Współczynnik kształtu dla przebiegu sinusoidalnego
Określa kształt przebiegu periodycznego (okresowego). Jest to stosunek wartości skutecznej do wartości średniej.
$$k_{k} = \frac{U_{\text{SK}}}{U_{sr}} = \frac{I_{\text{SK}}}{I_{sr}} = 1,11$$
Wartość skuteczna – jest to odpowiadająca wartość prądu stałego, który przepływając przez uziemioną rezystancję R, spowoduje wydzielenie na rezystancji tej samej ilości energii cieplnej jaki wydzielił prąd sinusoidalnie zmienny na tej samej rezystancji i tym samym oporze
Wartość średnia – jest to taka wartość pradu stałego, który przepływając przez przekrój poprzeczny odbiotnika w czasie t=T/2 powoduje przesunięcie takiej samej ilości ładunku jaki przesunął by prąd sinusoidalnie zmienny w tym samym czasie.
Ogniwo słoneczne
Element półprzewodnikowy, w którym następuje konwersja energii słonecznej w energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego, czyli poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym pod wpływem fotonów o energii większej, elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.
Połączenie równoległe elementów R,L,C, gdzie wypadkowa impedancja równa jest rezystancji. Jakie zjawisko wystepuje?
W układzie równeloegłum występuje tzw. rezonans prądów czyli susceptancja pojemnościowa i susceptancja indukcyjna są sobie równe BL=BC
Y = G + j(BC−BL)
∖nBC − BL = 0
Prawo Ohma
Jest to proporcjonalność natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia panującego między końcami przewodnika:
U = R * I
Prawo Kirhoffa
I prawo Kirhoffa
Suma prądów dopływających do węzła jest równa sumie prądów odpływających.
np : I1 + I2 + I5 = I3 + I4
II prawo Kirhoffa
Suma sił elektromotorycznych i spadków napięć w obwodzie wynosi zero.
cosφ jest miarą wykorzystania energii. Współczynnik mocy obwodu elektrycznego charakteryzuje zdolność obwodu do odbioru energii elektrycznej w stosunku do wydolności energetycznej źródła zasilania. Niski współczynnik mocy jest powodem generowania dużych kosztów eksploatacyjnych w fabrykach. Idealny współczynnik mocy wynosi 1. W fabrykach współczynnik mocy musi wynosić powyżej 0,93.
$$\mathbf{cos\varphi =}\frac{\mathbf{P - moc\ czynna}}{\mathbf{S - moc\ pozorna}}$$
Obwody transformatora
Obwody elektryczne – jest to uzwojenie pierwotne i wtórne, które jest nawinięte na kolumny tranformatora. Oba uzwojenia są zazwyczaj odseparowane galwanicznie, co oznacza, że nie ma połączenia elektrycznego pomiędzy uzwojeniami, a energia przekazywana jest przez pole magnetyczne. Wyjątkiem jest autotransformator, w którym uzwojenie pierwotne i uzwojenie wtórne posiadają część wspólną i są ze sobą połączone galwanicznie.
Obwód magnetyczny – jest nim rdzeń transformatora i służy do przewodzenia strumienia magnetycznego. Składa się on z kolumn, na które nawija się uzwojenie oraz jarzm, które łączą kolumny. Najczęściej rdzeń transformatora wykonuje się z cienkich, odpowiednio izolowanych, silnie nakrzemionych blach, dzięki czemu zmniejsza się straty powstające na skutek prądów wirowych i histerezy.
Zastosowania ogniw słonecznych
elektronika użytkowa, kalkulatory, lampy ogrodowe, oświetlanie znaków drogowych i wspomaganie sygnalizacji świetlnej;
zasilanie elektroniki promów i sond kosmicznych, stacji orbitalnych i sztucznych satelitów ziemi (w przestrzeni kosmicznej promieniowanie słoneczne jest o wiele silniejsze);
doładowywanie akumulatorów w dzień i wykorzystywanie energii w nocy na jachtach, kempingach, domach jednorodzinnych;
zasilanie automatyki przemysłowej i pomiarowej;
produkcja energii w pierwszych elektrowniach słonecznych.
Przekładnia transformatorowa
Stosunek liczby zwojów po stronie pierwotnej do liczby zwojów po stronie wtórnej
$$Z = \frac{n_{\text{pierwotne}}}{n_{wrorne}}$$
Jeżeli:
npierwotne > nwrotne to transformator obniza napiecie
∖nnpierwotne < nwrotne to transformator podwyzsza napiecie
Kierunek zaporowy
Kierunek polaryzacji nazywamy zaporowym jeżeli obszar n połączymy z dodatnim biegunem źródła napięcia, zaś obszar p z ujemnym, warstwa zaporowa zwiększy się i dioda nie będzie przewodzić prądu.
Konwersja fotowoltaiczna
Wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym pod wpływem fotonów, o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.
Połączenie szeregowe elementów R,L,C, gdzie wypadkowa impedancja równa jest rezystancji. Jakie zjawisko wystepuje?
Wystepuje tzw. rezonans napięć, czyli reaktancje XL oraz XC są sobie równe i znoszą się.
Z = R + j(XL − XC)
XL − Xc = 0
Budowa ogniwa fotowoltaicznego
Fotoogniwo zbudowane jest z dwóch warstw półprzewodnika, najczęściej krzemu, które tworzą złącze p-n. Na złącze pada światło powodując powstawanie par elektron-dziura. Dzięki wewnętrznemu polu elektrycznemu elektrony zostają przesunięte do warstwy n, a dziury do warstwy p. Rozdzielenie tych ładunków w złączu powoduje powstanie na nim różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.
Próba zwarcia. Schemat zastępczy
Stan zwarcia – stan, w którym do uzwojenia pierwotnego doprowadzone jest napięcie, a uzwojenie wtórne jest zwarte. Zwarcie pomiarowe realizowane jest celowo, aby wyznaczyć dane charakterystyczne.
X2′ = ϑ2 * X1
∖nR2′ = ϑ2 * R1
$$\backslash n{\vartheta = \frac{N_{1}}{N_{2}} \approx \frac{U_{1}}{U_{2}}}$$
gdzie:
f – częstotliwość obwodu w hercach,
L – indukcyjność cewki w henrach,
C – pojemność kondensatora w faradach,
ω – częstość kołowa w radianach/sekundę.
Próba stanu jałowego
Pozwala wyznaczyć straty w żelazie Fe. W związku z tym że straty w uzwojeniach są niewielkie można powiedzieć, że moc czynna Po dopływająca do transformatora o stanie jałowym jest prawie równa stratom mocy w rdzeniu.
P ≅ PFe
Współczynnik szczytu
Jest to stosunek wartości maksymalnej do wartości skutecznej.
$$k_{\text{szczytowa}} = \frac{U_{\text{MAX}}}{U_{\text{SK}}} = \frac{I_{\text{MAX}}}{I_{\text{SK}}}$$
Warunki wpływające na rezystancję:
Długość przewodnika
Pole przekroju poprzecznego
Rodzaj przewodnika
Temperatura