Kirjoittaja Aihe: vaihe-eron laskeminen  (Luettu 15805 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa Johkuliini

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 15
vaihe-eron laskeminen
« : 02.03.12 - klo:16:18 »
Siis tää koko aihealue tuntuu olevan jotenkin ihan ylivoimasen vaikeeta, mutta ajattelin nyt ensiksi kysyä tästä vaihe-erosta. Miten mä nyt saan sen laskettua, jos esim Fysiikka 7 t.3-35: Käämi kytkettiin vaihtojännitelähteeseen. Käämin induktanssi on 0,60H ja resistanssi hyvin pieni. Tietokoneeseen liitetyn virta-anturin avulla saatiin oheinen kuvaaja (toivottavasti jollain on tää kirja josta näkee kuvaajan). Määritä sähkövirran ja jännitteen teholliset arvot ja vaihe-ero.

Eli miten mä lasken ton vaihe-eron jos käyrältä näkyy vain virta tai jännite, ei siis molempia?

Oikea vastaus on: 1,4A, 1,1kV, +90astetta

Poissa lasinsulattaja

  • Tehovuotaja
  • *
  • Viestejä: 72
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #1 : 02.03.12 - klo:19:16 »
Vaihe-ero on aina 90 astetta jos resistanssi on pieni. Vaihe-eron kaavahan on se Tan (kulma) = (XL - XC)/R, jossa XL = induktiivinen reaktanssi, XC = kapasitiivinen reaktanssi ja R = resistanssi. Tässä XC ja R ovat kumpikin nolla, joten kulmaksi tulee +90 astetta.

Virta/jännitekuvaa mulla ei ole, mutta helppohan tuollainen on laskea...
Täytyy vain laskea induktiivinen reaktanssi XL = 2*pii*taajuus*induktanssi ja sitten ohmin laista U = RI soveltaen U = XL*I tai I = U/XL
Jos tehtävän kuvaajassa on jännite tai virta sinimuotoisena, niin siitä saadaan tehollinen arvo = sinin amplitudi / neliöjuuri(2)
Tehollisia arvoja voi käyttää edellä U:n ja I:n laskemisessa.

Poissa Tonski

  • Älyvuotaja
  • **
  • Viestejä: 253
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #2 : 02.03.12 - klo:20:12 »
Taajuus oletettavasti pääteltäisiin siitä kuvaajasta missä sitä käyrää heijastetaan aika-akselin suhteen, vai pitäisikö pystyä noilla tiedoilla jotain muuta kautta päättelemään?

Poissa Johkuliini

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 15
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #3 : 02.03.12 - klo:20:43 »
Joo käyrästä tulee amplitudiksi 2A.

No entäpä sitten tällasessa laskussa: Säjkölämmittimessä on merkintä 900W, 230V (vaihtovirta). Sähkövirran kulkua vastustaa vain vastuksen resistanssi. Mikä on sähkövirran ja jännitteen välinen vaihe-ero? VAST: 0 astetta --> miten toi voidaan laskea/päätellä?

Poissa lasinsulattaja

  • Tehovuotaja
  • *
  • Viestejä: 72
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #4 : 02.03.12 - klo:21:50 »
Joo käyrästä tulee amplitudiksi 2A.

No entäpä sitten tällasessa laskussa: Säjkölämmittimessä on merkintä 900W, 230V (vaihtovirta). Sähkövirran kulkua vastustaa vain vastuksen resistanssi. Mikä on sähkövirran ja jännitteen välinen vaihe-ero? VAST: 0 astetta --> miten toi voidaan laskea/päätellä?

Samasta kaavasta kuin yllä, eli Tan (kulma) = (XL - XC)/R
Tuossa kytkennässä ei ole vastuksen kanssa sarjassa kondensaattoria eikä kelaa, joten XC ja XL voidaan poistaa kaavasta. Tuolloin tan(kulma) = 0, josta voidaan ratkaista kulma = 0.


Poissa Yml83

  • Älyvuotaja
  • **
  • Viestejä: 259
  • Sukupuoli: Mies
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #5 : 02.03.12 - klo:23:02 »
Myös pienenä vinkkinä, että vastus kun on kyseessä niin virran ja jännitteen välillä ei ole kulmaa. Eli ainoastaan kondensaattori tai kela aiheuttaa virran poikkeamista jännitteestä. Kelassa aina edellä ja kondensaattorissa jäljessä...

Poissa artsii

  • Tehovuotaja
  • *
  • Viestejä: 94
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #6 : 27.11.17 - klo:16:28 »
Tähän liittyen pohdiskelin..


Kun on ideaalinen käämi ja kondensaattori, silloin vaihe ero on +90 ja -90 astetta. Tällöin kun piirtää yksikköympyrän tai kuvion, siitä on helppo johtaa seuraavat kaavat vaihe-erolle:


tan ϕ = (XL - XC)/ R


sekä


cos ϕ = U
R / U

Kuitenkin, jos käämillä tai/ja kondensaattorilla on resistanssia, en onnistu johtamaan näitä kaavoja enää? Tällöin kuitenkin ymmärtääkseni ylempi kaava toimii, alempi käsittääkseni ei?

Sitten on vielä seuraava kaava (tehokerroin):

cos ϕ = R/Z


Tämä ilmeisesti toimii myös, jos käämillä ja/tai kondensaattorilla on resistanssia? Toisaalta se on helppo perustella kuvion perusteella, koska tähän ei tule mukaan käämin tai kondensaattorin jännitteitä.

Lähinnä ongelma on siis se, että miten käämin ja/tai kondensaattorin resistanssi vaikuttaa vaihe-eron laskemiseen..

EDIT:


Tämän tyylistä kuvaajaa siis tarkoitin. Vasemmalla on XL ja siitä alaspäin menee Xc, nämä siis ideaaliset kondensaattorit ja käämin. Jos niillä on resistanssia, ei niiden vaihe-ero ole enää 90 astettta -> miten tällöin muodostetaan vaihe-erojen kaavat?

EDIT2: tämä kuva ehkä selkeämpi https://ibb.co/mftEyR


[size=78%]

[/size]Hivenen vaikeaselkoinen selitys..ehkä..Pahoitteluni
« Viimeksi muokattu: 27.11.17 - klo:16:49 kirjoittanut artsii »

Poissa Jarkko Surakka

  • Epione valmennus
  • ***
  • Viestejä: 204
  • Sukupuoli: Mies
    • Galenos haltuun ja l
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #7 : 27.11.17 - klo:17:53 »
Hei

Lisäät vain vastuksen eli R:n "vektoriin" käämin resistanssin arvon. Kondensaattorillahan ei resistanssia ole lukiofysiikassa. (oikeasti on vuotovirtaa ja resistanssia mutta lukiossa näitä ei käsitellä.)

R:n pituus kasvaa -> vaihe-eron kulma muuttuu. Vastuksen kannaltahan käämin vastus on sarjaan kytkettynä muun piirissä olevan vastuksen kanssa ja ne lasketaan luonnollisesti yhteen kuten mikä tahansa sarjaa kytketty vastus.
Jarkko

Epione Fysiikan Ope
« Viimeksi muokattu: 27.11.17 - klo:17:57 kirjoittanut Jarkko Surakka »
Epione valmennus

Poissa artsii

  • Tehovuotaja
  • *
  • Viestejä: 94
Vs: vaihe-eron laskeminen
« Vastaus #8 : 27.11.17 - klo:18:18 »
Hei

Lisäät vain vastuksen eli R:n "vektoriin" käämin resistanssin arvon. Kondensaattorillahan ei resistanssia ole lukiofysiikassa. (oikeasti on vuotovirtaa ja resistanssia mutta lukiossa näitä ei käsitellä.)

R:n pituus kasvaa -> vaihe-eron kulma muuttuu. Vastuksen kannaltahan käämin vastus on sarjaan kytkettynä muun piirissä olevan vastuksen kanssa ja ne lasketaan luonnollisesti yhteen kuten mikä tahansa sarjaa kytketty vastus.
Jarkko

Epione Fysiikan Ope


Kiitos paljon! Nythän tämä vaikuttaa oikein selkeältä :D


Ajattelin tuota kaip vähän liian monimutkaisesti.. Mutta tulipahan ainakin pyöriteltyä asia lävitse.


 

Seuraa meitä