Hálózatok számítása egyenáramú és szinuszos gerjesztések esetén. Egyenáramú hálózatok vizsgálata Szinuszos áramú hálózatok vizsgálata

Hasonló dokumentumok
1. Milyen módszerrel ábrázolhatók a váltakozó mennyiségek, és melyiknek mi az előnye?

Elektrotechnika. 7. előadás. Összeállította: Dr. Hodossy László

Elektromosságtan. III. Szinuszos áramú hálózatok. Magyar Attila

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

Elektrotechnika 3. előadás

Villamosságtan szigorlati tételek

EGYFÁZISÚ VÁLTAKOZÓ ÁRAM

Egyfázisú hálózatok. Egyfázisú hálózatok. Egyfázisú hálózatok. komponensei:

Elektrotechnika- Villamosságtan

SZINUSZOS ÁRAMÚ HÁLÓZATOK Számítási feladatok

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Átmeneti jelenségek egyenergiatárolós áramkörökben

Dr. Gyurcsek István. Példafeladatok. Helygörbék Bode-diagramok HELYGÖRBÉK, BODE-DIAGRAMOK DR. GYURCSEK ISTVÁN

Számítási feladatok a 6. fejezethez

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

Számítási feladatok megoldással a 6. fejezethez

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

A soros RC-kör. t, szög [rad] feszültség áramerősség. 2. ábra a soros RC-kör kapcsolási rajza. a) b) 3. ábra

Elektrotechnika- Villamosságtan

ELEKTROTECHNIKA. Áramkör számítási ismeretek a hallgatói felkészülés támogatására. Összeállította: Dr. Radács László

Elektrotechnika 11/C Villamos áramkör Passzív és aktív hálózatok

Elektrotechnika. 1. előad. Budapest Műszaki Főiskola Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Kar Mechatronikai és Autechnikai Intézet

1. Feladat. Megoldás. Számítsd ki az ellenállás-hálózat eredő ellenállását az A B az A C és a B C pontok között! Mindegyik ellenállás értéke 100 Ω.

évfolyam. A tantárgy megnevezése: elektrotechnika. Évi óraszám: 69. Tanítási hetek száma: Tanítási órák száma: 1 óra/hét

MÁGNESES INDUKCIÓ VÁLTÓÁRAM VÁLTÓÁRAMÚ HÁLÓZATOK

A soros RL-kör. t, szög [rad] áram feszültség. 1. ábra Feszültség és áramviszonyok az ellenálláson, illetve a tekercsen

4. Konzultáció: Periodikus jelek soros RC és RL tagokon, komplex ellenállás Részlet (nagyon béta)

A váltakozó áramú hálózatok

Négypólusok tárgyalása Laplace transzformációval

A soros RC-kör. t, szög [rad]

FIZIKA. Váltóáramú hálózatok, elektromágneses hullámok

FI rendszerek periodikus állandósult állapota (JR1 ismétlés)

VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ KÖRÖK

TARTALOMJEGYZÉK. Előszó 9

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem. Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar. Fizika dolgozat. Kovács Emese. 4-es tankör április 30.

Egyszerű áramkörök árama, feszültsége, teljesítménye

ELEKTROTECHNIKA. Áramkör számítási példák és feladatok. MISKOLCI EGYETEM Elektrotechnikai-Elektronikai Intézeti Tanszék

17/1. Négypólusok átviteli függvényének ábrázolása. Nyquist diagram.

2.11. Feladatok megoldásai

Fizika A2E, 9. feladatsor

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektrotechnika 1. előadás

3.3. A feszültség-munkadiagram

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK. Váltakozóáramú hálózatok

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektrotechnika 9. évfolyam

1. fejezet Bevezetés. létrehozott áramkörök elemzésével foglalkozik. Az,,egyen kifejezés arra utal, hogy a

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

Teljesítm. ltség. U max

Négypólusok helyettesítő kapcsolásai

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI. 9. Gyakorlat

4.1. VÁLTÓÁRAMÚ HÁLÓZATSZÁMÍTÁS

4. Hálózatszámítás: a hurokmódszer

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1. konferencia: Egyenáramú hálózatok számítása

Tekercsek. Induktivitás Tekercs: induktivitást megvalósító áramköri elem. Az induktivitás definíciója: Innen:

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

5. VÁLTAKOZÓ ÁRAM. A mérés leírása előtt összefoglaljuk a váltóáramú hálózatszámításhoz szükséges alapismereteket.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

5. VÁLTAKOZÓ ÁRAM. A mérés leírása előtt összefoglaljuk a váltóáramú hálózatszámításhoz szükséges alapismereteket.

Mérés és adatgyűjtés

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ HÁLÓZATOK

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

11/1. Teljesítmény számítása szinuszos áramú hálózatokban. Hatásos, meddô és látszólagos teljesítmény.

Egyszerű váltakozó áramú körök árama, feszültsége, teljesítménye

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

II. Szakmai alap- és szakismeretek, gyakorlati alkalmazásuk 4. Villamosságtani alapismeretek Hunyadi Sándor

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

9. SZINUSZOS GERJESZTÉS VÁLASZA

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) és a 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Elektronika zöldfülűeknek

ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA

6. fejezet: Transzformátorok

TANTÁRGY ADATLAP és tantárgykövetelmények Cím:

MUNKAANYAG. Danás Miklós. Váltakozó áramú hálózatok. A követelménymodul megnevezése: Elektronikai áramkörök tervezése, dokumentálása

2. Ideális esetben az árammérő belső ellenállása a.) nagyobb, mint 1kΩ b.) megegyezik a mért áramkör eredő ellenállásával

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

3. Helygörbék. jx L 2 R 0 +jx L. a) b) 1. ábra Változó paraméterű hálózat a) kapcsolási rajz b) az impedancia-diagram

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Elektromosságtan. II. Általános áramú hálózatok. Magyar Attila

TANTÁRGY ADATLAP és tantárgykövetelmények Cím:

Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika

Villamosság biztonsága

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Az önindukciós és kölcsönös indukciós tényező meghatározása Az Elektrotechnika tárgy 7. sz. laboratóriumi gyakorlatához Mérésvezetői segédlet

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Átírás:

Hálózatok számítása egyenáramú és szinuszos gerjesztések esetén Egyenáramú hálózatok vizsgálata Szinuszos áramú hálózatok vizsgálata

Egyenáramú hálózatok vizsgálata ellenállások, generátorok, belső ellenállások ellenálláshálózatok és az ellenállások eredője ellenállásokat és független generátorokat tartalmazó hálózatok hálózatok ellenállásokból, valamint független és vezérelt generátorokból hálózatszámítás Kirchhoff-egyenletekkel, vagy csomóponti potenciálok ill. hurokáramok módszerével (vezérelt generátorok esetén) hálózatszámítás szuperpozició és ekvivalens átalakítások alkalmazásával

Egyenáramú hálózatok vizsgálata / I. ellenállások, generátorok, belső ellenállás gerjesztő jelek: konstans feszültség konstans áram maradó / eltűnő hálózati elemek: ellenállás (U = RI, I = GU) tekercs ( rövidzár) kondenzátor ( szakadás) generátorok: U g és soros R b I g és párhuzamos R b vezérelt generátorok: U gv = k u U k vagy U gv = r I k I gv = k i I k vagy I gv = g U k dimenziók: r [Ω] ill. g [S]

Egyenáramú hálózatok vizsgálata / II. ellenálláshálózatok és az ellenállások eredője soros és párhuzamos eredők csillag-delta átalakítások ellenállásokat és független generátorokat tartalmazó hálózatok ellenállások összevonása feszültségosztó, áramosztó több generátor: Thévenin Norton hálózatok ellenállásokból, valamint független és vezérelt generátorokból egyenletek: mint független generátoros esetben (Kirchhoff, csomóponti potenciálok, hurokáramok) vezérelt generátorok: mint csatolás a hurokáramok egyenletében hálózatszámítás szuperpozició és ekvivalens átalakítások alkalmazásával több generátor: szétválasztás ( rövidzárak, szakadások) linearitás: megoldás = a külön számolt megoldások eredője

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban feszültség és áram időfüggvények, frekvencia, körfrekvencia, fázis csúcsérték, csúcs-csúcs érték, effektív érték egyenletek az időtartományban szinuszos időfüggvények komplex ábrázolása, a j operátor bevezetése komplex amplitudók, komplex csúcsértékek, komplex effektív értékek fazorábrák, fazorok (szinorok), Euler és Descartes alakok a hálózati építőelemek helyettesítő képei hál. egyenletek komplex számítási módja (diff.egy.rdsz. lin.egy.rdsz.) impedanciák, admittanciák a jω tartományban, látszólagos ellenállás rezisztencia, reaktancia, konduktancia, szuszceptancia teljesítmények, teljesítmény pillanatérték, átlag és lengő teljesítmény látszólagos, hatásos és meddő telj., teljesítménytényező, komplex telj. teljesítmények, illesztés, maximális kivehető teljesítmény

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / I. feszültség és áram időfüggvények, frekvencia, körfrekvencia, fázis az inhomogén lineáris differenciálegyenletrendszer partikuláris megoldásai cos (ωt) időfüggvényű gerjesztő jelek cos (ωt ± ϕ) időfüggvényű válaszok (minden feszültség és áram a hálózatban) frekvencia: f = 1/T körfrekvencia: ω = 2πf = 2π/T fázis: ϕ csúcsérték, csúcs-csúcs érték, effektív érték feszültségek: u(t) = U o cos (ωt + ϕ) áramok: i(t) = I o cos (ωt + ϕ) U o, I o : csúcsértékek (amplitudók) csúcstól-csúcsig értékek : 2 U o ill. 2 I o effektív értékek: U eff = U o / 2 ill. I eff = I o / 2

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / II. egyenletek az időtartományban tagok jellege az egyenletekben: ( R + L d/dt + 1/C dt ) I o cos (ωt + ϕ) az időfügggvények harmonikus (trigonometrikus) jellege mindig megmarad szinuszos időfüggvények komplex ábrázolása, a j operátor bevezetése felismerés: cos (ωt + ϕ) = Re e j(ωt + ϕ) hiszen a komplex síkon A e jx = A cos x + j A sin x idő szerinti deriválás és integrálás e j(ωt + ϕ) időfüggvényekre: d/dt helyett szorzás jω -val dt helyett osztás jω -val impedanciák a j operátorral: operátoros impedanciák L jωl C 1/(jωC) admittanciák: jωc ill. 1/(jωL)

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / III. komplex amplitudók, komplex csúcsértékek, komplex effektív értékek komplex időfüggvény: u(t) = U o cos (ωt + ϕ) U o ej(ωt + ϕ) komplex amplitudó: U o e j(ωt + ϕ) = U o e jϕ e jωt U o e jϕ komplex csúcsérték: U o e jϕ = U o = U komplex effektív érték: U o / 2 e jϕ = U eff fazorábrák, Euler és Descartes alakok komplex jellemzők ábrázolása a z-síkon: fazorábrák komplex időfüggvény: forgó fazorok komplex amplitudók: rögzített fazorok ( forgó ábra ) grafikus számolás időreferencia: bármely fazor 0-fázisúnak vehető fel számítások a komplex amplitudókkal és a j operátoros impedanciákkal: összeadás, kivonás Descartes-alakkal szorzás, osztás Euler alakkal

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / IV. a hálózati építőelemek helyettesítő képei általános impedancia: Z = R + jωl + 1/(jωC) = Z R + Z L + Z C általános admittancia: Y = G + jωc + 1/(jωL) = Y R + Y C + Y L fázisviszonyok: ellenállás feszültsége és árama fázisban induktivitás feszültsége siet az áramhoz képest (π/2) kapacitás árama siet a feszültséghez képest (π/2) hálózati egyenletek komplex számítási módja (diff.egy.rdsz. lin.egy.rdsz.) u k (t) = i k (t) R k + 1/C k i k (τ) dτ + U Ck (0) + L kj di j (t)/dt U k = R k I k + 1/(jωC k ) I k + jωl kj I j (e jωt vel az egyenletek valamennyi tagja egyszerűsíthető )

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / V. impedanciák, admittanciák a jω tartományban Soros kapcsolás: Z e = Z a + Z b Párhuzamos kapcsolás: Y e = Y a + Y b Y e = Y a Y b Z e = Z a Z b látszólagos ellenállás: R v = Z = Z rezisztencia, reaktancia, konduktancia, szuszceptancia Z = R + jx Y = G + jb

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / VI. Teljesítmények: teljesítmény pillanatérték, átlag és lengő teljesítmény Pillanatnyi teljesítmény: p(t) = u(t) i(t) harmonikus jelek ϕ fázisszögű impedancián (U,I csúcsértékekkel): p(t) = U cos (ωt + ϕ) I cos (ωt) U cos (ωt) I cos (ωt ϕ) átalakítva: p(t) = UI cos (ωt) [ cos (ωt) cos ϕ + sin (ωt) sin ϕ ] = = UI cos ϕ cos 2 (ωt) + UI sin ϕ sin (ωt) cos (ωt) vagyis a pillanatnyi teljesítmény harmonikus jelekre: p(t) = ½ UI cos ϕ [1 + cos (2ωt)] + ½ UI sin ϕ sin (2ωt) = P [1 + cos (2ωt)] + Q sin (2ωt) [hatásos teljesítmény] [meddő teljesítmény] Középérték és lengő teljesítmény cos ϕ cos (2ωt) +sin ϕ sin (2ωt) = cos (2ωt ϕ) -vel: p(t) = ½ UI cos ϕ + ½ UI cos (2ωt ϕ) [középérték] [lengő teljesítmény]

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / VII. Teljesítmények: teljesítmény pillanatérték, átlag és lengő telj. (folyt.) Maximális és minimális értékek (szélsőérték kereséssel): p M = ½ UI (cos ϕ + 1) p m = ½ UI (cos ϕ 1) Hatásos teljesítmény (átlagteljesítmény, középérték): p(t) = ½ UI cos ϕ + ½ UI cos (2ωt ϕ)] integrálásával Energia: T P = 1/T p(t) dt = ½ UI cos ϕ 0 t W = p(τ) dτ = P t (ha t >>T) 0

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / VIII. Komplex, hatásos és meddő, látszólagos teljesítmény, teljesítménytényező Komplex teljesítmény: S = ½ U I* = ½ UI e jϕ = ½ UI (cos ϕ + j sin ϕ) = P + jq = = ½ Z I I* = ½ (R + jx) I 2 = = ½ Y* UU* = ½ (G jb) U 2 Hatásos és meddő teljesítmény: P = Re S = ½ UI cos ϕ Q = Im S = ½ UI sin ϕ Látszólagos teljesítmény: S = S = ½ UI = (P 2 + Q 2 ) Teljesítménytényező: cos ϕ = P/S Teljesítmények az effektív értékekkel: Z = R + jx = Z e jϕ R = Z cos ϕ, X = Z sin ϕ P = R I 2, Q = X I 2 Y = G + jb = Y e jϕ G = Y cos ϕ, B = Y sin ϕ P = G U 2, Q = B U 2

Szinuszos időfüggvényű jelek KLI hálózatokban / IX. Teljesítmény-illesztés, maximális kivehető teljesítmény: Áram a terhelésen: I = U b / (Z b + Z t ) Kivett teljesítmény (effektív értékekkel): P = R t I 2 = R t U b2 / [(R b + R t ) 2 + (X b + X t ) 2 ] Maximális kivett telj.: P/ X t = 0 és P/ R t = 0 A szélső értékek helye: X t = X b és R t = R b Illesztés maximális kivett teljesítményre: Z t = Z b *