15.Stany nieustalone w obwodach prądu stałego z elementami RC.

Schemat-ładowanie i rozład. kondensatora:

i₁-prad ładowania, i₂-prad rozładowania

Ze względu na dielektryk będący izolatorem przez kondensator nie może płynąc prąd. Jednakże w procesach łączeniowych polegających na ładowaniu i rozładowaniu kondensatora, w przewodach doprowadzających prąd płynie. Jeżeli kondensator o pojemności C zostanie włączony za pośrednictwem rezystancji R do sieci prądu stałego o napięciu U, to popłynie prąd: i=(U-u_c)/R, dzięki któremu kondensator

uzyska ładunek q. Ze wzrostem ładunku wzrasta na kondensatorze napięcie u_c, którego zwrot jest przeciwny do zwrotu napięcia sieci U. Ponieważ napięcie u_c wzrasta podczas procesu ładowania, wiec zgodnie ze wzorem i=(U-u_c)/R prąd ładowania maleje i gdy napięcie u_c osiągnie wartość U, to prąd przestanie płynąc. Z zależności i=dq/dt=C(du_c/dt) wynika, ze prąd ładowania jest proporcjonalny do prędkości zmiany napięcia na kondensatorze. Różniczkując równanie

RC(du_c/dt)=U-u_c otrzymuje się napięcie na kondensatorze w postaci rosnącej funkcji wykładniczej: u_c=U(1-e^-t/RC), natomiast prąd ładowania kondensatora w postaci zanikającej funkcji wykładniczej wynosi: i=(U/R)e^-t/RC. Rozładowanie kondensatora następuje poprzez przełączenie przełącznika na opornik i w podobny sposób jak dla ładowania można zapisać: q=Cu_c, i=-dq/dt, u_c=R⋅i . Znak minus w wyrażeniu na prąd i ozn. Ze ładunek

maleje. Z powyższych związków otrzymuje się równania różniczkowe: du_c/dt=-(1/RC)⋅u_c po rozwiązaniu którego otrzymuje się zanikające funkcje wykładnicze: u_c=Ue^-t/RC, i=(U/R)⋅e^-t/RC. Czas ładowania i rozładowania zależy od rezystancji i pojemności obwodu gdyż iloczyn RC nz. stałą czasową obwodu. Przez zmianę R lub C wpływamy na czas ładowania i rozładowania kondensatora.

Przebieg napięcia i prądu podczas ładowania kondensatora:

Przebieg napięcia i prądu podczas rozładowania kondensatora:

25.Stany nieustalone w obwodach prądu stałego z elem. RL.

Jeżeli przełącznik zostanie włączony w położenie 1 to prąd, który powinien ustalić się po pewnym czasie wynosi: I=U/R, ponieważ narastaniu prądu przeciwstawia się SEM samoindukcji. W czasie narastania prądu w obwodzie działa napięcie U oraz SEM samoindukcji, wiec na podstawie prawa Ohma prąd: i=[U-L(di/dt)]/R. Podstawiając U/R=I oraz L/R=T otrzymuje się równanie różniczkowe: di/dt=(1/T)(I-i), uwzględniając i=0 i t=0 otrzymujemy

i=I(1-e^-t/T). Stad wynika, ze prąd w obwodzie z cewka indukcyjna włączonym na napięcie U narasta wg funkcji wykładniczej tym szybciej im mniejsza jest stała czasowa T obwodu tj. im mniejsza jest indukcyjność L w stosunku do rezystancji R obwodu.

Przebieg narastania prądu przy włączeniu obwodu do napięcia stałego.

Jeżeli obwód RL zostanie zwarty tzn. przełącznik w położeniu 2 to w równaniu należy przyjąć U=0. Równanie różniczkowe i=-T(di/dt) po uwzględnieniu t=0, i=I=U/R, ma postać: i=Ie^-t/T. Stad wynika, ze prąd w zwartym obwodzie zawierającym R,L nie znika natychmiast lecz maleje wg krzywej wykładniczej:

Przebieg zanikania prądu przy zwarciu obwodu.

Stad wynika ze indukcyjność L przeciwstawia się gwałtownej zmianie prądu w obwodzie, a wiec element L jest elementem zachowawczym.

37. Metody i zasady wykonywania pomiarów elektrycznych.

Pomiarem nazywa się proces poznawczy polegający na porównaniu wielkości mierzonej z jej jednostka za

pomocą doświadczenia fizycznego.

W pomiarach elektr. Stosuje się metody odchyłkowe i zerowe.

Met. Odchyłkowe dzielimy na porównawcze i bezpośrednie

Met. Porównawcza polega na porównaniu 2 wartości.

Met. bezpośrednia polega na odczytaniu wskazania bezpośrednio z przyrządu

Met. Zerowa-dzielimy na mostkowe i kompensacyjne

Polegają one na doprowadzeniu do zamku prądu w kontrolnej części układu i wyznaczenie nieznanej rezystancji w metodzie mostkowej lub nieznanej SEM w met. Kompensacyjnej na podstawie innych znanych warunków w układzie. Największą dokładność zapewniają metody zerowe ze względu na możliwość zas. dokładnych przyrządów -galwanometrów.

Błędem bezwzględnym Δ nazywamy różnicę wskazania przyrządu Ax i wartości rzeczywistej Ar .

Poprawka p= - Δ ; błąd względny δ=Δ/Ar*100% dokładność przyrządu określa się δm=Δ/Am*100

Czułością miernika K nazywamy liczbę działek podziałki przypadająca na jednostkę wielkości mierzonej K=αm/Am

Stała miernika c=1/K=Am/αm

38. Mierniki magnetoelektryczne-budowa i parametry

Mierniki magnetoelektryczne

Zbudowane są z 2 przyrządów magnetycznych , z cewką ruchomą i magnesem ruchomym.

W przyrządach z ruch cewką wykorzystuje się oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem.

F=B*I*l; Mn=2r*F*N=2rBIlN=C1*J gdzie N-liczba zwojów 2r-szerokość cewki

Z warunków równowagi wynika, że odchylenie będzie proporcjonalne do prądu α=C1/Cs=I/Cp Przy zmianie kierunku prądu zmienia się zwrot momentu napędowego- wskazówka odchyla się w druga stronę dlatego na zaciskach przyrządów magnetoelektrycznych oznacza się biegunowość.

39.Mierniki elektromagnetyczne-pomiar prądu, napięcia, zmian zakresów pomiarowych

Przyrządy magnetoelektryczne stosuje się przede wszystkim do pomiaru prądu i napięcia stałego. Umożliwiają one bezpośredni pomiar prądu nie przekraczającego kilkudziesięciu miliamperów. Przy pomiarze większych prądów przyłącza się bocznik.

RB=RA/(n-1)

Podobnie dla napięć.

Rp=Rr*(n-1)

Przyrządy magnetoelektryczne wyposażone są w komplet przełączalnych boczników jest miernikiem uniwersalnym. Wyposażenie go w prostownik pozwala na zastosowanie go także w prądzie przemiennym. Zmianę zakresu możemy regulować prze dodawanie oporników.

40. Mierniki elektromagnetyczne-budowa i parametry.

Zasada działania: istnieją dwa rodzaje przyrządów elek-mag: jednordzeniowe i dwurdzeniowe.

W 1 rdzeniowym rdzeń jest z miękkiej stali jest wciągany do szczeliny płaskiej cewki.

W 2 rdzeniowym wewnątrz cylindra cewki znajdują się dwie blachy: ruchoma połączona z osią na której osadzona jest wskazówka i nieruchoma na stałe przymocowana do cewki.

Pole magnetyczne wciągające rdzeń do otworu cewki powoduje obrót rdzenia na osi. Moment napędowy,

powstający w wyniku wciągania rdzenia jest równoważony momentem zwarciowym sprężyny spiralnej. Na osi jest osadzone ramię zakończone skrzydełkiem poruszającym się w komorze tłumika. Przy zmianie zwrotu prądu płynącego przez cewkę następuje jednoczesne przemagnesowanie rdzenia, tak że jest on nadal wciągany nadal do środka cewki. Miernik elektromag. działa prawidłowo bez względu na zwrot płynącego prądu tzn. że jest niewrażliwy na

zmianę biegunowości.

41. Mierniki elektromagnetyczne: pomiar prądu napięcia zmiana zakresu pomiarowego.

Mierniki elektromag. są budowane jako amperomierze i woltomierze o prostej i taniej budowie ale o średniej dokładności.

Pomiar napięcia-aby włączenie woltomierza nie wpływało wyraźnie na istniejący rozpływ prądu w obwodzie, rezystancja woltomierza powinna być jak

największa czyli pobór prądu jak najmniejszy. Najkorzystniejsze są woltomierze magnetoelektryczne.

Rozszerzenie zakresu pomiarowego woltomierzy-chcąc mierzyć napięcie U=n*U_v, to znaczy n razy większe niż napięcie woltomierza, musimy odpowiednio dobrać opornik Rd.

(R_D+R_V)I_V=U ;
(R_D+R_V)/R_V=U/U_V=n ;

R_D+R_V=nR_V ; R_D=(N-1)R_V

Woltomierze przenośne mają zwykle wbudowane oporniki dodatkowe w mierniku ,maja przeważnie 2 lub więcej zakresów pomiarowych.

Pomiar prądu-aby włączenie amperomierza nie wpłynęło na wartość mierzonego prądu rezystancja Ra amperomierza powinna być jak najmniejsza ściśle mówiąc spadek napięcia na amperomierzu powinien być jak najmniejszy.

Zakres pomiarowy amperomierza-możemy zwiększyć włączając równolegle do amperomierza bocznik tj. rezystor o odpowiednio małej rezystancji Rb. Do amperomierzy elektromag. nie stosuje się boczników. Dwa zakresy uzyskuje się w nich za pomocą cewki dwu dzielnej w układzie szeregowym lub równoległym.

43. Przekładnik prądowy i napięciowy.

Przekładnikiem nazywamy transformator przeznaczony do zasilania przyrządów pomiarowych i przekaźników. Przekładnik zapewnia odizolowanie obwodu pomiarowego od kontrolowanego obwodu pierwotnego umożliwiają zdalne wykonywanie pomiarów a także rozszerzają zakres pomiarowy przyrządów.

Przekładnik prądowy

Przekładnia przekładnika prądowego nazywamy stosunek K₁=I₁/I₂

44. Mierniki elektrodynamiczne-zasada działania, budowa.

Działanie tych mierników opiera się na powstawaniu sił elektrodynamicznych w dwóch przewodach z prądem. Mechanizm przyrządu składa się z dwóch cewek, nieruchomej i umieszczonej w polu pierwszej ruchomej. Doprowadzanie prądu do cewki ruchomej

odbywa się za pomocą spiralnych sprężynek, które jednocześnie wytwarzają moment zwrotny. Cewka nieruchoma może być osadzona na rdzeniu stalowym. Miernik ten jest typowym dwu cewkowym elektromechanicznym przetwornikiem energii. Miernikiem tym możemy mierzyć prąd stały i przemienny, może też być stosowany jako watomierz. Przy odpowiednim połączeniu cewek możemy nim

mierzyć moc bierną.

45. Mierniki indukcyjne-zasada działania.

Mierniki te wykorzystuje się jako liczniki energii elektr. W miernikach tych wykorzystuje się oddziaływanie strumienia magnetycznego, wytworzonego przez prąd płynący w cewce elektromagnesu, na prądy wirowe indukowane w metalowej tarczy. Głównymi zespołami licznika są: elektromagnes napięciowy, elektromagnes prądowy, tarcza aluminiowa, magnes trwały i liczydło. Cewka

elektromagnesu napięciowego ma dużą liczbę zwojów cienkiego drutu miedzianego. Cewka prądowa ma małą liczbę zwojów z grubego drutu. Tarcza alum. jest osadzona na łożyskowanej osi połączonej przekładnią z liczydłem. Pod wpływem sinusoidalnego napięcia i prądu doprowadzonych do odpowiednich cewek licznika powstają przemienne strumienie magnetyczne przenikające tarczę. Strumienie te indukują prądy

wirowe w tarczy. Współdziałanie powstałych prądów

wirowych ze strumieniami magnetycznymi powoduje powstanie momentu napędowego: M_n=kUIcosφ

Strumień prądowy wywołany prądem odbiornika jest w fazie z tym prądem, a strumień napięciowy wytwarzany przez cewkę napięciową opóźnia się względem napięcia o kąt prosty. Moment napędowy równoważony jest przez moment hamujący, który powstaje w obracającej się tarczy aluminiowej na skutek przecinania jej przez strumień mag magnesu

trwałego. W tarczy indukują się prądy wirowe proporcjonalne do strumienia i prędkości obrotowej tarczy. Wzajemne oddziaływanie strumieni powoduje wytworzenie momentu obr skierowanego przeciwnie do kierunku obrotu tarczy.

46.Pomiar mocy w obwodach trój fazowych.

Do pomiaru mocy w sieciach 3-fazowych stosuje się watomierze i waromierze. W zależności od obciążenia

sieci symetryczne lub niesymetryczne i rodzaju sieci 3 lub 4 przewodowe stosuje się rożne połączenia mierników. Dla sieci obciążonych symetrycznie wystarczające jest wykorzystanie tylko 1 miernika. W sieci 4 przewodowej obciążonej symetrycznie gdy moc każdej z faz jest jednakowa, wystarczy mierzyć moc jednej fazy. Moc całkowita P=3*P₁

W sieciach 3 przewodowych obciążonych symetryczni, moc mierzy się jednym watomierzem w układzie ze

sztucznym punktem zerowym. W sieciach obciążonych nie symetrycznie 4 przewodowych watomierze włączone są po jednym na każdą fazę. W sieciach 3 przewodowych obciążonych nie symetrycznie obwody napięciowe mierników połączone są w gwiazdę. Moc całkowita P=P ₁+P ₂+P ₃

W sieciach 3-przewodowych symetrycznych i niesym stosuje się również układ Arona złożony z dwóch watomierzy.Cewki prądowe tych watomierzy są

włączone na dwie dowolne fazy. Początki cewek napięciowych są połączone z początkami odpowiednich cewek prądowych końce cewek napięciowych są przyłączone do trzeciego przewodu. Moc całkowita P=P ₁+P ₁

47. Zasada działania i budowa transformatora jednofazowego.

Budowa transf. - obwód magnetyczny transformatora stanowi rdzeń złożonych z cienkich blach stalowych izolowanych od siebie. Materiałem jest stal o duzej zawartości krzemu, który nadaje blasze szczególny właściwości, jak wąska pętla histerezy i duza rezystywność. Mała pow. Pętli histerezy magnetycznej stanowi o małych stratach energii na histerezę, duża

rezystywność o małych stratach na prądy wirowe. Uzwojenia są w postaci cylindrycznej wykonane w formie cylindrów nałożonych na kolumnę transformatora

Zasada działania transf. polega elektromagnetycznym oddziaływaniu dwóch lub kilku uzwojeń, niepołączonych ze sobą elektrycznie, a nawiniętych na wspólnym rdzeniu, czyli sprzężonych ze sobą wspólnym strumieniem magnetycznym. Prąd

przemienny I₁ płynący w uzwojeniu pierwotnym, wytwarza przemienny strumień magnetyczny, którego część-zwana strumieniem głównym φ obejmuje uzwojenie pierwotne i wtórne indukując w nich napięcie. Napięcie indukowane w uzwojeniu wtórnym jest napięciem źródłowym dla obwodu tego uzwojenia. Część strumienia wytworzonego przez uzwojenie pierwotne nie obejmuje uzwojenia wtórnego, gdyż

zamyka się w okol własnego uzwojenia-jest to strumień rozproszenia φ_r1 . Jeżeli w obwodzie wtórnym płynie prąd I₂ to wytwarza własny strumień, którego część odejmuje się od strumienia głównego zmniejszając jego wartość. Druga część zamyka się poza obwodem głównym tworząc strumień rozproszenia φ_r2 .

48.Parametry biegu jałowego transformatora, definicja, wzory.

Jeżeli uzwojenie pierwotne zostanie dołączone do napięcia sinusoidalnego o częstotl. f to popłynie w nim prąd I_μ zwany prądem magnesującym, który w obwodzie magnetycznym wzbudzi strumień magnetyczny. Jeżeli strumień ten zmienia się sinusoidalnie φ=φ_msinωt to zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej we wszystkich sprzężonych z nim

uzwojeniach powstaną siły elektromag. określone następującymi zależnościami: e₁=-z₁dφ/dt=-z₁ωφ_mcosωt=z₁ωφ_msin(ωt-π/2) , e₂=-z₂dφ/dt=-z₂ωφ_mcosωt=z₂ωφ_msin(ωt-π/2)

Wartości maksymalne tych SEM wynoszą: E_1m=z₁ωφ_m , E_2m=z₂ωφ_{m ,} ich zaś wartości skuteczne: E₁=4.44fz₁φ_m , E₂=4.44fz₂φ_m . Strumień magnetyczny φ przybiera przy tym taka wartość ze indukowana w uzwojeniu

pierwotna SEM jest równa co do wartości napięciu sieci lecz przeciwnie skierowana. Ze wzorów na e₁ i e₂ wynika ze E₁ jest opóźniona w stosunku do strumienia o kat π/2. Transformator w stanie jałowym działa jak cewka indukcyjna. Wyrażenia E₁ i E₂ różnią się miedzy sobą tylko liczba zwojów. Można wiec przez odpowiedni ich dobór podwyższać lub obniżać napięcie. Dla transformatora idealnego napięcia na

jego zaciskach są równe SEM, można wiec napisać:

E₁/E₂=z₁/z₂=υ. Stosunek napiec występujących jednocześnie na zaciskach transformatora w stanie jałowym nz. się przekładnia transformatora. Wielkość ta charakteryzuje podstawowa własność transformatora, a wiec zdolność do obniżania lub podwyższania napięcia. Przekładnia wyraża stosunek napięcia górnego do nap. dolnego, obowiązuje więc zależność υ≥1.

49.Parametry transformatora podczas obciążenia.

Jeżeli w obwodzie wtórnym po przyłączeniu odbiornika płynie prąd I₂ ,to oprócz przepływu pierwotnego I₁z₁ powstanie w transformatorze przepływ wtórny I₂z₂. Przepływ ten wytwarza strumień przeciwdziałający wobec czego wypadkowy strumień magnetyczny jest mniejszy niż strumień w stanie jałowym. SEM E₁ jest również mniejsza, wiec przez

uzwojenie pierwotne popłynie z sieci dodatkowy prąd, który przywróci równowagę miedzy napięciem sieci i

SEM E₁, a strumień magn. zachowa poprzednia wartość. Mimo powstania prądu obciążenia strumień sprzęgający oba uzwojenia pozostaje niezmieniony, wiec SEM E₂ jest również taka sama. W transformatorze idealnym prąd obciążenia zależy tylko od SEM E₂ oraz impedancji odbiornika. W

transformatorze bez strat moc pozorna doprowadzona do strony pierwotnej będzie całkowicie przeniesiona na

stronę wtórna, czyli: U₁I₁=U₂I₂ , stad I₁/I₂=U₂/U₁=z₂/z₁=1/υ . Wraz ze wzrostem prądów I₁ i I₂ zwiększają się straty mocy w uzwojeniach transformatora. Aby nie były one zbyt duże dla każdego tranform. podaje się najw. dop. obciażenie w jednostkach mocy, czyli moc znamionowa S_n=U_1nI_1n .

50. Straty tranform. i ich podział. Sprawność i charakterystyki tranform.

Straty w tranform. dzielimy na straty w stali i w miedzi. Straty w stali-przy przyjętej grubości blach stosowanych w budowie tranform. energetycznych oraz maks. indukcji magn. B_m straty w stali określa się za pomocą współczynnika stratności, zwanego stratnością stali. Stratność jest to liczba wyrażająca straty mierzona w watach na 1kg masy blachy. Dla

obliczenia stratności blach należy korzystać ze wzorów: Δp_h=C_h(f/100)B_m² , Δp_w=C_w(fd/100)²B_m². Δp_h- straty na histerezę, Δp_w- straty na prądy wirowe, C_h, C_w-współcz. zależne od gatunku blach i zawartości krzemu, d-grubość blach, f- częstotliwość, B_m- wartość maks. indukcji magn. w stali. Straty na histerezę są proporcjonalne do pola pow. pętli histerezy, do kwadratu indukcji i częstotliwości. W rdzeniach magnetycznych znajdujących się w zmiennym polu

magn. tworzą się elementarne obwody elektryczne zamknięte, w których płyną prądy, zwane prądami wirowymi. Im większa jest rezystywność blachy tym prądy są mniejsze i ilość wydzielanego ciepła jest mniejsza. Straty w stali reprezentuje rezystancja R_Fe . Jeżeli straty w stali są obliczone lub wyznaczone przez pomiar to rezystancję strat w stali w zależności od napięcia w stanie jałowym można wyznaczyć ze wzoru: R_Fe=E₁²/ΔP_Fe=E₂^'2/ΔP_Fe≅ U₂^'2/ΔP_Fe, w którym

R_Fe=mΔP_Fe=(Δp_h+Δp_w)m, gdzie m-masa stali. Straty w miedzi -są to straty wynikające z przepływu prądu przez uzwojenie o rezystancjach R₁ i R₂ wyrażone wzorem: ΔP_Cu=ΔP_Cu1+ΔP_Cu2=R₁I₁²+R₂I₂²= R₁I₁²+R₂^'I₂^'2. Przyjmuje się, ze straty w uzwojeniu wtórnym występują tylko w stanie obciążenia i w stanie zwarcia transform. Sprawnosc tranform. -jest duża ,gdyż występują w nich tylko straty w stali i w miedzi i

zawiera się ona w granicach (0.92-0.99)%. Sprawn. transform. wielkiej częstotliwości o mocach ułamkowych charakteryzuje się za pomocą współcz. dobroci. Sprawn. tranform. jest to iloczyn mocy czynnej oddanej do mocy czynnej pobieranej przez tranformator .

η=P₂/P₁=U₂I₂cosϕ₂/ U₁I₁cosϕ₁=P₂/(P₂+ΔP_Fe+ΔP_Cu).

1.Silnik asynchroniczny (indukcyjny)-budowa

Nieruchomy stojan wykonany z izolowanych wzajemnie blach stalowych posiada na wewnętrznym swym obwodzie wycięte żłobki. W 2/3 wszystkich żłobków stojana umieszczone jest uzwojenie główne, pozostałe żłobki są wolne lub też nawinięte tzw. uzwojeniem fazy pomocniczej. Wirnik wykonany jest z reguły jako klatkowy dla małych mocy lub pierścieniowy dla większych mocy. Na całej jego

długości wykonane są specjalne żłobki w których są umieszczone uzwojenia.

3. Silnik asynchroniczny klatkowy.

Nieruchomy stojan wykonany z izolowanych wzajemnie blach stalowych posiada na wewnętrznym swym obwodzie wycięte żłobki. W 2/3 wszystkich żłobków stojana umieszczone jest uzwojenie główne, pozostałe żłobki są wolne lub też nawinięte tzw. uzwojeniem fazy pomocniczej. Silnik klatkowy ma na

stojanie uzwojenie 3-fazowe. Fazy uzwojenia w czasie pracy są połączone w gwiazdę lub trójkąt. Obwód elektryczny wirnika jest wykonany z nie izolowanych prętów połączonych po obu stronach pierścieniami zwierającymi. Tym samym obwód wirnika jest zawsze zwarty a zatem żadnych dodatkowych elementów przyłączać do niego nie można.

4.Charakterystyki silnika asynchronicznego klatkowego.

5.Rozruch silników klatkowych.

-Włączenie bezpośrednie do sieci-w tym przypadku z sieci pobierany jest prąd rozruchowy znacznie większy od znamionowego. Powoduje to powstanie dużych spadków napięć w sieci zasilającej.

-Przy zastosowaniu przełącznika gwiazda trójkąt-w pierwszym etapie rozruchu uzwojenie stojana jest w połączone w gwiazdę, a napięcie na każdej fazie jest 3^1/2 razy mniejsze od przewodowego napięcia U sieci

zasilającej. W drugim etapie rozruchu uzwojenie stojana połączone jest w trójkąt a napięcie jest równe napięciu przewodowemu sieci zasilającej.

-Przy użyciu dławików (reaktancji)

-Przy użyciu autotransformatora

6.Silnik asynchroniczny pierścieniowy.

Nieruchomy stojan wykonany z izolowanych wzajemnie blach stalowych posiada na wewnętrznym swym obwodzie wycięte żłobki. W 2/3 wszystkich żłobków stojana umieszczone jest uzwojenie główne, pozostałe żłobki są wolne lub też nawinięte tzw. uzwojeniem fazy pomocniczej. Silnik pierścieniowy ma na stojanie uzwojenie 3-fazowe. Fazy uzwojenia w czasie pracy są połączone w gwiazdę lub trójkąt.

Obwód elektryczny wirnika jest wykonany z izolowanego drutu do którego można przyłączyć dodatkowe elementy zwiększające rezystancje każdej z fazy. Do tego służą umieszczone na wale wirnika tzw. pierścienie ślizgowe, do których przylegają szczotki połączone z dodatkowymi zewnętrznymi elementami.

7.Charakterystyki silnika asynchronicznego pierścieniowego.

-sprawności w funkcji obciążenia

-prądu pobieranego z sieci przez silnik w funkcji obciążenia

-współczynnika mocy w funkcji obciążenia

-poślizgu w funkcji obciążenia

-mocy pobieranej z sieci w funkcji obciążenia

-mocy użytecznej w funkcji obciążenia

8. Rozruch silnika pierścieniowego.

Rozruch dokonuje się przy włączonych w obwód opornikach rozruchowych. Opornik rozruchowy ma zwykle kilka stopni, umożliwiających w miarę wzrostu prędkości obrotowej wirnika przechodzenie na coraz inną charakterystykę odpowiadającą coraz innej wartości rezystancji. Przy rozruchu liczba stopni rozruchowych zwykle nie przekracza 4.

9.Silnik indukcyjny jedno fazowy.

Budowa:

Nieruchomy stojan wykonany z izolowanych wzajemnie blach stalowych posiada na wewnętrznym swym obwodzie wycięte żłobki. W 2/3 wszystkich żłobków stojana umieszczone jest uzwojenie główne, pozostałe żłobki są wolne lub też nawinięte tzw. uzwojeniem fazy pomocniczej. Wirnik wykonany jest z reguły jako klatkowy dla małych mocy lub

pierścieniowy dla większych mocy. Na całej jego długości wykonane są specjalne żłobki w których są umieszczone uzwojenia.

Zasada działania: gdy silnik posiada wyłącznie uzwojenie główne zasilane prądem jedno fazowym, prąd ten wytwarza w stojanie strumień magnetyczny φ, zmieniający się w czasie w takt zmian wywołującego go prądu, nieruchomy w przestrzeni. Takie pole mag. nazywamy polem mag. pulsującym. W uzwojeniu

wirnika indukuje się SEM pod wpływem której popłynie prąd. W wyniku oddziaływania pulsującego strumienia mag. φ stojana na uzwojenia wiodące prąd wirnika powstaną siły działające na poszczególne przewody uzwojenia wirnika. Siły te znoszą się i wirnik nadal pozostaje nieruchomy. Aby silnik zaczął pracować należy przyłożyć do niego moment z zewnątrz.

11.Silnik asynchroniczny-prędkość synchroniczna, poślizg, możliwość regulacji.

Prędkość synchroniczna-jest to prędkość z jaką wiruje pole magnetyczne.

Poślizg-jest to opóźnienie obrotu wałka n_w (wirnika) w stosunku do obrotu pola mag. n_s.

S=(n_s-n_w)/ n_s

Regulacja prędkości obr.:

-przez zmianę liczby par biegunów: pozwala to na skokową regulację prędkości obr., daje regulację prędkości bez strat. n_s=60f/p p- liczba par biegunów

-prze zmianę częstotliwości: w sposób ciagły zapewnia płynną regulację prędkości obrotowej i w szerokim zakresie, znajduje zastosowanie w silnikach szybkoobrotowych, wymaga stosowania złożonych urządzeń elektrycznych.

-Przez zmianę poślizgu: można uzyskać w wyniku włączenia dodatkowej rezystancji w obwód wirnika. Regulacja taka jest zatem możliwa tylko w silnikach pierścieniowych. Wadą tej metody jest powstawanie dodatkowych strat cieplnych w wirniku.

12. Maszyny prądu stałego-komutacja.

Polega na przełączaniu zwojów z jednej gałęzi do drugiej przy użyciu komutatora i szczotek oraz związane z tym zmiany zwrotu prądu w kolejnych zwojach.

13.Maszyna prądu stałego-oddziaływanie twornika.

Jest to rozmagnesowujące działanie prądu I_t. Prąd I_t płynący przez uzwojenie twornika wytwarza strumień

mag. φ_a strumień ten powoduje nieznaczne przesunięcie osi obojętnej oraz zmniejszenie strumienia głównego a tym samym zmniejszenie SEM i momentu elektromag. Do ograniczenia niekorzystnego oddziaływania twornika stosuje się uzwojenie kompensacyjne które wytwarza strumień mag. o przeciwnym zwrocie do strumienia mag. φ_a .

17. Prądnice prądu stałego- wzory, charakterystyki.

Charakterystyki:

-biegu jałowego E_o=f(I_m), I_t=0 , n=const

-obciążenia U=f(I_m), I_t=cons , n=const

-zewnętrzne U=f(I_t), I_m=cons , n=const

-regulacyjna I_m=f(I_t), U=0 , n=const

Wzory: E=Cφn -SEM M_c= CφI_a - moment elektromag.

E=C_Eφω U= E-R_atI_a- napięcie na zaciskach prądnicy

18.Silniki prądu stałego- wzory, charakterystyki.

Charakterystyki:

- mechaniczna n=f(M)

-I_t=f(M), U=const, I_w=const

-η=f(M), U=const, I_w=const

-regulacyjna I_w=f(M), n=const

Wzory: E=Cφn -SEM M_c= CφI_a - moment elektromag.

E=C_Eφω U= E+R_atI_a- napięcie na zaciskach prądnicy

- prędkość kątowa lub prędkość obrotowa

ω=(U- R_atI_a)/(Cφ) lub n=(U- R_atI_a)/(C_Lφ)

19.Rozruch silników prądu stałego.

Najprostszym sposobem uruchomienia silnika jest przyłączenie go bezpośrednio do sieci bez jakichkolwiek aparatów rozruchowych. Prze twornik płynie wtedy prąd 10-20 razy większy od prądu znamionowego co jest bardzo szkodliwe dla silnika. Aby nie dopuścić do nadmiernych wartości rozruchu stosuje się rozruch za pomocą rezystora rozruchowego. W miarę wzrostu prędkości obr. jego rezystancja jest zmniejszana stopniowo ręcznie lub automatycznie.

20.Straty w maszynach prądu stałego-sprawność.

-jałowe:

*mechaniczne od tarcia

*od histerezy i prądów wirowych (w rdzeniu i nabiegunnikach)

*w rezystancji boczników

-straty obciążeniowe

31.Układy wzmacniacza -parametry, podstawowy schematy połączeń

-wzmocnienie prądowe k_i=I₂/I₁

-wzmocnienie napięciowe k_u= U₂/U₁

-wzmocnienie mocy k_p= k_i*k_u

-impedancją wejściową Z_we

-impedancją wyjściową Z_wy

32.Wzmacniacze-charakterystyki.

-charakterystyka dynamiczna-jest to zależność wartości napięcia wyjściowego U₂ od napięcia wejściowego U₁. charakterystyka ta powinna być liniowa, jednak w skutek nie liniowości charakterystyk tranzystorów ulega ona zakrzywieniu przy większych wartościach napięcia wejściowego.

-charakterystyka częstotliwościowa- w zależności od przebiegu tej charakterystyki rozróżnia się wzmacniacze prądu zmiennego oraz prądu stałego. Wzmacniacze prądu zmiennego nazywa się szerokopasmowymi, jeżeli jego wzmocnienie ma stałą wartość w szerokim zakresie częstotliwości. Gdy pasmo przenoszonych częstotliwości jest wąskie to wzmacniacz nazywa się selektywnym lub rezonansowym.

33.Klasa pracy wzmacniacza- wyznaczanie punktu pracy.

We wzmacniaczach klasy A prąd płynie bez przerwy przez cały okres napięcia sygnału. We wzmacniaczu klasy B prąd kolektora płynie tylko przez pół okresu.

Klasa pracy wzmacniacza wiąże się ściśle z wyborem punktu pracy. Np. we wzmacniaczu o tranzystorze w układzie OE i klasie A w obwodzie kolektora jest rezystancja obciążenia Ro i źródło zasilające Ec. Na

rodzinie charakterystyk kolektorowych tranzystora Ic=f(Uce) należy nanieść charakterystykę rezystancji Ro zwaną charakterystyką roboczą wzmacniacza. Charakterystyka ta przechodzi przez punkt osi odciętych odpowiadający wartości napięcia Ec oraz przez punkt osi rzędnych odpowiadający wartości prądu Ec/Ro. Przy braku sygnału wejściowego w obwodzie bazy płynie prąd stały. Ustala się w tranzystorze stan początkowy określony przez punkt P. Punkt ten nazywa się punktem pracy tranzystora.

34. Wtórnik emiterowy.

Jest prostym przykładem realizacji wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym. W układzie tym jako napięcie sprzężenia zwrot. wykorzystane jest cale napięcie wyjściowe U₂ na rezystancji emiterowej R_e , czyli U_s=U₂. Współczynnik sprz. zwrot. w tym przypadku wynosi β_u =-1, a współcz. wzmocnienia napięciowego ma wartość nieco mniejsza od jedności.

Cecha charakterystyczna wtórnika emiterowego jest

duza impedancja wejściowa i mała impedancja wyjściowa. W związku z tym wtórniki stosowane sa często jako układy dopasowujące. W przeciwieństwie do wzmacniacza w układzie OE wtórnik emiterowy nie odwraca fazy napięcia wejściowego.

35.Sprzężenie zwrotne-definicje.

Sprzęż. zwrot. czyli oddziaływanie sygnału wyjściowego na obwód wejściowy układu jest stosowane we wzmacniaczach w celu poprawienia ich właściwości a przede wszystkim utrzymania stałego wzmocnienia, niezależnie od działania różnych czynników zakłócających.

Obwód sprzęż. zwrot. wprowadza do obwodu wejściowego wzmacniacza o współcz. wzmocnienia k_u napięcie U_s=β_u⋅U₂ będące częścią napięcia wyjściowego. Współczynnik β_u=U_s/U₂ jest nz. współcz. sprzęż. zwrot. Sprzęż. zwrot. powoduje zmianę wzmocnienia układu, przy czym zależnie od wprowadzonej zmiany rozróż1ia się 3 przypadki: 1). Jeżeli współcz. β ma wartość ujemna to obwód srzęż. zwrot. powoduje zmniejszenie wzmocnienia-układ taki nz.

36.Wpływ sprzężenia zwrotnego na charakterystyki wzmacniaczy.

Sprzężenie zwrotne powoduje polepszenie właściwości prostych wzmacniaczy. W układach tych część napięcia wyjściowego jest doprowadzana przez obwód sprzężenia zwrotnego do zacisków wejściowych. W układzie tym napięcie U_β otrzymane z obwodu sprzężenia zwrotnego dodaje się lub odejmuję od napięcia wejściowego. Jeżeli współczynnik sprzężenia zwrotnego β ma wartość ujemną powoduje to

zmniejszenie wzmocnienia. Jeżeli współczynnik β jest większy do zera to powoduje zwiększenie wzmocnienia.

37. Wzmacniacz operacyjny.

Wzmacniacze prądu stałego ze sprzęż. zwrot. mogą być wykorzystane do wykonywania niektórych operacji matematycznych jak np. sumowanie, całkowanie czy tez różniczkowanie. Układy takie nz. są wzmacniaczami operacyjnymi. Wzmacniacze operacyjne są podstawowymi elementami analogowych maszyn matematycznych. Układ wzmacniacza operacyjnego, którego gałąź sprzęż. zwrot. stanowi pojemność C a napięcie do obwodu wejściowego doprowadzone jest przez rezystancje R to taki wzmacniacz może wypełniać operacje całkowania i nz. się integratorem. Operacje sumowania może być dokonywana w układzie zwanym sumatorem.

---