Osnove Elektrotehnike_predavanja IZMJENICNE STRUJE

I semestar

Predmet: Osnove Elektrotehnike

Travnik, decembar 2013. godine

OSNOVE ELEKTROTEHNIKE

- PREDAVANJA –

Internacionalni univerzitet u Travniku

Predmet: OSNOVE ELEKTROTEHNIKE

IZMJENIČNE STRUJE

Osnovni pojmovi

- Izmjenične veličine su veličine kod kojih se smjer i intenzitet mijenjaju u toku

vremena.

- Ukoliko se promjene smjera i intenziteta odvijaju po nekom složenom zakonu i

pri tome se ne ponavljaju govorimo o neperiodičnim izmjeničnim veličinama.



IZMJENIČNE STRUJE

Osnovni pojmovi

- Ukoliko se promjene smjera i intenziteta neke izmjenične veličine pravilno

mijenjaju tokom vremena i pri tome ponavljaju govorimo o periodičnim

izmjeničnim veličinama.



IZMJENIČNE STRUJE

Osnovni pojmovi

- Vrijeme za koje neka periodična funkcija izvrši cijelu promjenu naziva se

perioda ponavljanja i označava se sa T.

- Za periodične funkcije i njihov opis koristi se relacija:



IZMJENIČNE STRUJE

Parametri izmjeničnih veličina

- Parametri izmjeničnih veličina su stalne veličine koje u potpunosti odreĎuju

izmjeničnu veličinu.

- Perioda ponavljanja je vrijeme za koje periodična veličina izvrši cijelu promjenu

po veličini i smjeru. Perioda se označava sa T i mjeri u sekundama (s).

- Frekvencija je broj periodičnih promjena u jedinici vremena i recipročna je

vrijednost periode. Frekvencija se označava sa f i mjeri u hercima (Hz).



IZMJENIČNE STRUJE


- Kružna frekvencija se definiše kao brzina promjene ugla i zavisi od frekvencije.

Označava se sa w a mjeri se u radijanima u sekundi (rad/s).

- Trenutna vrijednost izmjenične veličine jeste vrijednost veličine u odreĎenom

vremenskom trenutku t. Označava se malim slovom npr. i – struja.

- Maksimalna amplituda je najveća vrijednost izmjenične veličine koju ona

postiže za vrijeme jedne periode – i to postiže jednu pozitivnu i jednu negativnu

vrijednost. Označava se velikim slovom i indeksom m, npr - Im



IZMJENIČNE STRUJE


- Izmjenična sinusna veličina se matematički može izraziti preko izraza:



IZMJENIČNE STRUJE


- U slučaju kada početna faza tj. početni ugao nije jednak nuli, trenutna vrijednost

izmjenične veličine definiše se preko izraza



IZMJENIČNE STRUJE

Prikazivanje izmjeničnih veličina pomoću vektora

- Vektori, odnosno fazori grafički prikazuju izmjenične veličine i to tako što im je

dužina srazmjerna amplitudi a ugao koji zatvarju sa horizontalnom osom

predstavlja početnu fazu.



IZMJENIČNE STRUJE


- Na ovaj način moguće je prikazati jedan trofazni sistem kod koga su amplitude

jednake po intenzitetu a meĎusobno su pomjerene za 120 stepeni.



IZMJENIČNE STRUJE


- Vektori se koriste prilikom proračuna strujnih krugova sa izmjeničnim

veličinama obzirom da su pogodni za sabiranje i oduzimanje.



IZMJENIČNE STRUJE

Efektivne i srednje vrijednosti izmjeničnih veličina

- Kod izmjeničnih veličina mogu se kao parametri dati njihove trenutne

vrijednosti, maksimalna vrijednost, efektivna vrijednost i srednja vrijednost.

- Efektivna vrijednost izmjenične struje je ona vrijednost koja na datom

potrošaču u isto vrijeme razvija istu količinu toplote kao i istosmjerna struja.



IZMJENIČNE STRUJE


- Srednja vrijednost izmjenične veličine posmatrana u toku cijelog perioda je

jednaka nuli zato je ima smisla definisati samo za jednu poluperiodu.

- Srednja vrijednost izmjenične struje je jednaka iznosu istosmjerne struje pri

kojoj kroz isti poprečni presjek provodnika u toku jedne poluperiode proĎe ista

količina elektriciteta.



IZMJENIČNE STRUJE


- Dobijeni odnosi izmeĎu maksimalne, efektivne i srednje vrijednosti struja važe i

za ostale izmjenične veličine.



IZMJENIČNE STRUJE - nastavak

Proizvodnja izmjenične struje

- Princip proizvodnje izmjenične struje najlakše je objasniti na primjeru

pravougaonog zavojka koji se stalnom ugaonom brzinom okreće u homogenom

magnetskom polju.



IZMJENIČNE STRUJE


- Inducirana elektromotorna sila u provodniku se mijenja ovisno o sinusu ugla

okretanja provodnika.



IZMJENIČNE STRUJE


- Inducirana elektromotorna sila je sinusna funkcija vremena.



IZMJENIČNE STRUJE

Otpornik u krugu izmjenične struje

- U krugovima sa izmjeničnom strujom već poznati elementi kruga – otpornik,

kondenzator i zavojnica se ponašaju drugačije u odnosu na istosmjerne strujne

krugove.



IZMJENIČNE STRUJE

Otpornik u krugu izmjenične struje

- Trenutni iznos snage u strujnom krugu izmjenične struje sa aktivnim otporom je

promjenjiva veličina i može se izraziti kao proizvod trenutnih vrijednosti napona

i struje u posmatranom strujnom krugu.



IZMJENIČNE STRUJE

Zavojnica u krugu izmjenične struje

- Napon na krajevima zavojnice prednjači struji kroz zavojnicu za ugao od 90

stepeni.



IZMJENIČNE STRUJE

Zavojnica u krugu izmjenične struje

- Snaga u strujnom krugu izmjenične struje sa zavojnicom je promjenjiva i

mijenja se po sinusnom zakonu i ima frekvenciju dvostruko veću od frekvencije

izmjenične struje.



IZMJENIČNE STRUJE

Kondenzator u krugu izmjenične struje

- Struja kroz kondenzator prednjači naponu na kondenzatoru za ugao od 90

stepeni.



IZMJENIČNE STRUJE

Kondenzator u krugu izmjenične struje

- Snaga u strujnom krugu izmjenične struje sa kondenzatorom je promjenjiva i

mijenja se po sinusnom zakonu i ima frekvenciju dvostruko veću od frekvencije

izmjenične struje.



IZMJENIČNE STRUJE

Snaga u krugovima izmjenične struje

- Prividna snaga

- Radna snaga

- Jalova snaga



IZMJENIČNE STRUJE

Monofazni i trofazni sistemi

Trofazni sistemMonofazni sistem



IZMJENIČNE STRUJE




IZMJENIČNE STRUJE


Spoj zvijezda



IZMJENIČNE STRUJE


Spoj trokut



IZMJENIČNE STRUJE

Princip prenosa energije



IZMJENIČNE STRUJE

- Izmjenične struje u primjeni:

- kućne električne instalacije 220V, 50 Hz,

- napajanje industrijskih pogona,

- proizvodnja, prenos i distribucija

električne energije,

- prenos električnih signala (izmjenične

struje visoke frekvencije).

Izmjenične struje u svakodnevnoj praksi



IZMJENIČNE STRUJE

- Izmjenične struje u zrakoplovstvu (zrakoplovi):

- 400 Hz električne instalacije zrakoplova,

- AC generatori,

- pomoćna napajanja zrakoplova APU,

- prenos radio signala (izmjenične struje

visoke frekvencije),




IZMJENIČNE STRUJE

- Izmjenične struje u zrakoplovstvu (aerodromi)

- elektroenergetska mreža – napajanje

aerodromskog kompleksa el. energijom,

- aerodromski potrošači, vizuelni i radio navigacioni

ureĎaji,

- zemaljsko napajanje zrakoplova GPU – 400 Hz.




Osnove Elektrotehnike_predavanja IZMJENICNE STRUJE

Documents

Transcript of Osnove Elektrotehnike_predavanja IZMJENICNE STRUJE