Soveltavat tehtävät (451–459)

451. U-magneetin magneettivuon tiheys

Pieni käämi (1 600 kierrosta) oli kytketty jänniteanturiin. Käämin poikkileikkaus on suunnilleen neliö, jonka sivun pituus on 4,5 cm. Käämiä pyöräytettiin muutama kierros U-magneetin napojen välissä. Mittausaineistossa on käämiin indusoitunut jännite ajan funktiona.

Aineisto:
Taulukko: U-magneetin_magneettivuon_tiheys.ods (LibreCalc)
Taulukko: U-magneetin_magneettivuon_tiheys.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: U-magneetin_magneettivuon_tiheys.cap (Capstone)
Taulukko: U-magneetin_magneettivuon_tiheys.gambl (Graphical Analysis)

  1. Esitä mittaustulokset aika-jännite-koordinaatistossa sopivalla ohjelmistolla.
  2. Osa mittauksesta voidaan mallintaa tasaisena pyörimisenä. Tarkastele jännitettä kyseisellä aikavälillä generaattorin tuottamana jännitteenä ja määritä magneettivuon tiheys. Magneettikenttä oletetaan homogeeniseksi.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

452. Generaattorin suunnittelu

Suunnittele generaattori, joka tuottaa 50 Hz vaihtovirtaa 6,0 V tehollisella jännitteellä. Käytössä olevien käämien pinta-ala on 75 cm2 ja kierrosten lukumäärä 600, 1200 tai 12 000. Millainen käämi ja magneettikenttä tulee valita, jotta generaattori toimii määritellyllä tavalla? Esitä yksi esimerkki.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

453. Vastuksen tehontuotto

Vastus, jonka resistanssi on 33 Ω​, kytketään oheisen kuvaajan esittämään vaihtojännitteeseen. Millä välillä vastuksen sähkövirta vaihtelee ja kuinka suuri on sen tehonkulutus?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

454. Hehkulamppu ja vastus vaihtovirrassa

Vastus ja hehkulamppu kytkettiin vaihtojännitelähteeseen. Niiden jännitettä ja sähkövirtaa mitattiin, mutta mittaustulokset menivät sekaisin.

Aineisto:
Taulukko: komponentti-A.ods, komponentti-B.ods (LibreCalc)
Taulukko: komponentti-A.cmbl, komponentti-B.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: komponentti-A.cap, komponentti-B.cap (Capstone)
Taulukko: komponentti-A.gambl, komponentti-B.gambl (Graphical Analysis)

  1. Päättele sopivien graafisten esitysten avulla, kumpi komponenteista A ja B on vastus ja kumpi hehkulamppu.
  2. Määritä vastuksen resistanssi.
  3. Muodosta vastukselle aika-teho-kuvaaja. Määritä sen perusteella vastuksen keskimääräinen tehonkulutus.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

455. Kolmivaihevirta

Aineistossa on mitattuna jännitettä kolmivaihevirran eri vaiheissa. Laske aineistosta vaiheiden 1 ja 2 välinen jännite eri mittaushetkillä, ja esitä se ajan funktiona. Kuinka suuria ovat tämän vaihtojännitteen huippuarvo, tehollinen arvo ja taajuus? Vertaa arvoja yksittäisen vaiheen jännitteeseen.

Aineisto:
Taulukko: kolmivaihevirta.ods (LibreCalc)
Taulukko: kolmivaihevirta.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: kolmivaihevirta.cap (Capstone)
Taulukko: kolmivaihevirta.gambl (Graphical Analysis)

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

456. Kodin sähköverkko

Yhteen vaiheeseen liitettyjen laitteiden toiseen napaan tulee vaihejohto ja toiseen päähän nollajohto, joka on yhteydessä nollapotentiaaliin. Käytännössä yhdistäminen nollapotentiaaliin tapahtuu siten, että eri laitteiden nollajohdot kytketään ensin toisiinsa ja sitten yhdellä johdolla maahan. Pienjänniteverkossa esimerkiksi omakotialueella, toimitaan usein niin, että nollajohto on yhteydessä maahan pienjänniteverkon muuntajassa ja muuntajasta tulee taloon neljä johtoa (vaihejohdot ja nollajohto).

  1. Omakotitaloalueelle sähköä välittävästä muuntajasta palaa sulake yhden vaihejohdon osalta. Miten tämä näkyy omakotitalossa?
  2. Sähköverkon nollaviassa omakotitaloon tuleva nollajohto katkeaa. Näin voi tapahtua esimerkiksi myrskyn takia alueella, jossa johdot kulkevat vielä pylväiden varassa. Päättele tai ota selvää, mitä riskejä nollaviasta aiheutuu, miten sen voi havaita, ja miten sen ilmetessä tulee toimia.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

457. Sähkönsiirtolinjat

VoimalaitosVoimalaitoksesta on tavoitteena siirtää terästehtaan tarvitsema teho vaihtojännitelinjoja pitkin. Vaihtoehtoina on siirtää teho 110 kV:n tai 400 kV:n jännitteellä. Kummalla jännitteellä syntyy suurempi tehohäviö siirtolinjoissa ja kuinka monta prosenttia suurempi häviö on?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

458. Muuntajan toimintaperiaate

  1. Millainen on yksinkertaistettuna muuntajan rakenne ja toimintaperiaate?
  2. Osoita, että muuntajassa ensiö- ja toisiopuolen käämien kierroslukujen suhde [[$ N_1 $]]​/[[$ N_2 $]]​ on yhtä suuri kuin ensiö- ja toisiopuolen jännitteiden suhde [[$ U_1 $]]​/[[$ U_2 $]]​.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

459. Muuntajademonstraatioita

Videolla nähtävissä demonstraatioissa muuntajan ensiökäämissä on 600 kierrosta, ja se kytketään 230 V:n verkkojännitteeseen.

  1. Millainen kierrosmäärä toisiokäämissä vaaditaan, jotta Jaakobin tikapuihin syntyy läpilyönnin mahdollistava jännite? Ilman läpilyöntikestävyys on 4,7 kV/mm. Tikapuiden alaosien oletetaan olevan 1,0 mm:n etäisyydellä toisistaan.
  2. Rautanaulan katkaisu -demonstraatiossa toisiokäämissä on kuusi kierrosta. Veden keittäminen -demonstraatiossa toisiopuolen vesikauha voidaan ajatella käämiksi, jossa on yksi kierros. Millaiset ovat toisiokäämin ja ensiökäämin jännite ja sähkövirta suhteessa toisiinsa näissä kahdessa demonstraatiossa?

​​

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.