Die unzähligen Verwendungen für Elektrizität bedeuten, dass sie verschiedene Formen annehmen kann. Sie fragen sich vielleicht, wie sich die Stromversorgung Ihres Hauses von der Elektrizität von Kraftwerken unterscheidet. Wenn Sie die den elektrischen Signalen zugrunde liegenden Eigenschaften untersuchen, können Sie herausfinden, wie sich Merkmale wie die Leiterspannung ergeben. Dies kann Ihnen helfen, die Formen von Elektrizität auf der ganzen Welt besser zu verstehen.
Dreiphasenspannung
Während einphasige Stromquellen weltweit viel häufiger vorkommen, finden sich in elektrischen Generatoren elektrische Stromquellen in Form von drei Phasen. Damit produzieren Kraftwerke dreimal so viel Strom wie sonst, da sie den Strom über drei statt über zwei Leitungen schicken.
Obwohl Sie es nicht zu Hause verwenden werden, gehören zu industriellen Zwecken Motoren und andere Geräte, die die reibungslose Natur der 3-Phasen-Spannung nutzen.
Die Formel zur Berechnung der 3-Phasenspannung zeigt Ihnen, wie Sie diese Spannung quantifizieren. Für drei Drähte, a, b und c, betragen die Leiter-Leiter-Spannungen
vab, vbcundvcaum die Änderungen über die Drähte vom ersten Index zum zweiten darzustellen. Beispielsweise,vabist der Unterschied von Draht a nach b.Die Leiter-Leiter-Spannung ist die Spannung oder das Potenzial zwischen zwei Drähten. Für zwei Spannungswerte, die einen gemeinsamen Draht haben, können Sie sie wie folgt vergleichen:
v_{ac}=v_{ab}-v_{cb}
oder Addieren der beiden Spannungen als
v_{ac}=v_{ab}+v_{bc}
Mit der Notation für diese Spannungsunterschiede können Sie die Leiter-Erde-Spannung berechnen. Dies ist die Spannungsdifferenz zwischen einer bestimmten Phase der 3-Phasen-Spannungsquelle und der Erde oder Masse. Wenn Sie die Spannung zwischen einer Phase a und Erde sowie zwischen Ader b und Ader a kennen, können Sie erstere alsvae und letzteres alsvba. Damit können Sie die Phasendifferenz eines anderen Drahtes b und der Erde berechnen als
v_{be}=v_{ba}+v_{ae}
Beispiel für einen Thyristor-Gleichrichter
EINThyristorgleichrichterkann Eingangsspannungen von
\begin{ausgerichtet} &v_{ab}=\sin{(\omega t)}\\ &v_{bc}=\sin{(\omega t-120)}\\ &v_{ca}=\sin{(\omega t-240)}\end{ausgerichtet}
für Kreisfrequenz "omega" ω = 2πf und Frequenz f über die Zeit t. Die Frequenz misst, wie viele Wellenformen der Eingangsstromquelle pro Sekunde über einen bestimmten Punkt laufen. Diese Gleichrichter werden beim Umschalten zwischen Stromquellen schwerer elektrischer Lasten verwendet.
Das Schaltbild von sechs Thyristorgeräten zeigt ihre Anordnung in zwei Dreierreihen, um zwischen jedem der drei Drähte in die eine oder andere Richtung umzuschalten. Die Unterschiede von 120°zeigen an, dass jeder Draht zu den anderen Drähten um 120 phasenverschoben ist°in eine Richtung und 120°in die andere Richtung.
Zeile-zu-Zeilen-Stromformel
So wie Sie die Spannungsabfälle an verschiedenen Teilen von Drehspannungsgeräten schreiben können, verwenden SieOhm'sches Gesetz V = IRfür SpannungV, Stromichund WiderstandRum die Spannungen und Ströme neu zu schreiben. Bei dreiphasigen Spannungskreisen misst man jedoch die Impedanz statt des Widerstands. Dies bedeutet, dass Sie einen bestimmten Spannungsabfall zwischen zwei Punkten x und y umschreiben können alsvxy. Dies ist dann gleichichxy x Zxyfür Strom zwischen und Impedanz der beiden Punkte.
Bei der Verwendung von dreiphasigen Spannungsquellen sollten Sie die Phase der Spannung für verschiedene Elemente eines Stromkreises kennen und berücksichtigen. Zur Veranschaulichung dieser Zusammenhänge können Sie die Leiter-Leiter-Spannung verwenden.