User:MagnInd/Electrochemical engineering

Electrochemical engineering is the branch of engineering dealing with the technological applicatios of electrochemical phenomena (such as synthesis of chemicals, electrowinning and refining of metals, batteries and fuel cells, sensors, surface modification by electrodeposition and etching, separations, and corrosion, to mention a few). It is an overlapping between electrical engineering and chemical engineering.

History

This branch of engineering emerged gradually from chemical engineering. The works of Karl Wagner (1962) and Levich (1962) influenced the emergence of electrochemical engineering, because their work inspired so many others. Several individuals, including Tobias, Ibl, and Hine, established engineering training centers and, with their colleagues, developed important experimental and theoretical methods of study.

Kohlrausch bridge

The deformed power is a term from electrical engineering and describes a special form of reactive power, which is caused in alternating or three-phase systems with non-linear loads. Alternative names are the distortion power, reactive power or harmonic reactive power.

Power systems are operated almost exclusively with sinusoidal alternating current. Therefore, in linear electrical components like electrical resistance or so-called reactance of electricity is also a sinusoidal curve. It then occurs to no distortion reactive power.

The cause of the distortion power factor is non linear electrical components, such as Rectifier in power supply s, inverter or magnetic components, the show saturation magnetization of magnetic saturation These components cause the lines are not sinusoidal alternating currents. This non-sinusoidal shape can be represented as a sum of so-called harmonic en. These harmonics of the current in combination with the sinusoidal line voltage resulting reactive power components, which are referred to as a distortion reactive power.

The term derives from the fact that non-linear electrical components of the sinusoidal temporal profile of the currentdistort. The occurring harmonics can also be the cause of disturbance. Die Wirkleistung P ist jene Leistung, die an einem Verbraucher tatsächlich entsprechende Leistung erbringt, beispielsweise Drehbewegung eines Elektromotors oder die Temperatursteigerung einer Elektroheizung. Die Grundschwingungs-Blindleistung $\scriptstyle {Q\,}$ ist eine Leistungskomponente, die infolge der Energiespeicherung in den induktiven oder kapazitiven Anteilen der Verbraucher periodisch zwischen Erzeuger (Kraftwerk) und Verbraucher hin- und herpendelt und an sich unerwünscht ist, da sie Leitungen zusätzlich belastet. Die Grundschwingungs-Scheinleistung $\scriptstyle {S_{1}\,}$ ist die vektorielle Summe aus Wirkleistung und Grundschwingungsblindleistung:

$S_{1}={\sqrt {P^{2}+Q^{2}}}$

Bei Oberschwingungen kommt eine dritte Komponente, die Verzerrungsblindleistung D hinzu, welche die Blindleistung in den Oberschwingungen darstellt. Ist $\scriptstyle {I_{1}\,}$ der Effektivwert des Grundschwingungsstromes, $\scriptstyle {I_{0}\,}$ der Gleichstromanteil des Stromes und $\scriptstyle {I_{2}\,}$, $\scriptstyle {I_{3}\,}$ usw. die Effektivwerte der Oberschwingungsströme, U der Effektivwert der Spannung, so lässt sich der Verzerrungsblindstrom als

$I_{\mathrm {v} }={\sqrt {\sum _{i=2}^{n}I_{i}^{2}}}$

ausdrücken und die Verzerrungsblindleistung als

$D=UI_{\mathrm {v} }=U\cdot {\sqrt {\sum _{i=2}^{n}I_{i}^{2}}}$

Die gesamte Blindleistung, in nebenstehender Abbildung nicht explizit dargestellt, ergibt sich aus der Grundschwingungsblindleistung und der Verzerrungsblindleistung zu

$Q_{ges}={\sqrt {Q^{2}+D^{2}}}\,.$

Der gesamte Betrag der Scheinleistung S ist im allgemeinen Fall nach DIN 40 110 ff gegeben durch:

$S={\sqrt {P^{2}+Q^{2}+D^{2}}}=U\cdot {\sqrt {\sum _{i=1}^{n}I_{i}^{2}}}$

In nebenstehender Abbildung ist das Zeigerdiagramm mit den Zeigern für die verschiedenen Leistungen dargestellt.

Zusammenhang mit dem Klirrfaktor

Die Verzerrungsblindleistung lässt sich auch mit dem Klirrfaktor k und der Scheinleistung S ausdrücken:

$D=S\cdot k$

Beispiele

• Bei idealen, linearen Blindwiderständen wie Kondensatoren oder Induktivitäten tritt keine Verzerrungsblindleistung D auf, sondern ausschließlich die Grundschwingungsblindleistung $\scriptstyle {Q\,}$.
• Bei einem mit einer Diode in Serie geschalteten ohmschen Lastwiderstand R, z. B. einer Glühlampe, tritt an einer sinusförmigen Wechselspannungsquelle mit der Effektivspannung U zwar keine Blindleistung $\scriptstyle {Q\,}$ in der Grundschwingung auf, da der Energiespeicher fehlt, sondern nur eine Wirkleistung P und Verzerrungsblindleistung D infolge der Oberschwingungen. Bemerkenswert dabei ist, dass in dieser Schaltung, in der die Glühlampe R mit dem Einweggleichrichter betrieben wird, die Wirkleistung P betragsmäßig gleich groß wie die Verzerrungsblindleistung D ist und den Betrag

$P=D={\frac {U^{2}}{2R}}$

aufweist. Da diese Einweggleichrichtung dem Laststrom einen Gleichstromanteil aufprägt, ist bei größeren Leistungen diese Form des einfachen Dimmens von Glühlampen durch Vorschalten einer Diode nicht mehr zulässig. Der vorgeschaltete Ortsnetztransformator könnte ansonsten vormagnetisiert werden und damit im ungünstigsten Fall in die Sättigung geraten.

External links

http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-e03-engineering.htm