Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Transkript

1 Lars-Erik Cederlöf Tentamen på del i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET Del A Tentamen omfattar 33 poäng. För godkänd tentamen krävs 6 poäng. Tillåtna hjälpmedel är räknedosa samt bifogad formelsamling Provet är uppdelat i två delar. I del A skall endast svar ges och varje uppgift ger poäng. I del B skall fullständiga lösningar ges och varje uppgift ger 3 poäng. A Hur stor är strömmen genom en resistor om resistansen är 82 MΩ spänningen är 4,5 kv? R = Ω = V I = I = ma R A2 En resistor har fyra färgringar. De tre första är i ordning gul, violett, röd. Hur stor resistans har resistorn? 4700 Ω = 4,7 kω A3 Hur stor är resistansen mellan punkterna A och B om alla resistorerna har resistansen 27 kω? A B R = ohm R AB = + 4 R 3 R R AB = kω + R

2 A4 En spisplatta är märkt 2000 W/230 V. Hur stor ström drar spisplattan? P = 2000 W = 230 V P I = I = A A5 Hur stor är a) strömmens effektivvärde b) strömmens frekvens? I [ A] Tid [ ms ] I topp =.25 A T = sec I topp a ) I eff = I eff = A 2 b ) f = f = 20 Hz T A6 Spänningen 2 blir 5,0 V vid en teoretisk beräkning. Om man mäter spänningen med en voltmeter kommer voltmetern att visa ett något lägre värde än 5,0 V. Förklara varför. 0, 0 V Mohm Mohm 2 En voltmeter har vanligen inre resistansen 0 Mohm. Det betyder att en tiondel av strömmen kommer att gå genom voltmetern. Då går mindre ström genom resistorn. Enligt ohms lag kommer då spänningen att sjunka. lec

3 A7 Bilden visar ström och spänning för en ideal komponent. Vilken komponent är det? Eftersom ström och spänning ligger i fas måste det vara en resistor. A8 En spole har resistansen 5 Ω och induktiva reaktansen 22 Ω. Hur stor är då spolens impedans? R = 5 ohm X L = 22 ohm Z R 2 2 = + X L Z = Ω A9 Till ett vägguttag (230 V) ansluts två belastningar parallellt. Den ena belastningen drar 400 W. Den andra belastningen är rent induktiv och drar den reaktiva effekten 500 VAr. Hur stor blir strömmen ut från vägguttaget? P = 400 W Q = 500 V A = 230 V S = P 2 + Q 2 S = W S I = I = A A0 a) Vilken komponent använder man för att faskompensera en enfasmotor? b) Rita en figur som visar hur man kopplar in komponenten vid faskompensering av en enfasmotor. a) kondensator b) kondensatorn parallellkopplas M lec

4 A Ett trefassystem har huvudspänningen 230 V. Hur stor är då spänningen mellan fas L 3 och neutralledaren? h = 230 V Den sökta spänningen är fasspänningen. h f = f = V 3 A2 Ett trefas värmeelement är märkt 5 kw 400 V. Angiv linjeströmmen till elementet. P = 5000 W = 400 V P= I 3 cos ϕ ger I = P 3 I = 7.27 A A3 I en symmetrisk trefasbelastning är linjeströmmen i fas L 5,0 A. Hur stor är då linjeströmmen i fas L3? I en symmetrisk trefasbelastning är de tre linjeströmmarna lika. Strömmen i fas L3 är alltså 5,0 A. A4 Figuren visar en kurva som beskriver magnetiseringen av ett mjukjärnsmaterial. Vad kallas denna kurva? Hystereskurva A5 En förlustfri transformator har 860 varv på primärsidan. Spänningen på sekundärsidan är 60 V och på primärsidan 400 V. Hur många varv är det på sekundärsidan? N = = 60 V = 400 V N 2 N 2 = N 2 = 29 lec

5 Del B B a) Beräkna strömmen genom R. b) Beräkna potentialen i punkten A. c) Beräkna effektutvecklingen i R 3. R = 00 ohm R 2 = 50 ohm R 3 = 270 ohm = 2 V R R 2 A R 3 R = 00 ohm R 2 = 50 ohm a ) R 2 R 3 R tot = R + R 2 + R 3 I tot = R tot I = I tot R 3 = 270 ohm R tot = Ω I tot = 0.06 A I = 0.06 A = 2 V b ) Spänningen över R beräknas med ohms lag. = R I = 6.09 V Potentialen i punkten A är minus spänningen över R. V A = V A = 5.89 V c ) Spänningen över R3 är totala spänningen minus spänningen över R3. 3 = 3 = 5.89 V Effekten i R3: 2 3 P 3 = R 3 P 3 = 0.29 W lec

6 B2 Tabellen visar rekommenderad area och kabellängd för spänningen 230 V och säkring 0 A i en skarvsladd. Har man längre skarvsladd eller mindre area riskerar man att inte säkringen löser ut vid ett fel. Med kabellängd menas här skarvsladdens längd. a) Hur många procent av totala effekten går bort i skarvsladden vid denna rekommendation? b) Hur många procent av totala spänningen går bort i skarvsladden vid denna rekommendation? I = 0 A a ) ρ = ohm mm2 m L = 00 m P max = 2300 W A =.5 mm 2 = 230 V R L = ρ L A R L =.67 Ω P L = 2 R L I 2 P L = W Procent = P L 00 P max Procent = 0.45 b ) forlust = I 2 R L forlust = V Procent = forlust 00 Procent = 0.45 lec

7 B3 a) Figuren visar ett filter. Vad kallas ett sådant filter? b) Beräkna utspänningen ut om in = 5,00 V L = 80 mh R = 560 Ω f = khz. L in R ut a) Lågpassfilter b) in := 5 V L := 80 mh R := 560 ohm f := khz X L := 2 π f L X L = Ω 2 Z := X L + R 2 Z = Ω in I := I = A Z ut := R I ut = 3.72 V lec

8 B4 En enfasmotor för 230 V har uteffekten 2,5 kw. Motorn har verkningsgraden 0.7 och effektfaktorn 0,65. a) Beräkna motorns aktiva ineffekt. b) Beräkna motorns strömförbrukning. c) Beräkna motorns skenbara effekt. := 230 V P ut := 2500 W η := 0.7 cosφ:= 0.65 P ut a ) P in := η P in = W b ) P in I := cosφ I = A c ) S := I S = W lec

9 B5 Ett trefas värmeelement har tre resistorer på 45 ohm vardera. Elementet ansluts Y-kopplat till ett trefasnät med huvudspänningen 400 V. a) Beräkna strömmen genom varje resistor. b) Beräkna totala aktiva effekten som utvecklas i elementet? c) Beräkna linjeströmmen till elementet. R = 45 ohm h = 400 V cosφ = a ) Vid Y-koppling ligger fasspänningen över varje resistor. h f = 3 f = V b ) f I R = R P R = I R f I R = 5.32 A P R = W c ) P tot = 3 P R P tot = W Är elementet Y-kopplat blir linjeströmmen lika som strömmen gnom varje resistor I = I R I = 5.32 A lec

10 B6 En fastighet har huvudsäkringar på 25 A. Säkringarna till ett trefasuttag är på 20 A. Gruppsäkringarna är på 0 A. Trefassystemet har huvudspänningen 400 V. a) Hur stor är den maximala aktiva effekten som fastigheten kan förbruka? b) Hur stor aktiv effekt kan en trefas asynkronmotor kopplad till trefasuttaget förbruka om dess effektfaktor är 0,7? c) Hur stor är maximala aktiva effekten som kan tas ut i ett jordat enfas vägguttag? := 400 V a ) I max := 25 A cosφ:= P max := 3 I max cosφ P max = W b ) I max := 20 A cosφ:= 0.7 P max := 3 I max cosφ P max = W c ) I max := 0 A Enfaseffekt f := P max := f I max cosφ 3 cosφ:= P max = W lec

11 Version 2.0 Asynkronmotorn 20 f ns = p ns n s = n P = M ω [ rpm] 20 f n = ( s) p ut s [ W ] n ω = 2π f = 2π 60 [ rpm] [ rad / s] lec