Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse (1)

Tallinna Tehnikaülikool - Elektroonika - Elektriahelad ja elektroonika alused

5 VÄGA HEA

Siinuskõveraid iseloomustavad suurused – on, voolu hetkväärtus i = Imsin(ωt+φ0) kus Im on voolu ampliduut vääryus ja ω on ringsagedus antud hetkel, φ0 algfaas ehk algfaasinurk on elektriline nurk ψ(psi), mis on möödunud perioodi algusest vaatluse alghetkeni, mida tähistab teljestiku nullpunkt .

Siinusvoolu hetkväärtus, efektiivsus ja ampliduutväärtus.
Siinusvoolu hetkväärtus - i = Imsin(ωt+φ0), kus Im on voolu ampliduut vääryus ja ω on ringsagedus antud hetkel, φ0 algfaas ja t on aeg. Muuruva suuruse väärtus mingil hetkel nim. hetkväärtuseks ja seda tähistatakse tähistatakse väiketähega.
Siinusvoolu efektiivsus – on võrdne niisuguse alalisvooluga, mis samas takistis sama aja jooksul eraldab vahelduvvooluga võrdse soojushulge. Efektiivväärtus kujutab siinussuuruse korral ruutkeskmist väärtust amplituudväärtusest :
Siinusvoolu amplituudväärtus – Perioodiliselt muutuva suuruse suurimat hetkväärtust nimetatakse maksimaalväärtuseks ehk amplituudiks .

Võimsustegur ja selle parendamine.

Võimsusteguriks nimetatakse Cos φ, mis on vahelduvvoolu ahela aktiiv - ja näivvõimsuse suhe: cos φ = P-kasulik ⁄ S-näiv, mis näitab kui palju näivvõimsusest elektriahelas muutub kasulikuks ehk aktiivvõimsuseks, mis iseloomustab elektrienergia kasutamist. Cos φ võib olla maksimaalselt 1. Võimsustegur on oluline näitaja elektrienergia ülekandel. Võimsusteguri suurus sõltub tarvititest.

Tarviti vool on seda suurem, mida väiksem on tema võimsustegur ehk teisiti öeldes: cos φ vähenemisel tarviti vool kasvab.

Võimsusteguri parandamine e. reaktiivvõimsuse kompenseerimine on võrgust tarbitava induktiivse reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks vajaliku mahtuvusliku reaktiivvõimsuse genereerimine kondensaatoritega kohapeal.

Resonantsinähtus elektriahelates – Pingeresonants- mahtuvtakistus ja induktiivtakistus on võrdsed (xL=xC) siis ka UL=UC mis tähendab, et pingekolmnurk on taandunud sirglõiguks. Vooluringi takistus on ahela aktiivtakistus. Võib tekkida väga suur vool.
Tekib kindlal sagedusel.
Vooluresonants- on olukord kus IL=IC mis tekib kui xL=xC siis võivad haruvoolud olla suuremad kui koguvool. Tekib kindlal sagedusel. Tekib suur kogutakistus .

Vahelduvvoolu võimsus - N=UIcosφ, kus cosφ-võimsustegur-see näitab kui suurt osa voolutugevuse ja pinge korrutisest ehk näivvõimsusest tarviti reaalselt arendab.võimsus on maksimaalne, kui pinge ja voolutugevus on samas faasis (φ=0 ja cosφ=1).

Magnetväli - Magnetväljaga on tegemist püsimagneteid ja vooluga juhet ümbritsevas keskkonnas- mida kujutatakse magnetvälja jõujoontega mis on alati kinnised. Püsimagnetite ja ka elektromagnetite puhul on magnetvälja jõujooned suunatud väljaspool magnetit põhjast lõunasse ja sees vastupidi. Magnetväli täidab kogu keskonna, aga et seda lihtsustatult kujutada joonistatakse magnevälja jõujooned tihedamini kohtads kui magnetväli on tugevam. Vooluga juhtme korral kasutatakse magnetvälja jõujoonte suund kruvireegliga, voolu suuna järgi. Mida tugevam on voolutugevus seda tugevam on magnetväli. Mähise korral on sammuti suund kruvireegliga määratav.

Magnetvälja iseloomustavad suurused. Magnetvälja iseloomustavad suurused on vastavalt magneetiline induktsioon ja magnetväljatugevus.
Magnetinduktsioon
näitab jõudu, mis mõjub ühikulise voolutugevusega ja ühikulise pikkusega juhtmelõigule selle juhtmega ristuvas magnetväljas. . ( tesla ).
1 T on sellise välja magnetinduktsioon, milles välja suunaga ristuvale juhtmele pikkusega 1 m ja voolutugevusega 1 A mõjub välja poolt jõud 1N .
Magnetväljatugevus
Lorentzi seadus: magnetväli mõjutab liikuvaid laenguga osakesi jõuga F, mis on võrdeline laengu suurusega q, osakese kiirusega v ning siinusega nurgast α v-vektori ja B-vektori vahel.
Looduses ei ole vabu magnetilisi laenguid, magnetväli ei mõjuta liikumatut elektrilaengut. Sellepärast võib magnetvälja parameetrid sisse tuua, lähtudes liikuvast elektrilaengust magnetväljas. Liikuvale laengule magnetväljas mõjub magnetiline Lorenzi jõud
kus on laengu liikumise kiirus ja on vektor , mis peab määrama magnetiliste jõujoonte suuna ja tiheduse. Seega vektor on magnetilise induktsiooni vektor.
Magnetvälja jõukarakteristik on magnetilise induktsiooni vektor .
Magnetilise induktsiooni vektor vaakumis on võrdeline magnetvälja tugevusega
kus omab dimensiooni ja on võrdelisustegur, valitud dimensiooni kindlustamiseks. SI-süsteemis .

Magnetvälja omadused –
I omadus – Kui magnetväljas on vooluga juhe, siis talle mõjub mehaaniline jõud. Võimaluse korral hakkab vooluga juhe liikuma jõu suunas ehk magnetvälja nõrgema poole suunas. Kui juhe paikneb piki jõujoont, siis magnetväli ei mõju talle mehaaniliselt.
Omadus II – Kui juhe liigub magnetväljas, siis indutseeritakse temas elektromotoorjõudu. Elektromagnetiline induktsioon kui nähtus seisneb selles, et magnetvälja muutumine juhtme ümber või juhtme ümberpaiknemine magnetväljas kutsub esile elektromotoorjõudu.

Püsimagnetid, elektromagnetid , magnetahelate konstruktsioonid –
Püsimagnetid – on keha, mis on püsivalt magneetunud ka siis, kui magnetväli puudub. Praktikas saadakse pusimagnetid tegelikult terase magneetimise teel elektrivooluga. Praktikas saadakse pusimagnetid tegelikult terase magneetimise teel elektrivooluga.
Elektromagnetiteks – nimetatakse ferromagnetilise (pehme magnetmaterjali) südamikuga pooli. Sellise südamiku magneetuvust saab muuta, muutes mähise voolutugevust . Nad magneetuvad võrdlemisi väikese vooluga, kuid peale väljalülitamist magneetuvad peaaegu räielikult lahti. Seetõttu elektromagnetid omavad magneetilisi omadusi vaid siis, kui neid läbib vool.
Magnetahelate konstruktsioon – Magnetvoo suurendamiseks on vaja, et voog ei liiguks mööda õhku, vaid kulgeks läbi suure magnetilise läbitavusega ferromagnetilist materjali. Magnetahelaks nimetatakse seadmete ja keskondade kogumit, mille kaudu sulguvad magnetvälja jõujooned. Magnetahelad on hargnevad ja mittehargnevad. Pehmeid magnetmaterjale kasutatakse samuti magnetvalja moju kaitseks magnetekraanidena. Kui on vaja kaitsta seadet valise valja eest, siis umbritsetakse see magnetmaterjalist ekraaniga. Enim levinud pehmeks magnetmaterjaliks on elektrotehniline lehtteras.

Trafo otstarve – Trafosid kasutatakse : a) elektrienergia edastus- ja tarbimispinge muutmiseks; b) vahelduvpinge - ja voolude mõõtmisel; c) elektriahelate sidestamiseks; d) pinge- või vooluimpulside tekitamiseks või muundamiseks; e) tarvitite käsitsemisohutust tagavaks galvaaniliseks eraldamiseks. Trafot kasutatakse juhtmete soojenemisest tekkivate kadude vähendamiseks elektrienergia ülekande liinides, muutes elektrienergiat ühelt pingetasemelt teisele pingetasemele magnetvälja mõjul.

Trafo üldmõisted ja ehitus.
Trafo on seade, mis muudab ühe suurusega pinge sama sagedusega teise suurusega pingeks. Trafo koosneb südamikust ja südamikule asetatud kahest või mitmest mähisest. Südamiku osi, millele on asetatud mähised, nimetatakse sammasteks. Väljaspool mähiseid olevaid osi nimetatakse ikkeks.
Trafod liigitatakse mähiste arvu järgi
• kahe mähisega trafodeks;
• kolme mähisega trafodeks;
• mitme mähisega trafodeks.
Vahelduvvoolu liigi järgi on trafod
• ühefaasilised;
• kolmefaasilised ;
• mitmefaasilised.
Mähist, mida toidetakse mingi pinge ja sagedusega vahelduvvoolu allikast, nimetatakse
primaarmähiseks.
Mähiseid, millelt saadakse sama sagedusega, kuid üldjuhul teistsuguse pingega vahelduvvoole nimetatakse sekundaarmähisteks.
Kui sekundaarpinge on primaarpingest madalam, siis nimetatakse trafot pinget madaldavaks, vastasel korral aga pinget tõstvaks.
Kõrgema pingega mähist nimetatakse ülempingemähiseks. Mähist, mille pinge on madalam, nimetatakse alampingemähiseks.
Trafos esinevad kaod põhjustavad trafo soojenemise. Tekkinud soojuse ärajuhtimiseks peab teda jahutama. Jahutusvahendite järgi loetakse trafod
• õhkjahutusega trafodeks;
• õlijahutusega trafodeks.
Õlijahutuse puhul asetatakse kogu trafo trafoõliga täidetud anumasse .
Kasutamise otstarbe järgi liigitatakse trafod
• võimsustrafodeks (jõutrafodeks), mida kasutatakse elektrienergia ülekandmisel ja
jaotamisel;
• eriotstarbelisteks trafodeks – keevitus-, alaldustrafod jm;
• mõõtetrafodeks, mida kasutatakse vahelduvvooluahelates koos mõõteriistadega pinge või
voolu mõõtmiseks;
• väiketrafodeks, mida kasutatakse elektroonika-, automaatika -, raadiotehnikaseadmetes
mitmesuguseks otstarbeks. Nende võimsus on väike, kuni mõnisada voltamprit.
Sõltuvalt mähiste südamikule asetamise viisist liigitatakse trafosid:
• südamiktüüpi trafod, kus mähis ümbritseb südamiku sambaid;
• manteltüüpi trafod, kus mähis on osaliselt ümbritsetud terasüdamikust.
Mantelsüdamikku kasutatakse eriti väiketrafode puhul. Manteltüüpi trafol on hargnev magnetahel ning mähised asuvad keskmisel sambal , mille ristlõige on kolm korda suurem välimiste sammaste ristlõikest.
Trafo magnetahel koostatakse elektrotehnilisest lehtterasest, mis sisaldab kadude vähendamise eesmärgil räni. Elektrit juhtivas kehas (magnetahelas) indutseeritakse vahelduvmagnetvälja mõjul pöörisetaoline elektrivool . Pöörisvooluga kaasnevad soojuse eraldumine ja energiakadu (pöörisvoolukadu). Soovimatute pöörisvoolude vähendamiseks magnetsüsteemi ferromagnetilistes osades, valmistatakse trafosüdamik isoleerlakiga kaetud teraslehtedest. Südamiku ristlõige jagatakse üksteisest isoleeritud osadeks, mille tulemusena ei saa pöörisvoolud liituda ja seetõttu vähenevad
pöörisvoolust põhjustatud kaod. Trafosüdamiku koostamisel tekivad paratamatult õhuvahed üksikute trafopleki kokkupuutekohtades. Mida suurem on õhupilu, seda suurem on vajalik magneetimisergutus ja tühijooksuvool antud suurusega magnetvoo tekitamiseks. Seetõttu asetatakse südamiku plekid südamiku koostamisel üksteisele järgnevates kihtides vaheldumisi , et plekkide kokkupuutekohad ei ühtiks.
Sammastele paigutatakse mähised, kusjuures madalama pingega mähis asub südamikule lähemal. Jõutrafod on kolmefaasilised. Ühefaasilise trafo teooria kehtib kolmefaasilise trafo ühe faasi kohta. Trafosid iseloomustatakse nimisuuruste kaudu.
Trafo nimivõimsus Sn on tema võimsus sekundaarklemmidel, avaldatuna näivvõimsuse ühikutes (VA, kVA või MVA).
Trafo primaar - ja sekundaarnimipinge on trafo primaar- ja sekundaarmähiste pinge.
Nimivool on määratud antud nimivõimsuse ja –pingega.
Nimisagedus on jõutrafodel tavaliselt 50 Hz.
Trafo töötab nimikoormusel, kui ta on koormatud nimivooluga.

Trafo töötamispõhimõte.

Kaod trafodes ja nende määramine – Trafodes esinevad kaod on ümbermagneetimiseks kulunud kadu ehk hüstereesikadu, trafo südamikus tekkiv pöörisvoolukaod, neid nimetatakse terasekadudeks. Terasekadu trafo südamikus Terasekadu sõltub sageduse ruudust ja magnetvoo tiheduse ruudust. Tühijooksu saab kasutada teraskadu määramiseks. Võimsust, mis läheb mähises kaotsi, nim vasekaoks. Primaarmähise vasekadu , sekundaarmähse vasekadu . Vasekadu määramiseks saab kasutada lühist.

Trafo talitlemine koormusel .
Trafo tööd iseloomustavad karakteristikud on primaarmähise keerdude arv w1, pinge U1 ja sellest trafosüdamikus tekkiv vahelduvmagnetvoog φ, mis indutseerib primaarmähises vastuelektromotoorjõu e1. Sama magnetvoog on aheldatud ka sekundaarmähisega, mille keerdude arv on w2 ja mis indutseerib sekundaarmähises elektromotoorjõu e2 ning mähiste otstel pinge U2. Elektromotoorjõudude efektiivväärtuste suhet nimetatakse ülekandeteguriks k = E1/E2.

Trafo tööd iseloomustavad karakteristikud.

Kolmefaasiline neljajuhiline süsteem sümmeetrilise tarviti korral – sümmeetrilise tarviti korral on faaside komplekstakistused võrdsed : . Arvutus lihtsustub, sest piisab ainult voolu leidmiseks. Sümmeetrilise koormuse korral faasivoolud ja faasinihked on võrdsed, faasivoolud moodustavad sümmeetrilise voolu süsteemi. Faasivoolude summa . Sümmeetrilise tarviti korral puudub neutraaljuhis vool. Kuna tarviti on sümmeetriline, siis faaside näivtakistused on võrdsed ka faasivoolud ning piisab ainult ühe voolu leidmisest . Meutraaljuhi olemasolul faasipinge on

Kolmefaasiline neljajuhiline süsteem mittesümmeetrilise tarviti korral- süsteemi iga faasi talitlus ei sõltu ülejäänud kahe faasi talitlusest, sest vool leitakseselle faasi tarviti parameetrite põhjal. Neutraaljuhi vool

Kolmefaasiline kolmejuhiline süsteem tähtlülituses mittesümmeetrilise tarviti korral.

Kolmefaasiline kolmejuhiline süsteem tähtlülituses sümmeetrilise tarviti korral.

Kolmefaasiline kolmejuhiline süsteem kolmnurklülituses mittesümmeetrilise tarviti
korral.

Kolmefaasiline kolmejuhiline süsteem kolmnurklülituses sümmeetrilise tarviti korral.

Kolmefaasiline võimsus.

