Faza AC

AC pe o faza (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Faza AC

Obwody elektryczne prądu zmiennego


Pytanie 1

Gdybyśmy wyrazili połączone w szeregi napięcia DC jako wskaźniki (strzałki wskazujące konkretną długość i konkretny kierunek, graficznie wyrażające wielkość i biegunowość sygnału elektrycznego), jak narysowalibyśmy je w taki sposób, aby suma (lub wypadkowe ) phasors dokładnie wyraża całkowite napięcie każdej pary połączonych szeregów "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00493x01.png">

Gdybyśmy mieli przypisać wartości kątów do każdego z tych fazorów, co byś zasugerował?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

W obwodzie prawostronnym, w którym oba źródła napięć są przeciwne, jeden z fazorów będzie miał kąt 0 o, podczas gdy drugi będzie miał kąt 180 o .

Uwagi:

Fazory są niczym innym, jak rozszerzeniem znanej "linii numerów", którą większość studentów widzi w swoich początkowych latach edukacji. Istotna różnica polega na tym, że zmienne są wielkościami dwuwymiarowymi, a nie jednowymiarowymi, jak liczby skalarne .

Stosowanie stopni do mierzenia kątów powinno być również znane, nawet tym uczniom, którzy nie mają silnego zaplecza matematycznego. Na przykład, co to znaczy, gdy rowerzysta na deskorolce lub kaskaderze "wykonuje 180 " panelu panelu roboczego - domyślnie "itemscope"

pytanie 2

Oblicz całkowite napięcie tych połączonych szeregowo źródeł napięcia:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Jest to pytanie "podstępne", ponieważ tylko całkowite napięcie źródeł prądu stałego można przewidzieć z całą pewnością. Nie ma wystarczających informacji do obliczenia całkowitego napięcia przemiennego dla dwóch połączonych szeregowo źródeł prądu przemiennego!

Uwagi:

Przedyskutuj z uczniami dokładnie, dlaczego nie można określić całkowitego napięcia dwóch połączonych szeregowo źródeł prądu przemiennego, biorąc pod uwagę niewiele informacji o nich. Czy możliwe jest, aby ich całkowite napięcie wynosiło 8 VAC, podobnie jak wspomagające szeregowo źródła prądu stałego "panel z panelem roboczym - domyślnie"

pytanie 3

Za pomocą komputera lub kalkulatora graficznego wykreśl sumę tych dwóch fal sinusoidalnych:

Jak sądzisz, jaka jest suma 1-woltowej (szczytowej) fali sinusoidalnej i 2-woltowej (szczytowej) fali sinusoidalnej, jeśli obie fale są idealnie w fazie względem siebie "# 3"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Kalkulatory graficzne są doskonałymi narzędziami do wykorzystania do takich doświadczeń edukacyjnych. W znacznie krótszym czasie, niż zajęłoby się narysowaniem trzeciej fali sinusoidalnej ręcznie, uczniowie mogą zobaczyć sumę sinusoidalną dla siebie.

Pytanie 4

Za pomocą komputera lub kalkulatora graficznego wykreśl sumę tych dwóch fal sinusoidalnych:

Podpowiedź: musisz wprowadzić równania do swojego urządzenia kreślarskiego, które wygląda mniej więcej tak:

y1 = sin x

y2 = 2 * sin (x + 90)

y3 = y1 + y2

Uwaga: drugie równanie zakłada, że ​​twój kalkulator został skonfigurowany do obliczania funkcji trygonometrycznych w jednostkach kątowych stopni zamiast radianów . Jeśli chcesz wykreślić te same przebiegi (z tym samym pokazanym przesunięciem fazowym), używając radianów jako jednostki miary kąta, musisz wprowadzić drugie równanie w następujący sposób:

y2 = 2 * sin (x + 1, 5708)

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Kolejne pytanie: pamiętaj, że suma fali 1-woltowej i 2-woltowej nie jest równa fali 3-woltowej! Wyjaśnij dlaczego.

