... ----
{table}{tr:valign=top}{td}
!web:Félagið^ira80x100trans.png!
{td}{td:width=300px}
{panel}
*Efnisyfirlit*
{toc:maxlevel=2}
{panel}
{td}{td:width=900px}
*Viðhengi*
{attachments}
\\
----
*Undirsíður*
{children:depth=1|sort=title}
{sorted-children:@self}
\\
----
*Höfundar síðu*
{contributors:order=edits}
\\
{td}{tr}{table}
----
h1. Skilgreiningar
h2. Riðstraumur (e. alternating current, AC)
Riðstraumur er rafstraumur þar sem stefna straumsins breytist reglulega með ákveðinni tíðni, ólíkt jafnstraumi. Þessi gerð af straum flytur ekki hleðslu frá A til B heldur er frekar sagt að hún flytji spennu því hleðslurnar eru að sveiflast fram og til baka og viðhalda því spennunni á leiðslunni en í jafnstraumi þá flytjast hleðslurnar frá einum stað til annars og minnka því spennuna á milli staða þangað til engin spenna er á milli A og B og því engin rafstraumur.
Í riðstraumsrás sveiflast rafspenna með rafstrauminum og kallast hún því riðspenna.
Á myndinni hér að neðan má sjá sínussveiflu sem sveiflast frá gildinu -1 til 1 eftir gráðum frá 0°til 360°.
{table:border=0|bgcolor=#f0f0f0|cellpadding=10px}{tr}{td}
!http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/e/ea/Sine_wave.svg/320px-Sine_wave.svg.png!
_Sínussveifla_
{td}{tr}{table}
Ef hér væri um að ræða spennu á lóðréttum ás og tíðni á láréttum, má sjá að riðspenna sveiflast frá +1 V yfir í -1 V , en fellur niður í núll þess á milli.
Vaxandi spenna ýtir straumi af stað í réttu hlutfalli við spennuna, en svo snýst straumurinn við þegar spennan snýst við. _Spennan ýtir strauminum áfram._
h2. RMS-spenna
RMS-spenna eða meðalspenna (e. root mean square) er meðalgildi riðspennu yfir heila sveiflu, reiknað svo út frá toppgildi spennu (V ~peak~):
!http://upload.wikimedia.org/math/3/8/1/381ad5bd62a83d0ca078bc92f862eec5.png!
Á myndinni fyrir ofan er RMS-spennan því 0,707 V (merkt með strikalínu), meðan toppgildið er 1 V (+ eða - skiptir ekki máli), og sk. peak-to-peak-spenna (spenna milli spennutoppa) er 2 V.
h2. Tíðni
Tíðni riðstraums er fjöldi heilla sínussveiflna á sekúndu.
{table:border=0|bgcolor=#f0f0f0|cellpadding=10px}{tr}{td}
!http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6d/Sine_waves_different_frequencies.svg/800px-Sine_waves_different_frequencies.svg.png|width=400px!
_Sínusbylgjur með ólíka tíðni_
{td}{tr}{table}
Í hreinni sínussveiflu er aðeins _ein tíðni._ Ef bylgja er ekki sínusbylgja, þá eru í raun fólgnar í henni fleiri tíðnir. Dæmigert fyrir slíkt væru truflanir út frá tiltekinni tíðni á 2×, 3×, 4× o.s.frv. grunntíðninni.
{table:border=0|bgcolor=#f0f0f0|cellpadding=10px}{tr}{td}
!Combined sine wave.png!
_Samsett sínusbylgja úr þremur ólíkum tíðnum með mismunandi styrk \\(mynd tekin með Fourier-forriti af vefnum [http://www.falstad.com/fourier/])_
{td}{tr}{table}
----
h1. Spólur (e. inductors)
Spóla er vír sem vafinn er í hringi.
!http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a1/Electronic_component_inductors.jpg/225px-Electronic_component_inductors.jpg!
_Nokkrar algengar tegundir af spólum_
Spóla hefur eiginleika sem heitir _sjálfspan_ (e. _(self) inductance).
- Tákn: L
- Mælieining: Henry (H, oft mH, milli-Henry eða uH míkró-Henry)
Sjálfspanið eykst ef
- Vafningunum er fjölgað
- Tiltekin efni eru sett í kjarna spóunnar, t.d. ferrít, járn o.fl.
Meðan spenna er að _aukast_ í spólunni byggist segulsviðið upp og "tefur" strauminn. Spóla hindrar straum út af segulsviðinu.
Spennan vex með _breytingu_ á straumi. Hraðari straumbreyting -> _hærri spenna_
Straumur í spólu eykst með segulsviði spólunnar.
<mynd: phase diagram>
Straumur er 90° á _eftir_ spennunni (heil sveifla er 360°)
"Þegar maður setur spennu á spóluna tekur straumurinn tíma til að byggja sig upp, því hann fer fyrst í að byggja upp segulsviðið."
----
h1. Þéttar (e. capacitors)
|
... Þegar spenna er sett yfir þéttinn gengur straumur í smástund, uns önnur platan er hlaðin af elektrónum. Þessi eiginleiki þéttis er kallaður _rýmd_ (e. _capacitance_)
- Tákn: C
- Mælieining: Farad (F, oft uF, míkró-Farad eða pF pico-Farad)
Rýmd þéttis eykst ef
- Flatarmál þéttisins eykst
- Bilið milli platnanna minnkar
- Tiltekin efni eru sett á milli platnanna (verða að vera einangrandi)
Straumur í þétti vex með breytingu á spennu. Hraðari spennubreyting -> meiri straumur.
Í þétti er straumurinn á undan spennunni. Spennan yfir þéttinn _eykst_ með rafhleðslu þéttisins (og þar með vex rafsviðið í þéttinum).
<mynd: phase diagram>
"Maður setur straum á þéttinn og _smám saman_ myndast spenna yfir þéttinn. Þéttirinn tefur spennuna."
----
h1. Spennar (e. transformers)
Spennar eru spólur sem hafa sameiginleg segulsvið. Spennar virka aðeins fyrir riðstraum. Stefna vafninga í spólunum skiptir ekki máli nema ef straumstefna (fasi) skiptir máli. Vafningar í sömu átt skila straumi í sömu átt gegnum spenninn.
!http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/64/Transformer3d_col3.svg/350px-Transformer3d_col3.svg.png!
_Spennir með málmkjarna til að auka kúplun segulsviða spólanna_
!http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/49/Transformer_under_load.svg/280px-Transformer_under_load.svg.png!
_Rafrásarteikning yfir spenni_
Skammstafanir:
- P: forvaf (e. primary winding)
- S: eftirvaf (e. secondary winding)
- N: fjöldi vindinga (e. number of windings)
Á myndinni að ofan má sjá hvernig spenna, straumur og viðnám breytist þegar straumur gengur frá lindinni vinstra megin yfir í álagið hægra megin. Í spenni eykst spennan þegar vindingafjöldi eykst frá forvafi til eftirvafs, en þar sem hvorki hverfur nein orka (fyrir utan smávægilegt tap) né ný orka getur orðið til, er þessu öfugt farið með strauminn.
Vs / Vp = Ns / Np
Is / Ip = Np / Ns (snýst við)
Í amatörmennskunni er þessi eiginleiki spenna einnig oft notaður til að samhæfa fæðiviðnám senda, fæðilína og loftneta, þar sem viðnámið eykst í öðru veldi með spennunni:
Rs / Rp = (Vs/Vp)^2
sem má umrita
Rp = Rs * Np^2 / Ns^2
<mynd af reikningsdæmi>
<Texti um reikningsdæmi> |