ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ

Σχετικά έγγραφα
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΣΥΝΘΕΤΗ ΜΙΓΑΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο : ΙΣΧΥΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΤΟ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ

Εναλλασσόμενο και μιγαδικοί

m e j ω t } ja m sinωt A m cosωt

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Τµήµα Βιοµηχανικής Πληροφορικής Σηµειώσεις Ηλεκτρονικών Ισχύος Παράρτηµα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 2: Στοιχειώδη Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Μεταβατική Ανάλυση - Φάσορες. Κατάστρωση διαφορικών εξισώσεων. Μεταβατική απόκριση. Γενικό μοντέλο. ,, ( ) είναι γνωστές ποσότητες (σταθερές)

1. Χρονικά Εξαρτημένες Πηγές 2. Φάσορες 3. Σύνθετη Αντίσταση 4. Ανάλυση Δικτύων AC

ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Απαντήσεις των Θεμάτων Ενδιάμεσης Αξιολόγησης στο Μάθημα «Ηλεκτροτεχνία Ηλεκτρικές Μηχανές» Ημερομηνία: 29/04/2014. i S (ωt)

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση

Κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος (ΕΡ)

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 6: Εναλλασσόμενα Ρεύματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

() { ( ) ( )} ( ) () ( )

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΝΕΟ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Ο : ΤΡΙΦΑΣΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 6: Εναλλασσόμενα Ρεύματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Κυκλώματα με Ημιτονοειδή Διέγερση

Έστω μια ΓΜ η οποία περιγράφεται από ένα δίθυρο κύκλωμα με γενικευμένες παραμέτρους ABCD, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.1. Οι σταθερές ABCD είναι:

Κεφάλαιο 1 ο. Βασικά στοιχεία των Κυκλωμάτων

1. Εισαγωγή στην Κινητική

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

2. Όλες οι απαντήσεις να δοθούν στο εξεταστικό δοκίμιο το οποίο θα επιστραφεί.

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

1. Χρονικά Εξαρτημένες Πηγές 2. Φάσορες 3. Σύνθετη Αντίσταση 4. Ανάλυση Δικτύων AC

ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΙΑΦΟΡΑΣ ΦΑΣΗΣ ΔΥΟ ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ, ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑ( FUNCTIONS,TRIGONOMETRY)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 1: Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ)

Φυσική για Μηχανικούς

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 3 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΑΣΚΗΣΗ 4. Ωμική αντίσταση - αυτεπαγωγή πηνίου

2. Όλες οι απαντήσεις να δοθούν στο εξεταστικό δοκίμιο το οποίο θα επιστραφεί.

2. Όλες οι απαντήσεις να δοθούν στο εξεταστικό δοκίμιο το οποίο θα επιστραφεί.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 2. Σ ένα κύκλωμα η στιγμιαία τιμή έντασης του ρεύματος δίνεται από τη σχέση i=100 ημ (314t). Η ενεργός τιμή της έντασης είναι:

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα

Ηλεκτροτεχνία ΙΙ. Ενότητα 3: Ηλεκτρικά κυκλώματα εναλλασσομένου ρεύματος. Δημήτρης Στημονιάρης, Δημήτρης Τσιαμήτρος Τμήμα Ηλεκτρολογίας

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Το ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, με περίοδο

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ «ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ ΙΙ»

Η ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ Αcos(ωt + φ) ΚΑΙ Η ΦΑΣΟΡΙΚΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

Ο μετασχηματισμός Fourier

C (3) (4) R 3 R 4 (2)

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

Φυσική για Μηχανικούς

Εναλλασσόμενο ρεύμα και ταλάντωση.

3. Κεφάλαιο Μετασχηματισμός Fourier

ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΕ HMITONIKH ΔΙΕΓΕΡΣH (HMITONIKH ANAΛYΣΗ)

0 f(t)e st dt. L[f(t)] = F (s) =

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. z x y 2xyi. Re z x y. Θα δείξουμε ότι για τους μιγαδικούς αριθμούς z για τους οποίους ισχύει ότι. z z zz. zz zz z z 1 0 z z 1 (1)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ BODE ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΤΕΥΧΟΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ

Επανάληψη Μιγαδικών Αριθμών

Μετρήσεις µε βαττόµετρο

Στοιχεία R, L, C στο AC

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΝΕΟ ΚΑΙ ΠΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

απόσβεσης, με τη βοήθεια της διάταξης που φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Η σταθερά του ελατηρίου είναι ίση με k = 45 N/m και η χρονική εξίσωση της

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (Θ) Χασάπης Δημήτριος ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2014: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Φώτης Πλέσσας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

ΘΕΜΑ 1ο 1.1 Να γράψετε στο τετράδιό σας τα φυσικά μεγέθη από τη Στήλη Ι και, δίπλα σε καθένα, τη μονάδα της Στήλης ΙΙ που αντιστοιχεί σ' αυτό.

