Töö eesmärk: Töö eesmärgiks on tutvumine induktiiv-, aktiiv- ja mahtuvustakistuse mõistega ja olemusega vahelduvvooluringis, nende jadalülitusega ja pingeresonantsi nähtusega. Skeemid ja tabelid: Joonis 1. Takistuse mõõtmine vahelduvvooluga Tabel 1. Takistite parameetrid Takisti Mõõdetud Arvutused Liik Alalis- Vahelduvvool Z r xL xC L C vool co s
Uurimustöö Tauri Narusberg EL - 08 Pingeresonants Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakisus on null. Seega pingeresonantsi tingimus xL = xc Siis ahela näivtakistus z=[ruutjuur] r2 + (xL -xc)2 [/ruutjuur] = r = min. Vooluresonants Vooluresonants võib esineda vahelduvvoolu rööpahelas, kui ühes harus on kondensaator ja teises pool. Vooluresonantsi tingimuseks on rööpharude reaktiivjuhtivuste võrdsus: bL = bC sellisel juhul kogu ahela näivjuhtivus y=[ruutjuur]g2 + (bL bC)2[/ruutjuur] = g = min
.......................................24 Vahelduvvooluahela uurimine (ahel induktiiv- ja aktiivtakistusega)..........................24 17. Laboritöö nr.16.................................................................................26 Vahelduvvooluahela uurimine (ahel mahtuvus- ja aktiivtakistusega).........................26 18. Laboritöö nr.17.................................................................................28 Ohmi seaduse kontrollimine vahelduvvooluahelas. Pingeresonantsi uurimine..........28 19. Laboritöö nr.18*................................................................................30 Ahela tööreziimi uurimine vooluresonantsi korral..............................................30 20. Laboritöö nr.19.................................................................................31 Töö ja võimsuse mõõtmine ühefaasilises vahelduvvooluahelas.................................31 21. Laboritöö nr.20*.......................................
Induktiivsuse ja mahtuvuse jadaühendus. Pingeresonants 1. Millist olukorda nimetatakse pingeresonantsiks? 2. Millal ja millises vooluringis tekib pingeresonants? 3. Millise sageduse korral on ülekaalus mahtuvustakistus? 4. Millise sageduse korral on ülekaalus induktiivtakistus? 5. Millist sagedust nimetatakse resonantssageduseks? 6. Millal õeldakse,et vooluringis on induktiivse reaktsiooni ülekaal? 7. Millal õeldakse, et vooluringis on mahtuvusliku reaktsiooni ülekaal? 8. Nimetada pingeresonantsi iseloomulikud omadused. 9. Milline on pingeresonantsi korral ahelas vool, takistus, pinge, võimsus ja cos ? 10.Mida tehakse pingeresonantsi saavutamiseks? 11.Kui suur on pingeresonantsi korral cos ? 12.Mida nimetatakse ülepingeks? Millest oleneb ülepinge väärtus? 13.Kus pingeresonantsi nähet kasutatakse? 14.Kus pingeresonantsi nähe on kasulik ja kus kahjulik nähtus? Tuua näiteid. 54.Induktiivsuse ja mahtuvuse rööpõhendus. Vooluresonants 1
energiast eeskätt soojuseks (või mõneks muuks energialiigiks peale elektrienergia). Reaktiivtakistus ehk reaktants on näivtakistuse komponent, mis iseloomustab perioodilist (võnkuvat) energiavahetust elektriahela elementide vahel. Kogutakistus on võrdne üksikute takistuste summaga. 9)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas pingeresonants?Skeem. Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Seega pingeresonantsi tingimus x L = xC 10)Mida iseloomustavad kontuuri hüvetegur ja ahela võimsustegur? Ahela võimsustegur on aktiivvõimsuse ja koguvõimsuse suhe, mis ühtlasi iseloomustab ka siinuselise pinge ja voolu vahelist suhtelist ajalist nihet perioodis ehk nihkenurka. Kui ϕ = 1cos , on tegemist puhta aktiivenergiaga ning reaktiivenergia edastamist liinis ei toimu. Kui ϕ < 1cos , suureneb ahela vool reaktiivenergia ümberlaadimise tõttu.
· sagedust Resonantsnurksagedus 1 0 = LC Resonantssagedusele vastav reaktiivtakistus L xC = x L = 0 L = LC ei sõltu sagedusest ja seda nimetatakse laine- takistuseks L z laine = . C 95 Kui lainetakistus on aktiivtakistusest suurem ( z laine > r ), siis on pinge reaktiivtakistusel suurem toiteallika pingest. Pingeresonantsi puhul on vool määratud ainult vooluringi aktiivtakistusega. Kui see on küllalt väike, näiteks ainult poolijuhtme takistus, võib tekkida suur vool. Pingeresonantsi veel suuremaks ohuks võivad saada võimalikud kõrged pinged U L = I x L ja U C = I xC . Pingeresonantsi heaks kasutusnäiteks on raadiovastuvõtja häälestamine mingile sagedusele sisendsignaali pinge tugevdamisega. Antenniahelasse ühendatud pöördkondensaatoriga
langeb ja moodustab nimipingest näiteks vaid 70%, siis suudab mootor arendada vaid 0,7 x 0,7 = 0,49 ehk vähem kui pool arvutuslikust momendist. Küllalt suure tõenäosusega võib siis koormusmoment olla suurem kui vääratusmoment. Siis mootor vääratub kiirus väheneb nullini ning tekib sisuliselt lühistalitlus. 49. Mis tingimustel tekib pingeresonants? Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Seega pingeresonantsi tingimus xL = xC 50. Mis tingimustel tekib vooluresonants? Vooluresonants võib esineda vahelduvvoolu rööpahelas, kui ühes harus on kondensaator ja teises pool. Vooluresonantsi tingimuseks on rööpharude reaktiivjuhtivuste võrdsus. 51. Mille eest tuleb kaitsta elektrimootorit? http://www.ene.ttu.ee/elektriajamid/oppeinfo/AAV5420/5.htm 52. Relee tööpõhimõte. Relee on seadis, mis välisele füüsikalisele toimele reageerides muudab hüppeliselt oma väljundtoimet (väljundsignaali)
ühtelangevad suurused. Pooli klemmidele A ja B ühendatud voltmeeter näitaks pooli pinget Up, Üldreeglina võib öelda et on negatiivne, kui vool on kogupingest faasilt ees. Pingeresonants- kui vahelduvvoolu jadaahelas Xl=Xc, siis Ul=Uc, pingekolmnurk taandub sirglõiguks ja kogupinge U on vooluga I faasis. Võrdsed ja vastassuunalised pinged Ul ja Uc kompenseeruvad vastastikku ning vooluahelal on aktiivtakistuse iseloom, seda nim. pingeresonantsiks. Pingeresonantsi kasutatakse näiteks raadiovastuvõtja sisendsignaalipinge tugevdamiseks. ÜLESANNE: I=? U1; U2; U3=? R=R1+R2+R3 R=44 I= 220/44 =5A U1=5*8=40V U2=5*12=60V U3=5*24=120V 12.1 Takistite jadaühendus Kui mitu takistit on ühendatud üksteise järel ilma hargnemiseta nim. seda jadaühenduseks. Jadaühenduse puhul läbib kõiki takisteid ühesugune vool I. R=R1+R2+R3...Rn. Takistite pinged on U1=IR1, U2=IR2, ... Un=IRn see on osapinged võrdelised vastavate takistustega
käivitusmoment ning siis mootori rootor pöörlema ei hakka. T < TS ning n = 0 Kus T mootori käivitusmoment ning TS mootori koormusmoment. Mootori vool on mitu korda suurem nimivoolust ning mootor kuumeneb kiiresti. Mootor tuleb lahutada toitepingest, sest muidu see hakkab peagi suitsema ja tekib kärsahais. 49. Mis tingimustel tekib pingeresonants? Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaaheldas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Seega pingeresonantsi tingimus on XL = XC Sellisel juhul ahela näivtakistus on Z = R2 + (XL - XC)2 = R = min ja vool jadaahelas I on maksimaalne ning faasis pingega, sest cos = 1. Et jadaahela kõikides elementides on samasugune vool, siis X = XL - XC = 0 puhul ka reaktiivpinge UR = 0, sest siis UL ja UC on vastandfaasis. 8 50. Mis tingimustel tekib vooluresonants?
II kategooria kohtkindlasse võrku ühendatud tarvitid, näiteks kodumasinad ja käsitööriistad 2,5kV III kategooria kohtkindlad tööstustarvitid, tarbija võrk - 4kV. IV kategooria liitumispunkti seadmed, ka arvestid 6kV. Impulssliigpingetaluvuse kategooriad pingel 400/230V Ajutine liigpinge Madalpingevõrgus võib ajutine liigpinge tekkida võrku toitva trafo kõrgepingepoolel tekkival maaühendusel, TN-võrgu neutraal- või kaitsejuhi katkemisel, IT-võrgu maaühendusel, pingeresonantsi puhul, pingeregulaatori rikke puhul. Ajutine liigpinge ei ületa nimipinget enamasti üle 1,5...2,5 korra. Seetõttu on oht vaid pikaajalise toime puhul. Liigpingepiirikute tüübid Piirikud, mille pinge tõusul üle rakendumispinge tekib sädemiku elektroodide vahel läbilöök (lahendid). Piirikud, mille aktiivtakistus alates rakendumispingest kiirest sujuvalt väheneb (varistoril ja laviindioodil põhinevad piirikud). Kombineeritud piirikud Liigpingepiirikute tüübid Kasutuskohaks on
meenutava väliskujuga) nime all. Rahvasuus on viimaste kohta käibel ka nimetus “säästulamp(pirn)”. Selle lambi kolb on täidetud madalarõhulise elavhõbedaauruga, millele on süütamise hõlbustamiseks lisatud mõningane kogus argooni või krüptooni (100–200 Pa). Süütamiseks on neis lampides etteköetavad elektroodid, mis elektrivoolu toimel kiiresti kuumenevad kuni 1000 oC ja hakkavad intensiivselt eraldama elektrone. Kaarlahendus käivitatakse süüturi abil kõrgemat pinget (pingeresonantsi) rakendades. Elektrivälja toimel kiirendatud elektronid põrkuvad elavhõbedaauru aatomitega ja viivad väliskatte elektrone ebastabiilsetesse ergastatud seisunditesse, millest nad kohe langevad tagasi stabiilsele põhinivoole, kiirates seejuures energia ülejäägi ultraviolettkiirguse footonina. Viimase neeldumisel lambiklaasi sisepinnale kantud luminofoori(de)s muutub see nähtavaks luminestsentsvalguseks, mille koostis ehk värvitoon sõltub luminofoori(de) koostisest.
· sagedust Resonantsnurksagedus 1 0 = LC Resonantssagedusele vastav reaktiivtakistus L xC = x L = 0 L = LC ei sõltu sagedusest ja seda nimetatakse laine- takistuseks L z laine = . C 95 Kui lainetakistus on aktiivtakistusest suurem ( z laine > r ), siis on pinge reaktiivtakistusel suurem toiteallika pingest. Pingeresonantsi puhul on vool määratud ainult vooluringi aktiivtakistusega. Kui see on küllalt väike, näiteks ainult poolijuhtme takistus, võib tekkida suur vool. Pingeresonantsi veel suuremaks ohuks võivad saada võimalikud kõrged pinged U L = I x L ja U C = I xC . Pingeresonantsi heaks kasutusnäiteks on raadiovastuvõtja häälestamine mingile sagedusele sisendsignaali pinge tugevdamisega. Antenniahelasse ühendatud pöördkondensaatoriga
annaabi.ee 
