76 6 Elektrmagnetická indukcia knštruujú sa však klektrvé mtry len s malým výknm Keď žiadaný výkn je väčší pre phn striedavým prúdm sa s najväčšu bľubu p užívajú bezklektrvé trjfázvé asynchrónne indukčné mtry využívajúce tčivé ple magnetické Pdrbnejšie sa nich zmienime v čl 63 60 Striedavý harmnický prúd v kruhu s hmickým dprm kapa citu a samindukciu Okruhu pľa br 62 nech je vnútené striedavé napätie e e0 sin ct Pretže ak kapacita tak aj samindukcia L prede -O O------------ L stavujú ďalšie zdrje elektrmtrickej sily ec O dji ei L kruhm prechádza prúd daný vzrcm B r Obr Q > e + ec + et 62 pdľa ktréh prúd I v kruhu splňuje diferenciálnu rvnicu djf I B e0 sin ct + -?- Q L teda aj rvnicu d2i dl d(e0 sin ct) L ~ W + -ä + - c I -------ďi------- () iešenie tejt diferenciálnej rvnice pre ustálený stav nájdeme jednduch tak že pravú stranu rvnice nahradíme kmplexným výrazm d(e0 cs ct + i sin ct) dč d e0 eujť r dť dť a nájdeme kmplexné riešenie rvnice d2/* d l* dl Ĺ i - - J * 2 dč >\ iešením rvnice () bude ptm reálna hdnta imaginárnej časti km plexnéh partikulárneh integrálu rvnice (2) leb jej ľavá strana je v * lineárna a hmgénna Za predpkladu že práve tak ak kruhu vnútené vnkajšie napätie e bude sa v ustálenm stave aj prúd I meniť s časm harmnicky a s rvnaku frekvenciu môžeme písať: J* I Q Q}(a>t <p)
77 fl 0 Striedavý harmnický prúd v kruhu s Bude ptm dj * d2/* d t2 - ľ - ic l e 'W - r t i0)* )2J * - ije* Dsadením týeht hdnôt d rvnice (2) dstávame rvnicu y2l I * J- i ) I* J I * iw e* O z ktrej násbením imaginárnu jedntku i a delením kruhvu frekven ciu j vyplýva: jl i + -------- i \ I * e* e* c ------------------- :---------------------- -- i IrL ( 3) c Knštantný kmplexný výraz Z* - f i jl ------ vlá sa kmplexný dpr kruhu Pdľa th č sme vyššie pvedali hľadaný prúd I rvná sa reálnej hd nte imaginárnej časti kmplexnéh výrazu (3) Pretže abslútna hdnta pdielu dvch kmplexných čísel rvná sa p dielu abslútnych hdnôt delenca a deliteľa abslútna hdnta kmplexnéh prúdu je / * J/ä2+ U l (4) j Intezita prúdu je vzhľadm na napätie v fáze neskrená mdul cp kmplexnéh výrazu Z* il j tg 99 ------- ------- Hľadané riešenie rvnice (2) reálna hdnta imaginárnej časti kmplexnéh výrazu * je teda I I 0 sin ()t (p) Veličina Z g sin (ct cp) + [c L -------vlá sa impedancia kruhu (6)
78 ti Elektrmagnetická indukcia Pdla vzrca (5) je intenzita prúdu v fáze za napätím ked v kruhu pre vláda samindukeia pri 0 kapacita í pri 0 tiež j a pred napätím keď v kruhu prevláda Prúd pdla vzrca (4) má pri danm dpre hdntu najväčšiu keď ji (L c 0 t j keď c2» Čiže keď c L 2iľ c * ycl aleb 2n}/L Okruh je v tm prípade v reznancii na frekvenciu kruhu vnútenéh striedavéh napätia a intenzita prúdu v kruhu je určená Ohmvým záknm 6 e K K - ) si n ct - r * y e leb pdľa vzrca (5) je v tm prípade aj cp 0 A f* vnica (3) umžňuje rýchle grafické vyšetrenie intenzity prúdu v kmplexnej r jc vine Obraz kmplexnéh Čísla e* je ttiž v tejt rvine vektr s knštantnu abs Obr 622 lútnu hdntu e0 táčajúci sa kl za čiatku knštantnu uhlvu rýchlsťu c (br 622) Knštantný vektr Z * nájdeme jednduch vektrvým sčítaním jeh zlžiek Fázvé neskrenie prúdu za napätím udáva ptm uhl ktrý zviera tent vektr s reálnu su Maximálna hdnta prúdu je u L Z* /7\ (7) l g Nech je ul amplitúda napätia na indukčnej cievke kruhu znázrnenélu na br 6 2 iic amplitúda napätia na kndenzátre a u r 0 amplitúda napätia na hmickm dpre Keďže kruh je nerzvetvený amplitúda prúdu I 0 daná vzrcm (4) pri každej frekvencii je tiež Ul >L I I cu 0 _ U r takže Ul jl cle I0 jle ~Ž ~
79 60 Striedavý fiarmnický prúd v kruhu s uc Ur jz e 0 Za reznancie sú tiet napätia ul 60 (L -j - uc uc W /Ž O j 6 -Ď Wl 0 - g - Pdla týcht výsledkv za rez nancie rvnak veľké napätia ul a uc môžu byť aj mnhnásbne väčšie ak kruhu vnútené napätie eq Napríklad ak e0 200 vlt L henry 0 mikrfarad 00 hm pri c l/]/l 36 s- je ul uc 640 vlt Grafické brazy závislstí amplitúd prúdu I napätí ul wc a u r 0 a fáz véh neskrenia <p d kruhvej frek vencie c kruhu vnútenéh napätia e e0 sin ct pri vyššie uvedených hd ntách amplitúdy kruhu vnútenéh napätia e0 a parametrv siete L a pdáva br 623 6 Vlt Amj» Príklad Metódu kmplexných harmnických funkcií času vypčítame prúdy v sieti pdľa br 624 ktrej je vnútené striedavé harmnické napätie e e 0 sin (t za predpkladu že je splnená pdmienka reznancie c2l Správnsť pstupu v zmysle predšlých úvah si čitateľ môže ľahk veriť sám Veličiny vzťahujúce sa na nerzvetvenú (rzvetvenú) časť siete budeme značvať indexm (2 ) veličiny vzťahujúce sa na hrnú (dlnú) časť rz vetvenia indexm 2 (22) a veličiny vzťahujúce sa na sieť ak celk písmenami bez indexv V tm prípade bude Z* Kmplexný d pr rzvetvenej časti siete vypčítame z rvnice O hr 6 2 4 2 -j icl c 2+ L
80 6 Elektrmagnetická indukcia 7* - - + - L 2 + 2 ŔG 2 7* _ 7 * _L 7 * 2 i _ + 2/ŽO 3iž2(7 + L 2i? Pdla práve získanéh výsledku v všebecnsti kmplexný dpr siete je v našm prípade reálny a ak by dpry bli zanedbateľne malé impedancia siete ak celku by bla neknečne veľká Pre prúd v nerzvetvenej časti siete vychádza 2 0 ~ e 32 - f L takže napätie na rzvetvenej časti je 2 + L '20 q --- I 0 6 3 2 + L vnak veľké prúdy v vetvách sú teda 2\Q IllO (2 -f- L) (32 + L )]/ 2+ c2l 2 Nech je 0 hm L henry 0 mikrfarad e0 50 vlt a c 36 s- Ptm I 0 00 A I 2i I 220 06 A 6 Výkn a efektívna hdnta striedavéh prúdu a napätia Výkn zdrja striedavéh prúdu harmnickéh nájdeme ak strednú hdntu premenlivéh výknu za čas jednej periódy N J e i J ' e0i sin ct sin (ct cp) -jj- í 6/(sin2 ct cs cp sin ct cs ct sin cp) dť r cs 2ct - j r I e0l --------cs cp r I e0 0 sin ct cs t sin cp r r fi ~ J ~ 0S 95 ' e 0i ~ 2 ~ 0s 95 /V leb stávajúce dva integrály v hraniciach d 0 p sa rvnajú nule Efektívnu hdntu striedavéh prúdu I e nazýva sa prúd jednsmerný pri ktrm sa v hmickm dpre vyvinie rvnaké tepl ak daným prúdm