vaihesiirron pohdintaa

[jussik5]

Vähän offtopiikia väliin

Enemmän pohdituttaa Fotonien kanssa tää Schrödingerin kissan tila valon kanssa kyseisessä uutisessa.

http://news.discovery.com/tech/teleport-light-experiment-110418.html

[juge]

Hei, kivasti tuli yhteenvetoa!

Penttinen sanoi: ”Ilmeisesti "vaihesiirto" tuleekin vain, kun tutkitaan elektronien etäisyyttä, "painetta" toisiinsa nähden, eli ns. jännitettä suhteessa elektronien liikkeessä olevaan määrään, (ns. virta) Jos tarkastellaan tilannetta vain pelkkien elektronien määrinä, niin vaihesiirtoa ei synny. ”

Kyllä. Jännitteen voi ajatella elektronien paineena ja virran elektronien liikkeenä. Ja vaihesiirtohan on juuri jännitteen ja virran välistä. Kun jännite ja virta yhdessä aiheuttavat tehoa, pelkästään toisen paikalla olo ei riitä. Niin kuin sanoitkin. Mutta mitä on se teho? Sähköenergian muuttumista toiseen muotoon kuten lämmöksi tai magneettikentäksi.

Vertailin tilannetta autoon. Tarvitaan voima joka kiihdyttää autoa sekä auton liike. Kun auto liikkuu tasaisella nopeudella, moottori kiihdyttää autoa jatkuvasti ja ilmanvastus jarruttaa autoa jatkuvasti, jolloin syntyy lämpöä. Sama homma sähköpuolellakin, tarvitaan jännite joka kiihdyttää elektronia ja virta eli elektronin liike. Liikkuva elektroni kohtaa vastusta (törmäilyä, kitkaa), jolloin syntyy lämpöä, ja jännite pitää tätä liikettä yllä.

Jatketaanpa esimerkkiä. Verrataan auton liike-energiaa sähkövirran aiheuttamaan magneettikentän energiaan. Kun auto lähtee paikaltaan, tarvitaan voimaa. Kun liike kasvaa, voimaa tarvitaan yhä vähemmän kiihdyttämiseen. Kun auto saavuttaa tavoitenopeutensa, se ei enää varastoi energiaa liike-energiaksi, jolloin voimaa tarvitaan enää vain liikkeen ylläpitämiseen, eli ilmanvastuksen voittamiseen. Sama asia käämin kanssa. Aluksi kaikki energia menee elektronien kiihdyttämiseen, kun energiaa varastoituu magneettikenttään. Kun elektronien liike (virta) kasvaa, voimaa (jännitettä) tarvitaan vähemmän elektronien kiihdyttämiseen. Lopuksi elektronit saavuttavat tasaisen nopeuden, ja energiaa ei enää varastoidu magneettikenttään. Silloin kaikki energia kuluu vastuksen voittamiseen eli lämmöksi.

No oliko tästä vertailusta nyt mitään hyötyä?

Tietenki tätä voisi miettiä vaihesiirtoon. Auton liike jää jälkeen autoa kiihdyttävästä voimasta liike-energian takia. Samoin elektronien liike (I) jää jälkeen niitä kiihdyttävästä voimasta (U) magneettikentän energian takia. Kun kiihdyttävä voima katkaistaan, alkaa liike hidastua. Autossa liike-energia jatkaa auton liikettä niin kauan kuin liike-energiaa on jäljellä. Samoin käämissä magneettikentän energia jatkaa elektronien liikettä niin kauan kuin magneettikentässä on energiaa.

Jos voima ei saa autoa liikkeelle, ei synny lämpöä ilmanvastuksen takia, eikä energiaa varastoidu liike-energiaksi. Samoin jos jännite ei saa elektronia liikkeelle (I), ei synny lämpöä eikä energiaa varastoidu magneettikenttään. Ei siis synny tehoa.

Aika yksinkertaistettu auto tässä esimerkissä, kun ei edes moottori tuota lämpöä!

[penttinen]

Joo. Tää oli sitten tässä.
jossain vaiheessa vois ottaa uuden topikin, jossa vois miettiä, että tmistä nitä fotoneita oikein tulee. Siis tarkoitan, että syntyykö niitä johtimen lähellä elektronien vaikutuksesta, vai miten koko homma oikein menee. Mä en tiedä tästä juuro mitään. Ja abrorboituuko niitä mitenkä päljon kelaan tai antenniin..

[juge]

Palataanko vielä hetkeksi ONtopiikkiin eli tuohon vaihesiirtoon:

Herää mielenkiintoinen kysymys: eikö olisi järkevää siirtää sähkötehoa liki 90 asteen vaihesiirrossa, koska häviöt jäisi pienemmiksi?

Mielestäni tuo ei toimi, koska 90 vaiheensiirrossa energiaa ei siirry. Se vain sykkii edestakaisin. Esim. 89 asteen vaihesiirrossa energiaa siirtyy jo mutta vain vähän. Käsittääkseni sähkönjakeluverkossa loissähkö aiheuttaa siirtohäviöiden kasvua, koska tarvitaan suurempi virta saman pätötehon (eli myös energian siirron) saavuttamikseksi! Sanktioita tulee, jos aiheuttaa liikaa loistehoa sähköverkkoon. Niin kävi eräälle yritykselle täällä päin, jolla oli paljon sähkömoottoreita käytössä ilman kompensointia.

[penttinen]

Ajatus olikin hypoteettinen. Mutta voisikos rakentaa laitteen, jolla vaihesiirto palautetaan takaisin.
Täytyy miettiä.

[penttinen]

mites tää nyt oikein menee. Sähkö syntyy generaattorin käämityksessä, jossa magneettivuota vaihdellaan. Oleellistahan ei ole se, että magneettivuo pyyhkii kelan ohi, vaan se, että vuo vaihtuu kelasta katsottuna.

Nyt sitten saatu vaihtosähkö ajetaan muuntajaan, jossa on käämitys. (enisö/toisio) Tuleeko tässä ensiössä jo vaihesiirtoa? Kyseessähän on rautasydäminen kela.

[juge]

Nyt sitten saatu vaihtosähkö ajetaan muuntajaan, jossa on käämitys. (enisö/toisio) Tuleeko tässä ensiössä jo vaihesiirtoa? Kyseessähän on rautasydäminen kela.

Tulee vaihesiirtoa, varsinkin jos toisio on avoin. Toision kuormittaminen sitten vaikuttaa vaihesiirtoon.