Laboratórium 2 - 4. Mérés ellenőrző kérdései

← Vissza az előző oldalra – Laboratórium 2

← Vissza az előző oldalra – Laboratórium 2 - 4. Mérés: Villamos teljesítmény mérése

• Kérdések kidolgozva - Nagyrészt megegyezik azzal ami itt van. Akinek van egy kis ideje, vagy vigye fel ide a wikire az ebben lévő hasznos infókat!

1. Hogyan számoljuk ki a pillanatnyi teljesítményt?

A pillanatnyi teljesítmény az áram és feszültség pillanatértékeinek szorzata: [math] p(t)=u(t)i(t) [/math]

2. Megállapodás szerint mit jelent az egyenáramú teljesítmény pozitív vagy negatív előjele?

Pozitív előjel a fogyasztói, negatív a termelői teljesítményt jelenti.

3. Egy váltakozó áramú áramkörben valamely két-póluson mért feszültség és áram effektív értéke U, illetve I. a feszültség és az áram közötti fázisszög fí (a feszültség siet az áramhoz képest, ha fí pozitív). Hogyan számítható ki a két-pólus hatásos, meddő és látszólagos teljesítménye? Hogyan változnak ezek az értékek, ha a fí fázisszög előjelet vált?

A hatásos teljesítmény: [math]P = UI cos \phi [/math], a meddő teljesítmény: [math]Q = UI sin \phi [/math], a látszólagos teljesítmény: [math] S = \sqrt{P^2+Q^2} = UI [/math]. Ezek közül ugye azok váltanak előjelet, amik érzékenyek [math]\phi[/math] re. Vagyis csak a Q. (színusz páratlan függvény)

4. Hogyan definiáljuk a hatásos és meddő teljesítményt, ha periodikus, de nem szinuszos jelekről van szó? (Legyen U0 és I0 a feszültség és az áram egyenáramú összetevője, Ui és Ii a feszültség, illetve az áram i-edik felharmonikusának effektív értéke és fíi ezen felhamronikusok közti fázisszög (a feszültség siet az áramhoz képest, ha fí pozitív).

Ilyenkor csak az azonos frekvenciájú összetevők hoznak létre teljesítményt, vagyis: [math]P=U_0 I_0+ \sum_{i=1}^{\infty} U_i I_i cos \phi[/math], [math]Q= \sum_{i=1}^{\infty} U_i I_i sin \phi[/math].

5. Hogyan számítja ki a hatásos teljesítményt olyan áramkörben, ahol a feszültség görbealakja tisztán szinuszos, de az áramé (az áramkör nemlineritásai miatt) azonos periódusidővel nem szinuszos.

Idő szerint kiintegrálom a feszültség és az áram időfüggvényének szorzatát. [math] P = {1 \over T} \int_{0}^{T} u(t)i(t)\, dt [/math], ahol T a periódusidő.

6. Mi a definíciója a villamos energiának (munkának, fogyasztásnak)?

A pillanatnyi teljesítmény idő szerinti integrálja: [math] W = \int_{0}^{T} u(t)i(t)\, dt [/math], ahol T itt a vizsgált időtartam.

7. Milyen megvalósítási lehetőségei vannak két villamos teljesítmény szorzásának?

Ez a kérdés kb az, mint a kövi...

• Hall generátor (a segédáram és a mágneses indukció szorzatával arányos Hall feszültséget szolgáltat)
• vezérelt áramosztó elvén működő analóg szorzó (a kimeneti jel arányos a bemeneti jelek szorzatával)
• elektromechanikus szorzó
• kvadratikus szorzó
• időosztásos szorzó
• digitális szorzó

8. Ismertesse az elektromechnakius, kvadratikus, időosztásos és digitális szorzók elvét!

• Elektromechanikus: a műszer a két jel szorzatával arányos nyomatékot (emiatt kitérést) hoz létre. [math] M=k(\alpha)I_i I_u cos\phi[/math], ahol k a (nemlineáris, tehát kitéréstől függő) skálatényező, [math]I_i[/math] a műszer állótekercsébe vezetett áram, [math]I_u[/math] pedig a lengőtekercsbe vezetett (a feszültséggel arányos) áram.
• Kvadratikus: Az alábbi azonosságra építünk: [math] AB = 1/4 ((A+B)^2-(A-B)^2)[/math]. Ebből látható, hogy a szorzás visszavezethető összeadásra és négyzetre emelésre, amik bizonyos korlátokkal megvalósíthatók.
• Időosztásos: Lásd (egyelőre beillesztésre váró) ábra. A kimenet a kövi lesz: [math]U=- \frac{U_x U_y}{U_p}[/math], ahol [math]U_p[/math] a háromszögjel csúcsértéke.
• Digitális: jeleket digitalizáljuk és processzorral összeszorozzuk.