Követelménymodul megnevezése : 0092-06 Energiaellátó rendszer üzemeltetése.

1. Létesítményi energetikus szóbeli vizsgát segítő összefoglaló, a villamos alapismeretek szaktantárgy anyagából. (1) Követelménymodul megnevezése: 0092-06 Energiaellátó rendszer üzemeltetése. 52 522 05 0010 52 01 Létesítményi energetikus Energetikus képzés. Sárközi György

2. Villamos alapismeretek. Bevezetés Villamosenergia szerepe a mindennapi életben. Erőműtől a lakásig.-Nemzetközi együttműködő hálózatok Legtisztább közvetlen felhasználású eneregiahordozó. Felhasználás tekintetében nem konvertálható. Világítás-motorikus hálózat, robot technika. ** Amit az SI-mértékegység rendszerről tudni kell ** Energetikus képzés. Sárközi György

3. Villamos témához kapcsolódó másik tananyag rész: Villamos energiagazdálkodásadminisztratív tevékenysége. Műszerek, mérők leolvasásától az energiamérlegig. Meddőgazdálkodás, szerződéskötés. Jogszabályok naprakész (update) ismerete. Környezetvédelem. Élet - és vagyonbiztonság. Energetikus képzés. Sárközi György

4. Amit az SI-mértékegység rendszerről tudni kell. Magyarországi bevezetése: 1976. (8/1976…MT) Alapegységek: m, kg, s, A, K, mol, cd. Származtatott egységek…………. Kiegészítő egységek: szögek: radián, st.radián Fontosabb villamos-és energetikai egység származtatása. Erő [N]; Nyomás[Pa]; Munka[J]; Töltés[C] [A.s]; Feszültség [W/Q  J/A.s N.m/A.s  Energetikus képzés. Sárközi György

5. TartalomjegyzékVillamos alapfogalmak 1. Áramló villamosság fogalmai. 2. Statikus villamosság. 3. Áram és mágneses tér kapcsolata. 4. Villamos- és mágneses tér kapcsolata. 5. Váltakozó áramú körök. 6. Többfázisú rendszerek. 7. Transzformátorok. 8. Egyenirányítás. Egyenirányítók. E.áram jelentősége. 9. Villamos forgógépek és hajtások. 10. Gyengeáram-erősáram, ipari elektronika. 11.Villamos energia átvitel, villamos hálózatok. Energetikus képzés. Sárközi György

6. 1.1.Áramló villamosság alapfogalmai. Töltés(Q) Áram.(I) Elektron -és Ionos vezetés. Áramkör. Áramirány. Áramsűrűség (J) Feszültség (U) Ellenállás (R) Ohm törvénye. Alap összefüggések. Feszültség munka jellege. Egyenáram-váltakozó áram. R- hőmérséklet függés. Konduktancia G = 1/R [S] Siemens. Energetikus képzés. Sárközi György

7. 1.2.Áramló villamosság alapfogalmai Áram, áramsűrűség. Anyagok atomos szerkezete. Vezetők-szigetelők. Félvezetők különlegességei. Elektron vezetés-fémek. Ionos vezetés elektrolitok. Egyenáram törvényeinek tárgyalása Ohm-törvénye. Villamos munka, teljesítmény. W=Q.U tárgyalása. Energia átalakulás. Energia tárolása. Veszteségek. Szupravezetés. Hálózatok és veszteségek. Lineáris és nem lineáris elemek. Belső ellenállás. Feszültségforrás -Fogyasztó. Energia cserefolyamat. Hálózati elemek soros és párhuzamos kapcsolása Energetikus képzés. Sárközi György

8. 1.3. Áramló villamosság alapfogalmai Egyszerü áramkör. Belső ellenállás. Ohm törvény. Energetikus képzés. Sárközi György

9. 1.4. Áramló villamosság alapfogalmai Kirchhoff törvényei. Csomóponti és hurok törvény. Energetikus képzés. Sárközi György

10. 1.5. Áramló villamosság alapfogalmai. Ellenállások kapcsolása. Párhuzamoskapcsolás. Energetikus képzés. Sárközi György

11. 1.6. Áramló villamosság alapfogalmai. Ellenállások kapcsolása • Soroskapcsolás (Bizonyítás-huroktörvény.) Energetikus képzés. Sárközi György

12. 1.7. Áramló villamosság alapfogalmai. Energia: egysége: Ws; 1Ws =1Joule(J); 1kWh=3600 kJ Teljesítmény: egysége: Watt; jele: P; Energia(vill.munka): a dW=U*I*dt integrálja (fogy.mérő) 1 Kal. = 4,2 kJ. Fontos összefüggések: Energetikus képzés. Sárközi György

13. 1.8. Áramló villamosság alapfogalmai.Energia átalakulások, veszteségek. Villamos áram hatásai: mechanikai; (vill. tér erőhatása), hasznosítás: lényegtelen: hő hatás; hasznosítás: 20% (kályhák, kemencék) kémiai h; hasznosítás: 10% (galvanizálás, jármű ipar) mágneses <> mechanikai ; hasznosítás: 70% (forgógépek) élettani hatás.; A villamos >hő energia kapcsolat jelentősége, Jouletörvénye. Veszteségek nagy része ebből a kapcsolatból adódik. Hálózatokban az áram nagyságának szerepe. Energetikus képzés. Sárközi György

14. 1.9. Áramló villamosság alapfogalmai.Energia átalakulások, veszteségek. A villamos >kémiai energia kapcsolata, Faraday törvényei. Elektrolízís. Kiválasztott anyag mennyiség:Q=k*I*t . Ionos vezetés- Vegyi átalakulás. Galvanizálástól az alumínium gyártásig. Egy reverzibilis folyamat: Galvánpolarizáció-Akkumulátor. Akkumulátor fajták. Savas Un=2.04 V; Ut=2.4-2.75 V. Lúgos Un=1.2 v; Ut=1.6-1-8 V. Belső ellenállás szerepe. Energetikus képzés. Sárközi György

15. 1.10. Áramló villamosság alapfogalmai.Energia átalakulások, veszteségek. Fontos, de ritkán említett átalakulások: Hő>villamos: Plazma generátor, termoelemek (hőtechnikai műszerezés) Mech.>villamos: Piezo-elektromosság Fény<>villamos<>fény: Fotocella, fotoelem, félvezető elmélet, gázkisülés; Veszteség-hatásfok elemzés az eddig megismert anyag alapján Hálózat kialakítással elérhető veszteség csökkentés.A villamos gépek és készülékek hatásfoka. Energetikus képzés. Sárközi György

16. 1.11. Áramló villamosság alapfogalmaiÖsszefoglaló és példa az 1.fejezethez. Meleg víz tároló vill. oldali tervezése. V = 500 l (m=500 kg) viz,; T1 =10 ºC; T2=90 ºC; [fajhő. c = 4.2 kJ/kg°C] t =8 h. (felfűtési idő); Hálózati feszültség: 230 V; Szükséges höenergia: Q =c*m*dT =4.2*500*80 =168000 kJ; Szükséges vill.munka: W =168000/3600 =48 kWh; Szükséges vill.teljesítmény: P =W/t =48/8 =6 kW =6000 W; Az áram: P =U*I-ből I=P/U =6000/230 =26 A; mivel A fűtő ellenállás értéke: R =6000/676 =8.9 ohm. Energetikus képzés. Sárközi György

17. 2.1. Statikus villamosság. 1. A térbeli áramlás törvényszerűségeit vizsgáljuk. Equipotenciális felületek. Az áramlás ezekre merőleges. Csak így igaz a W =U*Q összefüggés. Két E.p.felület között felírható feszültségegyenlet: U-(U+du)=dr*di; ebből a dr átalakítása után –du/dl= *J tehát az áramlás jellemezhető a hosszegységre eső feszült- séggel ez a villamos térerősség: E =-du/dl [V/m]; ezzel a Differeciális Ohm törvény: E = *J vagy J =*E; ahol : fajl.ellenállás; :fajl.vezetőképesség. E és J vektormennyiségek. W =U*Q  F*dl = - du*Q így kiszámítható a térben ható erő: F =E*Q; mert: - du/dl = E Energetikus képzés. Sárközi György

18. 2.2.Statikus villamosság. 2. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények. A d.Ohm törvény szerint, ha a töltések nem mozognak,akkor: J =  *E =0 (nics áram); ezért itt két eset lehetséges: 1. Ha  nem nulla, de E = 0  jelentése: vezető belsejében statikus tér nem lehet! 2. Ha  =0, de E nem nulla  jelentése: nulla vezetőképes- ségű térben statikus tér lehet. Szigetelőkben! E témakör a vill.szilárdságtan területe. Átütési szilárdság stb. Töltés megjelenési formái: pontszerű: Q, vonalas: q =dq/dl, felületi:  =dQ/dA, térbeli:  =dQ/dV. Vonzás - Taszítás Energetikus képzés. Sárközi György

19. 2.3.Statikus villamosság. • 3. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények. Terek definiálása: Geometriai – Fizikai: Skaláris és Vektor tér. A villamos és mágneses tér, vektor tér: forrásos –örvényes. A statikus vill.tér forrásos (potenciálos) tér. Coulomb törvénye. Erőhatás a vill.térben. Permittivitás ( ) Energetikus képzés. Sárközi György

20. 2.3.Statikus villamosság. Egységnyi töltésre ható erő, az E térben. Energetikus képzés. Sárközi György

21. 2.3.Statikus villamosság. Semleges dielektrikum: Térerősség vektorai: Energetikus képzés. Sárközi György

22. 2.3.Statikus villamosság.Villamos megosztás. Gauss tétel magyarázata. Energetikus képzés. Sárközi György

23. 2.3.Statikus villamosság. Energetikus képzés. Sárközi György

24. 2.3.Statikus villamosság. Energetikus képzés. Sárközi György

25. 2.3.Statikus villamosság.Coulomb törvénye. Gauss tétele. Coulomb 1. Q1 töltés által létesített E tér nagysága a távolság négyzetével fordítottan arányos. Coulomb 2. Ez a tér egy Q2 töltésre:F= Q2.E erővel hat Két töltés esetén az erő: Dielektromos állandó ( [A.s/V.m]) Gauss tétele: Faraday kalitka Villámhárító. Eltolási vektor: D=E. Energetikus képzés. Sárközi György

26. 2.4.Statikus villamosság. • 4. Statikus villamos tér.Fontosabb törvények. Gauss tétel. Anyagok permittivitása (). Eltolási vektor (D). E*A =Q/  ; D=  *E; a D*A =Q általános esetre integrálni kell. Zárt felületen áthaladó villamos eltolás (fluxus) egyenlő a benne lévő töltéssel. Villámhárító –Faraday kalitka. Villamos megosztás. Kondenzátor egyenlet. C- kapacitás. Farad [F]=[Cb/V]= [As/V] ; Síkkondenzátor kapacitása. Töltőáram i =dQ/dt =(C*du )/dt; C = *A/d A tárolt energia: Energetikus képzés. Sárközi György

27. 2.5. Statikus villamosság. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Sík kondenzátor : C = *A/d [F] Farad Energetikus képzés. Sárközi György

28. 2.5. Statikus villamosság. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Síkkondenzátor. Energetikus képzés. Sárközi György

29. 2.5. Statikus villamosság. 5. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. A villamos erőtér örvénymentes, potenciálos tér, eltolási vek- torral leírható. D = *E; Kondenzátor szerepe és viselkedése az áramkörben. Töltés-kisütés folyamata. Töltés: a nagy eltolási áram exp. csökken, a végén 0 lesz, és az U = Uc-vel. Energetikus képzés. Sárközi György

30. 2.6. Statikus villamosság. 6. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Kondenzátor szerepe az áramkörben. Töltés-kisütés folyamata Kisütés: ármforrásként indul, U és I exp. csökken. Áram iránya ellenkező lesz. Energiája hővé alakul. Energetikus képzés. Sárközi György

31. 2.7. Statikus villamosság. 7. Statikus villamos tér. Kondenzátorok. Kondenzátor szerepe az áramkörben. Kapcsolások. Soros – Párhuzamos. Energetikus képzés. Sárközi György

32. 3.1. Áram és mágneses tér kapcsolata. Az áram mágneses hatása. Mágneses alapjelenségek. Természetes mágnesek. Oersted (1821) megállapítása. Ampere bizonyítása ( erőtörvény). Atomi méretű köráramok. Statikus töltések hatása >>villamos tér. Mozgó töltések hatása >> mágneses tér is. Egyenletesen mozgó töltések >>időben állandó mágneses tér. Gyorsulva mozgó töltések >>időben változó m. tér. M.tér ábrázolása – térjellemzők. Jobb csavar szabály. Erőhatás a m.térben: F = B*l*I [N] I áram, l hosszú vezeték, B mágneses indukció ; Energetikus képzés. Sárközi György

33. 3.1. Áram és mágneses tér kapcsolata.Mágneses fluxus. Energetikus képzés. Sárközi György

34. 3.2. Áram és mágneses tér kapcsolata. Mágneses térjellemzők. M.indukció B =F/l*I ;egységnyi felületen 1 erővonal halad át. Fluxus az A felületen átmenő erővonal szám.  = B*A ; [ ] = [Vs] Weber. A mágneses tér erősségének meghatározásához az Amper-féle erőtörvény- ből indulunk ki. Energetikus képzés. Sárközi György

35. 3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata. A gyakorlati számítás céljából átalakítjuk az egyenletet. A a vákuum permeabilitása.Az F erőre kapott két egyenlet- ből a B indukciót kifejezve, és a H térerősséget bevezetve: Energetikus képzés. Sárközi György

36. 3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata. Mágneses térerősség. Mágnesezési görbe. Gerjesztési törvény. Para-dia-ferro-és ferri mágneses anyag. Ferromágneses anya- gok . A permeabilitás szerepe. Energetikus képzés. Sárközi György

37. 3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata.Skin hatás – Vezeték méretezés.Gerjesztés elve. Energetikus képzés. Sárközi György

38. 3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata Energetikus képzés. Sárközi György

39. 3.3. Áram és mágneses tér kapcsolata Energetikus képzés. Sárközi György

40. 3.4. Áram és mágneses tér kapcsolata. Mágneses körök. Mágneses ohm törvény. Energetikus képzés. Sárközi György

41. 3.5. Áram és mágneses tér kapcsolata. Mágnesezési görbék Energetikus képzés. Sárközi György

42. 3.6. Áram és mágneses tér kapcsolata. Hiszterézis. Mágnesezési veszteségek a váltakozó áramú körökben. Energetikus képzés. Sárközi György

43. 3.7. Áram és mágneses tér kapcsolata. A 3.pont összefoglalása. Egyszerű mágneses kör méretezése. A = 50cm2 ; lk = 80cm ; N =400 ;B =1.5 T ;légrés=0.2cm Mágn.görbéböl B =1.5 T-hoz H =2400 A/m ;de a levegőhöz Energetikus képzés. Sárközi György

44. 3.7. Áram és mágneses tér kapcsolata. Mágneses kör méretezése folytatás: • H.l = 2400.0,8 =1920 =N.I I =4,8 A. ; Ha légrés is van: • H.l = 2400.0,798 +1,19. N.I I =10,5A Veszteségek a vill. gépekben. Karban- tartás. Energetikus képzés. Sárközi György

45. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.a.) Bevezetésül a komplexszámokról. Egy vektor végpontja a számsíkon egy pontot határoz meg. Ez a pont két valós számmal kifejezhető (a,b). i –imaginárius egység. Komplex vektor, forgó- vektorok a váltakozó áramu körökben. Más koordináta rend- szer használata. . Energetikus képzés. Sárközi György

46. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.b.) Bevezetésül a komplexszámokról. Energetikus képzés. Sárközi György

47. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.A Faraday indukció definiciója általános esetre: . Energetikus képzés. Sárközi György

48. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció.A Faraday indukció definiciója a fluxus szinuszosváltakozása esetére. Energetikus képzés. Sárközi György

49. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció. A mozgási indukció alap összefüggései. Energetikus képzés. Sárközi György

50. 4.1. Villamos- és mágneses tér kapcsolata.Mágneses tér változása. Indukció. A mozgási indukció alap összefüggései Energetikus képzés. Sárközi György