Je směr toku výkonu v každém časovém okamžiku stejný?
Rozmahel Vladimír:
Aby se elektrotechnic i chránili proti těmto úvahám, někdo vynalezl pojem efektivní hodnota. Je to ekvivalent DC proudu, který vykoná stejnou práci jako střídavý.
Fuk Tomáš:
Citace: Lubomír Jindra 16.05.2011, 07:03
Nepřehlížím. Pakliže budeme říkat že výkon "má směr". ::)
Ne, výkon nemá směr. Tok výkonu má směr. Když chceme zabrousit do fyziky, tak tam je každé slovíčko důležité a má svůj jednoznačně definovaný význam.
Také jsem nepsal, že "jalový výkon podle mne obrátil směr". Činný výkon, jalový výkon, to jsou zase jen pojmenování pro matematicky definované "ideální" složky zprůměrované přes celou periodu síťové frekvence.
Tím "ideální" myslím něco podobného, jako když jsou dva spoluvlastníci nemovitosti. Každý vlastní ideální polovinu, ale z každého hřebíku, z každé cihly. Může se s tím počítat, může se to prodávat, ale nikdy není možno říci "tenhle kus je jen můj".
Zrovna tak elektrony na vstupu do vedení neudělají rozřazování - ty poneseš činný výkon, a ty zase jalový.
Takže jak vidíte na tom grafu, co jsem přiložil minule, v okamžiku průchodu (okamžitého) výkonu nulou, tzn. v okamžiku průchodu okamžité hodnoty napětí nebo proudu nulou, mění svůj směr tok (okamžitého, celkového) výkonu.
Zjednodušeně řečeno, v jedné části periody si spotřebič odebere nějaké množství energie, z ní část spotřebuje (přemění na jinou) a nespotřebovano u část této energie vrátí následně zpět do zdroje.
Tato nespotřebovaná část energie není nějaká virtuální, ale je naprosto skutečná a přenáší se periodicky tam a zase zpátky. Když v okamžiku průchodu síťového napětí nulou připojíte na síť vybitý kondenzátor, a odpojíte ho v nejbližším okamžiku průchodu proudu nulou, zůstane vám v kondenzátoru energie (=C x Uef2 ), kterou si můžete odnést a použít jinde. Anebo ten kondenzátor můžete ihned zase připojit zpátky na síť, a on tu energii vylije zpět do sítě. A to se opakuje dvakrát za každou periodu síťového napětí.
S indukčností můžete provést podobný experiment, komplikovaný jenom tím, že pro uchování energie v odnášené indukčnosti ji musíte vyzkratovat ;)
Citace: Rozmahel Vladimír 16.05.2011, 08:28
Aby se elektrotechnic i chránili proti těmto úvahám, někdo vynalezl pojem efektivní hodnota. Je to ekvivalent DC proudu, který vykoná stejnou práci jako střídavý.
Bohužel toto platí pouze s dovětkem "na téže čistě ohmické zátěži".
Lubomír Jindra:
Já vám rozumím a jistě máte pravdu, jenže neodpovídáte na upřesnění otázky.
Příklad:
Dejme fyzikovi jeden vodič z obvodu co jsem namaloval. Dejme mu všechny přístroje světa které bude chtít. Dokáže určit směr toku výkonu? o:-)
Vojtěch Běhunčík:
Nevím - přijde mi to tak, že u výkonu nemá smysl mluvit o směru.
Výkon je práce vykonaná za jednotku času, je to skalární veličina, jednoznačně určená svou velikostí.
Fuk Tomáš:
Citace: Lubomír Jindra 16.05.2011, 13:30
...jenže neodpovídáte na upřesnění otázky.
Příklad:
Dejme fyzikovi jeden vodič z obvodu co jsem namaloval. Dejme mu všechny přístroje světa které bude chtít. Dokáže určit směr toku výkonu? o:-)
Už jsme si tedy vysvětlili, že po kabelu (dvojici vodičů) teče výkon trvale jedním směrem, pokud je zátěž čistě činná (ohmická), nebo střídavě tam a zpět, pokud má zátěž indukční nebo kapacitní složku.
Nyní se tedy máme ponořit hlouběji, na úroveň jednoho vodiče.
Omlouvám se všem, koho akademické debaty nebaví - ať to radši přeskočí.
I na úrovni jednoho vodiče je možno zabývat se tokem výkonu a jeho směrem. Není to nesmysl. Abychom tak mohli učinit, musíme se ale dohodnout, co je nulová energie, tzn. kde je nulový potenciál.
Pomineme-li vlastní indukčnost onoho vodiče, transport energie zde vypadá tak, že jedním vodičem tečou elektrony tam a nesou si každý svou potenciální energii E1, a druhým vodičem se vracejí zpátky a nesou si nějakou jinou potenciální energii E2. Pokud elektrony při průchodu spotřebičem nějakou energii odevzdaly, je E1>E2 a naopak.
Proudí-li někam elektrony mající nějakou potenciální energii, má svůj fyzikální smysl hovořit o toku energie, a za jednotku času tedy o toku výkonu.
Máme-li se tedy dohodnout, co je zde kladný nebo záporný tok výkonu, musíme se nejdřív dohodnout, co je nulový tok výkonu - tedy kde je nulový potenciál.
Varianta 1: vodič A je na nulovém potenciálu (pro praktiky - je to PEN, a vodič B je fáze). Pak energie potažmo výkon proudí výhradně vodičem B, a vodič A slouží jen k převážení vyložených vagónků - pardon elektronů s nulovým potenciálem.
O směru toku výkonu vodičem B platí totéž, co jsme si ujasnili ohledně toku výkonu kabelem. O směru toku výkonu vodičem A nemá cenu spekulovat, protože vodičem žádný výkon neteče.
Varianta 2: vodiče A a B si vymění úlohy - nic se v zásadě nezměnilo, jenom si v předchozím odstavci vyměňte A<->B.
Varianta 3: vodič A je horní vývod sekundáru transformátoru, vodič B je dolní vývod sekundáru transformátoru . Střed sekundáru je na nulovém potenciálu.
Snadno nahlédnete, že je to vlastně kombinace variant 1 a 2, a že tedy vodičem A i vodičem B teče polovina celkového výkonu. O směru toku tohoto výkonu opět platí totéž, co pro směr toku výkonu kabelem.
Varianta 4: podobná variantě 3 s tím rozdílem, že A=fáze L1, B=L2 a na nulovém potenciálu je PEN.
Rozdíl proti variantě 3 je pouze ten, že mezi výkonovými přenosy po vodičích A a B je časový posun 20/3 ms. I tak však zde ohledně směru toku výkonu platí totéž, co ve variantách celý_kabel - 1 - 2 - 3.
(Neřeším zde situaci, kdy by spotřebič byl např. napájen ze sekundáru trafa, a tento sekundár by byl např. na potenciálu +1 kV proti zemi - nemyslím, že by tazatel měl na mysli až takovou opičárnu).
Dovolil bych si zde jednu drobnou analogii. Připomíná mi to přenos výkonu mezi motorem (~zdroj) a čerpadlem (~spotřebič) pomocí klínového řemene (~vodiče), který je nějak napnut (~nulový potenciál). Pokud je klínový řemen volný (spíše by se zde hodil příměr k řetězu u jízdního kola, tam nehrozí prokluz), přenáší výkon jenom jedna strana řemene (ta co je napínána tahem motoru). Pokud je řemen dostatečně napnutý, přenášejí výkon obě strany - jak ta napínaná, tak ta povolovaná.
Můžete ovšem namítnout, že praktický smysl má pouze debata o rozdílu mezi výkonem přiváděným vodičem jedním a výkonem odváděným vodičem druhým, tzn. o výkonu, který se ve spotřebiči odebral. Tedy o výkonu přenášeném přívodním kabelem. A máte svatou pravdu.
Konec akademické vsuvky. :D
Citace: Vojtěch Běhunčík 16.05.2011, 14:48
Nevím - přijde mi to tak, že u výkonu nemá smysl mluvit o směru.
Výkon je práce vykonaná za jednotku času, je to skalární veličina, jednoznačně určená svou velikostí.
Ovšem vždy teče odněkud někam - a hustota výkonového toku už je vektor. Ne vždy je to tak prosté, jako u vedení výkonu kabelem. Např. světelný výkon žárovky teče od rozžhaveného vlákna na všechny strany, a v každém místě prostoru má tento tok svůj směr. Kdyby ho neměl, neexistoval by stín.
Navigace
[0] Index zpráv
[#] Další strana
[*] Předchozí strana