Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Obvody střídavého proudu. Střídavý proud mění v elektrickém obvodu v určitých časových intervalech svůj směr v rytmu změn polarity napájecího zdroje.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Obvody střídavého proudu. Střídavý proud mění v elektrickém obvodu v určitých časových intervalech svůj směr v rytmu změn polarity napájecího zdroje."— Transkript prezentace:

1 Obvody střídavého proudu

2 Střídavý proud mění v elektrickém obvodu v určitých časových intervalech svůj směr v rytmu změn polarity napájecího zdroje. U periodických střídavých proudů se časový průběh opakuje v pravidelných intervalech - periodách Délka periody – doba kmitu T [s -1 ] je dána kmitočtem f [Hz]: Pro periodický střídavý proud ustálený platí: kde i(t)=i je okamžitá hodnota střídavého proudu. Maximální nebo vrcholová hodnota (amplituda) se značí I m

3 Nejvýznamnější z periodických střídavých proudů je proud harmonický (sinusový): Veličina  se nazývá kruhová frekvence (úhlový kmitočet): 0  i i  t ImIm t t  /2  T = 2  ImIm Obr.1. Sinusový proud

4 Harmonický proud nemusí vždy začínat nulou, ale počátek může být posunut o úhel  (počáteční fázový úhel): ImIm 0 i (0) i  t t t   t +  i(t) Obr.2. Harmonický proud s počáteční fází

5 Dva harmonické proudy téhož kmitočtu mohou být vůči sobě fázově posunuty o úhel , pro který platí:  =  2 -  1, kde  2 a  1 jsou počáteční fáze uvažovaných proudů. Úhel  se nazývá úhel fázového posunu nebo jen fázový posuv. 0 i  t  Obr.3. Dva harmonické proudy fázově posunuté o úhel 

6 Při nulovém fázovém posunu jsou dva proudy ve fázi, při  =  jsou proudy v protifázi.  t 0 i 0 i Obr.4. Dva harmonické proudy ve fázi a v protifázi

7 Střední hodnota střídavého proudu se počítá zpravidla pro jednu půlvlnu. Geometricky je to výška obdélníka o stejné ploše, jako má uvažovaná jedna půlvlna střídavého proudu. 0 T/2 t i Im Obr.5. Střední hodnota jedné půlvlny střídavého proudu

8 Efektivní hodnota střídavého proudu je kvadratická střední hodnota: Efektivní hodnota souvisí s výkonem střídavého proudu. Při průchodu střídavého proudu pasivním prvkem s odporem R, vzniká v něm v každém časovém okamžiku ztrátový výkon: Toto je možné vyjádřit pomocí ekvivalentního ustáleného stejnosměrného proudu I. Efektivní hodnota střídavého proudu má fyzikálně význam stejnosměrného proudu, který v daném obvodovém prvku dává stejnou hodnotu středního Jouleova ztrátového výkonu.

9 Pro sinusový proud je efektivní hodnota: Poměrse nazývá vrcholový činitel. Pro sinusový proud je vrcholový činitel roven Pozn.: střídavé síťové napětí je udáváno v jeho efektivní hodnotě, tedy jeho amplituda za předpokladu sinusového průběhu je 220*1.414=311 [V].

10 Fázor: zobrazení amplitudy harmonického proudu vektorem umístěným v počátku pravoúhlých souřadnic. Fázor proudu lze definovat jako orientovanou úsečku o délce rovnou amplitudě harmonického proudu, která se otáčí konstantní rychlostí  kolem počátku pravoúhlé rovinné souřadnicové soustavy (x,y) proti směru pohybu hodinových ručiček. x Obr.6. Fázor s kladnou počáteční fází x y 0 Im  

11 Zakreslení fázoru do komplexní (Gaussovy) roviny: Ix Re Im Iy 0  Obr.7. Fázor proudu v komplexní rovině Trigonometrický tvar: Exponenciální tvar:

12 Výkon střídavého proudu: okamžitý výkon – je dán součinem okamžitého napětí a proudu: p = u. I, střední výkon (činný výkon): U obecného pasivního dvojpólu je napětí vůči proudu posunuto o úhel  : Okamžitý výkon harmonického proudu je:

13 i,u,p 0 tt 2t2t UI cos(  ) u i p   22 22 44 Obr.8. Výkon harmonického proudu v obecném pasivním dvojpólu

14 Střední výkon harmonického proudu v pasivním dvojpólu, je roven konstantní složce okamžitého výkonu: a tento vztah je obecně platný pro činný výkon harmonického proudu s jednotkou Watt [W]. Součin efektivního napětí a proudu označuje zdánlivý výkon [VA]. cos(  ) – fázový posun mezi napětím a proudem se nazývá účiník. Jalový výkon je definován jako: s jednotkou voltampér reaktanční [VAr].

15 Trojfázová souměrná soustava: jednotlivé fáze mají stejnou velikost, kmitočet, ale jejich sinusovky jsou časově posunuty o 120°, tj. o 2/3  : Obr.9. Průběh okamžitých napětí a fázorový diagram 0 t Pozn.algebraický součet okamžitých hodnot se v kterémkoli okamžiku rovná nule.

16 Spojení trojfázového vinutí do hvězdy – Y. Koncové vývody generátoru a spotřebiče jsou spojeny do uzlů a propojeny nulovým vodičem. napětí U U, U V U W – napětí fázová napětí U UV, U UW, U VW – napětí sdružená, jsou větší než fázová Obr.10. Trojfázová čtyřvodičová soustava

17 Obr.11. Fázorové diagramy fázových a sdružených napětí a proudů

18 Obr.11. Trojfázová trojvodičová soustava Spojení trojfázového vinutí do trojúhelníku – . Jsou spojeny postupně koncové vývody generátoru a spotřebiče dané fáze se začátky vývodů následující fáze.Napětí fázová jsou stejná jako napětí sdružená. Sdružený proud je větší než proud fázový.

19 Obr.12. Fázové diagramy fázových napětí a fázových proudů

20 Výkon obecné trojfázové soustavy: Pro souměrné zatížení je střední činný výkon P roven:

21 Výkon obecné trojfázové soustavy: Fázové hodnoty napětí a proudů nejsou obvykle známy, ale zpravidla jsou známé síťové (naměřené) hodnoty, potom: Při spojení do hvězdy: Při spojení do trojúhelníku: Obdobně platí pro jalový výkon: a zdánlivý výkon:


Stáhnout ppt "Obvody střídavého proudu. Střídavý proud mění v elektrickém obvodu v určitých časových intervalech svůj směr v rytmu změn polarity napájecího zdroje."

Podobné prezentace


Reklamy Google