Uwagi:

Kalkulatory graficzne są doskonałymi narzędziami do wykorzystania do takich doświadczeń edukacyjnych. W znacznie krótszym czasie, niż zajęłoby się narysowaniem trzeciej fali sinusoidalnej ręcznie, uczniowie mogą zobaczyć sumę sinusoidalną dla siebie.

Chodzi o to, aby uczniowie zastanowili się, w jaki sposób możliwe jest, by napięcia sinusoidalne nie sumowały się, jak można się spodziewać. Jest to bardzo ważne, ponieważ wskazuje na proste procesy arytmetyczne, takie jak dodanie nie będzie tak proste w obwodach prądu przemiennego jak w obwodach prądu stałego, ze względu na przesunięcie fazowe. Pamiętaj, aby podkreślić ten punkt swoim uczniom.

Pytanie 5

Specjalne rodzaje wektorów zwane fazorami są często używane do przedstawienia wielkości i przesunięć fazowych sinusoidalnych napięć i prądów przemiennych. Załóżmy, że następujące fazy reprezentują sumowanie szeregowe dwóch napięć przemiennych, jeden o wielkości 3 woltów, a drugi o wartości 4 woltów:

Wyjaśnij, co przedstawia każdy z poniższych wykresów wskazowych w kategoriach elektrycznych:

Wyjaśnij również znaczenie tych sum: możemy uzyskać trzy różne wartości całkowitego napięcia (7 woltów, 1 wolt lub 5 woltów) z tego samego napięcia elektrycznego z podłączeniem szeregowym. Co to oznacza dla nas, gdy przygotowujemy się do analizy obwodów prądu przemiennego z wykorzystaniem reguł, których nauczyliśmy się w obwodach prądu stałego "# 5"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Każdy z wykresów wskazowych reprezentuje dwa napięciowe napięcia przemienne. Kropkowany symbol przedstawia sumę sygnałów 3-woltowych i 4-woltowych, dla różnych warunków przesunięcia fazowego między nimi.

Należy pamiętać, że te trzy możliwości nie są wyczerpujące! Istnieje wiele innych możliwych napięć całkowitych, które mogą tworzyć połączone ze sobą 3 woltowe i 4-woltowe źródła.

Pytanie uzupełniające: w obwodach prądu stałego dopuszczalne jest równoległe podłączanie wielu źródeł napięcia, o ile napięcia (wielkości) i polaryzacje są takie same. Czy dotyczy to również AC? Dlaczego lub dlaczego nie?

Uwagi:

Pamiętaj, aby omówić ze swoimi uczniami, że te trzy przedstawione warunki nie są jedynymi możliwymi warunkami! Po prostu wybrałem 0o, 180o i 90o, ponieważ wszystkie dały w rezultacie okrągłe sumy dla podanych wielkości.

Kolejne pytanie przedstawia ważny temat dotyczący fazy AC: niezbędną synchronizację lub równoległe źródła napięcia AC.

Pytanie 6

Podczas rysowania wykresów wskazowych istnieje znormalizowana orientacja dla wszystkich kątów używanych w celu zapewnienia spójności między diagramami. Orientacja ta jest zwykle określana jako zbiór prostopadłych linii, takich jak osie x i y, które są zwykle widoczne podczas tworzenia wykresów funkcji algebraicznych:

Przecięcie tych dwóch osi nazywa się początkiem, a proste poziome z prawej to definicja zero stopni (0 o ). W ten sposób wskazówka o wielkości 6 i kącie 0 o wyglądałaby tak:

Narysuj wskaźnik z wielkością 10 i kątem 100 stopni na powyższym schemacie, a także wskaźnik z wielkością 2 i kątem -45 stopni. Oznacz, jakie kierunki 90 o, 180 o i 270 o wskazywałyby na tym samym schemacie.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Papier do rysowania, linijka i kątomierz mogą być pomocne dla uczniów, gdy zaczynają rysować i interpretować wykresy wskazówkowe. Nawet jeśli nie mają wcześniejszej wiedzy na temat trygonometrii lub fazorów, powinni nadal być w stanie graficznie przedstawiać proste układy fazowe, a nawet rozwiązywać powstałe fałdy.

