Létesítményi energetikus szóbeli vizsgát segítő összefoglaló, a villamos alapismeretek szaktantárgy anyagából. (1). Követelménymodul megnevezése : 0092-06 Energiaellátó rendszer üzemeltetése. 52 522 05 0010 52 01 Létesítményi energetikus. Villamos alapismeretek. . - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 1
Létesítményi energetikus szóbeli vizsgát segítő összefoglaló, a villamos alapismeretek szaktantárgy
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 2
Villamos alapismeretek. BevezetésVillamosenergia szerepe a mindennapi életben.
Erőműtől a lakásig.-Nemzetközi együttműködő hálózatok
Legtisztább közvetlen felhasználású eneregiahordozó.
Felhasználás tekintetében nem konvertálható.
Világítás-motorikus hálózat, robot technika.
** Amit az SI-mértékegység rendszerről tudni kell **
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 3
Villamos témához kapcsolódó másik tananyag rész:
Villamos energiagazdálkodás adminisztratívtevékenysége.Műszerek, mérők leolvasásától az energiamérlegig.Meddőgazdálkodás, szerződéskötés. Jogszabályok naprakész (update) ismerete. Környezetvédelem.Élet - és vagyonbiztonság.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 4
Amit az SI-mértékegység rendszerről tudni kell. Magyarországi bevezetése: 1976. (8/1976…MT)
Alapegységek: m, kg, s, A, K, mol, cd.
Származtatott egységek………….
Kiegészítő egységek: szögek: radián, st.radián
Fontosabb villamos-és energetikai egység származtatása.
Erő [N]; Nyomás[Pa]; Munka[J]; Töltés[C] [A.s];
Feszültség [W/Q J/A.s N.m/A.s 3
2
.
.sAmkg
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 5
TartalomjegyzékVillamos alapfogalmak
1. Áramló villamosság fogalmai.2. Statikus villamosság.3. Áram és mágneses tér kapcsolata.4. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.5. Váltakozó áramú körök.6. Többfázisú rendszerek.7. Transzformátorok.8. Egyenirányítás. Egyenirányítók. E.áram jelentősége.9. Villamos forgógépek és hajtások.10. Gyengeáram-erősáram, ipari elektronika.11.Villamos energia átvitel, villamos hálózatok.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 6
1.1.Áramló villamosság alapfogalmai.
Töltés(Q) Áram.(I) Elektron -és Ionos vezetés. Áramkör.Áramirány. Áramsűrűség (J) Feszültség (U) Ellenállás (R) Ohm törvénye. Alap összefüggések. Feszültség munkajellege. Egyenáram-váltakozó áram. R- hőmérséklet függés.Konduktancia G = 1/R [S] Siemens.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 7
1.2.Áramló villamosság alapfogalmai
Áram, áramsűrűség. Anyagok atomos szerkezete.Vezetők-szigetelők. Félvezetők különlegességei.Elektron vezetés-fémek. Ionos vezetés elektrolitok.Egyenáram törvényeinek tárgyalása Ohm-törvénye.Villamos munka, teljesítmény. W=Q.U tárgyalása.Energia átalakulás. Energia tárolása. Veszteségek.Szupravezetés. Hálózatok és veszteségek.Lineáris és nem lineáris elemek. Belső ellenállás.Feszültségforrás -Fogyasztó. Energia cserefolyamat.Hálózati elemek soros és párhuzamos kapcsolása
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 8
1.3. Áramló villamosság alapfogalmaiEgyszerü áramkör. Belső ellenállás. Ohm törvény.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 9
1.4. Áramló villamosság alapfogalmai
Kirchhoff törvényei. Csomóponti és hurok törvény.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 10
A villamos >kémiai energia kapcsolata, Faraday törvényei.Elektrolízís. Kiválasztott anyag mennyiség: Q=k*I*t . Ionos vezetés-Vegyi átalakulás. Galvanizálástól az alumínium gyártásig.Egy reverzibilis folyamat: Galvánpolarizáció-Akkumulátor.Akkumulátor fajták. Savas Un=2.04 V; Ut=2.4-2.75 V.
