Osnove elektrotehnike II, udžbenik - Ljubomir Malešević

28
OSNOVE ELEKTROTEHNIKE II
– energija se prinosi trošilu neravnomjerno, u impulsima dvostruke frekvencije u odnosu na
priključeni napon;
– sva se energija na djelatnom otporu pretvara u toplinsku – proces je nepovratan (ireverzibilan);
– između generatora i trošila nema oscilacija energije.
Ireverzibilni procesi nisu karakteristični samo za pretvorbu električne u toplinsku energiju, već i u
druge vidove energije: mehaničku, kemijsku, energiju zračenja i dr. Zato se svaki krug u kojem se vrše
slični procesi može energetski razmatrati krugom s djelatnim otporom.
Srednja vrijednost snage je:
T
T
1 UmIm UmIm sin 2t
UmIm Um Im
P p(t )dt 1 cos 2 tdt t U I .
T
2T
2T
2
0 0
0
2 2 2
(3-5)
Srednja vrijednost djelatne snage u krugu s djelatnim otporom jednaka je produktu efektivnih
vrijednosti struje i napona. Jedinica za mjerenje djelatne snage je vat (W).
Zaključak: U krugu s djelatnim otporom struja je u fazi s priključenim naponom. Sva energija pretvara
se u toplinsku ili neke druge oblike energije. Nema oscilacija između izvora i trošila.
T
3.2. Induktivni otpor u izmjeničnom krugu
Induktivnost je temeljna vrijednost svakog svitka. Svitak se formira od namotaja vodljive (obično
bakrene) žice, pri čemu broj namotaja N, duljina svitka l, presjek njegove jezgre S i permeabilnost r
materijala od kojega je napravljena jezgra mogu varirati u širokim granicama, ovisno o željenoj
vrijednosti induktivnosti L:
2
N 0rS
L . (3-6)
l
Dvije su temeljne skupine svitaka:
– zračni svitci
– svitci s magnetskom jezgrom (prigušnice).
Izbor materijala i konstrukcija magnetske jezgre bitno utječu na karakteristike svitka. Realni svitak ima
određeni djelatni otpor namotaja, a kada sadrži magnetsku jezgru dodatno se trebaju uzeti u obzir
gubitci koji nastaju u jezgri i koji uzrokuju nelinearne strujno-naponske odnose.
Svitci su pasivni elementi izmjeničnih krugova s vrlo širokim mogućnostima uporabe u elektrotehnici.
Primjerice služe za:
generiranje induciranih napona (transformator, „bobina“ u automobilu)
generiranje magnetskih sila (električni motor, relej, kontaktori)
filtriranje signala (NF filtri, VF filtri, pojasni filtri)
skladištenje magnetske energije
stvaranje električnog otpora.
Prigušnice su svitci velikoga induktivnog otpora. Primjenjuju se u različitim vrstama električnih filtara
koji osiguravaju raspodjelu struje ovisno o frekvenciji.
Niskofrekvencijske (NF) prigušnice imaju veliku induktivnost od nekoliko ili desetak H, a stvaraju
veliki induktivni otpor već pri niskim frekvencijama. Veliki se otpor u ovom slučaju postiže tako da se
svitak konstruira s velikim brojem namotaja (L ~ N 2 ) i sa zatvorenom magnetskom jezgrom (r >>).