Tuljava Uporabnost tuljave? Dušenje tokovnih sunkov. Izdelava tuljave, izvedbe brez ali z jedrom Induktivnost tuljave L: iz elektriških veličin L=Φ/I iz dimenzij ter materiala jedra, daljša ravna tuljava dolžine l: L = μ N2 A/l Feromagnetno jedro povzroča nelinearen odnos med Φ(I) oz. B(H) (glej magnetenje)

B I U H Magnetenje, histerezna zanka Br -Hc +Hc nasičenje prvo magnetenje U H +Hc nasičenje

Kako računamo fazni kot φ? Izračun impedance Poleg faznega kota φ bomo računali tudi tok Realen kondenzator (C in R) Realna tuljava (L in R)

Fazni kot φ z vektorji (kazalci) Na tuljavi se napetost pojavi pred tokom (napetost prehiteva tok) φ=90º e L i TULJAVA UPOR φ = 0º Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo) !!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

Primer: zaporedna vezava R in L in kot φ Vsota napetosti je tudi vektor Pojavi se kot φ med vsoto napetosti in skupnim tokom φ=?

Primer: zaporedna vezava R in L U= 440V, R = 90Ω, L = 300mH, f = 60Hz |Z| XL φ R

Fazni kot φ z vektorji (kazalci) φ=90º Na kondenzatorju se tok pojavi pred napetostjo (tok prehiteva napetost) i C e φ = 0º Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo) KONDENZATOR UPOR !!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

Primer: vzporedna vezava R in C in kot φ Vsota tokov je tudi vektor Pojavi se kot φ med vsoto tokov in skupno napetostjo φ=?

Primer: vzporedna vezava R in C U= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f = 60Hz 1/R 1/XC 1/|Z| φ

Pojavi v magnetnem polju Magnetizem očiten s feromagnetiki Snov v magnetnem polju, spet sila! Močna! Elektromagnet, magnetenje (hysteros) če narašča H ali narašča tudi B? Ali poznate kakšno napravo z elektromagneti? Kako deluje? Snovi glede na odziv na magnetno polje – v čem je praktična razlika? Namagnetenost, ki ostane; razmagnetljivost v različnih H Ena tuljava vpliva na drugo – medsebojna induktivnost

Elektromagnetna indukcija Φ .. magnetni pretok (Vs) H .. magnetna poljska jakost (A/m) B .. gostota magnetnega pretoka (T) Magnetni pretok Φ Zakon o magnetni indukciji Faraday 1831 (preberimo formulo kot jasen stavek) Lenz je tudi v električni indukciji videl konzervativnost narave Zakaj vrtinčni tokovi? Induktivnost je lastnost (dušilke), kapacitivnost je lastnost … Uporabnost elektromagnetne indukcije

Elektroenergetsko omrežje Veriga oz. medsebojna povezanost generiranje http://new.wvic.com/index.php?option=com_content&task=view&id=9&Itemid=46 transformiranje prenos (daljnovodi) uporaba električne energije

Generiranje električne energije Kako dobim največjo električno moč iz izvora? (Teorem o maksimalnem prenosu moči) Električna energija (stran v angleščini) zakon o ohranitvi energije, priročni generator (film v angleščini) gorivne celice Iz kinetične: spomnimo se zakona o indukciji generiranje 1 Ws izvori (simulacija) izmenične in enosmerne napetosti Za senzorje: iz toplote: termoelektrični pojav (termočlen) (stran v angleščini) iz svetlobe: fotoelektrični pojav (polprevodnik) (stran)

Transformiranje električne energije Transformiranje sledi generiranju enaka navidezna moč: pri višjih sek. napetostih manjši tokovi Transformacija pomeni spremembo – električno polje – el. tok - magnetno polje – električno polje – el. tok Deli transformatorja in delovanje dve tuljavi in jedro Zakaj moč na primarni strani ni enaka moči na sekundarni? (toplotne) izgube v žicah PCu, feromagnetnih jedrih PFe navidezni moči sta približno enaki UprimIprim ~ UsekIsek Delovni moči kot UprimIprimcosφprim UsekIsekcos φsek Posebne izvedbe za galvansko ločitev – kaj pomeni izraz galvanska ločitev?

Prenos električne energije Prenos električne energije (simulacija) Zakaj znašajo napetosti: ob generiranju (6,3 kV)? med prenosom ( do 400 kV)? za domačo uporabo (230 V)?

Uporaba električne energije Vidiki uporabe električne energije varnost (varovalke ščitijo nas in naprave) vrste uporabe posebne zahteve (vodotesnost, odpornost proti redukciji in oksidaciji – elektrokemijski potencial) zagotavljanje neprekinjene energijske oskrbe učinkovitost uporabljenih naprav (dobra praksa) če je dopustni tok varovalke manj kot 2% nad skupnim tokom nanjo priključenih porabnikov, moramo povezave izvesti z naslednjim debelejšim kablom. (Marine Electrical Basics Workbook, str. B7-3) SKUPEN TOK vseh varovalk je preračunan na moč (tok pri napetosti omrežja), ki jo je sposoben dajati izvor. Motor na izmenični tok, Patent Nikole Tesle

Uporaba električne energije Dopustni toki glede na presek žic

Uporaba električne energije p .. močnostna gostota (W/m3) Učinkovita raba, izkoriščenost sistema Izkoristek Jouleov zakon (džul) (Joule, predstavitev v angl.) Posledice Jouleovega zakona - izgube (pri prenosu, uporabi) Raba po področjih gospodinjstvo (žarnice, sijalke – večji tok ob vžigu, omejitev toka z dušilko, sicer kratek stik) industrija (motorji na izm. tok, večji tok ob zagonu) promet (motorji na enosmerni tok: hibridna vozila)

Sklepi Zapomnimo si tuljava (zračna/z jedrom, linearen/nelinearen odnos) induktivnost, izračun za dolgo tuljavo magnetenje in histerezna zanka sila v električnem in v magnetnem polju izračun toka v dvoelementnem vezju izračun faznega kota φ s kotnimi funkcijami zakon o magnetni indukciji generiranje električne energije transformator, transformiranje električne energije prenos električne energije uporaba električne energije in izkoristek naprav