17-WEB 4 2017.01.25 Parallell RLC - ADMITTANS Passive filter: LP, HP, BP og
17-WEB 42017.01.25
Parallell RLC - ADMITTANSPassive filter: LP, HP, BP og grensefrekvens.
Studieveiledning for WEB-undervisning onsdag 25/01-17
.BYAU 2015-2018, kl.18:00-19:45 på klasserom
Gyda
Emne 04, Elektriske systemerTema: Passive filter, admittans og parallellkobling med R, L og C
Fagstoff fra kapittel 9 i elektroteknikkboka, s. 147-155.
Sven Åge Eriksen, [email protected], tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark
Mål !
Mål for læringsutbytte for denne forelesning er å beherske:
Resonans i seriekretser med spole og kondensator (repetisjon)
Impedans i parallellkrets med resistans, spole og kondensator
Få en forståelse for hvordan passive filter (frekvensfilter) fungerer. Kunne regne ut grensefrekvensen til LP- og HP-filter.
Kunne regne ut impedans i RLC parallell-kretser med komplekse tall og med tradisjonell beregning.
Repetisjon !
Induktans kan betraktes som en masse, eksempelvis målt i kg. Massen tilføres energi ved flytting høyere opp i rommet. En høy induktivitet tilsvarer en stor masse.
Det er ikke energiforbruk ved å flytte massen opp og så ned igjen; når massen senkes gis energien tilbake.
Resistans tilsvarer friksjon. Omgivelsene tilføres varme ved friksjon, noe som omsetter energi.
Kapasitans kan assosieres med en spiralfjær. Kondensatoren lades = fjæra trekkes ut (positiv spenning) eller spennes sammen (negativ spenning).
En høy kapasitet tilsvarer en slapp fjær. Når fjæra går tilbake gis energien tilbake; bevegelsen frem og tilbake koster ikke energi.
Resistans tilsvarer friksjon. Omgivelsene tilføres varme ved friksjon, noe som omsetter energi.
Repetisjon .
Svingekretser:
Resonansfrekvensen ved induktans og kapasitans tilsvarer resonansfrekvensen som ses ved at massen henges i fjæra (som på den andre siden er fast til en referanse, eksempelvis et tak eller en bjelke) og så eksitere massen med en dult i retning langs fjæra.
Det er ved svingningene som oppstår at kraft og hastighet skifter periodisk på, ved resonansfrekvensen.
Resonansfrekvensen ved induktans og kapasitans tilsvarer resonansfrekvensen som ses ved at massen henges i fjæra.
Frekvensen øker for mindre masser og stivere fjærer, altså for mindre induktiviteter og mindre kapasiteter
Animasjonen viser virkemåten til en LC krets uten resistans. Elektrisk ladning flyter fram og tilbake mellom kondensatoren og spolen:
Energien beveger seg fram og tilbake mellom kondensatorens elektriske felt (E) og spolens magnet felt (B).
RLC parallellkretser fungerer på samme måte, bortsett fra at størrelsen på strømmen reduseres med tiden pga resistansen i kretsen.
Energien er:.
Kinetisk energi i spolens magnet felt (B) Potensiell energi i kondensatorens elektriske felt (E).
E = L I 2
E = C V2
Reaktans !
Repetisjon: .
Induktiv og kapasitiv reaktans
Den elektriske motstanden i spoler og kondensatorer er frekvensavhengig.
Repetisjon: .
Reaktans induktiv :
Den elektriske motstanden i spoler er frekvensavhengig.
XL = 2πfL
Repetisjon: .
Reaktans kapasitiv:
Den elektriske motstanden i kondensatorer er frekvensavhengig.
XC =
Side 150
RLC Serie-krets:
Z = ZR + ZL + ZcZ = R + jωL +
a2 + b2 = c2
REPETISJON SERIEKRETSER:
Vektordiagram:
Impedanstrekant:
Vektordiagram for RLC seriekrets:
Vi har gjennomgått hvordan beregninger gjøres på slike seriekretser:
Reaktans induktivReaktans kapasitivTotal reaktans i kretsenTotal impedans i kretsenStrømstyrken igjennom kretsenReaktive spenningerFaseforskyvningsvinkel Φ Aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt
RLC Parallellkrets
Strømmen I går i serie igjennom kretsen, men spenningen fordeler seg:
Strømmen I deler seg, men spenningen er lik over hver komponent:
Admittans
!