Pytanie 7

Co oznacza dodanie dwóch lub więcej fazorów w sensie geometrycznym "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/02100x01.png">

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Oto dwa sposoby wyświetlania tego samego dodatku:

Pytanie uzupełniające: w jaki sposób ustnie wyjaśnisz proces dodawania frazora "uwagi ukryte"> Uwagi:

Porozmawiaj ze swoimi uczniami, że phasor może być również odejmowany, mnożony i dzielony. Odejmowanie nie jest zbyt trudne do wizualizacji, ale dodawanie i mnożenie wymyka się geometrycznemu zrozumieniu dla wielu.

Pytanie 8

Określ sumę tych dwóch fazorów i narysuj wykres wskazowy pokazujący ich geometryczne dodawanie:

(4 ∠ 0 o ) + (3 ∠ 90 o )

W jaki sposób podstawowy arytmetyczny problem, jak ten, odnosi się do obwodu prądu przemiennego?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

(4 ∠ 0 o ) + (3 ∠ 90 o ) = (5 ∠ 36, 87 o )

Uwagi:

W takim pytaniu bardzo pomocne jest graficzne przedstawienie fazorów. Niech jeden z twoich uczniów narysuje na tablicy wskaźnik wskazujący, który cała klasa będzie obserwować i omawiać.

Relacja tego problemu arytmetycznego do obwodu prądu przemiennego jest bardzo ważna dla uczniów do zrozumienia. Jedną z rzeczy jest dla uczniów możliwość matematycznego manipulowania i łączenia fazorów, ale zupełnie inną dla płynnego przejścia między fazową pracą a zrozumieniem napięć i / lub prądów w obwodzie prądu przemiennego. Poproś uczniów, aby opisali, co oznacza magar (w tym przypadku liczba 5), ​​jeśli ten symbol reprezentuje napięcie prądu przemiennego. Poproś uczniów, aby opisali, co oznacza kąt wskazujący na napięcie przemienne (w tym przypadku 36, 87 o ), dla napięcia przemiennego.

Pytanie 9

Fazory można opisać symbolicznie na dwa różne sposoby: notację polarną i notację prostokątną . Wyjaśnij, co oznacza każde z tych oznaczeń i dlaczego jedno z nich może odpowiednio opisać frazor.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Notacja polarna opisuje fazę pod względem wielkości (długości) i kąta:

Notacja prostokątna opisuje fazę pod względem przemieszczenia poziomego i pionowego:

Pytanie uzupełniające: dlaczego potrzebujemy litery j w notacji prostokątnej "notatki ukryte"> Uwagi:

Omawiając znaczenie j, dobrze byłoby wyjaśnić, czym są liczby urojone . To, czy zdecydujesz się to zrobić, zależy od umiejętności matematycznych i tła Twoich uczniów.

Pytanie 10

Te dwa wskaźniki są zapisane w formie znanej jako notacja polarna . Zapisz je ponownie w notacji prostokątnej :

4 ∠ 0 o =

3 ∠ 90 o =

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Te dwa wskaźniki, zapisane w notacji prostokątnej, wynosiłyby odpowiednio 4 + j0 i 0 + j3, chociaż matematyk prawdopodobnie zapisałby je odpowiednio jako 4 + i0 i 0 + i3.

Pytanie do pytania: co oznacza litera j lub i w znaczeniu matematycznym?

Uwagi:

Przedyskutuj ze studentami dwie notacje powszechnie używane z fazorami: polarną i prostokątną . Są to tylko dwa różne sposoby "powiedzenia" tej samej rzeczy. Pomocnym "podpórką" do tej dyskusji jest złożona płaszczyzna liczbowa (w przeciwieństwie do linii liczbowej - pole jednowymiarowe), pokazująca osie "rzeczywiste" i "urojone", oprócz standardowych kątów (prawy = 0 o, left = 180 o, up = 90 o, down = 270 o ). Twoi uczniowie powinni być tego obeznani ze swoich badań, więc niech jeden z nich narysuje płaszczyznę liczb na tablicy, aby wszyscy mogli ją zobaczyć.