Lúgos Un=1.2 v; Ut=1.6-1-8 V.
Belső ellenállás szerepe.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 15
Veszteség-hatásfok elemzés az eddig megismert anyag alapjánHálózat kialakítással elérhető veszteség csökkentés.A villamos gépek és készülékekhatásfoka.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 16
1.11. Áramló villamosság alapfogalmaiÖsszefoglaló és példa az 1.fejezethez.
Meleg víz tároló vill. oldali tervezése.V = 500 l (m=500 kg) viz,; T1 =10 ºC; T2=90 ºC; [fajhő. c = 4.2 kJ/kg°C]
t =8 h. (felfűtési idő); Hálózati feszültség: 230 V;Szükséges höenergia: Q =c*m*dT =4.2*500*80 =168000 kJ;Szükséges vill.munka: W =168000/3600 =48 kWh;Szükséges vill.teljesítmény: P =W/t =48/8 =6 kW =6000 W;Az áram: P =U*I-ből I=P/U =6000/230 =26 A; mivel
A fűtő ellenállás értéke: R =6000/676 =8.9 ohm.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 17
2.1. Statikus villamosság.
1. A térbeli áramlás törvényszerűségeit vizsgáljuk. Equipotenciális felületek. Az áramlás ezekre merőleges. Csak
így igaz a W =U*Q összefüggés. Két E.p.felület között felírható feszültségegyenlet:
U-(U+du)=dr*di; ebből a dr átalakítása után –du/dl= *J tehát az áramlás jellemezhető a hosszegységre eső feszült-
séggel ez a villamos térerősség: E =-du/dl [V/m]; ezzel a Differeciális Ohm törvény: E = *J vagy J = *E; ahol : fajl.ellenállás; : fajl.vezetőképesség.E és J vektormennyiségek. W =U*Q F*dl = - du*Q ígykiszámítható a térben ható erő: F =E*Q; mert: - du/dl = E
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 18
2.2.Statikus villamosság.
2. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények.A d.Ohm törvény szerint, ha a töltések nem mozognak,akkor:J = *E =0 (nics áram); ezért itt két eset lehetséges:
1. Ha nem nulla, de E = 0 jelentése: vezető belsejében statikus tér nem lehet!
2. Ha =0, de E nem nulla jelentése: nulla vezetőképes- ségű térben statikus tér lehet. Szigetelőkben!E témakör a vill.szilárdságtan területe. Átütési szilárdság stb.Töltés megjelenési formái: pontszerű: Q, vonalas: q =dq/dl,felületi: =dQ/dA, térbeli: =dQ/dV. Vonzás - Taszítás
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 19
2.3.Statikus villamosság.
• 3. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények.Terek definiálása: Geometriai – Fizikai: Skaláris és Vektor tér.A villamos és mágneses tér, vektor tér: forrásos –örvényes.A statikus vill.tér forrásos (potenciálos) tér.Coulomb törvénye. Erőhatás a vill.térben. Permittivitás ( )
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 20
2.3.Statikus villamosság.
Egységnyi töltésre ható erő, az E térben.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 21
2.3.Statikus villamosság.
Semleges dielektrikum: Térerősség vektorai:
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 22
Coulomb 1. Q1 töltés által létesített E tér nagysága a távolság négyzetével fordítottan arányos.Coulomb 2. Ez a tér egy Q2 töltésre:F= Q2.E erővel hatKét töltés esetén az erő:Dielektromos állandó ( [A.s/V.m])Gauss tétele:Faraday kalitka Villámhárító. Eltolási vektor: D=E.
221..
rQQkF
0..41
k
A i
iQdAD.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 26
2.4.Statikus villamosság.
• 4. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények.Gauss tétel. Anyagok permittivitása (). Eltolási vektor (D).E*A =Q/ ; D= *E; a D*A =Q általános esetre integrálni kell.Zárt felületen áthaladó villamos eltolás (fluxus) egyenlő a benne lévő töltéssel.
Farad [F]=[Cb/V]= [As/V] ; Síkkondenzátor kapacitása.Töltőáram i =dQ/dt =(C*du )/dt; C = *A/dA tárolt energia:
A iiQdaD.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 27
2.5. Statikus villamosság. Statikus villamos tér. Kondenzátorok.
Sík kondenzátor : C = *A/d [F] Farad
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 28
2.5. Statikus villamosság. Statikus villamos tér. Kondenzátorok.
Síkkondenzátor.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 29
2.5. Statikus villamosság.
5. Statikus villamos tér. Kondenzátorok.A villamos erőtér örvénymentes, potenciálos tér, eltolási vek-torral leírható. D = *E; Kondenzátor szerepe és viselkedéseaz áramkörben. Töltés-kisütés folyamata.Töltés: a nagy eltolási áram exp. csökken, a végén 0 lesz, és az U = Uc-vel.
dtduC
dtdQi .
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 30
2.6. Statikus villamosság.
6. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Kondenzátorszerepe az áramkörben. Töltés-kisütés folyamataKisütés: ármforrásként indul, U és I exp. csökken. Áram iránya ellenkező lesz. Energiája hővé alakul.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 31
2.7. Statikus villamosság.
7. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Kondenzátorszerepe az áramkörben. Kapcsolások. Soros – Párhuzamos.
ne CCCC ...21
;1...111
21 ne CCCC
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 32
3.1. Áram és mágneses tér kapcsolata.Az áram mágneses hatása. Mágneses alapjelenségek.Természetes mágnesek. Oersted (1821) megállapítása.Ampere bizonyítása ( erőtörvény). Atomi méretű köráramok.Statikus töltések hatása >>villamos tér.Mozgó töltések hatása >> mágneses tér is.Egyenletesen mozgó töltések >>időben állandó mágneses tér.Gyorsulva mozgó töltések >>időben változó m. tér.M.tér ábrázolása – térjellemzők. Jobb csavar szabály. Erőhatás a m.térben: F = B*l*I [N] I áram, l hosszú vezeték,B mágneses indukció ;
;....
][;. 2m
VsmA
NBIl
FB ;.. 1IlBF
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 33
3.1. Áram és mágneses tér kapcsolata.Mágneses fluxus.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 34
3.2. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Mágneses térjellemzők. M.indukció B =F/l*I ;egységnyifelületen 1 erővonal halad át. Fluxus az A felületen átmenőerővonal szám. = B*A ; [ ] = [Vs] Weber. A mágneses tér erősségének meghatározásához az Amper-féle erőtörvény- ből indulunk ki.
;10.2;... 721
AmVsk
dlIIkF
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 35
3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata.
A gyakorlati számítás céljából átalakítjuk az egyenletet.
A a vákuum permeabilitása.Az F erőre kapott két egyenlet-ből a B indukciót kifejezve, és a H térerősséget bevezetve:
dlIIF
..2.. 21
0
0
;][;
;.:
;..2
;..2
.
2
0
0
220
mA
AmVsmVs
HBH
HBvagyis
Hd
Iahold
IB
r .0
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 36
3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Mágneses térerősség. Mágnesezési görbe. Gerjesztési törvény.Para-dia-ferro-és ferri mágneses anyag. Ferromágneses anya-gok . A permeabilitás szerepe.
;..1
InlHki
iii
;. IdlH
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 37
3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata.Skin hatás – Vezeték méretezés.
Gerjesztés elve.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 38
3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 39
3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 40
3.4. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Mágneses körök. Mágneses ohm törvény.
11111
11 .
1. AA
BH
11
111 .
.A
llH
mmm URIINAllH ..).
(.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 41
3.5. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Mágnesezési görbék
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 42
3.6. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Hiszterézis. Mágnesezési veszteségek a váltakozó áramú körökben.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 43
3.7. Áram és mágneses tér kapcsolata.
