- Μηνύματα
- 1,021
- Πόντοι
- 36
Το ανέφερα ονομαστικά στο πρώτο μου Post. Γενικά στη φύση ισχύουν οι Θεμελιώδεις Αρχές Διατήρησης της Ενέργειας και Ελάχιστης Ενέργειας οι οποίες μέσω λογικών συλλογισμών οδήγησαν στις περισσότερες Αρχές της Φυσικής.theoctapus είπε:
Στη μηχανική για παράδειγμα κάθε σύστημα τείνει να διατηρήσει σταθερή και στο ελάχιστο την ενεργειακή του κατάσταση. Πχ στην κλασσική Νευτώνεια Μηχανική ένα σώμα που έχει μάζα Α και κινείται με ταχύτητα U έχει αποκτήσει κινητική ενέργεια Ε. Αν στο σώμα αυτό δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις τότε το σώμα θα συνεχίσει να κινείται διατηρώντας την ενέργεια του σταθερή. Για να σταματήσει το σώμα να κινείται χρειάζεται να ασκηθεί πάνω του δύναμη ή συνισταμένη δυνάμεων η οποία θα προκαλέσει την "απορρόφηση" ή καλύτερα τη μετατροπή της κινητικής του ενέργειας σε μία άλλη μορφή ή σε περισσότερες άλλες μορφές. Η νέα μορφή ενέργειας αυτής προκύπτει οτι εξαρτάται από τη μάζα του σώματος και σαφώς από το τετράγωνο της ταχύτητας που είχε το σώμα κατά την κίνησή του. Η μάζα του σώματος αυτού αποτελεί μέτρο για τη δυσκολία που παρουσιάζει το σώμα σε κάθε εξωτερικό αίτιο που τείνει να του αλλάξει την ενεργειακή του κατάσταση. Η δυσκολία αυτή καλείται αδράνεια και είναι περισσότερο μια κοινώς αποδεκτή έννοια στη Φυσική παρά ένα μαθηματικά τυποποιημένο μέγεθος. Η αδράνεια είναι η αιτία πχ που κατά τη διάρκεια ενός φρεναρίσματος το σώμα σου συνεχίζει στιγμιαία να κινείται προς την κατεύθυνση του οχήματος ακόμα και όταν αυτό σταματήσει.
Στον ηλεκτρισμό ορίζουμε ως ρεύμα την κίνηση αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων τα οποία κινούνται λόγω διαφοράς δυναμικού τείνοντας να διατηρήσουν τη δυναμική τους ενέργεια στο ελάχιστο αυξάνοντας βέβαια την κινητική τους ενέργεια μέχρι την αποκατάσταση μιας δυναμικής ισορροπίας. Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος ορίζουμε την ποσότητα των φορτίων που διαρρέουν έναν αγωγό στη μονάδα του χρόνου. Το φορτίο παρόλο που ιδανικά στη φύσική θεωρείται ώς σημειακό άϋλο σώμα παρουσιάζει και αυτό αδράνεια. Συνεπώς όταν μέσω ενός αγωγού υπάρχει ροή ηλεκτρονίων η οποία διακόπτεται από εξωγενή παράγοντα (πχ άνοιγμα διακόπτη) τα φορτία τείνουν να διατηρήσουν την κινητική ενέργεια τους στιγμιαία. Εύλογα θα αναρωτηθεί κανείς γιατί αυξάνει η ένταση κατα την διακοπή και δεν μένει έστω στο Max της τιμής της λειτουργίας. H απάντηση είναι γιατί το δίκτυο μπορεί δυνητικά να αποδόσει στην κατανάλωση μεγαλύτερη ενέργεια. Έτσι παρόλο που τυπικά μία οικία μπορεί να αντλήσει συγκεκριμένη ενέργεια ανά μονάδα χρόνου (δηλαδή ισχύ) δύναται σε μεταβατική κατάσταση να αντλήσει στιγμιαία μεγαλύτερη ενέργεια από το δίκτυο. Αυτό συμβαίνει γιατί κατά τη διακοπή η διαφορά δυναμικού των 220V συντηρείται και είναι έτοιμη να τροφοδοτήσει ξανά με ηλεκτρική ενέργεια το κύκλωμα.
Η τιμή του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό εξαρτάται από την αντίσταση του αγωγού και την τάση που εφαρμόζεται στα άκρα του. Αν η τάση είναι τόσο μεγάλη έτσι ώστε να δύναται να δημιουργήσει μεγάλης έντασης ρεύμα σε συγκεκριμένο αγωγό τότε υπάρχει κίνδυνος η ταχύτατη κίνηση των φορτίων να υπερπηδήσει την απόσταση και το "κατώφλι" της διηλεκτρικής σταθεράς του μέσου αγωγής (σε κατάσταση ανοιχτού διακόπτη τον αέρα) και υπάρχει περιπτωση διάσπασης του αέρα με ταυτόχρονη δημιουργία ηλεκτρικού τόξου. Η διαδρομή που κάνει ο διακόπτης και οι διάφορες θέσεις που παίρνει σε όλο το φάσμα της κίνησής του όταν ανοίγει, μεταβάλλει τα δυνητικά μονοπάτια αγωγής του ρεύματος μέχρι να διαγράψει όλη τη διαδρομή παρέχοντας την ασφαλή απόσταση διακοπής του αγωγού που έχει προβλεφθεί κατασκευαστικά οτι δεν άγει. Όταν η κίνηση του διακόπτη γίνει ακαριαία και το υλικό του διακόπτη έχει προβλεφθεί σωστά μειώνει την πιθανότητα εμφάνισης τόξων και για αυτό σε διακόπτες σε δίκτυα υψηλής χρησιμοποιούνται ταχύτατοι διακόπτες.
Το γιατί γίνεται στιγμιαία αύξηση το εξήγησα στο 1).Αν και δεν κατάλαβα ακριβώς την ερώτησή σου για το που παρατηρείται αυτή η αύξηση απαντώ λέγοντας οτι μπορεί να επιμεριστεί διαφορετικά στους επιμέρους κλάδους της συσκευής ανάλογα το σχεδιασμό του κυκλώματος, αντικατοπτρίζεται δε πλήρως στην κύρια γραμμή τροφοδοσίας της συσκευής.
Μίλησα προηγουμένως για τρείς κύριες κατηγορίες UPS
Κατηγορία 1: Stand by ή Offline UPS
Τα UPS αυτά είναι τα πιο φτηνά (έχουν πλέον σχεδόν καταργηθεί) και παρέχουν μόνο βασική προστασία από διακοπή ρεύματος και μεγάλες υπερτάσεις ή υποτάσεις. Τις μικρές μεταβολές στην τάση που σε κάποιες συσκευές είναι κρίσιμης σημασίας δεν τις αποκόπτουν γιατί ο μηχανισμός αποκοπής από το δίκτυο και μεταγωγής στην τροφοδοσία της μπαταρίας χρειάζεται να "δει" σχετικά μεγάλη μεταβολή προκειμένου να ενεργοποιηθεί. Τα πλεονεκτήματά του είναι οτι η μπαταρία του στέλνει ενέργεια στην κατανάλωση μόνο όταν υπάρξει το πρόβλημα (Διακοπή, Μεγάλη Υπέρταση και Υπόταση). Τα μειονεκτήματα είναι οτι υπάρχει φυσική σύνδεση με το δίκτυο και οτι δεν απομονώνονται ηλεκτρικός θόρυβος και αρμονικές που δύνανται να διαταράξουν την ομαλότητα της συχνότητας η οποία παίζει δραματικό ρόλο σε ηλεκτρονικά ισχύος που τα βρίσκει πλέον κανείς παντού.
Κατηγορία 2: Line Interactive UPS
Η δεύτερη κατηγορία είναι πιο εξελιγμένη. Πέρα λοιπόν από τη βασική προστασία στη διακοπή ή σε σχετικά μεγάλες υπερτάσεις και υποτάσεις (πχ άνω των +/-50V) τις οποίες αποκόπτει απομονώνοντας το δίκτυο κι εμπλέκοντας την μπαταρία διαθέτει κι έναν αυτομετασχηματιστή ο οποίος λαμβάνει τάση από το δίκτυο και την επάγει στην κατανάλωσή σου. Με αυτόν τον τρόπο ανιχνεύονται και οι μικρές μεταβολές (+/-10V έως +/-50V) του δικτύου. Η μπαταρία δεν εμπλέκεται σε αυτές τις μικρές μεταβολές αλλά η τάση εξόδου του αυτομετασχηματιστή που στην ουσία τροφοδοτεί τις καταναλώσεις σου παραμένει σταθερή. Το πλεονέκτημα αυτής της κατηγορίας είναι οτι πέρα από την επιλεκτική χρήση της μπαταρίας σε μεγάλες μεταβολές τάσης το UPS ανιχνεύει, προσαρμόζει και τις μικρότερες και διατηρεί την έξοδό του σταθερή. Λειτουργεί δηλαδή και ως σταθεροποιητής κι επίσης ΔΕΝ υπάρχει φυσική σύνδεση της κατανάλωσής σου με το δίκτυο. Το δευτερεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή είναι αυτό που τροφοδοτεί την κατανάλωσή ακόμα και στην κανονική λειτουργία. Το μειονέκτημα της διατάραξης συχνότητας παραμένει διότι ο Μ/Σ επάγει εναλλασσόμενη τάση όμοιας συχνότητας με του δικτύου.
Κατηγορία 3: Οnline UPS
Πρόκειται για την πιο εξελιγμένη κατηγορία.
Σε αυτήν την περίπτωση η τάση του δικτύου υφίσταται τις εξής μεταβολές πριν εφαρμοστεί στην κατανάλωση. Αρχικά η τάση υποβιβάζεται και ανορθώνεται, γίνεται δηλαδή μικρότερης τιμής και συνεχής (DC) από εναλλασσόμενη (AC) με χρήση συνδυασμού Μ/Σ και ηλεκτρονικών ισχύος (γέφυρες ανορθωτή). Σε αυτό το σημείο η τάση αποκτά συχνότητα 0Ηz εφόσον είναι συνεχής και κατά αυτόν τον τρόπο "απαλλάσσεται" από οποιαδήποτε προβλήματα διατάραξης συχνότητας. Στη συνεχεια η DC τάση αυτή φορτίζει τις μπαταρίες. Πριν διοχετευθεί μέσω των μπαταριών στην κατανάλωση η συνεχής τάση αυτή με χρήση πάλι ηλεκτρονικών ισχύος (εναλλάκτη) μετατρέπεται σε εναλλασσόμενη επιθυμητής συχνότητας που καθορίζει ο εναλλάκτης (και είναι φυσικά στα 50Hz για το δίκτυό μας). Τελευταίο βήμα είναι η ανύψωση της τάσης στα 230V που απαιτεί η συσκευή σου. Η τάση αυτή όπως γίνεται αντιληπτό είναι απαλλαγμένη από προβλήματα συχνότητας διότι δεν καθορίζεται συχνοτικά από το δίκτυο αλλά από τα ηλεκτρονικά ισχύος του UPS. Πέρα από αυτό το βασικό πλεονέκτημα είναι διπλά απομονωμένη από το δίκτυο λόγω Μ/Σ υποβίβασης και ανύψωσης. Όσον αφορά την τάση κατανάλωσης αυτή πλέον δεν εξαρτάται από το δίκτυο αλλά από τη μπαταρία η οποία είναι συνεχώς συνδεδεμένη στη συσκευή σου. Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος δεν υπάρχει κανένας μηχανισμός που θα εμπλέξει την παροχή της μπαταρίας στην κατανάλωσή γιατί είναι μόνιμα συνδεδεμένη σε αυτή και για αυτό ο χρόνος μεταγωγής είναι πραγματικά 0 Το μόνο που θα γίνει στη διακοπή ρεύματος είναι απλά η παύση φόρτισης της μπαταρίας. Το μειονέκτημα αυτής της κατηγορίας είναι οτι η μπαταρία πρέπει να είναι συνδεδεμένη συνεχώς στην κατανάλωση πράγμα το οποίο μας εξασφαλίζει ποιοτική παροχή αλλά ανεβάζει το κόστος των υλικών που πρέπει να χρησιμοποιηθούν προκειμένου η μπαταρία να αντέξει στις διαρκείς φορτίσεις κι εκφορτίσεις. Στην ουσία ακόμη και σε κανονική λειτουργία η μπαταρία φορτίζεται κι εκφορτίζεται συνέχεια διατηρώντας μια δυναμική ισορροπία μεταξύ το εισερχόμενου κι εξερχόμενου φορτίου. Προκειμένου να αντέξει λοιπόν η μπαταρία και το κύκλωμα για ικανοποιητικό χρονικό διάστημα θα πρέπει να είναι κατασκευασμένα από ποιοτικότερα-ακριβότερα υλικά. Με λίγα λόγια το βασικό μειονέκτημα της τρίτης κατηγορίας είναι το κόστος.
.
)
