АЦ фаза

ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

АЦ фаза

АЦ електрични кругови


Питање 1

Ако желимо да изразимо серијске ДЦ напоне као фазоре (стрелице које показују одређену дужину и одређени правац, графички изражавајући магнитуду и поларитет електричног сигнала), како ћемо их нацртати тако да укупан (или резултујући ) фазори тачно изражавају укупни напон сваког серијског повезаног пара "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00493к01.пнг">

Ако би требало да додијелимо вредности углова сваком од ових фаза, шта бисте предложили?

Открити одговор Сакриј одговор

У десном кругу, где су два извора напона супротна, један од фазора има угао од 0 о, док други има угао од 180 о .

Напомене:

Фазори су стварно ништа друго до проширење познате "бројне линије" већине ученика током основних година образовања. Важна разлика овде је да су фазори дводимензионалне магнитуде, а не једнодимензионалне, јер су скаларни бројеви.

Употреба степена за мерење углова требала би бити позната, чак и оним студентима без јаке математичке позадине. На пример, шта то подразумева када скејтборд или бициклиста за стунтање "чини 180 " "табли радног листа панела-подразумевани" ставке>

Питање 2

Израчунајте укупни напон ових извора напона повезаних серијом:

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је "трик" питање, јер се са сигурношћу може предвидјети само укупни напон ДЦ извора. Нема довољно информација за израчунавање укупног АЦ напона за два серијска извора напајања!

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима управо због чега се не може утврдити укупни напон два извора напајања из серије, с обзиром на мале информације које имамо о њима. Да ли је њихов укупни напон 8 ВАЦ, баш као и извори ДЦ који помажу у серији "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 3

Коришћењем рачунара или графичког калкулатора, упишите суму ових два синусна таласа:

Шта претпостављате да ће сума 1-волтног (максималног) сине таласа и 2-волтни (синусни) синусни талас бити, ако су оба таласа савршено у фази једне са другима "# 3"> Открити одговор Сакри одговор

Напомене:

Графички калкулатори су одлична средства за кориштење за искуства у учењу као што је ова. У далеко краћем времену него што би се требало претворити у трећи синусни талас руком, ученици могу сама себи да виде синусоидну суму.

Питање 4

Коришћењем рачунара или графичког калкулатора, упишите суму ових два синусна таласа:

Савет: морате унети једначине у свој уређај за цртање који изгледа овако:

и1 = син к

и2 = 2 * син (к + 90)

и3 = и1 + и2

Напомена: друга једначина претпоставља да је ваш калкулатор подешен да би израчунао тригонометријске функције у угловским јединицама степена, а не радијанцима . Ако желите да запишете ове исте таласне облике (са истом истом фазном смицом) користећи радијанце као јединицу мерења углова, морате унети другу једначину на следећи начин:

и2 = 2 * син (к + 1, 5708)

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће питање: запазите да збир 1-волтног таласа и таласа од 2 волти не одговара таласу од 3 волта! Објаснити зашто.

Напомене:

Графички калкулатори су одлична средства за кориштење за искуства у учењу као што је ова. У далеко краћем времену него што би се требало претворити у трећи синусни талас руком, ученици могу сама себи да виде синусоидну суму.

Поента овог питања јесте да ученици размишљају о томе како је могуће да се синусоидни напони не могу додати као што се очекивало. Ово је веома важно, јер то указује на једноставне аритметичке процесе као што додавање неће бити тако једноставно у АЦ колурама као што је то било у ДЦ колу, због фазе помака. Обавезно нагласите ову тачку вашим ученицима.

Питање 5

Посебне врсте вектора које се зову фазори често се користе за приказ величине и фазних помака синусоидних АЦ напона и струја. Претпоставимо да следећи фазори представљају збирну суму два АЦ напона, један са магнитудом од 3 волта а други са магнитудом од 4 волта:

Објасните шта сваки од следећих дијаграма фазора представља, у електричном смислу:

Такође објасните значај ових сума: да можемо добити три различите вриједности укупног напона (7 волти, 1 волт или 5 волти) из истих серијских АЦ напона. Шта ово значи за нас док се припремамо за анализу кругова АЦ користећи правила која смо научили за ДЦ кола "# 5"> Ревеал ансвер Хиде ансвер

Сваки од фазор дијаграма представља два АЦ напона која се сабирају. Пиктирани фазор представља збир сигнала од 3 В и 4 В, за различите услове фазног помака између њих.