Mõõtmismeetodid – jagatakse kaheks : otseseks ja kaudseks. Otsesel mõõtmisel võrreldakse suurust vahetult sama liiki suurusega. Selleks kasutatakse gradueeritud mõõteriistu ja mõõtetulemus saadakse tavaliselt ühe mõõtmisega. Otsesel mõõtmisel on kaks meetodit : a) vahetu hindamise meetod. Mõõtesuuruse väärtus loetakse vahetult selle suuruse ühikuis gradueeritud mõõteriista skaalal. b) võrdlusmeetod. Sel juhul määratakse mõõdetava tulemuse väärtus antud suuruse mõõduga vahetu võrdlemise teel.
Kaudsel mõõtmisel otsitavat suurust ei mõõdeta vahetult, vaid arvutatakse teiste suuruste mõõtmise ja mõõdetud ning otsitava suuruse vahelise tuntud seose alusel. Näiteks mõõdetakse kaudselt takistust voltampermeeri meetodil.

Mõõtevead – tekivad mitmetel põhjustel :

mõõteriista ebatäpsus

Mõõtmismeetodi ebatäiuslikkus

Kogemuste vajakajäämine

Mõõtetingimuste muutumine jne.
Mõõteviga on mõõtetulemuse erinevus mõõdetava suuruse tõelisest väärtusest. Absoluutne mõõteviga ∆x nimetatakse mõõdetud suuruse väärtuse x ja tõelise väärtuse x0 vahet
Suhteline mõõteviga on absoluutse mõõtevea ja tõelise väärtuse suhe protsentides
Mõõtevead jagunevad kolme rühma :

Süstemaatilised vead – on mõõtevead, mis jäävad antud suuruse korduval mõõtmisel muutumatuks või alluvad mingile seaduspärasusele. Nende vigade põhjused võivad peituda mõõtemeetodis endas, mõõteinstrumentide ebaõiges paigalduses mõõtmiseks jne.

Juhuslikud vead - võivad olla suuruselt ja märgilt erinevad. Nad ei allu mingitele seaduspärasustele, sest nende põhjused on juhuslikku laadi . Juhuslike vigade mõjust mõõtmistulemustele võib lahti saada katseandmete vastaval töötlemisel.

Eksitused on vead, mis moonutavad jämedalt mõõtmistulemusi. Nende hulka kuuluvad vale lugem, andmete valesti üleskirjutamine jne. Eksitused tuleb mõõteandmete töötlemisel kui mitteusaldusväärsed kõrvale jätta.

Pinge mõõtmine - Pinge mõõtmiseks ahela osas kasutatakse voltmeetrit, mis lülitatakse selle osaga rööbiti. Voltmeetri mõju vähendamiseks ahela tööle peab voltmeetri sisetakistus olema suur võrreldes ahela osa takistusega. Voltmeetril on tavaliselt mitu piirkonda. Kui pinge suurus pole ligikaudu teada, siis tuleb valida kõige suurem piirkond. Õigesti valitud piirkonna korral on osuti skaala viimases kolmandikus. Vahelduvpingel üle 1 kV kasutatakse pinge mõõtmiseks pingetrafot, millel on kaks mähist, kusjuures primaarmähis ühendatakse kohtadesse, kus tahetakse pinget mõõta ning sekundaarmähise külge ühendatakse voltmeeter .

Voolu mõõtmine - Voolu mõõtmiseks ahela osas lülitatakse sellesse jadamisi ampermeeter. Mõõteriista mõju vähendamiseks ahela voolule peab ampermeetri takistus olema võimalikult väike. Ampermeetril on tavaliselt mitu piirkonda. Kui voolu suurust ligikaudu ei teata, siis tuleb valida kõige suurem piikkond. Õigesti valitud piirkonna korral on osuti skaala viimases kolmandikus. Alalisvoolu mõõtmisel on levinuimaks magnetoelektrilised ampermeetrid , kuid sobivad on kõik ampermeetrid. Vahelduvvoolu mõõtmiseks ei sobi aga magnetoelektrilin ampermeeter. Kui alalisvoolu mõõtmisel vool ületab ampermeetri nimivoolu ( n I > I ), siis kasutatakse šunti, mis ühendatakse ampermeetriga rööbiti. Vahelduvvoolu mõõtmisel laiendatakse ampermeetri mõõtepiirkonda voolutrafo abil, millel on ferromagnetiline südamik ja kaks mähist.

Takistuse mõõtmine - Takistust võib kaudselt määrata ampermeetri ja voltmeetri abil. Takistus voltmeetri ja ampermeetri näitude kaudu: .Takistuse leidmiseks Ohmi seaduse järgi tuleb tegelikult pinge takisti klemmidel UR jagama vooluga läbi takisti IR : . Kuna voltmeeter mõõdabki pinget takisti klemmidel (Uv = UR), siis ei teki viga voltmeetriga pinge mõõtmisel. Voltmeeter põhjustab aga vea voolu mõõtmisel, sest ampermeetri poolt mõõdetud vool IA erineb takistit läbivast voolust IR voltmeetrit läbiva voolu Iv võrra: IR = IA – IV .

