סיכום œ זרם חילופין I = I 2
זרם חילופין –סיכום u UM מתח המקור)בא''מ( )e=Emsin(ωt+φ )u=Um sin(ωt+φ מתח הדקים )i =Im sin(ωt+φ עוצמת הזרם ! ערכים רגעים , e , i , u :משתנים עם הזמן לפי המשואות הנה''ל ! ערכים מקסימליים ) Em , Um , Imאמפליטודה( ! ערכים אפקטיביים I , U , Eהנתונים עלידי מכשירי מדידה)וולטמטר,אמפרמטר( Em 2 T I I= m 2 U U= m 2 = ,E U הערך היעיל )אפקטיבי( של זרם חילופין כלשהו היא אותה עוצמהת זרם ,המסוגלת לייצר T בהתנגדות Rאנרגיית חום ,השווה לזו שמסוגל לייצר זרם יישר בעל אותה עוצמהRI 2 T = ∫ Ri 2 dt , (QDC=QAC) . 0 הערה כל החיבורים בין המתחים או זרמים הם חיבורים ווקטוריים 1 2π = =T ! תדירות , fזמן מחזורT f ω ! תדר )תדירות זוויתית ( ω=2πf , ω ! מופע , φ ,נמדד ברדיאן ,ומראה אם שתי תופעות מחזוריות בעלות אותה תדירות מגיעות באותו הזמן לערכי השיא )אין הפרש מופע-תרשים , ( 2 או מגיעים לשיא בזמנים שונים )יש הפרש מופע -תרשים ( 4 , 3 םייעגר םיכרע i,u 600 100 0.2 םייעגר םיכרע םייעגר םיכרע u φ 600 0.2 )t(s 0.05 i 7 0.05 7 תרשים – 2אין הפרש מופע i,u -900 600 i 100 0.1 )t(s i,u φ 0.15 0.15 0.1 0 -400 100 0 תרשים – 3יש הפרש מופעu : מפגר i ,מקדים -400 -900 0.15 0.2 u 0.05 0.1 0 -400 )t(s 7 -900 תרשים – 4יש הפרש מופעu : מקדים i ,מפגר U 1.נגד בAC- הנגד מתנהג כמו בזרם ישר ) ( DCמשום שכמות החום המתפתחת תלויה ב i2 -שלא מכניס אפרש מופע בין uל i- . ראה גם תרשים . 2 U חוק : Ohm R I =I 2.קבל בAC- הקבל ב AC -נטען ופתפרק בהתאם לתדירות המקור .כאשר הקבל נטען לשיא המתח ,הזרם הרגעי במעגל הוא אפס,וכאשר הקבל טעון באפס מתח ,הזרם הרגעי הוא בשיאו. 0 Αקיים השפרש מופע בין Iל. U-הזרם מקדים את המתח ב90 =π/2 - 1 היגב ומכניס את מעגל הזרם החילופין Αהקבל לא מנתק = XC Cω U קיבולי הנמדד בΩ- =I Αחוק Ohm X C 1 I U הערה :כאשר קיימים קבלים מחוברים בטור או במקביל מומלץ לחשב את הקיבול השקול ,כלומר להפוך את המעגל לקבל אחד בלבד( CP=C1+C2 +···Cn , 1/Cs=1/C1+1/C2+···+1/Cn ). 1.סליל )משרן ( בAC- L U .א אידיאלי או טהור )התנגדותו הפנימית ניתן להזנחה( סליל בזרם ישר ) ( DCמתנהג כמו נגד. סליל בזרם חילופין מתנהג אחרת משום שהשטף המגנטי הנוצר בכריכותיו הוא משתנה ולכן קיים כא''מ מושרה עצמי שמגמתו הפוכה למגמת שינוי הזרם בסליל 0 בסליל בעל השראות Lטהורה ,המחובר במעגל זרם חילופין מפגר הזרם אחר המתח בזווית בת 90 =π/2 U =I XL ,הוא היגב השראי ותלוי בתדר XL=L·ω :והנמדד בΩ- Ohm חוק X L Lנמדד ב-הנרי ( Henry) H I הערה :כאשר קיימים משרנים מחוברים בטור או במקביל מומלץ לחשב את ההשראות השקולה של המעגל,כלומר Ls=L1+L2+···+Ln, 1/Lp=1/L1+1/L2+···+1/Ln להפוך את המעגל לסליל אחד בלבד בעל השראות מסוימת: L .ב לא אידיאל )בעל התנגדות פנימית ( RL≠0 RL בסליל לא אידאלי מטפלים כמו במעגל טורי . R, L L,RL מחברים את המתחים בצורת ווקטורי ,כלומר UL UR מקבלים דיאגרמה המכונה דיאגרמת הפזורים לפי " משולש המתחים" מקבלים את חוק , Ohmואת המופע : φ U Zמכונה עכבה ונמדדת ב. Ω- UL X U tanϕ = L RR U =I φ Z I UR Z = R 2L + X 2L UL UC 2.מעגל טורי R , L , C U R UL U מחברים את המתחים UR,UL,UC Α באופן ווקטורי )ראה את דיאגרמת הפזורים( שים לב ! במעגל טורי הזרם לכל הרכיבים שווה. Α U =I I חוק : Ohm Α עכבה הפרש מופע UC U φ UR Z = R 2 + (X L − X C ) 2 XL X − XC tan ϕ = L R I XC,R,XL XC R UL UR UC ♥ הערות :א.אם XL>XCאז 900>φ>00והמעגל יותר משרני. מתח המעגל מקדים את הזרם. )f(Hz ב.אם XL<XCאז φ<0והמעגל הוא יותר קיבולי . φ I המתח מפגר אחרי הזרם. Uג.אם XL=XCמתקיית תהודה; בתהודה כל האנרגיה החשמלי האגורה בקבל הופכת לאנרגיה מגנטית האגורה במשרן בלי שימוש באנרגיה של המקור.במקרה זה אנרגיה חשמלי של המקור הופכת לחום. הפרש המופע , φ=0מתח וזרם נמצאים באותה מופע. במקרה של תהודה UR=U=R·I , Z=R ) Z(ohm תדר התהודה 1 = ω0 LC UR=U 1 תדירות התהודה = f0 2π LC 2 ) f(Hz )I(A )I(A ♥ במקרה של תהודה הזרם במעגל טורי הוא מקסימלי ככול שהתנגדות המעגל קטנה יותר כך המעגל יותר אכותי והזרם המקסימלי גדול יותר. ) f(Hz 5.מעגל מקביל R , L , C )f(Hz IR מחברים את המתחים IR,IL,IC Α באופן ווקטורי )ראה את דיאגרמת הפזורים( שים לב ! במעגל מקביל המתח לכל הרכיבים שווה. Α Α U I חוק : Ohm 2 עכבה הפרש מופע מחברים את IL IL =I 1 1 1 + − 2 R X C XL 1 1 − X XL tan ϕ = C 1 R 1 = Z I IC U IC φ I U IR I הערה :במעגל מקביל הזרם והמתח הם שווי מופע כאשר תדירות הזרם שווה לתדירות התהודה של המעגל טורי ) (foובמצב הזה נקרא "אנטי תהודה" f 6.הספק ואנרגיה fo Αהספק הממוצע הוא ההספק הנמדד בווט )של הנגד ההופך את האנרגיה החשמלית לחום(.מכונה גם הספק ממשי. cosφ , P=U·I·cosφמכונה גורם ההספק 2 Αבמעגל זרם חילופין קיימים רכיבים חשמליים כמו משרן שבו אגורה אנרגיה מגנטית ) ( Wm=LI /2וקבל שבו אגורה אנרגיה חשמלית של המטענים ) . ( Wel=CU2/2לשני רכיבים אלו קיים הספק. ניתן לקבל את ההספקים במעגל זרם חילופין אם מכפילים את "משולש המתחים" בעוצמת הזרם . I ]S=UI [VA ההספק של הרכיבים האלו מכונה ההספק העיוור Q= Pr=Uisinφונמדד ]Pr=UIsinφ[VAR ב VAR-וולט-אמפר-ריאקטיב. φ ההספק השקול Sמכונה הספק מדומה S=UIנמדד ב VA-וולט-אמפר. ]P=UIcosφ[W 7.גורם האיכותQ- בזמן התהודה במעגל RLCנהוג לתאר את ביזבוז האנרגיה באמצעות מנה הנקראת גורם איכותי ω0 ∆ω גורם איכותי = *2πאנרגיה אגורה במערכת במצב של תהודה אנרגיה מתבזבזת בזמן מחזור שלם גורם האיכותי במעגל RLCטורי הערה Lω 0 1 = R RCω 0 =Q לא לשכוח את המשפט ) CIVIL :בקבל Iלפני ה V ; V-לפני ה I-בסליל( 3 =Q
© Copyright 2024