Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite. Vaihtovirta ja vaihtojännite"

Anne-Mari Lattu
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 S-66. Elekronkan perskrss Leno III: vass Päöeho en perskykennä kondensaaor Vahovrran lyhenney merknäapa Vakea vahovra-analyys? analyys? Kompleksarmekka odellnen vahovra-analyys analyys alkaa asavrralla (D, Drec crren ) on kaks mahdollsa mjaa, vomakks ja sna, ma sen sna pysyy vakona pkän akaa. Vahovrran (A, Alernang crren ) sna on rppvanen ajasa. Jos vrran sna m ajoan, on kyseessä vahovra. Jos vrran sna vahelee ja sen aalomoo modosaa ana saman ajan välen eyn kvon, on kyseessä jaksollnen vahovra. Yhden osvan aalomodon ps on yks jakso ja näden jaksojen osmsheys on aajs., 6 Elekronkassa käselävä vahovra ajaellaan yleensä ana jaksollseks. ällön akamjaa ärkeämmäks modos aajs. Joka jakson akana vrran snnan on keraalleen mava. ämä hek jakaa jakson poljaksohn. Mks verkkovra (psorasa ja valaknnallnen sähköverkko arjoaa vahovraa? Vahovraa on helpomp oaa ehokkaas soraan generaaorella. asavrraks mamnen vaa asasnaksen sekä sodasa (käsellään myöhemmn). Mos asavrraks korkella jännellä ja srlla vrrolla vaa kalla eryskomponeneja. asavra ols kyllä jossan sheessa paremp; sä voasn esm. srää ehokkaammn (penemmllä hävöllä). vomakks, a - poljakso jakso, poljakso jakso, aka, Jakso, [s], ( (), 6 π [rad] aajs f /, [/s] [Hz] osn kn asavrralla, vahovrralla ja -jänneellä vomakks vodaan määrellä monella apaa. p-p û vomakks, a Hekellnen arvo ( û sn(ω φ), jossa ω klmaaajs πf ja φ nollavaheklma. Hpsa hppn (peak o peak) -arvo p-p, p-p û Hpparvo û, û p-p / aka, Edellsen määrelyjen lsäks vahovrran ja vahojänneen vomakkksa kvaava: keskarvo U av (asajänneaso, offse -aso) U av d ehollsarvo U eff U rms (roo-mean-sqare)) arvo U eff U U rms d 5 6

Vahovrran (A, Alernang crren ) sna on rppvanen ajasa. Jos vrran sna m ajoan, on kyseessä vahovra.

2 ehollsarvolla arkoeaan sellasa vahovrran sra, joka vasaa asavrran arvoa, jolla saaveaan sama eho. Esmerkks V asajänne lämmää vassa samalla eholla kn, jonka ehollsarvo on V. Esm. ehollsarvo sn (kosn( kosn) mooselle vahojänneelle ( ) û sn(ω φ): Nollavaheklmalla e ole merkysä, joen valaan φ U U ˆ ˆ ( cos d ω rms ˆ sn d ω Snmooselle vahojänneelle: ˆ U ˆ I ˆ ˆ U I Esm. psorasasa saaava verkkovra. ehollsarvo V. Hpparvo V. aajs 5Hz. Kakk jaksollse sgnaal vodaan modosaa snsgnaalesa (Forer-sarja). ehollsarvo kokonasdessaan on nelösmma asavrakomponensa U dc ja vahovrakomponenen ehollsarvosa. Esm. snmooslle vahovrakomponenelle. Msa, eä U av U dc U ˆ ˆ ˆ n U dc vass Päöeho Vaskselle vra ja jänne ( I sn ( ( ( I sn U I ϕ ϕ ( ω ϕ ) ( ω ϕ ) U sn( ω ϕ ) Vasksen yl kykeyyvä jänne ja sen läp klkeva vra ova samassa vaheessa. 9 Määrellään hekellnen eho p( ) ( ( Vasksessa ss p( ) ( Päöeho edsaa odellsa ehonklsa. Päöeho saadaan keskarvona: P p( d Vaskselle ss: P ( ) ( ) d d Slkjen ssällä on vrran ehollsarvon laseke el ehollsarvon on avlla päöehon kaava näyää samala kn asavrralla: U P I Ny on aka esellä sa passvsa perskomponeneja, joden omna rpp sä onko kyseessä vahovra va asavra. Ylesn ällassa komponenesa on kondensaaor, joka onkn vasksen jälkeen oseks ylesn elekronkan passvkomponen. n prrosmerkkejä ova mm. seraava: n prrosmerkessäkn koros yks ärkeä kondensaaorn omnass: asavra e klje kondensaaorn läp. n fyskaalnen omnass on nmelään kapasanss, jonka ykskkö on [F] farad. (ken vass) avallaan vassaa vrran klka varasomalla energaa ssäseen sähkökenäänsä (varamnen).. ämän energan se pysyy kenkn (osn kn vass) myöhemmn lovamaan (prkamnen). pyrk varamalla ja prkamalla sälyämään kondensaaorn yl kykeyyvän jänneen vakona. osn sanoen kondensaaor vassaa jänneen mosa.

ehollsarvo sn (kosn( kosn) mooselle vahojänneelle ( ) û sn(ω φ): Nollavaheklmalla e ole merkysä, joen valaan φ U U ˆ ˆ ( cos d ω rms ˆ sn d ω Snmooselle vahojänneelle: ˆ U ˆ I ˆ ˆ U I Esm.

3 modos kahdesa johavasa pnnasa, joden välllä on erse. Kn johaven pnojen vällle kykeään jänne, erseeseen synyy sähkökenä. Elekron ajava negavseen johdelevyyn jääen osen johdelevyn posvses varaneeks. Elekronen ajamnen e apahd ääreömän nopeas. Esm. asokondensaaor: A ε Q εa U d d ε ε r ε erseaneen permvsyys A johdeason pna-ala d johdeasojen välmaka el erseen pakss Q kondensaaorn varas U kondensaaorn jänne kondensaaorn kapasanss Em. kaavan mkaan, jos halaan sr kapasanss, arvaan so johdeason pna-ala, ala, mahdollsmman oh erse ja erseen permvsyyden päs olla mahdollsmman sr. Käyännön kondensaaoressa ämä saaveaan kohllsen peneen laan rllaamalla johdeaso ja erseaso vks sylnermäseks rakeneeks a pnoamalla erseasoja ja johdeasoja kerroksan. n valnaan lyvä paramereja ova kapasanssn lsäks oleranss, ersemaeraal, hävöllsyys s ja jänneenkeso. (Korkea jänne pääsee läp erseesä ja apah läplyön) APAIO,.NF V; ohs omplan:yes; apacance:pf; Volage rang, A:6V; Volage rang, D:V; apacor delecrc ype:polyeser; olerance, :%; olerance, -:%; emperare, operang (a) max: Paperkondensaaor Ensmmäse käyännöllse elekronkan kondensaaor kasan rllaamalla kaks meallfoloa ja nden välssä oleva mneraalöljyyn kase (A) paper sylnerks (B). Nän saaveaan kohllnen kapasanss, ma jänneenkeso on hekko. 5 6 Mca kondensaaor (mca( mca) Mca on klleä; käyännössä samaa anea, joka klelee kven pnnalla ja roaa ohna lskena. Mca on erän hyvä ersemaeraal kondensaaorehn. Mca kondensaaor vodaan kasaa pnoamalla mcaa ja folokerroksa a pnnoamalla mcaa hopealla ja kasaamalla nää kerroksan. Mca kondensaaor ova korkealaasa (kalla) ja ne vodaan ehdä kesämään korkea jänneä ja nllä on erän pene hävö, ma nden kapasanss e yleensä ole kovn korkea. Käyeään sen radolähemssä ja vasaanomssa. omva erän korkella aajkslla. Keraamnen kondensaaor (kerko) Posln on myös erän hyvä erse kondensaaorehn ja keraamse kondensaaor ova halvempa kn mca kondensaaor. Erän sosja ja hyvälaasa. Jänneenkeso paperkondensaaoren lokkaa, ma paljon vähemmän hävöä. Laaja valkoma korkeakn kapasanssarvoja (jopa sea µf) omva korkellakn aajkslla. 7 8

asokondensaaor: A ε Q εa U d d ε ε r ε erseaneen permvsyys A johdeason pna-ala d johdeasojen välmaka el erseen pakss Q kondensaaorn varas U kondensaaorn jänne kondensaaorn kapasanss Em.

4 Movkondensaaor (polko( polko) Mone mov omva korkealaasna ersenä. Kondensaaoressa käyeään yleensä polyeserä, polyeeenä ja polysyreenä. Jos mov on josavaa, käyeään sen sylnerrakennea ja jos mov on kneämpää, käyeään pnorakennea. Laaja valkoma jopa kymmenn µf:n as. Käyeään sen adoaajkslla. Evä om erän korkella aajkslla. Edellä manlla kondensaaorella e ole napasa (polareeä( polareeä) ) el ne vodaan kykeä prn kmmn pän ahansa. Elekrolyykondensaaor (elko( elko) Elkolla on napass ja ne arvsee kykeä prn oken pän,, ee kondensaaor, pr a vakka oma slmä hajoa. Elkolla saaveaan paljon sremp kapasanss kn edellä manlla kondensaaorella. (Almn) elko modosva ohsa almnkalvosa, joden välssä on elekrolyy. Kn kondensaaorn läp alkaa klkea asavra, elekrolyysn ansosa almnn pnaan synyy oksdkerros, joka om äärmmäsen ohena erseenä ja saaveaan sr kapasanss. Evä om korkella aajkslla ja käyeään yleensä adoaajkslla ja eholähessä. 9 anaal(elekrolyy)kondensaaor (anaal) Ken elko,, ma almnn lalla käyeään anaala (a). Myös polaree anaaln pnnalle modos almnn verrana veläkn ohemp oksdkerros. Ernomasen loeava ja pkäkäsä. Käyeään, jos vaadaan korkeaa asoa ken solassovellksssa. (kalla) omva korkeammlla aajkslla kn avallse elko.. Käyeään ylesmmn adoaajkslla ja eholähessä. Lopks velä säädeävä kondensaaor Yleensä säädeään levyjen päällekkäsä pna-alaa. alaa. en perskykennä en rnnankykenä n... en sarjaankykenä n n n... kondensaaor n läp klkeva vra on d verrannollnen kondensaaorn jänneen mokseen. Jos ω (asavra) ) d ( I sn( ω ϕ ) ( ( d ( d U ässä U, I I π ( cos( ω ϕ ) sn ω ϕ U ω ω sn( ω ϕ ) I U ω Hom! ssa jänne on π 9 asea (neljännesjakson) ϕ ϕ ϕ 9 vraa jäljessä

Edellä manlla kondensaaorella e ole napasa (polareeä( polareeä) ) el ne vodaan kykeä prn kmmn pän ahansa.

5 Vahovrran lyhenney merknäapa (oson) Vahovrasgnaal vodaan määrellä kolmen sreen avlla: ampld, vaheklma ja aajs. ämä mahdollsaa yksnkerasen lyhennysmerknnän käyön vahovrralle: ( I ( U sn sn ( ω ϕ ) I ϕ, ω ( ω ϕ ) U ϕ, ω määrellään erkseen Vakea vahovra- analyys? Esm. Vass ja kondensaaor Ω, µ F I ϕ A, f 5Hz A I I ω sn( π 5Hz ) U 678 sn( ω ) Ω A sn( πhz π A sn ω π 5 Hz µ F U sn( πhz ϕ )? U π sn πhz 5 6 Vakea vahovra- analyys? Esm. jak. Jänneä on vakea laskea reaallaskennalla, koska :llä ja :llä on er vahee. HUOM! U V ; Vasas : U,89V U U U, koska er vahee U,8V U ϕ,89v 86, Onko vahovra-analyys analyys nän vakeaa? E! Käyämällä komplekslkarmekkaa, vodaan vahovrapren analyys palaaa asavrapren analyysn kalaseks. vakea laskea 7 Kompleksarmekka jϕ z x jy re r ϕ j yim{z} x r cos y r sn ( ϕ) ( ϕ) r φ ( x, y) a r ϕ r x y y ϕ arcan x ( ) xe{z} ϕ e j cos ( ϕ) j sn( ϕ) 8 Kompleksarmekka Yheen ja vähennyslask Kerolask Jakolask z r e z r e ( x ± x ) j( y ) z ± ± z y z z r e jϕ jϕ re r r ϕ ϕ jϕ jϕ r ϕ ϕ r odellnen vahovra- analyys alkaa Esm. Laskeaan edellsen esmerkn apas ny kompleksarmekan avlla. Ω, µ F I ϕ A, f 5Hz I I ω U 678 sn( ω ) Ω A sn( πhz sn( πhz ϕ )? π A π sn ω sn πhz π 5Hz µ F U U 9 5

Vass ja kondensaaor Ω, µ F I ϕ A, f 5Hz A I I ω sn( π 5Hz ) U 678 sn( ω ) Ω A sn( πhz π A sn ω π 5 Hz µ F U sn( πhz ϕ )? U π sn πhz 5 6 Vakea vahovra- analyys? Esm. jak.

6 odellnen vahovra- analyys alkaa Esm. jak j U ϕ V e j U ϕ,8 9 V,8e j e,8e j9 ( cos( ),8cos( 9 )) j( sn( ),8sn( 9 )),8 j,8 (,8) arcan,89 86, V,89 86, sn π 5Hz π V 8 9 määrely erkseen 6

Samankaltaiset tiedostot

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I Vahtosähkön teho hetkellnen teho p(t) pätöteho P losteho Q näennästeho S kompleksnen teho S HETKELLINEN TEHO Kn veresen kvan mpedanssn Z jännte ja vrta (tehollsarvon osottmet)