Iz e-ELEKTROTEHNIKA plus
Poskus 5.1.1:
Na jedro zvončnega transformatorja (230 V /6 V) pritrdimo sondo termometra (slika 5.1.3). Primarno navitje transformatorja priključimo na omrežno napetost, sekundarno navitje pa prek ustreznega reostata obremenimo s tokom npr. 2 A in spremljamo temperaturo jedra.
![](javascript: loadPicture("Eele_slika_5_1_3.svg", 885);)
- Temperatura jedra relativno hitro naraste za več kot petnajst stopinj C.
- Delovna energija v izmeničnem krogu z realno tuljavo pomeni izgubo električne energije (W).
- Vzrok za segrevanje tuljav v izmeničnih električnih krogih je vsota delovnih energij zaradi ohmske upornosti navitja, vrtinčnih tokov in histereze v feromagnetnem jedru tuljave.
Realna tuljava brez feromagnetnega jedra
V realni tuljavi brez Fe jedra (npr. zračni tuljavi) imamo izgubo energije oziroma moči predvsem zaradi ohmske upornosti navitja. Te izgube sicer pri zelo visokih frekvencah nekoliko povečuje tudi kožni pojav[1] v ovojih tuljave, manjša kapacitivnost med ovoji pa izvor napetosti zaposluje še z manjšim deležem jalove energije. Oba navedena vpliva sta za splošno prakso zanemarljiva, zato lahko za izgubno moč tuljave zapišemo:
Glede na znano odvisnost ohmske upornosti vodnika navitja velja:
- Izgubna moč tuljave je premo sorazmerna s specifično upornostjo vodnika navitja ρ in dolžino vodnika l ter obratno sorazmerna s prerezom A vodnika navitja.
Isti tok realne tuljave premaguje induktivno in ohmsko upornost navitja. Po definiciji načina vezave elementov vemo, da sta v primeru skupnega toka elementa vezana zaporedno:
- Realna tuljava je v bistvu zaporedna vezava ohmske in induktivne upornosti navitja (sl. 5.1.4 b).
![](javascript: loadPicture("Eele_slika_5_1_4.svg", 1420);)
Glede na namen tuljave je ohmska upornost navitja in izguba energije neželena lastnost tuljave.
- Fazni kot, ki ga v izmeničnem krogu povzroča realna tuljava, je za kot δ manjši od 90 º.
- Odstopanje faznega kota realne tuljave od 90 º je posledica izgub energije v tuljavi, zato imenujemo kot δ izgubni kot.
- Razmerju ohmske in induktivne upornosti oziroma tangensu izgubnega kota pravimo izgubni faktor tuljave (d).
- Čim manjši je izgubni faktor realne tuljave, tem bliže φ kotu 90 º, tem boljša je tuljava.
- Obratno vrednost izgubnega faktorja tuljave imenujemo faktor kakovosti tuljave (Q).
- Faktor kakovosti realne tuljave Q pove, kolikokrat je induktivna upornost realne tuljave večja od ohmske upornosti navitja tuljave.
- Kakovost realne zračne tuljave je premo sorazmerna s frekvenco[2] izmeničnega toka in induktivnostjo ter obratno sorazmerna z ohmsko upornostjo ovojev tuljave.
Primer:
Primer:
1. Realna tuljava ima pri določeni induktivnosti in frekvenci induktivno upornost 100 Ω in ohmsko upornost navitja 10 Ω. Izračunaj impedanco, izgubni in fazni kot ter faktor kakovosti tuljave.
Realna tuljava s feromagnetnim jedrom
S fizikalnimi osnovami segrevanja Fe jedra zaradi magnetne histereze in vrtinčnih tokov smo se že seznanili[3], zato si le informativno oglejmo vpliv omenjenih pojavov na izgubo moči v realni tuljavi.
Toplotne izgube nastajajo na ohmski upornosti. Ker je vzrok za segrevanje Fe jedra isti tok kot za segrevanja navitja, pomeni, da se v primeru tuljave z Fe jedrom toplotnim izgubam zaradi ohmske upornosti navitja, pridružijo še toplotne izgube zaradi histereze in vrtinčnih tokov.
- Kakovost realne tuljave s Fe jedrom je manjša od kakovosti iste tuljave brez Fe jedra še posebej v primeru lameliranih Fe jeder.
Opombe
- ↑ Osnove elektrotehnike 1, str. 241
- ↑ če zanemarimo vpliv kožnega pojava in kapacitivnosti ovojev
- ↑ Osnove elektrotehnike 1, str. 217 in 240
Podpoglavja:
 5.1.1 Realni upor
| 5.1.2.1 Realna tuljava brez feromagnetnega jedra
|
