e
ELEKTROTEHNIKA
plus
Glavna stran
Kazalo (osnovni nivo)
Kazalo (višji nivo)
Predstavitev projekta
Minimalne zahteve

3.3.1 Trikotnik moči

3 Lastnost in zakonitosti izmeničnih krogov
 >> 
3.3 Moč v izmeničnem krogu
 >> 

Iz e-ELEKTROTEHNIKA plus

(Primerjava redakcij)
Skoči na: navigacija, iskanje
 
(16 intermediate revisions not shown)
Vrstica 1: Vrstica 1:
-
[[Image:eele_slika_3_2_5.svg|thumb|right|Slika 3.2.5: Trikotnik napetosti in upornosti zaporednega kroga z uporom in tuljavo]]
+
<animacija>
-
[[Image:eele_slika_3_3_3.svg|thumb|right|Slika 3.3.3: Trikotnik moči izmeničnega kroga s faznim kotom φ]]
+
eele_animacija_024_RL_vezje_zaporedno_moci.swf|Moči v zaporedni vezavi upora in tuljave||
 +
eele_animacija_025_RC_vezje_zaporedno_moci.swf|Moči v zaporedni vezavi upora in kondenzatorja||
 +
eele_animacija_004_RLC_vezje_zaporedno_moci.swf|Moči v zaporednem izmeničnem RLC krogu||
 +
eele_animacija_026_RL_vezje_vzporedno_moci.swf|Moči v vzporedni vezavi upora in tuljave||
 +
eele_animacija_027_RC_vezje_vzporedno_moci.swf|Moči v vzporedni vezavi upora in kondenzatorja||
 +
eele_animacija_005_RLC_vezje_vzporedno_moci.swf|Moči v vzporednem izmeničnem RLC krogu
 +
</animacija>
 +
[[Image:eele_slika_3_3_3.svg|thumb|right|Slika 3.3.3: Trikotnik moči izmeničnega kroga s faznim kotom φ]]
 +
[[Image:eele_foto_189.jpg|thumb|right|Fotografija 189]]
 +
[[Image:eele_foto_190.jpg|thumb|right|Fotografija 190]]
 +
[[Image:eele_foto_191.jpg|thumb|right|Fotografija 191]]
 +
[[Image:eele_foto_192.jpg|thumb|right|Fotografija 192]]
Na poti do enačb za računanje moči v izmeničnem krogu z določenim faznim kotom ''φ'' si lahko pomagamo z enim od že znanih trikotnikov napetosti ali tokov. Z vsakim od teh bi prišli do enakega rezultata. Izberimo trikotnik napetosti za zaporedno vezavo upora in tuljave (sl. 3.2.5 a), ki ustreza bremenu izvora v zadnjem poskusu. Z množenjem njegovih stranic s skupno količino, tokom '''''I''''', dobimo '''podoben trikotnik''', katerega stranice so '''moči''' dotičnega električnega toka (sl. 3.3.3):
Na poti do enačb za računanje moči v izmeničnem krogu z določenim faznim kotom ''φ'' si lahko pomagamo z enim od že znanih trikotnikov napetosti ali tokov. Z vsakim od teh bi prišli do enakega rezultata. Izberimo trikotnik napetosti za zaporedno vezavo upora in tuljave (sl. 3.2.5 a), ki ustreza bremenu izvora v zadnjem poskusu. Z množenjem njegovih stranic s skupno količino, tokom '''''I''''', dobimo '''podoben trikotnik''', katerega stranice so '''moči''' dotičnega električnega toka (sl. 3.3.3):
Vrstica 21: Vrstica 32:
<pomembno>
<pomembno>
*Z '''naraščanjem''' faznega kota, ki ga v izmeničnem krogu povzroča poljubna vezava upora, tuljave in kondenzatorja, se razmerje '''jalove''' in '''delovne''' moči povečuje v korist '''jalove''' in obratno.
*Z '''naraščanjem''' faznega kota, ki ga v izmeničnem krogu povzroča poljubna vezava upora, tuljave in kondenzatorja, se razmerje '''jalove''' in '''delovne''' moči povečuje v korist '''jalove''' in obratno.
-
*Pri faznem kotu blizu '''90 °''' imamo pri poljubni vezavi upora, tuljave in kondenzatorja v izmeničnem krogu pretežno '''jalovo''' moč, pri faznem kotu '''0 °''', pa samo '''delovno''' moč.
+
*Pri faznem kotu blizu '''90 °''' imamo pri poljubni vezavi upora, tuljave in kondenzatorja v izmeničnem krogu pretežno '''jalovo''' moč, pri faznem kotu '''0 °''' pa samo '''delovno''' moč.
</pomembno>
</pomembno>
-
 
-
'''Primeri:'''
 
<primer>
<primer>
Vrstica 80: Vrstica 89:
-
 
-
== Preizkusi svoje znanje ==
 
-
 
-
1. Kaj je navidezna moč in kako jo označujemo?
 
-
 
-
2. Kako si predstavljaš delovno, jalovo in navidezno energijo ter moč v zaporednem izmeničnem krogu?
 
-
 
-
3. Opiši energije in moči v zaporednem izmeničnem krogu pri pogoju ''X<sub>L</sub>'' = ''X<sub>C</sub>''.
 
-
 
-
4. Čemu je enaka moč na priključnih sponkah izvora napetosti v zaporednem izmeničnem krogu? Kako jo imenujemo in zakaj?
 
-
 
-
5. Čemu je enaka moč na priključnih sponkah izvora napetosti v vzporednem izmeničnem krogu? Primerjaj moči vzporednih in zaporednih izmeničnih krogov.
 
-
 
-
6. Opiši energije in moči v vzporednem izmeničnem krogu pri pogoju ''B<sub>L</sub>'' = ''B<sub>C</sub>''.
 
-
 
-
7. Primerjaj energije in moči vzporednega in zaporednega izmeničnega kroga pri pogojih ''B<sub>L</sub>'' = ''B<sub>C</sub>'' ter ''X<sub>L</sub>'' = ''X<sub>C</sub>''.
 
-
 
-
8. Opiši spreminjanje obremenitve izvora (značilnosti energije in moči) v vzporednem izmeničnem krogu, pri spreminjanju ohmske upornosti, induktivnosti ali kapacitivnosti.
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
== Naloge ==
 
-
 
-
 
-
1. Izračunaj delovno in jalovo moč v zaporednem krogu z uporom in tuljavo, če sta ohmska upornost 30 Ω in induktivna upornost 40 Ω, tok v krogu pa je 2 A!    (''P'' = 120 W; ''Q<sub>L</sub>'' = 160 VAr)
 
-
 
-
2. Izračunaj navidezno in jalovo moč porabnika, ki ima značaj zaporedne vezave upora in tuljave, če je njegova delovna moč pri cos ''φ'' = 0,88 kW.    (''S'' = 10 kVA; ''Q<sub>L</sub>'' = 6 kVAr)
 
-
 
-
3. V izmeničnem krogu z napetostjo 5 V sta v zaporedni vezavi upor z upornostjo 2 kΩ in kondenzator s kapacitivno upornostjo 1,5 kΩ. Izračunaj impedanco vezave in fazni kot, ki ga vezava povzroča, ter napetosti in moči na posameznih elementih in moč na priključnih sponkah! (''Z'' = 2,50 Ω; ''φ'' = 36 º 52 '; ''U<sub>R</sub>'' = 4V; ''U<sub>C</sub>'' = 3 V; ''P'' = 8 mW; ''Q'' = 6 mVAr; ''S'' = 10 mVA)
 
-
 
-
4. V zaporednem krogu z uporom, tuljavo in kondenzatorjem je ohmska upornost 800 Ω, induktivna upornost 500 Ω in kapacitivna upornost 300 Ω. Napetost izvora je 230 V. Izračunaj impedanco v krogu, tok, napetosti in moči na posameznih elementih ter moč na priključnih sponkah izvora.
 
-
 
-
5. (''Z'' = 825 Ω ; ''I'' = 0.279 A; ''U<sub>R</sub>'' = 223 V; ''U<sub>L</sub>'' = 139 V; ''U<sub>C</sub>'' = 83,7 V; ''S'' = 64,2 VA; ''P'' = 62,2 W;  ''Q<sub>L</sub>'' =38,8 VAr;  ''Q<sub>C</sub>'' = 23,3 VAr)
 
-
 
-
6. Kolikšna mora biti kapacitivnost kondenzatorja, ki ga priključimo zaporedno z uporom z upornostjo 212 Ω in tuljavo z induktivnostjo 1,01 H, če želimo da bi impedanca vezave bila pri frekvenci 50 Hz enaka ohmski upornosti? Izračunaj za tako izbran in priključen kondenzator tok ter napetosti in moči na elementih. Napetost izvora je 230 V.
 
-
 
-
7. (''Z'' = ''R'' = 212 Ω; ''U<sub>R</sub>'' = 230 V; ''I'' = 1,1 A; ''U<sub>L</sub>'' = ''U<sub>C</sub>'' = 349 V; ''P'' = ''S'' = 253 W; ''Q<sub>L</sub>'' = ''Q<sub>C</sub>'' = 384 VAr; ''C'' = 10 μF)
 
-
 
-
8. Vzporedna vezava upora, tuljave in kondenzatorja je priključena na izvor napetosti 5 V / 4 kHz. Upornost upora je 750 Ω, induktivnost tuljave 20 mH in kapacitivnost kondenzatorja 100 nF. Izračunaj:
 
-
 
-
a) tokove v električnem krogu,
 
-
 
-
b) admitanco, impedanco in fazni kot vezave,
 
-
 
-
c) moči na elementih in priključnih sponkah vezave in
 
-
 
-
d) jalovo moč, ki obremenjuje izvor.
 
-
 
-
(''I<sub>R</sub>'' = 6.6 mA; ''I<sub>L</sub>'' = 9.9 mA; ''I'' = 7,1 mA; ''Y'' = 1,42 mS; ''Z'' = 705 Ω; ''φ'' = -21,5 º; ''P'' = 33,3 mW: ''Q<sub>L</sub>'' = 49,8 mVAr; ''Q<sub>C</sub>'' = 62,8 mVAr; ''S'' = 35,5 mVA; ''Q'' = ''Q<sub>L</sub>'' - ''Q<sub>C</sub>'' = 13 mVAr – kapacitivna)
 
-
 
-
9. V električnem krogu iz naloge '''???14???''' želimo doseči, da vezava pri nespremenjeni frekvenci ne bo obremenjevala izvora z jalovo močjo. Na voljo imamo kondenzatorje različnih kapacitivnosti. Kolikšna mora biti kapacitivnost kondenzatorja in kako ga moramo priključiti?
 
-
(388 nF, zaporedno s 100 nF)
 
{{Hierarchy footer}}
{{Hierarchy footer}}

Trenutna redakcija s časom 07:08, 27. oktober 2010

Slika 3.3.3: Trikotnik moči izmeničnega kroga s faznim kotom φ
Fotografija 189
Fotografija 190
Fotografija 191
Fotografija 192

Na poti do enačb za računanje moči v izmeničnem krogu z določenim faznim kotom φ si lahko pomagamo z enim od že znanih trikotnikov napetosti ali tokov. Z vsakim od teh bi prišli do enakega rezultata. Izberimo trikotnik napetosti za zaporedno vezavo upora in tuljave (sl. 3.2.5 a), ki ustreza bremenu izvora v zadnjem poskusu. Z množenjem njegovih stranic s skupno količino, tokom I, dobimo podoben trikotnik, katerega stranice so moči dotičnega električnega toka (sl. 3.3.3):


  • Delovna, jalova in navidezna moč izmeničnega toka tvorijo pravokotni trikotnik.
  • Navidezna moč izmeničnega toka je enaka geometrični vsoti delovne in jalove moči.



Slika 3.3.2 časovnega poteka navidezne moči, trikotnik moči in dobljeni enačbi za računanje navidezne moči izmeničnega toka imajo splošno veljavo. Pri poljubni vezavi upora, tuljave in kondenzatorja ima namreč vezava ohmsko-induktivni ali ohmsko-kapacitivni značaj ali, v posebnem primeru, čisti ohmski značaj. Iz časovnega diagrama in trikotnika moči pa lahko razberemo:


  • Z naraščanjem faznega kota, ki ga v izmeničnem krogu povzroča poljubna vezava upora, tuljave in kondenzatorja, se razmerje jalove in delovne moči povečuje v korist jalove in obratno.
  • Pri faznem kotu blizu 90 ° imamo pri poljubni vezavi upora, tuljave in kondenzatorja v izmeničnem krogu pretežno jalovo moč, pri faznem kotu 0 ° pa samo delovno moč.


Primer:

1. Porabnik z zaporedno vezavo upora in tuljave obremenjuje električno omrežje 230 V/50 Hz z močjo 100 VA in povzroča fazni kot φ = 38 º. Izračunaj delovno moč, ohmsko upornost in induktivnost porabnika.
Rešitev









Primer:

2. Zaporedna vezava upora z upornostjo 20 Ω, tuljave z induktivnostjo 40 mH in kondenzatorja s kapacitivnostjo 80 μF je priključena na izmenično napetost 230 V/50 Hz. Kolikšne so posamezne moči v električnem krogu? Kolikšen je fazni kot φ?
Rešitev

















Primer:

3. V vzporednem izmeničnem krogu z uporom, tuljavo in kondenzatorjem je navidezna moč 150 VA, delovna 120 W in kapacitivna jalova moč 190 VAr. Izračunaj induktivno jalovo moč in fazni kot.
Rešitev







Primer:

4. V vzporednem krogu z uporom in kondenzatorjem je pri napetosti izvora 3 V tok izvora 1,25 mA. Kolikšno moč potrebuje generator za tok kondenzatorja, če za tok upora rabi moč 3 mW?
Rešitev






3.3 Moč v izmeničnem krogu 4 Zahtevnejše vezave v izmeničnem krogu
Vzpostavljeno iz »http://eele.tsckr.si/wiki/index.php/Trikotnik_mo%C4%8Di«

Osebna orodja