Sähkön vaihesiirtymän hahmottaminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei,

minua askarruttaa seuraava asia sähkön luonteeseen liittyen enkä toistaiseksi ole saanut sitä itselleni selvitettyä..

Kun piirissä on kela tai kondensaattori, tapahtuu virran suhteessa jänniteeseen vaihesiirtymä. Eli mitä silloin oikein tapahtuu? Miten virran vaihe voi olla siirtynyt suhteessa jännitteeseen? Kun mitataan virtaa, mitataan alkeisvarausten liikkettä, mutta mitä tarkalleen ottaen mitataan kun mitataan potentiaalieroa?

Pystyn kyllä suorittamaan kaikki aiheen tiimoilta tarvittavat laskut, mutta häiritsee kun en kykene varsinaisesti hahmottamaan, ymmärtämään tätä asiaa.

Sivut

Kommentit (60)

Vierailija

No kondensaattorin levyjen välisen jännitteen aiheuttaa niihin kertyneet varaukset. Kelassa taas jännitteen aiheuttaa sähkömotorinen voima.

Esim. sähkömotorinen voima pitää varauksia paikoillaan vaikka jännite on kova, joten virta pääsee syntymään vasta viiveellä, ja sitten kun se syntyy niin sama voima pyrkii ylläpitämään sitä, jolloin virta laskee viiveellä vaikka lähdejännite on pudonnut nollaan.

Jos tehdään sähköstä polkupyörän kettinki, niin kondensaattori on kuin ketjuun kiinnitetty jousi, ja kela on kuin raskas vauhtipyörä.

Vierailija
Pystyn kyllä suorittamaan kaikki aiheen tiimoilta tarvittavat laskut, mutta häiritsee kun en kykene varsinaisesti hahmottamaan, ymmärtämään tätä asiaa.
Siksi näitä juttuja kannattaa tutkiskella graafisesti.

CE-hyväksytty
Seuraa 
Viestejä29006
Liittynyt30.4.2005

Kondensaattorin kanssa voi ajatella silleesti että kun kerta konkka päästää virtaa lävitseen sitä enemmän mitä suurempi on jännitteen muutos niin silloin virta on suurimmillaan siinä kohtaa vaihetta kun jännite on nolla. (jännitteen muutos on suurin) Jännitteen huippuarvojen kohdalla jännite ei muutu joten virta on nolla.

Vierailija

Yritä seuraavaksi järkeillä miksi tähtipisteen jännite on jotain muuta kuin 0 epäsymmetrisellä kuormalla. Itse tyydyn ihan suosiolla kaavoihin ja vektorilaskentaan.

Vierailija

Yksinkertaisesti:

Kun tyhjään kondensaattoriin kytketään jokin tasavirtalähde:
Ensin elektroneja virtaa paljon, koska varausta ei vielä ole. Siis suuri virta. Hetken kuluttua pahin ruuhka on jo ohi, eli konkka alkaa olemaan ominaisuuksiensa rajoissa "täynnä". Tällöin liikkuvien elektronien määrä on jo vähentynyt, ja niiden välimatka toisiinsanähden konkan levyissä tiivistynyt, eli jännite alkaa nousemaan, tai on siis jo noussutkin.

Vaihtovirralla homma menee vaan nopeammin.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5368
Liittynyt7.7.2007
kalapiiras
Hei,

minua askarruttaa seuraava asia sähkön luonteeseen liittyen enkä toistaiseksi ole saanut sitä itselleni selvitettyä..

Kun piirissä on kela tai kondensaattori, tapahtuu virran suhteessa jänniteeseen vaihesiirtymä. Eli mitä silloin oikein tapahtuu? Miten virran vaihe voi olla siirtynyt suhteessa jännitteeseen? Kun mitataan virtaa, mitataan alkeisvarausten liikkettä, mutta mitä tarkalleen ottaen mitataan kun mitataan potentiaalieroa?

Pystyn kyllä suorittamaan kaikki aiheen tiimoilta tarvittavat laskut, mutta häiritsee kun en kykene varsinaisesti hahmottamaan, ymmärtämään tätä asiaa.




Hahmottaminen ja ymmärtäminen helpottuu tarkastelemalla mekaanista analogiaa. Allaolevassa kuvassa kapasitanssin vastine on säiliössä oleva kumikalvo, johon on yhdistetty pumppu (= virtalähde). On aivan selvää, että säiliöön muodostuu paine vasta sitten, kun virtausta on tapahtunut. Toisinsanoen virtaus (= virta) on edellä jännitteestä (= säiliön paine).

Induktanssin vastine saadaan, kun kumikalvon tilalle laitetaan vauhtipyörällä varustettu siipiratas. Tässä tapauksessa tarvitaan ensin painetta (= jännite), jotta saadaan vesi virtaamaan ja vauhtipyörä liikkeelle. Eli tässä tapauksessa virtaus (= virta) on painetta (= jännite) jäljessä. Analogia toimii siinäkin suhteessa, että kelan itseinduktio vastustaa kelassa olevan virran muutoksia. Samoin on laita tuossa mekaanisessa vastineessa. Siipirattaan on tehtävä työtä saadakseen vauhtipyörä liikkeelle. Liikkeessä ollessaan se pyrkii jatkamaan pyörimistään.

Kuvat on lainattu Wiio Somerikon kirjasta: Nuorten radiokirja.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007

Noinhan se toimii, kuten KBoltin linkissä on kuvattuna:

Vaihesiirtokulman mittaamiseen on oma mittarinsakin:

Siis cosini-fii -mittari. Vaihtosähköllä pätöteho saadaan siis kertomalla
U×I×cosini-fii.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5368
Liittynyt7.7.2007

Kyllähän kysyjälle ja varmasti muillekin on varmasti selvää, että noin se toimii. Mutta sen asian sisäistämisessä, että miksi virran ja jännitteen välille vaihesiirtoa syntyy, oli kai hieman hakusessa. Eli kysymys oli pikemminkin vaihesiirron syntymekanismista ja sen ymmärtämisestä.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
CE-hyväksytty
Johonkin pitää ensin virrata sähköä että siellä olisi jännite.

Ei kun toisin päin. Ensin pitää olla jännite, jonka seurauksena syntyy virta.

CE-hyväksytty
Seuraa 
Viestejä29006
Liittynyt30.4.2005
Ertsu
CE-hyväksytty
Johonkin pitää ensin virrata sähköä että siellä olisi jännite.

Ei kun toisin päin. Ensin pitää olla jännite, jonka seurauksena syntyy virta.

Ei konkassa ole jännitettä jos sinne ei kukaan sähköä lykkää.

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
CE-hyväksytty
Ertsu
CE-hyväksytty
Johonkin pitää ensin virrata sähköä että siellä olisi jännite.

Ei kun toisin päin. Ensin pitää olla jännite, jonka seurauksena syntyy virta.

Ei konkassa ole jännitettä jos sinne ei kukaan sähköä lykkää.

Varmaan juuri jännitteen avulla sitä sähköä lykätään?

ovolo
Seuraa 
Viestejä5368
Liittynyt7.7.2007
Ertsu
CE-hyväksytty
Johonkin pitää ensin virrata sähköä että siellä olisi jännite.

Ei kun toisin päin. Ensin pitää olla jännite, jonka seurauksena syntyy virta.



Ertsu puhuu nyt tietämättään induktiivisesta vaihesiirrosta, kun taas CE-hyväksytty kapasitiivisesta. Mutta tuskin tuosta isompaa väittelyä syntyy?

Ertsu
Seuraa 
Viestejä6541
Liittynyt8.11.2007
ovolo
Ertsu
CE-hyväksytty
Johonkin pitää ensin virrata sähköä että siellä olisi jännite.

Ei kun toisin päin. Ensin pitää olla jännite, jonka seurauksena syntyy virta.



Ertsu puhuu nyt tietämättään induktiivisesta vaihesiirrosta, kun taas CE-hyväksytty kapasitiivisesta. Mutta tuskin tuosta isompaa väittelyä syntyy?

Samalla puhun myös resistiivisestä vaihesiirrosta.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat