0,35 T 3. Magnetvoog läbi pooli, millel on 400 keerdu, muutus 0,02 Wb võrra 2 sekundi jooksul. Kui suur indutsiooni elektromotoorjõud tekkis raamis? 4V 4. Poolil on 100 keerdu. Magnetvoog läbi selle muutub 0.032 Wb võrra ja tekitab emj 10 V. Millise aja jooksul magnetvoog peab muutuma? 0,32 s 5. Voolutugevuse ühtlasel muutumisel 0,05 s jooksul nullist kuni 12 A indutseeriti poolis endainduktsiooni emj 60 V. Kui suur oli pooli induktiivsus? 0,25 H 6. Millise aja jooksul kasvab 0,5 H induktiivsusega poolis voolutugevus nullist kuni 12 A, kui endainduktsiooni elektromotoorjõud poolis oli 50 V 0,12 s 7. Pooli, mille induktiivsus on 0,2 H, läbib vool tugevusega 4 A. Kui suur on selle pooli energia? 1,6 J 8. Arvutage pooli magnetvälja energia, kui pooli otstele on rakendatud pinge 12 V, pooli takistus on 0,55 _ ja pooli induktiivsus on 0,14 H. 33.3 J 9. Sirgjuht pikkusega 2,2 m liigub ühtlases magnetväljas jõujoontega 20 ° nurga all kiirusega 20 m/s
14.Defineerida üks henri. Üks henri võrdub sellise vooluringi induktiivsusega, milles voolu tugevuse muutus ühe ampri võrra sekundis tekitab läbi tema kontuuri magnetvoo üks veeber.
laengukandjate kineetilise energiaga. · Vooluga pooli energia peaks olemavõrdeline voolutugevuse ruuduga. · Mass kirjeldab keha inertsi kiiruse muutuste suhtes. · Juhtmesüsteemi inertsi voolu muutuste suhtes kirjeldab induktiivsus · induktiivsus täidab elektrilaengu liikumisel sama rolli,,mida mass mehaanilise liikumise juures. · Juhtmepooli energia avaldise koostamisel asendame massi induktiivsusega. · Vooluga pooli energiat võib nim. Magnetvälja energiaks. · Nii elektri-kui ka magnetnähustes on välja energia võrdeline välja jõuparameetri(EvõiB) ruuduga.
Piiratud ruumiosas toimuva elektromagnetvõnkumise tekitamiseks on vajalik suletud võnkering. Ruumis lainena leviva võnkumise saamiseks tuleb seega kasutada avatud võnkeringi Võnkering Üleminekul suletud võnkeringilt avatule eemaldatakse kondensaatori plaate teineteisest seni, kuni plaatidevahelise elektrivälja jõujooned täidavad kogu ümbritseva ruumi. Üleminek Suletud võnkeringilt avatule Võnkeringi omavõnkesagedus on määratud induktiivsusega L ja Mahtuvusega C. Elektrivälja muutumisega kaasneb magnetvälja teke. Elektromagnetlainete tekkimist nimetatakse sageli ka nende kiirgumiseks. Elektromagnet lained peegelduvad metallpindadelt. See tuleneb elektrivälja suutmatusest tungida elektrit juhtivasse kehasse. Elektromagnetlained difrageeruvad, interfeeruvad ja moodustavad seisulaineid samamoodi nagu helilained või lained kumminööris. Elektromagnetlained tekivad ja
1Wb= 1T x 1m2 5. Eneseinduktsiooniks nimetatakse induktsiooni emj tekkimist vooluringis voolutugevuse muutumise tõttu selles vooluringis endas (n.ö. vool ise tekitab voolu, pooli ümber tekib magnetväli ja poolis tekitatakse vool, magnetit pole vaja). Lenzi reegel ütleb, et eneseinduktsiooni elektromotoorjõud takistab voolutugevuse kasvamist vooluringi sulgemisel ja kahanemist selle katkemisel. 6. Üks henri (1H) võrdub sellise juhi induktiivsusega, milles voolutugevuse muutus üks amper sekundis võrra tekitab läbi tema kontuuri endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt. 1H= = = Defineeritakse valemist L= 7. Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad. f- sagedus (Euroopa riikides määratud 50 hertsi) ; T-periood (20 millisekundit); U- pinge (220V). Reeglina muutub ka voolusuund. Vahelduvvoolu tekkeks on vaja vahelduvvoolu
magnetvälja energiaks ja vastupidi, siis on siin tegemist lisaks voolu võnkumistele veel täiesti uut liiki võnkumistega--elektrivälja ja magnetvälja võnkumisega, nii et üks muundub teiseks ja vastupidi. 8. Mida nimetatakse elektromagnetvõnkumisteks? Elektrivälja ja magnetvälja samaaegselt toimuvaid võnkumisi, nii et üks muundub teiseks ja vastupidi. 9. Millega määratakse võnkeringis tekkivate elektromagnetvõnkumiste periood? Võnkeringi induktiivpooli induktiivsusega L (ühik Henri)ja kondensaatori mahtuvusega C (ühik Farad), juhtmete aktiivtakistuse mõju võib jätta arvestamata. T = 2 LC ühik-1 sekund Et tavaline (joon)sagedus f on perioodi pöördväärtus, siis f = 1/T = 1/2 LC . f-sagedus Ühik- 1 Hz (hertz) 10. Miks tavalises võnkeringis võnkumised sumbuvad? Osa võnkumise energiast eraldub juhtmetes soojusena ja võnkumised sumbuvad pikapeale. 11. Mis on isevõnkumine? Kui võnkuv süsteem ise võtab kuskilt välisest allikast endale
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 ampri võrra tekitab läbi tema kontuuri magnetvoo üks veeber. Teise definitsiooni järgi on üks henri sellise vooluringi induktiivsus, milles elektrivoolu tugevuse muutus ühes sekundis ühe ampri võrra indutseerib elektromotoorjõu üks volt. 4. Pooli induktiivsus sõltub- on võrdeline mähise keerdude arvu ruuduga, kuid on veel sõltuvuses mähise ja poolisüdamiku kujust ning südamiku materjalist. 5
12. Harmoonikute allikad Põhiliselt mittelineaarsed koormused e. jõuelektroonikat kasutavad ja elektrilahendusel rajanevad tööstuskoormused. (juhitavad ajamid, alaldid, inverterid, kaarahjud, lahenduslambid, arvutid, printerid jne). 13. Paralleelresonants nähtused jaotusvõrkudes Kui mõne harmooniku sagedus=resonantssagedusega ning harmooniku allika perspektiivist põikimahtuvus paralleelühenduses võrgu ekvivalentse induktiivsusega ning tekib pingeresonants ehk väga suured pinged. 14. Jadaresonants nähtused jaotusvõrkudes Kui mahtuvus ja induktiivsus on jadamisi (nagu eelmine punkt) ning vool läheb suureks. 15. Signaalpinged Näiteks arvestite kauglugemissüsteemid. Kui pingele on pealdatud teatud signaale edastavad pinged. Madalsageduslikud-110-3000Hz, kandesagedussignaalid 3-148,5kHz. 16. Elektrivarustuskindluse näitajad SAIFI, SAIDI, CAIDI(katkestus B e keskmine kestvus). 17
7. Raam, millel on 25 keerdu, asub magnetväljas. Leida raamis indutseeritud emj, kui magnetvoog muutub raamis 0,16 s jooksul 0,098 Wb kuni 0,013 Wb ni? 13,3 V 8. 75 keerust koosnevas poolis on magnetvoog 4,8 mWb. Millise ajaga peab magnetvoog kaduma, et poolis indutsseruks emj 0,74 V? 0,48 s 9. Kui suur eneseinduktsiooni emj tekib poolis induktiivsusega 68 mH, kui 0,012 s jooksul kahaneb temas vool 3,8 lt A 0 ni? 22 V 10. Leida pooli induktiivsus, kui voolu vähenemisel 2, 8 A võrra 62 ms vältel tekkis temas eneseinduktsiooni emj 14 V? 0,31 H 11. Millise ajaga kasvab vool 0 st kuni 11,4 A ni poolis, mille induktiivsus on 240 mH, kui seejuures tekib eneseinduktsiooni emj 30 V? 0,0912 s
29.KPF. Kõrgpääsfilter. Laseb läbi signaale ülalpool mingit kindlat (määratud) sagedust. 30.Ribafilter. Laseb läbi soovitud sagedusriba (ülejäänu surub maha) 31.Riba-tõkkefilter. Surub maha soovimatu sagedusriba. 32.Esimest järku filter. Kirjeldavas seoses on 1. astmes. 33.Aktiivfilter. Sisaldab võimendit (OV). 34.Silufilter. Elektrilülitus, mis vähendab alaldist saadava elektrivoolu pulsatsiooni. S-te põhiosad on suure induktiivsusega induktiivpoolid ja suure mahtuvusega kondensaatorid, mis koormuse suhtes lülitatakse vastavalt jadamisi ja rööbiti. S-i töö põhineb nende elektriahelaelementide energiasalvestusvõimel. Olemuselt madalpääsfilter. 35.LC-kontuur. 36.Wieni sild. 37.LC-generaatori ehitamise idee. 38.RC-generaatori ehitamise idee Wieni silla ja OV abil. 39.Kuidas genereerida saehammaspinget? Vaja on operatsioonvõimendit, toiteallikat, takistit, kondekat. Kondekas on
Muutuva elektrivälja levik toimub magnetvälja vahendusel. 31. Mis on laine levimiskiirus? Laine levimiskiirus on lainepikkuse ja sageduse korrutis. v =f · 32. Kuidas nimetatakse kiirgumist teisiti? Kiirgumist nimetatakse elektromagnetlainete tekkimiseks. 33. Mis on omavõnkesagedus? Millega on määratud võnkeringi omavõnkesagedus? Omavõnkesagedus on võnkeringi parameetritega määratud sagedus. Võnkeringi omavõnkesagedus on määratud induktiivsusega ja mahtuvusega. 34. Kuidas tekitada madalsageduslaineid ja kus need levivad? Madalsageduslaineid tekitatakse vahelduvvoolugeneraatori abil ja elektrienergiat kantakse üle juhtmete abil, sest vaakumis ja dielektrikus on lainete intensiivsus tühiselt väike. 35. Elektomagnetlainete liigid ja nende lainepikkused? Madalsageduslained, raadiolained, optiline kiirgus röntgenikiirgus gammakiirgus 36. Mis on radar? Radar on seade ruumis paiknevate objektide avastamiseks ning nende
Pärast vooluringi sulgemist voolutugevus suureneb ja juhis tekib pööriselektriväli, mille suund on vastupidine vooluallika poolt tekitatud elektriväljale, et suurendada voolutugevust väärtuseni I peab vooluallikas tegema tööd pööriselektrivälja jõudude ületamiseks. Selle töö arvel suurenebki voolu magnetvälja energia. Vooluringi katkestamisel vool lakkab ja pööriselektriväli teeb positiivset tööd. Salvestatud energia vabaneb, sellest annab tunnistust suure induktiivsusega ahela katkestamisel tekkiv võimas säde lülitis. Vooluvälja magnetenergia Em avaldub valemiga Em = LI2 / 2 , mis on analoogiline punktmassi kineetilise energiaga mv2/2. Juhi induktiivsus L vastab punktimassile m ja voolutugevus I vastab punktikiirusels v
Pärast vooluringi sulgemist voolutugevus suureneb ja juhis tekib pööris elektriväli, mille suund on vastupidine voolu allika poolt tekitatud elektriväljale. Et suurendada voolutugevust väärtuseni I, peab voolu allikas tegema tööd pööriselektrivälja jõudude ületamiseks. Selle töö arvel suurenebki voolu magnetvälja energia. Vooluringi katkestamisel vool katkeb ja pöörislektriväli teeb positiivset tööd, salvestatud energia vabaneb. Sellest annab tunnistust suure induktiivsusega ahela katkestamisel tekkiv võimas sade lülitis. Voolu magnetvälja energia E m avaldub valemiga: Em= LI2/2, mis on analoogiline punkt massi kineetilise energiaga mv 2/2. Juhi induktiivsus L , vastab punkti massile m ja voolutugevus I vastab punkti kiirusele v.
Laengute potentsiaalne energia on nende poolt plaatide vahel tekitatud elektrivälja energiaks WE: C U 2 WE = W p = 2 . Vooluga juhid mõjutavad teineteist magnetvälja kaudu. Iga juht omab potentsiaalset energiat teistes juhtides kulgevate voolude poolt tekitatud magnetväljas. Vool tugevusega I juhtivas kontuuris induktiivsusega L tekitab enda ümber magnetvälja, mis omab energiat WL: LI 2 WL = W p = 2 . VOOLU JA LIIKUVA LAENGU POOLT TEKITATUD MAGNETVÄLI Lõpmata pika sirgvoolu poolt tekitatud magnetvälja induktsioon kaugusel b sirgjuhist: I k 2I
Struktuurskeemi koostamiseks on vaja ära määratleda süsteemi erinevate osade tüübid. 2.2.1. STRUKTUURSKEEMI OSADE TÜÜPLÜLID 1. tüüplüli: Sellesse tüüplülisse kuuluvad EV ja EMV. See võtab enda alla elektronvõimendi EV-st tuleva tagasisidede signaalidest kuni EMV ergutusmähisteni. EV on inertsivaba element, seega tema ei ole hetkel meile oluline. Selle eest omavad inertsi EMV ergutusmähised. Inerts on võrdelises seoses mähiste induktiivsusega, mis tingibki inertsi. Sisend signaal XS=US ja väljundsignaal XV=Eq. Signaalide operaatorivormi alusel on võimalik leida meil antud lüli ülekandefunktsioon. Eq( p ) W j( p) = U S( p) 2. tüüplüli: Sellesse lülisse kuuluvad EMV teine pool st ankrumähis koos harjadega, mis on ühendatud ankrulamellidega
kaks korda suurem: Pm = U m I m = U 2 ·I 2 = 2U I = 2 P . 6.9 Induktiivtakistusega vooluring Vaatleme idealiseeritud juhust, kus poolil on induktiivsus L, tema aktiivtakistus on aga nii väike, et seda ei pruugi arvestada (r = 0). Ohmi seaduse järgi peaks nüüd poolis tekkima ülisuur vool, sest U U I= = = . r 0 Tegelikult mõõtes võib veenduda, et vool on kindla suurusega. See näitab, et vahelduvvoolule avaldab takistust mingi muu põhjus. Induktiivsusega vooluringis on selleks põhjuseks voolu takistav endainduktsiooni elektromotoorjõud. Lenzi seaduse kohaselt tekib voolu kasvamisel elektromotoorjõud, mis on võrdeline voolu di muutumise kiirusega : dt di eL = L , dt mis takistab voolu kasvamist; voolu vähenemisel tekib aga elektromotoorjõud eL, mis takistab voolu vähenemist. Seega mõjub endainduktsioon
magnetvälja jõujooned vaadeldavat panda. 26. Mida näitab elektrivälja tugevus (VÜT). elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. 27. Lenzi reegel Joule'i-Lenzi seadus on füüsikaseadus, mille kohaselt elektrivoolutoimel juhis eralduv soojushulk on võrdne voolutugevuse ruudu, juhi takistuse ja voolu kestuse korrutisega Valem: 28. Henry seadus. Ütleb, et eneseinduktsioon EMJ on võrdeline induktiivsusega ja voolu muutumise kiirusega Valem: 29. Mis on elektromagnetiline induktsioon? Elektromagnetiliseks induktsiooniks nimetatakse elektrivoolu tekkimist juhtivas kontuuris (näiteks suletud juhtmekeerus), kui muutub selle kontuuri pinda läbiv magnetvoog. Magnetvoo muutumise võib esile kutsuda kontuuri liikumine magnetväljas. Elektrivoolu kutsub esile voolujuhi laetud osakestele mõjuv induktsiooni elektromotoorjõud ehk indutseeritud elektromotoorjõud (emj). Seda
kt aIm kt Un Zk 3I k 15. Asünkroonmootori sagedusreguleerimine 16. Elektrimootorite töötamine ühisel võllil 1 = 2 = . . . = i T = T1 + T2 + ... + Ti Kui on teada üksiku mootori karakteristikud siis saame resultantkarakteristiku jäikuse: =T/=(T1+T2)/=T1/ + T2/ = 1+2 Lugeda iseseisvalt juurde. 17. Elektromagnetiline siirdeprotsess Elektromagnetilises siirdeprotsess on seotud induktiivsusega. Elektromagnetiline siirdeprotsess on teistega võrreldes nii väike et võib tihtilugu arvestamata jätta dI U t U I R L I (1 e el ) dt R ts=(3...4)el 18. Mehaaniline siirdeprotsess Ajami põhivõrrand: T-Ts=J(d/dt) s=(0-)/0 lk230 19. Soojuslik siirdeprotsess
29.KPF. Kõrgpääsfilter. Laseb läbi signaale ülalpool mingit kindlat (määratud) sagedust. 30.Ribafilter. Laseb läbi soovitud sagedusriba (ülejäänu surub maha) 31.Riba-tõkkefilter. Surub maha soovimatu sagedusriba. 32.Esimest järku filter. Kirjeldavas seoses on 1. astmes. 33.Aktiivfilter. Sisaldab võimendit (OV). 34.Silufilter. Elektrilülitus, mis vähendab alaldist saadava elektrivoolu pulsatsiooni. S-te põhiosad on suure induktiivsusega induktiivpoolid ja suure mahtuvusega kondensaatorid, mis koormuse suhtes lülitatakse vastavalt jadamisi ja rööbiti. S-i töö põhineb nende elektriahelaelementide energiasalvestusvõimel. Olemuselt madalpääsfilter. 35.LC-kontuur. 36.Wieni sild. 37.LC-generaatori ehitamise idee. 38.RC-generaatori ehitamise idee Wieni silla ja OV abil. 39.Kuidas genereerida saehammaspinget? Vaja on operatsioonvõimendit, toiteallikat, takistit, kondekat. Kondekas on
Lenzi reegel- induktsioonivool toimib alati vastupidiselt voolu esile kutsuvale põhjusele e=- .Eneseindukstiooni nähtus- seisneb selles,et muutuv vool indutseerib elektromotoorjõu samas juhis, mis püüab takistada voolukasvu.nähtus iseloomustab elektrivoolu inertsust. Induktiivsus L[H]-kirjeldab laengukandjate liikumisel esinevat inertsust vaadeldavas juhis =LJ/t, pooli induktsiivuss L=Volt*sekund/ampriga Magnetvälja energia-Em juhtmepoolis induktiivsusega L voolutugevuse väärtuse I korral: Em=LI²/2. magnetvälja energia on võrdeline voolutugevuse I ruuduga. Vahelduvvoolu tekitamine-elektrivool,mille korral voolutugevus perioodiliselt muutub. 50 hz võnget sekundis ehk siis 0,02sekundit. Laengukandjate keskmine suunatud liikumine on võnkumine. Laiatarbelise vvkorral muutuvad voolutugevus ja pinge ajas harmooniliselt. Juhtivast materjalist raam pindalaga S pannakse magnetväljas pöörlema nurkkiirusega
vahelduvvooluga võrdse soojushulga. Ief=Im/ √ 2 =0,707 Im Uef=Um/ √ 2 =0,707 Um d)Keskväärtus Keskväärtus saadakse voolu hetkväärtuste aritmeetilise keskmisena. Ik=(2/π)*Im=0,6371 Im 4. Ideaalsed vahelduvvooluringi takistused ja nende vektordiagrammid a)Aktiivtakistus Tähistatakse tähega r. Aktiivtakistuses eraldub energia ainult soojusena. Aktiivtakistus on alati faasis takistile rakendatud pingega. b)Induktiivtakistus Induktiivsusega vooluringis tekib voolu takistav endainduktsiooni elektromotoorjõud. Lenzi seaduse kohaselt tekib voolu kasvamisel elektromotoorjõud, mis on võrdeline voolu muutumise kiirusega ∆i ∆i ∆t ; eL=-L ∆t . Endainduktsiooni elektromotoorjõud jääb voolust maha 90 kraadi ehk π/2 võrra. Vool jääb pingest 90 kraadi ehk π/2 võrra maha. Induktiivsuse mõjul tekkivat takistust nimetatakse induktiivtakistuseks ja tähistatakse XL. XL=2πfL (Ω).
2 0,27 Lihtsa diipolantenni ef. kõrgus on: hef 0 Kooskõlas eeltooduga tuleb raadioVV katsetamisel ühendada mõõtegeneraator VV-ga aseantenni kaudu, mis koostatakse järjestikku üh. poolist induktiivsusega L = 20H; C = 200pF ja R = 25. LL-l saadakse selline näivtakistuslik lülitus (R = 400). Sel teel saadakse labori tingimustes olukord, mis ligikaudu vastab reaalsele ekspluatatsiooni olukorrale. Üldandmed sisendringidest VV tuleb üh. antenniga SR abil selliselt, et antennist saadav energia võimalikult rohkem kanduks VV esimesele võimenduselemendile. Esimeseks astmeks võib olla KSV või sagedusmuundi
Operatsioon võimendid: Operatsioon võimendid on integraalselt teostatud universaalsed võimendi väljundtakistus ongi reaalselt mõne ringis, seega 100 korda väiksem kui Op võimendi võimenduselemendid, mida võib kasutada väga mitmeti, sõltuvalt lisatud elementidest. Operatsioon takistus. Väljundtakistuse vähenemine on seda tugevam, mida tugevam on kasutatav tagasiside. võimendil on kaks väljundit, üks väljund ja teda toidetakse kahe polaarse sümeetrilise pingega (+, - maa Inventeerivvõimendi: suhtes). Plussiga tähistatud sisendit loetakse mitte inventeerivaks sisendiks ja sinna antav signaal tekkitab väljundis samafaasilise signaali. tähistatud sisendit loetakse inventeerivaks sisendiks ja sinna antud signaal tekitab väljundis vastasfaasilise signaali. Op võimendi on alalispinge võimendi, seetähendab tema võimendus sageduse alumine piir on 0. see omadus tingib omakorda võimendi sees otsese sidest...
L + VT1 VT2 VT3 Ud M VT4 VT5 VT6 Joonis 1.14 Tavalise IGBT-transistoride baasil valmistatud kolmefaasilise vooluvaheldi jõuahela skeem on joonisel 1.14. Harilikult on sellel vaheldil toiteallikaga jadamisi ühendatud suure induktiivsusega drossel, mis hoiab voolu konstantsena, ja samuti ka väljundisse ühendatud kondensaatorpatarei. Kondensaatorid on mõeldud vooluharmooniliste filtreerimiseks, voolu siinuselähedase kuju tagamiseks ja pingetippude piiramiseks. Resonantsvaheldid. Kõigis ülalkirjeldatud skeemides töötavad elektronseadised lülititalitluses, kus nõutakse kogu koormusvoolu sisse-või väljalülitamist iga lülituse puhul.
Rööpergutusmootori pidurdus- *Vastulülituspidurdamisel on vaja muuta ankru- või ergutusmähise järgi omakorda sünkroon(väljapoolustega, peitepoolustega) ja asünkroon(lühis ja faas) masinad 3) polaarsus vastupidiseks, selleks et muuta masinas tekkiv moment pidurdavaks. Tavaliselt lülitatakse ümber pisimasinad. ankrumähis, sest suure induktiivsusega ergutusmähise kommuteerimisel võib magnetvälja kiire muutus 12. Trafo tühijooks emj, ülekandetegur.Trafo on elektromagnetiline seade, mis muundab vahelduvpinge põhjustada isolatsiooni läbilöögiks piisva liigpinge. Et ankru pöölemissuund on kuni seiskumiseni sama, samasagedusega teistsuguse väärtusegavahelduvpingeks. Trafo tühijooks on see kui sekundaarmähisesse pinge polaarsus aga muudetud, siis liituvad nüüd ankrumähises indutseeritud emj
t t α λ ia ia t t Joonis 4.18. Poolperiood alaldi väljundpinge ja –voolu diagrammid aktiiv-induktiivkoormusel (a) ning vastuelektromotoorjõu puhul (b) Suure induktiivsusega koormuse puhul kui ωL >> R, arvutatakse pinge Ua ligikaudselt valemiga: 2 E2 Ua ≅ cos α . (4.6) π Ühefaasiline keskväljavõttega alaldi (M2). kujutab endast põhimõtteliselt kahe poolperioodalaldi M1 rööpühendust (joonis 4.19), kusjuures nende sisendpinged on vastufaasis. Alaldi väljundpinge pulseerib toitepinge kahekordse sagedusega. Tüüritav M2C
sis Joon.1.47 soovitatakse ühendada iga mikrolülituse toite klemmiga üks keraamiline kondensaator mahtuvusega vähemalt 1F. Kahe kondensaatori kooskasutamise mõte on selles, et elektrolüütkondensaator, mille mahtuvus on umbes 100µF, hoiab pinget aeglasemate voolumuutuste korral, kuid tingituna tema suurest induktiivsusest ei reageeri ta lühikestele voolumuutustele. Keraamiline kondensaator (umbes 1µF), mis on väikese induktiivsusega ja seetõttu reageerib just nendele. Samuti soovitatakse ühendada iga integraallülituse toitejalaga samuti keraamiline kondensaator mahruvusega vähemalt 1 F. Parasiitne tagasiside võib tekkida ka parasiitmahtuvuste ja puistemagnetvoogude toimel. Väljundjuhe i i C
kaks korda suurem: Pm = U m I m = U 2 ·I 2 = 2U I = 2 P . 6.9 Induktiivtakistusega vooluring Vaatleme idealiseeritud juhust, kus poolil on induktiivsus L, tema aktiivtakistus on aga nii väike, et seda ei pruugi arvestada (r = 0). Ohmi seaduse järgi peaks nüüd poolis tekkima ülisuur vool, sest U U I= = = . r 0 Tegelikult mõõtes võib veenduda, et vool on kindla suurusega. See näitab, et vahelduvvoolule avaldab takistust mingi muu põhjus. Induktiivsusega vooluringis on selleks põhjuseks voolu takistav endainduktsiooni elektromotoorjõud. Lenzi seaduse kohaselt tekib voolu kasvamisel elektromotoorjõud, mis on võrdeline voolu di muutumise kiirusega : dt di eL = L , dt mis takistab voolu kasvamist; voolu vähenemisel tekib aga elektromotoorjõud eL, mis takistab voolu vähenemist. Seega mõjub endainduktsioon
tasandil. Lainete difraktsiooni nähtus seisneb lainete paindumises tôkete vôi avade taha. Difraktsioon on seda märgatavam, mida enam lainepikkus ja avad-tôkked on ühesuguste môôtmetega. Elektromagnetilised vônkumised ja lained Elektromagnetilisteks vônkumisteks nim. laengu, voolutugevuse ja pinge perioodilisi muutusi ajas. q = q0 . cos t i = I0 . sin t u = U0 . sin (t + ) Vônkering koosneb rööbiti ühendatud kondensaatorist (mahtuvusega C) ja poolist (induktiivsusega L), milles tekivad vabad elektromagnetilised vônkumised peale kondensaatori laadimist. Elektromagnetiliste vônkumiste periood vônkeringis : T = 2 . L . C (= 2 / = 1 / ) Vahelduvvool kujutab endast sunnitud elektromagnetvônkumisi, mis tekivad hómogeenses magnetväljas pöörlevas juhtmeraamis. i = I0 . cos t u = U0 . cos (t + ) Üldjuhul voolutugevus (i) ja pinge (u) ei muutu samas faasis. - faasinihe
Reaktiivtakistus on põhjustatud mittelineaarsete elementide (kondensaator, induktiivpool) olemasolust vooluringis, mis on võimelised ajutiselt salvestama energiat. Kondensaator on kahest üksteisest eraldatud, kui kohakuti asetsevast plaadist, mis salvestab elektrienergiat elektrivälja. Kondensaatorit iseloomustab tema mahtuvus C. Induktiivpool kujutab endast südamiku peale mähitud juhet, mis salvestab energiat magnetvälja. Induktiivpooli iseloomustatakse tema induktiivsusega L. Nende elementide takistus sõltub sagedusest. Üks mittelineaarseid elemente sisaldav vooluring on näidatud Joonis 3.5. Joonis 3.5. Vahelduvvooluahel. (a) pingelangud kondensaatoril, induktiivpoolil ja takistil; (b) pinge, voolu ja võimsuse kõverad, faasinihkega voolu ja pinge kõverate vahel [7]. Tabel 3.1. Takistuste avaldised vahelduvvooluringis Kondensaatori Induktiivpooli
Samuti soovitatakse ühendada iga integraallülituse toiteviiguga üks keraamiline kondensaator mahtuvusega vähemalt 1 µF. Kahe kondensaatori kooskasutamise mõte on selles, et elektrolüütkondensaator, mille mahtuvus on umbes 100 mF, aitab hoida pinget stabiilsena aeglasemate pingemuutuste korral, kuid tingituna tema suurest induktiivsusest ei toimi ta lühistava elemendina kiiretele pingeimpulssidele, mille tarvis on lülitusse lisatud väikese induktiivsusega keraamiline kondensaator suurusjärgus 1mF. Parasiitne tagasiside võib tekkida ka parasiitmahtuvuste ja puistemagnetvoogude toimel. Joonis 6.24. Parasiitne tagasiside väljund- ja sisendjuhtmete vahel [4]. Kui väljund- ja sisendahelad on lähestikku, siis võib osa väljundsignaalist kanduda parasiitmahtuvuse kaudu sisendisse (joon.6.24) ja tekitada tagasiside. Selle vältimiseks on kaks võimalust: 1) paigutada sisend ja väljundahelad teineteisest võimalikult kaugele;
R2 R2 * A lg s k e e m * K S -k o rre k ts io o n ig a Impulssvõimendite LLR laiendamiseks ilma võimenduseta kasutatakse spets korrektsioonlülitusi sageduskarakteristiku laiendamiseks. Kõrgete sageduste suunas kasutatakse KSK-d (ehk rööpkorrektsiooni) ja neg. TS-i. Lihtsa KSK puhul lülitatakse kollektortakistiga Rk järjestikku väikese induktiivsusega korrektsiooni- induktiivsus L. Madalatel ja keskmistel sagedustel on šuntiva parasiit- ja kollektortakistuse mahtuvustakistus Ckm suur ja korrektsioonpooli induktiivtakistus XL väike ning nende toimet pole vaja arvestada. Kõrgetel sagedustel hakkab XCkm vähenema ja L piirudmisel hakkab sageduskarakteristik langema. L-i sisseviimisel skeemi ja selle õige valikuga neil sagedustel, kus algab võimenduse vähendamine, avalduvad L-ist ja Ckm-ist tekkinud
läbiva voolu muutust. Eriti suur on induktiivsus suure keerdude arvugaja ferromagneetilisest materjalist südamikuga mähistel. Vool mähises kasvab seda aeglasemalt, mida suurem on mähise induktiivsus. Samuti tekib väga suur elektromotoorjõud voolu väljalülitamisel mähisest, mis põhjustab näiteks elektrisädeme teket lüliti kontaktide vahel. Voolu sisse- ja väljalülitamisel tekkiva elektromotoorjõu väärtus võib suure induktiivsusega mähise korral olla palju kordi suurem vooluallika enda elektromotoorjõu väärtusest. Viimatinimetatud põhjusel võib alalisvooluahelates olla mähise klemmide puudutamine voolu sisse- ja väljalülitamise hetkel ja lühikese aja jooksul pärast seda väga ohtlik. Vahelduvvoolu korral muutub voolutugevus mähises pidevalt, seega indutseeruvad vahelduvvooluahelasse lülitatud mähises pidevalt väga suured elektromotoorjõud.
ja p&list ;nduktiivsusega 0.2 H. Leidke ornar.6nkesagedusning sumbuvustegur. Kirjutage v6nkumistc v6r.rand,krri hetkel I : 0.0is oli pinge kondeasrutoril 30 V ja r'6nke{aas 0.5r. 1. Arvutage hddle kiirus femperzrtuuril 10 Celsiusekraadi argoonis (Ar, aatommass 40) ja lcidke lia sagedusele1300 Hz lz-stav lairxpiklurs. 5. Ahelale, mis koosieb reostaadist takistusega 100 oonti r1i$g drosselist induktiivsusega .L : 0.15H ja ta.kistusegal?r, : 35O or la.lierdatd r,'aheltluvpirge li : 36V, ./ : 60H2. Leidke pinged ahela elemertidel ja arvrrtage fa-a-sinihe. 6. Laine, mille lainepiklius ou 120 ctr nilg amplituud 16 cm, levib eiastscs keskkonnas kiirusega 1500 cm/s. M5,6,rata iaiaeallikast 4 m kaugusel asuva punkti hri.lve ja kiircndus ajarnomeodil , = 2.4s, Lui hetkel l:0 oli allika v5nkefaasrrull.
ja p&list ;nduktiivsusega 0.2 H. Leidke ornar.6nkesagedusning sumbuvustegur. Kirjutage v6nkumistc v6r.rand,krri hetkel I : 0.0is oli pinge kondeasrutoril 30 V ja r'6nke{aas 0.5r. 1. Arvutage hddle kiirus femperzrtuuril 10 Celsiusekraadi argoonis (Ar, aatommass 40) ja lcidke lia sagedusele1300 Hz lz-stav lairxpiklurs. 5. Ahelale, mis koosieb reostaadist takistusega 100 oonti r1i$g drosselist induktiivsusega .L : 0.15H ja ta.kistusegal?r, : 35O or la.lierdatd r,'aheltluvpirge li : 36V, ./ : 60H2. Leidke pinged ahela elemertidel ja arvrrtage fa-a-sinihe. 6. Laine, mille lainepiklius ou 120 ctr nilg amplituud 16 cm, levib eiastscs keskkonnas kiirusega 1500 cm/s. M5,6,rata iaiaeallikast 4 m kaugusel asuva punkti hri.lve ja kiircndus ajarnomeodil , = 2.4s, Lui hetkel l:0 oli allika v5nkefaasrrull.
U I , R kus U on mähise klemmidele antud pinge ja R mähise keerdude takistus, vaid voolutugevus läheneb pikkamööda nimetatud väärtusele. Vool mähises kasvab seda aeglasemalt, mida suurem on mähise induktiivsus. Samuti tekib väga suur elektromotoorjõud voolu väljalülitamisel mähisest, mis põhjustab näiteks elektrisädeme teket lüliti kontaktide vahel. Voolu sisse- ja väljalülitamisel tekkiva elektromotoorjõu väärtus võib suure induktiivsusega mähise korral olla palju kordi suurem vooluallika enda elektromotoorjõu väärtusest. Viimatinimetatud põhjusel võib alalisvooluahelates olla mähise klemmide puudutamine voolu sisse- ja väljalülitamise hetkel ja lühikese aja jooksul pärast seda väga ohtlik. Eraldi mainime ka seda, et vahelduvvoolu korral muutub voolutugevus mähises pidevalt, seega indutseeruvad vahelduvvooluahelasse lülitatud mähises pidevalt väga suured elektromotoorjõud.
line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A. Magnetvälja energia juhtmepoolis induktiivsusega L ja vooluga I avaldub kujul Em = L I 2/2 . See on analoogiline kineetilise energiaga Ek = m v 2/2 , mida omab liikuv keha massiga m ja kiirusega v. Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu-
line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A. Magnetvälja energia juhtmepoolis induktiivsusega L ja vooluga I avaldub kujul Em = L I 2/2 . See on analoogiline kineetilise energiaga Ek = m v 2/2 , mida omab liikuv keha massiga m ja kiirusega v. Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu-
line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A. Magnetvälja energia juhtmepoolis induktiivsusega L ja vooluga I avaldub kujul Em = L I 2/2 . See on analoogiline kineetilise energiaga Ek = m v 2/2 , mida omab liikuv keha massiga m ja kiirusega v. Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu-
Sisend- ja väljundpingete muutused U1 ja U2, mida võime vaadelda vahelduvsignaalidena, sõltuvad seega voolu muutustest I1 ja I2. Eeldades nende sõltuvuste lineaarsust, võime kirjutada: On ilmne, et need tegurid on takistuse dimensiooniga ja aseskeemis kujutatavad takistusena. Nende takistuste määramiseks tuleb kas sisend või väljund viia tühijooksu olukorda, s t . I1 = 0 või I2 = 0. Nii näiteks on võimalik saada I2 = 0, kui lülitame neliklemmi väljundisse suure induktiivsusega mähise. Sel juhul U1 =z11 I1, U2 = z21 · I1, ning saame Kui aga avame sisendi sisendisse lülitatava mähisega, saame olukorra, kus I1 = 0 ning saame z-parameetrite süsteem on vähe levinud, kuna praktikas on väga raske saada olukorda I2 = 0 transistori suure väljundtakistuse tõttu. y-parameetrite süsteemis loetakse sisend- ja väljundvoolud sõltuvaiks sisend-ja väljundpingetest ja seega:
analoog- ja arvjuhtimisseadmeid. 5.2. Releetoimeline alalisvoolu järgivajam. Releetoimelise alalisvoolu järgivajami lihtsustatud skeemi on kujutatud joonisel 5.2. Ajami mootoriks on kahe jadaergutusmähisega LM1 ja LM2 alalisvoolumootor M, mis ühendatakse toiteallikaga võtmetalitluses töötavate jõutransistoride V1 ja V2 abil. Mootoriga rööbiti on lülitatud lahendusdioodid V3 ja V4 vältimaks ülepinge teket suure induktiivsusega ergutusmähiste väljalülitamisel. Sisend- ja väljundsuuruste anduriteks on rõngaspotentsiomeetrid Rsis ja Rvälj, millised moodustavad nn potentsiomeetrilise kõrvalekalde mõõturi. Potentsiomeetri Rsis liug- kontakti pööratakse etteandeseadme ES abil. Potentsiomeetri Rvälj liugur on mehaaniliselt ühendatud reduktori R abil mootori võlliga. Etteandeseadmel ja reduktoril on ühesugused ülekandearvud. Kõrvalekaldesignaal U´saadakse potentsiomeetrite liuguritelt. Kui liugurid on
annaabi.ee 