Y = Admittans er den inverse størrelsen til impedans.
Admittans kan kalles vekselstrøms-ledningsevne.Admittans har betegnelsen Y og måles i Siemens [S].
AdmittanceAlthough the impedance Z is a far more common way to characterize the voltage-current relationships in an AC circuit, there are times when the admittance is a valuable construct. For a given circuit element, the admittance is just the reciprocal of the impedance.
The admittance has its most obvious utility in dealing with parallel AC circuits where there are no series elements. The equivalent admittance of parallel elements is the sum of the admittances of the components.
Når impedanser er koblet i parallell vil bruk av admittans, i stedet for impedans, som oftest føre til enklere matematiske uttrykk, men alt som kan regnes ut ved nytte av admittans kan òg regnes ut ved å nytte impedans.
I ein elektrisk krets er G=1/R er konduktansen, der R er elektrisk motstand og B=1/X er suseptansen, er der X er reaktansen. Når det flyt en elektrisk strøm gjennom ein admittans går noko av energien tapt i konduktansen, ved at han går over til termisk energi.
Suseptansen lagrer energi mellombels; denne energien går ikke tapt og blir ført videre til kretsen.
Parallell-kretser
Side 150
Side 150
Side 150
RLC Parallell-krets:
Parallellkretser:
Inverse verdier, ledningsevner. For parallellkopling blir matematikken mye enklere ved bruk av de inverse verdiene av resistansen og reaktansen i formlene. De inverse størrelsene kalles
Suseptans, B = 1/X som den inverse av reaktans X. Måles i Siemens [S] eller Mho.
Admittans, Y =1/Z som den inverse av impedans Z. Måles i Siemens [S] eller Mho.
En positiv suseptans er kapasitiv og en negativ suseptans er induktiv (!).
Admittansen, parallellkoplingen av konduktansen G = 1/R og suseptansen B=1/X blir Y=G+jB
Alle målt i Siemens [S].
Y er admittansen (tilsvarer impedans Z i seriekobling)
B er suseptansen (tilsvarer reaktans X i seriekobling)
G er konduktansen (tilsvarer resistans R i seriekobling)
Side 150Den inverse verdien av impedans Z kalles for admittans og gis symbolet Y. Denne er sammensatt av to størrelser slik:
Side 150
•Figure 1: RLC series circuit V , the voltage source powering the circuit•I, the current admitted through the circuit•R, the effective resistance of the combined load, source, and components•L, the inductance of the inductor component•C, the capacitance of the capacitor component
Figure 2. RLC parallel circuitV – the voltage source powering the circuitI – the current admitted through the circuitR – the equivalent resistance of the combined source, load, and componentsL – the inductance of the inductor componentC – the capacitance of the capacitor component
Parallell RLC!
LØSNING AV RLC OPPGAVE !
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.
L = 150 mH
C = 150µFR = 70Ω
f = 110V / 60Hz
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.
L = 150 mH
C = 150µFR = 70Ω
f = 110V / 60Hz
a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
Først finner vi reaktansene:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
Først finner vi reaktansene:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L Først finner vi reaktansene:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH =
Først finner vi reaktansene:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC = = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC = = = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC = = = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 2πf · L = 2π · 60Hz · 150 mH = 56,55Ω
Først finner vi reaktansene:
XC = = = 17,68Ω
Nå kan vi finne admittansen Y
Y =
Admittans er den inverse størrelsen til impedans.Admittans kan kalles vekselstrøms-ledningsevne.Admittans har betegnelsen Y og måles i Siemens [S].
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Y = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Y = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Y = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Nå kan vi finne impedansen Z !
Y =
Admittans er den inverse størrelsen til impedans.Admittans kan kalles vekselstrøms-ledningsevne.Admittans har betegnelsen Y og måles i Siemens [S].