Alalisvoolu ja ühefaasilise vahelduvvoolu võimsuse mõõtmine - Alalisvoolu võimsust võib leida kaudselt ampermeetri ja voltmeetri näidu kaudu, kuna P = UI. Võimsust võib otse mõõta ka vattmeetri abil nagu aktiivvõimsust vahelduvvoolu puhul.
Aktiivvõimsuse mõõtmine. Aktiivvõimsust mõõdetakse vattmeetriga. Vattmeetri voolumähis ühendatakse tarvitiga jadamisi, pingemähis aga rööbiti. Tärniga märgitud klemmid ühendatakse tavaliselt toiteallika poole. Kuna aktiivvõimsus leitakse valemiga P = UI cos, siis vattmeetril on kaks nimisuurust ─ nimipinge ja nimivool. Voolumähist läbiv vool ei tohi ületada vattmeetri mähise nimivoolu In, pingemähisele rakendatav pinge ei tohi ületada vattmeetri mähise nimipinget Un.

Aktiivvõimsuse mõõtmine kolmefaasilise ahela mittesümmeetrilise koormuse korral - Võimsuse mõõtmine kahe vattmeetriga (üks võimalik variant) Vattmeetri voolumähised ühendatakse kahte liinijuhtmesse ja pingemähiste tärniga märkimata otsad kolmanda liinijuhtmega. P = P1 + P2. Sõltuvalt tarviti iseloomust (st võimsustegurist) võib ühe vattmeetri näit olla negatiivne.

Aktiivvõimsuse mõõtmine kolmefaasilise ahela sümmeetrilise koormuse korral –

Sümmeetrilise tähtühenduses tarviti korral ZA=ZB=ZC. Seetõttu on kõikide faaside võimsused võrdsed ja piisab ainult ühe faasi aktiivvõimsuse mõõtmisest. Kolmefaasilise ahela aktiivvõimsus :

Sümmeetrilise kolmnurkühenduses tarviti korral ZAB=ZBC=ZCA . Tattmeetri voolumähist läbib faasipinge ja pingemähilsele on rakendatud faasipinge. Järelikult mõõdab vattmeeter faasivõimsust (). Kolme faasi aktiivvõimsus on

sümmeetrilise kolmnurkühenduses tarviti korral ZAB=ZBC=ZCA . Tavaliselt on kolmefaasiline sümmeetriline tarviti (nt asünkroonmootor) juba valmistamisel ühendatud kolmnurka ning juurdepääs faasimähistele on raskendatud või võimatu. Siis ühendatakse vattmeetri voolumähis liinijuhtmesse, mistõttu vattmeetrit läbib 3 korda suurem vool, sest sümmeetrilise kolmnurka ühendatud tarviti puhul . Järelikul peab vattmeetri pingemähise poolt mõõdetav pinge olema korda väiksem, et õiget tulemust saada. Seetõttu luuakse tähtühendusega tehisneutraalpunkt. Kuna vattmeetri pingemähis on ühendatud täht-ühenduse suhtes faasipingele, mis on tähtühenduses tarviti puhul korda väiksem liinipingest, mis on omakorda kolmnurkühenduses tarviti jaoks ühtlasi faasipinge (kolmnurkühenduse puhul Ul = Uf ), mida vattmeeter peaks mõõtma, et saada faasivõimsust. Seega vattmeetri pingemähisele langev pinge ongi korda vajalikust väiksem, mis tasakaalustab vattmeetri voolumähise poolt mõõdetud korda suurema voolu. Niiviisi loodud tähtühendus peab olema sümmeetriline: R l= RWU = R2 ( RWU on vattmeetri pingemähise takistus), sest ainult siis tekib liinijuhtme ja tehisneutraalpunkti vahel korda väiksem faasipinge. Jällegi kolmefaasilise ahela aktiivvõimsus

Pooljuhtseadiste klassifikatsioon - Pooljuhtideks loetakse aineid eritakistusega 10-6 kuni 106 Ωm, mis on suurem kui elektrijuhtidel ja väiksem kui dielektrikutel . Tähtsamad pooljuhid on germaanium ja räni, seleen ja ühenditest galliumarseniidja indiumantimoniid.

Pooljuhttakistid - termotakisti on seade, mis põhineb metalli (peamiselt peenike plaatina - või vasktraadi) või pooljuhi elektritakistuse sõltuvusel temperatuurist. Pooljuhttermotakisteid on kahte tüüpi :

Termistorid - valmistatakse metallioksiididest ja nende takistus väheneb temperatuuri tõustes ning seega nende takistuse temperatuuritegur on negatiivne. Tüüpilised negatiivse takistuse temperatuuriteguriga termistorid muudavad oma takistust temperatuurivahemikus 25 kuni 100 °C mõnesajast (või mõnest tuhandest) kuni mõnekümne (või mõnesaja) oomini. Temperatuuri tõustes nende takistus väheneb 2 – 8% kraadi kohta. Termistore kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks ja elektrilülituste temperatuurisõltuvuse kompenseerimiseks.

Posistorid - on positiivse takistuse temperatuuriteguriga pooljuhttermotakistid. Need muudavad väga vähe oma takistust temperatuurivahemikus 0 kuni 75 °C, säilitades takistuse umbes 100 oomi . Alates temperatuurist 80 °C kasvab posistori takistus kiiresti umbes 10 kilo-oomini 120 °C juures. Positiivse takistuse temperatuuriteguriga termistoride kasutusvaldkonnaks on liigvoolude eest kaitsmine. Lubatud voolust väiksemate väärtuste puhul on termistori kuumenemine tühine ja takistus väike.

Varistorid - on takistid, mille takistus väheneb pinge kasvades. Varistore kasutatakse vooluahelate kaitsmiseks liigpingete eest, mis tekivad näiteks induktiivse koormuse lülitamisel. Neid rakendatakse voolu ja pinge stabilisaatorites, automaatreguleerimisseadmetes. Varistore valmistatakse isegi kilovatiste võimsustega.

Fototakisti on pooljuhtseadis, mille takistus väheneb valguse toimel. Fototakistite takistus väheneb valgusvoo mõjul, mistõttu saab nende abil muundada valgussignaale elektrisignaalideks. Fototakisti ühendatakse toiteallika ahelasse ükskõik kumba pidi. Valgustuse puudumisel on fototakistil maksimaalne takistus, mida nimetatakse pimetakistuseks. Ahelas on siis nõrk vool. Fototakisti valgustamisel selle takistus väheneb ja vool suureneb. Fototakisteid kasutatakse signalisatsiooniseadmetes ja fotoreleedes; infrapunase kiirguse tehnikas öise vaatluse seadmetes ja soojuspeilingaatorites.

Tensotakisti on pooljuhtseadis, mille takistus sõltub deformatsioonist. Tensotakisteid kasutatakse väikeste deformatsioonide mõõtmiseks ja rõhuandurites.
Kõiki eelnevalt kirjeldatud takisteid võib kasutada nii alalis - kui ka vahelduvvooluahelates. Igal takistil on lubatud võimsus:
P = UI ≤ Pmax .

Pooljuhtdioodid .

Fototakistid, tensotakistid, varistorid – vaata pooljuhttakistid

Stabilitronid - Stabilitron on eritüüpi ränidiood, mis töötab läbilöögipingega võrdse vastupingega ja hoiab temaga paralleelselt ühendatud koormusele rakendatud toitepinge või koormusvoolu muutumisel sellele mõjuva pinge peaaegu muutumatuna. Stabilitroni läbilöögipinged, mis on stabiliseerimispingeks, on vahemikus 2,4 kuni 91 V. Stabilitroni töö põhineb pn-siirde teatud kindla vastupinge Uv ületamise järgneval järsul dioodi takistuse vähenemisel ja seda läbiva voolu tugevnemisel.

Valgusdioodid Valgusdiood on pooljuhtseadis, mis muundab elektrienergiat valguskiirguse energiaks. Valgusdiood tarbib tunduvalt vähem energiat kui hõõglambid. Kui esialgu leidsid nad kasutamist indikaatoritena, siis on viimasel ajal suure valgusviljakusega valgusdioodide kasutusevõtmise tulemusel hakanud levima valgusdioodide kasutamine valgustuspaigaldistes.

Fotoelemendid - Fotoelement on pooljuhtseadis, mis muundab valgusenergia elektrienergiaks. Ventiilfotoelementides kasutatakse kõige sagedamini räni. Kui kahe õhukese p- ja n-pooljuhikihi vahel moodustuva p-n-siirdesse satuvad footonid, siis põhjustavad need erimärgiliste laengute eraldumist ja laengukandjate (elektronide ja aukude) liikumist vastaselektroodidele. Selle tulemusel tekib elektromotoorjõud (vooluta olekus ca 0,6 V) ja kui väline vooluahel on suletud, siis elektrivool. Normaaltalitlusel on fotoelemendi pinge ca 0,5 V. Kiirguse soovimatu peegeldumise vältimiseks on fotoelement kaetud peegeldusvastase kihiga. Sobiva voolu saamiseks ühendatakse fotoelemendid jada- ja rööpühenduse kombineerimise teel mooduliteks, need aga omakorda patareideks. Fotoelementide mooduleid valmistatakse võimsusega mõnest millivatist kuni mõnesaja vatini. Tööstuslikult toodetud fotoelementide kasutegur on 1417%.

Türistorid - Türistor on mitme pn- siirdega pooljuhtseadis, mille tunnusjoonel on negatiivse diferentsiaaltakistusega lõik. Türistorid valmistatakse ränist. Sisselülitatud (avatud) türistoril on väike takistus, väljalülitatud (suletud) türistoril aga suur takistus.
Türistore liigitatakse tüürimismooduse järgi:

mittetüüritavad, kui türistoril on ainult kaks elektroodi ( anood ja katood ). Tema sisselülitamiseks (avamiseks) ja väljalülitamiseks (sulgemiseks) tuleb muuta toitepinge polaarsust. Sellist türistori nimetatakse ka dinistoriks.

tüüritavad, kui türistoril on kolm elektroodi (anood, katood ja tüürelektrood). Sellist türistori nimetatakse ka trinistoriks.
Türistore saab sisse lülitada kas kindla polaarsuse ja väärtusega anoodpinge või tüürelektroodile antava elektripinge abil. Tüüritavaid türistore, mida saab ainult sisse lülitada, nimetatakse üheopratsioonilisteks. Türistore, mida saab tüürvoolu abil ka välja lülitada, nimetatakse kaheoperatsioonilisteks. Kasutatavamad on üheoperatsioonilised türistorid, mille väljalülitamiseks tuleb katkestada anoodvool või muuta anoodpinge polaarsust. Türistore kasutatakse põhiliselt alaldites reguleeritava väljundpinge saamiseks, vaheldites ja sagedusmuundurites.

