www.elsiden.no

2.5  ELEKTRISK ARBEID OG ELEKTRISK EFFEKT

 

ARBEID

Ved å kombinere tidligere kjente formler som   2.2.1,   2.1.1,   2.3.1   får vi en formel for arbeid som er praktisk å bruke i elektro:

 

Formlene  W=Q.U   2.2.1,   Q=I.t   2.1.1   og U=I.R   2.3.1   gir oss formelen for elektrisk arbeid:

  

                                                                                      2.5.1

 

  

            W        arbeid   (J)

            U         spenning   (V)

            I           strøm   (A)

            t           tiden   (s)

 

 

EFFEKT

Effekt er definert som arbeid pr tidsenhet.

 

                                  

 

tiden - t er i teller og nevner og kan derfor strykes mot hverandre og gi formelen:

                                                                                         2.5.2

 

 

            P          elektrisk effekt   (W)  (watt)

 


Kombinerer vi formlene   P=U.I   og   U=I.R   får vi to andre formler for effekt:

 

formlene                   og                     gir

 

                                                                 

 

                                                                                              2.5.3

 

eller formelen           og                gir

 

                                  

 

                                                                                       2.5.4

 

 

VIRKNINGSGRAD

 

Virkningsgraden er et forholdstall mellom tilført effekt og avgitt effekt til f.eks en motor, generator eller transformator.  Effekten som blir borte i motor eller en generator er jerntap, koppertap, luftgapstap og friksjonstap mens i en transformator som ikke har noe luftgap og bevegelige deler er tapene jerntap og koppertap. 

 

 

                                              

 

                                                                                            2.5.5

 

 

            h          virkningsgrad

            Pt         tilført effekt   (W)

            Pa        avgitt effekt   (W)

 

NB!   Påstemplet effekt eller merke effekt er alltid avgitt effekt.

 

Effekttap

  

                                                                                        2.5.6

 

                                                                     2.5.7

  

 

 

Formel 2.5.7 gjelder bare for motorer og generatorer.

  

 

 

            P       Effekttap   (W)

            PFe       Jerntap   (W)

            PCu       Koppertap   (W)

            Po        Luftgapstap   (W)

            PFrik     Friksjonstap   (W)

 

  

Jerntap PFe  består av hysteresetap og virvelstrømstap som oppstår i jernet til en elektrisk motor, generator eller transformator.  Jerntapet blir omdannet til varme.  (Se kapittel 5.2 for mer teori vedr. jerntap, hysteresetap og virvelstrømstap.)

Koppertap PCu  er tapet som oppstår pga resistivitet i vindingene til en elektrisk motor, generator eller transformator. Tapet omsettes til varme.

Luftgapstap Po  er tapet som oppstår i mellomrommet mellom stator og rotor i en elektrisk motor eller generator. Tapet omsettes til varme.

Friksjonstapet PFrik  er tapet som oppstår pga treghet i kulelager i en elektrisk motor eller generator.  Tapet omsettes til varme.

 


Eksempel   2.5.1

En likestrømsmotor har en resistans på 44 W og trekker 5 A fra nettet.  Motoren har en virkningsgrad på 0,85.

a)         Finn den elektriske effekten motoren trekker fra nettet.

b)         Hvilket elektrisk arbeid utfører motoren når strømmen på 5 A flyter i 1 time,

            10 minutter og 40 sekunder?

c)         Hvilken mekanisk effekt avgir motoren på akslingen?

d)         Finn motorens effekttap.

 

 

Løsning:

a)         Tilført elektrisk effekt:

 

           

 

b)         Tilført elektrisk arbeid:

           

 

c)         For å finne avgitt mekanisk effekt må en multipliserer med Pt på begge sider av           likhetstegnet:

 

                          

 

           

 

 

d)         Motorens effekttap: