Индуктивна реактивност

On Thermostatic Expansion Valves TXV / TEV - SIMPLIFIED (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Индуктивна реактивност

АЦ електрични кругови


Питање 1

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво измерите и забележите све компоненте прије изградње кола.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализирај круг, решавање за све напонске и тренутне вредности.
  6. Пажљиво измерите све напоне и струје како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

За АЦ кругове где су индуктивне и капацитивне реактансе (импеданције) значајан елемент у прорачунима, препоручујем висококвалитетне индукторје и кондензаторе високе снаге и напајање кола са ниским фреквенцијским напоном (фреквенција струјног вода добро ради) како би се смањио паразитски ефекти. Ако сте у ограниченом буџету, пронашао сам да јефтини електронски музички тастери добро функционишу као "генератори функција" за производњу широког спектра аудио-фреквенцијских АЦ сигнала. Обавезно изаберите тастатуру "глас" која блиско подсјећа на синусни талас ("панфлуте" глас је обично добар), ако су синусоидни таласни облици важна претпоставка у вашим прорачунима.

Као и обично, избјегавајте врло високе и врло ниске отпорне вриједности, како бисте избјегли мјерне грешке проузроковане "учитавањем" мерача. Препоручујем вредности отпорника између 1 кΩ и 100 кΩ.

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Одличан начин упознавања студената са математичком анализом стварних кругова је да их прво одреде компоненте компоненте (Л и Ц) из мерења напона и струје АЦ-а. Најједноставнији круг, наравно, је једна компонента прикључена на извор напајања! Не само то ће научити ученике како правилно и сигурно поставити АЦ кругове, али ће их такође научити како мерити капацитивност и индуктивност без специјализоване опреме за тестирање.

Напомена о реактивним компонентама: користите висококвалитетне кондензаторе и индукторе и покушајте користити ниске фреквенције за напајање. Мала трансформаторска трансформаторска постројења добро напредују за индукторима (најмање два индуктора у једном пакету!), Све док је напон који се примјењује на било који трансформаторски намотај мањи од назначеног напона трансформатора за то намотавање (како би се избјегло засићење језгре ).

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који изводе курс "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 2

Претпоставимо да вам је неко тражио да разликују електричну реактанцу (Кс) од електричног отпора (Р). Како бисте разликовали ова два слична концепта једни од других, користећи своје сопствене речи?

Открити одговор Сакриј одговор

Стварно је важно да ово концепцију поставите сопственим ријечима, па будите сигурни да ћете с инструктором проверити тачност вашег одговора на ово питање! Да бих вам пружио место за почетак, нудим вам ову разлику: отпорност је електрично трење, а реактанција је складиштење електричне енергије . У основи, разлика између Кс и Р је питање енергетске размјене, и најпримерније се схвата у тим терминима.

Напомене:

Ово је изврсна тачка унакрсности са студентским студијама у елементарној физици, ако сада проучавају физику или су проучавали физику у прошлости. Акције чувања енергије индуктора и кондензатора су сасвим аналогне акцијама штедње енергије масе и опруга (респективно, ако повезујете брзину са струјом и силом уз напон). У истој вени, отпор је аналоган кинетичком трењу између покретног објекта и стационарне површине. Паралеле су толико тачне, заправо, да су електрична својства Р, Л и Ц експлоатисана за моделирање механичких система трења, масе и отпорности у колима познатим као аналогни рачунари .

Питање 3

Као опште правило, индуктори се супротстављају промјенама ( изаберите: или), а то и учине. . . (доврши реченицу).

На основу овог правила, утврдите како ће индуктор реаговати на константну АЦ струју која повећава фреквенцију. Да ли би индуктор пао мање или више напона, с обзиром на већу фреквенцију? Објасните свој одговор.

Открити одговор Сакриј одговор

Као опште правило, индукторима се супротстављају промјенама, а то раде стварањем напона.

Индуктор ће смањити већу количину АЦ напона, с обзиром на исту АЦ струју, на већој фреквенцији.

Напомене:

Ово питање је вежба у квалитативном размишљању: повезивање стопа промене са другим променљивим, без употребе нумеричких количина. Опште правило наведено овде је веома, веома важно за ученике да савладају и могу се пријавити за различите околности. Ако не науче ништа о индукторима, осим овог правила, они ће моћи да схвате функцију великог броја индукторских кола.

Питање 4


∫ф (к) дк Упозорење о прорачуну!


