3.4 RLC kretsen. 3.4.1 Impedans, Z



Relevanta dokument
Demonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.

2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.

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

4. Elektromagnetisk svängningskrets

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

Sammanfattning av likströmsläran

LABORATION 3. Växelström

1 Grundläggande Ellära

AC-kretsar. Växelströmsteori. Lund University / Faculty / Department / Unit / Document / Date

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

Vi börjar med en vanlig ledare av koppar.

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

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

T1-modulen Lektionerna Radioamatörkurs OH6AG Bearbetning och översättning: Thomas Anderssén, OH6NT Heikki Lahtivirta, OH2LH

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

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

Simulering med simulatorn TINA version 1.0

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR

Spolen. LE1460 Analog elektronik. Måndag kl i Omega. Allmänna tidsförlopp. Kapitel 4 Elkretsanalys.

Strömdelning på stamnätets ledningar

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

Mät kondensatorns reaktans

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

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

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

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Spolens reaktans och resonanskretsar

Impedans och impedansmätning

Avkoppla rätt en kvantitativ undersökning av parasitinduktans hos olika layoutalternativ

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

IE1206 Inbyggd Elektronik

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

4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning

Impedans och impedansmätning

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Växelström och reaktans

Laboration - Va xelstro mskretsar

IE1206 Inbyggd Elektronik

Impedans! och! impedansmätning! Temperatur! Komponentegenskaper! Töjning! Resistivitetsmätning i jordlager!.!.!.!.!

RC-kretsar, transienta förlopp

~ växelström. växelström 1. Heureka B Natur och Kultur

10. Kretsar med långsamt varierande ström

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

4:3 Passiva komponenter. Inledning

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808

Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

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

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

Batteri. Lampa. Strömbrytare. Tungelement. Motstånd. Potentiometer. Fotomotstånd. Kondensator. Lysdiod. Transistor. Motor. Mikrofon.

Kommentarer till målen inför fysikprovet. Magnetism & elektricitet

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Elektroteknikens grunder Laboration 1

090423/TM IDE-sektionen. Laboration 3 Simulering och mätning på elektriska kretsar

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Laborationsrapport. Kurs Elektroteknik grundkurs ET1002. Lab nr 5. Laborationens namn Växelström. Kommentarer. Namn. Utförd den. Godkänd den.

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

IE1206 Inbyggd Elektronik

Växelström. Emma Björk

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

Elektriska Kretsar. En fördjupning gjord av Philip Åhagen. Philip Åhagen Mälardalens Högskola Produktutveckling /2010 KPP 039

Sammanfattning. ETIA01 Elektronik för D

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Att fjärrstyra fysiska experiment över nätet.

Tentamen ellära 92FY21 och 27

5. Kretsmodell för likströmsmaskinen som även inkluderar lindningen resistans RA.

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 17 juni 2014, kl 9:00-14:00

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

Motorprincipen. William Sandqvist

Elektroakustik Något lite om analogier

Steget vidare. (By JaunJimenez at English Wikipedia, CC BY 3.0, curid= )

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

Introduktion OH6AG. Radioamatörkurs OH6AG Sammanställd av: Thomas Anderssén, OH6NT. CQ-klubben r.f. CQ-kerho r.y.

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

Onsdagen den 16 mars 2005, 8:00 13:00

1( ), 2( ), 3( ), 4( ), 5( ), 6( ), 7( ), 8( ), 9( )

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

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Komplexa tal. j 2 = 1

Spänning, ström och energi!

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808

Elektriska komponenter och kretsar. Emma Björk

Fö 3 - TSFS11 Energitekniska system Trefassystemet

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

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 5

Transkript:

3.4 RLC kretsen L 11 Växelströmskretsar kan ha olika utsende, men en av de mest använda är RLC kretsen. Den heter så eftersom den har ett motstånd, en spole och en kondensator i serie. De tre komponenterna har olika egenskaper som påverkar egenskaperna för kretsen som helhet. 3.4.1 Impedans, Z Vi kan mäta de effektiva värdena för spänning över spänningskällan och strömmen genom kretsen. Vi får en rak linje i ett (I,U) koordinatsystem värdena är direkt proportionella. Vi kan då utöka Ohms lag till att gälla i en växelströmskrets genom att skriva Storheten Z kallas impedansen för kretsen. Den är proportionalitetskonstanten mellan spänningen och strömmen och fås av riktningskoefficienten för linjen i (I,U) systemet. Den beskriver växelströmskretsens förmåga att begränsa växelström. Enheten är densamma som för resistansen, dvs. ohm. Impedansens storlek beror på de enskilda komponenterna. Motståndets resistans inverkar förstås, men vi måste även behandla spolens och kondensatorns inverkan. 1