Pytanie kwestionujące dotyczy pochodzenia liczb zespolonych, począwszy od rozróżnienia liczb "urojonych" jako oddzielnego zbioru wielkości od "rzeczywistych" liczb. Inżynierowie elektryczni, oczywiście, unikają używania małej litery i oznaczają "wyobrażenie", ponieważ łatwo byłoby go pomylić z notacją standardową dla prądu chwilowego i.

Pytanie 11

Na tym wykresie dwóch napięć przemiennych, które jeden prowadzi, a które opóźnia ?

Jeżeli fala sinusoidalna 4 woltów jest oznaczona w zapisie podstawowym jako 4 V ∠ 0 o, to w jaki sposób 3-woltowa (szczytowa) fala powinna być oznaczona jako "# 11"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Krzywa 4-woltowa (szczytowa) prowadzi do kształtu 3-woltowego (szczytowego). Odwrotnie, przebieg 3 woltów pozostaje w tyle za przebiegiem 4 woltów.

Jeżeli przebieg 4 woltów jest oznaczony jako 4 V ∠ 0 o, wówczas wykres 3 woltów należy oznaczyć jako 3 V ∠ -90 o lub 0 - j3 V.

Jeżeli kształt fali 4 woltów jest oznaczony jako 4 V ∠ 90 o (0 + j4 V w kształcie prostokąta), wówczas przebieg 3 woltów należy oznaczyć jako 3 V ∠ 0 o lub 3 + j0 V.

Uwagi:

W ciągu moich lat nauczania byłem zaskoczony tym, jak wielu studentów zmaga się z identyfikowaniem przebiegów "wiodących" i "opóźniających" na wykresie w dziedzinie czasu. Pamiętaj, aby dobrze omówić ten temat ze swoimi uczniami, identyfikując metody prawidłowego odróżniania "wiodących" fal od "opóźniających się" fal.

To pytanie zapewnia również studentom dobrą praktykę wyrażania fal wyprzedzających i opóźniających w zapisie fazowym. Jedną z cech oczywistych oczywistych w odpowiedzi jest względna natura kątów. Pamiętaj o skierowaniu tego do swoich uczniów.

Pytanie 12

Wspólną cechą oscyloskopów jest tryb X-Y, w którym kierunki wykresów pionowych i poziomych są sterowane przez sygnały zewnętrzne, a nie tylko kierunek pionowy sterowany sygnałem mierzonym, a poziom poziomy jest sterowany przez wewnętrzny układ oscyloskopowy:

Wzór owalny pokazany na wyświetlaczu oscyloskopu z prawej strony powyższej ilustracji jest typowy dla dwóch przebiegów sinusoidalnych o tej samej częstotliwości, ale nieco poza fazą. Nazwa techniczna tego typu działki X-Y jest figurą Lissajousa .

Jak powinna wyglądać postać Lissajousa dla dwóch sinusoidalnych kształtów fali, które mają dokładnie taką samą częstotliwość i dokładnie tę samą fazę (przesunięcie fazowe 0 stopni między tymi dwoma) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com /images/quiz/01480x02.png ">

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pytanie dotyczące wyzwania: jakie rodzaje Lissajous zostałyby naniesione przez oscyloskop, gdyby sygnały były niesinusoidalne "uwagi ukryte"> Uwagi:

Wielu uczniów zdaje się mieć problem ze zrozumieniem, w jaki sposób formują się postaci Lissajous. Jedną z demonstracji, której używam do pokonania tej bariery pojęciowej, jest oscyloskop analogowy i dwa generatory sygnału ustawione na bardzo niskie częstotliwości, dzięki czemu uczniowie mogą zobaczyć "kropkę" przesuwającą się po ekranie przez oba przebiegi w zwolnionym tempie. Następnie przyśpieszę sygnały i pozwolę im zobaczyć, jak wzór Lissajous staje się bardziej "trwały" wraz z uporczywym wzrokiem i nieodłącznym opóźnieniem luminoforu ekranu.

Pytanie 13

Lissajskie figury, rysowane przez oscyloskop, są potężnym narzędziem do wizualizacji zależności fazowej między dwoma przebiegami. W rzeczywistości istnieje matematyczny wzór do obliczania przesunięcia fazowego pomiędzy dwoma sygnałami sinusoidalnymi, biorąc pod uwagę kilka pomiarów wymiarowych postaci na ekranie oscyloskopu.

Procedura rozpoczyna się od regulacji pionowej i poziomej kontroli amplitudy, tak aby figura Lissajous była proporcjonalna: tak wysoka, jak szeroka na ekranie (n). Następnie upewniamy się, że figura jest wyśrodkowana na ekranie i mierzymy odległość między punktami przecięcia osi x (m), jako taką:

Określ, jaka jest formuła obliczania kąta przesunięcia fazowego dla tego obwodu, biorąc pod uwagę te wymiary. Podpowiedź: formuła jest trygonometryczna! Jeśli nie wiesz, od czego zacząć, przypomnij sobie, jak wyglądają poszczególne figury Lissajous na przesunięcie fazowe 0 o i przesunięcie fazowe o 90o, a następnie stamtąd.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Θ = sin -1  m


n

 

Pytanie dotyczące wyzwania: jaki rodzaj Lissajous zostanie narysowany dwoma sinusoidalnymi kształtami fali przy nieco innych częstotliwościach "Notatki ukryte"> Uwagi:

Jest to wspaniałe ćwiczenie w nauczaniu studentów, jak wyprowadzić równanie z pomiarów fizycznych, gdy znana jest podstawowa natura tego równania (trygonometrycznego). Powinni już wiedzieć, jakie są liczby Lissajous zarówno dla 0o, jak i 90o, i nie powinni mieć problemu z ustaleniem, jakie wartości a i b osiągną te dwa scenariusze, jeśli zostaną zmierzone podobnie na wyświetlaczu oscyloskopu. Reszta polega na dopasowaniu elementów do siebie tak, aby funkcja trygonometryczna dawała właściwy kąt (y).

Pytanie 14

Oblicz wielkość przesunięcia fazowego wskazanego przez tę liczbę Lissajous:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Θ ≈ 25, 9 o

Uwagi:

To pytanie jest niczym więcej jak ćwiczeniem interpretacji figuralnej Lissajousa.

Pytanie 15

Oblicz wielkość przesunięcia fazowego wskazanego przez tę liczbę Lissajous:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Θ ≈ 64, 2 o

Uwagi:

To pytanie jest niczym więcej jak ćwiczeniem interpretacji figuralnej Lissajousa.

Pytanie 16

Oblicz wielkość przesunięcia fazowego wskazanego przez tę liczbę Lissajous:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Θ ≈ 34, 5 o

Uwagi:

To pytanie jest niczym więcej jak ćwiczeniem interpretacji figuralnej Lissajousa.

Pytanie 17

Oblicz wielkość przesunięcia fazowego wskazanego przez tę liczbę Lissajous:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Θ ≈ 44, 4 o

Uwagi:

To pytanie jest niczym więcej jak ćwiczeniem interpretacji figuralnej Lissajousa.

Pytanie 18

Załóżmy, że dwie osoby pracują razem, aby przesuwać dużą skrzynkę po podłodze, jedna pchająca siłą 400 newtonów i druga ciągnąca siłą 300 niutonów:

Siła wypadkowa wysiłków tych dwóch osób na polu będzie, oczywiście, sumą ich sił: 700 newtonów (z prawej strony).

Co się stanie, jeśli osoba ciągnąca zdecyduje się zmienić pozycję i przesunie się bokiem po polu w stosunku do pierwszej osoby, tak że siła 400 newtonów i siła 300 newtonów będą prostopadłe do siebie (siła 300 niutonów skierowana na stronę, z dala od ty) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/03278x02.png">

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Siła wypadkowa na pudełku wyniesie 500 niutonów.

Uwagi:

Jest to nieelektryczna aplikacja sumowania wektorów, aby przygotować studentów do koncepcji wykorzystania wektorów do dodawania napięć, które są poza fazą. Zwróć uwagę, jak zdecydowałem się użyć wielokrotności 3, 4 i 5 dla wielkości wektora.

Pytanie 19

W tym wykresie wskazowym określ, który wskazówka prowadzi, a która jest opóźniona względem drugiej:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Na tym diagramie, wskazówka B prowadzi do wskazania A.

Pytanie uzupełniające: użyj kątomierza, oszacuj stopień przesunięcia fazowego między tymi dwoma fazorami.

Uwagi:

Pomocnym może być przypomnienie uczniom o standardowej orientacji kątów fazowych na wykresach wskazowych (0 stopni w prawo, 90 stopni w górę itd.).

Pytanie 20

Czy właściwe jest przypisanie kąta kątowego do pojedynczego napięcia przemiennego, samo w obwodzie "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00496x01.png">

Co się stanie, jeśli w obwodzie występuje więcej niż jedno źródło napięcia zmiennego?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Kąty kątowe są względne, a nie bezwzględne . Mają znaczenie tylko tam, gdzie jest inny wskaźnik do porównania.

Kąty mogą być powiązane z wieloma źródłami napięcia przemiennego w tym samym obwodzie, ale tylko wtedy, gdy te napięcia są na tej samej częstotliwości .

Uwagi:

Omów z uczniami pojęcie "kąta fazowego" w odniesieniu do ilości AC. Co to dokładnie znaczy, jeśli napięcie wynosi "3 V pod kątem 90 stopni" "panel panelu sterowania - domyślnie" itemscope>

Pytanie 21

Określ całkowite napięcie w każdym z tych przykładów, rysując wykres wskazowy, aby pokazać, w jaki sposób całkowite (wynikowe) napięcie geometrycznie odnosi się do napięć źródłowych w każdym scenariuszu:

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Uwagi:

Na początku może to wprowadzać w zakłopotanie uczniów do używania znaków polaryzacji (+ i -) dla napięć przemiennych. W końcu, nie polaryzacja AC zmienia się w tę iz powrotem, aby ciągle zmieniać "panel przedmiotów" domyślny panel panelu roboczego>

Pytanie 22

Zanim dwa lub więcej działających alternatorów (generatorów prądu zmiennego) może być połączonych elektrycznie, muszą one zostać zsynchronizowane ze sobą. Jeśli dwa alternatory są poza układem "sync" (lub fazowo ), wynikiem będzie duży prąd zwarciowy, gdy przełącznik rozłączający jest zamknięty.

Prostym i skutecznym sposobem sprawdzenia "synchronizacji" przed zamknięciem wyłącznika alternatora jest połączenie żarówek równolegle ze stykami rozłącznika, jak poniżej:

Co powinien szukać operator alternatora przed zamknięciem przełącznika alternatora "# 22"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Przyćmione światła oznaczają stan bycia "w fazie" z magistralą. Jeśli dwa alternatory wirują z nieco odmiennymi prędkościami, będzie to efekt heterodyny dla jasności żarówek: naprzemiennie będzie jaśniejszy, a następnie ściemniany, a następnie jaśniejszy.

Uwagi:

Właściwa synchronizacja alternatorów z napięciem magistrali to zadanie, które było wykonywane wyłącznie przez operatorów ludzkich, ale może być teraz realizowane za pomocą automatycznych sterowników. Dla studentów energii elektrycznej ważne jest jednak zrozumienie zasad związanych z synchronizacją alternatorów, a prosta technika żarówkowa sygnalizacji synchronizacji jest doskonałym sposobem wyjaśnienia tej koncepcji.

Porozmawiaj ze swoimi uczniami o sposobach doprowadzenia alternatora do fazy za pomocą magistrali AC. Jeśli żarówki świecą jasno, co powinien zrobić operator, aby je przyciemnić?

Warto również omówić ze swoimi uczniami, co dzieje się, gdy dwa zsynchronizowane alternatory połączą się elektrycznie: te dwie maszyny staną się "zablokowane", jakby były sprzężone mechanicznie, utrzymując synchronizację od tego momentu.

Pytanie 23

Załóżmy, że operator elektrowni miał zamiar przynieść ten alternator w trybie on-line (podłączyć go do magistrali AC) i zauważył, że żadne z tych lamp synchronizacyjnych w ogóle się nie świeci. Myśląc, że to nietypowe, operator dzwoni do ciebie w celu ustalenia, czy coś jest nie tak z systemem. Opisz, co zrobiłbyś, aby rozwiązać ten problem.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Zanim przystąpisz do rozwiązywania problemów, najpierw spróbuj ustalić, czy coś jest nie tak z tym systemem. Czy to możliwe, że operator jest po prostu zbyt ostrożny, czy ich uwaga jest uzasadniona "uwagi ukryte"> Uwagi:

Niektórzy uczniowie mogą sugerować, że system nie ma w tym nic złego. Rzeczywiście, skoro słabe (lub ciemne) światła zwykle oznaczają synchronizację, czy obecność dwóch słabych świateł nie wskazywałaby, że już osiągnięto idealną synchronizację? Przedyskutuj prawdopodobieństwo tego scenariusza ze swoimi uczniami, że dwa niezależne alternatory mogą utrzymywać idealną synchronizację bez połączenia ze sobą.

Jeśli chodzi o rozwiązywanie problemów, scenariusz ten ma duży potencjał do dyskusji grupowej. Pomimo istnienia prostego, pojedynczego, prawdopodobnego warunku, który może spowodować ten problem, istnieje kilka możliwych awarii komponentów, które mogły stworzyć ten warunek. Różni studenci bez wątpienia będą mieli różne metody podejścia do problemu. Niech każdy podzieli się swoimi poglądami i wspólnie przedyskutuje najlepsze podejście.

Pytanie 24

Pokazane są tutaj dwie fale sinusoidalne o równej częstotliwości, nałożone na tym samym wykresie:

Dokładnie jak to możliwe, określ wielkość przesunięcia fazowego między dwiema falami, w oparciu o podziały pokazane na wykresie.

Wyprowadź także trzecią falę sinusoidalną, która jest sumą dwóch pokazanych fal sinusoidalnych. Ponownie wykonaj to tak dokładnie, jak to możliwe, w oparciu o podziały pokazane na wykresie. Aby podać przykład tego, jak możesz to zrobić, postępuj zgodnie z poniższą ilustracją:

Jaka jest wartość szczytowa wypadkowej (sumy) fali sinusoidalnej "# 24"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Dwa (oryginalne) fale sinusoidalne są 90o poza fazą, jeden z wartością szczytową 4 woltów, a drugi z wartością szczytową 3 woltów.

Razem dodają, aby stworzyć trzecią falę sinusoidalną o wartości szczytowej 5 woltów.

Pytanie uzupełniające: jak to możliwe, że suma 3 i 4 tworzy 5 "notatek ukrytych"> Uwagi:

Choć na początku może się wydawać pracochłonnym, celem tego pytania jest uświadomienie uczniom, że suma dwóch równych częstotliwości fal sinusoidalnych jest kolejną falą sinusoidalną. Wartości szczytowe 3 i 4, wraz z przesunięciem fazowym o 90 o, nie były zbiegiem okoliczności z mojej strony, gdy pisałem to pytanie. Gdzie indziej w matematyce uczniowie widzieli przykład łączonych ilości 3 i 4 (przy 90 stopniach), aby uzyskać ilość 5?

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →