Spennubreyta: Skilgreining
Spennubreyta er skilgreind sem rafmagnsapparatur sem fluttur raforku milli tveggja eða fleiri rafmagnskrauta gegnum rafmagnsíndun.
Kenning Spennubreytunnar á óhlaða
Með engum kringluþrýstingu og engri lekkaðri viðbótarþrýstingu
Athugið spennubreytu með einungis kjarnathríf, þ.a. hún hefur engan koparverkspotti né lekkaðri viðbótarþrýstingu. Þegar vísulegt straumkvell er sett á fyrsta kringluna, veitir hann straum til að ísbjarna kjarna spennubreytunnar.
En þessi straum er ekki sá raunverulega ísbjarnastraumur; hann er aðeins smátt stærri en raunverulegur ísbjarnastraumur. Heildarstraumurinn sem veitt er af kvellanum hefur tvö atriði, eitt er ísbjarnastraumurinn sem er notuð til að ísbjarna kjarna, og annað atriði straumsins er notuð til að jafna kjarnathríf spennubreytunnar.
Vegna kjarnathrífara atriðisins, fer óhlaða straumurinn ekki nákvæmlega 90° eftir straumkvellanum heldur af horni θ, sem er minna en 90°. Heildarstraumurinn Io hefur atriði Iw í samfase með straumkvellanum V1, sem táknar kjarnathrífara atriðið.
Þetta atriði er tekið í samfase við straumkvellan vegna þess að það tengist virkum eða verkefnalegum verkspottum í spennubreytunni. Annað atriði straumsins er merkt sem Iμ.
Þetta atriði myndar brotandi rafmagnsfjölbrot í kjarnanum, svo það er orklaust; það er að segja að það er viðbótarhluti straumsins. Þannig er Iμ í rétthorni við V1 og í samfase við brotandi rafmagnsfjölbrot Φ. Þannig getur heildarstraumurinn í spennubreytu á óhlaðu skilyrðum verið framstillaður sem:
Nú hefurðu séð hversu einfalt er að útskýra kenningu spennubreytunnar á óhlaðu.
Kenning Spennubreytunnar á Hlaðu
Með engum kringluþrýstingu og lekkaðri viðbótarþrýstingu
Nú munum við skoða hvernig spennubreytan sem við höfum lýst á óhlaðu fer á hlaðu, sem þýðir að hlaða er tengd sekundaralegum endapunktum. Athugið spennubreytu með kjarnathríf en engum koparverkspotti eða lekkaðri viðbótarþrýstingu. Þegar hlaða er tengd sekundaralegri kringlunni, byrjar hlaðustraumurinn að flytast í gegnum hlaðuna og sekundaralegri kringluna.
Þessi hlaðustraumur fylgir einungis eiginleikum hlaðunnar og sekundaralegrar spennunnar spennubreytunnar. Þessi straumur er kölluður sekundaralegur straumur eða hlaðustraumur, hér merktur sem I2. Þegar I2 fer í gegnum sekundaralegri kringluna, myndast sjálvgefin MMF (magnetomotiv kraftur) í sekundaralegri kringlunni. Hér er það N2I2, þar sem N2 er fjöldi snúna í sekundaralegri kringlunni spennubreytunnar.
Þessi MMF eða magnetomotiv kraftur í sekundaralegri kringlunni myndar fjölbrot φ2. Þetta φ2 mun mótmæla aðal ísbjarna fjölbrotinu og tímamessilega svækkja aðal fjölbrotið og reyna að minnka sjálvgifuðan spenna E1 í fyrsta kringlunni. Ef E1 fellur undir straumkvellan V1, mun ekstra straumur ferjast frá kvellanum til fyrsta kringlunnar.
Þessi ekstra straumur I2′ myndar ekstra fjölbrot φ′ í kjarnanum sem neutralizera sekundaralega andstæðu fjölbrotið φ2. Þannig bæði aðal ísbjarna fjölbrotið Φ í kjarnanum er óbreytt óháð hlaðu. Svo heildarstraumurinn, sem spennubreytan drágur frá kvellanum, má deila í tvö atriði.
Fyrsta atriðið er notað til að ísbjarna kjarna og jafna kjarnathríf, þ.e. Io. Það er óhlaða atriði fyrsta kringlustraumsins. Annar atriði er notaður til að jafna andstæðu fjölbroti sekundaralegrar kringlunnar.
Það er kölluð hlaðua atriði fyrsta kringlustraumsins. Svo heildarstraumur fyrsta kringlustraumsins I1 í rafmagnsspennubreytu með engum kringluþrýstingu eða lekkaðri viðbótarþrýstingu má framsetja svona
Þar sem θ2 er hornið milli sekundaralegrar spennu og sekundaralegs straums spennubreytunnar.Nú munum við fara einn skref lengra í praktískari átt spennubreytunnar.
Kenning Spennubreytunnar Á Hlaðu, Með Viðbótarkringluþrýstingu En Engri Lekkaðri Viðbótarþrýstingu
Nú, athugið kringluþrýstingu spennubreytunnar en engri lekkaðri viðbótarþrýstingu. Þar til við höfum rædd spennubreytu sem hefur fullkomnar kringlar, þ.e. kringlar án þrýstingar eða lekkaðrar viðbótarþrýstingar, en nú munum við skoða spennubreytu sem hefur innri þrýstingu í kringlunum en engri lekkaðri viðbótarþrýstingu. Þar sem kringlurnar eru viðbótarþrýstingar, verður það spenna fall í kringlunum.
Við höfum sannað áður að heildarstraumurinn frá kvellanum á hlaðu er I1. Spenna fallið í fyrsta kringlunni með viðbótarkringluþrýstingu R1 er R1I1. Augljóst er að sjálvgifuð spenna á fyrsta kringlunni E1, er ekki nákvæmlega sama og straumkvellan V1. E1 er lægra en V1 af spenna falli I1R1.
Á nýju í sekundaralegri kringlunni, myndast spenna í sekundaralegri kringlunni E2 ekki allt á hlaðu vegna þess að hún fallir um upphæð I2R2, þar sem R2 er sekundaralegri kringluþrýstingur og I2 er sekundaralegur straumur eða hlaðustraumur.
Líka spenna jöfnan á sekundaralegri hlið spennubreytunnar verður:
Kenning Spennubreytunnar Á Hlaðu, Með Viðbótarkringluþrýstingu Og Lekkaðri Viðbótarþrýstingu
Nú munum við skoða tilfellið þegar spennubreytan hefur lekkaðra viðbótarþrýstingu og viðbótarkringluþrýstingu.
Látum lekkaðra viðbótarþrýstinga fyrsta og sekundaralegra kringlana spennubreytunnar vera X1 og X2. Þá má heildarviðbótarþrýstingur fyrsta og sekundaralegrar kringlunnar spennubreytunnar með viðbótarkringluþrýstingum R1 og R2 framsetja svona,
Við höfum nú sannað spenna jöfnuna spennubreytunnar á hlaðu, með einungis viðbótarkringluþrýstingu í kringlunum, þar sem spenna fallið í kringlunum gerist einungis vegna viðbótarkringluþrýstingar.
En þegar við tökum tillit til lekkaðrar viðbótarþrýstingar spennubreytunnar, gerist spenna fallið í kringlunum ekki einungis vegna viðbótarkringluþrýstingar heldur einnig vegna viðbótarþrýstingar spennubreytunnar. Þannig er raunverulega spenna jafnan spennubreytunnar auðveld að ákvarða með því að skipta út viðbótarkringluþrýstingum R1 & R2 í áður staðfestu spenna jöfnunum með Z1 og Z2.
Þannig eru spenna jöfnurnar,
Viðbótarkringluþrýstingar eru í stefnu straumsvæðisins. En viðbótarþrýstingur fer lóðrétt á straumsvæði eins og sýnt er í ofangreindu vigurskilmynd spennubreytunnar.
