Prov: Trefassystem, aktiv och reaktiv effekt, impedansberäkning

Årskurs: Gymnasiet
Ämne/Kurs: El och Energi / Ellära
Tema: Trefassystem, aktiv och reaktiv effekt, impedansberäkning

Syfte

Syftet med provet är att testa elevens förståelse för trefassystem, särskilt Y-koppling och beräkning av total aktiv och reaktiv effekt i ett symmetriskt system. Eleven ska kunna beräkna impedans, fasspänning, ström, och effekt med hjälp av grundläggande formler för resistans och reaktans. Provet syftar även till att träna elevernas förmåga att tillämpa teoretiska kunskaper på praktiska problem inom ellära.

Källa: Gy11, El- och energiprogrammet, Årskurs Gymnasiet

Prov

Faktafrågor

Antal poäng: 18

1. Vad är spänningen mellan fas och nolla i ett 400 V Y-kopplat trefassystem?
   a) 400 V
   b) 230 V
   c) 690 V
   d) 115 V
2. Hur beräknar man den totala impedansen Z i en lindning med R = 30 Ω och X₁ = 40 Ω?
   a) Z = R + X₁
   b) Z = √(R² + X₁²)
   c) Z = R – X₁
   d) Z = R / X₁
3. Vilken formel används för att beräkna strömmen i varje fas i Y-koppling?
   a) I = Ulinje / Z
   b) I = Ufas / Z
   c) I = Z / Ufas
   d) I = Z / Ulinje
4. Vad är formeln för den aktiva effekten P i en resistiv last per fas?
   a) P = I² × R
   b) P = I × X
   c) P = U × I
   d) P = I² × X
5. Vad är den reaktiva effekten Q i en induktiv last per fas?
   a) Q = I² × R
   b) Q = I² × X
   c) Q = U × I
   d) Q = P × cos φ
6. Hur beräknas total aktiv effekt i ett symmetriskt trefassystem?
   a) Ptotal = 3 × Pfas
   b) Ptotal = Pfas / 3
   c) Ptotal = Pfas × √3
   d) Ptotal = Pfas
7. Hur beräknas total reaktiv effekt i ett symmetriskt trefassystem?
   a) Qtotal = 3 × Qfas
   b) Qtotal = Qfas / 3
   c) Qtotal = Qfas × √3
   d) Qtotal = Qfas
8. Vad är den totala effekten som upptas i ett trefassystem?
   a) S = √(P² + Q²)
   b) S = P + Q
   c) S = P – Q
   d) S = P / Q
9. Vad kallas effekten som består av både aktiv och reaktiv effekt?
   a) Skeneffekt
   b) Effektfaktor
   c) Skenbar effekt
   d) Effektförlust
10. Vilken enhet används för aktiv effekt?
    a) VA
    b) W
    c) VAR
    d) Ω
11. Vilken enhet används för reaktiv effekt?
    a) VA
    b) W
    c) VAR
    d) Ω
12. Vad innebär en symmetrisk belastning i trefas?
    a) Alla faser har olika belastning
    b) Alla faser har lika stor belastning och lika fasvinkel
    c) Endast en fas är belastad
    d) Belastningen är mellan två faser
13. Vad är formeln för linjespänningen i ett Y-kopplat system?
    a) Ulinje = Ufas
    b) Ulinje = √3 × Ufas
    c) Ulinje = Ufas / √3
    d) Ulinje = 3 × Ufas
14. Hur beräknas fasvinkeln φ i en krets med R och X?
    a) φ = arctan(R / X)
    b) φ = arctan(X / R)
    c) φ = arccos(R / Z)
    d) φ = arcsin(X / R)
15. Vilken är spänningen över varje lindning i ett Y-kopplat nät med 400 V linjespänning?
    a) 400 V
    b) 230 V
    c) 690 V
    d) 115 V
16. Om strömmen i varje lindning är 5 A, vad är den totala strömmen i nätet?
    a) 5 A
    b) 15 A
    c) 8.7 A
    d) 2.9 A
17. Varför är den reaktiva effekten viktig att ta hänsyn till i elnätet?
    a) Den förbrukar energi
    b) Den ökar spänningen
    c) Den påverkar strömmen utan att ge effekt
    d) Den minskar strömmen
18. Vad är effektfaktorn i en last med R = 30 Ω och X = 40 Ω?
    a) 0,6
    b) 0,8
    c) 0,9
    d) 1,0

Ordkollen

Antal poäng: 12
Beskrivning: Nedan listas ord och begrepp som följs av tre alternativa förklaringar. Du ska ringa in det alternativ som är korrekt.

Resonerande frågor

Antal poäng: 20
Beskrivning: Besvara nedanstående frågor så bra du kan. Du kan skriva dina svar på baksidan.

• Förklara hur och varför du beräknar den totala aktiva och reaktiva effekten i ett trefassystem med Y-kopplade lindningar.
• Beskriv skillnaden mellan aktiv och reaktiv effekt och varför det är viktigt för elnätet.
• Vad händer med ström och effekt om reaktansen i en lindning ökar?
• Diskutera fördelar och nackdelar med att använda Y-koppling i trefassystem.
• Etiskt dilemma: Om ett företag medvetet kopplar in stora reaktiva laster som belastar elnätet utan att betala för reaktiv effekt, vilka konsekvenser kan det få för samhället och andra elkonsumenter? Hur skulle du vilja att detta hanteras?

Bedömning

Totalt antal poäng: 50

Poängfördelning: Faktafrågor och ordkollen är vardera 30 % av poängen, resonerande frågor 40 % av poängen. Resonerande frågor värderas högt då de kräver förmåga att förklara och analysera.

Tidsuppskattning: 60 minuter.