Izmenična napetost fb
 

Izmenična napetost




Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Napetost je lahko enosmerna ali izmenična.


Uporablja se več oblik izmenične napetosti. V računalništvu ima obliko pravokotnih impulzov, v video tehniki žagasto obliko, v energetskih omrežjih ima sinusno obliko. Razne oblike izmeničnih napetosti za testiranje vezij lahko generiramo s pomočjo funkcijskega generatorja. Opazujemo jih s pomočjo osciloskopa. Osciloskop nam kaže graf napetosti (y os) od časa (x os) - glej sliko.


Funkcijski generator in osciloskop



V nadaljevanju se bomo omejili na sinusno napetost. Napetost se v tem primeru spreminja po sinusni krivulji. Določa jo maksimalna vrednost ali amplituda in frekvenca.


Pridobivanje sinusne izmenične napetosti



Pridobivanje sinusne izmenične napetosti za energetske namene se najpogosteje vrši s pomočjo generatorjev izmenične napetosti. Ti pretvarjajo mehansko energijo v električno.


Predstavljajmo si, da se vrti tuljava z n ovoji v homogenem polju, kot kaže slika.



Generator izmenične napetosti





Magnetni pretok skozi zanko je:




Zaradi spremembe magnetnega pretoka se po Faradayevem zakonu indukcije v tuljavi inducira napetost:





Dobili smo enačbo za sinusno izmenično napetost:




kjer je največja vrednost ali amplituda:







Sinusna izmenična napetost





Povprečna moč in efektivna napetost



Če priklučimo izmenično napetost na bremenski upornik R, je na njemu električna moč:





Električna moč se torej spreminja s časom med nič in maksimalno močjo, kot kaže slika:



Moč izmenične napetosti




Povprečmo moč, s pomočjo katere tudi računamo električno delo, dobimo, če izenačimo ploščino pod grafom izmenične moči (sivo šrafirano) s ploščino pod grafom srednje moči (zelene črte). Dobimo:




Efektivna napetost je tista enosmerna napetost, ki bi dala porabniku enako moč, kot izmenična napetost z maksimalno vrednostjo .


Za sinusno izmenično napetost velja:




Če piše v podatkih, da je omrežna napetost 230 V, je pri tem mišljena njena efektivna (in ne maksimalna) vrednost.

S pomočjo efektivne napetosti lahko neposredno (brez pretvarjanja) računamo električno moč in delo.


Efektivna napetost pogosto pišemo brez indeksa, torej samo U. Isto velja za povprečno moč, pišemo jo samo s P.


Omrežna napetost v gospodinjstvu je npr. 230 V (to je efektivna vrednost) in frekvenca 50 Hz.




glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana