IMPEDANSBEGREBET - KONDENSATOREN. Faseforskydning mellem I og U Eksempel: R, X og Z I og U P, Q og S. Diagrammer

Relaterede dokumenter
IMPEDANSBEGREBET - SPOLEN. Faseforskydning mellem I og U Eksempel: R, X og Z I og U P, Q og S. Diagrammer

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

Kompendie Slukkespoler og STAT COM anlæg

Facit 12. Opgave 1. Dansk El-Forbund sikre din uddannelse R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R4 = 20 Ω ΣR = 50 Ω. a) Beregn U1 U2 U3 U4 U 300 I = = = 6A

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

TRANSFORMEREN SPÆNDINGSFALD OG VIRKNINGSGRAD. Spændingsfald Virkningsgrad

THEVENIN'S REGEL (DC) Eksempel

VEKSELSPÆNDINGENS VÆRDIER. Frekvens Middelværdi & peak værdi (max) Effektiv værdi (RMS) Mere om effektiv værdi!

Elektronikkens grundbegreber 1

MASKELIGNINGER - KIRCHHOFFS LOVE (DC) Eksempel

Lektionsantal: Uddannelsesmål: Fredericia Maskinmesterskole Undervisningsplan Side 1 af 11. Underviser: EST/JBS. Efterår 2011

Noter til Komplekse tal i elektronik. Højtaler Bas, lavpasled, Mellemtone, Diskant

Udarbejdet af: RA/ SLI/KW/

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk

Fredericia Maskinmesterskole Afleverings opgave nr 5

Komplekse tal i elektronik

Matematik 1 Semesteruge 5 6 (30. september oktober 2002) side 1. Komplekse tal Arbejdsplan

MODUL 5 ELLÆRE: INTRONOTE. 1 Basisbegreber

Fasedrejning i RC / CR led og betragtninger vedrørende spoler

Fasedrejning. Fasedrejning i en kondensator og betragtninger vedrørende RC-led.

ELEKTRISKE KREDSLØB OG DYNAMISKE SYSTEMER

Fasedrejning og komplekse tal i elektronik Version

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

TRANSFORMEREN - PARALLELDRIFT

Matematik 1 Semesteruge 5 6 (1. oktober oktober 2001) side 1 Komplekse tal Arbejdsplan

Abstract. Mikael Westermann, 3x 23 Midtfyns Gymnasium Studieretningsprojekt 2010 Fysik A, Matematik A

Fysik rapport. Elektricitet. Emil, Tim, Lasse og Kim

Spørgsmål Emne Afsnit (vejledende) Øvelse Emner, der ønskes behandlet ved eksaminationen 1 Elektriske grundbegreber og jævnstrømskredsløb

Komplekse tal i elektronik

Analog Øvelser. Version. A.1 Afladning af kondensator. Opbyg følgende kredsløb: U TL = 70 % L TL = 50 %

En sumformel eller to - om interferens

Studieretningsprojekt 2013/14 Elevens navn: Helena Clara Eiken Klasse: 3x 08

Elektroteknik 3 semester foråret 2009

EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus. Afsnit 9-9B-10. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand

Impedans. I = C du dt (1) og en spole med selvinduktionen L

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

Lasse F Jørgensen BM5A-2017 Gul farve = facit. Der tages udgangs punkt i højeste potentiale A 400 V 0 deg 400 V 3

EL 1 formelsamling 2015 version 20 Side 1 af 19

Kenneth Wosylus Opgaver og Vejledende løsninger

Grundlæggende. Elektriske målinger

SPOLER (DC) Princippet (magnetiske felter) Induktion og selvinduktion Induktans (selvinduktionskoefficient)

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk El-Fagets Uddannelsesnævn

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! hvor er den passerede ladning i tiden, og enheden 1A =

1 Løsningsforslag til årsprøve 2009

Bortset fra kendskabet til atomer, kræver forløbet ikke kendskab til andre specifikke faglige begreber, så det kan placeres tidligt i 7. klasse.

Theory Danish (Denmark) Ikke-lineær dynamik i elektriske kredsløb (10 point)

ELLÆRENS KERNE- BEGREBER (DC) Hvad er elektrisk: Ladning Strømstyrke Spændingsforskel Resistans Energi og effekt

Hvorfor bevæger lyset sig langsommere i fx glas og vand end i det tomme rum?

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk El-Fagets Uddannelsesnævn

Installations-/betjeningsvejledning. Isolationsmonitor type SIM-Q/SIM-Q LF D (DK) Arbejdsfrekvens ned til 5Hz (SIM-Q LF)

Ohms Lov Ohms lov beskriver sammenhæng mellem spænding, strømstyrke og modstand.

Materialer: Strømforsyningen Ledninger. 2 fatninger med pære. 1 multimeter. Forsøg del 1: Serieforbindelsen. Serie forbindelse

Måleteknik Effektmåling

Matematik 1 Semesteruge 4 5 (25. september - 6. oktober 2006) side 1 Komplekse tal Arbejdsplan

Preben Holm - Copyright 2002

Teori om lysberegning

U Efter E12 rækken da dette er den nærmeste I

Betjeningsvejledning Dansk/Norsk Elma 2600

Ordliste. Teknisk håndbog om magnetfelter og elektriske felter

EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus

Undervisningsbeskrivelse

HF Sender & Modtager.

Grundlæggende elektroteknik

FYSIK RAPPORT. Fysiske Kræfter. Tim, Emil, Lasse & Kim

VUC Vestsjælland Syd, Slagelse Nr. 1 Institution: Projekt Trigonometri

Metal Detektor. HF Valgfag. Rapport.

Formålet med dette forsøg er at lave en karakteristik af et 4,5 V batteri og undersøge dets effektforhold.

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk El-Fagets Uddannelsesnævn

i(t) = 1 L v( τ)dτ + i(0)

Fredericia Maskinmesterskole

Teknologi & kommunikation

Elektromagnetisme 7 Side 1 af 12 Elektrisk strøm. Elektrisk strøm

Grundlæggende El-varmeteknik

Kenneth Wosylus opg 1.xmcd 1/3

BRUGSANVISNING MODEL

Betjeningsvejledning Elma 3055 Digital Tangamperemeter

C R. Figur 1 Figur 2. er eksempler på kredsløbsfunktioner. Derimod er f.eks. indgangsimpedansen

Technote. Aktuator Frese OPTIMA. Anvendelse. Funktioner aktuator DN15-DN32. Funktioner aktuator DN40-DN50. Normer og Standarder.

Interferens og optisk gitter

ELT2 ØVELSESVEJLEDNING. Fasekompensering af lysstofarmatur

M4EAU1. Eksamensspørgsmål juni-juli 2016

Operationsforstærkere

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 5 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE

- Henføring af impedanser fra sekundærside til primærside og omvendt - Vektordiagram

Elektronikken bag medicinsk måleudstyr

El-Teknik A. Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen & Jonas Pedersen. Klasse 3.4

MATEMATIK 11 Eksamensopgaver Juni 1995 Juni 2001, 4. fjerdedel

Tillæg til CMOS Integrated Circuit Simulation with LTspice IV vedrørende kursus 31001,

FORMELSAMLING. Indholdsfortegnelse

Laboratorieøvelse Kvantefysik

8. Jævn- og vekselstrømsmotorer

Projekt. Analog Effektforstærker.

Undervisningsbeskrivelse

Den ideelle operationsforstærker.

Betjeningsvejledning ElmaCheck 682 Automatisk multimeter. El.nr

DIGITAL MULTIMETER MED AC/DC STRØMTANG KEW MATE MODEL 2000 / El-Nr: / 685

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

Transkript:

AC IMPEDANSBEGREBET - KONDENSATOREN Faseforskydning mellem I og U Eksempel: R, X og Z I og U P, Q og S Diagrammer

Kondensatorens faseforskydning: En kondensator består alene af ideel reaktiv del (X C ), og derfor vil strømmen altid faseforskydes 90 forud for spændingen. Side 1

Kondensatorens faseforskydning: En kondensator består alene af ideel reaktiv del (X C ), og derfor vil strømmen altid faseforskydes 90 forud for spændingen. Årsagen er at umiddelbar efter vi har sluttet kontakten i DC kredsløbet her til højre, vil der ingen ladningsforskel være på de to kondensatorplader, og derfor må spændingen over kondensatoren være 0 V. Hele klemspændingen må i starten derfor ligge over den resistans der nu måtte være i kredsen, og strømmen må altså her være maksimal. Efterhånden som spændingen over kondensatoren stiger mod maksimum, falder strømmen modsat mod 0 A. Side 2

Kondensatorens faseforskydning: Hvis vi nu overfører dette princip til en kondensator påtrykt en AC spænding, Side 3

Kondensatorens faseforskydning: Hvis vi nu overfører dette princip til en kondensator påtrykt en AC spænding, og slutter kontakten, må sinuskurven se ud som her til højre for den ideelle kreds. Strømmen i en kondensatorkreds er maksimal når spændingen over den er 0 V Spændingen over kondensatoren vil herefter vokse (den lader op) og være maksimal når strømmen i kredsen er 0 A Side 4

Kondensatorens faseforskydning: Hvis vi nu overfører dette princip til en kondensator påtrykt en AC spænding, og slutter kontakten, må sinuskurven se ud som her til højre for den ideelle kreds. Strømmen i en kondensatorkreds er maksimal når spændingen over den er 0 V Spændingen over kondensatoren vil herefter vokse (den lader op) og være maksimal når strømmen i kredsen er 0 A Strøm og spænding i et kredsløb illustreres ofte med et vektordiagram, hvori strømvektorens placering altid er ift. spændingsvektoren. En strøm der er 90 grader forud (som her), skal altså vises som her til højre: Side 5

Kondensatorens reaktans (X C ): Efterhånden som elektronerne flyder til en af kondensatorpladerne, vil de elektriske felt herpå stige. Dette medfører at de tilflydende elektroner oplever en stigende modstand pga. dette felt. Denne modstand udgør kondensatorens reaktans (X C ), og er årsagen til faseforskydningen. Reaktansen bestemmes af to ting: Kondensatorens kapacitans (C) Spændingens frekvens (f) Side 6

Kondensatorens reaktans (X C ): Efterhånden som elektronerne flyder til en af kondensatorpladerne, vil de elektriske felt herpå stige. Dette medfører at de tilflydende elektroner oplever en stigende modstand pga. dette felt. Denne modstand udgør kondensatorens reaktans (X C ), og er årsagen til faseforskydningen. Reaktansen bestemmes af to ting: Kondensatorens kapacitans (C) Spændingens frekvens (f) På formel kan en kondensators reaktans (kapacitiv reaktans) beskrives ved følgende sammenhæng: X C = 1 2π f C Ω Side 7

Kondensatorens reaktans (X C ): Side 8 Efterhånden som elektronerne flyder til en af kondensatorpladerne, vil de elektriske felt herpå stige. Dette medfører at de tilflydende elektroner oplever en stigende modstand pga. dette felt. Denne modstand udgør kondensatorens reaktans (X C ), og er årsagen til faseforskydningen. Reaktansen bestemmes af to ting: Kondensatorens kapacitans (C) Spændingens frekvens (f) På formel kan en kondensators reaktans (kapacitiv reaktans) beskrives ved følgende sammenhæng: X C = 1 2π f C Ω Jo større f og C, jo mindre ladningsforskel på plader og jo mindre modstand (reaktans) møder elektroner.

Kondensatorens reaktans (X C ): Efterhånden som elektronerne flyder til en af kondensatorpladerne, vil de elektriske felt herpå stige. Dette medfører at de tilflydende elektroner oplever en stigende modstand pga. dette felt. Denne modstand udgør kondensatorens reaktans (X C ), og er årsagen til faseforskydningen. Reaktansen bestemmes af to ting: Kondensatorens kapacitans (C) Spændingens frekvens (f) Kondensators reaktans: X C = 1 2π f C Ω Strømmen i den ideelle kreds: I = U XC X C A Side 9

Kondensatoren i RC-led eksemplificeret: U AC = 230 V f = 50 Hz R = 82 Ω C = 68 μf Side 10

Kondensatoren i RC-led eksemplificeret: U AC = 230 V f = 50 Hz R = 82 Ω C = 68 μf Kondensatorens reaktans beregnes: X C = 1 2π f C Side 11

Kondensatoren i RC-led eksemplificeret: U AC = 230 V f = 50 Hz R = 82 Ω C = 68 μf Kondensatorens reaktans beregnes: X C = 1 2π f C X C = 46, 8 Ω X C = 1 2π 50 0,000.068 Side 12

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Side 13

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Side 14

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Z φ = 82 0 + 46,8 90 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 kompleks polær form Side 15

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Z φ = 82 0 + 46,8 90 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 kompleks polær form Kompleks rektangulær form: Z φ = R ix C Side 16

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Z φ = 82 0 + 46,8 90 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 kompleks polær form Kompleks rektangulær form: Z φ = R ix C Z φ = 82 i46,8 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Side 17

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Z φ = 82 0 + 46,8 90 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 kompleks polær form Kompleks rektangulær form: Z φ = R ix C Z φ = 82 i46,8 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Trigonometrisk (Pythagoras): Z = R 2 + X C 2 Z = 82 2 + 46,8 2 Z = 94, 4 Ω Side 18

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω RC-leddets impedans kan nu beregnes på flere måder: Som vektorer: Z φ = R 0 + X C 90 Z φ = 82 0 + 46,8 90 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 kompleks polær form Kompleks rektangulær form: Z φ = R ix C Z φ = 82 i46,8 Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Trigonometrisk (Pythagoras): Z = R 2 + X C 2 Z = 82 2 + 46,8 2 Z = 94, 4 Ω φ = tan 1 Side 19 X C R φ = tan 1 22 30 φ = 29, 7

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Hvis kredsen sluttes vil der løbe en strøm i kredsen, som er faseforskudt med netop samme vinkel φ ift. den på kredsen påtrykte spænding. Side 20

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Hvis kredsen sluttes vil der løbe en strøm i kredsen, som er faseforskudt med netop samme vinkel φ ift. den på kredsen påtrykte spænding. Side 21

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Hvis kredsen sluttes vil der løbe en strøm i kredsen, som er faseforskudt med netop samme vinkel φ ift. den på kredsen påtrykte spænding. Strømmens størrelse: I = U AC Z I = 230 94,4 I = 2, 44 A Side 22

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 Hvis kredsen sluttes vil der løbe en strøm i kredsen, som er faseforskudt med netop samme vinkel φ ift. den på kredsen påtrykte spænding. Strømmens størrelse: I = U AC Z I = 230 94,4 I = 2, 44 A Strømmen kunne man også have beregnet komplekst: I φ = U AC 0 Z φ I φ = 230 0 94,4 29,7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Side 23

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Denne strøm (I) kan opdeles i to komposanter, idet resistansen del optager en wattstrøm (I W ), mens kondensatoren optager en wattløs strøm (I WL ) I = IW + IWL Side 24

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Spændingerne over hhv. resistans (R) og kondensatorens reaktans (X L ) kan beregnes med Ohms lov: U R = I R U R = 2,44 82 U R = 200 V Side 25

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Spændingerne over hhv. resistans (R) og kondensatorens reaktans (X L ) kan beregnes med Ohms lov: U R = I R U R = 2,44 82 U R = 200 V U XC = I X C U XC = 2,44 46,8 U XC = 114 V U Z = U R + U XC = 230 V Side 26

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 De i kredsen afsatte effekter: S = U I S = 230 2,44 = 561 VA P = U I cos φ P = 230 2,44 cos 29,7 Q = U I sin φ Q = 230 2,44 sin 29,7 = 487 W = 278 var Side 27

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 De i kredsen afsatte effekter: S = U I S = 230 2,44 = 561 VA P = U I cos φ P = 230 2,44 cos 29,7 Q = U I sin φ Q = 230 2,44 sin 29,7 = 487 W = 278 var Side 28

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Eksempler på alternative effektberegningsmetoder: ❶ S = I 2 Z = 2,44 2 94,4 = 562 VA ❷ P = I 2 R = 2,44 2 82 = 488 W (meget brugt!) S = 561 VA P = 487 W Q = 278 var Side 29

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Eksempler på alternative effektberegningsmetoder: ❸ Q = I 2 X C = 2,44 2 46,8 = 279 var ❹ P = U R 2 = 2002 R 82 = 488 W S = 561 VA P = 487 W Q = 278 var Side 30

X C = 46, 8 Ω, R = 82 Ω, Z φ = 94, 4 Ω 29, 7 I φ = 2, 44 A 29, 7 Eksempler på alternative effektberegningsmetoder: ❺ Q = U 2 XC = 1142 X C 46,8 = 278 var S = 561 VA P = 487 W Q = 278 var Side 31