Vahelduvvoolu alaldamine - Alaldamine on vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks. Seadist, mis muundab vahelduvvoolu alalisvooluks, nimetatakse alaldiks. Väikesevõimsuselised alaldid on ette nähtud põhiliselt elektroonikaja raadioseadmete toitmiseks vahelduvvooluvõrgust. Suure võimsusega alaldid on kasutusel näiteks elektertranspordis trammide ja trollide kontaktvõrgu toitmiseks alalisvooluga. Alaldeid kasutatakse akude laadimiseks, galvaanika -, elektrolüüsi-, keevitusseadmete, alalisvoolumasinate ja –aparaatide jm toitmiseks vahelduvvooluvõrgust. Üldjuhul koosneb alaldi kolmest osast: trafost, ventiilist ja silufiltrist. Trafo muundab vahelduvpinge väärtuseni, mis on vajalik alaldi väljundis nõutava alalispinge saamiseks. Ventiil on vahelduvvoolu alaldav seadis, milleks nüüdisajal on enamasti pooljuhtdiood, mis laseb voolu läbi ainult ühes suunas. Ventiilid tagavad ühesuunalise voolu koormusahelas. Selle tulemusena muutub vahelduvpinge pulseerivaks alalispingeks. Selliselt alaldatud väljundpinge pulseerib tugevasti. Pulseeriva pinge silumiseks kasutatakse silufiltreid, mis ühendatakse alaldi väljundklemmidele ja mis sisaldavad reaktiivelemente (kondensaatoreid, induktiivpoole ehk drosseleid). Reaktiivelemendid salvestavad energia ajal, kui pulseeriva pinge (voolu) hetkväärtus kasvab, ja tagastavad energia, kui pinge (vool) väheneb, siludes selliselt pinge (voolu) muutumise. Alaldil peab olema vähemalt üks ventiil, trafo ja silufiltrite olemasolu sõltub vajadustest. Lisaks võidakse väljundsuuruste stabiliseerimiseks kasutada stabilisaatorit.
Alaldid jagunevad vastavalt toitepinge faaside arvule
• ühefaasilisteks
• mitmefaasilisteks.
Ühefaasilised alaldid on omakorda
• poolperioodalaldid
• täisperioodalaldid.

Poolperioodalaldi, seda iseloomustavad suurused.

Sildalaldi, seda iseloomustavad suurused.

Keskpunktalaldi, seda iseloomustavad suurused.

Alaldatud pinge silumine.

. Operatsioonivõimendid.

.DOCX Laadi alla originaalfail 9 lk · .docx · 354 allalaadimist

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #1

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #2

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #3

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #4

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #5

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #6

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #7

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #8

Elektriahelad ja elektroonika alused eksami kordamisküsimuse #9

100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.

~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-11-17 Kuupäev, millal dokument üles laeti

354 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

echo Õppematerjali autor

elektroonika alused elektriahelad elektriahel

Sarnased õppematerjalid

doc

Elektriahelad ja elektroonika alused. Eksami materjal

Kordamisküsimused 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. Magnetvälja suund m

Elektriahelad ja elektroonika alused

doc

Elektrotehnika kordamisküsimused ja vastused

See annab oskusi muundada looduslikku energiat ning oskusi saada ja edastada elektrilist informatsiooni. Elektrotehnilised seadmed annavad võimaluse tootmist kompleksselt automatiseerida ning võtta kasutusele tehnoloogiaid, mille rakendamine näiteks kõrge temperatuuri, rõhu või ohtliku kiirguse tõttu oleks muidu võimatu. Elektronarvutite abil saab töödelda ning salvestada informatsiooni. Elekter on meie igapäevaelu vältimatu osa. 2. Milliseid eeliseid annab elektroonika tundmine insenerile? Elektroonika tundmine annab oskuse käsitleda keskmise ning suure võimsusega seadmeid, mille ülesandeks on ühe vooluliigi muundamine teiseks. Neid muundussüsteeme kasutatakse värviliste metallide elektrolüüsil, elektertranspordis, tõstemasinates, elektriajamites ning energia alalisvoolu ülekandel suurtele kaugustele. 3. Kes peaks olema õppimisprotsessis aktiivsem pool õppija või õpetaja?

Elektrotehnika

doc

Elektrotehnika vastused

Kui kõigi juhtmete isolatsiooni on korras, näitab iga voltmeeter faasipinget. Juhul, kui ühe juhtme isolatsiooni seisukord halveneb, muutub selle juhtmega ühendatud voltmeetri näit väiksemaks. Samaaegselt suurenevad kahe ülejäänud voltmeetri näidud. Piirväärtusel, kui juhtme isolatsioonitakistus muutub nulliks, tõuseb pinge ülejäänud juhtmetel liinipingeni. 34Jadaühendus . Jadaühendus on selline takistite (tarbijate) ühendusviis,mille puhul elektriahel moodustub üksteisega järjestikku ühendatud takistitest, Pilt1. Pilt1.Vool uring järjestikku ühendatud takistitega. Autori joonis. Nagu näha ka skeemilt (Pilt 1) moodustub kogu pinge ehk klemmipinge ahelas U üksikute takistite pingelangude summast: U1+U2+U3+......+Un = U, kus juures tuginedes Ohmis seadusele vooluringi osa kohta: IR1 + IR2 + IR3 ?.....

Elektrotehnika ja elektroonika

doc

Elektriahelad ja elektroonika alused (eksami vastused)

Elektri küssad 1. Milliseid eeliseid annab elektrotehnika tundmine insenerile? Hea spetsialist peaks oma kitsa ala kõrvalt tundma ka teiste teaduste põhiolemust. Kuna tänapäeval ei saa elektrita hakkama ühelgi elualal, siis peaksid insenerid kindlasti tundma elektrotehnika põhimõisteid, terminoloogiat ja elektrienergia ning elektriseadmete rakendamise võimalusi, et siis neid teadmisi kasutades oma erialal edukam olla. 2. Milliseid eeliseid annab elektroonika tundmine insenerile? Mehaanikainsenerid puutuvad palju kokku igasuguste masinatega, mis kasutavad elektrienergiat. Tootmises ja masinaehituses oleks ilma elektrotehnikaalaste teadmisteta üsna raske midagi ära teha. Tihti võimaldab elektrotehnika põhimõtete tundmine näiteks tootmises teha optimaalsemaid valikuid ja raha kokku hoida. 3. Kes peaks olema õppimisprotsessis aktiivsem pool õppija või õpetaja? Mõlemad peaksid olema aktiivsed

Elektriahelad ja elektroonika alused

docx

Elektrotehnika eksami kordamisküsimused

Ohtlik on, kui lekkevool suureneb üle ohutu piiri, st muutub rikkevooluks. Rikkevoolukaitselüliti vabastiks on kaitselüliti keresse sisse ehitatud rikkevoolurelee, mistõttu seade on ise võimeline vooluahelat katkestama. Kui rikkevoolukaitselüliti ülesandeks on kaitsta inimesi ja loomi ohtliku elektrivoolu eest, siis valitakse vabasti rakendusvooluks enamasti 30 mA. Kaitselüliti väljalülitusaeg on seejuures tavaliselt 0,1 sekundit. Konspektist info eksami küsimuste kohta: Alalisvoolu mootorid - ehitus, tööpõhimõte, liigitus Alalisvoolumootoreid liigitatakse vastavalt ergutusviisile:  Püsimagnetergutusega  Elektrilise ergutusega  Sõltumatu ergutusega (toidetakse eraldi allikast)  Jadaergutusega (ergutusmähised on ankrumähisega jadaühenduses)  Rööpergutusega (ergutusmähised on ankrumähisega rööpühenduses)

Elektrotehnika1

doc

Elektrotehnika

Elektrotehnika ja elektroonika 1. Elektrivälja potentsiaal, pinge, elektromotoorjõud. Elektrivälja punkti potentsiaal on mingisse punkti paigutatud positiivse ühiklaengu q potentsiaalne energia, mis tekib, sest ta võib hakata väljajõu mõjul liikuma, mille puhul see jõud teeb tööd. Pinge elektrivälja kehe punkti vaheline pinge on suurus, mida mõõdetakse tööga, mis kulub positiivse ühiklaenug ühest punktist teise üleviimiskeks. U=A/q

Laeva elektriseadmed

pdf

Elektrivarustus ja elektripaigaldised EKSAMIKÜSIMUSED

● 1. Joonistage ühekontuuriline alalisvooluahel, kus on reaalne pingeallikas ja tarviti (takisti). Lisage ahelasse ka voltmeeter ja ampermeeter. Valige arvutuseks sobivad suurused allikapinge (elektromotoorjõu) ja ahela takistuste jaoks. Koostage graafik, kus on selle pingeallika ja tarviti tunnusjooned ning märkige graafikul ahela tööpunkt, tühijooksupunkt ning lühisele vastav punkt. Kuidas arvutada ahela lühisvoolu suurus? Kuidas arvutada ahela kasutegur? Millal on ahela kasutegur maksimaalne? Graafik: Lühisevalem: ● Kasutegur: Kasulikuvõimsuse ja koguvõimsuse suhe. Kasutegur on maksimaalne, kui takistus on väikseim. R-välistakistus, r-sisetakistus - Kardan, et kasutegur on maksimaalne tarviti takistuse R maksimaalse väärtuse juures. 2. Mida tähendab võimsuste bilanss elektriahelas? Tooge näide kahe pingeallikaga alalisvooluahela kohta? Joonistage oma vabalt valitud skeem allikate ja takistitega, lisag

Elektrivarustus ja elektripaigaldised

doc

Kontrollküsimused

KONTROLLKÜSIMUSED 1. Sissejuhatus. 1. Elektrotehnika olemus. Mida nimetatakse elektrotehnikaks? 2. Mida nimetatakse energeetikaks? 3. Mida nimetatakse energiasüsteemiks? 4. Mida nimetatakse elektrisüsteemiks? 5. Milliseid seadmeid nimetatakse elektriseadmeiks? 6. Millised seadmed on valgustusseadmed? Tuua näiteid. 7. Millised seadmed on jõusedmed? Tuua näiteid. 8. Millised seadmed on elektrivõrgud? 9. Millised seadmeid nimetatakse elektritarbijaiks? 10.Kuidas jaotatakse elektriseadmeid pinge järgi? Pingete suurused? 11. Milline peab olema tarbija nimipinge ja võrgupinge millesse nad lülitatakse? 12. Milline peab olema tarbija nimipinge ja võrgupinge millesse nad lülitatakse? 2.Füüsikalised põhimõisted (põhikooli füüsikakursusest). 1. Mida nimetatakse mateeriaks? 2. Molekul. Kuidas on molekulid omavahel seotud? 3. Millest oleneb aine temperatuur? 4. Kuidas jaotatakse ained vastavalt nende füüsikalistele omadustele? 5. Aatomi ehitus. 6. Kui kiir

Elektrotehnika

Rohkem sarnaseid