koguvõimsusest on aktiivvõimsus. Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisuguse alalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral. 71. Teades elektromagnetilise laine energia ruumtiheduse avaldist, tuletage seos elektriväljatugevuse ja magnetväljatugevuse vahel. Laine energia ruumtihedus: Sümmeetria kaalutlustel on need energiad võrdsed igal ajahetkel. Saame universaalne seos elektri- ja magnetväljatugevuste vahel. 72. Modifitseerige allolevat avaldist nii, et kaoks summa. Kuidas avaldub elektromagnetilise laine kiirus vaakumis? C on valguse kiirus vaakumis
Arvestades eelnevast üksikelementide vektordiagramme tuletame antud ahela vektordiagrammi. 69. Tuletage vahelduvvoolu ahela hetkvõimsuse valem. 70.Lähtudes vahelduvvoolu hetkvõimsuse valemist, tuletage vahelduvvoolu keskmise võimsuse valem. cos on võimsustegur ja näitab kui suur osa koguvõimsusest on aktiivvõimsus. Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisuguse alalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral. 71. Teades elektromagnetilise laine energia ruumtiheduse avaldist, tuletage seos elektriväljatugevuse ja magnetväljatugevuse vahel. Laine energia ruumtihedus: Sümmeetria kaalutlustel on need energiad võrdsed igal ajahetkel. Saame universaalne seos elektri- ja magnetväljatugevuste vahel. 72. Modifitseerige allolevat avaldist nii, et kaoks summa. Kuidas avaldub elektromagnetilise laine kiirus vaakumis? C on valguse kiirus vaakumis
Lenzi reegel. Induktsiooni elektromotoorjõud liikuvates juhtides. Generaator. Eneseinduktsioon. Eneseinduktsiooni elektromotoorjõud. Induktiivsus. Magnetvälja energia. Vahelduvvool. Elektromagnetiline sundvõnkumine - vahelduvvool. Pöörlev raam homogeenses magnetväljas. Vahelduvvoolugeneraator. Vahelduvvoolu iseloomustavad põhisuurused. Aktiiv-, induktiiv- ja mahtuvustakistus vahelduvvooluahelas. Näivtakistus. Kogutakistus. Ohmi seadus vahelduvvooluringi kohta. Vahelduvvoolu võimsus aktiivtakistusel. Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused. Transformaator. Elektrienergia tootmine, ülekanne ja jaotamine. 3-faasiline vahelduvvool. Elektriohutus. Kaitsemaandus. Kaitsmed. Alaldi. Vaheldi. Elektromagnetvõnkumised. Võnkering. Elektromagnetväli. Elektromagnetlaine. Elektromagnetlainete skaala. Raadiolained, nende omadused ja levimine. Raadioside põhialused. Modulatsioon ja detekteerimine. Raadiolokatsioon. Optika (20h) Sissejuhatus. Valguse dualism
väärtusega E/R püstteljel. Kui ahel katkestada, siis on voolutugevus ahelas null. Aktiivtakistusel R pingelangu ei teki ning väljundpinge U0 = E. Vastav punkt asub horisontaalteljel. Nende kahe punkti vahele
See valem koosneb kahest liikmest: ajast sõltuma- tust alaliskomponendist U I cos ja siinuselisest vahelduvkomponendist U I cos(2t + ). Võimsuse keskväärtus perioodi vältel on võrdne alaliskomponendiga U I cos , sest siinus- funktsiooni keskväärtus perioodi kohta on null: P = U I cos . r Kuivõrd U cos = U = I r = U a , siis z P = U a I = I 2 r. See tähendab, et vooluringi keskmine võimsus on võrdne aktiivtakistusel eralduva võimsuse kesk- väärtusega. Mistahes vooluringi keskmist võimsust nimetatakse seepärast ka aktiivvõimsuseks. Lõppevas jaotises saadud seosed ja võrrandid on vahelduvvoolu teooria põhiosa. Need on kasutusel enamiku tarvitite puhul ja kehtivad põhimõtteliselt ka mahtuvuslike vooluringide puhul. 91 6.12 Aktiivtakistus ja kondensaator vahelduvvooluringis Vahelduvpingel toimub kondensaatori laadimine,
17.Aktiivvõimsus vahelduvvooluahelas. Reaktiiv ja näivvõimsus vahelduvvooluahelas. Aktiivvõimsus P on keskmine võimsus perioodi kohta. Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse QL ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab P aktiivvõimsus näivvõimsusest, näitab võimsustegur cos . Reaktiivvõimsus on siis järelikult S Q S sin . Näivvõimsus on aktiivvõimsuse P ja reaktiivvõimsuse Q geomeetriline summa: S P 2 Q 2 . Võimsustegur näitab kui suur osa näivvõimsusest elektriahelas muutub kasulikuks ehk aktiivvõimsuseks. 18
Kaasajal on kaalul anduriteks reeglina tensomeetrilised seadmed ning nende väljundit on lihtsam digitaliseerida. 27. ELEKTRIMÕÕTEVAHENDITE ÜLDEHITUS JA ELEKTRIPARAMEETRITE MÕÕTEMUDEL Sagedamini mõõdetavateks elektriparameetriteks on elektrivoolu tugevus ja pinge, elementide takistus, mahtuvus ja induktiivsus ning elektrivõimsus ja elektrienergia ajaline kogus/kulu. Elekter on alalispinge/-voolu ning vahelduvpinge/-voolu kujul. Vahelduvelektrivool tekitab: - aktiivtakistusel aktiivenergiakulu, kusjuures voolu ja pinge vektorid on ilma nihketa üksteise suhtes; - mahtuvustakistusel reaktiivenergiakulu, kusjuures voolu ja pinge vektorid on üksteise suhtes nihkes, vool on pärast pinget, 90o; -induktiivtakistusel reaktiivenergiakulu, kusjuures voolu ja pinge vektorid on üksteise suhtes nihkes, vool on enne pinget, 90o Sise(nd)takistus - Mõõtmistel on vaja, et mõõteskeem ei mõjutaks mõõdetavat signaali. Tegelikkuses mõjutab mõõteskeem mõõteriista näitu
Takistus sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest. Takistus R on võrdeline juhi pikkusega l, pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga S ja sõltub juhi materjalist: kus: R on juhi takistus oomides [], on juhi materjali eritakistus oom-meetrites [m], l on juhi pikkus meetrites [m] ja S on juhi ristlõike pindala ruutmeetrites [m2]. Aktiivtakistus vahelduvvooluahelas on see füüsiklaline suurus, millest sõltub ahelas kaduma mineva energia kogus. Aktiivtakistusel eraldub energia ainult soojusena. Ainult aktiivtakistust omavataks tarvititeks võib lugeda kõiki neid, kus induktiivsus ja mahtuvus on tühised. Aktiivtakistust läbiv vool on samas faasis takistile rakendatud pingega. Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes. Seda tähistatakse enamasti Ek või T. Energia mõõtühik SI-süsteemis on dzaul (J). Klassikalises mehaanikas näidatakse, et kui keha massiga
