Fysik

Faser og faseforskydning

01. december 2018 af jcmatematikA - Niveau: Universitet/Videregående

Hej SP,

Først og fremmest, hedder det fasedrejning eller faseforskydning.

Der næst er jeg blevet stillet dette spørgsmål, (alle komponeterne er idealer)

Jeg er blevet givet et system med en ideel strøm/spændingskilde som er koblet sammen med en transformer. Der er 230 VAC på primærsiden og 26 VAC på sekundærsiden, derfor må viklingsforholdet være 8,8. Der er selvfølgelig en ohmsk modstand på sekundærsiden et sted som ikke diskuteres. 

Hvor stor er fasedrejningen mellem strøm og spænding på primærsiden (230V[AC])?

Mit svar: Den ideelle strømkilde forårsager en fasedrejning på 180 grader over kilden, men da spolen er ohmsk modstand bliver fasedrejningen nu 0 grader. (det er muligt at det er helt forkert, men det var sådan min lære forklarede mig det) 

Hvor stor er fasedrejningen mellem strøm og spænding på sekundærsiden (26V[AC])?

Mit svar: Da transformeren fungere som strømkilde vil fasedrejningen være 180 grader

Er der forskel på fasedrejningen i spoler indeholdt i en transformer i forholdt til spoler der ikke er koblet til andre spoler ? 

Mit svar: Spoler faseforskyder fasen mellem strøm og spænding 90 grader, så man ville få en faseforskydning på 90 grader i stedet.

Altså jeg vil gerne have af vide om det er korrekt, og gerne med et uddybende svar om hvorfor/hvorfor ikke det er korrekt - hvis der er nogen der sidder med den viden :-)

Mvh. 


Brugbart svar (0)

Svar #1
01. december 2018 af mathon

Faseforskydningen afhænger af spolernes resistans og induktans.


Brugbart svar (0)

Svar #2
01. december 2018 af ringstedLC

"Mit svar: Den ideelle strømkilde forårsager...". Det er ikke strøm/spændingskilden, der giver fasedrejningen, - det er den induktive belastning i trafoens primærspole. Den ikke-idelle primærspole har en relativ lille ohmsk modstand i forhold til dens induktans (elllers danner effekten jo varme istedet for et magnetfelt).

"Mit svar: Da transformeren fungere...". Igen, det er belastningen, der bestemmer fasedrejningen, - ikke spændingskilden.


Svar #3
01. december 2018 af jcmatematikA

Det ved jeg godt, men hvorfor siger min lære så at den ideelle strøm/spændings-kilde har en fasedrejning på 180 grader ???? Jeg ved godt et der hverken sidder en spole eller en kondensator i den, men non the less siger han og passiv reference at der er en negativ strøm over kilden hvorfor der må være en negativ effektafgivelse ... 


Brugbart svar (0)

Svar #4
01. december 2018 af ringstedLC

Beklager, men det kan jeg ikke sige dig.

Negativ effekt ville kræve forskelligt fortegn af U og I, da P = U · I. Og da strømretningen er defineret som løbende fra + til -, vil strømmen altid følge spændingens polaritet.

Desuden er der ikke "strøm over kilden". Strøm løber igennem kilden, når der er spænding over kilden.

Forresten er termen "en ideel strøm/spændingskilde" misvisende. En ideel strømkilde kan levere en bestemt strøm i en hvilken somhelst modstand. Det kræver dels en uendelig stor tomgangsspænding U0 og derfor en uendelig stor indre modstand RI. En ideel spændingskilde kan levere en bestemt spænding i en hvilken somhelst modstand. Det kræver uendelig stor maksimalstrøm Imaks. og derfor en uendelig lille indre modstand RI.

Jeg håber virkelig, at dit referat af lærerens udsagn er forkert.


Brugbart svar (0)

Svar #5
01. december 2018 af ringstedLC

Hvor stor er fasedrejningen mellem strøm og spænding på primærsiden (230V[AC])? Som i #1

Hvor stor er fasedrejningen mellem strøm og spænding på sekundærsiden (26V[AC])? 0º, da belastningen er ohmsk.

Er der forskel på fasedrejningen i spoler indeholdt i en transformer i forholdt til spoler der ikke er koblet til andre spoler ? Nej, en spole er en spole. Den "ved" jo ikke, at der sidder en anden spole på den samme kerne.


Svar #6
01. december 2018 af jcmatematikA

Okay der er nok noget jeg har fået helt galt - måske med hjælp fra min lære..

Men vil du pure sige at en ideel kilde ikke fasedrejer fasen mellem strøm og spænding 180 grad - skal bare lige være absolut helt sten sikker.

Og jeg har vedlagt en fil med en tegning, tegnet i samarbejde med min lære som "beskriver" fasedrejning. 

Altså igen, vil ikke nægte at enten min lære eller jeg klapper rundt i det 

http://prntscr.com/lpgolh


Svar #7
01. december 2018 af jcmatematikA

Mit eget bud på det her ville være at spolen forårsager en fasedregning mellem spænding og strøm på 90 grader og at transfomeren eller spolen.. inducerer en strøm på sekundærsiden, hvor spænding og strøm er i fase


Brugbart svar (0)

Svar #8
01. december 2018 af Eksperimentalfysikeren

Lidt om fortegnskonventioner i elektriske kredsløb. Ved spændingskilder og strømkilder angives positiv strømretning som retningen fra minus til plus. Ved andre komponenter angives positiv strømretning som retningen plus til minus. Det bevirker, at hvis man forbinder en ohmsk modstand mellem polerne på en spændingskilde, vil strømmen være positiv i begge komponenter.

Hvis transformeren ikke er belastet, vil primærspolen, som nævnt i #5 ikke kunne se sekundærspolen, så fasedrejningen er 90 grader, hvis spolemodstanden er forsvindende. Hvis sekundærsiden er belastet med en ohmsk modstand, vil fasedrejningen her være 0 grader. I samme tilfælde vil primærstrømmen bestå af to komponenter: Tomgangsstrømmen, som er den fasedrejede strøm, og den strøm, der skal til for at levere endergi til sekundærsiden. Denne strøm har fasedrejningen 0.

Faseforskydning og fasedrejning er stort set synonyme. Set man spændinger og strømme vis i et koordinatsystem med tiden ud ad førsteaksen, ser man en forskydning af kurverne i forhold til hinanden. I en del tilfælde afbilder man i stedet spændiger og strømme i polære koordinater, hvor tiden repræsenteres ved vinklen fra førsteaksen. Her viser vinkelforskelle faseforskellene, så her er det naturligt at tale om en fasedrejning.


Svar #9
01. december 2018 af jcmatematikA

Men der skal vel være en ohmsk modstand på sekundær siden, ellers kortslutter systemet?


Brugbart svar (0)

Svar #10
01. december 2018 af ringstedLC

#8: Har normalt ingen problemer med at forstå dine forklaringer, men vil du venligst komme med en kilde til fortegnskonventioner for elektriske kredsløb.


Brugbart svar (1)

Svar #11
02. december 2018 af Eksperimentalfysikeren

Jeg har endnu ikke fundet  mine gamle lærebøger, men se diagrammerne på siden:

http://kom.aau.dk/~hmi/Teaching/Basis/KRT10/Slides/KRT2.slides.pdf.

Her bruges aktivkonventionen for spændingskilde og strømkilde, mens passivkonventionen benyttes ved passive komponenter.

Det ser ud til (ved googlesøgning), at de to begreber ikke er særlig kendte og aligevel benyttes stiltigende som i eksemplet ovenfor.

I ligningen U = E - RiI er det underforstået, at man bruger aktivkonvention for E og I, men passivkonvention for spændingsforskellen over Ri.


Brugbart svar (0)

Svar #12
02. december 2018 af ringstedLC

#9: Det er ikke nødvendigt, men det er blot angivet for at der ikke skal være tvivl om fasen (0º) på sekundærsiden.


Skriv et svar til: Faser og faseforskydning

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.