vahelduvvooluks ? Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad. Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. 2. Kuidas saab kõige lihtsamalt vooluallika, mille klemmidel pinge perioodiliselt muutub ? 3. Kirjuta voolutugevuse võnkumise võrrand (tähiste selgitused ka) 4. Kirjuta pinge võnkumise võrrand (tähiste selgitused ka) 5. Mis on efektiivväärtused ja kuidas need on valitud ? Efektiivväärtused on võimsustegurid. 6. Millised takistuse liigid esinevad vahelduvvooluahelas ? 7. Millest sõltub aktiivtakistus ? Takistus sõltub juhi materjalis ja mõõtmetest. 8. Millest sõltub induktiivtakistus ? induktiivtakistus sõltub vahelduvvoolu sagedusest. 9. Millest sõltub mahtuvustakistus ? sõltub vahelduvvoolu sagedusest 10. Mis on näivtakistus ?
➔ Vooluallika sisetakistuseks r võime lugeda generaatori pöörleva mähise takistust. ➔ Põhiline osa elektrienergiast toodetakse vahelduvvoolugeneraatoritega, mille käitavad enamikul juhtudel auruturbiinid. ➔ Pöörleb nurkkiirusega w=a/t ➔ E = Em x sin x (wt) Vahelduvvoolu genereerimine Kui pöörleva kontuuri otsad ühendada tarbijaga, siis läbib teda vahelduvvool. Voolu tugevus on Ohmi seaduse järgi Im = Em / (R+r) Voolutugevuse efektiivväärtused 1.Kui paigalolevat juhti läbib vool, eraldub temas elektrivoolu tööga võrdne soojushulk Q (=A). 2.Valem kehtib alalisvoolu korral, kuid vahelduvvoolu tugevus ajas muutub. 3.Seetõttu tuleb vahelduvvoolu korral valemisse panna voolutugevuse ruudu keskmine väärtus. 4.Vahelduvvooli tugevuse efektiivväärtuseks nim. sellist alalisvoolu tugevust, mille korral eraldub vahelduvvooluringis võrdse aja jookusl sama suur soojushulk kui alalisvoolu korral.
i=n =B Vahelduvvoolu kirjeldamine graafiku abil Vahelduvvoolu sagedus 50 Hz tähendab seda, et vool muudab 1 s oma suunda 50 korda. Vahelduvvoolu kirjeldamine valemitega U= Um sinw t U pinge hetkväärtus [V] I = Im sinw t Um pinge amplituudväärtus [V] w=2 t aeg [s] w raami pöörlemise sagedus [rad/s] Um= 220 V Vahelduvvoolu efektiivväärtused Efektiivväärtused määravad ära võimsuse, mida vahelduvvool on suuteline edasi viima P = UefIef Uef = Voltmeeter ja ampermeeter mõõdavad vahelduvvoolu ahelas efektiivväärtusi. Takistused vahelduvvoolu ahelas 1. Aktiivtakistus tavaline takistus R [] 2. Mahtuvustakistus takistus, mida avaldab kondensaator vahelduvvoolule Xc = Xc mahtuvustakistus [] w voolu ringsagedus [rad/s] C mahtuvus [F] 3
kasvab, siis eneseinduktsvool takistab selle kasvu. kui vool juhis kahaneb siis eneseinduktsvool püüab säilitada voolu juhis. Eneseindukts elektromotoorjõud on võrdeline voolutugevuse muutumise kiirusega Induktiivsus on juhti iseloom suurus mis sõltub juhi pikkusest ja kujust ja keskkonna magneetilistest omadustest. (valem 3). Voolumagvälja energiad leitakse valemist Vahelduvvool: voolu suund muutub 50 korda sek. Vahelduva voolu sagedus on 50 hertsi. iseloomustavad: pinge ja voolu efektiivväärtused ja maplituudi väärtused. Vahelduva voolu graafik (siinusgraafik). Voolu magnetvälja tekitamiseks tuleb kulutada elekrienergiat ja vastupidi: kadumisel indutseerib magnetväli elektromotoorjõu ja voolu, see tähendab, et magnetvälja energia muundub elektrienergiaks. Energia, mis salvestub magnetväljas voolu suurenemisel nullist I-ni, väljendub valemiga
4. Takistus on võrdeline pingega ja pöördvõrdeline voolutugevusega. Takistus sõltub tihedusest, pikkusest, ristlõike pindalast ja temperatuurist. Mõõdetakse oommeetriga. Mida kõrgem temp, seda suurem takistus. Mida suurem on S, seda suurem takistus. Eritakistus . Mõõtühik 5. Juhtide ühendusviisid a. Jadamisi (; ; ) b. Rööbiti (; ; ) 6. Elektrivoolu töö ja võimsus (). Võimsuse, pinge ja voolutugevuse efektiivväärtused vahelduvvoolu puhul ( ). Elektrienergia mõõtühik 1kWh. F=50Hz 7. Mida kõrgem temp, seda paremini juhib elektrit. Kristalne aine on pooljuht. Temperatuuri või kiirguse mõjul võib elektron lahkuda kohalt, sinna jääb vaba koht ehk nn auk. Auku vaadeldakse positiivse elementaarlaenguna. Vabad elektronid hakkavad liikuma + klemmi suunas. Augud liiguvad vastassuunas. Isepooljuhis on nii elektroni- kui ka aukjuhtivus.
elektromag.võnkumisteks nim. laengu voolutugevuse ja pinge perioodilisi võnkumisi Standardvoolus vooluringis on sagedus 50Hz ja voolutug. 220V ehk 50 korda sekundis +220V ja 50 korda sek -220V ja sada korda sek. vool puudub. Teatud pühjustel tuuakse sisse niinimetatud efektiivväärtused. Efektiivväärtuse valem I= Im/2 I- voolut. efektiivväärtus, U=Um/2 U- pinge efektiivväärtus. Teg. Kõik mõõteriistad mõõdavad vahelduvvoolu korral efektiivväärtusi. Tegelikult +/-311 V Mahtuvustakistus- sellisel juhul on voolu võrku pandud nt kondendaator. Alalisvoolu korral vool kond. Ei läbi Vahelduvvoolu korral osutub nagu vahelduvvool läbiks kondendaatorit. PÕHJUS: pidev kond, laadimine ja tühjenemine mille tulemusena vool n.ö säilib. Kuna kond
poolis teatava voolutugevusega elektrivool Vahelduvvool ja teda kirjeldavad füüsikalised suurused – elektrivool, mille suund ja voolutugevus perioodiliselt muutub Vahelduvvooluvõrk - esineb kolm takistuse tüüpi, lihtne Kolmefaasiline vahelduvvool (mis on, kust tuleb) – nulljuhe, faasijuhe, maandusjuhe, tekib generaatori töö käigus Liinipinge - kahe liinijuhtme vaheline pinge Faasipinge - liinijuhtme ja neutraaljuhtme vaheline pinge Efektiivväärtused Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellist alalisvoolu tugevust, mille korral eraldub vahelduvvooluringis võrdse aja jooksul sama suur soojushulk kui alalisvoolu korral Voolutugevus I=I(max)/√2 Pinge U=U(max)/√2 Vahelduvvoolu takistused ahelas (nende mõju ja vahendid) Aktiivtakistus - üks kolmest vahelduvvooluahelas esinevast takistuse liigist. Füüsikaliselt sisult on see põhijoontes sama mis tavaline elektritakistus alalisvooluahelas
induktiivsus/H; C-mahtuvus/F) 5. Teatud põhjustel (voolu transportimine) kas. igapäevases elus rohkem vahelduvvoolu kui alalisvoolu. Vah.voooluks nim. el.voolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad. u=Umsin2ft; i=Imsin2ft (i-voolutug hetkväärtus; u-pinge h.v.;Im-voolutg max väärtus; Um- pinge -//-; f-sag(Hz); t-aeg) 6. Teatud põhjustel(võimsus) ei ole vah.voolu korral mõtekas kas. amplituud väärtusi. Seetõttu võeti kasutusele nn efektiivväärtused vah.voolu korral. Ka kõik vah.voolu mõõteriistad mõõdavad ef.väärtusi. U=Umax/2; I=Imax/2 (U-pinge ef.väärtus; Umax-pinge amplituud; I-v.tug ef.väärtus; Imax-v.tug. amplituud) 7. Standardvoolu saab iseloomustada hetkväärtusega. Standardvooluringis on el.voolu sageduseks 50Hz. Piltlikult tähendab see, et 50 korda sekundis on majapidamisvool +220V, 50x sek -220V ja 50x sek see vool üldse puudub. 8
maksimumid saabuvad voolu omadest varem. RL=L, Ühik 1 9) mis on mahtuvustakistus? (lk. 50) Mahtuvustakistus -takistus, mille tekitab vahelduvvoolu ahelasse lülitatud kondensaator. (Sõltub vahelduvvoolu sagedusest) Mahtuvustakistusel muutuvad pinge ja voolutugevus erinevates faasides, voolutugevuse maksimumid saabuvad pinge omadest varem.RC=1/C... 1=Ühik 1; wC=mahtuvus ja C=kondensaatori 10) mis on efektiivväärtus? (lk. 54) Efektiivväärtused on võimsustegurid. Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisugusealalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistuseleraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral.
vahetult soojuseks, mis hajub ümbritsevasse keskkonda. 2. VAHELDUVVOOLU TÖÖ JA VÕIMSUS Tööstuses ja kodumajapidamises kasutatakse meil vahelduvvoolu sagedusega 50Hz. See tähendab, et voolu suund muutub 50 korda sekundis. Ka vahelduvvoolu võimsust ja tööd saab arutada samade valemite abil mis alalisvoolu korralgi. Ainult voolutugevuse ja pinge püsiväärtuste asemel tuleb valemitesse panna nende suuruste efektiivväärtused Ie ja Ue, mis leitakse valemist ja , Kus Io ja Uo on võnkuva voolutugevuse ja võnkuva pinge maksimaalväärtused (võnkumise amplituudid; neid nimetatakse ka amplituudväärtusteks). Eestis on vahelduvvoolu pinge amplituudväärtuseks Uo=310V. Pinge efektiivväärtuse tuleb sellele vastavalt . Selle pinge väärtusega võime teha kõiki vahelduvvoolu energiaga seotud arvutusi nagu alalisvoolu korralgi. Ka vahelduvvoolu voltmeeter ja
elektromotoorjõud e2=N2 e. Järelikult e1/e2=N1/N2. Mähiste aktiivtakistus on tavaliselt väike ja pinged mähiste otste vahel on ligikaudu võrdsed indutseeritud elektromotoorjõuga: u1=e1 ja u2=e2 (kui sekundaarmähises puudub vool). Elektromotoorjõud hetkeväärtused e1 ja e2 muutuvad samas faasis. Järelikult U1/U2=E1/E2=N1/N2=k, kus U1 ja U2 on pingete efektiivväärtused, E1 ja E2 on elektromotoorjõu efektiivvärtused, k nim transformaatori ülekandesuhteks. Kui k>1 siis pinged madaldatakse ja kui k<1 siis pinged tõstetakse. Kui sekundaarmähis ühendada tarbijaga siis selles mähises tekkiv vool tekitab südamikus muutuva magnetvoo, mis Lenzi reegli kohaselt vähendab magnetvoo muutumist südamikus. Tulemuseks on voolutugevuse kasvamine primaarmähises. Voolutugevuse
Vahelduvvoolu iseloom. Hetkväärtused ( i , u ) Amplituudväärtused ( Im , Um ) Efektiivväärtused ( I , U ) Tavalisel vahelduvvoolul vahetuvad i ja u harmooniliselt võnkevõrrandi järgi: i=Im*sin/cos(wt+fii) KÕIK NURGAR RADIAANIDES w=oomega vahelduvvoolu võrk koosneb el. Jaamadest, tarbijatest ja jaotussüsteemist. Tarbijad ühendatakse rööbiti juhtmed: faasijuhe (nulli või maa suhtes perioodiliselt muutuv pinge) nulljuhe (pinge maa suhtes puudub) maandus (ühend. Maaga, et maandada korpuseid) mehhaaniline generaator mehhaaniline energia muundub el
Numbriklahvi signaalipildil on kahe erineva sagedusega siinussignaalidest liitunud signaal. Oletame, et mõlema sageduskomponendi pinged on võrdsed. Arvutada tipust tippu amplituudist ühe komponendi pinge efektiivväärtus voltides. Uamplituud = 1.52 V / 2 / 2 = 0,38 V Uef = Uamplituud / 2 = 0,38 V / 2 = 0,27 V Arvutada spektripildilt leitud mõlemad pinge efektiivväärtused voltides. U[V]=10x[dBV]/20 Uesimene = 10-19/20 = 10-0,95 = 0,112 V Uteine = 10-16,6/20 = 10-0,83 = 0,148 V 2.3 Vile Pinge amplituud: 168 mV Periood: 740 us Pinge efektiivväärtus: -27 dBV Sagedus: 1,351 kHz Arvutada vile signaalipildilt mõõdetud pinge amplituudist pinge efektiivväärtus. Uef = Uamplituud / 2 = 168 mV / 2 = 118,794 mV Kas amplituud on suurem vilistatud signaalipildil või vilistatud
Võrgusageduslikud või transientliigpinged. Võrgusag. tekkib tavaliselt lülitustel või rikete tagajärjel (1f maalühise puhul pinge tõus tervetes faasides, pinge tõus ferroresonantsi tõttu, PEN juhtme katkemine MP võrgus; trafo astmelüliti või inverteri regulaatori rikked; reaktiivvõimsuse ülekompenseerimine. Transientliigpinged- n. välguimpulssidest, kondensaatorite ja kaablite lülitamistest. 9. Pingeasümmeetria Seisund kus faasipingete efektiivväärtused või faasivahelised nihkenurgad pole võrdsed. Asümmeetriategur ka=U2/U1*100% (U1-pärijärg.U2-vastujärg.) 10. Harmoonikud Perioodiline pinge moonutus. 11. Harmoonmoonutustegur Kõrgemaid harmoonikuid võib selle järgi hinnata ehk THD=(Ruutj.(UH2-e summa 2st 40ni))/U1 Kirjeldab pinge moonutust protsentides. 12. Harmoonikute allikad Põhiliselt mittelineaarsed koormused e. jõuelektroonikat kasutavad ja elektrilahendusel rajanevad tööstuskoormused
34kHz, vahe on 1340- 1336=4Hz. Tulemused on sarnased tabelis antutele. Numbriklahvi signaalipildil on kahe erineva sagedusega siinussignaalidest liitunud signaal. Oletame, et mõlema sageduskomponendi pinged on võrdsed. Arvutada tipust tippu amplituudist ühe komponendi pinge efektiivväärtus voltides. Um= 0,5875 V / 2 / 2 = 0,1469 V Uef = Um / √2 = 0,1469 V / √2 = 0,1039 V Arvutada spektripildilt leitud mõlemad pinge efektiivväärtused voltides. Esimese pinge efektiivväärtus voltides: Uef[V] = 10Uef[-27.500]/20 = 0.0422 V Teise pinge efektiivväärtus voltides: Uef[V] = 10Uef[-25]/20 = 0.0562 V 2.3 Vile Pinge amplituud: 42.125 mV Periood: 670 us Pinge efektiivväärtus: -21.250dBV Sagedus: 1.4925kHz Arvutada vile signaalipildilt mõõdetud pinge amplituudist pinge efektiivväärtus. Uef = Um /√2 = 0,042125 V / √2 = 0,0298 V
inertsiga. Mida suurem on induktiivsus, seda ,,raskem" voolutugevust muuta. Pooli induktiivsus on 1 henry, kui voolu muutus 1A sekundi jooksul tekitab eneseinduktsiooni elektromotoorjõu 1V ELEKTROMAGNETVÕNKUMISED JA LAINED Vahelduvvooluks nim. elektrivoolu, mille korral voolutugevus perioodiliselt muutub Vahelduvvoolu iseloomustavad kolme liiki suurused: 1. i, n, g hetkväärtused (pidevalt muutuvad) 2. Jm, Um, Qm amplituudiväärtused (max. väärtused) 3. J, U, Q efektiivväärtused (teatud viisil keskmistatud väärtus) Alalisvoolu korral on laengute suunatud liikumine ühtlane kulgliikumine. Vahelduvvoolu korral on see võnkumine. · Elektrijaamad, tarbijad, liinid moodustavad vahelduvvooluvõrgu · Tarbijat ühendatakse vahelduvvoolu rööbiti Majapidamisse peab tulema 3 juhet: 1. Faasijuhe (juhe millel on Maa suhtes potentsiaalne vahe) 2. Nulljuhe (Voolu suhtes signaal puudub, vooluringi saab moodustada kui faasijuhtme
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. Valguse laine ja korpuskulteooriate ajalooline areng
tähistatakse i ja u. i = I m sin t ja i = I m cos t . Siinuse ja koosinuse argumenti t nimetatakse faasiks. Vahelduvvoolu generaator selle töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel. Tavaliselt pannakse magnetväljas pöörlema juhtivast materjalist kontuur, millest tekitatakse vahelduvvool. Enamus tarbitavast elektrienergiast saadakse söe, nafta ja gaasi põletamise arvelt. =B*S*cos*t e=B*S*sin*t = *t Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused Vahelduvvoolu pinget ja voolutugevust võib esitada nii maksimaalväärtuse (amplituudi) kui efektiivväärtuse kaudu. Efektiivväärtused defineeritakse sama võimsusega alalisvoolu abil. Nad erinevad pinge ja voolutugevuse keskväärtustest. Igapäevases kasutuses ongi just pinge ja voolutugevuse efektiivväärtused, sest meid huvitab aktiivenergia võimalikult lihtsam arvestamine. Mahtuvuslik ja induktiivne takistus Takistused vahelduvvooluringis: Vahelduvvoolu ringis võib esineda peale
(elektromagnetkiirgus) 28 Alalisvool - elektrivool, mille suund ajas ei muutu, tekitab veres elektrolüüsi 29 Vahelduvvool - elektrivool, mille suund ja tugevus muutuvad perioodiliselt [f=50Hz (sagedus)] 30 Vahelduvvoolu amplituud - elektrivoolu tippväärtus (Im) Voolutugevuse hetkväärtus näitab voolutugevust konkreetsel ajahetkel ja sõltub amplituudväärtusest vastavalt fünktsioonile. Efektiivväärtused näitavad voolutugevust ja pinget vahelduvvoolu võrgus. 31 Pistikus on faasjuhe - mis on pidevalt pingestatud maa suhtes ja nulljuhe - mis ei oma pidevat pinget ( selleks et oleks kinnine vooluring ehk elektrivõrk) Maandusjuhe - eelkõige inimese kaitseks. Üks ots on ühendatud seadme metallotsaga, teine ots maaga, et kui seadme metallkest satub pinge alla, siis tänu maandusjuhtmele tekib kinnine vooluring, voolu tugevus kasvab järsult ja rakendub kaitse.
T ]= T /2 2 0,01 0,0095 1 =500(0,0005+ - )= W 3 3 3 4. Leida signaalide S1(t) ja S2(t) efektiivväärtused S1ef ja S2ef. 3 Sef= P 1 S1ef= =0,577V 3 2 S2ef= =0,816V 3 5. Leida signaalide S1(t) ja S2(t) paaris ja paaritud komponendid t0=0 suhtes. 1 paaris komponent SC(t)= [S(t)+S(t)] 2 1
kadumisel indutseerib magnetväli elektromotoorjõu ja voolu, see tähendab, et magnetvälja energia muundub elektrienergiaks.) Energia, mis salvestub magnetväljas voolu suurenemisel nullist I-ni, väljendub valemiga Vahelduvvoolu generaatori töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel. Tavaliselt pannakse magnetväljas pöörlema juhtivast materjalist kontuur, milles tekitatakse vahelduvvool Vahelduvvoolu ja pinge efektiivväärtused: U = 0,707 Um, I = 0,707 Im (indeks on m) Vahelduvvooluringis võib esineda peale aktiivtakistuse ka mahtuvuslik ja induktiivne takistus. Mahtuvuslik takistus on tingitud kondensaatorist ja aktiivktakistus poolist. Aktiivtakistuse korral võngub vool pingega sünkroonselt ehk voolutugevuse maksimumis on pinge maksimumidega samaaegsed. Induktiivtakistuse korral jääb voolutugevuse maksimum pinge maksimumist maha. Mahtuvustakistuse korral voolutugevuse maksimum ennetab pinge maksimumi. Valemid:
Vahelduvvooluks nim voolu, mille suund ja tugevus muutuvad perioodiliselt. Selle sagedus Euroopas on 50hertzi. 21. Mida näitab vahelduvvoolu amplituudväärtus, hetkväärtus ja efektiivväärtus ning kuidas nad omavahel seotud on? Vahelduvvoolu amplituudväärtus on voolutugevuse maksimaalne võimalik väärtus. Voolutugevuse hetkväärtus näitab voolutugevust konkreetsel ajahetkel ja sõltub amplituudväärtusest vastavalt fünktsioonile. Efektiivväärtused näitavad voolutugevust ja pinget vahelduvvoolu võrgus. 22. Faasi-, null-, maandusjuhtmed? Faasijuhe omab pinget maa suhtes. Nulljuhtmes puudub pinge Maa suhtes. Maandusjuhtmed on inimeste kaitseks ühest otsast ühendatud seadme metallkestaga ning teisest otsast maaga. Kui metallkest satub pinge alla, siis tänu maandusjuhtmele tekib kinnine vooluring, voolutugevus suureneb järsult, rakendub kaitse. 23. Miks kasutatakse kaitsmeid elektrivoolu võrgus ja kuhu need ühendatakse
plussilt miinusele. Ohmi seadus I=U/R 2)Vahelduvvoolu võimsus ja töö. Efektiivne võimsus, efektiivne pinge ja efektiivne voolutugevus. Vahelduvvoolu võimsus ja töö- N(võimsus)=U(pinge)*I(voolutugevus) P(töö)=I2*R. Voolusuund muutub perioodiliselt. Pinget ja võimsust saab mõõta transformaatoriga. Tööd saab arvutada samade valemite abil, mis alalisvoolulgi, ainult voolutugevuse ja pinge püsiväärtuste asemel tuleb valemitesse panna nende suuruste efektiivväärtused. Vahelduv töö, kui paigal olevat juhti läbib vool, eraldub temast elektrivoolutööga võrdne soojushulk.Q=A=IUT=I2Rt *Efektiivne pinge- vahelduvvoolu pinge muutus ajas. Koduse pisikupesa klemmidel 230V, teataval hetkel on vastava siinuseliselt muutuva pinge max väärtus ruutjuur2 X korda suurem. *Efektiivne voolutugevus- Vahelduvvoolu efektiivväärtuseks nimetatakse sellist alalisvoolu tugevust, mille korral eraldub vahelduvvooluringis võrdse aja jooksul sama suur soojushulk
vahetult soojuseks, mis hajub ümbritsevasse keskkonda. 11.VAHELDUVVOOLU VÕIMSUS JA TÖÖ Tööstuses ja kodumajapidamises kasutatakse meil vahelduvvoolu sagedusega 50Hz. See tähendab, et voolu suund muutub 50 korda sekundis. Ka vahelduvvoolu võimsust ja tööd saab arutada samade valemite abil mis alalisvoolu korralgi. Ainult voolutugevuse ja pinge püsiväärtuste asemel tuleb valemitesse panna nende suuruste efektiivväärtused Ie ja Ue, mis leitakse valemist ja , Kus Io ja Uo on võnkuva voolutugevuse ja võnkuva pinge maksimaalväärtused (võnkumise amplituudid; neid nimetatakse ka amplituudväärtusteks). Eestis on vahelduvvoolu pinge amplituudväärtuseks Uo=310V. Pinge efektiivväärtuse tuleb sellele vastavalt . Selle pinge väärtusega võime teha kõiki vahelduvvoolu energiaga seotud arvutusi nagu alalisvoolu korralgi. Ka vahelduvvoolu voltmeeter ja
indutseeritud pöörisvoolude mõjul püüab vahelduvvool voolata rohkem juhtme pinda mööda, mille tagajärjel juhtme ristlõikepindala näivalt väheneb ja takistus suureneb. Siinuseline vahelduvpinge puhul tekib Ohmi seaduse põhjal vahelduvvool sest me võime tähistada Märkus. Kõik alalisvooluvalemid kehtivad vahelduvvoolu hetkväärtuste kohta. Jagades valemi mõlemaid pooli arvuga , saame voolu ja pinge efektiivväärtused: Valem on Ohmi seaduse valem vahelduvvoolu puhul. Ta erineb vastavast alalisvooluvalemist selle pooleest, et viimases olid I ja U voolu ja pinge tegelikud väärtused. Siin töhistavad I ja U siinuseliselt muutuvate vahelduvvoolu ja pinge efektiivväärtusi. 13.Induktiivtakistusega vooluring. Vaatleme idealiseeritud juhust, kus poolil on induktiivsus L, tema aktiivtakistus on aga nii väike, et seda ei pruugi arvestada (r = 0). Kui pooli läbib siinuseline vahelduvvool
periood, sagedus, faas, faasinihe Vahelduvvooluperioodiks- nim. ajavahemikku, mille vältel vool teeb ühekordselt läbi kõik oma muutused. Tähis- T ja mõõdetakse s(sekundites) Vahelduvvoolu sagedus- nim. perioodide arvu sekundis. Tähis: f ja ühik: Hz f=50Hz Väikeste tähtedega e, u, ja i tähistatakse vahelduva emj. , pinge ja voolu hetkeväärtust, see on väärtusi vaadeldaval ajahetkel. Em, Um ja Im on amplituudiväärtused. E, U ja I on emj. , pinge ja voolu efektiivväärtused. Algfaasiks- nim. elektrilist nurka , mis on möödunud perioodi algusest vaatluse alghetkeni(teljestiku 0 punkt). Algfaaside vahet = 1- 2 nim. kahe siinussuuruse vaheliseks faasinihkeks. ÜLESANNE: E=1,5V U=1,3V R=2.6 r=? I=E /r+R r=E/I r r=E*R /U -R r= 1,5*2,6 / 1,3 -2,6 = 0,4 8.1 Elektrienergia allikad(alalisvoolu), klemmpinge, elektromotoorjõud, sisetakistus Elektrienergia allikas- on seade, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd
liikumine on võnkumine. Laiatarbelise vvkorral muutuvad voolutugevus ja pinge ajas harmooniliselt. Juhtivast materjalist raam pindalaga S pannakse magnetväljas pöörlema nurkkiirusega . Raamis tekib emj, mis muutb ajas harmooniliselt, max emj on võrdeline magnetilise indukstiooni, raami pindala ja -ga., kui selline raam ühendada vooluringiga tekib vahelduvvool,mille tugevus on i=e/Rkogu. Vahelduvvool muutub harmooniliselt i=I0sint. Vahelduvvoolu tekitab genekas. Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused- voolutugevuse efekt.väärtus on selline alalisvoolutugevus, mille korral eraldub juhis samasuur soojushulk,kui vahelduvvoolu korral. Kui vahelduvvoolu efekt.väärtus on 1A, siis tema max.väärtus on I=Im/2. Pinge efektiivväärtus U=Um/2.efektiivpinge 237V.Mahtuvuslik ja induktiivne takistus-mahtuvusliku takistuse korral voolutugevuse maximum ennetab pingemaximumi 4.dik perioodi võrra (/2) ehk Rc=1/C. Induktiivne takistuse korral on voolutugevuse maximum pinge maximumist 4
k 1 k 1 Korrelatsiooniteguri väärtus on vahemikus 1 / ri, j / 1 . Kui hinnangud xi ja xj on sõltumatud, siis ri,j = 0 ja kaudmõõtmise määramatuse valem võtab peatükis 9.2 toodud kuju. Sõltuvate sisendsuuruste korral ri,j 1 0. Näide: Olgu meil vaja hinnata vahelduvvoolu keskmine võimsus. Selleks tuleks ampermeetriga mõõta vahelduvvoolu- ja voltmeetriga vahelduvpinge efektiivväärtused (vastavalt I ja E) ning fasomeetriga voolu ja pinge vaheline faasinihe 2. Võimsuse saab arvutada valemist P I E cos 2 . Liitmääramatus uC(P) on funktsioon E, I, 2, u(E), u(I) ja u(2). 38 Mõõtmisteooria alused 2 2 2 ! 0P ! 0P
enda olemasolu tõttu). Reaktiivtakistus on induktiivtakistuse (= 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.
enda olemasolu tõttu). Reaktiivtakistus on induktiivtakistuse (= 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.
_ väiksemate taldrikute korral, kui <1,3 H lt kulgeb lahendus mööda rada b, vaatamata sellele, et nlt > lk _ suuremate taldrikute korral, kui 1,3 H lt kulgeb lahendus mööda rada c , mille ligikaudne pikkus on lk = nH Isolaatorketi kuivlahenduspinged on oluliselt määratud ketti ühendatud isolaatorite arvust e. isolaatorketi pikkusest (joon. 2.39). Isolaatorketi märglahenduspinged avalduvad valemiga Umärg = nHEmärg , kus Emärg on märglahendus-elektriväljatugevuse efektiivväärtused: Emärg = 200...260 kV/m 33. Isolaatorite valiku alused Isolaatorite valiku aluseks on saastlahenduspinge, mis peab olema suurem maksimaalsest rakenduvast pingest Um: , mille alusel määratakse kindlaks vajalik lekkeraja Ll eripikkus : Isolaatorite valiku aluseks ongi vajalik efektiivne lekkeraja eripikkus ef *) ESDD Equivalent Salt Deposit Density (ekvivalentne soolasaaste tihedus)
Pulsilaiusmodulaatori tööpõhimõte on näidatud joonisel 4.38. Väljundpinge kuju, amplituud ja sagedus antakse ette seadepingega Us. Seda pinget võrreldakse kandesagedusgeneraatorist saadava kolmnurkpingega Uk. Pingete võrdluse tulemusena moodustatakse impulsspinge. Et impulsside laius sõltub seadepinge suurusest, nimetatakse seda modulatsiooni põhimõtet pulsilaiusmodulatsiooniks (PLM). Alalisvoolu vahelüliga ja pinge siinusmodulatsiooniga muunduri väljundpinge maksimaal- ja kesk- ja efektiivväärtused on väiksemad kui võrgupingel. Pärast võrgupinge 3~ U1 (kus U1 on faasipinge efektiivväärtus) alaldamist saadakse filtri väljundis alaldatud pinge Ud, mis võrdub võrgu liinipinge amplituudväärtusega ehk U d = 2 , 34 ⋅ U 1 = 540 V. Selle pingega toidetakse pulsilaiusmodulatsiooniga transistorvaheldit. Kui väljundi vahelduvpinge nullpotentsiaaliks võtta pingevahemiku keskmine ehk +270 V, siis kujuneb väljundpinge amplituudiks siinusmodulatsiooni korral ainult 270 V
Mahtuvustakistuse RC pôhjustab kondensaator ja seda arvutatakse RC = 1 / C . Mahtuvustakistuse korral ennetab voolutugevus pinget faasi /2 vôrra. i = I0 . cos (t + /2) 1 Kui ahelas on kôik kolm vôimalikku takistust, siis kogutakistus vôrdub : Z = R2 + (L _ 1/C)2 Vôimsust vahelduvvooluahelas arvutatakse üldjuhul : P = I . U . cos , kus on voolutugevuse (I) ja pinge (U) vaheline faasinihe. I ja U on efektiivväärtused, mis amplituudväärtuste kaudu vôrduvad : I = I0 / 2 U = U0 / 2 Vahelduvvoolu efektiivväärtus on vôrdne sellise alalisvoolu väärtusega, mille korral antud vooluringis samal takistusel ja sama ajaga eraldub samasugune soojushulk. ( s. t. voolul on samasugune soojuslik toime) Resonantsiks elektriahelas loetakse olukorda, mille korral välise vahelduvpinge sagedus langeb ühte vônkeringis tekkivate elektromagnetiliste vônkumiste sagedusega
ka vundamendi omakaalu ja talla servadele toetuva pinnase kaalu. Rd – pinnase tugevusest ja mahukaalust, talla mõõtmetest ning süvisest sõltuv arvutuskandevõime. Dreenimata tingimustes (pinnase tugevuse määrab dreenimata nihketugevus cu) määratakse kandevõime seosest Rd = A′[(2 + π )cu bc scic + q ] ( 4.1) Dreenitud tingimuste puhul (pinnase tugevuse määravad sisehõõrdenurga ja nidususe efektiivväärtused ϕ′ ja c′) Rd = A′(c′N cbc scic + q′N qbq sqiq + 0,5γ ′B′Nγ bγ sγ iγ ) ( 4.2) Valemites 4.1 ja 4.2 on kasutatud järgmisi tähiseid. a) Geomeetrilised suurused: A′ - vundamendi talla efektiivpindala, A′ = L′B′; L′ - talla efektiivpikkus, L′ = L − 2eL; B′ – talla efektiivlaius, B′ = B − 2eB; L – talla tegelik pikkus; B – talla tegelik laius;
U1 U2 L1 L2 M L3 VS VS VS f. Joonis 1.2 16 efektiivväärtused, kusjuures on faasinihkenurk pinge ja voolu vahel. Antud pinge korral avaldub voolu efektiivväärtus valemiga Pd Is = . Us cos Eelnevast võib järeldada, et võimsustegur on pöördvõrdeline vooluga. Vool jaotus- ja ülekandeliinides ja trafodes tekitab energiakadusid nende aktiivtakistustel. Kui kaod
annaabi.ee 