Kogu reaktiivtakistus Ahela kogutakistus takistus takistus 1 X X 2 fL X X X c 2 fC L L c Z R2 X2 Vahelduvvooluring on kirjeldatav aktiivvõimsusega, reaktiivvõimsusega ja näivvõimsusega. Aktiivvõimsus vastab aktiivtakistusel eralduvale võimsusele. Reaktiivvõimsuse tekkimise tingib pinge ja voolukõvera vahel aset leiduv faasinihe (kõverad u ja i Joonis 3.5, b), mille tulemusena hakkab teatud osa energiast tarbija ja elektrivõrgu vahel perioodiliselt edasi- tagasi võnkuma. Faasinihe voolu ja pinge vahel avaldub XL XC arctan R
= 0, siis vool on ühine, ühesugune. vs = vv + jLi + i/(jC), mille jagades i-ga läbi saame, et kogutakistus komlekskujul z(täpp) = R + jL + [1/ (jC)] aga normaalkujul Z = ruutjuur {R2 + [L - 1/ (C)]2}. Võib tekkida olukord, et L - 1/ (C) = 0, see on siis, kui = 0 => pooli ja induktiivsuse kogutakistus on võrdne nulliga. Resonantsi puhul väheneb jadaahela takistus aktiivtakistuseni. Seetõttu on vool võnkeringis maksimaalne ning pinged poolil ja kondensaatoril ületavad Q-kordselt aktiivtakistusel R tekkiva pingelangu. Q on võnkeringi hüvetegur: Q = 2f0L/R = 1/(2f0CR) Poolil pinge /2 voolust ees ja kondensaatoril pinge /2 voolust maas. Vooluresonants: voolud liituvad nii, et nende summa on null, kui = , siis pinge on ühine. 1) vL = vC 2) K(täpp)() = Z(täpp)LC/ [ R + Z(täpp)LC] 3) voolud erinevad -> sõltuvad harude takistustest poolis jääb pinge voolust /2 maha. Kui -> 0, siis XL -> 0, iL -> &inf;, XC -> &inf;, iC -> 0 => madalatel sagedustel,
induktiivne reaktiivtakistus = induktiivpooli takistus) erinevus mahtuvuslikust takistusest (= mahtuvuslik reaktiivtakistus = kondensaatori takistus). Kogutakistus Faasinihe - . Näeme, et nii faasinihe kui amplituud sõltuvad sundiva jõu sageduse ning süsteemi omasageduse vahest. Kui see on null, on faasinihe ning amplituud maksimaalne: Vahelduvvoolu efektiivväärtused - Vahelduvvoolu efektiivväärtused on aktiivtakistusel R sama võimsuse P tekitavad alalisvoolu I väärtused (220 V ja 380 V). Loeng 16 Laine, ristlainetus, pikilainetus Laine on keskkonna osakeste võnkumine, milles osalevad osakesed ei muuda oma asukohta ja kus võnkefaas sõltub allika kaugusest (siinus või koosinus funktsiooni järgi). · Kui toimub osakeste (laine) võnkumine sihis üles-alla, siis on see ristlainetus. · Kui toimub osakeste (laine) võnkumine sihis vasakult-paremale, siis on see pikilainetus.
induktiivne reaktiivtakistus = induktiivpooli takistus) erinevus mahtuvuslikust takistusest (= mahtuvuslik reaktiivtakistus = kondensaatori takistus). Kogutakistus Faasinihe - . Näeme, et nii faasinihe kui amplituud sõltuvad sundiva jõu sageduse ning süsteemi omasageduse vahest. Kui see on null, on faasinihe ning amplituud maksimaalne: Vahelduvvoolu efektiivväärtused - Vahelduvvoolu efektiivväärtused on aktiivtakistusel R sama võimsuse P tekitavad alalisvoolu I väärtused (220 V ja 380 V). Loeng 16 Laine, ristlainetus, pikilainetus Laine on keskkonna osakeste võnkumine, milles osalevad osakesed ei muuda oma asukohta ja kus võnkefaas sõltub allika kaugusest (siinus või koosinus funktsiooni järgi). · Kui toimub osakeste (laine) võnkumine sihis üles-alla, siis on see ristlainetus. · Kui toimub osakeste (laine) võnkumine sihis vasakult-paremale, siis on see pikilainetus.
vastavalt pingele U1. Magneetimisvoolu kujutab vektor I12, mis tekitab kasuliku aheldusvoo 12. Vektor E2 kujutab rootori vastuelektromotoorjõudu, mis on risti vektoriga 12. Rootori vool I2 järgib elektromotoorjõudu E2. Staatori ja rootori aheldusvood 1 ja 2 erinevad aheldusvoost 12 puistevoogude 1 = L1I1 ja 2 = L2I2 tõttu. 168 Vektor U1 esitab kolme elektrilist suurust: pingelangu I1R1 staatori aktiivtakistusel R1, endainduktsiooni elektromotoorjõudu s1, mida sageli nimetatakse transformatoorseks elektromotoorjõuks, ja vastuelektromotoorjõudu E1. Sarnaselt eelnevaga kirjeldatakse mootorites rootori pinget U2. Püsitalitluse korral pöörlevad staatori ja rootori ruumivektorid kindla nurksagedusega. Siirdetalitluste vältel muutuvad nende amplituudid ja nihkenurgad ajas. Mootori momenti võib käsitleda (valem 5.3) kui voolude I2, I1, aheldusvoogude 12, 2 ja
See valem koosneb kahest liikmest: ajast sõltuma- tust alaliskomponendist U I cos ja siinuselisest vahelduvkomponendist U I cos(2t + ). Võimsuse keskväärtus perioodi vältel on võrdne alaliskomponendiga U I cos , sest siinus- funktsiooni keskväärtus perioodi kohta on null: P = U I cos . r Kuivõrd U cos = U = I r = U a , siis z P = U a I = I 2 r. See tähendab, et vooluringi keskmine võimsus on võrdne aktiivtakistusel eralduva võimsuse kesk- väärtusega. Mistahes vooluringi keskmist võimsust nimetatakse seepärast ka aktiivvõimsuseks. Lõppevas jaotises saadud seosed ja võrrandid on vahelduvvoolu teooria põhiosa. Need on kasutusel enamiku tarvitite puhul ja kehtivad põhimõtteliselt ka mahtuvuslike vooluringide puhul. 91 6.12 Aktiivtakistus ja kondensaator vahelduvvooluringis Vahelduvpingel toimub kondensaatori laadimine,
rnagrretvälia nõrgenetnise, välrendab omakorda nrootori võimalikku nronrenti. Seļ põlr.|usel pole tõstemehhanisnride ajanris, kus on oluiirre ajami ltihiajaline ülekoornratavus, väĮundfiltr'i kasutamine iubatud. Fiļtri asemeļ kasutatakse sel jūul spetsiaalset elektromaņetilise įįlrilduvuse moodulit või väljunddrosselit. Enam kui 50 m pikkuste kaablite kasutarnisel tuļeb jäĮgida, et aktiivtakistusel tekkiv pingelang ei įįļetaks 2 oÄ nimipingest. Īvlootori ülrendukaabli nraksimaalselt lrrbatava pikkr-rse kohta l,õib ieida teavet kataloogidest. Elektromagnetilise ühilciuvuse edasine parandamine on võimaļik spetsiaalsete EMC Inootļulite abil. EMC rnoodulite sisendis or-r toiteahela filter ja väljundis fer'riitsüdarrrikLrga drossel. Väljund_drosselid kujutavad endast tērriitsüdamikku millele on mähitud 3 ktrni 5 kęerdu rnuunduri ja mootori ühenduskaablit
Hiljem, kui kaitsesüsteemid moderniseerusid, asendati elektromehaanilised releed pooljuhtreleedega. Viimastel aastatel on hakatud üle minema mikroprotsessoritel põhinevatele programmeeritavatele kaitsesüsteemidele. Elektrimootorite kaitse seisneb ohtlike rež iimide väljaselgitamises, ohust õigeaegses signaliseerimises, mootori väljalülitamises või töörež iimi muutmises. Peamiselt ohustab mootorit ülekuumenemine, mida põhjustab elektrienergia kadu mähiste aktiivtakistusel ning pöörisvoolust tingitud kadu magnetahelas, samuti hõõrdumine laagrites ning väliskeskkonna temperatuur. Enamikul juhtudel on keskkonna temperatuur mootori omast madalam ning osa soojusenergiast hajub keskkonda. Teine osa soojusenergiast akumuleerub mootoris, põhjustades temperatuuri tõusu. Teatud temperatuurist alates muutub see ohtlikuks mähiste ja juhtmete isolatsioonile. 135
annaabi.ee 