3.4.2 Spole i växelströmskrets L 11 Fasdifferens Då vi undersöker förhållandet mellan spänningen över spolen och strömmen i kretsen finner vi att strömmen i kretsen inte är i samma fas som spänningen. Den i spolen inducerade spänningen beror på strömmens förändringshastighet enligt så då strömförändringen är som störst når spänningen sina maxvärden, och då strömmen når sitt maxvärde (i någondera riktningen) är spänningen noll. Vi ser att då vi startar med spänningens nollvärde kommer strömmens toppvärde att följa efter spänningens toppvärde med en fasdifferens (dvs. skillnad i fas) som uttrycks med symbolen φ. För en spole med liten resistans är fasdifferensen mellan spänning och ström φ = π/2 radianer. Induktiv reaktans X L Vi kan rita upp värden för strömmen i kretsen för olika värden på generatorns varvfrekvens (kom ihåg att spänningen genereras i en generator som kan roteras med olika hastighet). Det visar sig att strömmen genom spolen är omvänt proportionell mot frekvensen ju större frekvens, desto svagare ström. Detta är naturligt; ju snabbare förändring i ström, desto större är induktionsspänningen som motverkar strömmen i spolen. Induktionsspänningen blir också större då induktansen L blir större. Spolens egenskap att motverka strömmen kallas induktiv reaktans och betecknas X L. Enligt ovanstående kan vi ge ett uttryck för dess storlek; spolen begränsar mer ström ju större frekvensen är och ju större induktans spolen har. Enheten för den induktiva reaktansen är Ω. 2

Bestäm den induktiva reaktansen hos de två spolarna, då växelströmkretsens frekvens är 60 Hz. L 11 3

3.4.3 Kondensator i växelströmskrets L 12 Fasdifferens Då vi undersöker strömmen genom kretsen och spänningen över kondensatorn i en växelströmskrets, märker vi att de inte är i samma fas. Låt strömmen ha sitt maximala positiva värde och låt kondensatorn vara oladdad. Kondensatorn börjar laddas upp, medan strömmen minskar mot noll (den följer generatorns frekvens). Då strömmen når noll är kondensatorn fulladdad, så spänningen över den når sitt maxvärde. Då strömmen byter tecken, börjar kondensatorn laddas ur. Då strömmen når sitt negativa maxvärde har kondensatorn laddats ur helt, och spänningen över den är noll. Den börjar nu laddas upp igen, men med motsatt laddningsfördelning. Strömmen börjar minska mot noll, och spänningen över kondensatorn ökar. Precis som för spolen finns en fasdifferens mellan ström och spänning i kondensatorn, men den är omvänd; strömmen är före spänningen, vilket betecknas φ = π/2. Kapacitiv reaktans X C Vi kan rita upp värden för strömstyrkan i kretsen för olika frekvenser hos spänningskällan. Det visar sig att strömmen är direkt proportionell mot frekvensen; ju högre frekvens, desto större strömstyrka. Strömmen ökar också då kapacitansen C ökar. (Hemuppgift: Fundera på varför strömstyrkan ökar då frekvensen ökar). Kondensatorns förmåga att begränsa ström måste då vara omvänt proportionell mot frekvensen; kondensatorns kapacitiva reaktans X c minskar då frekvensen eller kapacitansen ökar. Vi kan skriva detta i formen Den kapacitiva reaktansens enhet är Ω. 4

Bestäm den kapacitiva reaktansen hos de två kondensatorerna, då växelströmkretsens frekvens är 60 Hz. 5

3.4.4 Impedans i RLC kretsen L 13 Vi har nu betraktat de olika komponenterna i RLC kretsen. Då de kombineras, fås ett uttryck för kretsens strömbegränsande egenskap, impedansen Z: Enheten för impedansen är, som vi tidigare konstaterat, Ω. Storheten (X L X C ) kallas reaktans. (Hemuppgift: Fundera på om det är möjligt att impedansen i en RLC krets kan fås till Z = R) Motstånd: Spänning och ström i samma fas. Kondensator: Strömmen före spänningen. Spole: Spänningen före strömmen. 6

L 13 7

L 13 Läs: sid. 103 116 Uppgifter: 3 15, 3 16, 3 18, 3 19, 3 25, 3 29, 8