KURZUS: Elektrotechnika
MODUL: Váltakozóáramú hálózatok
14. lecke: Kondenzátor és tekercs mibenléte, jellemzése
Tanulási célok | |||
A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz: | |||
| |||
Tananyag | |||
Az időben változó feszültség és áram megjelenésével két új áramköri elem létezését kell megtapasztalnunk. Az egyik a tekercs, a másik a kondenzátor. A tekercs maga körül mágneses teret hoz létre. Jellemzője az önindukciós tényező vagy induktivitás. Az induktivitás jele: L, mértékegysége: henry, mértékegységének jele: H. | |||
szokásos mértékegységek: H, mH, H. | |||
Egy tekercs időben változó feszültsége és árama között egy differenciálegyenlet teremt kapcsolatot: | |||
A kondenzátor villamos teret hoz létre a belsejében. Jellemzője a kapacitás vagy töltéstároló-képesség. A kapacitás jele: C, mértékegysége: farad, mértékegységének jele: F. | |||
A farad nagy mértékegység. A szokásos mértékegységek: F, nF, pF. | |||
Egy kondenzátor időben változó feszültsége és árama között is egy differenciálegyenlet teremt kapcsolatot: | |||
(Bizonyos esetekben az egyenlet konstansokkal kiegészülhet.) | |||
| |||
A kondenzátor és a tekercs rajzjele a 14.1. ábrán látható. Amíg az ellenállás viselkedése jól kezelhető, a kondenzátor és a tekercs sok nehézséget vetít előre. A differenciálegyenletek halmozódása ugyanis hamar igen nehezen megoldható helyzetbe hozhat bennünket. Márpedig kapcsolásainkban minden egyes kondenzátor vagy tekercs - együttesen ezeket reaktanciáknak fogjuk nevezni - egy-egy újabb differenciálegyenletet eredményezhet a hálózat számításában. | |||
Vizsgáljuk meg most azt a kérdést, hogy miért csak most kell foglalkoznunk a reaktanciákkal! Miért nem kellett kondenzátor vagy tekercs hatásával számolni egyenáramú hálózatokban? Az egyenáramú hálózatban a feszültség és az áram nem változik, állandó, konstans. Ezt kell a két differenciálegyenletbe beírni, hogy kérdéseinkre választ kapjunk. | |||
Kondenzátor esetében | |||
. | |||
A kondenzátor egy olyan passzív egyenáramú áramköri elemnek felel meg, amely tetszőleges, véges egyenfeszültség hatására nulla áramot enged át önmagán. Ezt a feltételt a végtelen ellenállás, a szigetelés teljesíti. | |||
Tekercs esetén | |||
. | |||
A tekercs pedig egy olyan passzív egyenáramú áramköri elemnek felel meg, amelyen semmilyen tetszőleges, véges egyenáram hatására nem esik feszültség. Ezt a feltételt a nulla ellenállás, a vezeték teljesíti. | |||
Az egyenáramú hálózatokban tehát minden szigetelés egy-egy kondenzátor és minden vezeték egy-egy tekercs rejtett jelenlétét jelentheti. Ezeknek az elemeknek a tényleges jelenléte azonban csak a feszültségek és áramok megváltozásakor derül ki. | |||
A változó áramú hálózatok tárgyalásának két útját választhatjuk. Először az általános időfüggvényű esetekre foglalkozunk a legegyszerűbb, egyreaktanciás, soros ellenállásos kapcsolásokkal. A gerjesztő változás egyszerű egyenfeszültség-ugrás lesz. Ennek során differenciálegyenleteket oldunk meg. A megoldás nehézkessége miatt erre kevés figyelmet fogunk fordítani. Második részben a periodikus időfüggvényű esetekre, ezen belül is a szinuszos esetekre korlátozzuk vizsgálatainkat. Itt a komplex vektorok alkalmazásával jelentős, a gyakorlat számára is fontos ismeretekre teszünk szert. Ez utóbbi fejezetet a szakirodalom váltakozóáramú hálózatok címen tárgyalja. |
Ellenőrző kérdések | |||||||||||||
1. Mi egy tekercs jellemzője?
![]() | |||||||||||||
2. Mi egy kondenzátor jellemzője?
![]() | |||||||||||||
3. Mi egy tekercs jellemzőjének mértékegysége?
![]() | |||||||||||||
4. Mi egy kondenzátor jellemzőjének mértékegysége?
![]() | |||||||||||||
5. Mi egy tekercs jellemzőjének mértékegysége más mértékegységekkel kifejezve?
![]() | |||||||||||||
6. Mi egy kondenzátor jellemzőjének mértékegysége más mértékegységekkel kifejezve?
![]() | |||||||||||||
7. Mi fejezi ki egy tekercs időben változó feszültsége és árama közötti kapcsolatot?
![]() | |||||||||||||
8. Mi fejezi ki egy kondenzátor időben változó feszültsége és árama közötti kapcsolatot?
![]() | |||||||||||||
9. Milyennek látszik egy tekercs egyenáramon? Olyannak látszik, mint egy
![]() | |||||||||||||
10. Milyennek látszik egy kondenzátor egyenáramon? Olyannak látszik, mint egy
![]() |