DEE Sähkötekniikan perusteet

Samankaltaiset tiedostot
Luento 6. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

SATE.1040 Piirianalyysi IB syksy /8 Laskuharjoitus 1: Ohjatut lähteet

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho (versio 1.0) R 1 + R 2

DEE Sähkötekniikan perusteet

DEE Sähkötekniikan perusteet

SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /9 Laskuharjoitus 4: Kerrostamis- ja silmukkamenetelmä

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

ELEC-C3230 Elektroniikka 1. Luento 1: Piirianalyysin kertaus (Lineaariset vahvistinmallit)

Harjoitus 5 / viikko 7

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on?

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen

Silmukkavirta- ja solmupistemenetelmä. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Sähkötekiikka muistiinpanot

Jännitteenjaolla, sekä sarjaan- ja rinnankytkennällä saadaan laskettua:

DEE Sähkötekniikan perusteet

TA00AB71 Tasasähköpiirit (3 op) Syksy 2011 / Luokka AS11

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

Luento 4 / 12. SMG-1100 Piirianalyysi I Risto Mikkonen

SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /7 Laskuharjoitus 9: Teheveninin ja Nortonin menetelmät

Kolmivaihejärjestelmän perusteet. Pekka Rantala

9 A I N. Alkuperäinen piiri. Nortonin ekvivalentti R T = R N + - U T = I N R N. Théveninin ekvivalentti DEE SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

Sähkövirran määrittelylausekkeesta

DEE Aurinkosähkön perusteet

Kirchhoffin jännitelain perusteella. U ac = U ab +U bc U ac = U ad +U dc. U ac = R 1 I 12 +R 2 I 12 U ac = R 3 I 34 +R 4 I 34, ja I 34 = U ac

1. Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

DEE Sähkötekniikan perusteet

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

SMG-1100 Piirianalyysi I, kesäkurssi, harjoitus 2(3) Tehtävien ratkaisuehdotukset

FysE301/A Peruskomponentit: vastus, diodi ja kanavatransistori

DEE Sähkötekniikan perusteet

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä

Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

LUENTO 9, SÄHKÖTURVALLISUUS - HARJOITUKSET

( ) ( ) ( ) ( ) SMG-1100 Piirianalyysi I, kesäkurssi, harjoitus 1(3) Tehtävien ratkaisuehdotukset

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

S Piirianalyysi 1 2. välikoe

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

SATE1040 Piirianalyysi IB kevät /6 Laskuharjoitus 5: Symmetrinen 3-vaihejärjestelmä

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki

SATE1050 PIIRIANALYYSI II / MAARIT VESAPUISTO: APLAC, MATLAB JA SIMULINK -HARJOITUSTYÖ / SYKSY 2015

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Erään piirikomponentin napajännite on nolla, eikä sen läpi kulje virtaa ajanhetkellä 0 jännitteen ja virran arvot ovat. 500t.

Taitaja2005/Elektroniikka. 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

Jännite, virran voimakkuus ja teho

VASTUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

l s, c p T = l v = l l s c p. Z L + Z 0

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

2.2 Energia W saadaan, kun tehoa p(t) integroidaan ajan t suhteen. Täten akun kokonaisenergia W tot saadaan lausekkeesta ( )

521302A PIIRITEORIA 1. Laskuharjoitukset - syksy 2014

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

521302A PIIRITEORIA 1 Laskuharjoitukset - syksy 2015

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

FYSP104 / K2 RESISTANSSIN MITTAAMINEN

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1.

Kuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Pynnönen SIVU 1 KURSSI: Opiskelija Tark. Arvio

Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Sähkön perusteet. Elektroniikka ja sähköoppi. Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Lisätään kuvaan muuntajan, mahdollisen kiskosillan ja keskuksen johtavat osat sekä niiden maadoitukset.

TEHTÄVÄT KYTKENTÄKAAVIO

521302A PIIRITEORIA 1 Laskuharjoitukset - kevät 2016

Kuva 1. Vastus (R), kondensaattori (C) ja käämi (L). Sinimuotoinen vaihtojännite

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

Asennusohje aurinkopaneeliteline

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

C 2. + U in C 1. (3 pistettä) ja jännite U C (t), kun kytkin suljetaan ajanhetkellä t = 0 (4 pistettä). Komponenttiarvot ovat

R 2. E tot. Lasketaan energialähde kerrallaan 10 Ω:n vastuksen läpi oleva virta.

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Taitaja2007/Elektroniikka

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

5. Sähkövirta, jännite

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

Kaikki kytkennät tehdään kytkentäalustalle (bimboard) ellei muuta mainita.

Yhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0007 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.

Kannattaa opetella parametrimuuttujan käyttö muidenkin suureiden vaihtelemiseen.

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

RESISTANSSIMITTAUKSIA

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä.

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen

Transkriptio:

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Theveninin ja Nortonin ekvivalentit, kuorman maksimiteho

Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet Theveninin ekvivalentti Nortonin ekvivalentti kuorman maksimiteho Tarkoitus on oppia...

Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet Theveninin ekvivalentti piirin esitys navoista katsottuna yhdellä jännitelähteellä ja vastuksella Nortonin ekvivalentti piirin esitys navoista katsottuna yhdellä virtalähteellä ja vastuksella kuorman maksimiteho miten valita kuormavastuksen resistanssa, jotta sen teho piirissä maksimoituu Tarkoitus on oppia miten monimutkaiset piirit voidaan joistakin navoista katsoen redusoida ekvivalentteihin muotoihin ja miten näitä hyväksykäyttäen voidaan valita kuormaksi sellainen vastus, jolla on maksimiteho.

Kerrostamis-, solmupiste- ja silmukavirtamenetelmä Ratkaise allaolevaan piiriin merkitty virta I käyttämällä hyväkseen kaikkia kolmea edellisen luennon menetelmiä. (Huom! Ei tarkoita sitä, että tehtävä ratkaistaisiin kolmesti.) I 1Ω 3Ω 5 V 2Ω 4Ω 3 A

Theveninin ekvivalentti Mikä tahansa lineaarinen verkko, josta kaksi solmua on valittu navoiksi, voidaan korvata jännitelähteen ja vastuksen sarjakytkennällä U T Theveninin lähde R T sisäresistanssi A R T U T B

Thevenin ekvivalentti U T = U 0 on napojen tyhjäkäyntijännite. Jos verkon kaikki lähteet sammutetaan saadaan passiivinen verkko. U 0 A B A R T U T R T U T R T = R AB on navoista näkyvä resistanssi kun lähteet on poissa pelistä. R AB B U T R T

Esimerkki Tuntemattoman teholähteen napoihin liitettiin vastukset, joiden resistanssit olivat R 1 = 1Ω ja R 2 = 100Ω, teho P oli molemmissa tapauksissa sama. Kun lähteeseen liitettiin vastus, jonka resistanssi oli 10Ω, oli tämän teho 10 W. Mikä oli P?

Kuorman maksimiteho Verkon kuormassa kuluva teho tulisi maksimoida oikealla kuormaresistanssin mitoituksella. Miten kuorman vastus valitaan ja miten tämä yhdistyy Theveninin ekvivalenttiin? A R T U T R L B

Kuorman maksimiteho Mitoittamalla kuormaresistanssi R L saman suuruiseksi Theveninin ekvivalentin resistanssin R T :n kanssa, kuorman teho maksimoituu.

Esimerkki Erään tasavirtalaitteen napoihin kytketään vastus, jonka resistanssi on 4 Ω, jolloin vastuksen kautta kulkeva virta on 1 A. Mikäli laitteen napoihin kytketään vastus, jonka resistanssi on 1Ω, on tämän vastuksen teho 4 W. Laitteen napoihin kytketään säätövastus, jonka maksimitehonkesto on 5 W. Voiko säätövastus vioittua?

Nortonin ekvivalentti Theveninin teoreeman mukaan mikä tahansa lineaarinen verkko voidaan navoista kuvata yhdellä jännitelähteellä ja sarjassa olevalla vastuksella. Tiedämme jo etukäteen, että jännitelähde voidaan esittää ekvivalentilla virtalähteellä ja toisinpäin. Nortonin ekvivalentti on Theveninin ekvivalentin vastine, kun piiri esitetään yhdellä virtalähteellä ja rinnan olevalla vastuksella. Nortonin ekvivalentin virtalähteen arvo I N on piirin oikosulkuvirta eli I N = U T /R T. Rinnalle tuleva vastus on resistanssiltaan samansuuruinen, kuin Theveninin vastuksen arvo.

Esimerkki ekvivalentin muodostamisesta Muodosta ao piirille Theveninin ekvivalentti. 10Ω 10 V 5Ω 5Ω 2Ω 4Ω 2 V

Yhteenveto Theveninin ekvivalentti piirin esitys navoista katsottuna yhdellä jännitelähteellä ja vastuksella Nortonin ekvivalentti piirin esitys navoista katsottuna yhdellä virtalähteellä ja vastuksella kuorman maksimiteho kuorman teho maksimoituu, kun konstruoidaan piirille Theveninin (tai Nortonin) ekvivalentti ja valitaan kuormavastuksen resistanssiksi ekvivalentin piirin sisäresistanssi.