Ohmin lain kertausta

Viestiketju alueella 'Elektroniikka ja HW-modifiointi' , aloittaja sägäri, 29.06.2019.

NOSTOJA MUROPAKETIN SISÄLLÖSTÄ
  1. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Loisteputken peruskytkentä magneettisella kuristimella, josta mitattu seuraavat arvot:
    Käyttöjännite 234 V
    Jännite kuristimen yli 187 V
    Jännite putken yli 107,5 V
    Toimintavirta 0,436 A
    Kuristimen tasavirtaresistanssi käyttölämpimänä 42,6 ohmia
    Noista arvoista osaan laskea vain näennäistehon.
    Putken impedanssi on myös laskettavissa, mutta onko se puhtaasti resistiivinen? Virralla on kuitenkin pätö- ja loiskomponentti.
    Miten saadaan laskettua cos fii, sen jälkeen olisi helppo laskea muutkin arvot, pätötehot putki/kuristin (kupari/rauta), loisteho jne.
     
    Viimeksi muokattu: 01.07.2019
  2. Kremmen

    Rekisteröitynyt:
    23.03.2010
    Viestejä:
    1 739
  3. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Tuo jännite putken yli on joku harhamittaus, on se paljon suurempi. Koetan muokata arvot uusiksi.
     
  4. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
  5. LM2

    Rekisteröitynyt:
    29.11.2010
    Viestejä:
    1 042
    Lisäksi tuolla oli puhetta loistehosta ja sen kompensoinnista. https://chilifoorumi.fi/index.php?topic=1059.0
    Ongelmia laskuihin tietysti aiheuttaa se, että putki ei ole lineaarinen.

    Muuten miksi putken jännite olisi liian pieni. Kun putki on syttynyt, on se juuri kuristimen työ rajoittaa virta. Putki ei rajoita eli sen jännite on pieni.
     
  6. telcoM

    Rekisteröitynyt:
    27.08.2015
    Viestejä:
    700
    Kun putki on syttynyt, kulkeeko sytyttimen kautta enää virtaa? Mitä tämä fakta kertoo putken resistanssista?

    Mikä kytkennän komponenteista vastaa kaikkein parhaiten teoreettista peruskomponenttia, ja pystytkö selvittämään sille oleellisen arvon? Pääsetkö sen jälkeen eteenpäin?
     
  7. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Joopa, ei onnistu cos fiin laskenta mittaustuloksista. On käytettävä 'kolmen jännitteen menetelmää'. Mittasin sitten kytkennän uudelleen:
    Verkkojännite U1 233 V
    Mittausvastus 15,4 Ω U2 6,33 V
    Kuormitus U3 229 V
    Laskettu cos fii 0,6236
    Mitattu virta 0,414 A
    Jännite kuristimella 183,5 V
    Jännite putkella 106,9 V, skoopilla rms 110 V
    Resistanssi kuristimessa 44 Ω
    Laskettuja arvoja:
    S = 94,81 VA
    P = 59,12 W
    Q = 74,14 VAr
    Ip = 0,26 A
    Iq = 0,32 A
    Kuristimen Z = 443,24 Ω
    " X = 441,05 Ω
    " L = 1,4 H
    Kompensointikonkan koko olisi 4,5 µF
    Vieläkään ei selviä miten pätöteho jakaantuu putken ja kuristimen kesken. Putken leimattu nimellisteho on kuitenkin 36 W.
     
  8. LM2

    Rekisteröitynyt:
    29.11.2010
    Viestejä:
    1 042
    Periaatteessa pätötehoa ei kulu äärettömän hyvässä kuristimessa. Mutta kuristinkomponentissa on myös 44ohmia resistiivistä kuormaa. Se vie pätötehoa I*I*44ohmia pätötehoa. Lampun pätöteho on kai aika lähellä U*I, virhettä tekee se, että lamppu ei tosiaan ole resistanssi.
     
  9. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Jos oletetaan että putken tehohäviö olisi se 36 W, kuristimen käämille tulee virralla laskettuna 7,54 W, loput 15,6 W jäisi kuristimen rautojen lämpenemiseen.
    Putken jännitteestä ja virrasta laskettuna tulee putken tehohäviöksi kuitenkin n. 45 W. Jokin ei nyt ihan täsmää...
     
  10. Ormu

    Rekisteröitynyt:
    09.10.2006
    Viestejä:
    5 191
    Loisteputki on epälineaarinen kuorma, joten tarkkojen tehojen laskeminen käsin on hankalaa. Jos mittaat digiskoopilla, siitä voi löytyä mittaus- ja matematiikkatoimintoja, joista voi olla apua. Epälineaarisilla kuormilla pitää huomioida suurempitaajuisten virta-jännitekomponenttien vaikutus tehonsiirtoon.

    Yleismittarilla saadut lukemat voivat olla virheellisiä, jos mittari ei ole "True RMS"-mittari, eli jos se ei osaa mitata todellista tehollisarvoa ei-sinimuotoisesta jännitteestä.

    Ole erittäin varovainen, kun mittaat oskilloskoopilla mitään verkon potentiaalissa olevaa. Siinä on sähköiskun ja skoopin kärähtämisen riski olemassa.
     
    Viimeksi muokattu: 03.07.2019
  11. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Tämä minun skooppi ei nyt ole mikään 'oikea' oskilloskooppi, mutta sähkö on oikeaa ja vaarallista. Siksipä mukavuussyistä pyrin tekemään mittauksen nollan puolelta. Tässä vastusjaolla 27700/104,7 Ω.
    https://aijaa.com/H73bhW
    Kovin piikikästä siniaaltoa on putken jännite. Kun alkaa johtaa, jännite putoaa.
    https://aijaa.com/KJwxvn
    Kuristimen jännitteessä puolestaan näkyy vastaava notkahdus kun putki alkaa johtamaan.
    https://aijaa.com/lgEPNR
    Virta on kuitenkin melkein sinimuotoista.
    https://aijaa.com/8roJTc
    Samoilla 'lämpimillä' testasin resonanssi-ilmiötä käytännössä. Kytkin loisteputken kuristimen ja 2 x 4 µF konkkapaketin sarjaan keskenään. Kytkentää syötin sitten 12 VAC jouluvalomuuntajalla. Koska näiden kuristimen ja konkan reaktanssit ovat 50 Hz:llä lähes saman suuruiset ohmeissa, on kytkentäkin melkein resonanssissa. Sen huomaa siitä että kuristimen ja konkan yli esiintyy yli 100 VAC jännite, vaikka piiriin syötetään vain 12 VAC. Hohtolamput palavat komeasti kuristimen ja konkan rinnalla.
    https://aijaa.com/5a79RN
     
  12. Ormu

    Rekisteröitynyt:
    09.10.2006
    Viestejä:
    5 191
    Noh, oletetaan mittaustulosten ja Kremmenin postaaman linkin perusteella, että putken virta on täsmälleen sinimuotoista, putken jännite täsmälleen suorakaiteen mallista täydellä pulssisuhteella, kummassakaan ei ole myöskään tasakomponenttia, mitatut tehollisarvot ovat oikein ja virta ja jännite ovat keskenään samassa vaiheessa.

    Virran tehollisarvo on 0.414A ja siinä ei oletuksen mukaan ole muita kuin perustaajuinen komponentti.

    Jännitteen tehollisarvo on 107V ja huippuarvo samoin, kun se on oletetun mukaista kanttiaaltoa.

    Jännitteen perustaajuisen komponentin huippuarvo on noin 136.2V ja tehollisarvo noin 96.3V ja se on samassa vaiheessa kuin virta. Muut komponentit eivät kuljeta pätötehoa, koska virta oletettiin täsmälleen sinimuotoiseksi.

    Pätöteho on noin 40W. Turhankin lähellä ilmoitettua (36W).

    Todellisuudessa jännite ei ole täysin suorakaiteen muotoista eikä virta täysin siniä. Tarkemman tehon laskemiseksi pitäisi joko määrittää kummankin merkittävimmät komponentit (spektrianalysaattorilla, tai digiskoopilla, josta löytyy kyseinen ominaisuus), tai muodostaa hetkellisen tehon signaali ja laskea sen keskiarvo (ei RMS-arvo) yhden tai useamman kokonaisen perusjakson yli (onnistuu monella digiskoopilla).

    https://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_series

    https://en.wikipedia.org/wiki/Square_wave

    http://mathworld.wolfram.com/FourierSeriesSquareWave.html
     
    Viimeksi muokattu: 04.07.2019
  13. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Nyt ei auennut miten tuosta 107 V kanttiaallosta on laskettu virran siniaaltoa vastaava jännite. Fourier muunnosko tässä on se juttu? Huippuarvon ja tehollisavon suhde on sinänsä selvä.
     
  14. LM2

    Rekisteröitynyt:
    29.11.2010
    Viestejä:
    1 042
    Noita mittausongelmia kyllä esiintyy. Kokeilin 30 vuotta sitten erilaisia yleismittareita, eivätkä kaikki näyttäneet oikein jos taajuus oli vähänkin muuta kuin 50Hz.
    Mitä kytkennästä voi sanoa. Seuraava siis 30 vuotta sitten. Kuristin ja lamppu ovat sarjassa ja jos siellä oli mittausvastus, niin sarjassa sekin varmaan on. Yleismittarilla (toimivalla siis) mitaten kaikkien jännitteiden summa on suurempi kuin verkkojännite. Skoopilla mittaaminen on hankalaa, sähköiskuvaaran tähden ja koska ainakin minun skoopeissani kanavien maat ovat yhdessä. Jos kaikkien osien jännitteen saisi näkymään erikseen, näkisi että osien jännitteiden summa on kullakin hetkellä sama kuin verkkojännite juuri sillä hetkellä. Verkkojännitteen ja kelan jännitteen maksimi osuu eri kohtaan, siitä johtuu ero DVM mittaukseen. Jos oskilloskoopissa on sopiva kanavien erotus tai muu toiminto, skooppimittaus voi onnituakin. Vastuksen jännitteestä voi laskea kytkennän virran.
     
  15. jahonen

    Rekisteröitynyt:
    10.02.2002
    Viestejä:
    533
    Tällainen mittausharjoitus on tullut joskus tehtyä: http://jahonen.kapsi.fi/Electronics/Fluorescent light upgrade/ Tuosta kun rullaa alaspäin kohtaan "Detailed power measurements on 2x18W T8 luminaire with conventional magnetic ballast" niin alkaa löytyä.

    Putki ei näytä olevan millään tavoin reaktiivinen komponentti vaan puhtaasti resistiivinen.

    Jossain saattaapi olla tuo excel-taulukkokin vielä tallessa millä tuo laskelma on tehty.

    t. Janne
     
  16. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Tuo jännite- ja virtakäyrästö on selventävä, jos eri käyrät ovat keskenään synkronissa ajallisesti. Mielenkiintoista että kuristimen jännite on hivenen edellä verkkojännitettä, ja putken jännite lähes seuraa virtaa, joka näyttäisi taas olevan n. 3,5 ms jäljessä verkkojännitettä. Tämä virran vaihesiirto vastaa kutakuinkin 0,5 cos fiitä. Vertailun vuoksi omiin mittauksiini, olisi jännitteiden virran arvot mielenkiintoista tietää. Omissa mittauksissa tuo cos fii 0,62 on ilmeisesti liian iso, mikä vääristää tehoja.
     
  17. sägäri

    Rekisteröitynyt:
    01.08.2018
    Viestejä:
    23
    Muutin vähän lähestymistapaa mittauksien suhteen. Nyt on loistevalaisimen sähköinen sielunelämä ruodittu kohtuullisen tarkkaan.

    Mitatut lähtöarvot:
    Verkkojännite U = 230,5 V
    Toimintavirta I = 0,413 A
    Pätöteho P = 47 W
    Kuristin R = 43,8 Ω
    Kuristin P fe = 1,82 W

    Lasketut arvot koko piirille:
    Näennäisteho S = 95,2 VA
    Loisteho Q = 82,79 VAr
    Näennäisvastus Z = 558,11 Ω
    Resistanssi R = 275,55 Ω
    Vaihekulma = 60,416°
    Cos φ = 0,494
    Sin φ = 0,8696
    Tan φ = 1,7614
    Ip = 0,204 A
    Iq = 0,359 A
    Kompensointikodensaattori enintään = 4,96 µF

    Lasketut arvot kuristimelle:
    Jännite U = 201,71 V
    Näennäisteho S = 83,31 VA
    Loisteho Q = 82,79 VAr
    Kuparihäviöt P = 7,47 W
    Rautahäviöt P = 1,82 W
    Pätöteho P yht. = 9,29 W
    Näennäisvastus Z = 488,4 Ω
    Käämi R = 43,8 Ω +72° C
    Rautahäviö R = 10,67 Ω
    Resistanssi R yht = 54,47 Ω
    Reaktanssi X = 485,36 Ω
    Induktanssi L = 1,54 H
    Vaihekulma = 83,596°
    Cos φ = 0,112
    Ur = 22,5 V
    Ux = 200,45 V

    Lasketut arvot loisteputkelle:
    Jännite U = 91,31 V
    Näennäisteho S = 37,71 VA
    Pätöteho P = 37,71 W
    Resistanssi R = 221,08 Ω
    Cos φ = 1,000
     

Jaa tämä sivu

Alibi
Anna
Deko
Dome
Erä
Hymy
Kaksplus
Kippari
Kotilääkäri
Kotiliesi
Koululainen
Ruoka.fi
Parnasso
Seura
Suomen Kuvalehti
TM Rakennusmaailma
Tekniikan Maailma
Vauhdin Maailma
Golfpiste
Vene
Nettiauto
Ampparit
Plaza
Muropaketti