מדינת ישראל סוג הבחינה: בגרות לבתי ספר על יסודיים משרד החינוך מועד הבחינה: קיץ תשע"ג, 2013 נספח לשאלון: אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר נוסחאו

תמליל

1 מדינת ישראל סוג הבחינה: בגרות לבתי ספר על יסודיים משרד החינוך מועד הבחינה: קיץ תשע"ג, 01 נספח לשאלון: 8801 אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר )1 עמודים( הגדלים בנוסחאון מופיעים ביחידות SI 1 1 [ N m] kgf m 981. [ ] א. המרת אנרגיה. 1 מכונות לזרם ישר 1.1 מתח מושרה [V] E כא"מ מושרה ברוטור N מספר מוליכים ברוטור p מספר זוגות קטבים [r.p.m] n מהירות סיבוב מספר זוגות ענפים a מקבילים ברוטור E Npn Φ 0 a Np Ce 0 a E Ce Φ n [Wb] Φ שטף C e מקדם המשך בעמוד

2 מומנטים m] M [N מומנט נקוב [W] הספק rad ω מהירות זוויתית sec [r.p.m] n מהירות סיבוב C m מקדם N מספר מוליכים ברוטור p מספר זוגות קטבים מספר זוגות ענפים a מקבילים ברוטור M ω n ω π 0 Np Cm πa Mem CmΦIa em EIa מומנט אלקטרומגנטי m] M em [N שטף Φ [Wb] זרם הרוטור I a הספק אלקטרומגנטי em [W] Ce Cm מהירות סיבוב [V] U מתח זינה [Ω] R a התנגדות סליל הרוטור U I R n a a CeΦ U+ I R n a a CeΦ במנוע: בגנרטור: המשך בעמוד

3 מכונה לזרם ישר בעירור מקבילי I הזרם הנצרך/המסופק I f זרם סליל העירור I a זרם סליל הרוטור I Ia + If Ia I+ If במנוע: בגנרטור:. שנאי חד מופעי.1 מתח מושרה בסליל כא"מ מושרה בסליל E 1 [V] הראשוני כא"מ מושרה בסליל E [V] השניוני E1. f Φmax N1 E. f Φmax N [Wb] Φ max שטף מרבי בגרעין מספר הכריכות בסליל N 1 הראשוני מספר הכריכות בסליל N השניוני [Hz] f תדירות [T] B max [Wb / m ] ; השראה מגנטית מרבית Φ max B max A ] A [m שטח החתך של הגרעין a יחס השנאה [V] U 1 מתח בסליל הראשוני [V] U מתח בסליל השניוני I 1 זרם בסליל הראשוני N a 1 U 1 I N U I1 I זרם בסליל השניוני המשך בעמוד

4 - -. ניסוי קצר a יחס השנאה [Ω] R התנגדות הסליל השניוני התנגדות הסליל השניוני R [Ω] משוקפת לראשוני R R X X a a היגב השראותי של הסליל X [Ω] השניוני היגב השראותי של הסליל X [Ω] השניוני משוקף לראשוני [Ω] R k התנגדות הקצר [Ω] X k היגב הקצר של השנאי Rk R1+ R Xk X1+ X U Zk k Ik עכבת הקצר של השנאי Z k [Ω] מתח הקצר של השנאי U k [V] זרם הקצר של השנאי I k הספק הקצר של השנאי k [W] Zk Rk + Xk Rk k Ik. ניסוי ריקם )במתח נקוב( I Fe זרם הפסדי הברזל [W] o הספק הריקם [V] U n מתח נקוב I μ זרם המיגנוט I o זרם הריקם התנגדות המייצגת את R Fe [Ω] הפסדי הברזל היגב המשרן היוצר את X μ [Ω] מ גנוט גרעין השנאי IFe o Un Iµ Io IFe U R n Fe IFe Un Xµ Iµ המשך בעמוד 5

5 מפלי מתח ומתחי עבודה %R ΔU מפל מתח התנגדותי באחוזים [W] Δ Cu הפסדי נחושת [VA] S n הספק מדומה נקוב [V] U 1n מתח נקוב בראשוני מפל מתח השראותי %X ΔU באחוזים Cu UR% S 0 n I R U n k R% 1 U 0 1n UX% Uk% UR% ( ) ( ) I X U n k X% 1 U 0 1n %k U מתח קצר באחוזים U U k k% U 0 1n % ΔU מפל מתח באחוזים מקדם ההספק של הצרכן cos ϕ המחובר לסליל השניוני β גורם העמסה [V] U מתח בסליל השניוני [V] U n מתח ריקם בסליל השניוני ( ) U% β UR% cosϕ + UX% sin ϕ U U Un 1 % 0.5 נצילות השנאי [VA] S הספק מדומה נצילות השנאי η הספק המוצא [W] הפסדי נחושת Δ Cu [W] הפסדי ברזל Δ Fe [W] הפסדי נחושת בזרם נקוב Δ Cun [W] β S S n η + Cu + Fe β S ϕ η n cos βsn cos ϕ + β Cu n + Fe המשך בעמוד

6 - -. מנוע השראתי מומנט נקוב M n m] [N הספק נקוב n [W] rad ω מהירות זוויתית נקובה n sec מהירות הרוטור n n [r.p.m] M n n ωn π n ω n n 0 [r.p.m] n s מהירות סינכרונית p מספר זוגות קטבים f ns 0 p s מקדם החלקה n n s s n ns מומנט M m] [N מומנט קריטי M k m] [N מקדם החלקה קריטי s k M Mk sk s + s sk נוסחת קלוס )נוסחה מקורבת(: s n מקדם החלקה במומנט נקוב היחס בין המומנט המרבי λ max למומנט הנקוב של המנוע התנגדות סלילי הסטטור R 1 [Ω] )למופע( M λmax k s k s + n 1 Mn sn sk s s k n λmax ± λmax 1 [Ω] R התנגדות סלילי הרוטור, המשוקפת לסטטור )למופע( היגב השראותי כללי X T [Ω] )למופע( sk R R1 + XT R XT היגב השראותי של סלילי X 1 [Ω] הסטטור )למופע( XT X1+ X ' [Ω] X היגב השראותי של סלילי הרוטור, המשוקף לסטטור )למופע( המשך בעמוד 7

7 - 7 - מומנט קריטי M k m] [N מתח מופעי U ph [V] מקדם החלקה s תדירות הרשת f 1 [Hz] תדירות זרמי הרוטור f [Hz] 955. Uph Mk ns XT f s f1 [W] mech הספק מכני [W] em הספק אלקטרומגנטי ( ) mech 1 s em [W] Δ Cu הפסדי נחושת ברוטור [W] o הספק ריקם [V] U L מתח הקו )בין מופעים( I ol זרם ריקם Cu s em o UL IoL cosϕo cos ϕ o מקדם הספק בריקם זרם התנעה קווי בחיבור I Y כוכב, בהתנעה ישירה זרם התנעה קווי בחיבור I LΔ משולש, בהתנעה ישירה I I L Y התנעה בכוכב משולש: המשך בעמוד 8

8 - 8 - ב. מערכות הספק. 1 מוליכות סגולית של מוליכים נחושת חמרן [m / Ω mm ] מוליכות סגולית γ. מפלי מתח והפסדי הספק U n L 1 L L I 1, 1 (cos ϕ 1 ) I, (cos ϕ ) I, בזרם חילופין: ) (cos ϕ.1 במתח ישר [V] ΔU מפל המתח מוליכות γ ] [m / Ω mm סגולית שטח חתך A ] [mm המוליך [W] Δ הפסדי הספק n זרם של צרכן I n מתח נומינלי U n [V] של הרשת U A L 1 ( I 1+ I + I )+ L ( I + I )+ L I γ γa ( ) I 1 L1+ I ( L1+ L)+ I L1+ L + L A L ( I + I + I ) + L ( I + I ) + L I 1 1 γ In n Un המשך בעמוד 9

9 במתח חילופין חד מופעי U A I L + I ( L + L ) 1 1 ϕ1 1 ϕ + I L 1+ L + L cosϕ γ cos cos ( ) [V] ΔU מפל המתח מוליכות γ ] [m / Ω mm סגולית שטח חתך A ] [mm המוליך [W] Δ הפסדי הספק פאזור הזרם של In צרכן n A L ( I + I + I ) + L ( I + I ) + L I 1 1 γ כאשר: cosϕ1 cosϕ cos ϕ 1 ( 1+ + ) + + γa L I I I L I I ( ) + L I In n Un cosϕn n זרם של צרכן I n מתח נומינלי U n [V] של הרשת cos ϕ n מקדם ההספק של צרכן n. במתח חילופין תלת מופעי U A I L + I ( L + L ) + I ( L + L + L ) 1 1 cosϕ1 1 cosϕ 1 cosϕ γ γa L 1 I1 + I + I + L I + I + L I כאשר: cosϕ1 cosϕ cos ϕ 1 ( 1+ + ) + + γa L I I I L I I ( ) + L I In n Un cosϕ n המשך בעמוד

10 - -. שיפור מקדם ההספק [kvar] Q הספק ריאקטיבי של הצרכן [kw] הספק אקטיבי של הצרכן זווית בין הזרם והמתח של ϕ [ ] הצרכן Q tg ϕ S + Q [kva] S הספק מדומה של הצרכן הספק ריאקטיבי של סוללת Q c [kvar] קבלים, הנדרשת לשיפור מקדם ההספק ( ) Qc tg ϕ 1 tg ϕ [ ] 1 ϕ זווית לפני השיפור [ ] ϕ זווית אחרי השיפור [kvar] Q c1 הספק הקבל במופע אחד קיבול הקבל הנדרש )במופע C [μf] אחד( [V] U מתח על הקבל rad ω מהירות זוויתית sec Q Q c c1 C Q 9 c1 U ω [Hz] f תדירות הרשת ω π f מקדם ההספק הנדרש על ידי חברת החשמל: 0.9 המשך בעמוד 11

11 תכנון מתקן חשמל.1 מקדם הביקוש [kw] m ההספק המותקן במתקן צריכת ההספק הצפויה f [kw] בפועל f m k k מקדם הביקוש מקדם הביקוש של בניין לפי מספר הדירות שבו מספר הדירות בבניין מקדם הביקוש מספר הדירות בבניין מקדם הביקוש 0.. מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד זרם העבודה הממושך I b במעגל הזרם הנומינלי של המבטח I n או הזרם שאליו הוא כוונן Ib In Iz הזרם המתמיד המרבי של I z המוליך מעגל חד מופעי Ib U cos ϕ η U 0 V מעגל תלת מופעי Ib U cos ϕ η U 00 V המשך בעמוד 1

12 כבלים מותקנים בתעלה רחבה, על מגש מחורר או צמודים לקיר מוליכים מנחושת בידוד 90 C מעגל תלת מופעי מעגל חד מופעי מבטח B או C חתך זרם מתמיד מרבי חתך זרם מתמיד מרבי מבטח B או C I n I z A )ממ"ר( I n I z A )ממ"ר( טמפרטורה אופפת: 5 C. מקדם תיקון עבור טמפרטורה אופפת שונה של הסביבה טמפרטורה אופפת של הסביבה (C ) המקדם בידוד 90 C.5 מקדם תיקון עבור התקנת כבלים רב גידיים ללא רווח ביניהם )1( התקנה בשכבה אחת: 9 מספר הכבלים המקדם 0.80 )( התקנה בשכבות אחדות או במקובץ: מספר הכבלים המקדם 0.5 המשך בעמוד

13 כבלים טמונים במישרין באדמה עם כיסוי מגן מוליכים מנחושת בידוד 90 C חתך כבל רב גידי במעגל תלת מופעי זרם מתמיד מרבי חתך כבל רב גידי במעגל חד מופעי מבטח B או C I n 1 זרם מתמיד מרבי I z 1 A )ממ"ר( 1.5 מבטח B או C I n 0 I z 8 A )ממ"ר( טמפרטורה אופפת של האדמה: 0 C.7 מקדם תיקון עבור טמפרטורה אופפת שונה של האדמה טמפרטורה אופפת של האדמה (C ) המקדם בידוד 90 C.8 מקדם תיקון עבור התקנת כבלים אחדים באדמה מספר המעגלים המשך בעמוד 1 אופן התקנת המעגלים מעגלים צמודים מעגלים שהמרחק המזערי בין המעטים שלהם 7 ס"מ

14 הגנה נגד התחשמלות בשיטת האיפוס עכבת לולאת תקלה למתקנים בעלי מתח נומינלי של 0 V לאדמה, המוגנים על ידי נתיכים בעלי אופיין g L או מפסקים אוטומטיים זעירים בעלי אופיין מדגם B זרם נקוב עכבה מרבית זרם קצר מזערי I k Z 1 [Ω] I n המשך בעמוד 15

15 אופיינים של מפסקים חצי אוטומטיים זעירים דגם B זמן בשניות כופל זרם נומינלי I n המשך בעמוד 1

16 דגם C זמן בשניות כופל זרם נומינלי I n בהצלחה!