Download - STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI
![Page 1: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/1.jpg)
STŘÍDAVÝ PROUDV PRAXI
6. ledna 2013 VY_32_INOVACE_170214_Stridavy_proud_v_praxi_DUM
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.
Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.
![Page 2: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/2.jpg)
1. Vznik
střídavého proudu
2. Hodnoty
střídavého proudu a
napětí
3.Výkon
střídavého proudu
4. Výroba
střídavého proudu
5.Transformátor
![Page 3: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/3.jpg)
Střídavý proud• mění periodicky svoji velikost a směr v závislosti na čase• vzniká například při otáčení vodivé smyčky (cívky) v
homogenním magnetickém poli• přitom se mění magnetický indukční tok a indukuje se
elektrické napětí, jehož velikost záleží na úhlu, pod kterým protíná magnetická indukce indukční čáry
• v obvodu začne protékat proud, jehož velikost a směr záleží na polaritě indukovaného napětí
Vznik střídavého proudu
Vznik střídavého proudu - YouTube
další kapitolazpět na obsah
![Page 4: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/4.jpg)
Střídavý proud obecně může být:
• periodický (pravidelně se mění velikost a směr proudu)• neperiodický (proud se mění nepravidelně)
Střídavý proud, který se periodicky mění s funkcí sinus, se nazývá harmonický. Okamžitá hodnota harmonického střídavého napětí je dána vztahem.
Umax - amplituda napětí (maximální výchylka)ω - úhlová rychlost otáčení závitu
Hodnoty střídavého proudu a napětí
dále
tsinUu max
![Page 5: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/5.jpg)
Doba jedné otočky se nazývá perioda – T [s]. Počet period za sekundu je frekvence – f [Hz]. Během jedné otočky projde vodičem proud jedním a opačným směrem.
Hodnoty střídavého proudu a napětí
dále
Obr. 1
![Page 6: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/6.jpg)
Umax – špičkové napětí (v zásuvce 325V)Ustř – střední hodnota absolutních hodnot napětí (=0,6366 Umax)
Uef – efektivní hodnota (značí se jako U) Je definována jako velikost stejnosměrného napětí, které by v rezistoru vyvolalo stejný tepelný účinek.
Uef = 0,7072 Umax (v zásuvce 230V)
Hodnoty střídavého proudu a napětí
dále
Obr. 2
![Page 7: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/7.jpg)
Střídavý proud popisujeme rovnicí:
i – je okamžitá hodnota střídavého prouduIm – amplituda prouduφ – fázový rozdíl mezi napětím a proudem
V praxi používáme Ief a označujeme ho jako I.
Ief = 0,7072 Imax
Hodnoty střídavého proudu a napětí
dále
)tsin(Ii max
![Page 8: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/8.jpg)
V elektrárnách se střídavý proud vyrábí v alternátorech. V energetice se využívá střídavé napětí nízké frekvence (f = 50 Hz).
Podle frekvence střídavého napětí dělíme střídavé proudy na:
• nízkofrekvenční – do 20 Hz• vysokofrekvenční – nad 20 Hz
Hodnoty střídavého proudu a napětí
další kapitolazpět na obsah
Střídavý proud na www.techmania.cz
![Page 9: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/9.jpg)
Pro výpočet výkonu používáme efektivní hodnoty napětí a proudu.
Zdánlivý výkon
• největší možný výkon střídavého proudu (na něj je konstruováno elektrické vedení)
Činný výkon
• cos φ vyjadřuje závislost činného výkonu na fázovém posunu (účiník, má velikost 0-1)
Pozn.: malý účiník – energie se mění jen v malé míře v užitečnou práci a prochází tzv. jalový proud
Výkon střídavého proudu
dále
IUP
cosIUP
![Page 10: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/10.jpg)
Jalový výkon
• část výkonu, která se obvodem přelévá tam a zpět (výkon, který nepracuje)
Činný výkon lze měřit wattmetrem. Jalový výkon lze též měřit wattmetrem, ale napěťovou svorkou musí jít napětí fázově posunuté o π/2.
Výkon střídavého proudu
dále
sinIUP Obr. 3
![Page 11: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/11.jpg)
Výkon střídavého proudu
další kapitolazpět na obsah
Obr. 4
![Page 12: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/12.jpg)
Trojfázová soustava
V alternátoru můžeme využít tři indukční cívky, které tvoří stator. Vznikají tři střídavé proudy neboli fáze. Cívkami neprotékají ve stejném okamžiku stejné proudy, protože jsou fázově posunuty o 120°. Okamžitá hodnota trojfázového proudu je rovna 0.
Rotorem je otáčivý elektromagnet. Pohybem rotoru se v cívkách statoru indukuje střídavé napětí. Rotor je opatřen vodivými kroužky, kterými se do vinutí přivádí stejnosměrný proud z dynama (budič).
Čtyři vodiče přenášejí tři posunutá střídavá napětí. Cívky mohou být zapojeny do hvězdy nebo do trojúhelníku.
Výroba střídavého proudu
dále
![Page 13: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/13.jpg)
Při zapojení cívek kromě tří fází vznikne ještě vodič s nulovým potenciálem (nulák).
Výroba střídavého proudu
dále
Obr. 5
![Page 14: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/14.jpg)
Mezi fázovým a nulovacím vodičem je tzv. fázové napětí. Ve spotřebitelské síti má fázové napětí efektivní hodnotu 230V. Mezi fázovými vodiči je sdružené napětí, které je v rozvodné síti:
Výhody používání střídavého proudu• snadnější výroba v porovnání se stejnosměrným proudem• výhodný přenos dálkovým vedením transformací na vysoké napětí a nízký
proud (sníží se ztráty vzniklé zahříváním vodičů)• generátory (alternátory) mají jednodušší konstrukci než obdobné na
stejnosměrný proud• jednodušší konstrukce přístrojů užívaných k vypínání a zapínaní (pojistky,
jističe,….)
Výroba elektrického proudu
dále
V400V3230U
![Page 15: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/15.jpg)
Nevýhody střídavého proudu
• složitější rekuperace (vracení energie do sítě)• nutnost synchronizovat všechny elektrické generátory v sítí
Výroba střídavého proudu
další kapitolazpět na obsah
![Page 16: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/16.jpg)
• slouží ke zvyšování nebo snižování elektrického napětí• jsou ve velkých elektrorozvodných stanicích, adaptérech pro notebook
nebo v nabíječkách pro mobilní telefony.• princip je založen na elektromagnetické indukci
Princip jednofázového transformátoru
Skládá se ze dvou cívek, které jsou na společném ocelovém jádře (vstupní – primární, výstupní – sekundární). Pokud vstupní cívkou prochází střídavý proud, v jádře transformátoru vzniká proměnlivé magnetické pole, které způsobuje ve výstupní cívce indukci střídavého napětí.
Transformace napětí záleží na počtu závitů v cívkách.
Transformátor
dále
![Page 17: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/17.jpg)
Platí vztah:
k – transformační poměrU2 – napětí ve výstupní cívceU1 – napětí ve vstupní cívceN1 – počet závitů ve vstupní cívceN2- počet závitů ve výstupní cívce
k>1 – transformace nahoruk<1 – transformace dolu
Transformátor
dále
kNN
UU
1
2
1
2
![Page 18: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/18.jpg)
Využití transformátorů
Autotransformátor
• v elektrických laboratořích• ve trakčních kolejových vozidlech
Jednofázové transformátory
• v rozhlasových přijímačích• v televizorech• v měřících přístrojích
Pozn.: účinnost malých transformátorů je 90-95%, účinnost velkých transformátorů v rozvodných sítích je až 98%.
Transformátor
dále
Obr. 6
![Page 19: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/19.jpg)
Transformátor
koneczpět na obsah
Teslův transformátor
Animace fce transformátoru
Obr. 8
Obr. 7
![Page 20: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/20.jpg)
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6
![Page 21: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/21.jpg)
CITACE ZDROJŮ
Obr. 1 FDOMINEC. Soubor:Voltage graph cs.svg: Wikimedia Commons [online]. 10 May 2007 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/Voltage_graph_cs.svg
Obr. 2 FDOMINEC. Soubor:Ac voltages max-ef-avg.svg: Wikimedia Commons [online]. 10 May 2007 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/Ac_voltages_max-ef-avg.svg
Obr. 3 AUDRIUS MEŠKAUSKAS. Soubor:Wattmeter.jpg: Wikimedia Commons [online]. 20 April 2006 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/Wattmeter.jpg
Obr. 4 KADLEC, Petr. File:AC power graph f0.8.svg: Wikimedia Commons [online]. 23 September 2007 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2e/AC_power_graph_f0.8.svg/1000px-AC_power_graph_f0.8.svg.png
Obr. 5 ŠTARMAN, Václav. Soubor:Trojúhelník.svg: Wikimedia Commons [online]. 22 April 2012 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/Troj%C3%BAheln%C3%ADk.svg
![Page 22: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/22.jpg)
CITACE ZDROJŮ
Obr. 6 C J COWIE. Soubor:Variable Transformer 01.jpg: Wikimedia Commons [online]. 8 December 2005 [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/Variable_Transformer_01.jpg
Obr.7 DIRK-LÜDER KREIE. Soubor:Schaltbild Trafo.png: Wikimedia Commons [online]. 18 June 2005 [cit. 2013-01-06]. Dostupné podl licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Schaltbild_Trafo.png
Obr. 8 JX. Soubor:Transformer3d col3 cs.svg: Wikimedia Commons [online]. 12 January [cit. 2013-01-06]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Transformer3d_col3_cs.svg
Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.
![Page 23: STŘÍDAVÝ PROUD V PRAXI](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061606/568162a2550346895dd31e02/html5/thumbnails/23.jpg)
Děkuji za pozornost.
Miroslava Víchová