Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0581
Číslo materiálu
VY_32_INOVACE_AUT-2.N-14-PROPORCNI SYSTEMY SE ZPOZDENIM CIVKA A KONDENZATOR
Název školy
Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno
Autor
Ing. Jiří Zinek
Tematická oblast
Automatizace
Ročník
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
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
Cívka Odezvou na skokovou změnu vstupního napětí na cívce je výstupní exponenciální funkce proudu. Cívka představuje pro proud v závislosti na napětí PT1 systém s akumulací energie v magnetickém poli cívky.
Skoková proudová odezva cívky je přechodovým dějem.
Proporční systém se zpožděním prvního řádu charakteristika
průběhu napětí a proudu na cívce obr.1
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém 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.
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
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.
Proporční systém se zpožděním prvního řádu
Charakteristika průběh proudu při nabíjení a vybíjení kondenzátoru obr.2
Proporční systém se zpožděním prvního řádu
Charakteristika průběhu napětí při nabíjení a vybíjení kondenzátoru obr.3
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
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.
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
Kondenzátor Časová konstanta τ obvodu s kondenzátorem s kapacitou C a odporu s hodnotou R je součin odporu a kapacity. τ=R.C
tC ≈ 5 . τ
τ časová konstanta
tC doba nabíjení (vybíjení)
[τ] = Ω . F = V/A . As/V = s
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
Kondenzátor Kondenzátor se při určitém napětí nabíjí na maximální hodnotu kapacity teoreticky nekonečně dlouhou dobu. Prakticky doba nabíjení je tC ≈ 5 .τ, po této době je již nabíjecí proud zanedbatelný.
Nabíjecí proud (zpočátku vybitého kondenzátoru) nejprve rychle vzroste a potom pomalu klesá.
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
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).
Proporční systém se zpožděním prvního řádu PT1 systém
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.
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, 2003. Technické vědy: TS 05, DT 621.3. ISBN 80-86706-04-4. 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, 2010. technické vědy: TS 05, DT 621.3/075.3. ISBN 8086706-13-3. včetně obr.1-3
