Elektrisk installation i kompressorsystemer
30 juni, 2022
Sørg for sikker og pålidelig drift af dit elektriske kompressorsystem. Lær vigtige elektriske installationsfaktorer at overveje, fra motorer til kredsløbsbeskyttelse.
Ohmske love for jævn- og vekselstrøm
For at omdanne luft til trykluft har du brug for strøm, og den strøm kommer fra elektricitet, enten vekselstrøm (AC) eller jævnstrøm (DC). For at forstå, hvordan elektricitet strømmer gennem et kompressorsystem, hjælper det at starte med det grundlæggende. Ohms lov forklarer forholdet mellem spænding, strøm og modstand. I denne artikel opdeler vi disse kernekoncepter, og hvordan de gælder for AC- og DC-systemer, der leverer trykluft.
Hvad er Ohms lov?
Ohms lov forklarer, hvordan spænding, strøm og modstand interagerer i et elektrisk kredsløb. Den angiver, at strømmen gennem en leder stiger med spændingen og falder med modstanden, så længe temperaturen og andre fysiske forhold forbliver de samme.
Fakta: Ohms lov er opkaldt efter den tyske fysiker og matematiker Georg Simon Ohm (1789-1854).
Spænding, strøm og modstand
- Spænding (V)
Spænding er det elektriske tryk, der skubber strøm gennem et kredsløb. Det måles i volt (V) og beskrives ofte som den "kraft", der driver elektricitet fra et punkt til et andet. Uden spænding er der ingen bevægelse af elektrisk ladning, ligesom vand ikke kan strømme gennem et rør uden tryk.
- Strømstyrke (I)
Strøm er strømmen af elektrisk ladning og måles i ampere (A). Det repræsenterer, hvor meget elektricitet der rent faktisk bevæger sig gennem kredsløbet på et givent tidspunkt. Man kan tænke på det som mængden af vand, der strømmer gennem en slange, jo stærkere strømmen er, jo mere strøm strømmer der.
- Modstand (R)
Modstand er modstanden mod strømgennemstrømning i et materiale eller kredsløb. Den måles i ohm (Ω). Jo højere modstand, desto langsommere bliver den elektriske strøm. Forestil dig det som friktion eller en indsnævring i et rør, der begrænser, hvor nemt vand, eller i dette tilfælde elektricitet, kan passere igennem.
Hvad er Ohms lov for jævnstrøm (DC)?
Ohms lov angiver, at strømmen gennem en leder mellem to punkter er direkte proportional med spændingen på tværs af de to punkter. Ved at introducere proportionalitetskonstanten, modstanden, kommer man frem til den sædvanlige matematiske ligning, der beskriver dette forhold. I jævnstrømssystemer er Ohms lov skrevet som:
Hvor I er strømmen gennem lederen i ampere, V er spændingen målt over lederen i volt, og R er lederens modstand i ohm. Mere specifikt angiver Ohms lov, at R i dette forhold er konstant, uafhængigt af strømmen.
En kompressormotor trækker 15 A strøm og har en modstand på 8 Ω. Ved hjælp af Ohms lov: V = I × R
V = 15 A × 8 Ω
V = 120 volt
Hvis strømforsyningen er under 120 V, kører motoren muligvis ikke korrekt. Denne hurtige kontrol hjælper med at opdage elektriske problemer, før de forårsager nedetid.
DC-diagram
Her er et simpelt diagram, der viser forholdet mellem strømstyrke (I), spænding (V), og modstand (R) i et kredsløb. Med Ohms lov kan du nemt beregne en hvilken som helst af disse værdier, så længe du kender de to andre.
Ohm-trekanten
Hvis du nogensinde har brug for en hurtig måde at huske de forskellige former for Ohms lov på, er trekanten nedenfor et praktisk værktøj. Det hjælper dig med nemt at løse spændinger (V), strømstyrke (I), eller modstand (R), afhængigt af hvilke værdier du har.
Sådan bruges ohm-trekanten:
- Dæk det ukendte: Anbring fingeren eller hånden over den variabel, du vil finde (V, I eller R).
- Gør som i det følgende:
- V (spænding): Hvis du dækker over V, står I og R ved siden af hinanden. Det betyder V = I \* R.
- I (strømstyrke): Hvis du dækker I, er V over R. Det betyder I = V / R.
- R (modstand): Hvis du dækker R, er V over I. Det betyder R = V / I.
Hvad er Ohms lov for vekselstrøm (AC)?
En vekselstrøm, der passerer gennem en spole, skaber et magnetisk flow. Denne strøm ændrer størrelse og retning ligesom en elektrisk strøm.
Når strømmen ændres, genereres der en emf (elektromotorisk kraft) i spolen i henhold til induktionslovene. Denne elektromagnetiske kraft virker i modsat retning af den tilsluttede polspænding. Dette fænomen kaldes selvinduktion.
Selvinduktion i et vekselstrømskredsløb forårsager:
En faseforskydning mellem strøm og spænding
Et induktivt spændingsfald
Som følge heraf ser enhedens modstand mod vekselstrøm (AC) ud til at være større, end hvad der ville blive målt i et jævnstrømskredsløb (DC).
Impedans i vekselstrømskredsløb
Faseforskydningen repræsenteres af vinkel φ. Impedans, som kombinerer modstand og reaktans, udtrykkes med formlen:
Hvor:
Z = Impedans (Ω), eller den totale modstand mod strøm
R = Modstand, den reelle komponent
X = Reaktans, den induktive eller kapacitive komponent
Forholdet mellem teaktans (X) - modstand (R) - impedans (Z) - faseforskydning (φ)
Ohms lov i vekselstrømskredsløb
I AC-systemer er Ohms lov skrevet som:
Hvor:
V = Spænding (V)
I = Strøm (A)
Z = Impedans (Ω)
Anvendelser af Ohms lov
I hverdagen: Brug af en telefonoplader
Ohms lov hjælper os med at forstå, hvordan vores hverdagselektronik fungerer sikkert og effektivt. Tag for eksempel en telefonoplader. Når du tilslutter den, leverer den en indstillet spænding, typisk 5 volt (V)til din telefon. Telefonen trækker en vis mængde strøm baseret på dens interne modstand og opladningsbehov.
Lad os sige, at din telefon bruger 1 ampere (A) strøm.
Ved hjælp af Ohms lov: R = V ÷ I
R = 5 V ÷ 1 A
R = 5 Ω
Ladekredsløbets modstand er således 5 ohm.
I bund og grund giver Ohms lov ingeniører og teknikere mulighed for at designe, fejlfinde og optimere selv de mindste systemer, f.eks. det, der driver din telefon.
I industrielle kompressorer: Kontrol af motorspolestrøm
Du inspicerer en kompressormotor, der kører på 230 volt (V). Med et multimeter måles spolemodstanden ved 10 ohm (Ω).
Anvendelse af Ohms lov: I = V ÷ R
I = 230 V ÷ 10 Ω
I = 23 A
Motoren skal derfor trække 23 ampere strøm.
Dette er nyttigt under vedligeholdelse eller fejlfinding. Hvis den målte strøm er betydeligt højere, kan det tyde på beskadigelse eller overophedning i motorspolen, hvilket hjælper med at forhindre yderligere fejl eller ineffektivitet.
Relaterede artikler
Air compressor electric motor key principles
16 marts, 2023
To generate compressed air, an air compressor electric motor uses energy to produce power. This guide explains how they work.
An Introduction to Electricity
1 februar, 2022
Learn about the basics of electricity and the role it plays in the compression of air. Some basic terminology and definitions.