Elteknikens grunder I fritidsbåtar finns många eltekniska tillämpningar varför det kan vara bra att känna till vissa grundläggande ”fenomen”. Denna presentation får ses som översiktlig med ett antal definitioner och indelas i följande avdelningar: Likströmslära Magnetism Växelströmslära Elmaskiner Strömkällor Statisk eletricitet Galvaniska element - korrosion Mätinstrument Belysning Eleffekt Säkringar Elsäkerhet Allomfattande om el i båtar Likströmslära Likström eller snarare likspänning karakteriseras av att elektroner vandrar i en riktning och Därmed flyter strömmen i en riktning. Det är spänningen som är drivkraften och strömmen går från hög spänning mot låg spänning. Motståndet i ledningen - ledaren - har stor betydelse. Stort motstånd ger högt spänningsfall dvs hur mycket av drivkraften som går åt för att förflytta elektronerna i ledningen. En elektrisk värmare har högt motstånd och ger ett stort Spänningsfall. Spänningsfallet ger härvid värme. Leds strömmen genom en spole uppkommer ett magnetiskt fält runt spolen - ledaren. Om motståndet i materialt är så stort att ingen ström flyter kallas materialt för en isolator. Spänning, ström och motstånd har ett specifikt samband som uttryckes i Ohm’s lag. Motstånd benämnes vanligen resistans. Spänningen mäts i enheten volt (V) och betecknas U, Strömmen mäts i enheten ampere (A) och betecknas I, Resistansen mäts i enheten ohm (Ω) och betecknas R. Sambandet dvs Ohm’s lag blir därmed U = I x R Mer om dessa ting finner du i kunskapsbanken hos Kjell & Co. På denna länk Magnetism Nålen i en kompass visar nord- och sydriktning med hjälp av jordens magnetfält. Om kompassen hålls i närheten av en strömförande ledare gör nålen ett utslag och återgår till neutralläge om strömmen bryts. Detta fenomen kallas elektromagnetism. Det är alltså viktigt att inte ha strömförande ledare för nära båtens magnetkompass t.ex till vindrutetorkare och instrumenbelysning. SI-enheter inom magnetism finns på denna länk Mer om magnetism behandlas på Wikipedia på följande länkar: Orsaker till magnetism - Länk Magnetism i material - Länk Magnetiska material - Länk Elektromagnetism - Länk Elektromagnetisk induktion - Länk På ovanstående länkade sidor återfinns ytterligare fördjupande information. Växelströmslära Till skillnad från likspänning ändrar växelspänningen riktning - polaritet - ett antal gånger per sekund. I Sverige och många andra länder används sinusformad 50-periodig växelspänning. Vid enkla system används enfasig spänning t.ex. i bostäder där spänningen är 230 volt. Vid system för kraftöverföring och för motorer används trefasig växelspänning. Mindre motorer kan dock vara enfasiga. Storleken på spänningen är lätt att ändra med hjälp av transformatorer. Vissa länder och vissa fartyg använder 60-periodig växelspänning. Periodtalet benämnes frekvens och mäts i hertz (Hz). Järnvägen i Sverige och många länder har frekvensen 162/3 Hz. System med trefas växelspänning har tre ledare och belastningen bör vara lika stor i respektive ledare. Belastningen är antingen induktiv t.ex. i en spole eller kapacitiv t.ex. i en kondensator. Växelspänning används normalt inte i ”vanliga” fritidsbåtar utan återfinns i fartyg och stora fritidsbåtar. Mer om växelström/växelspänning kan studeras på Wikipedia på följande länkar: Växelspänning - Länk Växelström och fasförskjutning - Länk Trefassystem - Länk Elmaskiner Likströmsmaskiner - generatorer och motorer Växelströmsmaskiner - generatorer och motorer Transformatorer Omformare och likriktare Elmaskiner beskrivs ofta flera stycken ”samtidigt” och inte strikt uppdelade. Läs på Wikipedia på följande länkar Likströmsgeneratorns funktion - Länk Likströmsmotorns funktion - Länk Kjell & Co på följande länk Växelströmsgeneratorns funktion - Länk - En bit ned i artikeln Wikipedia på följande länkar Växelströmsmotorns funktion - Länk Om elektromotorer allsidigt - Länk Wikipedia på följande länk Transformatorer - omvandlare - uppbyggnad och funktion mm - Länk Faktabanken på följande länk Transformatorer, uppbyggnad mm - Länk Wikipedia på följande länkar Frekvensomriktning, omformare - Länk Likriktning, växelspänning till likspänning - Länk Växelriktning, likspänning till växelspänning - Länk Strömkällor Generatorer, se ovan under elmaskiner Batterier - Accumulatorer - Knappceller Solceller Bränsleceller Batterier på Hans hemsida på denna länk Wikipedia på följande länkar Accumulatorer - Länk Knappceller - Länk Solceller - Länk Bränsleceller - Länk Statisk elektricitet Vad är statisk elektricitet Grunder och definitioner Wikipedia på följande länkar Statisk elektricitet - Länk Elektriska fält - Länk Galvaniska element och korrosion En fysikalisk - kemisk process Samlingsnamn för salmiakbatterier, alkaliska batterier och litiumbatterier Wikipadia på följande länkar Galvaniskt element - Länk Batterier - Länk Korrosion - Länk Swerea/Ivf Vad är Swerea - Länk Korrosion - Länk Korrosionsskydd - Länk Svenska kryssarklubben om korrosion Korrosion - Länk Korrosion i båtar - Länk Finns som Pdf-fil Korrosion vid skrovgenomföringar - Länk Finns som Pdf-fil Propellern som försvann - Länk Finns som Pdf-fil Mätinstrument Multimeter som mäter spänning, strämstyrka resistans mm Wattmeter som mäter effekt Koppling och mätteknik Oscilloscope för avancerad mätning Användning av mätinstrument kräver kännedom om systemets uppbygnad och om hur instrumentet kopplas in samt kunskap om instrumentet. Försiktighet anbefalles. Kursnavet på följande länk Praktisk mätarhantering - Länk Läs gärna detta först Kjell & Co på följande länk Koppling ochmätteknik - Länk OBS! Kolla shuntkoppling Wikipedia på följande länkar Multimeter, instrumenttyper och säkerhet - Länk Oscilloscopet, det avancerade mätinstrumentet - Länk Belysning Allmänbelysning Navigationsljus Strålkastare Ficklampor Med allmänbelysning avses ruffbelysning, belysning i allutrymmen och i motorutrymme och i eventuellt förvaringsutrymme Med navigationsljus avses belysning enligt sjövägsreglerna och eventuell sjökortsbelysning Strålkastare är specialbelysning för användning t.ex. I kanaler eller vid landning i naturhamn Ficklampor - gärna en till varje ombordvarande och någon reservlampa - bör vara av LED-typ - starka och strömsnåla. Glöm inte extra batterier eller batteriladdare Båtaccenten (SeaSea) på följande länk Under avdelningen El finns - belysning, strålkastare, lanternor och armaturer mm - Länk Wikipedia på följande länkar Navigationsljus- Länk Sjövägsreglerna - Länk Transportstyrelsen på följande länkar Säker båt - Länk Sammanställning av lanternregler - Länk - Fartygsljus och signalfigurer Eleffekt Definitieras fysikaliskt som den mängd energi som omvandlas per tidsenhet. SI-enheten för effekt är watt Elektrisk effekt beräknas dels för likström och likspänning och dels för växelström och växelspänning. I detta sammanhang berörs endast effekt för likström och -spänning Energi är effekt gånger tid t.ex watt gånger timmar alltså wattimmar Effektutveckling i ett motstånd - resistor - är produkten av spänning och ström dvs P = U x I och mäts i watt (W) då spänningen mäts i volt (V) och strömmen i ampere (A) Energi kan då tecknas W = P x t wattimmar där P är effekten i watt och t är tiden i timmar Effekten kan ses som energi (arbete) per sekund Likströmseffekten kan beräknas om man känner strömstyrka och spänning och kan mätas med en wattmeter Vid växelström måste även hänsys tas till hur strömkurva och spänningskurva ligger i fas med varandra dvs eventuell fasförskjutning måste beaktas. Detta sker med den så kallade effektfaktorn betecknad cos φ. Energi kan varken skapas eller förstöras endast omvandlas enligt den så kallade energiprincipen Wikipedia på följande länkar Effekt länk Energi länk Säkringar Alla elsystem bör säkras för undvikande av brand vid ev. kortslutning och för apparatskydd Säkringar bör placeras nära generator/er, batterier och fördelningspunkter. Säkringar finns ofta inbyggda i paneler tillsammans med strömbrytare. Säkring kan även vara inbyggd i instrument och apparater Säkringar kan vara av olika typer: Huvudsäkring - typ bladsäkring för höga strömmar Automatsäkring - lätt återställbar Flatsäkring, glasrörssäkring, porslinssäkring, hängsäkring mfl. Tänk på att ha reservsäkringar för samtliga aktuella typer och storlekar. Ha gärna en förteckning över placering, typer och storlekar I kryssarklubbens båtpärm finns mycket information om elsystem Säkringar behandlas i avdelning 4.7 - Länk Elsäkerhet Fungerande och säkra elsystem är mycket viktigt i alla båtar. Trivsel och undvikande av skador, störningar och haverier är viktigt i en fritidsbåt som ju avses generera nöje och avkoppling Säkerhetsfrågor behandlas på många ställen inom båtsportorganisationer och myndigheter Kryssarklubben Båttekniska nämnden Åskskydd - Länk Vidarelänkning till Uppsala Universitet Elsäkerhetsverket - Länk Wikipedia om bl a Skyddsjord vid batteriladdning med landströmladdare - Länk Transportstyrelsen Riktlinjer och rekommendationer för anslutning av fartyg och fritidsbåtar till landbaserat elnät - Länk Svensk Elstandard om statisk elektricitet mm Elektrostatiska urladdningar orsaker och åtgärder - Länk Allomfattande om el i båtar Behandlas av Kryssarklubben i Båttekniska nämnden - Länk Båtteknik - en mycket matnyttig hemsida - har åtskilligt om el i boken Elsystem för båtar - Länk