Červeně vyznačené plochy nejsou v daném případě chráněny před úderem blesku, tudíž by bylo potřebné na tato místa umístit bleskosvody
Diplomová práce - Technika vysokých napětí
Tato kniha je součástí publikace diplomové práce na téma Podpora výuky a praktických výpočtů v prostředí GeoGebra.
Table of Contents
- Úvod
- Návod k práci s uvedenými applety
- Seznam použitých hodnot v rámci jednotlivých appletů
- Seznam použité literatury
- Intenzita elektrického pole pro různé geometrické konfigurace elektrod
- Intenzita elektrického pole mezi dvěma nabitými rovinami
- Rozložení napětí a intenzity elektrického pole složeného dielektrika pro střídavé napětí
- Rozložení napětí v ustáleném stavu pro stejnosměrné napětí
- Maximální intenzita elektrického pole dvou souosých válců
- Maximální intenzita elektrického pole mezi dvěma rovnoběžnými válci
- Maximální intenzita elektrického pole válce rovnoběžného s rovinou
- Elektrická intenzita působící na jednotkový náboj
- Maximální intenzita elektrického pole dvou koncentrických koulí
- Ilustrace problematiky zemnění
- Intenzita elektrického pole v okolí zemnící elektrody a výpočet krokového napětí
- Výpočet krokového napětí v okolí zemnící elektrody
- Vybrané problémy ochrany před bleskem
- Ochrana domu před bleskem
- Ochrana přípojnic před úderem blesku
- Valivá koule kolem vybraného objektu
Návod k práci s uvedenými applety
Všechny applety uvedené v této k knize jsou součástí diplomové práce s názvem:[br][b]Technika vysokých napětí - podpora výuky a praktických výpočtů v prostředí Geogebra[br][br][/b]U všech appletů je uveden krátký komentář, případně poznámky k práci s ním. Pokud budete chtít applet modifikovat, či podrobněji zkoumat dané zákonitosti a jeho funkčnost, doporučuji otevřít daný applet ve webové aplikaci GeoGebra, nebo si jej stáhnou a otevřít v aplikaci GeoGebra na vašem zařízení. [br][br]V nadcházející kapitole se nachází applet zobrazující seznam všech použitých konstant v rámci celé knihy, mohu tedy doporučit mít tuto kapitolu otevřenou na samostatné záložce v prohlížeči.[br][br]Pokud z jakéhokoliv důvodu dojde z zamrznutí nákresny, nákresna se začne chovat nestandardně či se daný applet "rozbije". Použijte k jeho restartování symbol šipek v pravém horním rohu nákresny, nebo obnovte stránku prohlížeče stiskem příslušného tlačítka či tlačítkem F5 na klávesnici.[br] [br][b]Poznámky k úkolům:[br][/b][list][*]Pokud potřebujete přesněji nastavit hodnotu na posuvníku, doporučuji místo počítačové myši či přímo dotykem posuvníku měnit hodnotu pomocí tlačítek "+" a "-" na klávesnici.[/*][*]Ne všechny úkoly mají fyzikální či praktické opodstatnění, některé úkoly slouží pouze k demonstraci funkčnosti daného appletu.[/*][*]Zadávané úkoly nemají za cíl fungovat jako ověření znalostí, ale jako návod k používání appletu, případně předání zajímavých informací, proto k nim nejsou uvedeny správné odpovědi (všechny odpovědi vyplývají jednoznačně z informací zobrazených na nákresně.[/*][/list]
Intenzita elektrického pole mezi dvěma nabitými rovinami
Tento applet zobrazuje velikost a směr vektoru intenzity elektrického pole v libovolně umístitelném bodě v prostoru, v němž se nachází dvě roviny, mezi nimiž je napětí. Applet umožňuje sledovaný bod umístit kdekoliv na nákresnu, změnit vzdálenost nabitých rovin a upravit velikost napětí mezi rovinami. Jelikož je mezi takto nabitými rovinami elektrické pole neměnné a má ve všech místech stejnou velikost i směr, je směr vektoru intenzity vždy kolmý na nabité roviny a směruje směrem od kladně nabité roviny k záporně nabité rovině. Jeho velikost pak můžeme vypočíst ze vztahu:[br][br][math]E=\frac{U}{l}[/math][br][br][color=#ff0000]Pokud přemístíte rovinu tak, že se bod ocitne mimo prostor mezi nabitými rovinami, je nutné bodem pohnout, aby došlo ke správné aktualizaci výpočtu[/color]
[b]Úkoly:[br]1.[/b] Jaká je velikost intenzity mimo prostoru mezi rovinami a proč?
[b]2. [/b]Jak se nazývá pole popsaných vlastností mezi rovinami?
[b]3. [/b]Jakému z uvedených příkladů se tato situace přibližuje v realitě?
Intenzita elektrického pole v okolí zemnící elektrody a výpočet krokového napětí
Elektrický potenciál klesá spolu se vzdáleností od místa uzemnění. Pokud od sebe odečteme hodnoty potenciálů ve dvou různých bodech, získáváme hodnotu napětí mezi těmito dvěma body. Pokud je tato vzdálenost 1 metr, hovoříme o tzv. krokovém napětí, jelikož tuto vzdálenost lze jednoduše překlenout krokem. Pro člověka se jako nebezpečné krokové napětí udává 90V, pro zvířata je tato hodnota nižší. Určitým integrálem, jehož mezemi jsou vzdálenosti od kraje zemnící půlkulové elektrody, a jež jsou od sebe jeden metr (abychom demonstrovali krokové napětí u člověka), pak z průběhu intenzity elektrického pole vypočteme krokové napětí [b]U[sub]k[/sub][/b].[br][br]Na appletu je demonstrována půlkulová zemnící elektroda. Modrým bodem můžeme nastavit v jaké vzdálenosti od elektrody se nacházíme. Dále můžeme nastavit proud vstupující do země a rezistivitu daného typu půdy.
[b]Úkoly:[br]1.[/b] Pro dané přednastavení zjistěte, v jaké vzdálenosti od elektrody by krokové napětí bylo pro člověka život ohrožující.[br][b]2.[/b] Jak se daná situace změní, pokud by elektroda byla umístěna v rašelině?[br]
Ochrana domu před bleskem
Na appletu je k dispozici příklad dvou rodinných domů s jedním hromosvodem a psí boudou. Mezi domy je možné přepínat pomocí posuvníku a zároveň lze měnit podmínky ochrany objektu změnou třídy systému ochrany před bleskem. Posuvník x[sub]C[/sub] slouží ke změně x-ové souřadnice středu valivé koule v případě že její střed není na nákresně vidět. [br][br][b]Úkoly:[br]1. [/b]Na které parametry má vliv změny třídy LPS? Jaké jsou hodnoty daných parametrů?[br][b]2. [/b]Splňují oba objekty podmínky ochrany před bleskem dle ČSN EN 62305 ED.2?[br][b]3. [/b]Jaké nejvyšší třídy ochrany splňuje psí bouda umístěná na zahradě vedle domů?[br][b]4.[/b] Jak dlouhý řetěz může mít pes Žeryk, aby ze své boudy mohl vyběhnout a stále byl chráněn dle LPS III. ?[br][b]5.[/b] Jaké úpravy byste navrhli, aby byl psí šampión Žeryk v boudě chráněn i dle LPS II. ?