Nulstrøm ved skæv ohmsk last

I denne formel beregnes nulstrømmen i forsyningens nulleder ved en skæv ohmsk belastning i et 3-faset system

Leveret af Cubus Elteknik

Du finder formlen her

Nulstrøm ved skæv ohmsk last refererer til den situation, hvor en elektrisk belastning (såsom en modstand) er skæv (altså ikke rent ohmsk) og har en kompleks impedans, hvilket resulterer i, at strømmen ikke nødvendigvis er i fase med spændingen. En skæv belastning kan inkludere både aktiv (ohmsk) og reaktiv (induktiv eller kapacitiv) modstand.

For at forstå nulstrømmen ved en skæv ohmsk last, er det nyttigt at kende følgende begreber og formler:

---

🔹 Ohmsk Last

En rent ohmsk belastning betyder, at spænding og strøm er i fase med hinanden, og strømmen kan beregnes ved Ohms lov:I=URI = \frac{U}{R}I=RU​

Hvor:

• III er strømmen (i ampere),
• UUU er spændingen (i volt),
• RRR er den ohmske modstand (i ohm).

---

🔹 Skæv Belastning

En skæv belastning er en kombination af både aktiv modstand (ohmsk modstand) og reaktiv modstand (induktiv eller kapacitiv modstand). Reaktiv modstand introducerer en faseforskel mellem spænding og strøm, hvilket betyder, at strømmen ikke længere er i fase med spændingen.

Når belastningen er skæv, kan impedansen ZZZ beskrives som en kompleks værdi:Z=R+jXZ = R + jXZ=R+jX

Hvor:

• RRR er den aktive modstand (ohmsk),
• XXX er den reaktive modstand (kapacitiv eller induktiv),
• jjj er den imaginære enhed.

Strømmen ved en skæv belastning kan findes ved at bruge Ohms lov i komplekse termer:I=UZI = \frac{U}{Z}I=ZU​

Hvor ZZZ er den komplekse impedans.

---

🔹 Nulstrøm

Nulstrøm refererer til en situation, hvor strømmen er nul eller forsøger at nå nul i en elektrisk kreds. Ved en skæv ohmsk last kan nulstrømmen forkomme under særlige betingelser, for eksempel:

1. Kondition af belastningen:
   • Hvis den reaktive komponent (kapacitiv eller induktiv modstand) er perfekt afbalanceret, kan strømmen nærme sig nul.
2. Strømforsyningens fase:
   • Ved en fasetilpasning, hvor spændingen og strømmen er helt ude af fase (ved bestemte frekvenser eller betingelser), kan strømmen være tættere på nul.
3. Overbelastning eller kortslutning:
   • Ved visse situationer, f.eks. overbelastning eller ved et kortslutning i den ohmske komponent, kan strømmen falde til nul.

---

🔹 Beregning af Strøm ved Skæv Last

For at beregne strømmen i en skæv ohmsk last kan man bruge følgende metode:

1. Find impedansen:
   • Impedansen for den skæve belastning er Z=R+jXZ = R + jXZ=R+jX, hvor RRR er den ohmske modstand og XXX er den reaktive komponent.
2. Beregning af strøm:
   • Strømmen III kan findes ved at anvende Ohms lov på den komplekse impedans:
   I=UZI = \frac{U}{Z}I=ZU​
   • Hvis du arbejder med en vekselstrømskreds, skal du også tage højde for fasevinklen ϕ\phiϕ, som er vinklen mellem spænding og strøm:
   ϕ=tan−1(XR)\phi = \text{tan}^{-1}\left(\frac{X}{R}\right)ϕ=tan−1(RX​)
   • Strømmen kan derefter skrives som:
   I=U∣Z∣⋅cos⁡(ϕ)I = \frac{U}{|Z|} \cdot \cos(\phi)I=∣Z∣U​⋅cos(ϕ)Hvor ∣Z∣|Z|∣Z∣ er den absolutte værdi af impedansen.

---

🔹 Eksempel: Beregning af Nulstrøm i en Skæv Ohmsk Last

Antag, at vi har følgende data:

• Spænding U=230 VU = 230 \, \text{V}U=230V,
• Aktiv modstand R=100 ΩR = 100 \, \OmegaR=100Ω,
• Reaktiv modstand X=100 ΩX = 100 \, \OmegaX=100Ω.

1. Beregn den samlede impedans:

Z=R+jX=100+j100 ΩZ = R + jX = 100 + j100 \, \OmegaZ=R+jX=100+j100Ω

2. Find den absolutte værdi af impedansen:

∣Z∣=R2+X2=1002+1002=141,42 Ω|Z| = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{100^2 + 100^2} = 141,42 \, \Omega∣Z∣=R2+X2​=1002+1002​=141,42Ω

3. Beregn strømmen:

I=U∣Z∣=230141,42=1,63 AI = \frac{U}{|Z|} = \frac{230}{141,42} = 1,63 \, \text{A}I=∣Z∣U​=141,42230​=1,63A

Så strømmen i denne skæve ohmske belastning vil være 1,63 A.

---

🔹 Vigtig Bemærkning om Nulstrøm

I elektriske systemer er “nulstrøm” ofte ikke et praktisk fænomen, men kan forekomme under visse betingelser, som f.eks. korrekt afbalancerede reaktive belastninger, eller ved at der opstår en overbelastning, der får strømmen til at falde til nul. Det er dog vigtigt at bemærke, at i systemer med skæv last og vekselstrøm vil nulstrøm sjældent opstå uden ekstreme forhold.

Enhedsomregner/Enhedsberegner til omregning af enheder. Her kan du omregne mange enheder i flere kategorier som længde, areal, densitet, energi, masse, kraft, tryk, hastighed, temperatur, volumen med mere. Du finder den her