23. Striedavý prúd v energetike
23. Striedavý prúd v energetike
- jednofázový alternátor – otáčaním závitu v homogénnom
magnetickom poli sa v ňom indukuje napätie a prúd => tieto sú odvádzané dvomi
vodičmi
- trojfázový alternátor – z pohyblivej časti rotor – tvorí ho magnet, prípadne
elektromagnet ktorý sa otáča uprostred alternátora
- z nepohyblivej časti stator – 3 cievky, ktorých osi
zvierajú navzájom 120 ° uhly
- otáčajúci sa magnet vytvorí nestacionárne magnetické pole v okolí cievok => v cievkach sa v
dôsledku elektromagnetickej indukcie vytvára prúd a napätie => tieto majú rovnaké amplitúdy, ale sú fázovo
posunuté o 1/3 periódy (lebo cievky zvierajú 120 ° uhly)
u1 + u2 + u3 = 0
u1 = U m . sin (ω . t)
u2 = U m . sin (ω . t + 2/3 π)
u3 = U m . sin (ω . t + 4/3 π)
- trojfázová sústava striedavého napätia –
využíva súčet všetkých troch napätí indukovaných na cievkach trojfázového alternátora, ktorý je vždy
nulový
- na základe tohto sú vodiče, ktorými sa odvádza prúd a napätie vhodne pospájané => na rozvod
trojfázového prúdu a napätia používame namiesto 6 len 4 vodiče - jeden koniec každej cievky spojíme do spoločného bodu –
uzla, ku ktorému je pripojený nuloví vodič, druhé konce z každej cievky sú pripojené k fázovým
vodičom
- medzi ktorýmikoľvek 2 fázovými vodičmi je združené napätie a medzi ktorýmkoľvek fázovým a
nulovým vodičom je fázové napätie
- združené napätie je vždy √3 krát väčšie ako
fázové napätie – 220V x √3
- asynchrónny elektromotor – premieňa
elektrickú energiu na mechanickú, má podobnú konštrukciu ako trojfázový alternátor => skladá sa zo
statora (3cievky) a rotora (kotva,klietkové vinutie)
- cievky sú pripojené k
trojfázovému napätiu zo zdroja => prúd v nich vytvorí magnetické pole, magnetické polia jednotlivých cievok sa skladajú => vzniká
výsledné točivé magnetické pole
- točí sa s frekvenciou striedavého prúdu a napätia
- kotva – vodivá
klietka tvaru valca zo silných hliníkových tyčí, ktoré sú na podstavách spojené hliníkovými prstencami a nevedú k nej žiadne prívodné
vodiče
- točivé magnetické pole spôsobí indukovanie prúdu v kotve => kotva sa roztočí, vždy menšou
frekvenciou ako je frekvencia pola, ak by boli frekvencie rovnaké rotor a točivé pole by boli vzájomne v pokoj => prúd v
kotve by sa neindukoval a rotor by sa netočil
- fyzikálna veličina ktorá charakterizuje asynchrónny elektromotor –
sklz – udáva o koľko sa líši frekvencia rotora od frekvencie točivého magnetického
pola
s = ( fp - f r ) / fp - udáva sa v %
- je najväčší pri
plnom zaťažení elektromotora (2-5%) lebo vtedy je najväčší odpor, ktorý motor prekonáva
- jednofázový
transformátor – je to zariadenie na zmenu elektrického napätia
- je založený na elektromagnetickej
indukcii a skladá sa z dvoch cievok navinutých na spoločnom feromagnetickom jadre – primárnej a
sekundárnej
- primárna cievka je pripojená na zdroj napätia => v jadre sa vytvorí premenlivé magnetické pole =>
keďže obe cievky sú na spoločnom jadre aj v sekundárnej cievke sa mení magnetické pole teda sa mení magnetický indukčný tok => v
sekundárnej cievke sa indukuje napätie
U2 / U1 = N2 / N1 => rovnica
transformátora
N2 / N1 = k => transformačný pomer
- ak k > 1 – znamená to, že sekundárna cievka má viac závitov => napätie na sekundárnej cievke sa zväčšuje
– transformácia nahor
- ak k < 1 – sekundárna cievka má menej závitov ako primárna => na
sekundárnej cievke sa napätie zmenšuje – transformácia nadol
- zo zákona zachovania energie vyplýva vzťah
pre transformáciu prúdov :
I2 / I1 = U 1 / U2
=> pri
transformácii nahor sa prúd zmenšuje a pri transformácii nadol sa zväčšuje
- využíva sa v rádiách,
televízoroch a meracích prístrojoch
- trojfázový transformátor – má podobnú konštrukciu ako
jednofázový len jadro je rozvetvené do 3 paralelných častí – každá časť pre 1 fázu => 3 primárne a
3 sekundárne cievky
- jadro sa oveľa rýchlejšie zohrieva ako pri jednofázovom transformátore => chladíme ho
pomocou oleja
- rovnica transformátora, transformačný pomer, a transformácia nadol a nahor platia rovnako ako pri jednofázovom
transformátore
- účinnosť transformátora – udáva aká časť práce dodanej transformátoru sa po
pretransformovaní odoberá zo sekundárnej cievky
η = P2 / P1 - udáva sa v %
Zones.sk – Zóny pre každého študenta