Izmenična napetost
 

Izmenična napetost




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

Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek spleta.


Napetost je lahko enosmerna ali izmenična.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


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 priključimo izmenično napetost na bremenski upornik , je na njemu električna moč:



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


Moč izmenične napetosti



Povprečno 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:




Moč je:




Amplituda moči je:




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 . Isto velja za povprečno moč, pišemo jo samo s .


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