Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Ηλεκτροτεχνία – Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ) Ενότητα 3: Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου Δ.Ν. Παγώνης Τμήμα Ναυπηγών Μηχανικών ΤΕ Ανοικτά.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Ηλεκτροτεχνία – Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ) Ενότητα 3: Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου Δ.Ν. Παγώνης Τμήμα Ναυπηγών Μηχανικών ΤΕ Ανοικτά."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ηλεκτροτεχνία – Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ) Ενότητα 3: Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου Δ.Ν. Παγώνης Τμήμα Ναυπηγών Μηχανικών ΤΕ Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

2 Το στοιχείο του πυκνωτή (1/2) Αποτελείται από δύο αγώγιμα σώματα (οπλισμοί) ηλεκτρικά μονωμένα μεταξύ τους μέσω κατάλληλου μονωτικού υλικού (διηλεκτρικό υλικό) 1 Οπλισμοί Διηλεκτρικό υλικό Η ικανότητα του πυκνωτή να αποθηκεύει ενέργεια (φορτίο) χαρακτηρίζεται από τη χωρητικότητα, C Αποθηκευμένο ηλεκτρικό φορτίο Τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του πυκνωτή Χωρητικότητα του πυκνωτή Για εφαρμογή τάσεως ίση με V στα άκρα του πυκνωτή το ρεύμα που αναπτύσσεται ισούται με:

3 Το στοιχείο του πυκνωτή (2/2) Βασικές κατηγορίες πυκνωτών ανάλογα με τη γεωμετρία των οπλισμών: – Σφαιρικός (οι οπλισμοί αποτελούν δύο ομόκεντρες σφαίρες) – Επίπεδος ( οι οπλισμοί αποτελούν δύο παράλληλα επίπεδα ) – Κυλινδρικός (οι οπλισμοί αποτελούν δύο ομόκεντρους κυλίνδρους) 2 digitivity.com Το διηλεκτρικό υλικό μπορεί να είναι αέριο, υγρό ή στερεό Σύμβολα πυκνωτή: Πυκνωτής με μεταβλητή χωρητικότητα Πυκνωτής με σταθερή χωρητικότητα Αποθηκευμένη ενέργεια σε πυκνωτή Ηλεκτρική σύνδεση Διηλεκτρικό Μεταλλική πλάκα Αλουμίνιο Μονωτικό

4 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Φόρτιση πυκνωτή (1/4) Έστω ότι τη χρονική στιγμή t, κλείνει ο διακόπτης Δ  Παρατηρούμε ότι το ρεύμα I, έχει ακαριαία μια μέγιστη τιμή Ι 0, η οποία βαθμιαία μειώνεται έως ότου μηδενισθεί (πυκνωτής φορτισμένος) 3 C Ι c Ε DCΕ DC R Διακόπτης Δ Κύκλωμα RC σε σειρά Εύρεση χρόνου φόρτισης του πυκνωτή Εφαρμόζοντας το νόμο τάσεων Kirchhoff στο κύκλωμα, σε χρόνο dt από το κλείσιμο του διακόπτη, ισχύει: E − I c ×R−V c =0 άρα:όμως: (Διαφορική εξίσωση 1 ης τάξης)

5 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Φόρτιση πυκνωτή (2/4) 4 C Ι c Ε DCΕ DC R Διακόπτης Δ Κύκλωμα RC σε σειρά άρα: επομένως:

6 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Φόρτιση πυκνωτή (3/4) 5 C Ι c Ε DCΕ DC R Διακόπτης Δ Κύκλωμα RC σε σειρά 63,2% της τελική τιμής Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου RC) Τ ά σ η σ τ α ά κ ρ α τ ου π υ κ ν ω τ ή (% τ ης τ ά σ ης Ε )

7 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Φόρτιση πυκνωτή (4/4) 6 C Ι c Ε DCΕ DC R Διακόπτης Δ Κύκλωμα RC σε σειρά 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου RC) 6 36,8 % της αρχικής τιμής Ρ ε ύ μ α π ου δ ι α ρρ έ ε ι τ ον πυ κ ν ω τ ή ( % τ ο υ α ρ χι κού Ε / R )

8 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Εκφόρτιση πυκνωτή (1/4) 7 Κύκλωμα RC σε σειρά C ΙcΙc V= EV= E c R Διακόπτης Δ Θεωρούμε ότι ο πυκνωτής βρίσκεται υπό τάση ίση με E Έστω ότι τη χρονική στιγμή t, κλείνει ο διακόπτης Δ  Παρατηρούμε ότι το ρεύμα I, έχει ακαριαία μια μέγιστη τιμή Ι 0, η οποία βαθμιαία μειώνεται έως ότου μηδενισθεί (πυκνωτής αφόρτιστος) όμως: άρα: (Διαφορική εξίσωση 1 ης τάξης)

9 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Εκφόρτιση πυκνωτή (2/4) 8 Κύκλωμα RC σε σειρά C ΙcΙc V= EV= E c R Διακόπτης Δ άρα: επομένως: Αντίθετη φορά από εκείνη στη φόρτιση

10 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Εκφόρτιση πυκνωτή (3/4) 9 Κύκλωμα RC σε σειρά C ΙcΙc V= EV= E c R Διακόπτης Δ 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου RC) 36,8 % της αρχικής τιμής Τ ά σ η σ τ α ά κ ρ α τ ου πυ κ ν ω τ ή (% τ ης α ρ χι κ ής Ε )

11 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RC - Εκφόρτιση πυκνωτή (4/4) 10 Κύκλωμα RC σε σειρά C ΙcΙc V= EV= E c R Διακόπτης Δ 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου RC) 36,8 % της αρχικής τιμής Ρ ε ύ μ α π ου δ ι α ρρ έ ε ι τ ον πυ κ ν ω τ ή ( % τ ο υ α ρ χι κού Ε / R )

12 Συνδεσμολογία πυκνωτών 11 C total I V V I C 1212 C n C V IIII C1C1 C2C2 CnCn V

13 Βασικές χρήσεις πυκνωτών σε ηλεκτρικά κυκλώματα (1/2) Περίπτωση συνεχούς ρεύματος Σύνδεση σε σειρά: Συμπεριφέρεται σαν ανοικτό κύκλωμα – Χρήση του σε κυκλώματα εν. ρεύματος για τη διακοπή της ροής τυχόν συνεχούς ρεύματος 12 Πυκνωτής εξομάλυνσης / απόσβεσης η λ. κ ύκ λ ω μ α / δ ι α κ ό π τ ης Σύνδεση παράλληλα: Αντιτάσσεται σε οποιαδήποτε αλλαγή στην τάση του κλάδου που βρίσκεται συνδεδεμένος παράλληλα −Χρήση του για τον περιορισμό/εξάλειψη των διακυμάνσεων τάσης (σε διατάξεις ανόρθωσης, γεννητριών συν. τάσης) −Χρήση του για την απόσβεση / μείωση τόξου στις επαφές διακοπτών σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος

14 Βασικές χρήσεις πυκνωτών σε ηλεκτρικά κυκλώματα (2/2) Περίπτωση εναλλασσόμενου ρεύματος Χρήση του σε συνδυασμό με κατάλληλη αντίσταση ή/και πηνίο για το σχηματισμό διατάξεων φίλτρων (κυκλώματα RC,RLC) για την επιλεκτική αποκοπή ή τη διέλευση συγκεκριμένων συχνοτήτων Χρήση του για τη διόρθωση του συντελεστή ισχύος (χωρητική αντιστάθμιση) 13

15 Το στοιχείο του πηνίου (1/2) Αποτελείται κυρίως από ένα περιελιγμένο αγωγό που καταλήγει σε δύο ακροδέκτες Η ικανότητα του πηνίου να αποθηκεύει ενέργεια (υπό τη μορφή μαγνητικού πεδίου) χαρακτηρίζεται από την αυτεπαγωγή L 14 Ν-στροφές Πυρήνας Αυτεπαγωγή Ένταση ρεύματος που το διαρρέει Πεπλεγμένη μαγνητική ροή που διέρχεται από το πηνίο Μονάδα μέτρησης της αυτεπαγωγής είναι το Henry (H) – συνήθως δίνεται σε υποπολλαπλάσια του (mΗ,μH) Όταν ένα πηνίο διαρρέεται από ρεύμα ίσο με I L, η τάση που αναπτύσσεται στα άκρα του είναι ίση με (νόμος Faraday) :

16 Το στοιχείο του πηνίου (2/2) 15 Διατάξεις πηνίων με ευθύγραμμο και τοροειδή πυρήνα Πυρήνας Ηλεκτρικές συνδέσεις-ακροδέκτες zhuoyi.en.made-in-china Σύμβολα πηνίου: Πηνίο με μεταβλητή αυτεπαγωγή Πηνίο με σταθερή αυτεπαγωγή

17 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Μαγνήτιση πηνίου (1/4) Έστω ότι τη χρονική στιγμή t 0, κλείνει ο διακόπτης Δ Παρατηρούμε ότι το ρεύμα I δεν αποκτά ακαριαία τη μέγιστη τιμή Ι 0, αλλά αυξάνεται βαθμιαία έως αυτή (πηνίο μαγνητισμένο) 16 (Διαφορική εξίσωση 1 ης τάξης) L Ι L Ε R Διακόπτης Δ DCDC Κύκλωμα RL σε σειρά

18 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Μαγνήτιση πηνίου (2/4) 17 L Ι L Ε R Διακόπτης Δ DCDC Κύκλωμα RL σε σειρά Η τάση στα άκρα του πηνίου V L μπορεί εύκολα να υπολογισθεί αφού: άρα:επομένως:

19 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Μαγνήτιση πηνίου (3/4) 18 L Ι L Ε R Διακόπτης Δ DCDC Κύκλωμα RL σε σειρά 63,2% της τελική τιμής Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου L/R) Ρ ε ύμα π ου δ ι α ρ ρ έε ι τ ο πη ν ί ο (% τ ου Ε / R )

20 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Μαγνήτιση πηνίου (4/4) 19 L Ι L Ε R Διακόπτης Δ DCDC Κύκλωμα RL σε σειρά 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου L/R) Τ ά σ η σ τ α ά κ ρ α τ ου πη ν ί ου (% τ ης αρ χ ι κ ή ς Ε ) 36,8 % της αρχικής τιμής

21 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Απομαγνήτιση πηνίου (1/4) Θεωρούμε ότι το πηνίο βρίσκεται υπό τάση ίση με E Έστω ότι τη χρονική στιγμή t 0, κλείνει ο διακόπτης Δ 20  Παρατηρούμε ότι το ρεύμα I, έχει ακαριαία μια μέγιστη τιμή Ι 0, η οποία βαθμιαία μειώνεται έως ότου μηδενισθεί (πηνίο απομαγνητισμένο) άρα: (Διαφορική εξίσωση 1 ης τάξης) Κύκλωμα RL σε σειρά L R Διακόπτης Δ ILIL V L =E

22 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Απομαγνήτιση πηνίου (2/4) 21 άρα:επομένως: Αντίθετη πολικότητα από εκείνη στη μαγνήτιση Κύκλωμα RL σε σειρά L R Διακόπτης Δ ILIL V L =E

23 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Απομαγνήτιση πηνίου (3/4) 22 Κύκλωμα RL σε σειρά 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου L/R) 36,8 % της αρχικής τιμής Τ ά σ η σ τ α ά κ ρ α τ ου πη ν ί ου (% τ ης αρ χ ι κ ή ς Ε ) L R Διακόπτης Δ ILIL V L =E

24 Κύκλωμα συνεχούς ρεύματος RL Απομαγνήτιση πηνίου (4/4) 23 Κύκλωμα RL σε σειρά 0 ) t y 0.1 ( υ ο δ ξ 0.2 ο ε α μ η 0.3 Σ Ρ ε ύ μ α π ου δ ι α ρρ έ ε ι τ ο π ην ί ο (% τ ου α ρ χι κού Ε / R ) Χρόνος (πολλαπλάσια της σταθεράς χρόνου L/R) 36,8 % της αρχικής τιμής 20 L R Διακόπτης Δ ILIL V L =E

25 Συνδεσμολογία πηνίων 24 V L total I V I L 1 L 2 LnLn V I L1L1 L2L2 LnLn L I V

26 Πρωτεύον τύλιγμα (Ν 1 σπείρες) Δευτερεύον τύλιγμα (Ν 2 σπείρες) μαγν. ροή V1V1 V2V2 I1I1 I2I2 Βασικές χρήσεις πηνίων σε ηλεκτρικά κυκλώματα (1/2) Διατάξεις φίλτρων – Χρήση σε συνδυασμό με κατάλληλη αντίσταση ή/και πυκνωτή για το σχηματισμό διατάξεων φίλτρων (κυκλώματα RL, RLC) για την επιλεκτική αποκοπή ή τη διέλευση συγκεκριμένων συχνοτήτων (ευρεία εφαρμογή σε ηλεκτρονικά κυκλώματα τηλεπικοινωνιακών συστημάτων) 25

27 Βασικές χρήσεις πηνίων σε ηλεκτρικά κυκλώματα (2/2) Διατάξεις μετασχηματιστών – Αποτελείται από κατάλληλο συνδυασμό δύο πηνίων με κοινό πυρήνα – Χρησιμοποιείται για την ανύψωση ή τον υποβιβασμό εναλλασσόμενης τάσης ημιτονοειδούς μορφής – Αποκόπτει τυχόν συνιστώσα συνεχούς τάσης 26 Πρωτεύον τύλιγμα (Ν 1 σπείρες) Δευτερεύον τύλιγμα (Ν 2 σπείρες) μαγν. ροή V1V1 V2V2 I1I1 I2I2

28 Τέλος Ενότητας

29 Σημειώματα

30 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Δ.Ν. Παγώνης Δ.Ν. Παγώνης. «Ηλεκτροτεχνία – Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ) (Θ). Ενότητα 3: Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου». Έκδοση: 1.0. Αθήνα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr.ocp.teiath.gr

31 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

32 Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων 31 Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. © διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. χωρίς σήμανσηΣυνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

33 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει:  το Σημείωμα Αναφοράς  το Σημείωμα Αδειοδότησης  τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων  το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

34 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.


Κατέβασμα ppt "Ηλεκτροτεχνία – Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ) Ενότητα 3: Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου Δ.Ν. Παγώνης Τμήμα Ναυπηγών Μηχανικών ΤΕ Ανοικτά."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google