A 3.pont összefoglalása. Egyszerű mágneses kör méretezése.A = 50cm2 ; lk = 80cm ; N =400 ;B =1.5 T ;légrés=0.2cmMágn.görbéböl B =1.5 T-hoz H =2400 A/m ;de a levegőhöz
AmVs6
0 10.256,1
kellBH l0
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 44
3.7. Áram és mágneses tér kapcsolata.
Mágneses kör méretezése folytatás: H.l = 2400.0,8 =1920 =N.I I =4,8 A. ; Ha légrés is van: H.l = 2400.0,798 +1,19. N.I I =10,5A
Veszteségek a vill.gépekben. Karban-tartás.
36 10.2.106
0
10.19,156,125,1
BH l
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 45
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.a.) Bevezetésül a komplexszámokról.
Egy vektor végpontja aszámsíkon egy pontot határoz meg. Ez a pontkét valós számmal kifejezhető (a,b).i –imaginárius egység.Komplex vektor, forgó-vektorok a váltakozó áramu körökben.Más koordináta rend-szer használata..
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 46
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.b.) Bevezetésül a komplexszámokról.
222_
sincos][;. jj eeZZ
a
b
fi
22
__
:
...;....
baZértékeabszolut
vektorkomplexZjbaZ
)sin.(cos
sin..;cos._
jZZ
ZbZa
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 47
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A Faraday indukció definiciója általános esetre:
.
;
dtddliEUi
dtdNU
dtdU ii
....;
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 48
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A Faraday indukció definiciója a fluxus szinuszosváltakozása esetére.
cos.cos..sin..:sin
mmm
i Utdt
tddtdU
eseténváltozásauszosA
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 49
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A mozgási indukció alap összefüggései.
erődinelFFerőmozgIlBF
vFRIPR
UIBlvU
BlvUdlEU
vm
m
m
ii
il
i
..;.;..
;..
;..
;..;.
2
__
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 50
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A mozgási indukció alap összefüggései
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 51
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A nyugalmi és kölcsönös indukció jelensége
;;dtdiLU
dtdi
did
dtdU ii
Önindukciós tényező L [H] Henry
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 52
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.
A nyugalmi és kölcsönös indukció jelensége
Az önindukciós feszültség árama ellenkező irányú a főfluxus áramának. Lenz törvénye. Permeabilitás sze-repe. . Ha levegő van a térben:Örvényáramok szerepe. Kölcsönös indukciótényezője: M [H] ezzel:Ahol, 1,2 index a két tekercshez tartozik melyek egy mágneses körön vannak.
HB .AmVs7
0 10.4
dtdiMU i
12 .
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 53
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.A váltakozó áram előállítása és jellemzői.
amplitúdó U, I frekvencia [ciklus/s]
körfrekvencia [radián/s] kezdő fázisszög [fok]
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 54
4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.A váltakozó áram előállítása és jellemzői.
Jellegzetes helyek és értékek:
U
ut
T
Um
Ue
Ua
Um
Ue
Ua
= csúcs érték= effektív érték= abszolut közép érték= pillanat érték
= periodus idõ
2.pipipi/2
fciakörfrekven
tffrekvenciaf
sidőperiodusT
UU
UU
ma
me
..2
1)(
.2
.2
1
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 55
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek. [R L C]
R ohmos ellenállás. Trigonometrikus ábrázolás:Vektoros ábrázolás:
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 61
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek. [R L C]
R
+ +
+
+
LX L .C
X c 1
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 62
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek. [R L C]
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 63
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek. [R L C]
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 64
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C]
hatásainak trigonometrikus analízise. Forrás Internet
3 . 1 . A s z i n u s z o s a n v á l t a k o z ó á r a m ú k ö r ö k s z á m í t á s a
3 . 1 . 1 . A z i m p e d a n c i a f o g a l m a , r e a k t a n c i a
)sin()( max tUtu
A z i d ő b e n s z i n u s z o s a n v á l t a k o z ó f e s z ü l t s é g e t ak ö v e t k e z ő ö s s z e f ü g g é s s e l í r h a t j u k l e :
3 . V á l t a k o z ó á r a m ú á r a m r e n d s z e r e k
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 65
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
A függvényben Umax a feszültség maximális (csúcs) értéke, ω a
feszültség körfrekvenciája, pedig a kezdő fázisszög. Az
kezdő fázisszög határozza meg a feszültség értékét a t=0
pillanatban. A következő ábrán kezdő fázisszö-
gű szinuszos váltakozó feszültség látható.
603
U
um
) (
T(2)
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 66
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
Á l l a n d ó f e s z ü l t s é g r ő l t á p l á l t h á l ó z a t a i n k o n a z á r a m n a g y s á g á t( I m a x ) é s a f e s z ü l t s é g h e z v i s z o n y í t o t t s z ö g h e l y z e t é t ( ) at e r h e l é s , m á s n é v e n a f o g y a s z t á s n a g y s á g a é s m i l y e n s é g eh a t á r o z z a m e g . A z á r a m j e l l e g é n e k l e í r á s á r a s z o l g á l ó e g y e n l e t :
)sin()( max tItiA f á z i s s z ö g p o z i t í v e l ő j e l ű , h a a t e r h e l é s i n d u k t í v j e l l e g ű ,
a z a z a z á r a m k é s i k a f e s z ü l t s é g h e z k é p e s t é s h a n e g a t í ve l o j e l u , a k k o r a t e r h e l é s k a p a c i t í v j e l l e g u , a z a z a z á r a m s i e t af e s z ü l t s é g h e z k é p e s t .
E g y R e l l e n á l l á s o n á t f o l y ó á r a m é s a s a r k a i n f e l l é p o f e s z ü l t s é gk ö z ö t t v á l t a k o z ó f e s z ü l t s é g e s e t é n i s m i n d e n p i l l a n a t b a n a zO h m - t ö r v é n y á l t a l m e g h a t á r o z o t t n a g y s á g á l l f e n n . A f e s z ü l t s é gé s a z á r a m j e l a l a k j a a z o n o s é s f á z i s e l t é r é s n i n c s k ö z ö t t ü k = 0 .
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 67
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
E g y L i n d u k t i v i t á s o n á t f o l y ó á r a m é s a k a p c s a i n l e v őf e s z ü l t s é g k ö z ö t t i ö s s z e f ü g g é s t e t s z ő l e g e s j e l a l a k e s e t é n :
dttdiLtu )()(
H a a z á r a m s z i n u s z o s v á l t o z á s ú :
)sin()( max tIti a f e s z ü l t s é g :
)2
sin()cos()( maxmax
tUtILtu
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 68
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
L á t h a t ó , h o g y a z i n d u k t i v i t á s f e s z ü l t s é g e i s s z i n u s z o s a nv á l t a k o z i k , d e n i n c s f á z i s b a n a r a j t a á t f o l y ó á r a m m a l , h a n e m9 0 o - k a l s i e t a z á r a m h o z k é p e s t . ( E g y é b k é n t e z a f á z i s e l t é r é se g y s z e r ű f i z i k a i k é p a l a p j á n i s k ö n n y e n é r t e l m e z h e t ő . A zi n d u k t i v i t á s f e s z ü l t s é g é t a z á r a m á v a l a r á n y o s f l u x u s v á l t o z á s ai n d u k á l j a ( A g e r j e s z t é s i t ö r v é n y s z e r i n t N > = L i ) . A m i k o r a zá r a m n a k m a x i m u m a v a n , a k k o r a v á l t o z á s a a d i / d t é p p e nn u l l a , t e h á t a z i n d u k á l t f e s z ü l t s é g i s n u l l a . A z á r a m v á l t o z á s a an u l l á t m e n e t k o r a l e g n a g y o b b , a z i n d u k á l t f e s z ü l t s é g e k k o r é r ie l a c s ú c s é r t é k é t . )
A f e s z ü l t s é g é s a z á r a m m a x i m á l i s é r t é k é n e k v i s z o n y a a zi n d u k t í v r e a k t a n c i a :
LXLI
U
max
max
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 69
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
2
A g y a k o r l a t b a n a f e s z ü l t s é g e f f e k t í v é r t é k é t ( U ) , é s a z á r a me f f e k t í v é r t é k é t ( I ) h a s z n á l j u k . ( E m l é k e z t e t ő ü l : v a l a m e l yv á l t a k o z ó á r a m e f f e k t í v é r t é k e a j e l e g y p e r i ó d u s r am e g h a t á r o z o t t n é g y z e t e s k ö z é p é r t é k e . F i z i k a i l a g a z e f f e k t í vé r t é k a z t a z e g y e n á r a m n a g y s á g á t j e l e n t i , a m e l y e g ye l l e n á l l á s o n a p e r i ó d u s i d ő a l a t t a v á l t a k o z ó á r a m á l t a l t e r m e l th ő v e l a z o n o s m e n n y i s é g ű h ő t t e r m e l . S z i n u s z o s a n v á l t a k o z ój e l e f f e k t í v é r t é k e a c s ú c s é r t é k - e d r é s z e . ) A r e a k t a n c i aé r t é k e a z e f f e k t í v é r t é k e k k e l k i f e j e z v e :
2
IUX L e g y s é g e H / s = Ω .
LXLI
UI
UI
U
22
max
max
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 70
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
E g y k a p a c i t á s f e s z ü l t s é g é t m i n d e n p i l l a n a t b a n m e g h a t á r o z z a at ö l t é s e :
Ctqtu )()(
A t ö l t é s é s a z á r a m i d ő f ü g g v é n y e i n e k k a p c s o l a t a :
dttitq )()(
A z e l ő z ő ö s s z e f ü g g é s b e b e í r v a m e g k a p j u k a k a p a c i t á sf e s z ü l t s é g é n e k é s á r a m á n a k ö s s z e f ü g g é s é t :
dttiC
tu )(1)(
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 71
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
S z i n u s z o s a n v á l t a k o z ó á r a m o t b e h e l y e t t e s í t v e :
)cos(11)sin(1)( maxmax tIC
dttIC
tu
S z i n u s z f ü g g v é n y r e é s e f f e k t í v é r t é k r e á t t é r v e :
)2/sin(12)(
tIC
tu
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 72
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
A k a p a c i t á s f e s z ü l t s é g e i s s z i n u s z o s a n v á l t o z i k , d e 9 0 ° - k a lk é s i k a z á r a m á h o z k é p e s t . A 9 0 ° - o s f á z i s e l t é r é s e g y s z e r űf i z i k a i k é p a l a p j á n i s é r t e l m e z h e t ő . A z á r a m n e g a t í vn u l l á t m e n e t k o r e l ő j e l e t v á l t . E l ő z ő l e g p o z i t í v v o l t a k a p a c i t á st ö l t é s e é s a f e s z ü l t s é g e n ö v e k e d e t t , u t á n a n e g a t í v l e s z at ö l t é s e , a k a p a c i t á s k i f o g s ü l n i , a m i a t ö l t é s é s a f e s z ü l t s é gc s ö k k e n é s é t j e l e n t i . A z e l m o n d o t t a k b ó l k ö v e t k e z i k , h o g y a zá r a m n u l l á t m e n e t e k o r a f e s z ü l t s é g n e k é p p e n m a x i m u m a v a n ,v a g y i s a f á z i s k ü l ö n b s é g 9 0 ° .A f e s z ü l t s é g é s a z á r a m e f f e k t í v é r t é k e i n e k a h á n y a d o s a :
CXCI
U
1
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 73
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak
trigonometrikus analízise. Forrás Internet
A k a p a c i t í v r e a k t a n c ia X c e g y s é g e : s / F = Ω .E l le n á l lá s t ( R ) é s r e a k t a n c iá t ( X ) t a r t a lm a z ó t e r h e lé s e s e t é b e na f e s z ü l t s é g é s a z á r a m h á n y a d o s a a z im p e d a n c ia , a m e ly n e kje lö lé s e : Z . A z e l le n á l l á s é s a s o r o s r e a k t a n c ia e s e t é b e n a zim p e d a n c ia é r t é k e :
22 XRZ A z á r a m f e s z ü l t s é g h e z v is z o n y í t o t t h e ly z e té t a z im p e d a n c iaje l le g e h a t á r o z z a m e g . A f á z is h e ly z e te t m e g a d ó s z ö g é r t é k e :
arccoscosZR
ZR
RXarctgI l l e t v e :
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 74
5. Váltakozó áramú körök.Lineáris hálózati elemek [R L C] hatásainak analízise.Termelő – fogyasztó vektor ábra.
Forrás Internet
• Még üres
3.2.1. ábra Felvett pozitív irányoknak megfelelő fogyasztóiés termelői vektorábra
T
A
B
FIT IF
U
IF
+j
+
f F
IT
+j
+
f T=180°-φF
a., ábra
b., ábra c., ábra
U U
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 75
A fizika teljesítmény definiciója: dP = dW/dt csak a pillanat értékekre igaz. Magyarázat……..u = 2.U.cos t ; i = 2.I.cos ( t - ) ;egy periódus időre vonatkoztatott telj.p = u.i =U.I. cos + U.I. cos (2. t - ) P = U.I. cos [ Watt ] Pmax ha = 0Egy középérték körül kétszeres frekvenciával leng. Lásd az ábrát.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 76
5. Váltakozó áramú körök.Váltakozó áramú teljesítmény.Trigonometrikus analízís 1. Wattos és látszólagos teljesítmény.(cosfi=1) Forrás Internet
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 77
5. Váltakozó áramú körök. Váltakozó áramú teljesítmény.Trigonometrikus analízís 2.Wattos és látszólagos teljesítmény.(cosfi=0,8) Forrás Internet
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 78
A háromfázisú rendszer egyes fázisai rendben:ua=Umax .sin t, ia = Imax .sin (t- )ub=Umax .sin (t-120), ib = Imax .sin (t-120- )uc=Umax .sin (t-240), ic = Imax .sin (t-240- )a , mint már láttuk R/X függvénye.A teljesítményekre mind az vonatkozik, amit az egyfázisú rendszernél már láttunk. Három fázisra:P = 3. Uf. If. cos = 3. Uv . Iv. cos Q= 3. Uf. If. sin = 3. Uv . Iv. sin S = 3. Uf. If = 3. Uv . Iv.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 86
Eddig feltételeztük: az áram ill. a feszültség szinusz alakú. A gyakorlatban nem így van. Két ok lehet, hogy nem szabályos a görbe.
a) Torzult fesz.előállítása. Légrés indukció kerületi eloszlás.b) A nem lineáris elemek torzítanak. Egyenirányítás, elektronikus vezérlések stb.Több hullámú áramok, Fourier sor. Analízis két módja: • számítás ; b) mérés ; Erősáramú hálózaton: mérés.Gyakorlatban csak páratlan rendszámúval foglalkozunk.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 88
Rövidzárási v.(Prz)..névleges I és U értékek esetén…. Pv0 és Prz Konstrukció függő.. (Gyári adat)..Mérési eljárás…Tekercs veszteség: Teljes üzemi veszteség:Hatásfok:
2).(n
üvzt S
SPP
tvvtr PPP 0
222
22
1
2
cos.
......
vPIU
IUPP
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 98
Szilárdtest fizika. Elektronok energia szintje—energia sávok.Saját vezetés (keskeny tel. sáv-termikus gerjesztéssel a ve-zetési sávba jutnak.) N tipusú vezetés (szennyező anyag elek- tronjai vezetnek, donor vez.) P tipusú vezetés (lyuk vezetés) itt a szennyező anyagot akceptornak nevezzük. P és N szennyezettségü kristály neve: Dióda. Jelleggörbe. Négy tartomány: Letörési, záró, nyitó exponenciális, nyitó li- neáris. Kommutálás jelenség. Nulla átmenetnél gyors vissza- térés. Felharmónikus forrás!!
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 102
1 eV = 0,16 aJ = 0,16 10-18 J
Vezetők ésVezetők ésszigetelőkszigetelők
• Fémek: az atomok ionizáltak és elektron felhő veszi őket körül– Gyenge kötés könnyen alakíthatók– Átlapolódó vezetési és vegyértéksáv
• Szigetelők: A vegyértéksáv teljesen betöltve, a vezetési sáv teljesen üres, ésa köztük lévő tiltott energia sáv nagyobb mint 5 eV
– Wg nagyobb mint a szokásos termikus energiák nincs áramvezetés– Pl.: Wg SiO2 = 4,3 eV
• Félvezetők: a sávszerkezet abban különbözik a szigetelőkétől, hogy afélvezetők tiltott energia sávja (Wg) kisebb mint a szigetelők esetében
– Wg Si = 1,12 eV, Wg Ge = 0, 7 eV– A termikus energia néhány elektront a vegyértéksávból a vezetési sávba juttat
8. Egyenirányítás. Egyenirányítók.Vezetési séma.1. Az elektronika félvezető fizikai alapjai (Internet)
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 103
Egyenirányítás. Egyenirányítók.Vezetési séma.2. Forrás Internet
• Mozgóképes elektronok: a vezetési sáv elektronjai
• (Mozgóképes) lyukak: üres megengedett energia állapotok a vegyérték sávban
•Vezetési sáv: a legnagyobb energiájú sáv amiben még vannak elektronok•Vegyértéksáv: a vezetési sáv alatti megengedett energia sáv
•Ez csaknem teljesen betöltött, de általában vannak benne be nem töltött helyek
•Elektromos vezető képesség szempontjából a vegyérték és a vezetési sáv, és a köztük lévő tiltott sáv meghatározó, a továbbiakban csak ezeket vizsgáljuk
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 109
8. Egyenirányítás. Egyenirányítók.
Kétutas egyenirányítás. Internet forrás.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 110
9. Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok.
Szinkrongépek: Működési elv. Gerjesztés-Forgómező. Fordulatszám: n= f/p [1/s] ; Lásd: forgó mágneses tér.Motorként való alkalmazás műszaki és gazdasági előnyei:
Energiarendszer stabilitásának fokozása.Jó hatásfok (lásd: aszinkron motor).Állandó fordulatszám.Feszültséggel lineárisan változó nyomaték.Kedvező meddőteljesítmény előállítás. (Gyorsaság, nincs felharmónikus veszély.)
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 111
9. Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok.
lag vagy háromszög bekötési lehetőséggel. Lemezelt vas- test. Horony kiképzés.
Forgórész: Tekercselt forgórész, csúszógyürűkre kivezetve.Rövidrezárt forgórész. Szigeteletlen vezetékek. Horonykiképzés: mélyhornyú, kétkalickás, stb. indítási tulajdonság (igény szerint). A vastest, csak gyártási szempontok miatt van lemezelve.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 112
9. Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 120
9. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek.
A villamos gép működésének implicit megfogalmazása:
-- A villamos gépek működése két egymáshoz képest relatív nyugalomban lévő mágneses mező kölcsönhatásán alapul.-- A villamos gépek működése reverzibilis, azaz az energiaáramlás iránya megfordítható.-- A villamos gépek hatásfoka elméletben elérheti a 100%-ot.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 121
9. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek.
Egyenáramú gép metszete.
Munkaközi vázlat. Energetikus képzés. Sárközi György 122
9. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek.