Tingimused. Kondensaator on kahest või enamast elektroodist ja nendevahelisest dielektrikukihist koosnev seadis. 3)Mis on jadaahel? Omadused. Kui mitu tarvitit või takistit on ühendatud teineteise järel ilma hargnemiseta, nimetatakse seda järjestikehk jadaühenduseks. 4)Mis on rööpahel?Omadused. Kui mitu takistit või tarvitit on ühendatud kahe punkti vahele, nimetatakse seda takistite paralleel- ehk rööpühenduseks. 8)Mida iseloomustavad vahelduvvooluahelas aktiiv-,reaktiiv- ja kogutakistus? Aktiivtakistus on üks kolmest vahelduvvooluahelas esinevast takistuse liigist. Füüsikaliselt sisult on see põhijoontes sama mis tavaline elektritakistus alalisvooluahelas. Aktiivtakistuse tõttu muutub osa elektrivoolu energiast eeskätt soojuseks (või mõneks muuks energialiigiks peale elektrienergia). Reaktiivtakistus ehk reaktants on näivtakistuse komponent, mis iseloomustab perioodilist (võnkuvat) energiavahetust elektriahela elementide vahel.
Uurida saab elektronostsillograafiga seade kiirete elektriliste protsesside uurimiseks. 6. VAHELDUVVO OLU TEKKIMINE. GENERAAT O R Generaatoriks nimetatakse seadet, mis muundab mingit teist energiat (kütuse siseenergiat, voolava vee kineetilist energiat vms) vahelduva elektromagnetvälja energiaks. Mehaaniline generaator sisaldab magnetvälja tekitajat (püsi- või elektromagnetit) ja selle suhtes pöörlevat juhtmemähist. video 7. TAKISTUSED VAHELDUVVOOLUAHELAS Vahelduvvoolu tähtsaimaks erinevuseks võrreldes alalisvooluga on täiendavate takistusliikide olemasolu. · Aktiivtakistus · Induktiivtakistus · Mahtuvustakistus Aktiivtakistus Vahelduvvoolu ahela aktiivtakistuseks R nimetatakse takistust, mis on olemas ka alalisvoolu korral. Aktiivtakistus iseloomustab laengukandjate suunatud liikumisel mõjuvate pidurdusjõudude toimet. Tahkes aines on need jõud tingitud eelkõige laengukandjate vastastikmõjust võnkuvate ioonidega
Soojenedes paindub see metallplaat kõveraks ja katkestab voolu. Jahtudes vool taastub. Mis on elektriseadmete kaitsemaandamine? Esiteks need on need 2 klemmi pistikus. Kaitsemaandamine on mõeldud inimese kaitsmiseks voolu eest. Kaitsemaandamise klemmi kaudu on elektrisüsteem otse rullitud väga väikese takistusega ja ta kaitseb inimest, sest süsteemi takistus on inimese takistusest väiksem. Millised takistused esinevad vahelduvvooluahelas? Kirjelda neid. Aktiivtakistus – puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent Induktiivtakistus – tekib seal, kus mähis või pool Mahtuvusliktakistus – kondensaator Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtus Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellise alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. Mis on vaseskadu ja rauaskadu?
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. Aktiivtakistuse tõttu muutub osa elektrivoolu energiast eeskätt soojuseks (või mõneks muuks energialiigiks peale elektrienergia). Juhe Induktiivtakistus - üks kolmest vahelduvvooluahelas ilmnevast elektritakistuse liigist. See takistuse liik on seotud endainduktsiooni pidurdava mõjuga elektrivoolu kulgemisele
Aktiivtakistus R vahelduvvooluahelas. Takistus vahelduvvoolule: R Pinge voolu faasivahekord: faasis =0° U IR = R R Takistuses muundub soojuseks aktiivvõimsus: U2 P = U R × I R = I R2 × R = R [W] cos = 1 R Mahtuvus C vahelduvvooluahelas 1 Takistus vahelduvvoolule: X C = 2fC Kondensaator juhib vahelduvvoolu, sest toimub pidevalt tema laadimine - tühjenemine, laadimine vastassuunas - tühjenemine jne. UC IC = XC Pinge-voolu faasivahekord: vool on pingest =90° ees. cos = 0 Et pinge mahtuvusel tekiks, on vaja teda esmalt laadida! Reaktiivvõimsus: kondensaator laadub (+ võimsuse graafikul) ja tühjeneb (-) tagastades sama koguse energiat)
MAHTUVUSTAKISTUS tekib soojenevad ja seetõttu kaarduvad kui voolutugevus ületab muutub. PERIOOD (T) ‒ ajavahemik, mille jooksul vool läbib vahelduvvooluahelasse lülitatud kondensaatoris. etteantud piiri. MAANDUSKLEMM on ühenduses maja maandus ühekordselt kõik väärtused. SAGEDUS (f) ‒ perioodide arv Kondensaatori mahutavustakistus vahelduvvooluahelas on süsteemiga (pikse vardaga, uuemates pistikutes lisaks lisa sekundis, mõõtühik herts. TRAFO abil on lihtne muundada seda väiksem, mida suurem on kondensaatori mahutavus. klammina) selleks et inimene pistikusr voolu ei saaks. energiat ülekandekadude vähendamiseks kõrgepingeliseks ja SOOJUSLIK toime: põletus, vere temp. tõus, sudame, peaaju ja VAHELDUVVOOLUGENERAATOR on seade, mis muudab
kuni 2 korda väiksem kui hetkväärtus. Vool siseneb aku +klemmi. See pingeallikas on passiivtalitluses. Induktiivsus on määratud avaldisega w2/RM keerdude arv/magnetiline takistus; /i aheldusvoog/vool; pooli ja poolisüdamiku omadustega. Elektriväli võib olla elektrijuhtme sees kui seal esineb vool. Alalisvooluahela püsitalitluses on kadudeta induktiivpooli takistus 0; kondensaatori takistus . 3UIcos määrab aktiivvõimsuse 3faasilises vahelduvvooluahelas. Kadudeta induktiivpooli reaktiivvõimsus 3faasilises vahelduvvooluahelas on määratav Q=3UIsin. Lihtsaima alalisvoolumasina latil indutseeritud elektromotoorjõud on proportsionaalne lati liikumiskiirusega; esineb generaatoritalitluses. Lihtsaima alalisvoolumasina latil indutseeritud jõud on proportsionaalne latti läbiva vooluga; on proportsionaalne magnetvootihedusega. Kui alalisvoolumasin on tühijooksul ja vool on 0 siis on ideaalne tühijooks. Ühikud:
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 ? Näivtakistus ehk impedants on vahelduvvoolu takistus, mis arvestab aktiivtakistust ja induktiiv- ning mahtuvustakistuse vahet. 11. Ohmi seadus vahelduvvoolule ? 12. Mis on transformaator?
Kui u=UMsint, siis i=IMsin(t*/2), IM=UM/XL Induktiivtakistus XL=L, kus =2f, -ringisagedus,L-induktiivsus 3)Mahtuvustakistusega vooluring(Xc) Takistust, mis on tingitud kondensaatori pidevast ümber laadumisest vahelduvvooluringis nim. mahtuvustakistuseks. Mahtuvustakistus(Xc) alalisvoolule on lõpmatult suur, vahelduvvoolule aga mitte.(13) Voolutugevus on pingest =/2 võrra ees. Kui u=UMsint, siis i=IMsin(t+/2), IM=UM/XC, XC1/C kus -ringisagedus, C-mahtuvus. Võimsus vahelduvvooluahelas Hetkvõimsus vahelduvvooluahelas avalduv valemiga:p=ui Kui pinge vooluahelate otstel muutub harmooniliselt u=UMcost, siis muutub ka voolutugevus ajas sama sagedusega, kuid ta on üldjuhul pinge suhtes faasis nihutatud: i=IMcos(t+), kus on faasinihe. Hetkvõimsuse jaoks võib seega kirjutada:p=ui= IMUMcost*cos(t+). Võimsus muutub seejuures ajas nii suuruselt kui märgilt. Keskmise võimsuse leidmiseks ühes perioodis teisendame valemit
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= 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
voolutugevust järgmiselt: kus on vooluahelasse ühendatud elektromotoorjõudude algebraline summa; on vooluahelasse ühendatud takistuste summa; on vooluahelasse ühendatud toiteallikate sisetakistuste summa. Ohmi seadus vahelduvvoolu korral Vahelduvvool on elektrivool, mille suund perioodiliselt muutub. Vahelduvvoolu korral kehtib seos kus Z on vahelduvvooluahela näivtakistus. Näivtakistus ehk impedants Z on vahelduvvooluahelas elektrivoolule avaldatav takistu s, mis koosneb kahest põhikomponendist: aktiivtakistus ehk resistants R ‒ iseloomustab elektrienergia muundumist teist liiki energiaks, näiteks soojuseks; reaktiivtakistus ehk reaktants X ‒ iseloomustab elektrienergia perioodilist võnkumist ahelaelementide vahel; induktiivsete ahelaelementide reaktiivtakistus on induktiivtakistus XL ja mahtuvuslike elementide reaktiivtakistus mahtuvustakistus XC.
