Likströmskretsar Mål Elektricitet / Vatten

2015-09-01
Likströmskretsar
Industrial Electrical Engineering and Automation
Mål
Vatten
Energi
Tryck
Flöde
Volym
-
Elektricitet
Energi
Spänning
Ström
Laddning
– Spänning, Ström, Resistans, Effekt, Induktans och
Kapacitans
• Kunna använda Ohms lag och Kirchhoffs lagar så
att det känns naturligt (vattenmodell)
• Kunna hantera serie och parallellkoppling
• Kunna använda superposition och tvåpolssatsen
Vad är då ström?
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Elektricitet / Vatten - analogi
• Känna sig bekväm med storheter som
Alltså flöde enligt analogin
1
2015-09-01
Ska ju motsvara tryck!
En pump som arbetar med ett visst tryck
och ett visst flöde utvecklar ju effekten:
Tryck gånger flöde
och kan jämföras med
Spänning gånger ström (U*I)
som också är effekt.
Spänningen är så att säga ”trycket bakom
elektronerna”.
Effekten
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Spänning då?
Ett annat sätt att se på det är att spänningen
bestämmer hur mycket energi en laddning
har dvs
Eftersom:
U=R*I
Kapacitans
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Resistor
U  1   i dt
C
2
2015-09-01
Flywheel
U  L
di
dt
Symboler
Turbine
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Induktans
Kapacitans
Spänningskälla Strömkälla
Oberoende
Oberoende
Induktans
Spänningskälla Strömkälla
styrd
styrd
Batteri
Teckenkonventioner
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Beteckningar
Resistans
3
2015-09-01
+
+
Parallellkoppling
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Seriekoppling
Spänningslagen:
Summan av spänningarna i en sluten slinga
är noll.
Strömlagen:
Summan av alla strömmarna till och från en
nod är noll.
(Jfr. m vattenmodellen)
1
1
1
1
Exempel 2.1 i boken
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Kirchhoffs lagar
1
Vad blir U1, U2 och U3?
4
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Vad blir I?
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
2015-09-01
Exempel 2.2 i boken
Användning av KVL o KCL
maskanalys
Användning av KVL o KCL
grenström
Användning av KVL o KCL
cirkulerande strömmar
5
Industrial Electrical Engineering and Automation
=
U
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
2015-09-01
Exempel: Vad blir strömmarna
Nodspänningsmetoden
Spänningsdelning
Referensnod
Strömdelning
=
∙
6
2015-09-01
Exempel: Lös nu ut strömmarna med
superposition
• Låt oberoende källor verka var och en för
sig
• Passiva spänningskällor kortsluts
• Passiva strömkällor blir avbrott
• Spänningar och grenströmmar är summan
av alla bidrag
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Superposition
Alla linjära nät med två anslutningar kan
karakteriseras med sin tomgångsspänning,
kortslutningsström.
Alternativt kan inre resistans ersätta endera eftersom
Ohms lag gäller.
Théveninekvivalent
Effektanpassning
Industrial Electrical Engineering and Automation
Industrial Electrical Engineering and Automation
Tvåpolssatsen
Nortonekvivalent
7