Elektrotechnikos konspektas

Home / Elektromechanika / Elektrotechnikos konspektas

Turinys

Elektrostatika 3

a) elektros krūvis, elektros laukas, lauko vaizdavimas. 3

b) sąveika tarp krūvių, Kulono dėsnis. 3

c) darbas atliekamas pernešant krūvį elektros lauke, potencialas, elektros įtampa. 3

d) laidininkai elektros lauke, elektrostatinė indukcija, elektrostatinis ekranavimas. 3

e) elektrinė talpa, kondensatoriaus talpa, nuosekliai ir lygiagrečiai jungtų kondensatorių atstojamoji talpa. 3

f) dielektrikas elektros lauke, dielektrikų poliarizacija, segnetoelektrikai, absoliutinė ir santykinė dielektrinė skvarba, elektrinis dielektrikų pramušimas. 4

Nuolatinės srovės grandinės 4

a) elektros grandinė, šaltiniai, imtuvai, elektros srovė, jos stipris, kryptis. 4

b) elektros varža, laidumas, jų matavimo vienetai. 4

c) Omo dėsniai, Kirchhofo dėsniai. 4

d) elektros grandinės darbo režimai. 5

e) nuosekliai, mišriai, lygiagrečiai jungtų imtuvų grandinės. 5

f) grandinės energija (darbas) ir galia. 5

g) šaltinių lygiagretus ir nuoseklus jjungimas 5

h) sudėtingų grandinių sprendimas Kirchhofo ir kontūrinių srovių metodais. 5

i) netiesinės elektros grandinės, statinė ir diferencinė varžos. 6

Magnetinės grandinės (elektromagnetizmas). 6

a) magnetinis laukas, jo kryptis, elektromagnetinis laukas, sraigto taisyklė tiesiam laidininkui ir ritei, B,Ф, μa, μr, μ0. 6

b) elektromagnetinė jėga, elektromagnetinė indukcija, variklio ir generatoriaus veikimo principas. 6

c) magnetinės medžiagos, histerezės kilpa, jos forma įvairioms medžiagoms. 6

d) Omo ir Kirchhofo dėsniai magnetiniai grandinei, magnetinė varža ir laidumas. 7

e) induktyvumas, savitarpio induktyvumas, saviindukcijos ir savitarpio indukcijos evj. 7

f) energijos nuostoliai magnetinėje grandinėje. 7

Vienfazės kintamosios srovės grandinės 7

a) kintamosios evj ir srovės gavimas, kintamosios srovės parametrai Im, I, Ivid, T, f, φφ,ω. 7

b) sinusinių dydžių vaizdavimas vektoriais, kompleksinėje plokštumoje, veiksmai su kompleksiniais skaičiais. 7

c) R, L ir C kintamosios srovės grandinėje (Omo dėsnis, laiko ir vektorinės diagramos, varžos, laidumas, galia) 8

d) nuoseklus, lygiagretus ir mišrus įvairaus pobūdžio imtuvų jungimas kintamosios srovės grandinėje, tokių grandinių sprendimo būdai, varžų, llaidumų ir galių trikampiai. 8

e) galios koeficientas ir jo gerinimas. 9

f) įtampų ir srovių rezonansas kintamos srovės grandinėje, jų reikšmė praktikoje. 9

Trifazės kintamosios srovės grandinės 9

a) trifazės evj gavimas, minusinių evj laiko, vektorinė diagramos, simbolinė evj išraiška. 9

b) generatoriaus apvijos ir imtuvų jungimas žvaigžde, linijinės ir fazinės įtampos, srovės, vektorinė diagrama simetrinės ir nesimetrinės apkrovos metu, neutraliojo laido paskirtis įvairios apkrovos metu. 10

c) generatoriaus apvijos ir imtuvų jungimas trikampiu, linijinės ir fazinės įtampos, srovės, vektorinė diagrama simetrinės ir nesimetrinės apkrovos metu. 10

d) trifazių grandinių galia 10

e) besisukantis magnetinis laukas. 10

Asinchroniniai varikliai ir sinchroninės mašinos 10

a) asinchroninis variklis, veikimo principas, trumpai jungto ir fazinio asinchroninio variklio konstrukcija, paleidimas, trifaziais asinchroninis variklis vienfaziame tinkle. 10

b) sinchroninis generatorius ir variklis: veikimo principas ir sandara; generatoriaus ir variklio darbo ypatumai: 11

Nuolatinės srovės mašinos 11

a) nuolatinės srovės mašinų paskirtis,ypatumai,naudojimo sritys: 11

b) nuolatinės srovės mašinos veikimo principas, dirbant generatoriaus ir variklio rrežimais; stabdantis magnetinis momentas ir priešpriešinė evj; konstrukcija; 12

c) nuolatinės srovės variklių paleidimas, reversavimas, greičio reguliavimas; 13

d) generatorių žadinimo būdai: 13

e) nuolatinės srovės mašinų nuostoliai ir nvk. 13

Pereinamieji procesai tiesinėse elektros grandinėse. 13

a) pereinamųjų procesų priežastys, komutacijos dėsniai. 13

b) pereinamieji procesai nuolatinės srovės grandinėje su C, c įkrovimas ir iškrovimas. 14

c) pereinamieji procesai nuolatinės srovės grandinėje su induktyvumo rite; ritės atjungimas nuo šaltinio. 14

d) pereinamieji procesai kintamosios srovės grandinėje. 14

Transformatoriai 14

a) paskirtis, veikimo principas, sandara, elektromagnetiniai reiškiniai. 14

b) apvijų evj, tuščioji eiga, apkrautas transformatorius, trumpasis jungimas. 15

c) transformatorių parametrai ir charakteristikos, transformatoriaus nvk. 15

d) trifaziai transformatoriai ir autotransformatoriai, specialieji transformatoriai. 15Elektrostatika

a) elektros krūvis, elektros laukas, lauko vvaizdavimas.

Ats: Kūnas turį krūvį jeigu jame yra teigiamų arba neigiamų krūvių perteklius. Apie kiekvieną krūvį susikuria elektros laukas ir tai yra materijos savybė.Q=1C (Kulonas)b) sąveika tarp krūvių, Kulono dėsnis.

Ats: Tarp dviejų krūvių vyksta sąveikos jėgos elektrinio lauko energijos sąskaita. Šios sąveikos dydį nustato Kulono dėsnis: F=Qq/4Π ER ε0 R2c) darbas atliekamas pernešant krūvį elektros lauke, potencialas, elektros įtampa.

Ats: Norint perkelti krūvį elektros lauke reikia atlikti tam tikrą darbą. Bendru atveju darbas yra išreiškiamas kaip jėgos ir kelio sandauga: A=F*S

Darbas dalintas iš krūvio vadinamas potencialu: q=A/Q

Potencialų skirtumą vadiname įtampa: UBA=φB-φA U=1V (Voltas)d) laidininkai elektros lauke, elektrostatinė indukcija, elektrostatinis ekranavimas.

Ats: φgal= φišor-φvid Reiškinys vadinamas elektrostatine indukcija ir naudojamas prietaisų me-chanizmams, kai kuriems elektroniniams komponentams ir kt. apsaugoti nuo išorės elektrinių laukų.

e) elektrinė talpa, kondensatoriaus talpa, nuosekliai ir lygiagrečiai jungtų kondensatorių atsto-jamoji talpa.

Ats: Viena iš elektrinio lauko charakteristikų yra elektrinė talpa. Ji yra išreiškiama kaip krūvio ir jo potencialo santykis: C=Q/φ (F) Faradas.

Kondensatoriaus talpa: C=Q/φ

Cbendr=C1+C2+C3 – lygiagrečiai jungto kondensatoriaus atstojamoji talpa.

1C/bendr=1/C1+1/C2+1/C3 – nuoseklaus jungimo atveju.f) dielektrikas elektros lauke, dielektrikų poliarizacija, segnetoelektrikai, absoliutinė ir santykinė dielektrinė skvarba, elektrinis dielektrikų pramušimas.

Ats: Dielektrikas pasižymi tuo, kad jame nėra laisvųjų krūvių. Jeigu jį patalpinsime į elektros lauką, jo molekulės poliarizuosis taip, kad neigiamoji pusė bus nukreipta link išorinio lauko pliuso, o teigiamoji ppusė prie lauko minuso. Jokio judėjimo dielektrike nebus. Dažniausiai paša-linus išorinį elektrinį lauką molekulės tampa nepoliarizuotos ir el. laukas dielektrike išnyksta.

Tačiau yra medžiagos vadinamos segnetoelektrikais kurių molekulės ir pašalinus išorinį elektri-nį lauką lieka poliarizuotos.

Elektrinis laukas, jo intensyvumas priklauso nuo dielektrinės skvarbos, kuri parodo kiek kartų elektrinis laukas yra silpnesnis bet kurioje aplinkoje negu vakuume: ε= εa/ε0

Jeigu elektrinis laukas toks stiprus, kad poliarizuotos molekulės yra sudraskomos į krūvius įvyksta dielektriko pramušimas (atsiradus laisviesiems krūviams pradeda tekėti elektros srovė). Tad parenkant įvairių įrenginių izoliacinę medžiagą būtina ją parinkti su tam tikra atsarga.Nuolatinės srovės grandinės

a) elektros grandinė, šaltiniai, imtuvai, elektros srovė, jos stipris, kryptis.

Ats: Elementariąja elektros grandinę sudaro elektrovaros jėgos šaltinis, sujungimo laidai ir im-tuvas.

Elektrovaros jėgos šaltiniu gali būti cheminis elementas, cheminių elementų baterija, akumulia-torius, termopora, fotoelementas, elektromechaninis generatorius, kintamosios srovės lygintuvas ir kt.

Imtuvu gali būti kaitinamoji lempa, kaitinamasis elementas, variklis, įkraunamasis elementas, rezistorius ir tt. Atstojamosiose schemose bet kokį imtuvą žymime varžos ženklu.

Kryptingas krūvių judėjimas veikiant kokiom nors jėgoms vadinamas elektros srove. Elektros srovės kryptimi priimta laikyti teigiamų dalelių judėjimo kryptį.

Elektros srovės stipris yra matuojamas elektros krūvio kiekiu praeinančiu per laido skerspjūvį per 1s. I=Q/t I=1A (Amperas)b) elektros varža, laidumas, jų matavimo vienetai.

Ats: Tekant elektros srovei grandine krūviai atsitrenkia į neutralias molekules ir atomus ssuda-rydami jai elektros varžą: R=ρl/S R=1Ω (Omas)

Atvirkščias dydis elektrinei varžai yra elektrinis laidumas: G=1/R G=1S (Simensas)c) Omo dėsniai, Kirchhofo dėsniai.

Ats: Omo dėsnis visai grandinei teigia, kad srovė grandinėje yra tiesiog proporcinga grandinė-je veikiančiai elektrovarai ar atvirkščiai proporcinga visos grandinės varžai (imtuvo ir šaltinio vidaus varžos sumai). I=E/ (R+Ri).

Omo dėsnis grandinės daliai teigia, kad srovė bet kurioje grandinės dalyje bus tiesiog propor-cinga įtampai tarp tos grandinės gnybtų ir atvirkščiai proporcinga tos garndinės dalies varžai: I=U/R

1 asis Kirchhofo dėsnis teigia, kad kiekviename sudėtingos grandinės mazge įeinančių srovių suma yra lygi išeinančių iš to mazgo srovių sumai: Σįein=Σiš.

2 asis Kirchhofo dėsnis teigia, kad bet kurioje sudėtingoje grandinėje pasirinktame kontūre įtampų algebrinė suma lygi nuliui: ΣU=0d) elektros grandinės darbo režimai.

Ats: Tuščioji eiga – grandinė nutraukta, R=∞, I=0,

Vardinis (nominalusis) režimas. Šiam režimui apskaičiuoti visi grandinės elementai: In-vardinė srovė, Un-vardinės įtampos kritimas imtuve, Pn=Un*In

Trumpojo jungimo režimas – šiuo atveju imtuvo varža R=0I, Ik=E/R1 pati didžiausia įmanoma srovė grandinėje.e) nuosekliai, mišriai, lygiagrečiai jungtų imtuvų grandinės.

Ats: Nuosekliai sujungtais vadinami tokie grandinės elementai, kuriais teka ta pati srovė.

U1+U2+U3-U=0, Re=R1+R2+R3, Re=ΣR

Lygiagrečiai sujungtais vadinami tokie grandinės elementai, kurių įtampa yra ta pati.

Ge=G1+G2+G3, Ge=ΣG, Re=1/Ge, Pe=ΣP

Mišriai sujungtų imtuvų grandinės tiriamos ekvivalentinio keitimo metodu. Grandinė pratinama palaipsniui, nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtus imtuvus keičiant

ekvivalentiniais, tol kol lieka tik vienas. Tiriant šias grandines dažnai tenka nustatyti atskirų imtuvų darbo režimus- srovę, įtampą, galią. Tam pasitelkiami omo ir Kirchhofo dėsniai.f) grandinės energija (darbas) ir galia.

Ats: W=Uit – grandinės energija

Energijos pokytis per laiko vienetą yra galia: P=UI, P=U2/R, P=I2/G. Kai grandinėje šaltinių ir imtuvų yra ne po vieną, jų galia sudedama. ΣEI=ΣRI2 + ΣRiI2g) šaltinių lygiagretus ir nuoseklus jungimas

Ats: Nuosekliai suderintai šaltiniai jungiami tuomet, kai reikia padidinti šaltinio elektrovaros jė-gą: Ee=E1+E2+E3, Rie=R1i+Ri2+Ri3

Lygiagrečiai šaltiniai jungiami tuomet, kai iš šaltinio rreikalinga didesnė srovė, negu galima gau-ti iš vieno šaltinio. Sujungus kelis vienodus elementus lygiagrečiai ekvivalentinė elektrovaros jėga lygi vieno elemento elektrovaros jėgai, o ekvivalentinio šaltinio vidinė varža sumažėja m kartų: Ee=E1=E2=E3, Ri1=Ri2=Ri3.h) sudėtingų grandinių sprendimas Kirchhofo ir kontūrinių srovių metodais.

Ats: Sprendžiant uždavinius Kirchhofo lygčių metodu:

1. Laisvai pasižymim srovių kryptis imtuvuose.

2. Laisvai pasižymim kontūro apėjimo kryptis.

3. Sustatom lygtis pagal pirmąjį Kirchhofo dėsnį jei mazgų yra n, tai sustatome n-1 lygčių.

4. Likusias lygtis sustatome pagal antrąjį Kirchhofo dėsnį.

Sprendžiant kontūrinių srovių pagalba, priimam, kad kiekviename pasirinktame kontūre tteka kontūrinė srovė.

1. Išskiriame nepriklausomus kontūrus.

2. Kiekviename kontūre pasirenkame „kontūrinių“ srovių kryptį.

3. Sudarome lygtis pagal antrąjį Kirchhofo dėsnį.

4. Lygtyse evj ir įtampų kritimų ženklai nustatomi kaip ir paprastose lygtyse pagal 2 Kirchhofo dėsnį.i) netiesinės elektros grandinės, statinė ir diferencinė varžos.

Ats: Jei grandinėje yra nors vienas nnetiesinis elementas, tokia grandinė yra netiesinė. Netiesinių imtuvų varža priklauso nuo srovės ir įtampos ar jų krypties. Jų voltamperinės charakteristikos yra netiesinės.

Statinė varža yra įtampos ir srovės santykis: Rs=U/I

Diferencialinė varža yra įtampos išvestinė srovės atžvilgiu: Rd=dU/dI.Magnetinės grandinės (elektromagnetizmas).

a) magnetinis laukas, jo kryptis, elektromagnetinis laukas, sraigto taisyklė tiesiam laidininkui ir ritei, B,Ф, μa, μr, μ0.

Ats: Kadangi elektros srovė yra kryptingas krūvių judėjimas, tai apie laidininką su srove susi-kurs magnetinis laukas. Magnetinis laukas žymimas magnetinio lauko linijomis, kurių kryptį priimta laikyti elementarios magnetinės rodyklėlės, patalpintos magnetiniame lauke, šiaurinio poliaus kryptį. Magnetinės linijos yra uždaros ir eina iš šiaurės į pietų polių.

Jei krūvis juda, apie jį susikuria elektromagnetinis laukas, turintis elektrinio ir magnetinio laukų dedamąsias.

Magnetinio lauko linijų kryptis apie laidininką su ssrove nustatoma pagal dešininio sraigto tai-syklę: jei sraigto slenkamasis judesys sutampa su srovės kryptimi laidininke, tai sukimosi kryp-tis parodys magnetinių jėgų kryptį.

Magnetinio lauko krypčiai nustatyti ritės su srove viduje naudojama pakeista sraigto taisyklė: jei sraigto sukamasis judesys sutampa su srovės kryptimi ritės vijomis, tai slinkimas parodys magnetinio lauko kryptį ritės viduje.

Magnetinio lauko kryptį ir intensyvumą bet kuriame jo taške apibūdina magnetinės indukcijos vektorius B, matuojama teslomis [ T ].

Magnetinis srautas  – B srautas pro kokį nors paviršių, matuojamas vėberiais [[ Wb].

a –absoliutinė magnetinė skvarba [H/m],

Santykinė magnetinė skvarba r = a/0 parodo, kiek kartų įvairiose medžiagose magnetinis laukas stipresnis nei vakuume.

0 = 410-7 H/m magnetinė pastovioji (vakuumo absoliutinė magnetinė skvarba).

b) elektromagnetinė jėga, elektromagnetinė indukcija, variklio ir generatoriaus veikimo princi-pas.

Ats: Elektromagnetinė jėga apskaičiuojama: Fem= BIl sin. Jos kryptis nusakoma pagal kairio-sios rankos taisyklę: Jei magnetinės linijos krenta į ištiestos rankos delną, keturi ištiesti pirštai rodo srovės kryptį laide, tai atlenktas nykštys rodys Fem.

Kai magnetinis laukas veikia laidininko laisvuosius elektronus, yra elektrovaros jėgos, kuri va-dinama elektromagnetinės indukcijos EVJ, atsiradimo priežastis: E = B l v sin .

Magnetinio lauko elektromechaninis veikimas ir elektromagnetinė indukcija naudojama mecha-ninei energijai paversti elektros ir atvirkščiai.

Įrenginiai, kuriais vykdomi šie keitimai vadinami elektros mašinomis: mechaninė energija ver-čiama elektros energija generatoriumi, elektros energija mechanine – varikliu.

Jei greitis v=const, F = Fem = BIl. Tuo pačiu Pmech = Fv = BIlv. Kadangi Blv = E, tai Pmech=EI=P, t.y. variklio mechaninė galia lygi šaltinio elektrinei galiai ir visa mechaninė energi-ja verčiama elektrine.c) magnetinės medžiagos, histerezės kilpa, jos forma įvairioms medžiagoms.

Ats: Pagal r visos medžiagos skirstomos į: diamagnetines ( r1); paramagnetines ( r1),

Feromagnetines kurių r1 (siekia tūkstančius).

Histerezės kilpos plotas proporcingas magnetinės histerezės nuostoliams – energijai suvartoja-mai vienkartiniam medžiagos permagnetinimui.Minkštamagnečių kilpa siaura ir didelė, o mag-netinės hhisterezės nuostoliai maži. Kietamagnečių medžiagų histerezės kilpa plati, jos pasižymi stipriu koercityviuoju lauku ir gana didele liktine indukcija.d) Omo ir Kirchhofo dėsniai magnetiniai grandinei, magnetinė varža ir laidumas.

Ats: Omo dėsnis vienalytei magnetinei grandinei:

Magnetinis srautas magnetinėje grandinėje tiesiog proporcingas MVj ir atvirkščiai proporcingas magnetinei varžai: Ф= Fm/Rm.

Kirchhofo dėsniai:

1.Kiekvieno šakotos magnetinės grandinės mazgo magnetinių srautų algebrinė suma lygi nuliui:  = 0.

2.Magnetinės grandinės kontūro magnetinių įtampų algebrinė suma yra lygi magnetovaros jėgų algebrinei sumai: l H =  Fm.

Rm – grandinės magnetinė varža – Rm=l /(a S); čia l – vidurinės magnetinės linijos ilgis; S – magnetolaidžio skerspjūvis. Magnetinis laidumas:  = 1/Rm = aS/l.e) induktyvumas, savitarpio induktyvumas, saviindukcijos ir savitarpio indukcijos evj.

Ats: Pavienio kontūro (arba ritės) su srove induktyvumas yra dydis, apibūdinantis srovės ir srau-to ryšį, savo skaitine reikšme lygus surištojo srauto santykiui su srove:

L =  / I; [H]

Proporcingumo koeficientas M12 vadinamas savitarpio induktyvumu: L1 / M12 = w1/ w2.

Kintant savajam surištajam srautui, kontūre arba ritėje indukuojama saviindukcijos EVJ eL.

eL = – L di / dt

Kintant savitarpio surištajam srautui, gretimoje ritėje indukuojama tarpusavio indukcijos EVJ eM: e2M = – M di1 / dt; e1M = – M di2 / dt.f) energijos nuostoliai magnetinėje grandinėje.

Ats: Histerezės nuostoliai gaunami dėl plieno permagnetinimo kiekvieną srovės periodą.Galia yyra proporcinga histerezės kilpos plotui: Pdk=VφHdB.

Taip pat nuostoliai atsiranda dėl sūkurinių srovių, kurių visiškai išvengti neįmanoma, bet jas ir neigiamą jų poveikį galima sumažinti, didinant magnetolaidžio elektrinę varžą.Vienfazės kintamosios srovės grandinės

a) kintamosios evj ir srovės gavimas, kintamosios srovės parametrai Im, I, Ivid, T, f, φ,ω.

Ats: Norint gauti sinusinę EVJ, magnetiniame lauke talpiname rėmelį ir sukame jį kampiniu greičiu . Dėl elektromagnetinės indukcijos rėmelio laidininkuose indukuojamos EVJ e1 ir e2.

amplitudine verte Im (didžiausia srovės verte periode);

kitimo periodu T (laiko tarpas, per kurį KS pilnai keičia savo dydį ir kryptį);

momentine verte i1, i2 (KS vertė konkrečiu laiko momentu);

dažniu f=1 / T (periodų kiekis, įvykstantis per 1 s; matuojamas Hz); pas mus tinkle f=50 Hz.

 – kampinis greitis. =/t.

Pradine faze  – fazės vertė pradiniu laiko momentu (t=0).

b) sinusinių dydžių vaizdavimas vektoriais, kompleksinėje plokštumoje, veiksmai su kompleksi-niais skaičiais.

Ats: Taigi, sinusinį dydį galime pavaizduoti vektoriumi, kuris sukamas kampiniu greičiu  ir kurio ilgis proporcingas sinusinio dydžio amplitudei. Jei vektorius sukamas prieš laikrodžio ro-dyklę – pradinės fazės teigiamos, jei pagal rodyklę – neigiamos.

Sukamą vektorių laiku t=0 galima pavaizduoti kompleksinėje plokštumoje. Tokį sinusinio dy-džio atvaizdą analitiškai galima užrašyti kaip kompleksinį dydį A, sudarytą iš realiosios A’ ir menamosios A” dalių: A=A’+jA”. Elektrotechnikoje menamasis vienetas -1

žymimas j. Tuo-met trigonometrinė kompleksinio dydžio išraiška:

A=Acos+jAsin= A(cos+jsin),

A = A’2+A”2 – kompl. dydžio modulis;

 – arctg (A”/A’) – kompl. dydžio argumentas.

Veiksmai su kompleksiniais skaičiais:

A+B=(A’+jA”)+(B’+jB”)= (A’+B’)+j(A”+B”)=C’+jC”=C, – sudėtis.

A-B=(A’+jA”)- (B’+jB”)= (A’- B’)+j(A”- B”)=D’+jD”=D – atimtis.

AB=AejBej=(AB)ej(+)=Mej – daugyba,

A/B= Aej/Bej=(A/B) ej(-)=N ej – dalyba.c) R, L ir C kintamosios srovės grandinėje (Omo dėsnis, laiko ir vektorinės diagramos, varžos, laidumas, galia)

Ats: Aktyviaisiais vadinsime tokius, kuriuose elektros energija verčiama kitų rūšių energija: ši-luma, šviesa, mechanine darbu, chemine energija. Tokį imtuvą priimta žymėti rezistoriaus ženk-lu. Jo vvarža R. Tokį imtuvą prijungus prie kintamosios įtampos u(t), juo tekės srovė: iR=u/R.

Omo dėsnis šiai grandinei: iR=u/R=(Umsint)/R=(Um/R)sint.

Iš čia: iR=IRmsint – srovės sinusoidė; IRm=Um/R – srovės amplitudė, R=l/S.

Omo dėsnis kompleksine išraiška:IR=U/R, IR=IRej0=IR.

Laidumas: G=1/R.

Galia: pR=uiR=UmsintIRmsint=UmImsin2t;

Induktyvusis imtuvas – L. Kadangi eL pagal Lenco dėsnį trukdo srovei keistis, tuo pačiu ji suku-ria induktyviąją varžą XL. Ji priklauso nuo ritės induktyvumo L ir kintamosios srovės greičio (kampinio dažnio):XL=L=2fL [], laidumas BL=1/XL=1/(t) [S].

Omo dėsnis induktyviajam imtuvui IL=U/XL=BLU, simboline forma IL=- jBLUL.

Induktyviojo imtuvo galia – rreaktyvioji Ji kinta dvigubu greičiu: kai galia teigiama, šaltinio energija naudojama ritės magnetiniam laukui sukurti, kai neigiama – ritės magnetinio lauko energija grąžinama šaltiniui.

Talpinis imtuvas – C. Taigi, talpinė varža atvirkščiai proporcinga dažniui ir priklauso nuo talpos C: XC=1/C=1/2fC [], llaidumas BC=1/XC=C [S].

Srovė grandinėje:

iC=C du/dt= C d(Umsint)/dt=CUm sin(t+/2), iC==ICm(t+/2); ICm==Um/(1/C)

Talpinio imtuvo galia – reaktyvioji ji kinta dvigubu greičiu: kai galia teigiama, šaltinio energija naudojama kondensatoriaus elektros laukui sukurti, kai neigiama – kondensatoriaus elektros lauko energija grąžinama šaltiniui.d) nuoseklus, lygiagretus ir mišrus įvairaus pobūdžio imtuvų jungimas kintamosios srovės grandinėje, tokių grandinių sprendimo būdai, varžų, laidumų ir galių trikampiai.

Ats: Nuosekliai sujungtus realius imtuvus galima pakeisti ekvivalentiniu, kurio kompleksinė varža Ze.

I=U/Ze – Omo dėsnis ekvivalentiniam imtuvui.

Ze=Z1+Z2+.+Zn – ekvivalentinio imtuvo kompleksinė varža.

Ze=Z; Re=R; Xe=X=XL-XC – ekvivalentinio imtuvo varžos.

Ze=Re+jXe=Zeeje; Ze=Re2+Xe2; e=arctg(Xe/Re) – kompleksinė varža;

čia e= =u-i .

Nuosekliai jungtus imtuvus keičiame ekvivalentiniais, kai reikia tirti visos grandinės režimą.

Lygiagrečiai sujungtų imtuvų įtampa yra ta pati (amplitudė ir fazė).

I=Ia2+Ir2; Ir=IL-IC; Ia=Icos; Ir=Isin; tg=Ir/Ia.

I=Ia+Ir=Ia-jIr=Ie-j; I=Ia2+Ir2; =arctg(Ir/Ia); I= ;; Ia= ; Ir=

Lygiagrečiai sujungtų imtuvų grandinės kompleksinė srovė lygi šakų kompleksinių srovių su-mai; aktyviųjų dedamųjų moduliai sudedami aritmetiškai, reaktyviųjų – algebriškai.

S=UIej=UIcos+jUIsin=P+jQ; P– realioji (aktyvioji) dedamoji; Q- menamoji (reaktyvioji).

S=UI=P2+Q2; =arctg(Q/P) – kompleksinės galios modulis ir argumentas.

[S] = VA (voltamperas); [P]=W (vatas); [Q] = var (varas)

Ekvivalentinio imtuvo kompleksinė galia lygi nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtų n imtuvų kom-pleksinių galių sumai: Se=S; Pe=P; Qe=QL-QC;

Kai imtuvai sujungti nuosekliai, patogiau naudoti varžas, kai lygiagrečiai – laidumus.e) galios koeficientas ir jo gerinimas.

Ats: cos vadinamas ggalios koeficientu: cos=P/S=R/S.

Nuostolių galia mažesnė, kuo didesnis cos.cos didinamas:

parenkami varikliai su didesniu cos;

variklis apkraunamas artima vardinei apkrova;

menkai apkrauti varikliai keičiami mažesnės galios;

stengiamasi, kad variklis nedirbtų tuščiąja eiga;

lygiagrečiai asinchroniniam varikliui jungiama talpinė apkrova arba jungiami specialūs sinchro-niniai varikliai.f) įtampų ir srovių rezonansas kintamos srovės grandinėje, jų reikšmė praktikoje.

Ats: Įtampų rezonansas gali vykti nuoseklioje grandinėje su R, XL ir XC imtuvais.

Įtampų rezonanso metu XL ir XC įtampos yra vienodų amplitudžių bet priešingų fazių;

R įtampa lygi tinklo įtampai.

Dėl reaktyviųjų įtampų padidėjimo įtampų rezonanso reiškiniai pramoniniuose įrenginiuose yra nepageidautini.

XL=XC; L=1/(C); iš čia f0=1/(2LC) – rezonansinis dažnis.

Įtampų rezonansas gali būti gaunamas:

keičiant ritės induktyvumą L;

keičiant kondensatoriaus talpą C;

keičiant tinklo dažnį f.

Rezonanso metu grandinėje teka stipriausia srovė I0=U/Z=UR2+(XL-XC)2=U/R.

Srovių rezonansas gali vykti lygiagrečiai sujungtų imtuvų grandinėje, kai vienos šakos imtuvas yra XL, o kitos XC pobūdžio.

Rezonansinis dažnis: (L)/ [R12+(L)2]=C.

Srovių rezonansui grandinė suderinama, keičiant:

1) induktyvumą L; 2) talpą C; 3) tinklo dažnį.Trifazės kintamosios srovės grandinės

a) trifazės evj gavimas, minusinių evj laiko, vektorinė diagramos, simbolinė evj išraiška.

Ats: Trifazė simetrinė EVJ sistema gaunama trifaziame generatoriuje, kuris turi tris savarankiš-kas apvijas, pasuktas erdvėje viena kitos atžvilgiu 120 kampu. Trys apvijos ritės yra sudėtos į statorių ir nejuda, o sukamas rotorius – nuolatinės srovės magnetas. Simetrines trifazes evj ga-lima užrašyti llaiko funkcijomis: eA=Em sinωt; eB=Em sin(ωt – 2Π/3), eC=Em sin(ωt – 4Π/3);

Kompleksiniais dydžiais – Ea=E ej0°Eb=E e-j120°; Ec=E e-j240°.

b) generatoriaus apvijos ir imtuvų jungimas žvaigžde, linijinės ir fazinės įtampos, srovės, vekto-rinė diagrama simetrinės ir nesimetrinės apkrovos metu, neutraliojo laido paskirtis įvairios apkrovos metu.

Ats: Trifaziai imtuvai yra jungiami žvaigžde kai jų fazinė vardinė įtampa yra lygi tinklo fazinei įtampai. Imtuvai į tą patį tinklą gali būti jungiami žvaigžde su neutraliuoju laidu ar be jo arba trikampiu priklausomai nuo to, kokia yra jų vardinė įtampa. Trifaziai imtuvai gali būti simetri-niai, kai jų visos trys fazės elektrotechniniu požiūriu yra vienodos, ir nesimetriniai.

Fazine įtampa vadinama kiekvienos šaltinio arba imtuvo fazės įtampa. Sutarta teigiama šaltinio fazinės įtampos Uf kryptimi laikyti jos kryptį iš fazės pradžios į pabaigą.

Linijine vadinama įtampa tarp dviejų šaltinio fazių pradžių . Jų sutartines teigiamas kryptis nu-rodo jų indeksai.

Fazine vadinama srovė (If), tekanti kiekviena šaltinio arba imtuvo faze. Fazinės srovės sutartinė teigiama kryptis yra tokia pat kaip tos fazės šaltinio EVJ arba imtuvo fazės įtampos.

Linijinėmis vadinamos srovės (Ii) tekančios linijiniais laidais. Jų sutartinės teigiamos kryptys – iš šaltinio į imtuvą.

Neutralusis laida jungia šaltinio ir imtuvo neutraliuosius mazgus. Kai imtuvas yra simetrinis, neutralusis laidas nereikalingas: juo srovė neteka, neutraliųjų mazgų potencialai yra lygūs. Kai iimtuvas nesimetrinis ir neutraliuoju laidu teka srovė, imtuvo neutraliojo laido potencialas tampa lygus šaltinio neutraliojo mazgo potencialui. Taigi neutraliojo laido dėka kiekvieno imtuvo fa-zės įtampa lygi tinklo fazinei įtampai. Nutraukus nesimetrinio imtuvo neutralųjį laidą, tarp im-tuvo ir šaltinio neutraliųjų mazgų atsiranda įtampa.

c) generatoriaus apvijos ir imtuvų jungimas trikampiu, linijinės ir fazinės įtampos, srovės, vek-torinė diagrama simetrinės ir nesimetrinės apkrovos metu.

Ats: Trifaziai imtuvai jungiami trikampiu, kai jų kiekvienos fazės vardinė įtampa yra lygi tinklo linijinei įtampai. Kiekviena imtuvo fazė jungiama tarp dviejų linijinių laidų, todėl imtuvo fazi-nės įtampos yra lygios tinklo linijinėms. Fazinės srovės apskaičiuojamos taikant kiekvienai Omo dėsnį. IAB=UAB/ZAB; IBC=UBC/ZBC; ICA=UCA/ZCA. Iš šaltinio į trikampiu sujungtą imtuvą teka trys linijinės srovės, kurių momentinių verčių suma kiekvienu laiko momentu yra lygi nu-liui.

Linijines sroves galima apskaičiuoti iš lygybių analitiškai, bet paprasčiau ir vaizdžiau jų vekto-rių sudaryti grafiškai. Sujungę visų fazinių vektorių viršūnes, atliekame grafinius veiksmus su vektoriais ir gauname linijinių srovių trikampį.d) trifazių grandinių galia

Ats: Nepriklausomai nuo imtuvo sujungimo būdo kompleksinė imtuvo galia: S=3Sf=3Pf+j3Qf;

Kai imtuvas sujungtas žvaigžde: Uf=Ul/ ; If=Il

Kompleksinė imtuvo galia S= UIe) besisukantis magnetinis laukas.

Ats:Asinchroniniai varikliai ir sinchroninės mašinos

a) asinchroninis variklis, veikimo principas, trumpai jungto ir fazinio asinchroninio variklio kon-strukcija, paleidimas, trifaziais asinchroninis variklis vienfaziame tinkle.

Ats: tarkime kad turime magnetinį lauką,kurio indukcija yra B

ir kuris sukasi dažniu n0,

Sukamasis magnetinis laukas kerta laidininkus, todėl juose indukuojamos EVJ.EVJ kryptis nusakoma dešiniosios rankos taisykle.šiuo atveju svarbu kad laidininkai nejuda,o juda mag-netinis laukas.

Kadangi laidininkų grandinė yra uždara,tai ja teka srovė ,kurios kryptis tokia pat kaip ją su-kūrusių indukuotų EVJ.

Turime laidininkus kuriais teka srovė ir kurie yra magnetiniame lauke.Juos veikia elektro-magnetinės jėgos,kurių kryptis nusakoma kairiosios rankos taisykle. Matome kad šios jėgos stengiasi sukti laidininko magnetinio lauko sukiosi kryptimi.

Tarkim kad laidininkai gali suktis o jų sūkių dažnis n ..tik tuo atveju kai ∆n=n0- n>0, tai yra n0 laidininkus vėl ima veikti elektromagnetinės jėgos,sudarančios elektromagnetinį sukimo momentą.

Laidininkai esantys sukamajame magniatiniame lauke ,varomi elektromagnetinio momento , gali suktis tik asinchroniškai t.y. atsilikdami nuo magnetinio lauko. Dėl to aasinchroninės mašinos,dirbančios variklio rėžimu ,rotoriaus sukių dažnis yra mažesnis nei magnetinio lau-ko: nb) sinchroninis generatorius ir variklis: veikimo principas ir sandara; generatoriaus ir variklio darbo ypatumai:

Dažniausiai naudojamos trifazės sinchroninės mašinos, kurių inkaro apvija yra statoriuje, o rotoriuje yra induktorius. Tai elektromagnetas, kurio žadinimo apvija pper žiedus ir šepečius prijungiama prie nuolatinės įtampos šaltinio. Sinchroninės mašinos, kurių indikatorius yra statoriuje, o inkaro apvija-rotoriuje, sutinkamos daug rečiau. Gen darbo princ: sukant induk-torių pastoviu kampiniu greičiu, kiekvienoje inkaro apvijos ritėje indukuojama kintamoji EVJ. Ji yra sinusinė. Kadangi vvisos ritės yra vienodos ir išdėstytos 120 laipsnių kampais, in-karo apvijoje gaunama simetrinė trifazė EVJ sistema: visos trys EVJ yra vienodų amplitu-džių, bet skiriasi 120 l faze. Indikatoriaus ir inkaro magnetiniai laukai sukasi tuo pačiu grei-čiu-sinchroniškai- ir sudaro bendrą generatoriaus sukamąjį magnetinį lauką.

Variklio režimas: statoriuje sudaromas sukamasis magnetinis laukas. Tarp inkaro ir indukto-riaus priešingų magnetinių polių susidaro elektromagnetinės traukos jėgos. Kai jos yra pa-kankamos indikatorius sukasi kartu su inkaro magnetiniu lauku. Bendrą variklio magnetinį lauką sudaro inkaro ir induktoriaus laukai.

Sinchroninio generatoriaus svarbiausios charakteristikos yra trys:1. tuščiosios eigos-EVJ priklausomybė nuo žadinimo srovės, kai mašina neapkrauta; 2. išorinė-įtampos priklauso-mybė nuo apkrovos srovės. 3. reguliavimo- žadinimo srovės priklausomybė nuo apkrovos srovės.

Sinchroninis variklis yra mažiau jautrus tinklo įtampos svyravimams nei asinchronis. Ka-dangi sinchroninio variklio ωω=const, X=constir U=const, tai padidėjus apkrovos momentui, padidėja kampas.Padidinus žadinimo srovę kampas ir vėl sumažėja. Sinchroninio variklio mechaninė charakteristika n=f(M) yra horizontali tiesė, nes variklio sūkių dažnis n=const.Nuolatinės srovės mašinos

a) nuolatinės srovės mašinų paskirtis,ypatumai,naudojimo sritys:

Elektros mašina vadinsime – elektromechaninį įrenginį , kuriame mechaninė energija paverčia-ma elektrine arba elektrinė energija mechanine. Pirmuoju atveju mašina veikia generatoriaus rė-žimu, antru- variklio.

Visoms elektros mašinomis būdinga tai, kad kiekviena iš jų gali dirbti ir generatoriaus ir varik-lio rėžimu, nes jokių esminių sandaros skirtumų tarp elektros generatoriaus iir variklio nėra.

Pagal gaminamą ir vartojamą elektros energiją galime išskirti dvi kiekvienos elektros mašinos dalis: a) nejudamąją dalį – statorių; b) judamąją dalį – rotorių. Elektros mašinoms yra bendra tai, kad jose vyksta elektromagnetinės indukcijos ir elektromechaniniai magnetinio lauko reiš-kiniai. Elektrotechninių požiūriu svarbiausios dalys: a) induktorius, kuris sudaro pagrindinį ma-šinos magnetinį srautą (vadinamą žadinimo srautu); b) dalis, kurios laidininkuose indukuojama EVJ ir teka darbinė srovė, yra vadinama inkaru. Oro tarpas esantis tarp statoriaus ir rotoriaus magnetinės grandinės varžą. Kiekvienoje veikiančioje elektros grandinėje gaunami energijos nuostoliai ( magnetiniai, elektriniai, mechaniniai), kurie virsta šiluma. Ir tie nuostoliai didesni kuo didesnė mašinos apkrova.

Nuolatiniams srovės varikliams galima plačiame diapazone ir tiksliai reguliuoti rotoriaus greitį, keisti jų mechaninę charakteristiką. Naudojami ten kur reikia sklandžiai keisti darbo mechaniz-mo greitį (galingose valcavimo staklynuose, lengvosios, popieriaus pramonės įrenginiuose,..). Naudojami elektriniame transporte: traukinių, troleibusų, tramvajų varikliai. Mikrovarikliai naudojami autonomiškose transporto priemonėse ( automobiliuose, laivuose, lėktuvuose, kos-miniuose laivuose), automatikos įrenginiuose, medicinos aparatūroje,.b) nuolatinės srovės mašinos veikimo principas, dirbant generatoriaus ir variklio režimais; stabdantis magnetinis momentas ir priešpriešinė evj; konstrukcija;

Tarp magnetinių polių patalpiname inkarą – feromagnetinės medžiagos cilindrą, kurio išilgi-niuose grioveliuose yra izoliuoti laidininkai, sudarantieji inkaro apviją. Inkaro apvija prijungia-ma prie kolektoriaus. Kartu su inkaru kolektoriaus sudaro nuolatinės srovės mašinos rotorių. Prie kkolektoriaus prispaudžiami kontaktiniai šepečiai. Inkaro apvija per kolektorių ir šepečius yra elektriškai sujungiami sujungiama su išorine grandine.

Variklio režimas. Šepečių išvadus prijungti prie nuolatinės įtampos. Inkaro rėmeliu teka srovė, inkaro laidininkus veikia elektromagnetinės jėgos (kryptis nustatoma kairiosios rankos taisykle) – šios jėgos sudaro elektromagnetinį sukimo momentą. Kai laidininkai atsiranda geo-metrinėje neutralėje. Tuo momentu B=0, todėl išnyksta juos veikiančios jėgos. Inkaras toliau sukasi iš inercijos. Pritaikę kairiosios rankos taisyklę, matome, kad pusžiedžių ir kontaktinių še-pečių dėka inkaro laidininkus veikia elektromagnetinės jėgos, kurios sudaro tos pačios krypties sukimo momentą.

Kolektorius ir šepečiai yra mechaninis nuolatinės srovės krypties keitiklis.

Besisukančio inkaro laidininkuose indukuojama EVJ. Nustatę jos kryptį dešiniąja ranka, pas-tebėsime, kad EVJ yra priešinga srovės laidininkuose kryčiai. Inkaras gali suktis tik tuo atveju, jeigu jo apvijoje indukuojama EVJ yra mažesnė už prijungtą įtampą.

Generatoriaus režimas. Inkaras sukamas laidininke indukuojama EVJ, kurios kryp-tis nustatoma pagal dešiniosios rankos taisyklę. Kai laidininkai pereina į preišingųjų magnetinių polių sritis, EVJ kryptis pasikeičia priešingai. Iš to matome kad apvijoje indukuojama kintamoji EVJ. Kai inkaro laidininkai atsiranda geometrinėje neutralėje. tarp šepečių gaunamos EVJ kryptis dėl perjungimo išlieka tokia pati kaip buvusi iki tol, nors inkaro apvijos evj krytis pasi-keičia. Tarp šepečių gaunama pulsuojanti EVJ, išorine grandine teka taip pat pulsuojanti vienos krypties srovė. Generatoriuje kkolektorius ir šepečiai yra machaninis kintamosios srovės lygintu-vas.

Prie generatoriaus yra prijunktas imtuvas, išorine grandine ir inkaro laidininkais teka srovė. Ka-dangi laidininkai yra magnetiniame lauke, juos veikia elektromagnetinės jėgos, kurių kryptis nusakoma pagal kairiosios rankos taisyklę. Ją pritaikę pastebime, kad elektrom jėgos kryptis priešinga rėmelio sukimosi krypčiai. Šios jėgos kuria momentą, priešingą inkarą sukančiam momentui. Kuo teka didesnė srovė tuo didesnė jo galia, tuo didesnės inkarą stabdančios elekt-romagnetinės jėgos. Kuo didesnės galios imtuvas yra prijungtas prie generatoriaus, tuo didesne galia jį turi sukti variklis.c) nuolatinės srovės variklių paleidimas, reversavimas, greičio reguliavimas;

Paleidimas yra pereinamasis režimas, kurio metu nesisukančio variklio inkaro ir žadinimo apvi-jai paduodama įtampa. Inkaras pradeda suktis iki tam tikro sūkių dažnio. Pirmuoju paleidimo momentu n=0, todėl E=0 ir inkaro apvijos srovė didžiausia. Tai variklio paleidimo srovė Ik=U/Ra. Didelės galios mašinų inkaros apvijos varža paprastai esti palyginti maža, todėl palei-dimo srovė Ik=(10-50)In. Dažniausiai paleidimo srovė silpninama, įjungiant nuosekliai su inka-ro apvija paleidimo reostatą. Paleidimo reostato varža R paprastai parenkama tokia, kad būtų Ik=(1,5-2,5)In. Varikliui įsisukant didėja indukuojama EVJ todėl paleidimo reostato varža sklandžiai ar šuoliais mažinama, kol reostatas visai sujungiamas trumpai. Variklio normalaus darbo metu paleidimo reostato negalima palikti įjungto viso ar kurioje nors tarpinėje padėtyje. Paleidžiant apkrautą variklį, dažniausiai reikia, kad

jo mechaninis momentas būtų pakankamai didelis. Dėl to stengiamasi pasiekti, kad paleidimo metu variklio žadinimo magnetinis srautas būtų didžiausias. Tam reikia, kad paleidimo metu žadinimo grandinės varža būtų mažiausia.

Reversavimas yra variklio sukimosi krypties keitimas. Variklio sukimo momento kryptis pri-klauso nuo magnetinio lauko ir inkaro laidininkais tekančios srovės krypties. Kad variklis suk-tųsi priešinga kryptimi reikia atlikti vieną iš šių veiksmų: 1. pakeisti magnetinio srauto kryptį arba2. pakeisti inkaro srovės kryptį.

Yra trys variklio greičio reguliavimo būdai: keičiant 1. magnetinį srautą, 2. inkaro ggrandinės re-guliavimo reostato varžą, 3. inkaro apvijos įtampą. Reguliuojant keičiasi tik vienas iš tų dydžių, o kiti du lieka pastovūs. Reguliuoti greitį, keičiant srovę Ia, negalima, nes ji susireguliuoja pri-klausomai nuo to, koks turi būti variklio sukimo momentas. Kai reikia gauti platesnį greičio re-guliavimo diapazoną, greitis mažinamas, mažinant įtampą, o didinamas-mažinant žadinimo srautą.d) generatorių žadinimo būdai:

Pagal žadinimo būdą elektromagnetinius nuolatinės srovės generatorius galima suskirstyti į dvi grupes.Nepriklausomo žadinimo generatoriaus žadinimo apvijai elektros energiją tiekia kitas nuolatinės srovės šaltinis. Tokio generatoriaus žadinimo ssrovė nepriklauso nuo jo apkrovos.

Savojo žadinimo generatoriaus žadinimo apvija paprastai gauna elektros energiją iš to paties in-karo apvijos. Tokio – susižadinančio generatoriaus žadinimo srovė daugiau arba mažiau pri-klauso nuo jo apkrovos. Savojo žadinimo generatoriai gali būti lygiagretaus, nuoseklaus ir miš-raus žžadinimo.e) nuolatinės srovės mašinų nuostoliai ir nvk.

Kiekvienoje elektros mašinoje be naudingosios galios yra nuostoliai. Taigi, reikia sudaryti ga-lios balansą. Elektros mašinoje yra treji nuostoliai:

mechaniniai (priklauso nuo inkaro v, ir nepriklauso nuo apkrovos);

magnetiniai (dėl histerezės ir sūkurinių srovių, prop. B);

elektros (dėl srovės tekėjimo apvijų laidais, prop. I2).

Nuostoliai, nepriklausantys nuo mašinos apkrovos – pastovieji nuostoliai;

Nuostoliai, priklausantys nuo mašinos apkrovos – kintamieji nuostoliai.

Mašinos naudingumo koeficientas nvk:

=P2/P1=P2/(P2+Pd).

Kai U=const ir v=const,  didėja, didinant mašinos apkrovą P2, kol pasiekia didžiausią reikšmę (kai kintamieji ir pastovieji nuostoliai susilygina). Tuomet apkrovos koeficientas 0,75.Pereinamieji procesai tiesinėse elektros grandinėse.

a) pereinamųjų procesų priežastys, komutacijos dėsniai.

Jei grandinėje yra energiją kaupiančių ar ją grąžinančių elementų, tuo metu kai keičiasi jos re-žimas vyksta pereinamieji procesai. Pereinamaisiais procesais vadinsime reiškinius, kurių metu elektrinė grandinė pereina iiš vieno stacionaraus režimo į kitą. Kai kuriais atvejais pereinamasis procesas yra normalus grandinės darbo režimas. Reaktyviuose imtuvuose-ritėse ir kondensato-riuose-elektros energija yra kaupiama jų magnetiniame ar elektriniame lauke arba grąžinama šaltiniui.Pakisti šuoliu per laika t=0 energija galėtų tik tokioje ritėje ir kondensatoriuje, kurių ga-lia pl=dWl/dt ir pc=dWc/dt be galo didelė. To negali būti todėl ilgesni ar trumpesni pereinamieji procesai ritėse ir kondensatoriuose yra neišvengiami.

Komutacija vadinsime elektrinės grandinės įjungimą, išjungimą, perjungimą ar labai staigų pa-rametrų pakeitimą. Komutacijos dėsniai yra du:

1 dėsnis. IIdealios ritės srovė prieš komutaciją ir po jos yra ta pati.

2 dėsnis. Kondensatoriaus įtampa prieš komutaciją ir po jos yra ta pati.b) pereinamieji procesai nuolatinės srovės grandinėje su C, c įkrovimas ir iškrovimas.

Kondensatoriaus įkrovimas-tai vienas iš dažnai pasitaikančių ir gana paprastas pereinamasis procesas, kuris prasideda sujungus grandinės jungiklį S. Bet kuriuo pereinamojo proceso mo-mentu grandinei galima taikyti 2ąjį Kirchhofo dėsnį.Ric+uc-U=0. Kondensatoriaus įtampa ekspo-nentiškai didėja, kol po t=∞ tampa lygi šaltinio įtampai U, kuri yra jos nusistovėjusi vertė. Kon-densatoriaus srovė eksponentiškai mažėja kol visiškai išbyksta, jos nusistovėjusi vertė lygi nu-liui. Kai reikia praktiškai nustatyti laiko konstantą iš eksperimentiškai gautų pereinamojo proce-so kreivių, tai patogu padaryti išvedus per bet kurį eksponentės tašką liestinę.

Kondensatoriaus įtampa iškrovimo metu: Uc=Ue-t/r , iškrovimo srovė ic=-(U/R)e-t/r .Gautas nei-giamas srovės ženklas rodo, kad kondensatoriaus iškrovimo srovė yra priešingos krypties negu įkrovimo. Iškraunamo kondensatoriaus įtampa ir srovė mažėja eksponentiškai ir to mažėjimo sparta priklauso nuo grandinės laiko konstantos. Iškrovimo metu kondensatoriaus elektrinio lauko energija rezistoriuje virsta šiluma.c) pereinamieji procesai nuolatinės srovės grandinėje su induktyvumo rite; ritės atjungimas nuo šaltinio.

Sujungus jungiklį grandine pradeda tekėti srovė. Dėl saviindukcijos induktyvumo ritėje atsira-dusi EVJ priešinasi srovė kitimui.il=(U/R) (1-e-t/r); r=L/R; ul=el=Ue-t/r Dėl to grandinės ir rezis-toriaus įtampa eksponentiškai didėja. Ritės įtampa ir EVJ eksponentiškai mažėja. Matome, kkad pereinamojo proceso sparta priklauso ne nuo absoliučių grandinės L ir R verčių, bet nuo jų san-tykio.

Ritės atjungimas: Jei grandinę atjungtume nuo šaltinio, bet trumpai nesujungtume, tai srovė ritė-je turėtų išnykti praktiškai staiga. Kuo sparčiau kinta srovė, tuo didesnė atsiranda ritėje saviin-dukcijos el. Dėl to kontaktai gali pradėti kibirkščiuoti ir net gali išsilydyti. Siekiant apsaugoti grandinę nuo šių nepageidaujamų pereinamojo proceso reiškinių, lygiagrečiai ritei arba visai at-jungiamajai grandinei yra įjungiamas rezistorius arba diodas. Grandinę atjungus, srovė teka už-daru kontūru, kol palaipsniui išnyksta.Transformatoriai

a) paskirtis, veikimo principas, sandara, elektromagnetiniai reiškiniai.

Ats: Pramonėje ar įvairiose technikos srityse jėgos transformatoriai dažniausiai reikalingi tais atvejais, kai imtuvo vardinė įtampa skiriasi nuo tinklo įtampos. Jie aukština arba žemina elekt-ros įtampą. Taip pat būna specialieji transformatoriai: maitinti skirti, matavimo transformatoriai, fazių skaičiaus dauginimo, impulsiniai transformatoriai ir tt.

Paprasčiausio vienfazio transformatoriaus sandara: uždaras magnetolaidis, ant kurio užmautos dvi apvijos. Apvijos elektrikai nesusietos. Jas veria bendras magnetinis srautas, todėl jų ryšys yra magnetinis. Transformatoriaus apvija, kuriai tiekiama elektros energija vadinama pirmine. Apvija, kuri tiekia pakeistą elektros energiją imtuvui yra vadinama antrine.

Transformatoriaus veikimo principas pagrįstas jo apvijų abipusės indukcijos reiškiniu. Prijungus transformatoriaus pirminę apviją prie kintamosios įtampos, apvija teka kintamoji srovė. Atsira-dusi pirminė MVJ sukuria magnetolaidyje kintamąjį magnetinį srautą. Jis veria abi transforma-toriaus aapvijas ir indukuota jose EVJie e2. Jei antrinė grandinė atvira, transformatorius veikia tuščiosios eigos režimu. Sujungus jungiklį Q, transformatorius apkraunamas. Jo antrine apvija ir imtuvu teka srovė.

Pritaikę dešiniojo sraigto taisyklę transformatoriaus antrinei apvijai matome, kad antrinė srovė kuria magnetinį srautą, kurio kryptis yra priešinga pirminės srovės kuriamo magnetinio srauto krypčiai. Vadinasi, pirminė apvija transformatoriaus magnetolaidį įmagnetina, o antrinė-išmagnetina.b) apvijų evj, tuščioji eiga, apkrautas transformatorius, trumpasis jungimas.

Ats: Pirminę ir antrinę elektrovaros jėgas galime užrašyti šitaip: e1=N2dФ/dt.

Transformatoriaus transformacijos koeficientas yra jo didesniosios EVJ santykis su mažesniąja.

K=E1/E2=N1/N2.

Kai transformatorius neapkrautas, jo antrine grandinė atvira.I=0.Ir U=E Pirmine apvija teka tuš-čiosios eigos srovė I0 ,kuri esti daug silpnesnė už pirminę vardinę srovę.Paprastai I0 sudaro keli procentai I1N vertės. Dėl to įtampos kritimas pirminės apvijos aktyviojoje varžoje yra mažas, ir jo galime nepaisyti. Taip pat galime nepaisyti ir pirminės apvijos sklaidos magnetinio srauto. Tuščiosios eigos srovė tiesiog proporcinga transformatoriaus magnetolaidžio magnetinei varžai. Kuo geresnės magnetinės magnetolaidžio savybės ir kuo mažesni oro tarpai jo lakštų sandūrose, tuo silpnesnė transformatoriaus tuščiosios eigos srovė.

Trumpojo jungimo bandymas atliekamas sujungiant antrinę transformatoriaus apviją trumpai. Pirminė apvija prijungiama prie tokios sumažintos įtampos, kad apvijomis tekėtų vardinės sro-vės. Trumpojo jungimo bandymo metuU1=Uk, ir yra nedidelė, lyginant su vardine.Iš trumpojo jungimo bandymo duomenų apskaičiuojamos transformatoriaus atstojamosios

varžos, kurios vadinamos trumpojo režimo varžomis.c) transformatorių parametrai ir charakteristikos, transformatoriaus nvk.

Transformatorių svarbiausieji parametrai yra tokie: pilnutinė galia Sn, pirminė ir antrinė vardi-nės srovės I1n, ir I2n, pirminė vardinė įtampa U1n, ir antrinė tuščiosios eigos įtampa, trumpojo jungimo ir tuščiosios eigos galia Pk, ir Po, santykinė tuščiosios eigos srovėIo, santykinė trumpo-jo jungimo įtampa Uk, tinklo įtampos dažnis f.

Naudingumo koeficientas yra lygus aktyviosios galios, kurią transformatorius perduoda imtu-vui, ir imamos iš tinklo aktyviosios galios santykiui. Η=P2/P1. Naudingumo koeficientas pri-klauso nuo jo apkrovos. TTransformatoriaus naudingumo koeficientas didžiausias, kai Pk=Po, ty elektriniai nuostoliai lygūs magnetiniams nuostoliams. Keičiantis transformatoriaus apkrovai gana plačiose ribose, naudingumo koeficientas išlieka gana didelis. Nkv yra labai svarbi energe-tinė transformatoriaus charaktersistika.d) trifaziai transformatoriai ir autotransformatoriai, specialieji transformatoriai.

Trifaziam transformatoriui būdinga tai, kad jame yra trifazis magnetolaidis. Trifazis transforma-torius lyginant su trimis vienfaziais yra ekonomiškesnis, jo magnetiniai grandinei reikia mažiau plieno, mažesnė jo masė ir matmenys. Trifazio transf. Veikimo principas yra toks pats kaip vienfazio, todėl jo tyrimui taikomi tie patys principai ir metodai.

Autotransformatorius ttai toks transformatorius, kurio pirminė ir antrinė apvijos yra elektriškai sujungtos ir turi bendrų vijų. Kai autotransformatorius yra žeminimo, jo antrinė apvija yra dalis pirminės apvijos. Kai aukštinimo,-pirminė yra dalis antrinės. Autotransformatoriuje energija iš pirminės apvijos į antrinę perduodama ne ttiktai magnetiniu lauku, bet ir apvijų elektriniu ryšiu. Dirbant su autotransformatoriumi reikia nepamiršti, kad pirminė ir antrinė apvijos turi elektrinį ryšį. Tai reiškia, kad esant nedidelei antrinei įtampai, prie antrinės grandinės prisiliesti gali būti pavojinga..

Specialieji transformatoriai tai suvirinimo transformatoriai. Iš jų plačiausiai naudojami kontak-tinis ir lankinis. Taip pat būna matavimo transformatorai. Jų paskirtis dvejopa: praplečiamos prietaisų matavimo ribos, ir nereikia prietaisų tiesiogiai jungti į aukštos įtampos grandines.

Related Posts