Sólin Sólin Rís 06:41 • sest 20:23 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 05:00 • Sest 04:51 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:59 • Síðdegis: 21:23 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:51 • Síðdegis: 15:06 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 06:41 • sest 20:23 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 05:00 • Sest 04:51 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:59 • Síðdegis: 21:23 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:51 • Síðdegis: 15:06 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki?

Flokkun:

15.8.2000
Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi
Náttúruvísindi og verkfræði Verkfræði og tækni

Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki?

Egill B. Hreinsson

Svarið er: Nei, hann eyðir meiri orku þegar hann er í notkun heldur en þegar hann er bara „í sambandi“.

Þegar spennubreytir er í sambandi en ekki í notkun fer riðstraumur um inntaksvafningana en ekki úttaksmegin. Spennirinn flytur því ekki afl frá inngangi til útgangs en hann eyðir samt nokkurri orku eða afli. Þessi afltöp verða í kjarna spennisins og felast aðallega í tvennu, svo kölluðum hvirfilstraumatöpum og segulheldnitöpum eða hýsteresutöpum.

Hvirfilstraumatöp verða þegar spanstraumar af þeirri gerð sem kallast hvirfilstraumar myndast í kjarnanum sem vafningar spennubreytisins umlykja. Þetta gerist af því að kjarninn, sem er gerður úr segulmagnandi efni svo sem járni, leiðir rafmagn. Til að minnka hvirfilstraumatöpin er reynt að draga úr rafleiðni kjarnans, með því að hafa hann lagskiptan með einangrandi lögum á milli járnlaganna.

Segulheldni eða hýsteresa er nafn á ferli sem lýsir því hvernig járnið í kjarna spennisins segulmagnast fyrir áhrif frá segulsviðinu sem riðstraumurinn í vafningunum skapar. Þar sem riðstraumurinn í spennubreytinum hefur tíðnina 50 rið breytir segulsviðið innan kjarnans um stefnu 100 sinnum á sekúndu. Við hverja umpólun efnisins tapast viss orka sem fer eftir lögun hýsteresuferilsins, og þessi orkutöp nefnast segulheldnitöp.

Ofangreind orkutöp vegna hvirfilstrauma og segulheldni kallast einu nafni kjarnatöp. Þau valda hitun kjarnans og spennubreytisins og útheimta stundum sérstaka kælingu.

Þegar spennubreytir er tekinn í notkun eru úttaksvafningarnir tengdir inn í lokaða straumrás og þá kemur fram í þeim viðnám í samræmi við lögmál Ohms. Þá bætist við þriðja tegund orkutaps sem er annars eðli en kjarnatöpin, en hún felst í að úttaksvafningar spennubreytisins hitna þegar um þá fer rafstraumur. Þeir hafa nefnilega tiltekið viðnám, þótt þeir séu oft gerðir úr mjög vel leiðandi efni, svo sem kopar. Þessi orkutöp eru stundum nefnd „ohmsk“ orkutöp og þannig kennd við þetta þekkta lögmál um rafrásir.

Þessi síðasta tegund orkutaps eykst með því afli sem spennubreytirinn skilar, en kjarnatöpin eru á hinn bóginn nokkurn veginn óháð aflinu eða álaginu.

Frekara lesefni af Vîsindavefnum:

Mynd:

Höfundur

Egill B. Hreinsson

prófessor í rafmagnsverkfræði við HÍ

Útgáfudagur

15.8.2000

Spyrjandi

Hörður Edvinsson

Efnisorð

Tilvísun

Egill B. Hreinsson. „Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki?“ Vísindavefurinn, 15. ágúst 2000, sótt 2. apríl 2025, https://visindavefur.is/svar.php?id=801.

Egill B. Hreinsson. (2000, 15. ágúst). Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=801

Egill B. Hreinsson. „Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki?“ Vísindavefurinn. 15. ágú. 2000. Vefsíða. 2. apr. 2025. <https://visindavefur.is/svar.php?id=801>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Eyðir spennubreytir sem er í sambandi jafnmikilli raforku hvort sem hann er í notkun eða ekki?
Svarið er: Nei, hann eyðir meiri orku þegar hann er í notkun heldur en þegar hann er bara „í sambandi“.

Þegar spennubreytir er í sambandi en ekki í notkun fer riðstraumur um inntaksvafningana en ekki úttaksmegin. Spennirinn flytur því ekki afl frá inngangi til útgangs en hann eyðir samt nokkurri orku eða afli. Þessi afltöp verða í kjarna spennisins og felast aðallega í tvennu, svo kölluðum hvirfilstraumatöpum og segulheldnitöpum eða hýsteresutöpum.

Hvirfilstraumatöp verða þegar spanstraumar af þeirri gerð sem kallast hvirfilstraumar myndast í kjarnanum sem vafningar spennubreytisins umlykja. Þetta gerist af því að kjarninn, sem er gerður úr segulmagnandi efni svo sem járni, leiðir rafmagn. Til að minnka hvirfilstraumatöpin er reynt að draga úr rafleiðni kjarnans, með því að hafa hann lagskiptan með einangrandi lögum á milli járnlaganna.

Segulheldni eða hýsteresa er nafn á ferli sem lýsir því hvernig járnið í kjarna spennisins segulmagnast fyrir áhrif frá segulsviðinu sem riðstraumurinn í vafningunum skapar. Þar sem riðstraumurinn í spennubreytinum hefur tíðnina 50 rið breytir segulsviðið innan kjarnans um stefnu 100 sinnum á sekúndu. Við hverja umpólun efnisins tapast viss orka sem fer eftir lögun hýsteresuferilsins, og þessi orkutöp nefnast segulheldnitöp.

Ofangreind orkutöp vegna hvirfilstrauma og segulheldni kallast einu nafni kjarnatöp. Þau valda hitun kjarnans og spennubreytisins og útheimta stundum sérstaka kælingu.

Þegar spennubreytir er tekinn í notkun eru úttaksvafningarnir tengdir inn í lokaða straumrás og þá kemur fram í þeim viðnám í samræmi við lögmál Ohms. Þá bætist við þriðja tegund orkutaps sem er annars eðli en kjarnatöpin, en hún felst í að úttaksvafningar spennubreytisins hitna þegar um þá fer rafstraumur. Þeir hafa nefnilega tiltekið viðnám, þótt þeir séu oft gerðir úr mjög vel leiðandi efni, svo sem kopar. Þessi orkutöp eru stundum nefnd „ohmsk“ orkutöp og þannig kennd við þetta þekkta lögmál um rafrásir.

Þessi síðasta tegund orkutaps eykst með því afli sem spennubreytirinn skilar, en kjarnatöpin eru á hinn bóginn nokkurn veginn óháð aflinu eða álaginu.

Frekara lesefni af Vîsindavefnum:

Mynd:...