Post on 01-Jun-2018
8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec01_Single Phase Circuit
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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
8/9/2019 Electrical Power and Machines- Lec01_Single Phase Circuit
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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
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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
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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
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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 f f i c i e n t a n d
e f f i c i e n t a n d
e f f i c i e n t a n d
e c o n o m i c a l ! !
e c o n o m i c a l ! !
e c o n o m i c a l ! !
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 ! !
a n d s i m p l e r ! !
a n d s i m p l e r ! !
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
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W a r o
f t h e C u r
r e n t s ( 1 9
0 0 )
A C
! !
6
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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 )
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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