10. Kas elektriahela arvutustulemused sõltuvad sellest, kas arvutaja arvab voolu positiivse suuna õigesti ära või mitte? Ei sõltu. Voolude tähised ja suunad on vabalt valitavad, kuid tähtis on, et lahendamisel sassi ei aetaks, millised takistused, voolud ja pinged kokku käivad. 11. Kas arvutustehnika kasutamine ülesannete lahendamisel teeb elektrotehnika õppijale selgemaks või segasemaks? Oleneb inimesest, ma arvan. Minu arvates teeb lihtsamaks. 12. Mida kirjeldab aktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? Aktiivvõimsus P on keskmine võimsus perioodi kohta. Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). 13. Mida kirjeldab reaktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse Q L ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel
Defineeritakse valemist: 7. Mis tead vahelduvvoolust? (def) Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad sagedus on f (Euroopa riikides 50 hertsi), pinge 220V ja perioodiks T(20 millisekundit). Reeglina muutub ka seejuures voolu suund. Vahelduvvooluks on vaja vahelduvvoolu generaatorit. T = = = 0,02 s = 20ms st, et voolutugevus mistahes väärtus kordub iga 20 ms tagant 8. Joonista skeem, kus on näha kõik vahelduvvooluahelas olevad takistused. induktiivne, mahtuvuslik ja aktiivne takistus Z= 9. Mis on elektromagneetiline võnkumine? *Laengu voolutugevuse ja pinge (peaaegu) perioodilised muutused. *1)Vahelduvvoolu võib nimetada elektriliseks võnkumiseks, mille sageduse määrab generaatori pöörlemissagedus. 2)Võnkering on süsteem, mis tekitab elektrilise võnkumise, mille sagedus on määratud võnkeringi moodustavate kehade omadustega.
Töö on A. 1 kW/h tähendab, et ühe tunni jooksul eraldub 1 kW energiat. 13. Vahelduvvool. Vahelduvvoolu kirjeldavad füüsikalised suurused. Vool, mille laetud osakeste suund ajas perioodiliset muutub. Kirjeldatakse: hetkväärtus i, u, e; efektiivväärtus I, U, ε ; amplituudväärtus Im, Um, ε . m Kirjeldatakse ka ringsagedusega ω , perioodiga T ja sagedusega f. 14. Vahelduvvooluahelas esinevad takistused. Aktiivtakistus R; induktiivtakistus XL; mahtuvustakistus Xc. 15. Makrokäsitlus ainete kirjeldamisel. Makroparameetrid. Makroparomeetriteks nim füüsikalisi suurusi, mis kirjeldavad keha tervikuna. Mass, ruumala, rõhk, temperatuur ja tihedus on olekuparomeetrid (st, kui 1 neist muutub, muutub kindlasti ka vähemalt 1 veel). Saab vahetult mõõta. 16. Mikrokäsitlus ainete kirjeldamisel. Mikroparameetrid.
trafot on vaja ja milleks,nende ülesanne. Elektrivälja ülesanne on elektri viimine elektrijaamadest kõrgepinge ülekandevõrkude kaudu tarbijate lähedale, edasine jaotamine keskpingejaotusvõrkude ja madalpoingejaotusvõrkude kaudu. Vaja on ühte trafot , ülesandeks on muundada muutumatul sagedusel vahelduvvoolu /vahelduvpinget teistsuguse pingega/voolutugevusega vahelduvvooluks. 7.Milliseid täiendavaid takistusliike võib olla vahelduvvoolu võrgus,alalisvoolu korral on neid üks. Vahelduvvooluahelas on kolme liiki elektritakistust : aktiivtakistus, induktiivtakistus ja mahtuvustakistus. 8. Kirjelda lühidalt elektromagnetlainete kasutamist radaris jaGPS-is. Mikrolained kuuluvad kõrgema sagedusega raadiolainete piirkonda. Mikrolaineid kasutatakse lisaks infoedastusvahenditele (mobiiltelefoniside radarites, navigatsioonis ehk GPS-is). Radari antenn saadab objekti suunas välja lühiajalise, võimsa raadiosignaali, registreerib seejärel objektilt tagasi peegeldunud raadiolaineid
Avaldab vahelduvvoolule kondensaator, mille mahtuvus on C * Aktiivtakistusel on pinge ja voolutugevus samas faasis. Induktiivtakistusel jb voolutugevus faasis maha pingest, mahtuvustakistusel aga pinge voolust. Maha jb energiat mrav suurus VAHELDUVVOOLU VIMSUS * Vahelduvvoolu tugevuse efektiivvrtuseks nimetatakse sellise alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga vrreldes hesugune vimsus. * Aktiivvimsuseks nimetatakse vahelduvvooluahelas aktiivtakistusel eralduvat vimsust. TRAFO * Trafo on seade vahelduva pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel * Trafo koosneb primaar- ja sekundaarmhisest, mis paiknevad hisel kinnisel raudsdamikul. * Trafo primaar- ja sekundaarpinge suhe vrdub vastavate mhiste keerdude arvude suhtega. * Voolutugevuse suhe trafos vrdub vastavate mhiste keerdude arvude prdsuhtega. ELEKTROMAGNETVNKUMINE VNKERINGIS
............................................................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*......................
Süsteemi eelised: energia saab kuue juhtme asemel ülekanda nelja juhtmega, 3-faasilised voolud võimaldavad luua pööravaid ja kulgevaid magnetvälju, 3-faasilised mootorid /trafod on kõige odavamad ja töökindlamad Tarbijate ühendamine 3-faaslise võrku a) tähtühendus- kui kõik faasid on võrdsed ja sama liiki tarbijatega koormatud, siis neutraalis voolu pole, aga ebasümmeetriliselt tekib neutraalis vool. b) kolmnurkühendus- kasutatakse harva. 5. Takistused vahelduvvooluahelas. 1) Aktiivtakistus R- omavad vooluringi osad, kus el.energia muutub soojuseks, keemiliseks energiaks, meh.tööks. NT. juhtmed, soojendusseadmed, hõõglambid on aktiivakistid. 2) induktiivtakistus xl- seda omavad poolid, mähised vähesel määral ka sirgjuhtmed. Kui pooli R=0 (ideaalpool) I= U/R, siis pingeallikaga ühendades peaks tekkima lõpmata tugev vool, kuid nii see ei ole. Iga keeru magnetväli hakkab takistama voolu kasvu naaberkeerdudes, mis ongi induktiivtakistus
Kui vastus tuleb negatiivse märgiga, siis on tegelik suund vastupidine, kui arvutaja arvas, kui positiivne, siis on vool samas suunas, nagu arvas ka arvutaja. 11. Kas arvutustehnika kasutamine ülesannete lahendamisel teeb elektrotehnika õppijale selgemaks või segasemaks? Ikka selgemaks, kui tunned neid arvutusprogramme, kui ei tunne, siis ilmselgelt ei mõista programmist midagi ega osta selle abil ka ülesandeid lahendada. 12. Mida kirjeldab aktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? (Vahelduvvoolu hetkvõimsuseks nimetatakse voolu ja pinge hetkväärtuste korrutist p = ui Hetkväärtuste avaldised pingele ja voolule on u=Um sint ja i=Im·sin(t±). Hetkvõimsuse üldavaldis on seega p= Um·Im·sint·sin(t±). 1 Siinuste korrutist saab teisendada sint sin(t ± ) = 1 - t ± ja Um·Im=2U·I. Asendades saame p=U·I·cos-- U·I·cos(2t±).
muutub ja indutseeritakse elektromotoorjõud ja tekib elektrivool Kolmefaasilisel voolul on 3 raami üksteise suhtes nihutatud 120 kraadi Voolusageduse suurendamiseks jagatakse 1 raam mitmeks osaks (voolusagedus sõltub raamide arvust) Tehnikas kasut. ergutusmähisena generaatoreid Kolmefaasilise voolu ühendusviisid (paberil) Takistused vahelduvvoolu ahelas Vahelduvvoolu ahela 3 sorti takistust: 1. aktiivtakistus 2. Mahtuvustakistus 3. Induktiivtakistus Aktiivtakistus tekitab vahelduvvooluahelas olev takisti ( On põhjustatud laengukandjate vastastikmõjul ioonide ja teiste osakestega Pinge ja voolutugevuse vahel faasivahet ei ole Induktiivtakistus tekitab poolis tekkivale voolule. tekib tänu poolis olevale endainduktsiooni elektromotoorjõule, mis takistab voolu muutumist (Xl w . l) Puhtalt induktiivtakistusel ahelas soojust ei eraldu ning pinge ja voolu vahel faasivahe pii/2, kusjuures voolutugevus jääb pingest maha Mahtuvustakistus tekitab ahelas olev kondensaator
Ajahetkel a on summaarse voolu hetkväärtus ae = ab + ad; ajahetkel k aga km = kl + kn. Niiviisi voolude hetkväärtusi i1 ja i2 liites saab summaarse voolu i = i1 + i2, voolude amplituud- väärtusi vektoreid liites aga koguvoolu vektori I = I1 + I 2 . Kui I1 amplituud on näiteks 2 A ja I2 amplituud 3 A, siis vektordiagrammil väljenduks see nii: Niisugune olukord esineb näiteks küttekehade rööplülitusel. Küttekehades on vool pingega faasis. Üldjuhul võib vahelduvvooluahelas iga tarviti vool olla pinge suhtes erineva faasinihkega, näiteks nii, nagu kujutatud järgmisel joonisel. 77 Siin võib samamoodi graafilisel liitmisel saada koguvoolu väärtuse. Lihtsam on aga vooluväärtuste liitmine vektordiagrammis. Siin on voolud I1 ja I2 faasis nihutatud nurga võrra. Nende voolude amplituudväärtusi ehk maksimaalväärtusi iseloomustavad vektorid OB ja OE
Tähistades ja jagades mõlemad pooled arvuga saame , millest On Ohmi seaduse valem mahtuvusega vooluringi puhul ja nimetatakse mahtuvuslikuks reaktiivtakistuseks ehk mahtuvustakistuseks. 16.Takistuskolmnurk. Takistuskolmnurk Et UZ2=UR2+(ULUC)2,siis (ImZ)2=(ImR)2+( ImXL ImXC)2 ehk Z näiv ehk kogutakistu R aktiivtakistus XL induktiivtakistus XC mahtuvustakistus 17.Aktiivvõimsus vahelduvvooluahelas. Reaktiiv ja näivvõimsus vahelduvvooluahelas. Aktiivvõimsus P on keskmine võimsus perioodi kohta. Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse QL ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab
Voolukontuuri läbiv tema enda voolust tingitud magnetvoog on samuti võrdeline vooluga: Võrdetegur L kontuuri induktiivsus kirjeldab magnetvoo olenevust kontuurist, selle kujust, mõõtmetest, keskkonna magnetilistest omadustest. Induktiivsus avaldub võimena takistada eneseinduktsiooni tõttu voolu muutumist. Näiteks mida suurem on pooli induktiivsus, seda aeglasemalt alalisvool sisselülitamise järel poolis tugevneb. Vahelduvvooluahelas suureneb koos induktiivsuse ja sagedusega pooli induktiivtakistus. Eneseinduktsiooni emj: · Kasutusalad ja rakendused 10.Pooljuhid · Pooljuhid ja nende elektrilised omadused, temperatuuri sõltuvus (+ graafik) Elektriliste omaduste poolest (peamiselt elektrijuhtivus) asuvad pooljuhid juhtide ja dielektrikute vahepeal, nende eritakistus toatemperatuuril on vahemikus 10-5 108 m (metallide eritakistus 10-8 10-6 m). Pooljuhtmaterjalide eritakistus oleneb eelkõige:
SULAVKAITSE: ülepinge tekkides kaitse sulab ning vooluring katkeb AUTOMAATKAITSE: kaitselüliti on lüliti, mis voolutugevuse liigsel suurenemisel, nt lühise või ülekoormuse korral vooluahela automaatselt katkestab. Saab uuesti sisse lülitada. BIMETALLIKAITSMED: automaatkork, mis liigsuure voolu läbiminekul soojeneb ning siis kõverdub ja ühenduse -.katkestab. Jahtudes taastab vooluringi. PILET7 1.Voolutugevus. Voolutugevus, mõõtühik amper (A),vahelduvvooluahelas suureneb. Võrdub ajaühikus ristlõike pindala läbinud elektrilaenguga. I=U/R või I=q/t. Elektrivool on elektronilaengute suunatud liikumie elektriahelas. 2.Generaatori tööpõhimõte Generaatori töö põhimõte on oma ringliuglemisega toota voolu. Töö põhineb pinge tekkemises juhis, mis asub muutuvas elektriväljas. Vahelduvvoolugeneraator on kaasajal põhiliseks vooluallikaks. Võimusus on elektrijaamades üle 1MW. Veel on ka alalisvoolumootoreid. PILET8 1
takistus on väiksema ristlõike tõttu suurem, kõrge- pingeliinides lisanduvad muud kaod, ja arvestada tuleb ka trafo(de) kasutegurit. Jõutrafo on enamasti kolmefaasiline. Võimsus peab vastama trafo sekundaarpoolele ühendatud tarvitite vajalikule võimsusele. Jõutrafod on harilikult õlijahutusega, väiksemaid, alla 15 MVA võimsusega trafosid valmistatakse ka õhkjahutusega Mõõtetrafod · Pingetrafo, mida kasutatakse kõrge pinge mõõtmiseks vahelduvvooluahelas · Voolutrafo, mida kasutatakse suure vahelduvvoolu mõõtmiseks. Eraldustrafo Toitevõrgust eraldamiseks, et tagada elektritarvitite käsitsemisohutust. Impulsstrafo Pinge- ja vooluimpulsside tekitamiseks ja muundamiseks. 128
takistus on väiksema ristlõike tõttu suurem, kõrge- pingeliinides lisanduvad muud kaod, ja arvestada tuleb ka trafo(de) kasutegurit. Jõutrafo on enamasti kolmefaasiline. Võimsus peab vastama trafo sekundaarpoolele ühendatud tarvitite vajalikule võimsusele. Jõutrafod on harilikult õlijahutusega, väiksemaid, alla 15 MVA võimsusega trafosid valmistatakse ka õhkjahutusega Mõõtetrafod · Pingetrafo, mida kasutatakse kõrge pinge mõõtmiseks vahelduvvooluahelas · Voolutrafo, mida kasutatakse suure vahelduvvoolu mõõtmiseks. Eraldustrafo Toitevõrgust eraldamiseks, et tagada elektritarvitite käsitsemisohutust. Impulsstrafo Pinge- ja vooluimpulsside tekitamiseks ja muundamiseks. 128
Sundid võivad olla monteeritud ampermeetri sisse ning sellisel juhul on ampermeetril olemas mõõtepiirkonna ümberlüliti. Kui sunt on ampermeetriga eraldi, tuleb see ühendada ampermeetri klemmidega rööbiti. Ampermeetri mõõtepiirkonna laiendamiseks saab kasutada ka sildavat takistit. Sildava takisti arvutus n laiendustegur, Imax maksimaalselt mõõdetav vool, Ip ampermeetri mõõtepiirkond, ra ampermeetri taktistus, rS sildava takisti takistus Vahelduvvooluahelas kasutatkse mõõtepiirkonna laiendamiseks voolutrafot. Voolutrafo kordaja arvutus , kus n voolutrafo kordaja, Imax maksimaalselt mõõdetav vool, Ip ampermeetri mõõtepiirkond, N ampermeetri skaala jaotiste arv Ampertangid erikujuline mõõteriist, mille abil saab mõõta voolutugevust juhtmes teda katkestamata- Ampermeeter omab skaalal tähise : A, kA, mA, µA. Skeemi tähiseks A Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelsit pinget soovitakse mõõta.