Имајте на уму да ове три могућности нису исцрпне! Постоји мноштво других могућих укупних напона које серијски повезани извори 3 волта и 4 волта могу стварати.

Питање о следећем питању: у ДЦ колу, дозвољено је повезивање више извора напона паралелно, све док су напони (магнитуде) и поларитети исти. Да ли је то исто и за АЦ? Зашто или зашто не?

Напомене:

Обавезно разговарајте са својим ученицима да ова три наведена стања нису једини могући услови! Једноставно сам изабрао 0 о, 180 о и 90 о, јер су сви резултирали уоквиреним сумама за наведене количине.

Следеће питање приказује важну тему у вези фазе АЦ: неопходне синхронизације или паралелне изворе напона наизменичне струје.

Питање 6

Приликом цртања фазор дијаграма, постоји стандардна оријентација за све углове који се користе да би се осигурала конзистентност између дијаграма. Ова оријентација се обично односи на сет правокутних линија, као што су к и и оси који се обично виде при графичким алгебарским функцијама:

Пресек две осовине назива се порекло, а равно хоризонтално десно је дефиниција нула степена (0 о ). Дакле, фазор величине 6 и угао од 0 о би изгледали овако на дијаграму:

Нацртајте фазор магнитуде 10 и угао од 100 степени на горњој дијаграму, као и фазор величине 2 и угао од -45 степени. Означите који правци 90 о, 180 о и 270 о би указали на истом дијаграму.

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Графички папир, лењир и протрактор могу бити од помоћи вашим ученицима пошто почињу да цртају и тумаче фазоре дијаграме. Чак и ако немају претходно познавање тригонометрије или фазора, и даље би могли бити графички представљени једноставни пхазор системи, па чак и решени за резултирајуће фазоре.

Питање 7

Шта значи додати два или више фаза заједно, у геометријском смислу "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/02100к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Ево два начина приказивања истог додатка:

Следеће питање: како бисте вербално објаснили процес додавања фазора "белешке скривене"> Напомене:

Разговарајте са својим ученицима да се фазори могу одузети, умножити и поделити. Одузимање није претешко за визуелизацију, али додавање и множење одбијају геометријско разумевање за многе.

Питање 8

Одредите суму ова два фазора и нацртајте фазорски дијаграм који приказује њихов геометријски додатак:

(4 ∠ 0 о ) + (3 ∠ 90 о )

Како се фризерски аритметички проблем, као што је овај, може односити на АЦ круг?

Открити одговор Сакриј одговор

(4 ∠ 0 о ) + (3 ∠ 90 о ) = (5 ∠ 36, 87 о )

Напомене:

Веома је корисно у питању као што је ово за графички приказ пхазора. Да ли један од ваших ученика нацрта дијаграм фазора на табли за читаву класу да посматра и дискутује.

Однос овог аритметичког проблема са кругом АЦ је веома важан за ученике да схвате. Једна ствар за студенте је да могу да математички манипулишу и комбинују фазоре, али сасвим другу да се глатко прелазе између фазорске операције и разумевања напона и / или струје у АЦ колу. Питајте своје ученике да опишу шта величина фазора значи (у овом примеру, број 5), ако тај фазор представља АЦ напон. Замолите ученике да опишу шта значи и угао АЦ фазора напона (у овом случају 36, 87 о ), за АЦ напон.

Питање 9

Фазори могу бити симболички описани на два различита начина: поларна нотација и правоугаона нотација . Објасните шта значи свака од ових ознака и зашто било који може адекватно описати фазор.

Открити одговор Сакриј одговор

Поларна нотација описује фазор у смислу величине (дужине) и угла:

Правокутна нотација описује фазор у хоризонталном и вертикалном помицању:

Следеће питање: зашто нам треба слово ј у правоугаоној нотацији "белешке скривене"> Напомене:

Када се говори о значењу ј, можда би било добро објаснити који су имагинарни бројеви . Без обзира да ли одлучите или не, то зависи од математичке способности и позадине ваших ученика.

Питање 10

Ова два фаза су написана у форми познатом као поларна нотација . Поново их напишите у правоугаоној нотацији :

4 ∠ 0 о =

3 ∠ 90 о =

Открити одговор Сакриј одговор

Ова два фазора, написана у правоугаоној нотацији, биће 4 + ј0 и 0 + ј3, мада би математичар вероватно могао да их напише као 4 + и0 и 0 + и3, респективно.

Питање изазова: шта мала слова ј или и представљају, у математичком смислу?

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о две обележја која се обично користе за фазоре: поларна и правоугаона . То су само два различита начина "говора" исте ствари. Користан "проп" за ову дискусију је комплекс комплексног броја (за разлику од линије бројева - једно-димензионално поље), приказујући "стварне" и "имагинарне" осе, поред стандардних углова (десно = 0 о, лево = 180 о, горе = 90 о, дол = 270 о ). Ваши ученици би требали бити упознати са овим истраживањем, тако да један од њих нацрта број авиона на табли за све који ће погледати.

Изазовано питање се односи на порекло комплексних бројева, почевши од разликовања "имагинарних" бројева као засебног скупа количина из "стварних" бројева. Електро инжињери, наравно, избегавајте да користите мала слова и да означите "имагинарно", јер би било тако лако заменити стандардном нотацијом тренутне струје и.

Питање 11

На овом графику два АЦ напона, која је једна од водећих и која заостаје ?

Ако се 4-волтни (синусни) синусни талас означава у фазорској нотацији као 4 В ∠ 0 о, како би требало означити таласни облик од 3 В (врх) # 11 "> Открити одговор Сакрити одговор

4-волтни (пик) таласни облик води 3-волтни (вршни) таласни облик. Насупрот томе, 3-волтни таласни облик заостаје за 4-волтном таласном облику.

Ако је 4-волтни таласни сигнал означен као 4 В ∠ 0 о, тада 3-волтни таласни облик треба означити као 3 В ∠ -90 о, или 0-ј3 В.

Ако је 4-волтни таласни сигнал означен као 4 В ∠ 90 о (0 + ј4 В у правоугаоничном облику), тада 3-волтни таласни облик треба означити као 3 В ∠ 0 о, или 3 + ј0 В.

Напомене:

У мојим годинама наставе, изненадио сам се колико студената се бори са идентификацијом "водећих" и "заосталих" таласних облика на временском графу. Обавезно дискутујте о овој теми добро са својим ученицима, идентификујући методе за исправно разликовање "водећих" таласа од "заостајања" таласа.

Ово питање такође пружа студентима добру праксу која изражава водеће и заостајуће таласе у фазорски записи. Једна од карактеристика фазора која је очигледна у одговору је релативна природа углова. Будите сигурни да то указујете својим ученицима.

Питање 12

Заједничка карактеристика осцилоскопа је Кс-И режим, где су вертикална и хоризонтална упутства усмерена спољашњим сигналима, а не само вертикалним правцем којим се управља мјереним сигналом, а хоризонтално покретање које води осцилоскопова унутрашња електрична кола:

Овални шаблон приказан на десном екрану осцилоскопа горе наведене илустрације типичан је за два синусоидна таласна облика исте фреквенције, али незнатно из фазе једни са другима. Техничко име за ову врсту Кс-И плоха је Лиссајоус фигура .

Шта треба да изгледа Лиссајоус фигура за два синусоидна таласна облика која су потпуно исте фреквенције, и управо исту фазу (промена фазе од 0 степени између ове две) "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом /имагес/куиз/01480к02.пнг ">

Открити одговор Сакриј одговор

Питање за изазов: Које врсте Лиссајоус цифара биће осмишљен од осцилоскопа ако су сигнали били синусоидни "напомене скривене"> Напомене:

Изгледа да многи ученици имају проблема да схвате како се формирају Лиссајоус фигуре. Једна од демонстрација које користим за превазилажење ове концептуалне баријере је аналогни осцилоскоп и два генератора сигнала постављена су на врло ниске фреквенције, тако да ученици могу видјети како "тачка" прожима преко екрана оба облика таласа у спором покрету. Потом ја убрзавам сигнале и дозвољава им да виде како Лиссајоус шаблон постаје "чврст" са упорношћу вида и инхерентним одлагањем фосфора на екрану.

Питање 13

Лиссајоус фигуре, извучене осцилоскопом, представљају моћан алат за визуелизацију фазног односа између два таласна облика. Заправо, постоји математичка формула за израчунавање количине фазног помака између два синусоидна сигнала, с обзиром на пар димензионалних мерења слике на екрану осцилоскопа.

Процедура почиње подешавањем вертикалне и хоризонталне контроле амплитуде, тако да је Лиссајоус фигура пропорционална: баш као и широк на екрану (н). Затим, уверимо се да је слика центрирана на екрану и ми меримо раздаљину између тачака пресецања к-оса (м), као таква:

Утврдите која је формула за израчунавање угла промене фазе за ово коло, с обзиром на ове димензије. Напомена: формула је тригонометријска! Ако не знате где да започнете, подсјетите на то како одговарајуће лиссајоус фигуре изгледају за промјену фазе 0 о и за 90-фазну смјену и раде одатле.

Открити одговор Сакриј одговор

Θ = син -1⎛ ⎝ м


н

⎞ ⎠

Питање изазова: какву лику Лиссајоус би нацртали синусоидним таласима на благо различитим фреквенцијама "нотес хидден"> Напомене:

Ово је одлична вјежба у подучавању студената како извући једначину из физичких мјерења када је већ позната фундаментална природа те једначине (тригонометријска). Требали би знати шта изгледају Лиссајоус и за 0о и 90о, и не би требали имати проблема да схвате шта вриједност а и б вриједи ова два сценарија ако би се мјерило слично на екрану осцилоскопа. Остатак једноставно прилагоди комаде тако да тригонометријска функција даје тачан угао (с).

Питање 14

Израчунајте количину фазног помака која показује ова слика Лиссајоса:

Открити одговор Сакриј одговор

Θ ≈ 25, 9 о

Напомене:

Ово питање није ништа друго до вежба у тумачењу Лиссајоус фигуре.

Питање 15

Израчунајте количину фазног помака која показује ова слика Лиссајоса:

Открити одговор Сакриј одговор

Θ ≈ 64, 2 о

Напомене:

Ово питање није ништа друго до вежба у тумачењу Лиссајоус фигуре.

Питање 16

Израчунајте количину фазног помака која показује ова слика Лиссајоса:

Открити одговор Сакриј одговор

Θ ≈ 34, 5 о

Напомене:

Ово питање није ништа друго до вежба у тумачењу Лиссајоус фигуре.

Питање 17

Израчунајте количину фазног помака која показује ова слика Лиссајоса:

Открити одговор Сакриј одговор

Θ ≈ 44, 4 о

Напомене:

Ово питање није ништа друго до вежба у тумачењу Лиссајоус фигуре.

Питање 18

Претпоставимо да двоје људи раде заједно да повуку велику кутију преко пода, једну која гурне силом од 400 нових тонова, а друга на силу од 300 нових тонова:

Последица силе од напора ове две особе на кутији ће, сасвим очигледно, бити сума њихових снага: 700 невтонова (десно).

Шта ако се повуче особа одлучи да промени позицију и потисне бочно на кутију у односу на прву особу, тако да ће 400 нових сила и 300 нових сила бити једноделно (300 нових сила која се окреће на страну, даље од иоу) "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/03278к02.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Резултат силе на кутији ће бити 500 нових тона.

Напомене:

Ово је неелектрична примена вектора, како би се ученици припремили за концепт коришћења вектора за додавање напона који су ван фазе. Обратите пажњу на то како сам изабрао да користим вишекратне 3, 4 и 5 величине вектора.

Питање 19

На овом дијаграму фазора одредите који фазор води и који заостаје за другим:

Открити одговор Сакриј одговор

На овом дијаграму, фазор Б је водећи фазор А.

Питање о следећем питању: користећи протрактор, процијените количину фазног помака између ова два фаза.

Напомене:

Може бити од помоћи вашим ученицима да их подсете на стандардну оријентацију фазних углова у фазор дијаграмима (0 степени надесно, 90 степени горе, итд.).

Питање 20

Да ли је прикладно поставити угао фазора за један АЦ напон, само по себи у кругу "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00496к01.пнг">

Шта ако постоји више од једног АЦ напона у кругу?

Открити одговор Сакриј одговор

Фазорски углови су релативни, а не апсолутни . Имају значење само тамо где постоји још један фазор за упоређивање.

Углови могу бити повезани са више извора напона АЦ у истом кругу, али само ако су сви напони исте фреквенције .

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о појму "фазни угао" у односу на количине АЦ. Шта то тачно значи ако је напон "3 волти под углом од 90 степени" "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 21

Утврдите укупни напон у сваком од ових примера, извлачећи дијаграм фазора како бисте показали како се укупни (резултујући) напон геометријски односи на напоне извора у сваком сценарију:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

У почетку може се збунити ученицима да користе знакове поларитета (+ и -) за напоне наизменичне струје. На крају крајева, поларност АЦ-а се не мијења напред и назад, тако да се непрекидно мијења "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 22

Пре два или више радних алтернатора (АЦ генератора) могу бити електрично спојени, они се морају синхронизовати једни са другима. Ако су два алтернатора изван "синхронизације" (или ван фазе ) једни са другима, резултат ће бити велика грешка струје када је прекидач за искључивање затворен.

Једноставно и ефикасно средство за проверу "синхронизације" пре затварања прекидача за искључивање алтернатора јесте да су сијалице повезане паралелно са контактима прекидача искључења, овако:

Шта треба да тражи оператор алтернатора пре затварања прекидача алтернатора "# 22"> Откриј одговор Сакриј одговор

Дим светла указују на стање "у фази" са сабирницом. Ако се два алтернатора усредсреде на благо различите брзине, постојаће хетеродински ефекат на осветљење сијалица: наизмјенично растуће свјетлије, а затим затамњив, а затим поново свјетлије.

Напомене:

Правилна синхронизација алтернатора са напоном магистрале је задатак који се обављао искључиво људским оператерима, али се сада може остварити аутоматским контролама. Ипак, и даље је важно да стручњаци за електричну енергију разумеју принципе укључене у синхронизацију алтернатора, а техника једноставне сијалице за индикацију синхронизације је одлично средство за разјашњавање концепта.

Разговарајте са својим ученицима о начину довођења алтернатора у фазу помоћу АЦ бус-а. Ако сијалице жарите сјајно, шта би оператор требао направити да би их смањио?

Такође би могла бити добра идеја да разговарате са својим ученицима шта се догађа када два синхронизована алтернатора постану електрично спојена: две машине постају "закључана" заједно као да су механички спојена, чиме се одржава синхронизација од те тачке даље.

Питање 23

Претпоставимо да је електроенергетски електран ускоро довезао овај алтернатор на мрежи (спојите га на АЦ бус) и догодило је да приметите да ниједно од синхронизационих светла није свијетло. Размишљајући о томе како је необично, оператор вас позива да одредите да ли је нешто погрешно у систему. Опишите шта бисте радили да бисте решили проблем овог система.

Открити одговор Сакриј одговор

Пре него што наставите са корацима за решавање проблема, прво покушајте да утврдите да ли уопште постоји нешто лоше у овом систему. Може ли бити да је оператер превише опрезан, или је њихов упозорење оправдано "белешке скривене"> Напомене:

Можда постоје неки ученици који сугеришу да уопште није ништа лоше у систему. Заиста, пошто димна (или тамна) светла нормално указују на синхронизацију, да ли присуство две тамне светлости указује на то да је савршена синхронизација већ постигнута? Разговарајте о вјероватноћности овог сценарија са вашим ученицима да два независна алтернатора могу одржавати савршену синхронизацију, а да их не спајају заједно.

Што се тиче решавања проблема, овај сценарио има велики потенцијал за групну дискусију. Упркос постојању једноставног, појединачног, вероватног стања који би могао да изазове овај проблем, постоји неколико могућих неуспелих компоненти које су могле да направе стање. Различити студенти ће несумњиво имати различите методе приступа овом проблему. Нека сви деле своје ставове и разговарају заједно о томе који би био најбољи приступ.

Питање 24

Приказани су два синусна таласа једнаке фреквенције, која се налазе на истом графику:

Тачније могуће, одредити количину фазног помака између два таласа, на основу раздора приказаних на графикону.

Такође, направите трећи синусни талас који је збир двају синусних таласа. Поново урадите то што је тачно могуће, на основу раздора приказаних на графикону. Да бисте дали пример како можете то учинити, погледајте следећу илустрацију:

Која је максимална вредност резултираног (сума) синусног таласа "# 24"> Открити одговор Сакриј одговор

Два (изворна) синусна таласа су 90 о ван фазе, једна са максималном вриједношћу од 4 волта, а друга са максималном вриједношћу од 3 волта.

Заједно, они дају да направи трећи синусни талас са максималном вредношћу од 5 волти.

Следеће питање: како је могуће да збир 3 и 4 чини 5 "белешке скривене"> Напомене:

Иако се у први мах може чинити напорним вежбањем, тачка овог питања је да студенти схвате да је збир два једнака фреквенцијског синусног таласа још један синусни талас. Максималне вредности 3 и 4, заједно са фазним померањем од 90 о, није било слуцајно са моје стране када сам написао ово питање. Где су други у математици студенти видели пример количине 3 и 4 који су комбиновани (на 90 степени) да би направили количину од 5?

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →