Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Transkript

1 Číslo projektu Číslo materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník CZ.1.07/1.5.00/ VY_32_INOVACE_AUT-2.N-14-PROPORCNI SYSTEMY SE ZPOZDENIM CIVKA A KONDENZATOR Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Jiří Zinek Automatizace Nástavbové studium 2. ročník Datum tvorby 29. září 2012 Anotace Představitelé proporčních systémů PT 1 se zpožděním 1. řádu. Odezvy na skokový vstupní signál u cívky a kondenzátoru. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

2 Cívka Odezvou na skokovou změnu vstupního napětí na cívce je výstupní exponenciální funkce proudu. Cívka představuje pro proud v závislosti na napětí PT 1 systém s akumulací energie v magnetickém poli cívky. Skoková proudová odezva cívky je přechodovým dějem.

3 Proporční systém se zpožděním prvního řádu charakteristika průběhu napětí a proudu na cívce obr.1

4 Po připojení stejnosměrného napájení na cívku nedosáhne proud procházející cívkou hned plné hodnoty. Proud nejprve vytváří magnetické pole cívky. Tato změna magnetického pole cívky způsobuje vznik vlastního indukovaného napětí, které je orientováno tak, že způsobuje zpoždění nárůstu proudu procházejícího cívkou a tím i vytváření magnetického pole.

5 Po odpojení stejnosměrného napájení zaniká magnetické pole cívky. To také vyvolá vznik vlastního magnetického pole cívky, které vyvolává vlastní indukované napětí. Toto napětí je orientováno tak, že cívkou protéká proud dále stejným směrem. Protékající proud pomalu klesá k nule. To zpomaluje zánik vlastního magnetického pole.

6 Proporční systém se zpožděním prvního řádu Charakteristika průběh proudu při nabíjení a vybíjení kondenzátoru obr.2

7 Proporční systém se zpožděním prvního řádu Charakteristika průběhu napětí při nabíjení a vybíjení kondenzátoru obr.3

8 Kondenzátor Odezvou na skokovou změnu vstupního proudu je u kondenzátoru exponenciální výstupní signál napětí. Tento děj je přechodný a probíhá při nabíjení kondenzátoru v obvodu stejnosměrného napětí. Měřítkem pro nabíjecí čas je časová konstanta značená τ. Za dobu t = τ je kondenzátor nabit na cca 67% kapacity.

9 Kondenzátor Časová konstanta τ obvodu s kondenzátorem s kapacitou C a odporu s hodnotou R je součin odporu a kapacity. τ = R. C t C 5. τ [τ] = Ω. F = V/A. As/V = s τ časová konstanta t C doba nabíjení (vybíjení)

10 Kondenzátor Kondenzátor se při určitém napětí nabíjí na maximální hodnotu kapacity teoreticky nekonečně dlouhou dobu. Prakticky doba nabíjení je t C 5.τ, po této době je již nabíjecí proud zanedbatelný. Nabíjecí proud (zpočátku vybitého kondenzátoru) nejprve rychle vzroste a potom pomalu klesá.

11 Kondenzátor Nabíjecí proud kondenzátoru probíhá při určitém napětí tím déle, čím je větší kapacita kondenzátoru a čím větší je odpor v nabíjecím obvodu (např. zdroje a vodičů).

12 Kondenzátor Kondenzátory jsou zásobníkem energie a může v nich zůstat po odpojení napájení poměrně dlouhou dobu nebezpečné napětí. Proto se musí např. kompenzační kondenzátory elektrických zařízení vybíjet do 60 s od vypnutí zařízení.

13 Použitá literatura: HABERLE, H., B. GRIMM, G. HABERLE, W. PHILIPP, W. SHLEER, B. SCHLIEMANN, D. SCHNELL a D. SCHMID. Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Vydání první. Praha: Europa- Sobotáles, Technické vědy: TS 05, DT ISBN TKOTZ, K., P. BASTIEN, H. BUMILLER, M. BURGMAIER, W. EICHLER, F. HUBER, N. JAUFMANN, J. MANDERLE, O. SPIELVOGEL, U. WINTER a K. ZIEGLER. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vydání. Praha: Europa-Sobotáles, technické vědy: TS 05, DT 621.3/ ISBN včetně obr.1-3