Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 5

Relevanta dokument
Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

1 Grundläggande Ellära

Komplexa tal. j 2 = 1

Svar och Lösningar. 1 Grundläggande Ellära. 1.1 Elektriska begrepp. 1.2 Kretslagar Svar: e) Slinga. f) Maska

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

IE1206 Inbyggd Elektronik

Växelspänning och effekt. S=P+jQ. Industriell Elektroteknik och Automation

Sven-Bertil Kronkvist. Elteknik. Komplexa metoden j -metoden. Revma utbildning

Fö 3 - TSFS11 Energitekniska system Trefassystemet

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

Komplexa tal. j 2 = 1

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 6

Växelspänning och effekt. S=P+jQ. Ingmar Leisse Industriell Elektroteknik och Automation

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

Fö 3 - TSFS11 Energitekniska system Trefassystemet

Växelspänning och effekt. S=P+jQ. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Växelström K O M P E N D I U M 2 ELEKTRO

Växelström i frekvensdomän [5.2]

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Växelström i frekvensdomän [5.2]

1. Skriv Ohm s lag. 2. Beräkna strömmen I samt sätt ut strömriktningen. 3. Beräkna resistansen R. 4. Beräkna spänningen U över batteriet..

ELLÄRA Laboration 4. Växelströmslära. Seriekrets med resistor, spole och kondensator

Fö 1 - TMEI01 Elkraftteknik Trefassystemet

Fö 1 - TMEI01 Elkraftteknik Trefassystemet

Instruktioner för laboration 2, Elektromagnetism och elektriska nät 1TE025 Elektriska system 1TE014

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Ellära och Elektronik Moment Filter och OP Föreläsning 8

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Elektroteknikens grunder Laboration 1

IE1206 Inbyggd Elektronik

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Laboration - Va xelstro mskretsar

LABORATION 3. Växelström

Sammanfattning av likströmsläran

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

IE1206 Inbyggd Elektronik

Bestäm uttrycken för följande spänningar/strömmar i kretsen, i termer av ( ) in a) Utspänningen vut b) Den totala strömmen i ( ) c) Strömmen () 2

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Ordinarie tentamen i IF1330 Ellära måndagen den 20 maj

Föreläsning 3/12. Transienter. Hambley avsnitt

Introduktion till fordonselektronik ET054G. Föreläsning 3

10. Kretsar med långsamt varierande ström

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

Tentamen del 1 Elinstallation, begränsad behörighet ET

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

Omtentamen i IF1330 Ellära tisdagen den 19 augusti

10. Kretsar med långsamt varierande ström

10. Kretsar med långsamt varierande ström

a) Beräkna spänningen i mottagaränden om effektuttaget ökar 50% vid oförändrad effektfaktor.

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Tentamen IF1330 Ellära fredagen den 3 juni

TSFS11 - Energitekniska system Kompletterande lektionsuppgifter

Ellära 2, Tema 3. Ville Jalkanen Tillämpad fysik och elektronik, UmU. 1

Föreläsning 29/11. Transienter. Hambley avsnitt

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet ET1013. Lab nr 3 ver 2.1. Laborationens namn Enfas växelström. Kommentarer.

Extra kursmaterial om. Elektriska Kretsar. Lasse Alfredsson. Linköpings universitet November 2015

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Sedan tidigare P S. Komplex effekt. kan delas upp i Re och Im. Skenbar effekt är beloppet av komplex effekt. bestämmer hur hög strömmen blir

Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E1 och D

Växelström och reaktans

Elektronik 2017 EITA35

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Växelström. Emma Björk

Växelström ~ Växelström. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets

Genom att kombinera ekvationer (1) och (3) fås ett samband mellan strömmens och spänningens amplitud (eller effektivvärden) C, (4)

Självstudieuppgifter om effekt i tre faser

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4

Lösningsförslag/facit till Tentamen. TSFS04 Elektriska drivsystem 11 mars, 2013, kl

LabVIEW - Experimental Fysik B

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Elteknik. Komplexa tal

insignal H = V ut V in

Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.

Komplexa tal. j 2 = 1

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

Tentamen i Elkraftteknik för Y

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström

IDE-sektionen. Laboration 6 Växelströmsmätningar

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Kapitel: 31 Växelström Beskrivning av växelström och växelspänning Phasor-diagram metoden Likriktning av växelström

( ), så kan du lika gärna skriva H ( ω )! ( ) eftersom boken går igenom laplacetransformen före

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Omtentamen i IE1206 Inbyggd elektronik fredagen den 8 januari

4. Elektromagnetisk svängningskrets

Transkript:

Ellära och Elektronik Moment A-nät Föreläsning 5 Visardiagram Impendans jω-metoden Komplex effekt, effekttriangeln Visardiagram Om man tar projektionen på y- axeln av en roterande visare får man en sinusformad signal. ägger man till ytterligare en visare som roterar före eller efter den andra får man en sinussignal som är fasförskjuten i förhållande till den första signalen. 2

sin epetition: definition av sinus y ϕ y vertikal koordinat cosϕ tanϕ x y x horisontell koordinat vektorns lutning ϕ x Tangens är definierat för -π < ϕ < π För ϕ > π använd arctan ( ϕ - 2π ) arctanϕ 3 Sinusformade strömmar och spänningar kan representeras av roterande visare. otationen tillför ingen information utan det viktiga är övriga fasvinklar i förhållande till en referensfas. Visardiagram 4 2

Komplex representation Visardiagram kan beskrivas med komplexa tal. Beteckningen j används i ellära för att inte blanda ihop strömmen med den imaginära enheten. ektangulär form Z a+jb Polär form Z ϕ e jϕ bim{z} Kan skrivas som naturlig logarimt eftersom deriveringsreglerna är identiska. Im Z ϕarg Z Z ae{z} e 5 Impendans Impendansen (komplex form) beskriver både reaktansen och fasförskjutningen. Z X ϕ För våra tre huvudkomponenter får vi: î û uˆ iˆ U I î uˆ X iˆ iˆ ω û uˆ ωi ˆ X ˆ i U I U jωi jω û î 6 3

Impendans Seriekoppling av impendanser Z tot Z + Z 2 +... + Z N Analogi med seriekoppling av resistanser 7 Impendans Parallellkoppling av impendanser /Z tot / Z + / Z 2 +... + / Z N Analogi med parallellkoppling av resistanser 8 4

jω-metoden Exempel från tentamen 2000-0-26. Figuren beskriver en krets med en induktiv last i serie med en resistiv last kopplat parallellt med en kondensator. a) Vad är strömmen och spänningen U in. Strömmen I genom resistorn och dess frekvensen f är kända. b) Beräkna aktiv effekt P, reaktiv effekt Q, skenbar effekt S och effektfaktorn cos ϕ för hela kretsen. 2 Ω 0,65 mf,0 mh I 3,0 A (effektivvärde) f 00/2π Hz Uin Iin I 9 jω-metoden - iktfas Vi vet att: Vinkelfrekvensen ω 2πf 00 rad/s. Komponentvärden. U in I Vi kan beräkna impendanser Strömmen I 3 A. Välj strömmen som riktfas, dvs ϕ I 0 0 5

jω-metoden - Ohms lag Spänningsfallet över resistansen är U I 6 V. Strömmen I går även genom induktansen. Spänningsfallet över induktansen är U I jω j0,3v. U in U är alltså fasförskjuten π/2 radianer före spänningen U I jω-metoden - Spänningsdelning Spänningen U in är summan av U och U dvs U in 6,0 + j0,3 V. I polära koordinater blir I U in 6,0e j0,050 U in V. Spänningen U in är identisk med spänningen U över kondensatorn. 2 6

jω-metoden - Ström Strömmen genom kondensatorn är I Uin jω ju in ω U in I j 3 ( 6,0 + j0,3) 00 0,65 0-0,095 + j0,39 A I polära koordinater blir I 0,390e j,62 A. 3 jω-metoden - Strömdelning Den totala strömmen in i kretsen är I + I 3,0 + (-0,095+j0,39) 2,9805+j0,39 A I polära koordinater 3,006e j0,3 A. U in I 4 7

jω-metoden - Alternativ beräkning För kretsen gäller: U in 6,0e j0,050 V. 3,006e j0,3 A. Vad blir impendansen? U in I Z U in / (6,0/3,006)e j(0,050-0,3),999e -j0,080 Ω Stämmer det? 5 jω-metoden - Impendans Beräkna impendansen med parallellkoppling. Z X (X + ) Z jω jω ( jω + ) ( jω + ) ( + jω) ( + jω) + jω jω + jω + jω jω + 2 ( ω + jω) 6 8

Z jω-metoden - Impendans ( + jω) 2 ( ω + jω) 3 ( 2 + j 00,0 0 ) 2 3 3 3 ( 00,0 0 0,65 0 + j 00 2 0,65 0 ) ( 2 + j0,) 3 ( 6,5 0 + j0,3) j0,050 ( 2,002e ) j0,30 (,002e ),999e ( 2 + j0,) ( 0,9935 + j0,3) j0,080 Det stämmer!! 7 Komplex effekt ite mer avancerade lösningsmetoder 8 9

Komplex effekt Exempel från tentamen 2000-0-26. Figuren beskriver en krets med en induktiv last i serie med en resistiv last kopplat parallellt med en kondensator. a) Vad är strömmen och spänningen U in. Strömmen I genom resistorn och dess frekvensen f är kända. b) Beräkna aktiv effekt P, reaktiv effekt Q, skenbar effekt S och effektfaktorn cos ϕ för hela kretsen. 2 Ω 0,65 mf,0 mh I 3,0 A (effektivvärde) f 00/2π Hz Uin Iin I 9 Komplex effekt - Polära storheter För kretsen gäller enligt uppg a: U in 6,0e j0,050 V 3,006e j0,3 A Z,999e -j0,080 Ω U in I 20 0

Komplex effekt - Komplexkonjugat Den komplexa effekten definieras S U in * * betyder komplexkonjugat U in Komplexa effekten blir 6,0e j0,050 3,006e-j0,3 8,06e -j0,080 W. Komplexkonjugat är (a+jb)* (a-jb) Kan även skrivas 8-j,446 W. I 2 Komplex effekt - Skenbar effekt Om vi bara mäter upp effektivvärdena U in 6,0 V & 3,006 A och beräknar effekten med I P U in så erhålls värdet 8,06 VA. Denna storhet kallas skenbar effekt. U in Den skenbara effekten är absolutvärdet av den komplexa effekten och betecknas S. 22

Komplex effekt - Aktiv effekt Effekten genom resistansen blir I 2 2 3 2 8 W. Detta är den aktiva effekten eller den effekt som verkligen erhålls i kretsen. U in Den aktiva effekten är realdelen av den komplexa effekten P e{s} 8 W. I 23 Komplex effekt - eaktiv effekt Imaginärdelen av den komplexa effekten kallas reaktiv effekt. U in Den reaktiva effekten pendlar mellan spolen och kondensatorn och gör ingen nytta. Q Im{S} -,45 VAr I 24 2

Komplex effekt - Effekttriangel Den komplexa effekten kan illustreras med ϕ en effekttriangel. P Den aktiva effekten beräknas ur P UI cosϕ där UI är skenbar effekt och cosϕ ofta kallas effektfaktorn. Motorer märks ofta med en effektfaktor. Här är cosϕ P/ S 8/8,06 0,997 S Q 25 Komplex effekt För uppgiften gällde U in 6,0 V, 3,006 A, Z,999e -j0,080 Ω Vinkeln ϕ blir arg{z} -0,080 rad. Vi kan kontrollräkna P U in cosϕ 8 W Q U in sinϕ -,45 VAr S U in 8,06 VA cosϕ 0,997 Det stämmer!! 26 3