Y =
Admittans er den inverse størrelsen til impedans.Admittans kan kalles vekselstrøms-ledningsevne.Admittans har betegnelsen Y og måles i Siemens [S].
Z = Impedans:Admittans:
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Z =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Z = = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen.
XL = 56,55Ω
Slik finner vi admittansen Y:
XC = 17,68Ω
Y = =
Z = = = IH = = = 4,56A
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ?
XL = 56,55Ω
Sinus, cosinus og tangens :
Rettvinklet trekant:
Inverse verdier, ledningsevner. For parallellkopling blir matematikken mye enklere ved bruk av de inverse verdiene av resistansen og reaktansen i formlene. De inverse størrelsene kalles
Suseptans, B = 1/X som den inverse av reaktans X. Måles i Siemens [S] eller Mho.
Admittans, Y =1/Z som den inverse av impedans Z. Måles i Siemens [S] eller Mho.
En positiv suseptans er kapasitiv og en negativ suseptans er induktiv (!).
Admittansen, parallellkoplingen av konduktansen G = 1/R og suseptansen B=1/X blir Y=G+jB
Alle målt i Siemens [S].
Y er admittansen (tilsvarer impedans Z i seriekobling)
B er suseptansen (tilsvarer reaktans X i seriekobling)
G er konduktansen (tilsvarer resistans R i seriekobling)
Rettvinklet trekant:
𝟏𝒁
𝟏𝑹
𝜱
Rettvinklet trekant:
𝟏𝒁
𝟏𝑹
𝜱
Y er admittansen (tilsvarer impedans Z i seriekobling) B er suseptansen
(tilsvarer reaktans X i seriekobling)
G er konduktansen (tilsvarer resistans R i seriekobling)
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ?
Cos ϕ =
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ?
Cos ϕ = = ≈
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ?
Cos ϕ = = ≈ 0,344
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ?
Cos ϕ = = ≈ 0,344 ϕ = 69,9 XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.
c) Hvor stor strøm hvil det gå i hver av greinene?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz..
c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
Tips:Nå kan du bruke Ohms lov !
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
IR = =
Ic = =
IL = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
IR = = =
Ic = = =
IL = = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
IR = = = 1,57A
Ic = = =
IL = = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
IR = = = 1,57A
Ic = = = 6,22A
IL = = =
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.c) Hvor stor strøm vil det gå i hver av greinene?
XL = 56,55Ω
XC = 17,68Ω
R = 70Ω
IR = = = 1,57A
Ic = = = 6,22A
IL = = = 1,95A
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm hvil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm hvil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne?
IH = = = 4,56A
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm hvil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz.f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
RLC - PARALLELLKOBLINGVi har en parallellkobling bestående av en kondensator på 150µF, resistans på 70Ω og en spole på 150 mH. Vi kobler til en spenning på 110V / 60Hz. a) Beregn den totale impedansen i kretsen. b) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen, ϕ? c) Hvor stor strøm hvil det gå i hver av greinene? d) Hvor stor effekt omsettes det i henholdsvis spolen og kondensatoren? e) Hvor stor strøm trekkes det i tilførselslederne? f) Beregn aktiv, reaktiv og tilsynelatende effekt i kretsen?
R : Resistans
L : Spole
C : Kondensator
Bipolar:
Reaktans induktiv :Reaktans induktiv XL = 2πfL , I = U/ XL , I = U/ 2πfLSpole motvirker strømendringer, frekvensen beskriver hvor fort strømmen endrer seg.
Høyere frekvens gir større reaktans induktiv og lavere strøm – lavere frekvens gir høyere strøm
Ved samme frekvens gir høyere induktans L lavere strøm – og lavere induktans L gir høyere strøm
Reaktans induktiv XL = 2πfL
Reaktans kapasitiv:Reaktans kapasitiv XC = 1/(2πfC) , I=U/ XL , I = U·2πfC Kondensator motvirker spenningsendringer.
Høyere frekvens gir lavere reaktans kapasitiv og høyere strøm – lavere frekvens gir lavere strøm
Ved samme frekvens gir høyere kapasitans C høyere strøm – og lavere kapasitans C gir lavere strømKondensator sperrer DC
Reaktans kapasitiv XC =
Vekselstrøm .
Når vi går over til vekselstrøm med stadig økende svingehastighet / frekvens, og det som skaper motstanden ikke er en ren motstand, men kanskje en kondensator eller spole, vil motstanden variere med frekvensen.
XL = 2πfL XC =
Vekselstrøm .
Spolen slipper igjennom mye vekselstrøm ved lave frekvenser.Kondensatoren slipper igjennom mye vekselstrøm ved høye frekvenser.
XL = 2πfL XC =
Vekselstrøm .
Impedansen kan vi da sammenligne med motstanden, men vi må vite frekvensen før vi finner hvor mange ohm det er, eller så tar vi vekselstrøm delt på vekselspenning, som blir impedans i Ohm.
XL = 2πfL XC =
Vekselstrøm .
Hvis vi heller vil snakke om ledningsevne for vekselstrømmen kaller vi det admittans, og snur brøken på hodet, til den inverse verdien, på samme måte som ovenfor med vekselstrømmen delt på vekselspenningen og får admittans i antall Siemens.
XL = 2πfL XC =
Spennings-deler !
Resistiv spenningsdeler:
Frekvens-uavhengig.I = Uinn / (R1 + R2)
Uut = Uinn*R2 / (R1 + R2)
Utgangsspenningen tappes over R2.
Resistansen er ikke avhengig av frekvensen.
Resistiv spenningsdeler:
Frekvens-uavhengig.I = Uinn / (R1 + R2)
Uut = Uinn*R2 / (R1 + R2)
Utgangsspenningen tappes over R2.
Resistansen er ikke avhengig av frekvensen.
Frekvens-avhengige spenningsdelere: (Filter)
LP-filter HP-filter
XC =
Frekvens-avhengige spenningsdelere: (Filter)
LP-filter HP-filter
XC =
Kapittel 9
Side 147
Side 148
Side 148
Hvilke 3 belastningstyper har vi gjennomgått ?
Side 148
Side 148
R
L
C
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 148
Side 149
Side 149
Side 149
Side 150
Figur 202: Kondensator og resistans i serie
Side 150
Figur 202: Kondensator og resistans i serie
Side 150
Figur 202: Vektordiagram
Filter
LP - HP – BP - BS
LP
Filter:I forsterker- og signaltransmisjonsteknikk er en kombinasjon av elektriske kretselementer (kondensatorer, motstander, induksjonsspoler + evt. forsterkere) koblet sammen slik at kretsen slipper frem signaler med frekvenser i et visst område (passområdet), men sperrer for signaler i andre områder (sperreområdene).
Typer filter:Det skilles mellom lavpassfilter (passområde fra frekvens null og opp til en øvre grensefrekvens), høypassfilter (passområde fra en nedre grensefrekvens og oppover) og båndpass- og båndstoppfilter (med passområde, eventuelt stoppområde, mellom to grensefrekvenser).
Bruk av filter:Filtre har flere anvendelser i radio- og fjernsynsteknikk, f.eks. i stasjonsvelgere i mottagere, i telefon- og måleteknikk. En viktig anvendelse er støyfiltre som brukes til å redusere radiostøy og annen elektrisk støy fra elektriske maskiner, motorer og apparater.
Blokkdiagramsymbol
LP- Filter
Blokkdiagramsymbol
LP-filterLavpassfilter
https://sv.wikipedia.org/wiki/L%C3%A5gpassfilter
Kondensatoren har stor reaktans mot lave frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over kondensatoren.
Kondensatoren har liten reaktans mot høye frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over resistansen.
Tilsvarer spenning over kondensator:
XC =
XC =
LC krets som lavpassfilter:
Spolen slipper lave frekvenser igjennom, men sperrer for høye frekvenser:
XL = 2πfL
Side 150
Side 150
Side 150
Side 150
Side 150
Side 151
NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Side 151
NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Side 151
NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Side 151
NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Side 151
NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Grensefrekvens / knekkfrekvens / øvre grensefrekvens for LP-filter:
fø =
ØVINGS-OPPGAVE !
LP- FilterLP- Filter LP- Filter
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø = fø =
fø = 2340 Hz
ØVINGS-OPPGAVE !
