Tuljava

1. 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)

2. Magnetenje, histerezna zanka B I nasičenje Br -Hc prvo magnetenje U 0 H +Hc nasičenje

3. 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)

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

5. 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=?

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

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

8. 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=?

9. 1/|Z| 1/XC φ 1/R Primer: vzporedna vezava R in C • U= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f = 60Hz

10. 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

11. 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) • Lenzje tudi v električni indukciji videl konzervativnost narave • Zakaj vrtinčni tokovi? • Induktivnost je lastnost(dušilke), kapacitivnost je lastnost … • Uporabnost elektromagnetne indukcije

12. 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

13. 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: termoelektričnipojav(termočlen) (stran v angleščini) • iz svetlobe: fotoelektrični pojav (polprevodnik) (stran)

14. 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 izvedbeza galvansko ločitev – kaj pomeni izraz galvanska ločitev?

15. 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)?

16. 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

17. Uporaba električne energije • Dopustni toki glede na presek žic

18. 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)

19. 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