Vahelduvvool
Vahelduvvool
Embedded Files
Et vahelduvvoolu paremini mõista, peame alustama sellest, kuidas elektrienergiat toodetakse.
Kõrvaloleval pildil on kujutatud väga lihtne generaatori töötamine.
Kui elektri juhti magnetväljas liigutada, tekib selles elektronide liikumine ehk elektrivool.
Reaalses elus kasutatakse püsimagnetite asemel elektromagneteid. Seeläbi saab muuta magnetvälja tugevust ehk selle kaudu juhtida generaatori väljundvoolu tugevust.
Samuti kasutatakse keskmises osas - rootoris - 2 traadikeeru asemel tuhandeid, et saavutada võimalikult ühtlane vool ning muuta generaator võimalikult efektiivseks.
Pildi allikas: https://media0.giphy.com/media/yUMGHOEMfSWVa/source.gifs:
Vahelduvvoolu tähis on AC - amplitude current ingl.k
Vahelduvvoolu tingmärk:
Kuna juht muudab oma asendit magnetvälja suhtes, siis ka tekkiva elektrivoolu suund muutub ajas. Vahelduvvoolu signaal on üldjuhul sinusoidne.
Kõik majapidamises kasutatav üldelektrivõrk on vahelduvvooluga. Euroopas kasutatakse vahelduvvoolu 50Hz.
1Hz on üks kord sekundis.
50Hz tähendab vool muudab oma suunda 50 korda sekundis.
Vahelduvvool on väga levinud, kuna ülekande liinides on pinget ja seeläbi voolutugevust suhteliselt lihtne muuta - ohmi seadus!
Kõrgepingeliinides on kasutusel 110 000V, et voolutugevus (amper) sama võimsuse juures väiksem oleks.
Mida väiksem amper, seda väiksem takistus. Seega on kaod ülekandeliinides väiksemad ning kasutatavate juhtmete läbimõõdud samuti.
Alajaamas, tarbijale ligidal, muudetakse kõrgepinge meile harjumuspäraseks 230V (linna servas)
Lisaks lihtsustab vahelduvvool tarbija jaoks olukorda ka sellega, et pistiku võib ühendada seinakontakti ükskõik kumba pidi ning pole vaja muretseda õige polaarsuse pärast.
Pildi allikas: https://b9i5f9p8.stackpathcdn.com/wp-content/uploads/2018/02/sine-wave-generator.gif
Pildi allikas: https://media.giphy.com/media/F5rQlfTXqCJ8c/giphy.gif
Ameerikas kasutatakse 60HZ süsteemi.
Näiteks elektrimootor, mis töötab 50Hz 3000rpm töötab Ameerikas 60Hz 3600rpm. Kõrgemate pöörete tõttu avalduvad laagritele suuremad jõud ja mootor võib rikneda kiiremini.
Üldjuhul on lihtsamad elektriseadmed võimelised töötama mõlemas elektrivõrgus. Küll aga peaks keerukamate seadmete (trükiplaati sisaldavate) puhul jälgima, kas nad on mõeldud mõlema sageduse jaoks.
Ameerikas on levinud ka 110V elektripinge. Kuigi viimasel ajal on mindud üle ka 230V süsteemile.
Vahelduvvoolu teerajaja ja "leiutaja" oli Nikola Tesla. Legendi järgi kasutatakse Ameerikas just 60Hz elektrivõrku, kuna Tesla, sealne pioneer elektrifitseerimises, oli sügavalt ebausklik ja uskus, et kõik asjad peavad jagunema 3-ga.
60 jagub paremini kolmega kui 50. Oli see nii või mitte, aga päris tehniliselt polegi võimalik seletada, miks 60Hz on parem kui 50Hz.
Mõtlemiseks: Miks on Ameerikas viimasel ajal üle mindud 110V süsteemilt 230V süsteemile?
Vastus:
Ohutuse mõttes on 110V muidugi parem. Kuid kui ühendada elektrivõrku näiteks 1000W veekeetja, siis:
Euroopas oleks voolutugevus P=UxI 1000/230=4,3A
Ameerikas vajaks sama seade 1000/110=9A
Ehk kokkuvõtvalt poole rohkem voolu.
Ohutuse mõttes on amper palju ohtlikum kui volt (inimesele surmav juba üle 0,3A)
Tehnilises mõttes otstarbekas, kuna 110v puhul peavad juhtmed olema suurema läbimõõduga, raskemad, kallimad jne...
OHTLIKKUS:
OHTLIKKUS:
Vahelduvvool on inimesele palju ohtlikum kui alalisvool.
Lubatavaks puutepingeks maa suhtes loetakse 50 VAC ja 120 VDC.
Vahelduvvool on inimesele ohtlikum, kuna tekitab lihaste kestva kokkutõmbe (inimene ei suuda ise ennast voolu alt vabastada). Kõige suurem on aga oht südamele. Inimese südamel on oma närvikeskus ja selle häirimine tugevama vahelduvvooluga põhjustab südamelihaste nõrga võbelemise ehk fibrillatsiooni. Selline seisund jääb tihtipeale püsima ka peale voolu alt vabastamist. Verevarustus on puudulik ja piisab juba mõnest minutist, et tekiksid jäädavad ajukahjustused. Tihtipeale ei aita siinkohal ka elustamine ja esmaabi, kuna organismi juht "soft/programm" on segamini aetud.
Antud video on küll meelelahutuslikus võtmes, kuid kasutatavad väiksed pinged (max. 25V) näitavad juba kui ohtlik on suurem pinge 100V ja edasi!
Ülesanne 1:
Mõõtke oma keha takistus niiskete käte korral. Arvutage välja, kui suur pinge oleks teile hetkel juba surmavalt ohtlik. Maksimaalseks ohutuks voolutugevuseks võtke 30mA.
Lisamaterjal:
Lihtne Interaktiivne võimalus vahelduvvooluga tutvumiseks, laborite läbiviimiseks.
Page updated
Report abuse