Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 31. 1 september 1951 - Fastläggande av positiva riktningar inom elektrotekniken, av Fredrik Dahlgren
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
’64
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Krets med
transformator och belastning;
två alternativ beträffande
plusriktningar.
förstås. Personligen har jag dessutom en känsla av att
beteckningen ± bäst stämmer med den visuella
uppfattningen av det källfält, som väl närmast sammanhänger
med begreppet spänning i meningen potentialskilnad
mellan två ledare, och därför är pedagogiskt att föredra.
Nästa fråga är huruvida emk bör behandlas separat och
ges ett eget tecken för positiv riktning. Eftersom emk är,
liksom ström, anknuten till ett skeende längs en viss ledare
eller lindning, medan spänningen är hänförd till tillståndet
i en punkt relativt en annan, så uppstår — med helt
bortseende från principiella hänsyn — stora praktiska fördelar
genom att ånge riktningen för emk i full analogi med vad
som naturligen sker i fråga om ström.
Inom exempelvis en maskin- eller transformatorlindning
är det bekvämt och åskådligt att direkt addera, analytiskt
eller i visarform, alla emk inklusive de med läckspänningar
sammanhängande, till en emk-resultant, vilken sedan
över-eller understiger klämspänningen med ett belopp
utgörande det resistiva spänningsfallet och direkt anknutet till
strömmen. Inom teletekniken, där de ingående elementen
i stor utsträckning kan behandlas som rena impedanser,
samt i viss mån i fråga om krafttransformatorer, är det
måhända i många fall lämpligt att ej särskilja emk och
spänning, nota bene om man kan finna en lämplig
relation till de fastlagda plusriktningarna för ström och flöde,
men så snart man kommer in på roterande maskiner
erbjuder särskiljandet av begreppen avsevärda lättnader ur
både ingenjörens och pedagogens synpunkt. Alldeles
särskilt gäller detta då mättning samt utpräglade poler
förekommer. Jag vill som ett talande exempel framhålla
följande:
Vid behandling av förlopp inom elektriska maskiner har
man ofta behov av att tänka sig ledarna vinkelräta mot
papperets eller tavlans plan, exempelvis vid studium av
spårledare vid snitt vinkelrätt mot maskinaxeln. I regel
används då punkter och kors för att beteckna pilar mot
respektive från åskådaren. Här uppträder ofrånkomligt
behovet av att från början fixera positiva riktningar för
just de båda elektriska storheter, som för detta fall är av
primärt intresse, nämligen ström och emk. I regel har
man härvid, vid utpräglade poler, intresse av att särskilja
storheter i längs- och tvärriktningen, dvs. i polcentrum och
pollucka, vilket ytterligare framhäver önskvärdheten av att
emk får behandlas som en självständig storhet i
definitionshänseende. Nu kan man ju anmärka, att detta är
elektromaskinmannens alldeles speciella krav, men ett
system för fixering av plusriktningar måste uppenbarligen
uppbyggas så. att största smidighet erhålles i praktiken
inom alla elektroteknikens viktigare arbetsområden.
Slutligen den tredje frågan, friheten att välja godtyckliga
Fig. 3. Yisardiagram vid induktiv belastning i krets enligt
fig. 2.
kombinationer. Här har företrädarna för vissa principiella
åskådningssätt framställt krav på vissa tvångsbundna
relationer, vilka dock ofta visar sig dels tämligen oförenliga,
dels leder till praktiska svårigheter. Sålunda har det sagts,
att fastläggandet av plusriktningar med hänsyn till en
lindad magnetkärna bör fastlåsa en viss geometrisk
omkopplingsriktning som positiv, varav följer att alla
strömmar och emk måste anges positiva i en och samma
riktning relativt kärnan. Detta låter bestickande men torde i
själva verket vara föga praktiskt. För det första uppstår
genast en fråga hur man då skall inrangera spänningen i
detta system. Skall spänningen räknas positiv om dess
fältlinjer inom lindningen sammanfaller med strömriktningen,
dvs. motsvarande motoriskt arbete, eller skall den
betraktas som alstrad genom induktionsverkan från det av
strömmen alstrade flödet, alltså generatoriskt arbete, vilket ger
motsatt definition? Observera, att i dessa senaste frågor
ordet emk ej nämnts, detta för att undvika intrycket av att
oklarheten beror av detta i viss mån omstridda begrepp.
En annan allvarlig konsekvens av en sådan
tvångsbundenhet vid val av positiva riktningar inom lindningar på
gemensam kärna är den, att man avhänder sig friheten att
fastlägga strömriktningar så som är praktiskt och
överskådligt med hänsyn till de yttre kretsarna. Ett typiskt
exempel är schemat för enfastransformatorn med två
lindningar. Fig. 2 visar ett schema för denna, i två
utförings-former med hänsyn till de valda riktningarna. De båda
alternativen skiljer sig i två hänseenden, vilka strängt taget
är av varandra oberoende. Enligt 2 a är strömmarna
angivna i sinsemellan motsatta riktningar, medan emk är
positiva i sådan samstämmig riktning, som motsvarar den
överenskommelsen att spänning och emk är i huvudsak
likfasiga. Här har man alltså ej ålagt sig det tvång, som
nyss omnämnts med hänsyn till den geometriska
omloppsriktningen runt kärnan. I alternativet 2 b är strömmarna
räknade i samma riktning, och den samstämmiga
riktningen för emk har valts så, att spänning och emk är
i huvudsak sinsemellan fasförskjutna 180°.
Det synes mig självklart, att den elektrotekniske
författaren eller läraren bör äga full frihet att tillämpa
vilket-dera av dessa mönster som han anser mest ändamålsenligt,
eller andra varianter, blott det sker logiskt och med klart
angivande av förutsättningarna. Personligen är jag utan
tvekan mest tilltalad av schemat enligt 2 a, och jag
använder det konsekvent i undervisning och praktisk
verksamhet. När jag i det närmast följande betonar några
praktiska fördelar hos detta schema, så sker det dock ej
som en propaganda för just detta system utan helt enkelt
för att försvara fri- och rättigheterna gentemot strängt
tillämpade principer, enligt vilket nämnda system skulle
vara uteslutet från användning.
Studera alltså den belastade transformatorns visardiagram
enligt fig. 3, med delfigurerna 3 a och 3 b motsvarande
fig. 2 a och 2 b. Härvid gör sig följande synpunkter
gällande:
Vad först beträffar åskådligheten, som bl.a. är en viktig
faktor vid all undervisning, så synes det ligga nära till
hands att låta storheter, som i stort sett har samma
tidsfas, representeras av i stort sett likfasiga visare. Detta är
enligt 3 a fallet med U11/2 och E, då den sistnämnda
definierats som den storhet som så att säga matar upp
laddningen mot de till högre potential laddade
lindningsändar-na. I fråga om strömmarna gäller ju fysiskt, att dessa är i
stort sett motfasiga, varför strömmar i motsatta riktningar
bör betecknas med i stort sett likfasiga visare. Detta sker
enligt 3 a, vilken figur alltså väl motsvarar åskådningen
av den fysiska verkligheten.
Nästa steg blir att betrakta visardiagrammet ur
synpunkten av transformatorns funktion som sådan.
Transformeringen båda ofullkomligheter är ju avvikelserna hos
spännings- och strömomsättning från de av
lindnings-omsättningen bestämda normalvärdena, detta räknat i
såväl belopp som vinkel. Dessa avvikelser beror av spän-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