Magnetvoog. Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. Induktsiooni elektromotoorjõud poolis. Lenzi reegel. Induktsiooni elektromotoorjõud liikuvates juhtides. 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
Alalisvoolumootor on elektrimootor, mis töötab alalisvooluga. Alalisvooluks nimetatakse voolu, mille suund ja tugevus ajas ei muutu. Suunaks on valitud positiivsete laengukandjate liikumise suund ( vooluringis plussilt miinusele). Alalisvoolu tekitavad alalispinge allikad, näiteks akud ja patareid. Aktiivtakistus on elektritakistus vooluahelas, milles puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent. Aktiivtkistuse mõõtühik on oom. Eristamaks aktiivtakistust alalisvooluahelas aktiivtakistusest vahelduvvooluahelas nimetatakse alalisvooluahela osa elektrilist takistust ka oomiliseks takistuseks. Oomilise takistuse tähis on R, vahelduvvooluahela aktiivtakisuse tähis on r. Takistus sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest. Takistus R on võrdeline juhi pikkusega l, pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga S ja sõltub juhi materjalist: kus: R on juhi takistus oomides [], on juhi materjali eritakistus oom-meetrites [m], l on juhi pikkus meetrites [m] ja S on juhi ristlõike pindala ruutmeetrites [m2].
läbivat voolu faasis 900 võrra. Kondensaatorit läbiv vahelduvvool. Olgu vahelduvpinge rakendatud kondensaatorile C. Kondensaatori pideva ümberlaadimise tõttu kulgeb vooluringis vahelduvvool. Kui eeldada, et kondensaatoris R0, siis vastavalt ohmi seadusele tekib takistus, mida nim mahtuvuslikuks reaktiivtakistuseks ja tähistatakse xc=1/C. Pinge kondensaatoril jääb teda läbivast voolust faasis maha 900 võrra. Vahelduvvooluahelas eralduv võimsus-Võimsuse hetkeväärtus on pinge ja voolu hetkeväärtuse korrutis. Praktilist huvi pakub ajas keskmistatud P(t) väärtus, mille tähistame lihtsalt P. P=0,5UmImcos Voolu efektiivväärtus I=Im/2 Pinge efektiivväärtus U=Um/2 Eelpool toodust võime kirjutada, et P=UIcos kui x=0, siis cos=1, P=UI; kui R=0 siis cos=0, P=0. Võimsuse valemis cos nim võimsusteguriks. Tehnikas püütakse cos muuta võimalikult suureks. Tööstuseks
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 määratakse kruvireegli abil: Kui paremkeermega kruvi liigub voolu suunas, siis uhtib selle poorlemine magnetvalja suunaga. 7
Õigesti lülitatud vattmeetri mähises on voolud suunatud generaatorklemmidelt mittegeneraatorklemmidele. Vattmeetri elektriskeemi tingmärk . Elektromehaanilise vattmeetri näidu moodustavad jaotised, mitte aga võimsus. Seepärast võimsuse määramisel tuleb arvutada vattmeetri konstant Un - pingemähise mõõteulatus In - voolumähise mõõteulatus n - skaala jaotiste üldarv Suurte võimsuse mõõtmisel vahelduvvooluahelas, kasutatakse voolu- ja pingetrafosid. Seejuures vattmeetri näit tuleb korrutada trafode ülekande teguriga. Aktiivvõimsuse mõõtmine kolmefaasilistes ahelates Juhul, kui kolmefaasilise ahela koormus on sümmeetriline, saab kasutada ühte vattmeetrit. Seejuures ühendatakse see ühe faasi- neutraaljuhtmele ning vattmeetri näit tuleb korrutada kolmega. Kolmejuhtmelises süsteemis (nulljuht puudub), ühendatakse voltmeeter kahe faasijuhtme vahele.
pöördväärtuste summaga. 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... Sunt on ampermeetriga rööbiti ühendatav takisti, kui me tahame sellega n korda suuremaid voolutugevusi môôta. Sundi takistus : Rs= Ra/ (n _ 1) , kus Ra on ampermeetri sisetakistus. Eeltakistit kasutatakse järjestikku voltmeetriga, kui tahetakse sellega n korda tugevamat pinget môôta. Eeltakisti takistus : Re= Rv( n _ 1) , kus Rv on voltmeetri sisetakistus. Alalisvoolu töö : A=I.U.t Alalisvoolu vôimsus : P = I . U (Vôimsus vahelduvvooluahelas P = I . U . cos ) Joule`i-Lenzi seadus : Juhis voolu toimel eraldunud soojushulk on vôrdeline voolutugevuse ruudu, juhi takistuse ja ajaga. Q = I2 . R . t (J) Elektrostaatika 8 Keha elektriseerimine seisneb temale laengu andmises kas hôôrumise teel vôi puudutades keha laetud kehaga. Hôôrudes laaduvad môlemad kehad vôrdselt, kuid vastandmärgiliselt. Puudutusel laaduvad vôrdselt, kuid samamärgiliselt.
juhi omadus avaldada vastupanu teda läbivale voolule. b. laengute hulk mis läbib juhet ühes sekundis. c. juhtme takistus mille pikkus l = 1m ja ristlõige s = 1m2 . Tagasiside Teie vastus on õige. Õige vastus on: juhtme takistus mille pikkus l = 1m ja ristlõige s = 1m2 . Küsimus 11 Õige Hindepunkte 1.00/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst Milline pinge ja voolu vaheline faasinihe tekib aktiivtakistusega vahelduvvooluahelas? Valige üks: a. vool on pingest faasiliselt ees. b. pinge on voolust faasiliselt ees. c. pinge ja vool on omavahel faasis. Tagasiside Teie vastus on õige. Õige vastus on: pinge ja vool on omavahel faasis. Küsimus 12 Õige Hindepunkte 1.00/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst Kumb kahest juhtmest, mis on ühepikkused ja samast materjalist, kuid erineva läbimõõduga, kuumeneb rohkem sama voolu korral?
Mahtuvusega vooluring Takistuskomlnurk 19. Ahelate arvutus tarvitite jadaühenduse puhul 20. Vahelduvvoolu RLC-rööpahel. Pingeresonants Pingeresonants on olukord, kus vahelduvvoolu jadaahelas XL=XC, siis UL=UC ning pingekolmnurk taandub sirglõiguks ning kogupinge U on vooluga I faasis. Võrdsed ja vastassuunalised pinged UL ja UC kompentseeruvad vastastiku ning vooluahelal on aktiivtakistuse iseloom. 21. Ahelate arvutus tarvitite rööpühenduse puhul. Juhtivused vahelduvvooluahelas 22. Vahelduvvooli RLC-rööpahel. Vooluresonants Vooluresonantsiks nim nähtust, kus ahela takistus kasvab lõpmata suureks ning see omakorda tähendab voolu lakkamist. 23. Vahelduvvooluvõimsus. Võimsuskolmnurk. Võimsustegur ja selle parandamine Võimsustegur cosφ=P/S näitab, mitmenfiku osa toiteallika näivvõimsusest saab tarviti kasutada aktiivvõimsusena. Cosφ vähenemisel vool sama aktiivvõimsuse korral suureneb, koos sellega suurenevad ka
Ajahetkel a on summaarse voolu hetkväärtus ae = ab + ad; ajahetkel k aga km = kl + kn. Niiviisi voolude hetkväärtusi i1 ja i2 liites saab summaarse voolu i = i1 + i2, voolude amplituud- väärtusi vektoreid liites aga koguvoolu vektori I = I1 + I 2 . Kui I1 amplituud on näiteks 2 A ja I2 amplituud 3 A, siis vektordiagrammil väljenduks see nii: Niisugune olukord esineb näiteks küttekehade rööplülitusel. Küttekehades on vool pingega faasis. Üldjuhul võib vahelduvvooluahelas iga tarviti vool olla pinge suhtes erineva faasinihkega, näiteks nii, nagu kujutatud järgmisel joonisel. 77 Siin võib samamoodi graafilisel liitmisel saada koguvoolu väärtuse. Lihtsam on aga vooluväärtuste liitmine vektordiagrammis. Siin on voolud I1 ja I2 faasis nihutatud nurga võrra. Nende voolude amplituudväärtusi ehk maksimaalväärtusi iseloomustavad vektorid OB ja OE
Voolu mõõtmine: Voolu mõõtmiseks mingis vooluahela osas lülitatakse sellesse jadamisi ampermeeter, mille sisetakistus peab olema väike. Mõõtmiseks alalisvooluahelas on levinuimaks magnetoelektrilised ampermeetrid. Harvem kasutatakse elektromagnetilisi. Vahelduvvooluahelate korral leiavad kasutamist peamiselt elektrodünaamilised ampermeetrid. Ampermeetri mõõtepiirkonna laiendamiseks mõõtmistel alalisvooluahelas kasutatakse sunti ning vahelduvvooluahelas voolutrafot. Pinge mõõtmine: Pinge mõõtmiseks ahela mingis osas lülitatakse mõõteriist- voltmeeter selle osaga rööbiti. Et voltmeeter võimalikult vähe mõjutaks ahela tööolukorda, peab tema sisetakistus olema küllalt suur, võrreldes ahela takistusega. Alalisvooluahelais pinge mõõtmiseks kasutatakse magnetoelektrilisi voltmeetreid, vahelduvvooluahelais elektromagnetilisi voltmeetreid. Väikeste vahelduvpingete mõõtmisel annavad paremaid
................................................ 13 3.1. Elektriajami mõiste ........................................................................................................... 13 3.2. Alalisvool .......................................................................................................................... 13 3.3. Vahelduvvool .................................................................................................................... 15 3.4. Mittelineaarsed elemendid vahelduvvooluahelas .............................................................. 16 3.5. Arvutusülesanne ................................................................................................................ 17 3.6. Kolmefaasiline vahelduvvool ............................................................................................ 19 3.7. Elektrienergia muundamine mehaaniliseks energiaks. ..................................................... 20 3.8. Elektrilised täiturid .........................
võib see vabas õhus elektroodide eemaldumisel teineteisest enne katkemist venida isegi 10 või enama meetri pikkuseks. Kuna lülitusseadmete kontaktide lahutamine sellistele vahekaugustele on praktikas võimatu, siis ei ole näiteks alalisvoolu elektrikaare katkestamine kõrgepingetel võimalik. Alalisvoolulülitid saavad toimida näiteks nii, et suurendatakse elektrikaare takistust ja sellega vähendatakse vool kunstlikult nullini1. Elektrikaar vahelduvvooluahelas seevastu kustub voolu igal nullist läbimisel ja süttib voolu taastumisel uuesti. Elektrikaare selline omadus võimaldab luua lülitusseadmeid, mis suudavad lahutada suure vooluga kõrgepingeahelaid. Selleks tuleb takistada kaarlahenduse taassüttimist pärast kustumist voolu nulli läbimisel. Protsessi nimetatakse lühidalt kaare kustutamiseks. Kaare taolisel viisil kustutamisel avaldub ka kaare positiivne mõju
omasageduse vahest. Kui see on null, on faasinihe ning amplituud maksimaalne: Väikese sumbuvusteguri korral võib omandada küllalt suure väärtuse. Seda olekut nimetatakse resonantsiks. Sundvõngete faasidiagramm: siinusfunktsiooni kordaja on y -teljel, koosinusliikme oma x -teljel. Et lahend vastaks lähtevõrrandile, peab nende summa olema võrdne sundiva jõuga. Vahelduvvoolu võimsuse valem (tuletusega) Võimsus vahelduvvooluahelas. Et vahelduvvool kõigele vaatamata teeb ka tööd, tuleks leida valem selle töö - täpsemalt küll võimsuse - hindamiseks. Tavaline Joule- Lenz'i valem meid ei rahulda, kuna ei arvesta reaktiivvõimsustel (näiteks mootor või trafo) tehtavat tööd. Et leida võimsust, peame ahelale rakendatud elektromotoorjõu (võrgupinge) korrutama voolutugevusega, arvestades faasinihet: Rakendades trigonomeetriast summa siinuse valemit, saame
omasageduse vahest. Kui see on null, on faasinihe ning amplituud maksimaalne: Väikese sumbuvusteguri korral võib omandada küllalt suure väärtuse. Seda olekut nimetatakse resonantsiks. Sundvõngete faasidiagramm: siinusfunktsiooni kordaja on y -teljel, koosinusliikme oma x -teljel. Et lahend vastaks lähtevõrrandile, peab nende summa olema võrdne sundiva jõuga. Vahelduvvoolu võimsuse valem (tuletusega) Võimsus vahelduvvooluahelas. Et vahelduvvool kõigele vaatamata teeb ka tööd, tuleks leida valem selle töö - täpsemalt küll võimsuse - hindamiseks. Tavaline Joule- Lenz'i valem meid ei rahulda, kuna ei arvesta reaktiivvõimsustel (näiteks mootor või trafo) tehtavat tööd. Et leida võimsust, peame ahelale rakendatud elektromotoorjõu (võrgupinge) korrutama voolutugevusega, arvestades faasinihet: Rakendades trigonomeetriast summa siinuse valemit, saame
taksegi nendes kolmefaasiline vahelduvvool, mis järgne- valt alaldatakse ränialaldis. Vahelduvvoolugeneraator! töö iseärasusi. Püsimagnetiga vaheiduvvoolugeneraatori pinget ei saa alalisvooluge- neraatori kombel reguleerida, kuna puudub magnetvoo tiheduse muutmise võimalus. Abiks tuleb siin vaheiduv- voolugeneraatori omadus piirata pöörete tõusul ise voolu- tugevust ja koos sellega teatud tingimustel ka pinget. See põhineb takistuse iseärasustel vahelduvvooluahelas. Voolutugeyus vahelduvvooluahelas sõltub nägu alalis- vooluahelaski elektromotoorjõust ja takistusest. Alalisvoo- luahelas kohtame ainult nn. oomtakistust, mis oleneb juHtme materjalist, mõõtmeist ja temperatuurist. Vahel-; düvvooluahelas aga esineb peale oomtakistuse (mida siin nimetatakse aktiivtäkistüseks) veel mduktiivtaki^tus. ; See esineb näiteks vahelduvvooluahelasse lülitatud poolil (mähisel). Võolutugevuse perioodilisel muutumisel tekib poolis muutuv magnetväli
annaabi.ee 
