Μάθημα 4 ΙΣΧΥΣ ΣΤΗΝ Η.Μ.Κ

Η επιδίωξη, σ’ αυτό το μάθημα, είναι η ανάλυση της ισχύος.   Η ισχύς είναι η πιο σημαντική έννοια στις ηλεκτρικές καταναλώσεις, στα ηλεκτρονικά και στα συστήματα επικοινωνίας. Γιατί αυτά τα συστήματα μεταφέρουν ισχύ, από ένα σημείο σ’ ένα άλλο σημείο. Ακόμα, κάθε οικιακή - ηλεκτρική συσκευή – ανεμιστήρας, κλιματιστικό, φωτιστικό, λάμπα, τηλεόραση, ο προσωπικός υπολογιστής – έχει μία ονομαστική ισχύ που δείχνει πόση ισχύ απαιτείται για τη λειτουργία της συσκευής. Ισχύς μεγαλύτερη από την ονομαστική ισχύ μία συσκευής μπορεί να κάψει τη συσκευή.

Πρακτική Εφαρμογή – Κυκλώματα Οικιακών και Βιομηχανικών Εγκαταστάσεων Η ονομαστική ισχύς λειτουργίας που αναφέρεται στις οικιακές συσκευές είναι η μέση ισχύς που απορροφούν / καταναλώνουν αυτές οι συσκευές. Ποια είναι η στιγμιαία & η μέση ισχύς ενός φορτίου?

Στιγμιαία & Μέση Ισχύς ενός Φορτίου

Μέση ή Πραγματική Ισχύς Μέση ή Πραγματική Ισχύς

Μέση ή Πραγματική Ισχύς Στη διανυσματική παράσταση τάσης & ρεύματος:

Πραγματική & Άεργος Ισχύς Όταν θV = ΘI, τότε…

Συντελεστής Ισχύος

Πρακτική Εφαρμογή Το κύκλωμα ρευματοδοτών σε μία τυπική κουζίνα προστατεύεται από μία ασφάλεια 20 Α. Αν υποθέσουμε πως μία μηχανή καφέ, μία τοστιέρα και ένας φούρνος μικροκυμάτων συνδέονται όλες σε πρίζες της γραμμής της κουζίνας και όλες οι παραπάνω συσκευές λειτουργούν ταυτόχρονα, τότε θα πέσει η ασφάλεια της γραμμής?

Η συνολική μέση ισχύς από τη πηγή στο κύκλωμα, είναι: P = ½ V  I Η μέση ισχύς που καταναλώνει / απορροφά η κάθε συσκευή, είναι: P1 = ½ V  I1 = 1.45 kW P2 = ½ V  I2 = 1.2 kW και P3 = ½ V  I3 = 1.15 kW Επειδή η συνολική ισχύς που παρέχεται από τη πηγή είναι ίση με την ισχύ που απορροφάται από τα φορτία στο κύκλωμα, δηλαδή: P = ½ V  I = P1 + P2 + P3 = 3800 W Έτσι, ώστε το συνολικό ρεύμα στο κύκλωμα, είναι: I = 31.66 A \ Άρα, η ασφάλεια θα πέσει, διακόπτοντας τη λειτουργία του κυκλώματος.

Ελάχιστο Συνολικό Φορτίο Φωτισμού = = 33 W * 204 = 6732 W   Για συνολικό φορτίο φωτισμού Pολ = 6732 W, η ένταση του ρεύματος είναι: Iολ = 6732 / 230 = 29,3 Α Δηλαδή, ένα συνολικό φορτίο P = 6,7 kW σε τάση 230 V, θα δημιουργεί ρεύμα I = 29,3 Α. Αν κάθε γραμμή φωτισμού έχει ονομαστικό ρεύμα 10 Α, τότε μπορούμε να εξυπηρετήσουμε το συνολικό φορτίο Ι = 29,3 Α, χρησιμοποιώντας: Ελάχιστες γραμμές φωτισμού = 29,3 / 10 = 2,9 = 3.

Στο κύκλωμα της Εικόνας 2, ένα φορτίο που έχει αντίσταση 39 + j26 Ω, τροφοδοτείται από μία πηγή, μέσα από μία ηλεκτρική γραμμή που έχει αντίσταση 1 + j4 Ω. H rms τάση της πηγής είναι 250 V.   a) Υπολογίστε το ρεύμα IL και τη τάση VL στα άκρα του φορτίου. b) Υπολογίστε τη μέση ισχύ στο φορτίο. c) Υπολογίστε τη μέση ισχύ στη γραμμή. d) Υπολογίστε τη συνολική μέση ισχύ από τη πηγή στο κύκλωμα.

IL = 250 / 0° / (40 + j30) = 4 - j3 = 5 /-36.87° A (rms).   VL = (39 + j26) * IL = … = 227.43 /-3.18° V (rms). Η μιγαδική ισχύς στο φορτίο είναι: S = ½ VL * IL = (227 – j14) * (4 + j3) = 950 + j 625 VA