Знамо да је формула која се односи на тренутни напон и струју у индуктору ово:

е = Л ди


дт

Знајући то, одредите у којим тачкама на овом плочастом таласу плоча за индуктивну струју је индукторски напон једнак нули, и гдје је напон на позитивним и негативним врховима. Затим повежите ове тачке како бисте нацртали таласни облик индуктивног напона:

Колико је фазног помака (у степенима) између напонских и струјних таласних облика "# 4"> Открити одговор Сакри одговор

За индуктор, напон је водећи и струја заостаје, фазним померањем од 90 о .

Напомене:

Ово питање је одлична примена концепта рачунања деривата : повезивање једне функције (тренутни напон, е) са тренутном брзином промјене друге функције (струја, (ди / дт)).

Питање 5

Да ли се индуктивно супротстављање измењивој струји повећава или смањује када се фреквенција те струје повећава "# 5"> Открити одговор Сакри одговор

Опозиција АЦ струја ("реактанца") индуктора повећава се с повећањем фреквенције. Ову опозицију називамо "реактанцијом", а не "отпором", јер је у природи недисперзивна. Другим ријечима, реактанца не изазива напајање да напусти круг.

Напомене:

Замолите ученике да дефинишу однос између реактансе индуктора и фреквенције као "директно пропорционално" или "обратно пропорционално". Ово су две фразе које се често користе у науци и инжењерству како би се описало да ли се једна количина повећава или смањује, док се друга количина повећава. Ваши ученици дефинитивно морају бити упознати са обе ове фразе и бити у могућности да их тумаче и користе у својим техничким разговорима.

Такође, у овом контексту размотрите значење речи "не-дисипатив". Како можемо доказати да је опозиција на тренутну струју коју је изразио индуктор недиспаративна? Шта би био крајњи тест овога?

Питање 6

Шта ће се десити с сијалицом сијалице, јер се језгро гвожђа помера од жице у овом кругу? Објасни зашто се ово деси.

Открити одговор Сакриј одговор

Сијалица ће сјајније сјајити када се жељезно језгро помери од жице, због промјене индуктивне реактансе (Кс Л ).

Питање о следећем питању: које грешке у колима могу проузроковати да сијалица сјаји светлије него што би требало "приметити скривено"> Напомене:

Један смјер на који бисте могли да водите своје студенте са овим питањем је како се моћ АЦ може контролисати користећи овај принцип. Управљање напоном наизменичне струје са променљивом реактанцијом има одређену предност над контролом снаге наизменичне струје са променљивом отпорношћу : смањена потрошња енергије у виду топлоте.

Питање 7

Индуктор који је оцењен на 4 Хенрис подвргнут је синусоидном АЦ напону од 24 волта РМС, са фреквенцијом од 60 хертзова. Напишите формулу за израчунавање индуктивне реактансе (Кс Л ), и ријешите за струју кроз индуктор.

Открити одговор Сакриј одговор

Кс Л = 2 πф Л

Струја кроз овај индуктор је 15.92 мА РМС.

Напомене:

Стално сам утврдио да је квалитативно (веће од, мање или једнако) анализа много теже за ученике да изводе него квантитативне (ударају бројеве на калкулатор) анализу. Па ипак, доследно сам пронашао на послу да људи који немају квалитативне вештине чине више "смешне" квантитативне грешке јер не могу да процене своје процене проценом.

С обзиром на то, увек оспоравам своје ученике да квалитативно анализирају формуле када их први пут упознају. Питајте своје ученике да идентификују шта ће се десити са једним изразом једначине ако би се други израз повећао или смањио (изаберете смер промјене). Користите симбол стрелице горе и доље ако је потребно за графички приказ ових промена. Ваши студенти ће у великој мјери имати користи од свог концептуалног разумијевања примјењене математике из ове врсте праксе!

Питање 8

На којој фреквенцији 350 мХ индуктор има 4.7 кΩ реактансе? Напишите формулу за решавање овог проблема, поред израчунавања фреквенције.

Открити одговор Сакриј одговор

ф = 2.137 кХз

Напомене:

Обавезно питајте своје ученике да демонстрирају алгебарску манипулацију првобитне формуле, дајући одговор на ово питање. Алгебарска манипулација једначинама је веома важна вјештина коју треба имати, а то долази само студијом и праксом.

Питање 9

Колико индуктивности би требао имати индуктор да би обезбедио 540 Ω реактансе на фреквенцији од 400 Хз? Напишите формулу за решавање овог проблема, поред израчунавања фреквенције.

Открити одговор Сакриј одговор

Л = 214, 9 мХ

Напомене:

Обавезно питајте своје ученике да демонстрирају алгебарску манипулацију првобитне формуле, дајући одговор на ово питање. Алгебарска манипулација једначинама је веома важна вјештина коју треба имати, а то долази само студијом и праксом.

Питање 10

Објасните све кораке неопходне за израчунавање количине струје у овом индуктивном кругу струје:

Открити одговор Сакриј одговор

И = 15, 6 мА

Напомене:

Струја није тешко израчунати, па очигледно најважнији аспект овог питања није математика. Пре свега, то је поступак калкулације: шта прво, друго, треће, итд. Да добијете коначан одговор.

Питање 11

Електромагнетни вентил је механички уређај за искључивање који се активира електричном енергијом. Електромагнетска намотаја производи атрактивну силу на "арматуру" гвожђа која затим отвара или затвара вентилни механизам за контролу протока неке течности. Приказани су две различите врсте илустрација, обе показују електромагнетни вентил:

Неки електромагнетни вентили су конструисани на такав начин да се завојни склоп може уклонити са кућишта вентила, одвајајући ова два дела тако да се радови на одржавању могу обавити на једном, а да се не омета друга. Наравно, то значи да механизам вентила неће више бити активиран магнетним пољем, али може се радити најмање један комад без потребе да се други део уклања из онога што се може повезати са:

Ово се обично ради када је потребан замена вентила. Прво, намотај се подиже са механизма вентила, а техничар за одржавање може слободно уклонити кућиште вентила из цеви и заменити га новим кућиштем вентила. На крају, намотај поново се инсталира на новом кућишту вентила и соленоид је још увек спреман за сервисирање, све без потребе да електрично искључи завојницу из свог извора напајања.

Међутим, ако се ово уради док се завојница напуни, прегреје се и изгори за само неколико минута. Да би се ово спречило, техничари за одржавање научили су да убацују челични одвијач кроз средишњу рупу спирале док се уклања из тела вентила, овако:

Са челичном шрафом одвртача који преузима место гвоздене арматуре унутар кућишта вентила, намотај се неће прегрејати и спалити чак и ако се стално напаја. Објасните природу проблема (зашто се намотај нагиба да се изгори када се одвоји од тела вентила), а такође и зашто одвија шрафцигер који се налази на месту арматуре гвожђа како би то спречило.

Открити одговор Сакриј одговор

Са гвозденом арматуром која није више у средини соленоидног завојница, индуктивност завојнице - а тиме и његова индуктивна реактанца на АЦ - драматично се смањује, осим ако се арматуре замени нечим другим феромагнетним.

Напомене:

Када сам први пут видео ову праксу у акцији, скоро сам пала на смех. Обоје је практично и генијално, али и одличан примјер варијабилне индуктивности (и индуктивне реактансе) који произлази из различитих невољности.

Питање 12

Када се напајање наизменичном струјом иницијално примењује на електромотор (пре него што осовина мотора има могућност покретања), мотор се "појављује" на извору напајања наизменичном струјом као велики индуктор:

Ако је напон изворног напона од 60 Хз наизменичне струје 480 В РМС, а мотор на почетку повлачи 75 ампера РМС када се двополни прекидач за једноструко бацање затвори, колико индуктивности (Л) морају имати "# 12"> Открити одговор Сакриј одговор

Кс Л = 16, 98 мХ

Напомене:

У стварности, отпор при покретању мотора игра значајну улогу у оваквом обрачуну, али сам поједноставио ствари само да би студентима пружио практичан контекст за уводно знање индуктивне реактансе.

Питање 13

У анализирању кола са индукторима, често узимамо луксуз под претпоставком да су конститутивни индуктори савршени; тј. чисто индуктивна, без "замућених" особина као што су отпорност на навијање или међуповезујући капацитети.

Прави живот није толико великодушан. Са стварним индукторима, морамо узети у обзир ове факторе. Једна мјера која се често користи за изражавање "чистоће" индуктора је његова тзв. Оцена К или фактор квалитета .

Напишите формулу за израчунавање фактора квалитета (К) вретена и опишите неке оперативне параметре који могу утицати на овај број.

Открити одговор Сакриј одговор

К калем = Кс Л


Р

Напомене:

Ваши ученици би требали бити у стању да одмах разумеју да К није статичка својства индуктора. Пустите их да објасне шта чини К варирати, на основу њиховог знања о индуктивној реактанци.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →