Hvis man tenker at AC-motoren hadde gått helt uten å levere mekanisk effekt/arbeid og uten kobbertap i viklingene, hadde den krevd bare reaktiv effekt. Men så snart den skal levere mekanisk effekt, trekker den aktiv effekt. Dette pga at det ikke er "gratis" å sette opp et magnetfelt når det allerede er et magnetfelt på stedet. Altså, det blir tyngre å presse elektronene gjennom statorviklingene for å sette opp statorfeltet når man har et rotorfelt som statorviklingene føler. Dette krever altså reaktiv effekt.
Dette blir vel ganske analogt med en trafo i tomgang vs. en trafo med last skulle jeg tro.
Sånn tror jeg det er ivhertfall. Men jeg garanterer på ingen måte noe;)
trolig flyr dette over hodet på de fleste, meg inkludert.
Skal gjøre et forsøk på en enklere fremstilling:
En asynkronmotor kan sammenlignes med en transformator. La oss anata at det ikke finnes ohms tap, jerntap eller luftvirveltap. Stator og statorviklngene tilsvarer primærsiden på trafo. Primærsiden har sin induktans, dvs spolen som setter opp et magnetfelt i kjernen. Det trengs energi for å sette opp feltet, men denne energiene pendler tilbake til nettet i neste øyeblikk.
Rotor i motoren er sekundærvindingen i vår "transformator". Ser vi på en asynkronmotor, så vet vi at det er ytterst få "viklinger", bare et bur av av kobber eller aluminium. Sekundærsiden av vår transformator har derfor svært liten selvinduktans og utgangen av vår trafo er nær kortsluttet. (Det er litt derfor at en asynkronmotor også kalles en kortslutningsmotor). Hvorfor blåser ikke sikringen - trafoen vår er jo kortsluttet på utgangen!?
Her kommer koblingen mellom primær og sekundærside i vår "trafo" inn. Når motoren løper i tomgang løper den nær synkront med det roterende feltet. Det er mao en dårlig kobling mellom primærside og sekundærside i transformatoren og lite energi kan transformeres over. Det induseres en liten strøm i sekundærsiden som balanserer påtrykket.
Vi begynner å belaste motoren. Det fører til at den sakker. Koblingen mellom primær og sekundær blir bedre. Dette induserer umiddelbart en større strøm i sekundærviklingne.
Sekundærviklingen roterer nå med sakking i et magnetfelt. Etter Lenz lov vet vi at at en leder i et magnetfelt som leder strøm utsettes for en sideveis kraft. Her er momentet som overføres energi/arbeid til sekundærsiden og rotorakslingen. Denne kraften er vedvarende etter som viklingen beveger seg i det magnetiske feltet. Mao det er kraft og bevegelse: det overføres mekanisk arbeid til rotor.
En annen egenskap med en asynkrinmotor er at ved start så står rotor stille. Da er det en meget god kobling mellom primærside og den nær kortsluttede sekundæren. Dette medfører en meget stor startstrøm til rotor har kommet opp i fart. Dette er det andre argumentet for at motoren ofte kalles kortslutningsmotor.
Ekvivalentskjemaet til Steinmetz kan forenkles til to vesentlige komponenter som er koblet i parallell: induktansen i kjernen eller "magnetiseringen" og en variabel motstand R/s. Magnetiseringen får nettspenning og er uavhengig av resten av motoren og dennes driftstilstand. R/s er en ekvivalent "motstand" som avtar med økende slip. Denne motstanden representerer overført arbeid fra strømmen til rotorakslingen.
Litt annen betrakningsmåte:
Gitt en vekselstrømsgenerator i bilen. Det settes opp et svakt DC magnetfelt i rotor. Rotasonshastigheten på akslingen bestemmer hvor mye energi/strøm som leveres. Mao mekanisk energi omformes til elektrisk energi og her uten at dette på noen måte overføres fra rotor til stator.
Siste redigering: Wednesday, April 30, 2014 6:27:49 PM av KjellG
At det arbeidet som ble utført da en løftet magneten får en tilbake idet magneten slippes ned igjen. Samlet arbeide = 0.
Det er en masse litteratur og Youtube som tar opp fastmagnet"motorer". Ingen av dem virker.
Ser du på releet ditt: sløyfer ankeret og bruker tykk gulltråd (ikke noe ohms tap), så måler du fortsatt reaktiv strøm, men hvor er utført arbeide?
Du kjenner til at effekt er gitt ved P=U*i. Hvis du nå i stedet integrerer P(t) = U(t)*I(t) over en hel periode for en ideell spole påtrykt en sinus, vil du finne at P(t)=0 Det er ikke utført noe netto arbeide i spolen.
For det første. Gull er ikke noe spesielt god leder så det var et litt dårlig valg for eksempelet. For det andre; tenk prinsippielt. I et lukket sytem kan ikke energi forsvinne, den endrer bare form. Noe av grunnen til misforståelsene er at dere blander harmoniske strømmer og spenninger med initielle prosesser. Husk at når man magnetiserer en spole eller lader opp en kondensator tilføres energi. Når vi snakker om reaktive strømmer gjelder dette med harmoniske strømmer, dvs. i en likevektstilstand. Derfor er også eksempelet ditt med tennpluggen upresist. Gnisten utfører et arbeid i form av oppvarming og utsendelse av fotoner som igjen vil henfalle til varmeenergi.
Eksempelet med gull var ikke godt. Jeg blandet sammen med at kontakter gjerne forgylles, men det er pga korrosjon, ikke ledningsevne. Sølv ville vært et bedre eksempel.
I hvilken post skaper jeg forvirring med sammenblanding av initielle prosesser og kontinuerlige prosesser?
« Svar #5 på: Januar 15, 2014, 23:36:44 » Ad reaktiv effekt ved utkobling. Det kan være hissige greier. Det er faktisk det som fører til overslag i bensinbilens tennplugg. Ved utkobling i elnettet vil deler av denne energien finnes som gnisting over brytekontaktene
Det er ikke en reaktiv effekt som skaper gnisten. Det er magasinert energi. Når det gjelder initielle prosesser vs. harmoniske eller kontinuelige var dette en generell kommentar og ikke rettet mot deg.
Når vi er offtopic med evighetsmaskiner, så er nettopp dette et bevis på at man ikke kan få til portaler (sånn SG-1 eller Portal, e.l.). Da kunne man laget et vannkraftverk hvor vannet kommer ut høyt oppe, går igjennom en turbin, og så går inn i en portal og kommer ut på toppen igjen. Ad infinitum. Det ville generert uendelig med energi og dermed bryter med ett av universets prinsipper. Hvis det er fysisk mulig å lage portaler, så må portalen nødvendigvis forbruke mer energi enn man kan hente ut av den.
Uansett, en måte å se på reaktiv effekt er at det leveres energi til kretsen en del av sinusperioden, lagres og så leveres tilbake i den andre delen av perioden. På den måten øker strømmen og effekten i nettet, men det gjøres ingen arbeid.
Man kan lagre energi i magnetisme og som ladning (kapasitans), men når perioden endrer fase, vil energien fra magnetismen/kapasitansen leveres tilbake som elektriske energi. Netto energiforbruk = 0.
Dette blir vel ganske analogt med en trafo i tomgang vs. en trafo med last skulle jeg tro.
Sånn tror jeg det er ivhertfall. Men jeg garanterer på ingen måte noe;)
trolig flyr dette over hodet på de fleste, meg inkludert.
Skal gjøre et forsøk på en enklere fremstilling:
En asynkronmotor kan sammenlignes med en transformator. La oss anata at det ikke finnes ohms tap, jerntap eller luftvirveltap. Stator og statorviklngene tilsvarer primærsiden på trafo. Primærsiden har sin induktans, dvs spolen som setter opp et magnetfelt i kjernen. Det trengs energi for å sette opp feltet, men denne energiene pendler tilbake til nettet i neste øyeblikk.
Rotor i motoren er sekundærvindingen i vår "transformator". Ser vi på en asynkronmotor, så vet vi at det er ytterst få "viklinger", bare et bur av av kobber eller aluminium. Sekundærsiden av vår transformator har derfor svært liten selvinduktans og utgangen av vår trafo er nær kortsluttet. (Det er litt derfor at en asynkronmotor også kalles en kortslutningsmotor). Hvorfor blåser ikke sikringen - trafoen vår er jo kortsluttet på utgangen!?
Her kommer koblingen mellom primær og sekundærside i vår "trafo" inn. Når motoren løper i tomgang løper den nær synkront med det roterende feltet. Det er mao en dårlig kobling mellom primærside og sekundærside i transformatoren og lite energi kan transformeres over. Det induseres en liten strøm i sekundærsiden som balanserer påtrykket.
Vi begynner å belaste motoren. Det fører til at den sakker. Koblingen mellom primær og sekundær blir bedre. Dette induserer umiddelbart en større strøm i sekundærviklingne.
Sekundærviklingen roterer nå med sakking i et magnetfelt. Etter Lenz lov vet vi at at en leder i et magnetfelt som leder strøm utsettes for en sideveis kraft. Her er momentet som overføres energi/arbeid til sekundærsiden og rotorakslingen. Denne kraften er vedvarende etter som viklingen beveger seg i det magnetiske feltet. Mao det er kraft og bevegelse: det overføres mekanisk arbeid til rotor.
En annen egenskap med en asynkrinmotor er at ved start så står rotor stille. Da er det en meget god kobling mellom primærside og den nær kortsluttede sekundæren. Dette medfører en meget stor startstrøm til rotor har kommet opp i fart. Dette er det andre argumentet for at motoren ofte kalles kortslutningsmotor.
Ekvivalentskjemaet til Steinmetz kan forenkles til to vesentlige komponenter som er koblet i parallell: induktansen i kjernen eller "magnetiseringen" og en variabel motstand R/s. Magnetiseringen får nettspenning og er uavhengig av resten av motoren og dennes driftstilstand. R/s er en ekvivalent "motstand" som avtar med økende slip. Denne motstanden representerer overført arbeid fra strømmen til rotorakslingen.
Litt annen betrakningsmåte:
Gitt en vekselstrømsgenerator i bilen. Det settes opp et svakt DC magnetfelt i rotor. Rotasonshastigheten på akslingen bestemmer hvor mye energi/strøm som leveres. Mao mekanisk energi omformes til elektrisk energi og her uten at dette på noen måte overføres fra rotor til stator.
I hvilken post skaper jeg forvirring med sammenblanding av initielle prosesser og kontinuerlige prosesser?
I hviken post tar jeg opp tennplugger?
Ellers enig, upresis formulering. Din er bedre.
Siden vi beveger oss litt off topic, denne: http://www.youtube.com/watch?v=JadO3RuOJGU
har jeg noen tanker om at den kanskje kan lages som en "perpetuum mobile" drevet av "free energy".
Uansett, en måte å se på reaktiv effekt er at det leveres energi til kretsen en del av sinusperioden, lagres og så leveres tilbake i den andre delen av perioden. På den måten øker strømmen og effekten i nettet, men det gjøres ingen arbeid.
Man kan lagre energi i magnetisme og som ladning (kapasitans), men når perioden endrer fase, vil energien fra magnetismen/kapasitansen leveres tilbake som elektriske energi. Netto energiforbruk = 0.