Συστήματα συντεταγμένων

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

2π 10 4 s,,,q=10 6 συν10 4 t,,,i= 10 2 ημ 10 4 t,,,i=± A,,, s,,,

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

στη θέση 1. Κάποια χρονική στιγμή μεταφέρουμε το διακόπτη από τη θέση 1 στη

Αρχή λειτουργίας στοιχειώδους γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 2 Συντονισμός RLC σε σειρά

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Κυκλώµατα εναλλασσόµενης τάσης

Ενότητα 3 η. (Ισχύς, συντελεστής ισχύος, βελτίωση συντελεστή ισχύος. Τριφασικά δίκτυα, γραμμές μεταφοράς)

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΣΧΥΟΣ

ΟΜΑΔΑ Α. Α.3. Η λογική συνάρτηση x + x y ισούται με α. x β. y γ. x+y δ. x

Κεφάλαιο 0 Μιγαδικοί Αριθμοί

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Δομή της παρουσίασης

2 ο κεφάλαιο: Ανάλυση και Σύνθεση κυματομορφών με τον Μετασχηματισμό Fourier

ΗΜΙΤΟΝΟΕΙ Η ΡΕΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΤΑΣΕΙΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ (A.C)

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Α2. Η σχέση που συνδέει την πραγματική ισχύ P,την άεργη ισχύ Q και την φαινόμενη ισχύ S είναι:

ΤΟ ΜΑΥΡΟ ΚΟΥΤΙ. 1. Το περιεχόμενο του μαύρου κουτιού. 2. Είσοδος: σήματα (κυματομορφές) διέγερσης 3. Έξοδος: απόκριση. (απλά ηλεκτρικά στοιχεία)

D.KAVALIEROS QUALITY ASSURANCE (MSC)

Transcript:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ 1

Μια μαθηματική συνάρτηση f(t) χαρακτηρίζεται ως εναλλασσόμενη όταν: Όταν η τιμή παίρνεις θετικές και αρνητικές τιμές (εναλλάσσεται) σε σχέση με το χρόνο. Όταν η εναλλαγή γίνεται περιοδικά δηλαδή η κάθε εναλλαγή επαναλαμβάνεται σε ίσα χρονικά διαστήματα. Όταν το ολοκλήρωμα της f(t) για μια περίοδο είναι ίσο με μηδέν. t t+t f(t)dt=0 Στα ηλεκτρικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος τα μεγέθη όπως το ρεύμα ή η τάση είναι ημιτονοειδείς συναρτήσεις. Είναι δηλαδή συναρτήσεις του ημιτόνου ή του συνημιτόνου με οποιαδήποτε γωνία φάσης φ. Η γενικευμένη σχέση μιας εναλλασσόμενης κυματομορφής τάσης είναι: u u(t ) U cos( t )

Χαρακτηριστικά μεγέθη της κυματομορφής είναι: 1,5 y=cosωt U(t) : η στιγμιαία τιμή. 1,0 y=sinωt U : το πλάτος, η μέγιστη τιμή της τάσης. Y Data 0,5 0,0 ωt+φ : το όρισμα του συνημιτόνου. -0,5 φ : η γωνία φάσης (διαφορά φάσης). -1,0 ω : η γωνιακή ταχύτητα ή αλλιώς η κυκλική συχνότητα με μονάδες rad/sec. -1,5 0 5 10 15 0 5 30 35 X Data Τ: η περίοδος (sec), ο χρόνος που απαιτείται για ένα πλήρη κύκλο της κυματομορφής. f : η συχνότητα, ο αριθμός των κύκλων ανά δευτερόλεπτο είναι ίση με 1/Τ. Η μονάδα μέτρησης είναι το sec -1 ή Hertz. Μεταξύ της κυκλικής συχνότητας ω και της συχνότητας f ισχύει η σχέση ω = πf 3

Στο σχήμα φαίνονται δύο κυματομορφές που περιγράφονται από τις σχέσεις: u U cos t και u U cos( t ) 1 Η διαφορά μεταξύ αυτών των δυο κυματομορφών u 1 και u είναι η διαφορά φάσης φ. Από το σχήμα φαίνεται ότι η u καθυστερεί της u 1 κατά γωνία φ ή ότι η u 1 προπορεύεται της u κατά γωνία φ ή κατά χρόνο t = φ / ω. 4

Ένα διάνυσμα μπορεί να εκφραστεί με δύο τρόπους: A x y Α) Την καρτεσιανή μορφή όπου x είναι η τετμημένη και y η τεταγμένη του διανύσματος. A Β) Την πολική μορφή όπου το μέτρο του διανύσματος και φ η γωνία φάσης του διανύσματος. A e A A Το ονομάζεται και μιγαδικό διάνυσμα. Είναι γνωστό ότι = -1, 3 = 1, 4 = -1 κλπ. 5

Αν έχουμε δύο διανύσματα σε καρτεσιανή μορφή τότε μπορούμε να ορίσουμε τις πράξεις μεταξύ των διανυσμάτων αυτών ως εξής: Πρόσθεση Αφαίρεση A x y B z w A B (x y) (z w) (x z) (y w) A B (x y) (z w) (x z) (y w) Πολλαπλασιασμός A B (x y) (z w) x z x w yz y w x z x w yz y w (x z y w) (x w yz) 6

Διαίρεση Για ορίσουμε τη διαίρεση διανυσμάτων θα πρέπει πρώτα να ορίσουμε τη συζυγή μορφή του A x y A x y διανύσματος την έτσι η διαίρεση γίνεται: A A B (x y) (z w) B (z w) (z w) BB (xz yw) (yz xw) (xz yw) (yz xw) z w z w z w 7

Η μορφή ενός διανύσματος σε πολική μορφή δίνεται από τον τύπο του Euler: και η συζυγής του μορφή όπου και A A e A A e A x y y 1 Όπου φ το τόξο του οποίου η εφαπτομένη είναι ίση με y/x Στο σχήμα έχουμε tan x x OMcos A cos y OMsin A sin A x y x y cos sin A cos sin A cos A sin 8

Aπό τον τύπο του Euler έχουμε : e cos sin και Πράξεις Στην πολική μορφή των διανυσμάτων θα δούμε μόνο τον πολλαπλασιασμό και τη διαίρεση διανυσμάτων, έτσι αν έχουμε τα διανύσματα : A A e 1 και B e cos sin B e Ορίζουμε τον πολλαπλασιασμό: A B ( A e ) ( B e ) A B e ( ) 1 1 Τη διαίρεση A 1 A e A e B B e B ( ) 1 9

Μετατροπή χρονικής συνάρτησης σε μιγαδικό διάνυσμα: Αν έχουμε τη χρονική συνάρτηση u U cos( t ) Η πολική μορφή του διανύσματος είναι: όπου U είναι η ενεργός τιμή της τάσης και ορίζεται ως εξής: U Ue Η καρτεσιανή μορφή της συνάρτησης είναι: Όταν η χρονική συνάρτηση είναι U U U Ucos Usin u U sin( t ) U Ue Τότε έχουμε ( 90 ) γιατί u U cos( t 90) 10

Μετατροπή διανύσματος σε χρονική συνάρτηση Αν έχουμε το διάνυσμα Η πολική μορφή του διανύσματος είναι: U x y όπου U x y Η χρονική συνάρτηση είναι U U e y 1 και tan x u U cos( t ) U cos( t ) Όπως φαίνεται από τα πιο πάνω κατά τη μετατροπή χρονικής συνάρτησης σε μιγαδικό διάνυσμα πολικής ή καρτεσιανής μορφής δεν εμφανίζεται η συχνότητα f ή η κυκλική συχνότητα ω. Η μετατροπή των εναλλασσομένων μεγεθών ρεύματος και τάσης που μεταβάλλονται χρονικά σε μιγαδικά διανύσματα γίνεται για τη διευκόλυνση των πράξεων. Ένα μιγαδικό διάνυσμα δεν είναι ίσο με την αντίστοιχη χρονική συνάρτηση. 11

Στο πιο κάτω σχήμα φαίνεται η μια αντίσταση R που διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα i =Ι cos(ωt+φ), η πτώση τάσης είναι u ir I R cos( t ) U cos( t ) Η πολική μορφή της τάσης Και του ρεύματος είναι: U U e Ue I I e Ie 1

Στο ιδανικό πηνίο η τάση του, όταν διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα i=ι cosωt, δίνεται από τη σχέση: di d u L L (Icos t) LIcos( t 90) dt dt U cos( t 90) O όρος ω*l ονομάζεται επαγωγική αντίδραση (αντίσταση) και συμβολίζεται με Χ L (Ω) 13

Τα μιγαδικά διανύσματα ρεύματος i και τάσης u είναι: Πολική μορφή του i I I 0 e Καρτεσιανή μορφή του I I I I (cos 0 sin 0 ) I Πολική μορφή της τάσης u Καρτεσιανή μορφή της τάσης u U LI 90 M 90 U e e LI LI M U (cos 90 sin 90 ) M 14

Στον ιδανικό πυκνωτή το ρεύμα του i, όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση u=u cosωt, δίνεται από τη σχέση: du d i C C (Ucos t) CU ( sin t) dt dt I cos( t 90) O όρος X C U 1 I C (Ω)ονομάζεται χωρητική αντίδραση (αντίσταση) 15

Τα μιγαδικά διανύσματα ρεύματος i και τάσης u είναι: Πολική μορφή του i Καρτεσιανή μορφή του I Πολική μορφή της τάσης u I 90 I e 90 C Ue I I I (cos 90 sin 90 ) I U 0 U e 0 Ue Καρτεσιανή μορφή της τάσης u U U U (cos 0 sin 0 ) 16