3.2.2.2 Trikotnik napetosti in upornosti.

Iz e-ELEKTROTEHNIKA plus

Skoči na: navigacija, iskanje

Slika 3.2.9: Trikotnik napetosti in upornosti zaporednega kroga z uporom, tuljavo in kondenzatorjem

Fotografija 181

Fotografija 182

Fotografija 183

Fotografija 184

Fotografija 185

Iz sl. 3.2.8 so razvidni trije možni splošni primeri značaja izmeničnega kroga z zaporedno vezavo upora, tuljave in kondenzatorja. Iz praktičnih razlogov se za nadaljnjo obravnavo odločimo za vezavo z induktivnim značajem (sl. 3.2.9).

Iz kazalčnega diagrama lahko izrišemo pravokotni trikotnik napetosti s stranicami U, U_R in U_L – U_C (sl. 3.2.9 a). Če stranice napetostnega trikotnika delimo še s skupno količino zaporednega kroga s tokom I

dobimo trikotnik upornosti (sl. 3.2.9 b).

Napetosti in upornosti zaporednega kroga z uporom, tuljavo in kondenzatorjem tvorijo pravokotna trikotnika. Seštevamo jih geometrično.

Zaradi enostavnosti bomo pri obravnavi napetostnih trikotnikov sicer operirali z efektivnimi vrednostmi napetosti. Vemo pa, da napetostni trikotnik velja tudi za maksimalne vrednosti sinusne napetosti.

Računanje količin v zaporednem krogu z uporom, tuljavo in kondenzatorjem temelji torej na enakih pravilih kot v zaporednem krogu z upornostjo in tuljavo ali kondenzatorjem. Dodatno dejstvo je v nasprotni kateti trikotnika, ki je v tem primeru razlika dveh jalovih napetosti ali upornosti. Tudi v tem primeru lahko po Pitagorovem izreku zapišemo npr.:

in kotne funkcije, npr.:

Navedene in druge enačbe reševanja pravokotnega trikotnika omogočajo pri dveh znanih količinah trikotnika računanje tretje količine.

Preskusimo prvo od dobljenih enačb na rezultatih meritev poskusa 3.2.2:

V primeru enakosti induktivne in kapacitivne upornosti ima obravnavani krog poleg lastnosti

še druge zanimive lastnosti, ki pa jih bomo obravnavali v okviru poglavja o resonančnih^[1] pojavih.

Primer:

1. Zaporedna vezava upora z upornostjo 30 Ω, tuljave z induktivnostjo 2 H in kondenzatorja s kapacitivnostjo 6 μF je priključena na izmenično napetost 230 V/50 Hz. Izračunaj tok in padce napetosti v električnem krogu. Kolikšen bi bil tok, če bi frekvenco spremenili tako, da bi se kapacitivna in induktivna upornost izenačili?

Rešitev

Primer:

2. Kolikšna mora biti kapacitivnost kondenzatorja, ki ga vežemo zaporedno z uporom z upornostjo 82 Ω in tuljavo z induktivnostjo 0,1 H, če želimo, da bo pri krožni frekvenci 10 4 s^-1 vezava elementov povzročala fazni kot 25 º?

Rešitev