Electrical Power and Machines- Lec01_Single Phase Circuit

8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec01_Single Phase Circuit

1/9

U n i t 2

S i n g l e - P h a s e

C i r c u i t

s

1


2/9

L e c t u r e O u t l i n e

•

I n t r o t o A C

•

S i n

u s o i d s

•

2


3/9

I n t r o d

u c t i o n t o A C c i r c u i t s

•

1 8 3 4 : F

i r s t e l e c t r i c g e n e r a t o r ( D C )

i n v e n t e d i n

L o n d o n

•

1 8 7 8 : T

h o m a s E d i s o n i n v e n t e d e l e

c t r i c l i g h t r u n

o n D C

3

•

o s a

c o r e s a n

o m e s

a u s e e e c r c y

h a v e o n - s i t e d y n a m o

s ( D C g e n e r a

t o r s ) –

e x p e n s

i v e a n d n o i s y

•

H a v i n g

a c e n t r a l p l a n

t f o r e l e c t r i c i t y g e n e r a t i o n

a n d p o w e r d i s t r i b u t i o n i s n o t p r a c

t i c a l b e c a u s e

D C n o t

s u i t a b l e f o r t r a n s m i s s i o n o

v e r l o n g

d i s t a n c

e s

•

T h e n s o m e b o d y i n v e

n t e d A C w h i c

h h a s s o m e

o b v i o u s a d v a n t a g e s

c o m p a r e d t o

D C


4/9

W a r o

f t h e C u r

r e n t s

A m

o n g E E o n

A m

o n g E E o n

A m

o n g E E o n

A m

o n g E E o n

w h e

t h e r

w h e

t h e r

w h e

t h e r

w h e

t h e r A C A C A C A C o r o r o r o r

T h e b a t t l e

T h e b a t t l e

T h e b a t t l e

T h e b a t t l e

b e g a n o n t h

e

b e g a n o n t h

e

b e g a n o n t h

e

b e g a n o n t h

e

l a t e 1 8 8 0 s

l a t e 1 8 8 0 s

l a t e 1 8 8 0 s

l a t e 1 8 8 0 s

4

s

r

s

r


5/9

W a r o

f t h e C u r

r e n t s ( 1 8

9 0 ’ s )

A C A C A C A C i s m o r e

i s m o r e

i s m o r e

i s m o r e

e f f i c i e n t a n d




e c o n o m i c a l ! !




D C D C D C D C c a m e f i r s t

c a m e f i r s t

c a m e f i r s t

c a m e f i r s t

a n d s i m p l e r ! !




5

A C A C A C A C i s n o t

i s n o t

i s n o t

i s n o t

s a f e ! !

s a f e ! !

s a f e ! !

s a f e ! !

T h o

m a s E d i s o n

G e n e r a l E

l e c t r i c C o r p

N i k o l a T e s l a

W e

s t i n g h o u s e C o r p


6/9

W a r o

f t h e C u r

r e n t s ( 1 9

0 0 )

A C

! !

6


7/9

D C v s

A C

• A C – a l t e r n a

t i n g c u r r e n t

• M a g n i t u d e v

a r i e s

s i n u s o i d a l l y

w r t t i m e .

• T h e c u r r e n t

c h a n g e s

d i r e c t i o n a t c

e r t a i n

• D C – d i r e

c t c u r r e n t

• V o l t a g e &

C u r r e n t

M a g n i t u d e – c o n s t a n t w r t

t i m e

• T h e c u r r e n t i s a l w a y s i n

7

f r e q u e n c y .

• A C c i r c u i t s – c i r c u i t s

d r i v e n b y A C

v o l t a g e o r

c u r r e n t s o u r c e s ( e . g .

h o m e

p o w e r s u p p l y , a c

g e n e r a t o r )

o n e d i r e c t i o n .

• D C c i r c u i t – c i r c u i t s

d r i v e n b y

c o n s t a n t

v o l t a g e o r c u r r e n t

s o u r c e s ( e . g .

b a t t e r y )


8/9


9/9

W h y S

i n u s o i d s ?

•

T h e n a t u r e i s c h a r a c t e r i s t i c a l l y s i n u s o i d a l

i . e . r i p

p l e s o n t h e o c e a n s u r f a c e ,

m o t i o n o f a

p e n d u

l u m , v i b r a t i o n

o f a s p r i n g , r e s p o n s e o f

2 n d - o r d e r s y s t e m , e t c

9

•

E a s y t

o g e n e r a t e a n

d t r a n s m i t , t h

u s w i d e l y

u s e d

•

E a s y t

o h a n d l e m a t h e m a t i c a l l y i . e . d e r i v a t i v e

o r i n t e

g r a l o f a s i n u

s o i d i s s i n u s o

i d

•

T h r o u g h F o u r i e r a n a l y s i s , a n y p r a c t i c a l

p e r i o d

i c s i g n a l c a n

b e r e p r e s e n t e

d b y a s u m

o f s i n u s o i d s

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