Vahelduvvool (1)

Rakvere Ametikool
Vahelduvvool
Referaat
Koostas:
Juhendaja: Jelena Laidinen
Rakvere 2011
Vahelduvvool
Vahelduvvooluks nimetatakse voolu, mille suund jatugevus ajas perioodiliselt muutub.
Tänapäeva elektrijaotusvõrkudes on kasutuselvahelduvvool. Alalisvoolu kasutatakse seal, kus on vaja võrgust sõltumatut toiteallikat – akut autol või taskutelefonis, toiteelementi käe- või seinakellas.
Alalisvooluga töötab praegu veel enamus transpordivahendeid – elektrirong, tramm, trollibuss . Elektrienergia saadakse nende jaoks aga vahelduvvooluvõrgust alaldusalajaamade kaudu. Alalisvooluga töötavad ka elektrokeemilised ja galvaanikaseadmed. Alalisvool , mida seni vaatlesime, on ajalooliselt varemtuntud ja lihtsam. Lihtsamad on ka teda kirjeldavad matemaatilised seosed. Paljud neist kehtivad ka vahelduvvoolu korral, palju on ka erinevusi.
Vahelduvvoolu saamiseks enamkasutatav on siinuspinge, raadiotehnikas kasutatakse näiteks ka saehammaspinget.
Elektrienergia tootmise, jaotamise ja tarbimise seisukohalt on vahelduvvoolul alalisvoolu ees rida eeliseid:
• vahelduvvoolugeneraatorite jõuahelad on kontaktivabad – seal puudub vajadus voolu ülekandeks pöörlevalt rootorilt
• vahelduvpinge lihtne muundamine trafoga kõrgepingeliseks ja tagasi vähendab oluliselt ülekandekadusid elektrivõrkudes
• vahelduvvoolumootorid on lihtsamad, odavamad ja töökindlamad kui alalisvoolumootorid; alates XX sajandi viimasest veerandist aga ka samahästi reguleeritavad .
Vahelduvvoolu efektiivväärtus on võrdne niisuguse alalisvooluga, mis samas takistis sama aja jooksul eraldab vahelduvvooluga võrdse soojushulga.
Aktiivtakistusega vooluring
Kui alalispinge puhul on tegemist lihtsalt ühe takistusega R, siis vahelduvpinge puhul tekib tunne, et Ohmi seadus ei kehtigi. Kui mõõta mähise oomilist takistust ning, teades pinget, arvutada vool ning siis lülitada see mähis pinge alla, näitab ampermeeter vähem. Seda põhjustavad nähtused, mis tekivad seoses voolu suuna muutumisega igal poolperioodil . Seepärast, et eristada takistust vahelduvvoolule takistusest alalisvoolule, mis avaldub valemiga
S
R=ρ l
tähistatakse oomilist takistust vahelduvvooluahelas tähega r ja nimetatakse aktiivtakistuseks.
Seejuures
r > R.
Aktiivtakistuses eraldub energia ainult soojusena. Ainult aktiivtakistust omavateks tarvititeks võib lugeda kõiki neid, kus induktiivsus ja mahtuvus on
tühised. Need on hõõglambid, küttekehad, takistid ja reostaadid. 50...60 Hz võrgusageduse või veel madalama sageduse juures on aktiivtakistus r praktiliselt võrdne sama keha takistusega alalisvoolule R. Sageduse suurenedes suureneb aktiivtakistus pindefekti mõjul – juhtmes indutseeritud pöörisvoolude mõjul kulgeb vool rohkem pinnakihtides. Juhtme südamik jääb põhiliselt kasutamata, seetõttu juhtme ristlõikepind näivalt väheneb ja takistus suureneb.
Aktiiv - ja induktiivtakistus vahelduvvooluringis
Tegelikkuses esineb harva puhast induktiivsust ,enamasti ei saa jätta arvestamata pooli mähisetraadi
aktiivtakistust. Kuigi induktiivsus ja aktiivtakistus on ühe ja sama aparaadi või tarviti omadused,
vaadeldakse parema ettekujutuse saamiseks pooli kui aktiiv- ja induktiivtakistuse jadaühendust. See
hõlbustab asja mõistmist. Jadaühendust iseloomustab ühine vool kogu vooluringis. Küll aga on vooluringi eri osadel erinevad pinged . Vaadeldaval juhul on tegelikult tegemist ju üheainsa objekti – pooliga. Vahelduvvoolutehnikas on seepärast kasutusele võetud aktiiv- ja induktiivpinge mõiste.