LP- FilterLP- Filter LP- Filter
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø = fø =
Finn øvre grensefrekvens for dette lavpassfilteret:
fø = fø =
fø = 2,34 MHz
Blokkdiagramsymbol
HP- Filter
Blokkdiagramsymbol
HP-filterHøypassfilter
https://sv.wikipedia.org/wiki/H%C3%B6gpassfilter
Kondensatoren har stor reaktans mot lave frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over kondensatoren.
Kondensatoren har liten reaktans mot høye frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over resistansen.
Tilsvarer spenning over kondensator:
HP-filterHøypassfilter
https://sv.wikipedia.org/wiki/H%C3%B6gpassfilter
Kondensatoren har stor reaktans mot lave frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over kondensatoren.
Kondensatoren har liten reaktans mot høye frekvenser, derfor ligger mesteparten av denne spenningen over resistansen.
HögpassfilterEtt högpassfilter är ett (vanligtvis elektroniskt) filter som dämpar låga frekvenser men som släpper igenom höga frekvenser.Ett enkelt passivt filter kan bestå av en kapacitans och ett motstånd som i figuren. Vid höga frekvenser är kapacitansens reaktans liten i förhållande till motståndet, och utgångsspänningens amplitud är nästan lika med ingångsspänningen.
HögpassfilterFiltret har sin brytfrekvens där reaktansens har samma värde som resistansen. Här är fasskillnaden mellan ingångs- och utgångssignal 45° (se figur), och utgångsspänningen är 1/√2 = 3 dB mindre än ingångsspänningen. Under brytpunkten är utgångsspänningen ungefär proportionell mot frekvens, det vill säga att spänningen minskar med 20 dB per dekad eller 6 dB per oktav, typiskt för ett första ordningens filter.
Side 151
Side 151
Side 151NB: Det er logaritmisk skala for frekvensen, hver dekade er like lang.
XC =
Side 151
Nedre grensefrekvens !
fg =
ØVINGS-OPPGAVE !
HP- FilterHP- Filter HP- Filter
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
fn =
fn =
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
fn =
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
fn =
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
fn = fn =
Finn nedre grensefrekvens for dette høypassfilteret:
fn = fn =
fn = 2340 Hz
BP-filterBåndpassfilter
Blokkdiagramsymbol
XC =
Båndpassfilter sperrer høye og lave frekvenser, men slipper igjennom de i midten.
Båndpassfilter sperrer høye og lave frekvenser, men slipper igjennom de i midten.
XC =
XL = 2πfL
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Band-pass_filter.svg
BS-filterBåndstoppfilter
Blokkdiagramsymbol
Båndstoppfilter sperrer frekvensene i midten, men slipper igjennom de lave og høye frekvensene.
XC =
XL = 2πfL
ØVINGS-OPPGAVE !
Passive filterPassive filter
Hva slags passivt filter er dette ?
XC =
Hva slags passivt filter er dette ?
Hva slags passivt filter er dette ?
XC =
Hva slags passivt filter er dette ?
XC =
Hva slags passivt filter er dette ?
Huskeregel, H= høypass:
H
XC =
Hva slags passivt filter er dette ?
XL = 2πfL
Hva slags passivt filter er dette ?
Hva slags passivt filter er dette ?
XL = 2πfL
Hva slags passivt filter er dette ?
Hva slags passivt filter er dette ?
XC =
XL = 2πfL
Hva slags passivt filter er dette ?
Båndpassfilter sperrer høye og lave frekvenser, men slipper igjennom de i midten.
XC =
XL = 2πfL
Hva slags passivt filter er dette ?
XC =
XL = 2πfL
Hva slags passivt filter er dette ?
Båndstoppfilter sperrer frekvensene i midten, men slipper igjennom de lave og høye frekvensene.
XC =
XL = 2πfL
OPPGAVER !
OPPGAVER FRA KAPITTEL 9
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 163
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 9: Sammensatte kretserSide 164
OPPGAVER FRA KAPITTEL 7
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
KONTROLLOPPGAVER KAPITTEL 7: Grunnbegreper AC
OPPSUMMERING: