Stdav proud Podmnky pouvn prezentace Staen instalace na

  • Slides: 46
Download presentation
Střídavý proud Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou

Střídavý proud Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho uživatele je zdarma. Použití pro výuku jako podpůrný nástroj pro učitele či materiál pro samostudium žáka, rovněž tak použití jakýchkoli výstupů (obrázků, grafů atd. ) pro výuku je podmíněno zakoupením licence pro užívání software E-učitel příslušnou školou. Cena licence je 250, - Kč ročně a opravňuje příslušnou školu k používání všech aplikací pro výuku zveřejněných na stránkách www. eucitel. cz. Na těchto stránkách je rovněž podrobné znění licenčních podmínek a formulář pro objednání licence. Pro jiný typ použití, zejména pro výdělečnou činnost, publikaci výstupů z programu atd. , je třeba sjednat jiný typ licence. V tom případě kontaktujte autora (info@eucitel. cz) pro dojednání podmínek a smluvní ceny. OK © RNDr. Jiří Kocourek 2013

Střídavý proud © RNDr. Jiří Kocourek 2013

Střídavý proud © RNDr. Jiří Kocourek 2013

Vznik střídavého proudu Otáčí-li se závit vodiče v homogenním magnetickém poli, prochází jeho plochou

Vznik střídavého proudu Otáčí-li se závit vodiče v homogenním magnetickém poli, prochází jeho plochou proměnný magnetický indukční tok. Na koncích vodiče tedy vzniká indukované elektrické napětí proměnné velikosti i polarity. B. . . velikost magnetické indukce S. . . plocha závitu a. . . úhel, který svírá rovina závitu s rovinou kolmou k indukčním čarám Pokud se závit otáčí konstantní úhlovou rychlostí w, platí:

Vznik střídavého proudu F t

Vznik střídavého proudu F t

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový

Vznik střídavého proudu F, Ui t Čím více se za jistý (velmi krátký) časový interval změní magnetický indukční tok, tím větší je indukované napětí.

Vznik střídavého proudu u Um t –Um u. . . okamžitá hodnota napětí Um.

Vznik střídavého proudu u Um t –Um u. . . okamžitá hodnota napětí Um. . . maximální hodnota napětí

Vznik střídavého proudu u Um t T –Um u. . . okamžitá hodnota napětí

Vznik střídavého proudu u Um t T –Um u. . . okamžitá hodnota napětí Um. . . maximální hodnota napětí Poznámka: Vyjádření okamžité hodnoty střídavého napětí je formálně podobné rovnici pro okamžitou výchylku mechanického oscilátoru. Zavádíme proto obdobné veličiny frekvence ( f ) a perioda ( T ), mezi nimiž platí stejné vztahy jako u mechanického kmitání: Jednotka frekvence (s-1) se někdy označuje jako 1 Hz (hertz).

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R A

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá hodnota proudu (podle Ohmova zákona): A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá hodnota proudu (podle Ohmova zákona): A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá hodnota proudu (podle Ohmova zákona): A ~ Um Im u, i t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem V Okamžitá hodnota napětí: R Okamžitá hodnota proudu (podle Ohmova zákona): A ~ Um Im u, i V obvodu s rezistorem nedochází k posunu mezi napětím a proudem (mají stejnou fázi). t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V R A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V R A Maximální hodnota výkonu střídavého proudu: ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Okamžitá hodnota výkonu střídavého proudu: V R A Maximální hodnota výkonu střídavého proudu: ~ p, i Pm t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R A p ~ Pm t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. p A ~ Pm t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. Práce vykonaná proudem odpovídá ploše pod křivkou znázorňující závislost výkonu na čase: p A ~ Pm T t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. A Práce vykonaná proudem odpovídá ploše pod křivkou znázorňující závislost výkonu na čase: Stejný obsah má plocha odpovídající konstantnímu (stejnosměrnému) p proudu s výkonem rovným polovině maximálního výkonu proudu střídavého. ~ Pm Pm 2 T t

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. A ~ Stejnosměrný proud o velikosti I , který by vykonal za jednu periodu v tomtéž obvodu stejně velkou práci:

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. A ~ Stejnosměrný proud o velikosti I , který by vykonal za jednu periodu v tomtéž obvodu stejně velkou práci: Porovnáním obou vztahů:

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Jaký musí být střídavý proud, aby měl v obvodu stejné účinky jako stejnosměrný proud jisté velikosti I ? V R Tento proud musí za určitou dobu (např. jednu periodu) vykonat stejnou práci jako příslušný proud stejnosměrný. A ~ Stejnosměrný proud o velikosti I , který by vykonal za jednu periodu v tomtéž obvodu stejně velkou práci: Porovnáním obou vztahů:

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R A ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R A Efektivní hodnota střídavého napětí ~

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R A Efektivní hodnota střídavého napětí ~ Efektivní hodnoty proudu a napětí jsou takové hodnoty, které by ve stejném obvodu musel mít stejnosměrný proud, aby vyvolal stejné účinky (měl stejný výkon) jako daný proud střídavý. Např. žárovka zapojená ke střídavému napětí o efektivní hodnotě 230 V bude svítit stejně jasně, pokud ji připojíme ke stejnosměrnému napětí 230 V.

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R

Obvody se střídavým proudem 1. Obvod s rezistorem Efektivní hodnota střídavého proudu V R A Efektivní hodnota střídavého napětí ~ Střední hodnota výkonu střídavého proudu: U, I. . efektivní hodnoty

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: L u A ~ t

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: Vlivem změn magnetického pole uvnitř cívky se na cívce indukuje elektrické napětí opačné než napětí zdroje (podle Lenzova zákona). Proud v cívce se proto opožďuje proti průběhu napětí na zdroji – maximální hodnoty proudu nastávají později než maxima napětí. u, i L A ~ t

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: L u, i A ~ t

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 2. Obvod s cívkou V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: L V obvodu se stejnosměrným proudem by cívka měla velmi malý odpor. Neustálé změny magnetického pole a vznik indukovaného napětí v obvodu se střídavým proudem způsobují, že cívka klade střídavému napětí daleko větší „odpor“. Čím větší je frekvence, tím větší je odpor cívky: ~ Zavádíme veličinu induktance: jednotka. . . 1 W A

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: A C u ~ t

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: Kondenzátor se díky střídavému napětí neustále nabíjí a vybíjí. Maximálních hodnot napětí dosahuje vždy až po proběhnutí „nabíjecího“ proudu. Napětí na kondenzátoru se proto zpožďuje proti proudu (neboli proud předbíhá napětí). u, i A C ~ t

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: A C u, i ~ t

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji:

Obvody se střídavým proudem 3. Obvod s kondenzátorem V Okamžitá hodnota napětí na zdroji: C V obvodu se stejnosměrným proudem by měl kondenzátor nekonečně velký odpor – proud by neprocházel. Střídání polarity napětí a neustálé nabíjení a vybíjení kondenzátoru způsobuje, že mezi póly zdroje a deskami kondenzátoru proud prochází (mezi deskami samozřejmě proud neprochází ani v obvodu se střídavým proudem). Kondenzátor je tím „průchodnější“ (klade menší odpor), čím větší je frekvence napětí. ~ Zavádíme veličinu kapacitance: jednotka. . . 1 W A

Obvody se střídavým proudem Srovnání: R ~ L ~ C ~ u, i

Obvody se střídavým proudem Srovnání: R ~ L ~ C ~ u, i

Obvody se střídavým proudem Složené obvody (RLC): Mohou obecně obsahovat více rezistorů, kondenzátorů, cívek

Obvody se střídavým proudem Složené obvody (RLC): Mohou obecně obsahovat více rezistorů, kondenzátorů, cívek spojených sériově nebo paralelně. Příklad: L C R ~ Podle konkrétního zapojení je fázový posun mezi Impedance obvodu: a u, i jednotka. . . 1 W t Celkový „odpor“, který klade obvod při daném zapojení a dané frekvenci.

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je hodnota využitelného (činného) výkonu obecně menší než v obvodu s rezistorem. Část energie je vlastně vrácena zpět do obvodu a nelze ji proto využít na užitečnou práci nebo teplo. u, i t

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je hodnota využitelného (činného) výkonu obecně menší než v obvodu s rezistorem. Část energie je vlastně vrácena zpět do obvodu a nelze ji proto využít na užitečnou práci nebo teplo. u, i t

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je

Činný výkon střídavého proudu Má-li napětí a proud v obvodu nějaký fázový posun, je hodnota využitelného (činného) výkonu obecně menší než v obvodu s rezistorem. Část energie je vlastně vrácena zpět do obvodu a nelze ji proto využít na užitečnou práci nebo teplo. pro j = 0 je výkon maximální (U·I) pro j = je výkon nulový. . . účiník u, i t

Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo

Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo byly převzaty z volně dostupných internetových stránek.