Tilbake
5.4
Generatorer og motorer

5.4 Generatorer og motorer

Elektriske generatorer, vekselstrømsgeneratorer og motorer.

50 min
14 oppgaver
GeneratorerAC-generatorerRotasjon i magnetfeltVekselstrømMotorerTransformatorer
Du leser den tradisjonelle versjonen
Din fremgang i kapitlet
0 / 14 oppgaver

Generatorer og motorer

Faradays oppdagelse av elektromagnetisk induksjon la grunnlaget for to av de viktigste maskinene i moderne sivilisasjon: generatorer og motorer.

- En generator konverterer mekanisk energi til elektrisk energi.
- En motor konverterer elektrisk energi til mekanisk energi.

Disse to maskinene er i prinsippet den samme maskinen, bare brukt i motsatt retning. Begge utnytter samspillet mellom magnetfelt og strømbærende ledere.

I dette kapitlet lærer du:
- Hvordan en AC-generator produserer sinusformet spenning
- Matematisk beskrivelse av generert EMF
- RMS-verdier (effektivverdier) og hvorfor vi bruker dem
- Hvordan DC-motorer fungerer
- Tilbake-EMF og dens betydning for motorer

AC-generatorens oppbygging og prinsipp

En enkel AC-generator (vekselstrømgenerator) består av:
- Rotor: En spole som roterer rundt en akse vinkelrett på magnetfeltet
- Stator: Permanentmagneter eller elektromagneter som skaper et konstant magnetfelt
- Sleperinger: To metallringer festet til spolens ender som roterer med spolen
- Karbonbørster: Stasjonære kontakter som overfører strøm fra sleperingene til den ytre kretsen

Virkemåte

Når spolen roterer i magnetfeltet:
1. Den magnetiske fluksen gjennom spolen endres kontinuerlig.
2. Ifølge Faradays lov induseres en EMF.
3. EMF-en varierer sinusformet med tiden.
4. Resultatet er vekselstrøm (AC) i den ytre kretsen.

Hvorfor sinusformet?

Fluksen gjennom den roterende spolen er:
Φ(t)=NBAcos(ωt)\Phi(t) = NBA\cos(\omega t)

Der ωt\omega t er vinkelen spolen har rotert. Når vi deriverer dette (Faradays lov), får vi en sinusfunksjon:
ε(t)=NBAωsin(ωt)\varepsilon(t) = NBA\omega\sin(\omega t)

Sinusformen er en direkte konsekvens av at spolen roterer med konstant vinkelhastighet i et uniformt felt.

Utledning av generatorformelen

La oss utlede formelen for den induserte spenningen steg for steg.

Steg 1: Magnetisk fluks

For en spole med NN vindinger, areal AA, som roterer i et uniformt felt BB med vinkelfrekvens ω\omega:

Vinkelen mellom spolens normalvektor n^\hat{n} og feltet B\vec{B} ved tid tt er:
θ(t)=ωt\theta(t) = \omega t

(Vi antar at spolen starter med n^\hat{n} parallell med B\vec{B} ved t=0t = 0.)

Magnetisk fluks gjennom spolen:
Φ(t)=NBAcos(ωt)\Phi(t) = NBA\cos(\omega t)

Steg 2: Faradays lov

ε=dΦdt=ddt[NBAcos(ωt)]\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = -\frac{d}{dt}\left[NBA\cos(\omega t)\right]

Steg 3: Derivasjon

ε=NBA(ω)sin(ωt)=NBAωsin(ωt)\varepsilon = -NBA \cdot (-\omega)\sin(\omega t) = NBA\omega\sin(\omega t)

Steg 4: Definere toppverdien

Vi definerer toppverdien (amplituden) av EMF-en:
ε0=NBAω\varepsilon_0 = NBA\omega

Dermed:
ε(t)=ε0sin(ωt)\boxed{\varepsilon(t) = \varepsilon_0 \sin(\omega t)}

Fysisk tolkning av ulike posisjoner

Vinkel θ\thetaFluks Φ\PhidΦdt\displaystyle \frac{d\Phi}{dt}EMF ε\varepsilon
0°Maksimal0000
90°90°00Maksimal (negativ)ε0\varepsilon_0 (maks)
180°180°Maksimal (negativ)0000
270°270°00Maksimal (positiv)ε0-\varepsilon_0 (min)
Generert EMF fra AC-generator
ε(t)=ε0sin(ωt)=NBAωsin(ωt)\varepsilon(t) = \varepsilon_0 \sin(\omega t) = NBA\omega \sin(\omega t)

Der $N$ er antall vindinger, $B$ er magnetfeltstyrken [T], $A$ er spolens areal [m$^2$], $\omega = 2\pi f$ er vinkelfrekvensen [rad/s], og $f$ er rotasjonsfrekvensen [Hz]. Toppverdien er $\varepsilon_0 = NBA\omega$.

Frekvens, periode og vinkelfrekvens

Den genererte spenningen er periodisk med:

Sammenhenger

ω=2πf=2πT\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T}

Der:
- ω\omega = vinkelfrekvens [rad/s]
- ff = frekvens [Hz] = antall omdreininger per sekund
- TT = periode [s] = tid for én full omdreining

Norsk strømnett

I Norge og resten av Europa:
- Frekvens: f=50f = 50 Hz
- Periode: T=150=0,020\displaystyle T = \frac{1}{50} = 0{,}020 s = 20 ms
- Vinkelfrekvens: ω=2π50=314\omega = 2\pi \cdot 50 = 314 rad/s

I USA og deler av Asia:
- Frekvens: f=60f = 60 Hz

Hva bestemmer frekvensen?

Frekvensen bestemmes av rotasjonshastigheten til generatoren:
- I et vannkraftverk: Turbinens turtall
- I et varmekraftverk: Dampens turtall
- I en vindturbin: Vindens hastighet (via girkasse)

For å opprettholde stabil nettfrekvens (50 Hz) må alle generatorer i strømnettet rotere synkront.

✏️Beregning av generert spenning

En AC-generator har en spole med N=500N = 500 vindinger og areal A=0,040A = 0{,}040 m2^2. Spolen roterer med frekvens f=50f = 50 Hz i et magnetfelt B=0,30B = 0{,}30 T.

a) Beregn vinkelfrekvensen.
b) Beregn toppverdien av den genererte spenningen.
c) Skriv uttrykket for den genererte spenningen som funksjon av tid.
d) Beregn spenningen ved t=2,5t = 2{,}5 ms.

a) Vinkelfrekvens:
ω=2πf=2π50=314 rad/s\omega = 2\pi f = 2\pi \cdot 50 = 314 \text{ rad/s}

Svar a): ω=314\omega = 314 rad/s.

---

b) Toppverdi:
ε0=NBAω=5000,300,040314\varepsilon_0 = NBA\omega = 500 \cdot 0{,}30 \cdot 0{,}040 \cdot 314
ε0=5000,300,040314=1884 V1,9 kV\varepsilon_0 = 500 \cdot 0{,}30 \cdot 0{,}040 \cdot 314 = 1884 \text{ V} \approx 1{,}9 \text{ kV}

Svar b): ε01,9\varepsilon_0 \approx 1{,}9 kV.

---

c) Uttrykk for spenning:
ε(t)=1884sin(314t) V\varepsilon(t) = 1884 \sin(314t) \text{ V}

Der tt er i sekunder.

Svar c): ε(t)=1,9103sin(314t)\varepsilon(t) = 1{,}9 \cdot 10^3 \sin(314t) V.

---

d) Spenning ved t=2,5t = 2{,}5 ms:
ε(0,0025)=1884sin(3140,0025)\varepsilon(0{,}0025) = 1884 \sin(314 \cdot 0{,}0025)
=1884sin(0,785)=18840,707=1332 V= 1884 \sin(0{,}785) = 1884 \cdot 0{,}707 = 1332 \text{ V}

Svar d): ε1,3\varepsilon \approx 1{,}3 kV.

Merk: ωt=3140,0025=0,785 rad=45°\omega t = 314 \cdot 0{,}0025 = 0{,}785 \text{ rad} = 45°, og sin(45°)=220,707\displaystyle \sin(45°) = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}707.

Effektivverdi (RMS)

Siden AC-spenning og -strøm varierer mellom positive og negative verdier, trenger vi en meningsfull «gjennomsnittlig» verdi. Det vanlige gjennomsnittet av sin(ωt)\sin(\omega t) over en hel periode er null – det hjelper ikke!

Problemet

Effekt i en motstand: P=I2RP = I^2R. Selv om strømmen veksler fortegn, er I2I^2 alltid positiv. Gjennomsnittlig effekt er derfor ikke null.

RMS – Root Mean Square

Effektivverdien (RMS-verdien) er definert slik at den gir korrekt gjennomsnittlig effekt:

Pgj.snitt=Irms2RP_{\text{gj.snitt}} = I_{\text{rms}}^2 \cdot R

For en sinusformet strøm I(t)=I0sin(ωt)I(t) = I_0 \sin(\omega t):

Irms=I2=1T0TI02sin2(ωt)dtI_{\text{rms}} = \sqrt{\langle I^2 \rangle} = \sqrt{\frac{1}{T}\int_0^T I_0^2 \sin^2(\omega t) \, dt}

Siden gjennomsnittet av sin2\sin^2 over en hel periode er 12\displaystyle \frac{1}{2}:

Irms=I022=I02I_{\text{rms}} = \sqrt{\frac{I_0^2}{2}} = \frac{I_0}{\sqrt{2}}

Tilsvarende for spenning

Vrms=V020,707V0V_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}} \approx 0{,}707 \cdot V_0

Effektivverdier (RMS)
Vrms=V02,Irms=I02,Pgj.snitt=VrmsIrmsV_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}}, \quad I_{\text{rms}} = \frac{I_0}{\sqrt{2}}, \quad P_{\text{gj.snitt}} = V_{\text{rms}} \cdot I_{\text{rms}}

Der $V_0$ og $I_0$ er toppverdiene (amplitudene). Effektivverdien er alltid $\frac{1}{\sqrt{2}} \approx 0{,}707$ ganger toppverdien for sinusformede størrelser. Gjennomsnittlig effekt beregnes med effektivverdier akkurat som med DC.

✏️RMS-verdier og effekt

En AC-generator leverer en spenning med toppverdi V0=170V_0 = 170 V og frekvens 60 Hz til en motstand R=100R = 100 Ω\Omega.

a) Beregn effektivverdien av spenningen.
b) Beregn effektivverdien av strømmen.
c) Beregn gjennomsnittlig effekt i motstanden.
d) Skriv uttrykket for øyeblikkelig effekt P(t)P(t) og finn maksimal effekt.

a) Effektivverdi av spenning:
Vrms=V02=1702=1701,414=120 VV_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}} = \frac{170}{\sqrt{2}} = \frac{170}{1{,}414} = 120 \text{ V}

Svar a): Vrms=120V_{\text{rms}} = 120 V.

---

b) Effektivverdi av strøm:
Irms=VrmsR=120100=1,2 AI_{\text{rms}} = \frac{V_{\text{rms}}}{R} = \frac{120}{100} = 1{,}2 \text{ A}

Eller: I0=V0R=170100=1,7\displaystyle I_0 = \frac{V_0}{R} = \frac{170}{100} = 1{,}7 A, så Irms=1,72=1,2\displaystyle I_{\text{rms}} = \frac{1{,}7}{\sqrt{2}} = 1{,}2 A.

Svar b): Irms=1,2I_{\text{rms}} = 1{,}2 A.

---

c) Gjennomsnittlig effekt:
Pgj=VrmsIrms=1201,2=144 WP_{\text{gj}} = V_{\text{rms}} \cdot I_{\text{rms}} = 120 \cdot 1{,}2 = 144 \text{ W}

Eller: Pgj=Irms2R=(1,2)2100=144P_{\text{gj}} = I_{\text{rms}}^2 R = (1{,}2)^2 \cdot 100 = 144 W.

Eller: Pgj=Vrms2R=(120)2100=144\displaystyle P_{\text{gj}} = \frac{V_{\text{rms}}^2}{R} = \frac{(120)^2}{100} = 144 W.

Svar c): Pgj=144P_{\text{gj}} = 144 W.

---

d) Øyeblikkelig effekt:
P(t)=V(t)I(t)=V0I0sin2(ωt)=V02Rsin2(ωt)P(t) = V(t) \cdot I(t) = V_0 I_0 \sin^2(\omega t) = \frac{V_0^2}{R}\sin^2(\omega t)
P(t)=(170)2100sin2(120πt)=289sin2(120πt) WP(t) = \frac{(170)^2}{100}\sin^2(120\pi t) = 289\sin^2(120\pi t) \text{ W}

Maksimal effekt: Pmaks=V02R=(170)2100=289\displaystyle P_{\text{maks}} = \frac{V_0^2}{R} = \frac{(170)^2}{100} = 289 W.

Svar d): Pmaks=289P_{\text{maks}} = 289 W = 2Pgj2 \cdot P_{\text{gj}}.

DC-generator og kommutator

En DC-generator (likestrømsgenerator) leverer strøm som alltid går i samme retning. Den bruker en kommutator i stedet for sleperinger.

Kommutatorens funksjon

En kommutator er en splittet ring:
- Ringen er delt i to halvdeler, isolert fra hverandre
- Hver halvdel er koblet til en ende av spolen
- Børstene berører alltid den halvdelen som gir positiv spenning

Virkemåte

1. Spolen roterer i magnetfeltet → sinusformet EMF
2. Hver gang spenningen skifter polaritet (ved θ=0°,180°,...\theta = 0°, 180°, ...), bytter kommutatoren kontakten
3. Resultatet: Pulserende DC – spenningen varierer, men holder seg positiv

Pulserende DC vs. ren DC

Utgangen fra en enkel DC-generator er ε0sin(ωt)|\varepsilon_0 \sin(\omega t)| – den ser ut som «bølger» som bare er positive.

For å få jevnere DC:
- Bruk flere spoler (plassert med ulike vinkler)
- Bruk glattingskretser (kondensatorer)
- Moderne DC-forsyninger bruker ofte AC-generatorer med likerettere

Den elektriske motoren

En motor er i prinsippet en «generator i revers» – den konverterer elektrisk energi til mekanisk energi.

DC-motor

En enkel DC-motor har samme oppbygging som en DC-generator:
- En strømbærende spole i et magnetfelt
- Magnetisk kraft på strømmen skaper et dreiemoment
- Kommutatoren sørger for at dreiemomentet alltid virker i samme retning

Dreiemoment

For en rektangulær spole med NN vindinger, strøm II, areal AA i et felt BB:

τ=NIABsinθ\tau = NIAB\sin\theta

Der θ\theta er vinkelen mellom spolens normalvektor og feltet. Maksimalt dreiemoment når θ=90°\theta = 90°:

τmaks=NIAB\tau_{\text{maks}} = NIAB

Sammenhengen mellom motor og generator

EgenskapGeneratorMotor
InputMekanisk energiElektrisk energi
OutputElektrisk energiMekanisk energi
PrinsippInduksjon (Faradays lov)Kraft på strøm i felt
RotasjonDrives av turbin o.l.Drives av strøm

Tilbake-EMF (Back-EMF) i motorer

Når en motor spinner, fungerer den samtidig som en generator! Den roterende spolen induserer en EMF som virker mot den pålagte spenningen. Denne kalles tilbake-EMF (back-EMF).

Hvorfor oppstår tilbake-EMF?

1. Motoren drives av en ekstern spenning VV.
2. Strøm flyter gjennom spolen → spolen roterer.
3. Den roterende spolen er i et magnetfelt → EMF induseres (Faradays lov).
4. Ifølge Lenz' lov motvirker denne EMF-en den ytre spenningen.

Kretsligning for motor

V=εtilbake+IRV = \varepsilon_{\text{tilbake}} + IR

Der:
- VV = pålagt spenning (fra strømforsyning)
- εtilbake\varepsilon_{\text{tilbake}} = tilbake-EMF (proporsjonal med rotasjonshastigheten)
- II = strøm gjennom motoren
- RR = spolens motstand

Konsekvenser

Ved oppstart (ω=0\omega = 0):
εtilbake=0    I=VR\varepsilon_{\text{tilbake}} = 0 \implies I = \frac{V}{R}
Strømmen er veldig stor! Motoren trekker mye strøm ved oppstart.

Ved full hastighet:
εtilbakeV    IVεtilbakeRliten\varepsilon_{\text{tilbake}} \approx V \implies I \approx \frac{V - \varepsilon_{\text{tilbake}}}{R} \approx \text{liten}
Strømmen er liten når motoren spinner fritt.

Under belastning:
Motoren bremses → ω\omega synker → εtilbake\varepsilon_{\text{tilbake}} synker → II øker → mer dreiemoment → motoren kompenserer.

Tilbake-EMF fungerer som en automatisk regulering av motorstrømmen!

Tilbake-EMF i motor
V=εtilbake+IR,εtilbake=NBAωV = \varepsilon_{\text{tilbake}} + IR, \quad \varepsilon_{\text{tilbake}} = NBA\omega

Strømmen gjennom motoren er $I = \frac{V - \varepsilon_{\text{tilbake}}}{R}$. Ved oppstart er $\varepsilon_{\text{tilbake}} = 0$ og strømmen er maksimal ($I = V/R$). Ved full hastighet er $\varepsilon_{\text{tilbake}} \approx V$ og strømmen er minimal.

✏️Tilbake-EMF i en DC-motor

En DC-motor har spolens motstand R=2,0R = 2{,}0 Ω\Omega og drives med spenning V=24V = 24 V.

a) Beregn strømmen ved oppstart (motoren står stille).
b) Ved full hastighet er tilbake-EMF-en 20 V. Beregn strømmen.
c) Beregn den mekaniske effekten motoren leverer ved full hastighet.
d) Beregn virkningsgraden til motoren ved full hastighet.

a) Ved oppstart (εtilbake=0\varepsilon_{\text{tilbake}} = 0):
Istart=VR=242,0=12 AI_{\text{start}} = \frac{V}{R} = \frac{24}{2{,}0} = 12 \text{ A}

Svar a): Istart=12I_{\text{start}} = 12 A. (Dette er mye! Derfor brukes ofte motstartsmotstander.)

---

b) Ved full hastighet (εtilbake=20\varepsilon_{\text{tilbake}} = 20 V):
I=VεtilbakeR=24202,0=4,02,0=2,0 AI = \frac{V - \varepsilon_{\text{tilbake}}}{R} = \frac{24 - 20}{2{,}0} = \frac{4{,}0}{2{,}0} = 2{,}0 \text{ A}

Svar b): I=2,0I = 2{,}0 A.

---

c) Mekanisk effekt:

Total tilført effekt: Ptot=VI=242,0=48P_{\text{tot}} = VI = 24 \cdot 2{,}0 = 48 W

Varmetap i motstanden: Pvarme=I2R=(2,0)22,0=8,0P_{\text{varme}} = I^2R = (2{,}0)^2 \cdot 2{,}0 = 8{,}0 W

Mekanisk effekt:
Pmek=PtotPvarme=488,0=40 WP_{\text{mek}} = P_{\text{tot}} - P_{\text{varme}} = 48 - 8{,}0 = 40 \text{ W}

Alternativt: Pmek=εtilbakeI=202,0=40P_{\text{mek}} = \varepsilon_{\text{tilbake}} \cdot I = 20 \cdot 2{,}0 = 40 W

Svar c): Pmek=40P_{\text{mek}} = 40 W.

---

d) Virkningsgrad:
η=PmekPtot=4048=0,833=83,3%\eta = \frac{P_{\text{mek}}}{P_{\text{tot}}} = \frac{40}{48} = 0{,}833 = 83{,}3\%

Eller: η=εtilbakeV=2024=83,3%\displaystyle \eta = \frac{\varepsilon_{\text{tilbake}}}{V} = \frac{20}{24} = 83{,}3\%

Svar d): η83%\eta \approx 83\%.

✏️Design av en generator

Du skal designe en AC-generator som skal levere en effektivspenning på 230 V med frekvens 50 Hz. Magnetfeltstyrken er B=0,50B = 0{,}50 T og spolens areal er A=0,020A = 0{,}020 m2^2.

a) Beregn toppverdien av spenningen.
b) Beregn vinkelfrekvensen.
c) Hvor mange vindinger trenger spolen?

a) Toppverdi:
V0=Vrms2=2302=325 VV_0 = V_{\text{rms}} \cdot \sqrt{2} = 230 \cdot \sqrt{2} = 325 \text{ V}

Svar a): V0=325V_0 = 325 V.

---

b) Vinkelfrekvens:
ω=2πf=2π50=314 rad/s\omega = 2\pi f = 2\pi \cdot 50 = 314 \text{ rad/s}

Svar b): ω=314\omega = 314 rad/s.

---

c) Antall vindinger:

Fra ε0=NBAω\varepsilon_0 = NBA\omega:
N=ε0BAω=3250,500,020314N = \frac{\varepsilon_0}{BA\omega} = \frac{325}{0{,}50 \cdot 0{,}020 \cdot 314}
N=3253,14=103,5N = \frac{325}{3{,}14} = 103{,}5

Siden NN må være et heltall:

Svar c): N=104N = 104 vindinger.

(Med 104 vindinger blir ε0=1040,500,020314=326,6\varepsilon_0 = 104 \cdot 0{,}50 \cdot 0{,}020 \cdot 314 = 326{,}6 V, som gir Vrms=231V_{\text{rms}} = 231 V – tett nok!)

Regenerativ bremsing

I elbiler og hybridbiler brukes regenerativ bremsing – en elegant utnyttelse av motor/generator-dualiteten.

Prinsipp

Under normal kjøring: Motoren bruker elektrisk energi → mekanisk bevegelse.

Under bremsing: Motoren kjøres «baklengs» og fungerer som generator:
1. Hjulenes rotasjon driver motoren (nå en generator)
2. Generator produserer elektrisk energi
3. Energien lades tilbake i batteriet
4. Lenz' lov sørger for bremsekraft

Energibesparelse

Tradisjonelle bremser konverterer kinetisk energi til varme (bortkastet).

Regenerativ bremsing konverterer kinetisk energi til elektrisk energi (lagres i batteri).

Typisk kan 60–70 % av den kinetiske energien gjenvinnes, noe som øker rekkevidden til en elbil med 15–25 %.

Beregning av gjenvunnet energi

Ekinetisk=12mv2E_{\text{kinetisk}} = \frac{1}{2}mv^2

Med virkningsgrad η\eta for regenerativ bremsing:
Egjenvunnet=η12mv2E_{\text{gjenvunnet}} = \eta \cdot \frac{1}{2}mv^2

✏️Regenerativ bremsing i elbil

En elbil med masse m=1800m = 1800 kg kjører i 80 km/h og bremser ned til 30 km/h med regenerativ bremsing. Virkningsgraden for energigjenvinningen er η=0,65\eta = 0{,}65.

a) Beregn den kinetiske energien som «frigjøres» ved bremsingen.
b) Beregn energien som lagres i batteriet.
c) Hvis batteriet har kapasitet 60 kWh, hvilken prosentandel av batterikapasiteten er dette?

a) Frigjort kinetisk energi:

Konverter hastigheter: 80 km/h=22,280 \text{ km/h} = 22{,}2 m/s, 30 km/h=8,3330 \text{ km/h} = 8{,}33 m/s.

ΔEk=12m(v12v22)=121800(22,228,332)\Delta E_k = \frac{1}{2}m(v_1^2 - v_2^2) = \frac{1}{2} \cdot 1800 \cdot (22{,}2^2 - 8{,}33^2)
=900(49369,4)=900423,6=381200 J= 900 \cdot (493 - 69{,}4) = 900 \cdot 423{,}6 = 381\,200 \text{ J}
381 kJ\approx 381 \text{ kJ}

Svar a): ΔEk381\Delta E_k \approx 381 kJ.

---

b) Gjenvunnet energi:
Egjenvunnet=ηΔEk=0,65381=248 kJE_{\text{gjenvunnet}} = \eta \cdot \Delta E_k = 0{,}65 \cdot 381 = 248 \text{ kJ}

Svar b): Egjenvunnet248E_{\text{gjenvunnet}} \approx 248 kJ =0,069= 0{,}069 kWh.

---

c) Prosentandel:
EgjenvunnetEbatteri=0,06960=0,00115=0,115%\frac{E_{\text{gjenvunnet}}}{E_{\text{batteri}}} = \frac{0{,}069}{60} = 0{,}00115 = 0{,}115\%

Svar c): Ca. 0,12%0{,}12\% av batterikapasiteten.

Merknad: Én enkelt bremsing gir lite energi. Men over mange bremsinger (bykjøring!) akkumuleres det betydelig – typisk 15–25 % lengre rekkevidde.

Oppsummering

AC-generator


ε(t)=ε0sin(ωt)=NBAωsin(ωt)\varepsilon(t) = \varepsilon_0 \sin(\omega t) = NBA\omega\sin(\omega t)

RMS-verdier


Vrms=V02,Irms=I02,Pgj=VrmsIrmsV_{\text{rms}} = \frac{V_0}{\sqrt{2}}, \quad I_{\text{rms}} = \frac{I_0}{\sqrt{2}}, \quad P_{\text{gj}} = V_{\text{rms}} \cdot I_{\text{rms}}

Norsk nettspenning


- Vrms=230V_{\text{rms}} = 230 V, V0=325V_0 = 325 V, f=50f = 50 Hz

DC-motor med tilbake-EMF


V=εtilbake+IRV = \varepsilon_{\text{tilbake}} + IR
Pmek=εtilbakeI,η=εtilbakeVP_{\text{mek}} = \varepsilon_{\text{tilbake}} \cdot I, \quad \eta = \frac{\varepsilon_{\text{tilbake}}}{V}

Regenerativ bremsing


- Motor brukes som generator ved bremsing
- Kinetisk energi → elektrisk energi → batteri
- Typisk 60–70 % virkningsgrad

Oppgaver

Lett3 oppgaver
5.4.1
5.4.2
5.4.3
Medium4 oppgaver
5.4.4
5.4.5
5.4.6
5.4.7
Vanskelig3 oppgaver
5.4.8
5.4.9
5.4.10

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.