ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Ενότητα 6: Εναλλασσόμενο Ρεύμα Αριστείδης Νικ. Παυλίδης Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Βιομηχανικού Σχεδιασμού ΤΕ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη 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. 3
Σκοποί ενότητας Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής θα πρέπει να κατανοεί την διαφορά μεταξύ εναλλασσομένου και συνεχούς ρεύματος και να μπορεί να αντιληφθεί την λειτουργία του εναλλασσομένου ρεύματος. 4
Περιεχόμενα ενότητας Ημιτονοειδής μεταβολή σε σχέση με τον χρόνο. Διάγραμμα τάσεων. Διάγραμμα εντάσεων. Διάγραμμα αντιστάσεων. 5
ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ 6
Ημιτονοειδής μεταβολή σε σχέση με τον χρόνο Σχήμα 1: Ημιτονοειδής μεταβολή σε σχέση με τον χρόνο (Διδάσκων, 2014). u = u 0 *ημ(ωt) (Στιγμιαία τάση). U = 0,707*u 0 (Ενεργός τάση). i = i 0 *ημ(ωt) (Στιγμιαία ένταση). I = 0,707*i 0 (Ενεργός ένταση). Τα u και i είναι συμφασικά. 7
Διάγραμμα Τάσεων Οι τάσεις προστίθενται διανυσματικά. Στην R η τάση είναι σε φάση με την ένταση. Στο πηνίο (ιδανικό) η τάση προπορεύεται της έντασης κατά 90 0. Στον πυκνωτή η τάση καθυστερεί της έντασης κατά 90 0. 8
Κύκλωμα L-C σειράς Σχήμα 2: Κύκλωμα L-C σειράς (Διδάσκων, 2014). 9
R-C σειρά Σχήμα 3: Κύκλωμα R-C σειρά (Διδάσκων, 2014). 10
R-L σειρά Θεωρούμε το πηνίο ιδανικό. Σχήμα 4: Κύκλωμα R-L σειρά (Διδάσκων, 2014). 11
Κύκλωμα R-L-C σειράς Σχήμα 5: Κύκλωμα R-L-C σειράς (Διδάσκων, 2014). 12
Διάγραμμα Τάσεων Σχήμα 6: Διάγραμμα Τάσεων (Διδάσκων, 2014). 13
Υπολογισμός τάσης Το μέτρο της τάσης δίνεται από την σχέση: Το όρισμα δίνεται από την σχέση: Και η γωνία βρίσκεται από το: 14
L-C παράλληλο Σχήμα 7: L-C παράλληλο (Διδάσκων, 2014). 15
R-C παράλληλο Σχήμα 8: L-C παράλληλο (Διδάσκων, 2014). 16
R-L παράλληλο Σχήμα 9: R-L παράλληλο (Διδάσκων, 2014). 17
R-L-C παράλληλο Θεωρούμε το πηνίο ιδανικό. Σχήμα 10: R-L-C παράλληλο (Διδάσκων, 2014). 18
Διάγραμμα Εντάσεων 1/2 Σχήμα 11: Διάγραμμα Εντάσεων (Διδάσκων, 2014). 19
Διάγραμμα Εντάσεων 2 Το μέτρο της τάσης δίνεται από την σχέση: U= U R2 +(U L -U C ) 2 Το όρισμα δίνεται από την σχέση: Cosφ = U R /U Και η γωνία βρίσκεται από το: cos -1 20
R-L-C παράλληλο Σχήμα 12: R-L-C παράλληλο (Διδάσκων, 2014). 21
Αντιστάσεις R = Ωμική αντίσταση που μετριέται σε (Ω). X L = Επαγωγική αντίσταση που μετριέται σε (Ω). X L = ω*l. Όπου L = συντελεστής αυτεπαγωγής και μετριέται σε (Henry). Όπου ω = 2πf η γωνιακή ταχύτητα και μετριέται σε rad/sec. Χ C = Χωρητική αντίσταση και μετριέται σε (Ω). X C = 1/ (ω*c) Όπου C η χωρητικότητα του πυκνωτή και μετριέται σε F (Farad). 22
Διάγραμμα αντιστάσεων σε ορθογώνιο άξονα Οι αντιστάσεις προστίθενται διανυσματικά. Το μέτρο τους δίνεται από τον τύπο: Z= R 2 +(X L -X C ) 2 Και το όρισμά τους από το συνημίτονο της γωνίας φ. Cosφ = R/Z cos -1 Σχήμα 13: Διάγραμμα αντιστάσεων σε ορθογώνιο άξονα (Διδάσκων, 2014). 23
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Αριστείδης Νικ. Παυλίδης. «ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. 25
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 και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ 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. 26
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. 27