Fysik
Resistans og effekt - Vindmølle
Hej
I forbindelse med min AT-eksamen, hvor jeg arbejder med emnet vindmøller, har jeg lavet et forsøg med en vindmølles nyttevirkning. I den forbindelse har jeg et spørgsmål angående resistans og effekt. I det kredsløb, hvor vindmøllen energikilde, måles strømmen I gennem systemet og spændingsfaldet U over en resistor/modstand med resistansen R. Jeg kan så finde møllens effekt Pmølle, samt vindens effekt Pvind, og herefter regne nyttevirkningen ud. Min variabel er vindens fart.
Mit spørgsmål er (tror min fysik lære vil kunne finde på at spørge om det), hvad der ville ske, hvis jeg indsatte en anden resistor, med en større eller mindre resistans? Ville jeg kunne få en større nyttevirkning (dvs. en større Pmølle), hvis jeg indsatte en anden resistans? Og i så fals, hvad er den teoretiske sammenhæng?
På forhånd mange tal for hjælpen!
Jeg har vedhæftet mit forsøgsresultat, der er dog ingen uddybende vejledning til forsøget…
Svar #1
07. juni 2013 af hesch (Slettet)
#0: Hvis du ændrer resistansen, ændrer du også nyttevirkningen. Argumentet herfor er, at hvis du vælger R = 0 eller R = uendelig, får du ingen effekt afsat i modstanden. Men et sted mellem disse to værdier for R, finder du en optimal nyttevirkning.
Teorien bag beregning af den optimale værdi er kompliceret, da der bl.a. skal tages hensyn til:
- Optimal omdrejningstal for møllevinger som funktion af vindhastighed.
- Generatorens indre modstand ( ledningstab )
- Generatorens reaktans i viklinger som funktion af omdrejningstal
- Jerntab i generatoren.
Svar #2
07. juni 2013 af hesch (Slettet)
#1 ( fortsat )
Hvis du stadig har adgang til forsøgsopstillingen, vil jeg foreslå dig ( med een eller flere konstante vindhastigheder ) at indsætte en variomodstand. Beregn nu afgivet effekt ved forskellige modstandsindstillinger. Plot resultatet og find herved optimal indstilling.
Svar #3
08. juni 2013 af AEBT (Slettet)
Tak for hjælpen!
Jeg kan desværre ikke gentage forsøget, og finde den optimale modstand. Men hvis jeg har forstået det rigtigt, så kan man få en bedre nyttevirkning ved at indsætte en resistor med en bestemt resistans. Hvilken resistans det skal være afhænger så af en masse faktorer, men ikke af strømstyrken gennem resistoren eller spændingsfaldet over den?
Svar #4
08. juni 2013 af hesch (Slettet)
#3: Møllens afgivne effekt forbruges af resistoren og tab i generatoren.
Hvis du mindsker resistorens værdi, vil der ske følgende:
- Strømmen vil vokse
- Akselmomentet i møllen vil stige
- Møllen vil gå ned i omdrejningstal
- Frekvensen i generatoren vil falde
- Reaktansen i generatoren vil falde.
- Generatorspændingen vil falde
Altså en række størrelser vil ændre sig. I sidste ende handler det jo om hvorvidt produktet,
Pafgivet = U * I vil stige eller falde ?
Dette afhænger af møllevingernes karakterisk, og andre ting nævnt i #1. Derfor kan man ikke generelt sige, om nyttevirkningen vil stige eller falde. Men man kan vel gætte på, at den valgte resistor i opstillingen nogenlunde giver den bedste virkningsgrad.
Skriv et svar til: Resistans og effekt - Vindmølle
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.