Jak obliczyć moc, prąd i napięcie: zasady i przykłady obliczeń dla warunków życia

Obliczenia dla połączenia równoległego i szeregowego

Podczas obliczania obwodu urządzenia elektronicznego często konieczne jest znalezienie mocy uwalnianej na pojedynczym elemencie. Następnie trzeba ustalić, jakie napięcie na nim spada, jeśli mówimy o połączeniu szeregowym lub jaki prąd płynie przy połączeniu równoległym, rozważymy konkretne przypadki.

Tutaj Itotal jest równy:

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6

Moc ogólna:

P=UI=12*0.6=7.2 Wat

Na każdym rezystorze R1 i R2, ponieważ ich rezystancja jest taka sama, napięcie spada wzdłuż:

U=IR=0.6*10=6 V

I wyróżnia się:

P_{na rezystorze}\u003d interfejs użytkownika \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 wata

Następnie przy równoległym połączeniu w takim schemacie:

Najpierw szukamy I w każdym oddziale:

I₁=U/R₁=12/1=12 Amperów

I₂=U/R₂=12/2=6 Amperów

I wyróżnia się na każdym:

P_R1\u003d 12 * 6 \u003d 72 watów

P_R2\u003d 12 * 12 \u003d 144 watów

Wszystkie wyróżniają się:

P=UI=12*(6+12)=216 watów

Lub przez całkowity opór, wtedy:

R_ogólny=(R₁*R₂)/( R₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 oma

I=12/0.66=18 Amperów

P=12*18=216 watów

Wszystkie obliczenia pasują, więc znalezione wartości są poprawne.

Aktualna kalkulacja

Wielkość prądu obliczana jest według mocy i jest niezbędna na etapie projektowania (planowania) mieszkania - mieszkania, domu.

• Od wartości tej wartości zależy wybór kabla zasilającego (przewodu), za pomocą którego urządzenia pobierające energię mogą być podłączone do sieci.
• Znając napięcie sieci elektrycznej i pełne obciążenie urządzeń elektrycznych, można za pomocą wzoru obliczyć natężenie prądu, który należy przepuścić przez przewodnik (drut, kabel). W zależności od wielkości wybiera się pole przekroju żył.

Jeśli znane są odbiorniki elektryczne w mieszkaniu lub domu, konieczne jest wykonanie prostych obliczeń w celu prawidłowego zamontowania obwodu zasilania.

Podobne obliczenia wykonuje się dla celów produkcyjnych: określenie wymaganego pola przekroju żył kabli przy podłączaniu urządzeń przemysłowych (różne przemysłowe silniki elektryczne i mechanizmy).

PRZYKŁADY ZADAŃ

Część 1

1. Siła prądu w przewodniku została zwiększona 2 razy. Jak zmieni się ilość uwalnianego w nim ciepła w jednostce czasu, przy niezmienionej rezystancji przewodnika?

1) wzrośnie 4 razy
2) zmniejszy się 2 razy
3) wzrośnie 2 razy
4) zmniejszyć o 4 razy

2.Długość spirali kuchenki elektrycznej została zmniejszona 2 razy. Jak zmieni się ilość ciepła uwalnianego w spirali w jednostce czasu przy stałym napięciu sieciowym?

1) wzrośnie 4 razy
2) zmniejszy się 2 razy
3) wzrośnie 2 razy
4) zmniejszyć o 4 razy

3. Rezystancja rezystora ​\(R_1 \)​ jest czterokrotnie mniejsza niż rezystancja rezystora ​\(R_2 \)​. Aktualna praca w rezystorze 2

1) 4 razy więcej niż w rezystorze 1
2) 16 razy więcej niż rezystor 1
3) 4 razy mniej niż w rezystorze 1
4) 16 razy mniej niż w rezystorze 1

4. Rezystancja rezystora ​\(R_1 \)​ jest 3 razy większa niż rezystancja rezystora ​\(R_2 \)​. Ilość ciepła, która zostanie uwolniona w rezystorze 1

1) 3 razy więcej niż w rezystorze 2
2) 9 razy więcej niż rezystor 2
3) 3 razy mniej niż w rezystorze 2
4) 9 razy mniej niż w rezystorze 2

5. Obwód składa się ze źródła zasilania, żarówki i cienkiego drutu żelaznego połączonych szeregowo. Żarówka będzie świecić jaśniej, jeśli

1) wymień drut na cieńsze żelazko
2) zmniejszyć długość drutu
3) zamień przewód i żarówkę
4) wymień żelazny drut na nichrom

6. Rysunek przedstawia wykres słupkowy. Pokazuje wartości napięć na końcach dwóch przewodów (1) i (2) o tej samej rezystancji. Porównaj wartości bieżącej pracy ​\( A_1 \)​ i ​\( A_2 \)​ w tych przewodach w tym samym czasie.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. Rysunek przedstawia wykres słupkowy. Pokazuje wartości natężenia prądu w dwóch przewodach (1) i (2) o tej samej rezystancji. Porównaj aktualne wartości pracy \( A_1 \)​ i \ ( A_2 \) w tych przewodach w tym samym czasie.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. Jeśli do oświetlenia pomieszczenia użyjesz lamp o mocy 60 i 100 W w żyrandolu, to

A. W lampie 100W będzie duży prąd.
B. Lampa o mocy 60 W ma większą odporność.

Prawda (s) to (są) oświadczenie (s)

1) tylko A
2) tylko B
3) zarówno A, jak i B
4) ani A, ani B

9. Kuchenka elektryczna podłączona do źródła prądu stałego zużywa 108 kJ energii w ciągu 120 sekund. Jaka jest siła prądu w spirali płytki, jeśli jej rezystancja wynosi 25 omów?

1) 36 lat
2) 6 A
3) 2,16 A
4) 1,5 A

10. Kuchenka elektryczna o prądzie 5 A zużywa 1000 kJ energii. Jaki jest czas, w którym prąd przepływa przez spiralę płytki, jeśli jej rezystancja wynosi 20 omów?

1) 10000 s
2) 2000s
3) 10 s
4) 2 s

11. Niklowana cewka kuchenki elektrycznej została zastąpiona cewką nichromową o tej samej długości i polu przekroju. Ustal zgodność między wielkościami fizycznymi i ich możliwymi zmianami, gdy płytka jest podłączona do sieci elektrycznej. Wpisz w tabeli wybrane liczby pod odpowiednimi literami. Cyfry w odpowiedzi mogą się powtarzać.

WIELKOŚĆ FIZYCZNA
A) rezystancja elektryczna cewki
B) siła prądu elektrycznego w spirali
B) prąd elektryczny pobierany przez płytki

CHARAKTER ZMIANY
1) zwiększona
2) zmniejszyła się
3) nie zmienił się

12. Ustal zgodność między wielkościami fizycznymi a wzorami, za pomocą których określa się te wielkości. Wpisz w tabeli wybrane liczby pod odpowiednimi literami.

WIELKOŚCI FIZYCZNE
A) prąd pracy
B) aktualna siła
b) aktualna moc

FORMUŁA
1) ​\( \frac{q}{t} \)​
2) ​\(qU \)​
3) \( \frac{RS}{L} \)​
4) ​\(UI \)​
5) \( \frac{U}{I} \)​

Część 2

13.Grzałka jest połączona szeregowo z reostatem o rezystancji 7,5 omów do sieci o napięciu 220 V. Jaka jest rezystancja grzałki, jeśli moc prądu elektrycznego w reostatze wynosi 480 W?

Całkowita moc i jej składniki

Energia elektryczna to wielkość odpowiedzialna za tempo zmian lub przesyłu energii elektrycznej. Moc pozorna jest oznaczona literą S i jest iloczynem efektywnych wartości prądu i napięcia. Jego jednostką miary jest woltamper (VA; VA).

Moc pozorna może składać się z dwóch składowych: czynnej (P) i biernej (Q).

Moc czynna jest mierzona w watach (W; W), moc bierna jest mierzona w vars (Var).

Zależy to od rodzaju obciążenia zawartego w łańcuchu zużycia energii.

Obciążenie rezystancyjne

Ten rodzaj obciążenia jest elementem odpornym na prąd elektryczny. W rezultacie prąd wykonuje pracę ogrzewania ładunku, a energia elektryczna jest zamieniana na ciepło. Jeżeli rezystor o dowolnej rezystancji jest połączony szeregowo z akumulatorem, to prąd przepływający przez obwód zamknięty będzie go ogrzewał do momentu rozładowania akumulatora.

Uwaga! Jako obciążenie czynne w sieciach prądu przemiennego można podać przykład termicznego nagrzewnicy elektrycznej (TENA). Odprowadzanie ciepła na nim jest wynikiem pracy elektryczności

Tacy konsumenci to również cewki żarówek, kuchenki elektryczne, piekarniki, żelazka, kotły.

obciążenie pojemnościowe

Takie obciążenia to urządzenia, które mogą akumulować energię w polach elektrycznych i wytwarzać ruch (oscylacje) mocy od źródła do obciążenia i odwrotnie.Obciążeniami pojemnościowymi są kondensatory, linie kablowe (pojemność między rdzeniami), kondensatory i cewki połączone szeregowo i równolegle w obwodzie. Wzmacniacze mocy audio, synchroniczne silniki elektryczne w trybie przewzbudzenia również obciążają linie elementu pojemnościowego.

Obciążenie indukcyjne

Gdy konsumentem energii elektrycznej jest określony sprzęt, który obejmuje:

• transformatory;
• trójfazowe silniki asynchroniczne, pompy.

Na tabliczkach przymocowanych do sprzętu widać taką charakterystykę jak cos ϕ. Jest to współczynnik przesunięcia fazowego między prądem a napięciem w sieci prądu przemiennego, do której sprzęt zostanie podłączony. Nazywany jest również współczynnikiem mocy, im bliżej cos ϕ do jedności, tym lepiej.

Ważny! Gdy urządzenie zawiera elementy indukcyjne lub pojemnościowe: transformatory, dławiki, uzwojenia, kondensatory, prąd sinusoidalny pozostaje w tyle za napięciem o pewien kąt. Idealnie pojemność zapewnia przesunięcie fazowe -900, a indukcyjność - +900

Cos ϕ wartości w zależności od rodzaju obciążenia

Elementy pojemnościowe i indukcyjne razem tworzą moc bierną. Wtedy wzór na moc całkowitą to:

S = √ (P2 + Q2),

gdzie:

• S to moc pozorna (VA);
• P jest częścią aktywną (W);
• Q to część reaktywna (Var).

Jeśli wykreślisz to graficznie, zobaczysz, że dodanie wektora P i Q będzie pełną wartością S - przeciwprostokątnej trójkąta potęgi.

Graficzne wyjaśnienie istoty pełnej mocy

Obwody elektryczne i ich odmiany

Obwód elektryczny to zespół urządzeń i pojedynczych obiektów, które są połączone w określony sposób. Zapewniają ścieżkę do przejścia elektryczności.Aby scharakteryzować stosunek ładunku płynącego w każdym pojedynczym przewodniku przez pewien czas do czasu trwania tego czasu, stosuje się pewną wielkość fizyczną. I to jest prąd w obwodzie elektrycznym.

W skład takiego łańcucha wchodzi źródło energii, odbiorcy energii, tj. obciążenie i przewody. Dzielą się na dwie odmiany:

• Nierozgałęziony - prąd płynący od generatora do odbiorcy energii nie zmienia swojej wartości. Na przykład jest to oświetlenie, które zawiera tylko jedną żarówkę.
• Rozgałęzione - łańcuchy, które mają kilka rozgałęzień. Prąd, płynący ze źródła, jest dzielony i przechodzi do obciążenia wzdłuż kilku gałęzi. Zmienia się jednak jego znaczenie.

Przykładem jest oświetlenie obejmujące żyrandol wieloramienny.

Gałąź to jeden lub więcej komponentów połączonych szeregowo. Ruch prądu przechodzi od węzła o wysokim napięciu do węzła o wartości minimalnej. W takim przypadku prąd przychodzący w węźle pokrywa się z prądem wychodzącym.

Obwody mogą być nieliniowe i liniowe. Jeśli w pierwszym występuje jeden lub więcej elementów, w których występuje zależność wartości od prądu i napięcia, to w drugim cechy elementów nie mają takiej zależności. Ponadto w obwodach o prądzie stałym jego kierunek nie zmienia się, ale pod warunkiem prądu przemiennego zmienia się z uwzględnieniem parametru czasu.

Charakterystyka

Prąd przemienny przepływa przez obwód i zmienia swój kierunek z siłą. Tworzy pole magnetyczne. Dlatego często nazywa się to okresowym sinusoidalnym przemiennym prądem elektrycznym. Zgodnie z prawem linii zakrzywionej jej wartość zmienia się po określonym czasie. Dlatego nazywa się to sinusoidalnym. Ma własne ustawienia.Z ważniejszych warto określić okres z częstotliwością, amplitudą i wartością chwilową.

Okres to czas, w którym następuje zmiana prądu elektrycznego, a następnie powtarza się ponownie. Częstotliwość to okres na sekundę. Jest mierzony w hercach, kilohercach i milihercach.

Amplituda - aktualna maksymalna wartość z napięciem i wydajnością przepływu w całym okresie. Wartość chwilowa - prąd przemienny lub napięcie występujące w określonym czasie.

Specyfikacje AC

Dla AC

Jednak w przypadku obwodu prądu przemiennego należy wziąć pod uwagę całkowity, aktywny i bierny, a także współczynnik mocy (cosF). Wszystkie te koncepcje omówiliśmy bardziej szczegółowo w tym artykule.

Zauważamy tylko, że aby znaleźć całkowitą moc w sieci jednofazowej dla prądu i napięcia, należy je pomnożyć:

S=UI

Wynik uzyskamy w woltoamperach, aby wyznaczyć moc czynną (waty), należy pomnożyć S przez współczynnik cosФ. Można go znaleźć w dokumentacji technicznej urządzenia.

P=UIcos

Aby określić moc bierną (woltoampery bierne), zamiast cosФ stosuje się sinФ.

Q=UIsin

Lub wyraź z tego wyrażenia:

I stąd obliczyć pożądaną wartość.

Znalezienie mocy w sieci trójfazowej również nie jest trudne, aby określić S (całkowite), użyj wzoru obliczeniowego dla prądu i napięcia fazowego:

S=3U_f/_f

I znając Ulinear:

S=1,73*U_jaI_ja

1,73 lub pierwiastek z 3 - wartość ta jest używana do obliczeń obwodów trójfazowych.

Następnie przez analogię, aby znaleźć aktywne P:

P=3U_f/_f*cosФ=1,73*U_jaI_ja*cosФ

Moc bierną można określić:

Q=3U_f/_f*grzechФ=1,73*U_jaI_ja*grzech

Na tym kończy się informacja teoretyczna i przechodzimy do praktyki.

jeden.Kalkulator strat mocy i przepływającego prądu w zależności od rezystancji i przyłożonego napięcia.

Demo prawa Ohma w czasie rzeczywistym.
Na przykład
W tym przykładzie możesz zwiększyć napięcie i rezystancję obwodu. Te zmiany w czasie rzeczywistym zmienią prąd płynący w obwodzie i moc rozpraszaną w rezystancji.
Jeśli weźmiemy pod uwagę systemy audio, to trzeba pamiętać, że wzmacniacz wytwarza określone napięcie przy określonym obciążeniu (rezystancji). Stosunek tych dwóch wielkości określa moc.
Wzmacniacz może wyprowadzać ograniczoną ilość napięcia w zależności od wewnętrznego zasilacza i źródła prądu. Moc, jaką wzmacniacz może dostarczyć do określonego obciążenia (na przykład 4 omy), jest również dokładnie ograniczona.
W celu uzyskania większej mocy można podłączyć do wzmacniacza obciążenie o mniejszej rezystancji (np. 2 omy). Należy pamiętać, że przy użyciu obciążenia o mniejszej rezystancji - powiedzmy dwa razy (było 4 omy, stało się 2 omy) - moc również podwoi się (pod warunkiem, że tę moc może zapewnić wewnętrzny zasilacz i źródło prądu).
Jeśli weźmiemy na przykład wzmacniacz mono o mocy 100 watów do obciążenia 4 omów, wiedząc, że może dostarczyć do obciążenia napięcie nie większe niż 20 woltów.
Jeśli umieścisz suwaki w naszym kalkulatorze
Napięcie 20 V
Rezystancja 4 Ohm
Dostaniesz
Moc 100 watów
 
Jeśli przesuniesz suwak oporu o 2 omy, zobaczysz podwojoną moc do 200 watów.
W ogólnym przykładzie źródłem prądu jest bateria (nie wzmacniacz dźwięku), ale zależności prądu, napięcia, rezystancji i rezystancji są takie same we wszystkich obwodach.
 

Obliczanie obwodów elektrycznych

Wszystkie wzory stosowane do obliczania obwodów elektrycznych wynikają z siebie.

Zależności charakterystyk elektrycznych

Na przykład, zgodnie ze wzorem obliczania mocy, możesz obliczyć aktualną siłę, jeśli znane są P i U.

Aby dowiedzieć się, jaki prąd będzie zużywać żelazko (1100 W) podłączone do sieci 220 V, musisz wyrazić aktualną siłę ze wzoru na moc:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Znając obliczoną rezystancję spirali kuchenki elektrycznej, możesz znaleźć urządzenie P. Moc przez opór określa wzór:

P = U2/R.

Istnieje kilka metod pozwalających na rozwiązywanie postawionych zadań poprzez obliczenie różnych parametrów danego obwodu.

Metody obliczania obwodów elektrycznych

Obliczanie mocy dla obwodów różnego rodzaju prądu pomaga w prawidłowej ocenie stanu linii elektroenergetycznych. Urządzenia domowe i przemysłowe, dobrane zgodnie z określonymi parametrami Pnom i S, będą pracować niezawodnie i wytrzymywać maksymalne obciążenia przez lata.

Jak zaoszczędzić pieniądze

Zainstalowanie licznika dwutaryfowego pozwala zaoszczędzić na kosztach ogrzewania energii elektrycznej. Taryfy moskiewskie dla mieszkań i domów wyposażonych w stacjonarne elektryczne instalacje grzewcze rozróżniają dwa koszty:

1. 4.65 r od 7:00 do 23:00.
2. 1,26 r od 23:00 do 7:00.

Wtedy wydasz, z zastrzeżeniem całodobowej pracy, 9 kW kotła elektrycznego włączonego na jedną trzecią mocy:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 rubli

Różnica w dziennym spożyciu wynosi 80 rubli. Za miesiąc zaoszczędzisz 2400 rubli. Co uzasadnia instalację licznika dwutaryfowego.

Drugim sposobem na zaoszczędzenie pieniędzy przy korzystaniu z licznika dwutaryfowego jest zastosowanie automatycznych urządzeń sterujących do urządzeń elektrycznych. Polega na przypisaniu szczytowego zużycia bojlera elektrycznego, bojlera i innych rzeczy w nocy, wtedy większość prądu będzie ładowana o 1,26, a nie o 4,65. Kiedy jesteś w pracy, kocioł może się całkowicie wyłączyć lub pracować w trybie energooszczędnym, na przykład przy 10% mocy. Aby zautomatyzować pracę kotła elektrycznego można zastosować programowalne termostaty cyfrowe lub kotły z możliwością programowania.

Podsumowując, chciałbym zauważyć, że ogrzewanie domu prądem jest metodą dość kosztowną, niezależnie od konkretnej metody, czy jest to kocioł elektryczny, konwektor czy inny grzejnik elektryczny. Przychodzą do niego tylko w przypadkach, gdy nie ma możliwości podłączenia do gazu. Oprócz kosztów eksploatacji kotła elektrycznego czekają na Ciebie początkowe koszty rejestracji trójfazowego wejścia energii elektrycznej.

Główne obowiązki to:

• rejestracja pakietu dokumentów, w tym specyfikacji technicznych, projektu elektrycznego itp.;
• organizacja uziemienia;
• koszt kabla do podłączenia domu i okablowania nowego okablowania;
• instalacja licznika.

Co więcej, możesz zostać pozbawiony trójfazowego wejścia i zwiększenia mocy, jeśli nie ma takiej technicznej możliwości w Twojej okolicy, gdy podstacje transformatorowe pracują już na granicy. Wybór rodzaju kotła i ogrzewania zależy nie tylko od Twoich pragnień, ale także od możliwości infrastruktury.

To kończy nasz krótki artykuł. Mamy nadzieję, że teraz stało się dla Ciebie jasne, jakie jest rzeczywiste zużycie energii elektrycznej przez kocioł elektryczny i jak możesz obniżyć koszty ogrzewania domu energią elektryczną.

Liczba bloków: 18 | Całkowita liczba znaków: 24761
Liczba wykorzystanych dawców: 7
Informacje dla każdego dawcy:

Zmiana oporu:

Na poniższym schemacie widać różnicę w rezystancji między systemami przedstawionymi po prawej i lewej stronie rysunku. Opór na ciśnienie wody w kranie przeciwdziała zawór, w zależności od stopnia otwarcia zaworu opór się zmienia.

Opór w przewodniku jest przedstawiony jako zwężenie przewodnika, im węższy przewodnik, tym bardziej przeciwstawia się przepływowi prądu.

Możesz zauważyć, że napięcie i ciśnienie wody są takie same po prawej i lewej stronie obwodu.

Musisz zwrócić uwagę na najważniejszy fakt. W zależności od rezystancji prąd wzrasta i maleje.

W zależności od rezystancji prąd wzrasta i maleje.

Po lewej stronie, przy całkowicie otwartym zaworze, widzimy największy przepływ wody. A przy najniższym oporze widzimy największy przepływ elektronów (natężenie) w przewodniku.

Po prawej zawór jest znacznie bardziej zamknięty, a przepływ wody również stał się znacznie większy.

Zwężenie przewodnika również zmniejszyło się o połowę, co oznacza, że ​​opór przepływu prądu uległ podwojeniu. Jak widać, przez przewodnik przepływa dwa razy mniej elektronów ze względu na dużą rezystancję.

Na przykład

Należy pamiętać, że zwężenie przewodu pokazane na schemacie jest używane tylko jako przykład odporności na przepływ prądu. W rzeczywistych warunkach przewężenie przewodu nie ma większego wpływu na przepływający prąd

Półprzewodniki i dielektryki mogą zapewnić znacznie większą rezystancję.

Zwężający się przewodnik na schemacie jest pokazany tylko jako przykład, aby zrozumieć istotę zachodzącego procesu.Formuła prawa Ohma to zależność oporu i siły prądu

I=E/R
Jak widać ze wzoru, siła prądu jest odwrotnie proporcjonalna do rezystancji obwodu.

Większy opór = mniejszy prąd
 

* pod warunkiem, że napięcie jest stałe.
 

Korzystanie z formuł

Ten kąt charakteryzuje przesunięcie fazowe w obwodach zmiennych U zawierających elementy indukcyjne i pojemnościowe. Aby obliczyć składniki aktywne i reaktywne, używane są funkcje trygonometryczne, które są używane we wzorach. Przed obliczeniem wyniku za pomocą tych wzorów należy, korzystając z kalkulatorów lub tabel Bradisa, określić sin φ i cos φ. Następnie zgodnie ze wzorami

Obliczę żądany parametr obwodu elektrycznego. Należy jednak wziąć pod uwagę, że każdy z parametrów obliczonych według tych wzorów, ze względu na U, które stale się zmienia zgodnie z prawami oscylacji harmonicznych, może przyjąć albo wartość chwilową, albo średnią kwadratową, albo pośrednią. . Przedstawione powyżej trzy formuły obowiązują dla wartości skutecznych prądu i U. Każda z pozostałych dwóch wartości jest wynikiem procedury obliczeniowej przy użyciu innego wzoru uwzględniającego upływ czasu t:

Ale to nie wszystkie niuanse. Na przykład w przypadku linii energetycznych stosuje się formuły obejmujące procesy falowe. I wyglądają inaczej. Ale to zupełnie inna historia...

Dla AC

Jednak w przypadku obwodu prądu przemiennego należy wziąć pod uwagę całkowity, aktywny i bierny, a także współczynnik mocy (cosF). Wszystkie te koncepcje omówiliśmy bardziej szczegółowo w tym artykule.

Zauważamy tylko, że aby znaleźć całkowitą moc w sieci jednofazowej dla prądu i napięcia, należy je pomnożyć:

S=UI

Wynik uzyskamy w woltoamperach, aby wyznaczyć moc czynną (waty), należy pomnożyć S przez współczynnik cosФ.Można go znaleźć w dokumentacji technicznej urządzenia.

P=UIcos

Aby określić moc bierną (woltoampery bierne), zamiast cosФ stosuje się sinФ.

Q=UIsin

Lub wyraź z tego wyrażenia:

I stąd obliczyć pożądaną wartość.

Znalezienie mocy w sieci trójfazowej również nie jest trudne, aby określić S (całkowite), użyj wzoru obliczeniowego dla prądu i napięcia fazowego:

I znając Ulinear:

1,73 lub pierwiastek z 3 - wartość ta jest używana do obliczeń obwodów trójfazowych.

Następnie przez analogię, aby znaleźć aktywne P:

Moc bierną można określić:

Na tym kończy się informacja teoretyczna i przechodzimy do praktyki.

Pytania dotyczące pracy i energii elektrycznej

Pytania teoretyczne dotyczące pracy i mocy prądu elektrycznego mogą być następujące:

1. Jaka jest fizyczna wielkość pracy prądu elektrycznego? (Odpowiedź znajduje się w naszym artykule powyżej).
2. Co to jest energia elektryczna? (Odpowiedź podana powyżej).
3. Zdefiniuj prawo Joule'a-Lenza. Odpowiedź: Praca prądu elektrycznego, który przepływa przez nieruchomy przewodnik o rezystancji R, jest przekształcana w ciepło w przewodniku.
4. Jak mierzy się pracę prądu? (Odpowiedź powyżej).
5. Jak mierzy się moc? (Odpowiedź powyżej).

To jest przykładowa lista pytań. Istota pytań teoretycznych w fizyce jest zawsze taka sama: sprawdzenie rozumienia procesów fizycznych, zależności jednej wielkości od drugiej, znajomości wzorów i jednostek miar przyjętych w międzynarodowym układzie SI.

Ciekawe informacje na ten temat

W produkcji stosowany jest trójfazowy schemat zasilania. Całkowite napięcie takiej sieci wynosi 380 V. Takie okablowanie jest również instalowane na budynkach wielopiętrowych, a następnie rozprowadzane między mieszkaniami. Ale jest jeden niuans, który wpływa na końcowe napięcie w sieci - podłączenie rdzenia pod napięciem daje 220 V.Trójfazowa, w przeciwieństwie do jednofazowej, nie powoduje zniekształceń podczas podłączania urządzeń zasilających, ponieważ obciążenie jest rozłożone w osłonie. Ale aby doprowadzić sieć trójfazową do prywatnego domu, wymagane jest specjalne zezwolenie, dlatego rozpowszechniony jest schemat z dwoma rdzeniami, z których jeden wynosi zero.

Normy dotyczące zasilania prądem przemiennym

Napięcie i moc to to, co każda osoba mieszkająca w mieszkaniu lub prywatnym domu musi wiedzieć. Standardowe napięcie prądu przemiennego w mieszkaniu i domu prywatnym wyrażane jest w ilości 220 i 380 watów. Jeśli chodzi o określenie ilościowej miary siły energii elektrycznej, konieczne jest dodanie prądu elektrycznego do napięcia lub zmierzenie wymaganego wskaźnika za pomocą watomierza. Jednocześnie, aby dokonać pomiarów ostatnim urządzeniem, musisz użyć sond i specjalnych programów.

Co to jest zasilanie prądem zmiennym?

Moc prądu przemiennego jest określona przez stosunek ilości prądu do czasu, który powoduje pracę w określonym czasie. Zwykły użytkownik korzysta ze wskaźnika mocy przekazywanego mu przez dostawcę energii elektrycznej. Z reguły wynosi 5-12 kilowatów. Te liczby wystarczą, aby zapewnić sprawność niezbędnego domowego sprzętu elektrycznego.

Wskaźnik ten zależy od tego, jakie zewnętrzne warunki dostarczania energii do domu, jakie są zainstalowane urządzenia ograniczające prąd (urządzenia automatyczne lub półautomatyczne), regulujące moment dotarcia zbiorników energetycznych do źródła odbiorcy. Odbywa się to na różnych poziomach, od domowego panelu elektrycznego do centralnej elektrycznej jednostki rozdzielczej.

Normy mocy w sieci AC

Metoda konwersji obwodów elektrycznych

Jak określić natężenie prądu w poszczególnych obwodach złożonych obwodów? Aby rozwiązać praktyczne problemy, nie zawsze konieczne jest wyjaśnienie parametrów elektrycznych dla każdego elementu. Aby uprościć obliczenia, stosuje się specjalne techniki konwersji.

Obliczanie obwodu z jednym zasilaczem

W przypadku połączenia szeregowego stosuje się sumowanie rezystancji elektrycznych rozważanych w przykładzie:

Req = R1 + R2 + ... + Rn.

Prąd pętli jest taki sam w każdym punkcie obwodu. Możesz to sprawdzić w przerwie sekcji kontrolnej za pomocą multimetru. Jednak na każdym pojedynczym elemencie (o różnych wartościach znamionowych) urządzenie pokaże inne napięcie. Za pomocą Drugie prawo Kirchhoffa możesz doprecyzować wynik obliczeń:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

Równoległe połączenie rezystorów, obwodów i wzory do obliczeń

W tym wariancie, zgodnie z pierwszym postulatem Kirchhoffa, prądy są rozdzielane i łączone w węzłach wejściowych i wyjściowych. Kierunek pokazany na schemacie dobierany jest z uwzględnieniem biegunowości podłączonego akumulatora. Zgodnie z omówionymi powyżej zasadami zachowana jest podstawowa definicja równości napięć na poszczególnych elementach obwodu.

Poniższy przykład pokazuje, jak znaleźć prąd w poszczególnych gałęziach. Do obliczeń przyjęto następujące wartości początkowe:

• R1 = 10 omów;
• R2 = 20 omów;
• R3= 15 omów;
• U = 12 V.

Poniższy algorytm określi charakterystykę obwodu:

podstawowy wzór na trzy elementy:

Rcałk = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

• zastępując dane, obliczyć Rtot = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4,615 omów;
• I \u003d 12 / 4,615 ≈ 2,6 A;
• I1 \u003d 12/10 \u003d 1,2 A;
• I2 = 12/20 = 0,6 A;
• I3 = 12/15 = 0,8 A.

Podobnie jak w poprzednim przykładzie zalecane jest sprawdzenie wyniku obliczeń.Podczas łączenia elementów równolegle należy przestrzegać równości prądów wejściowych i całkowitej wartości:

I \u003d 1,2 + 0,6 + 0,8 \u003d 2,6 A.

W przypadku użycia sinusoidalnego sygnału źródłowego obliczenia stają się bardziej skomplikowane. Gdy transformator jest podłączony do jednofazowego gniazda 220 V, należy wziąć pod uwagę straty (wycieki) w trybie bezczynności. W tym przypadku istotne są charakterystyki indukcyjne uzwojeń oraz współczynnik sprzężenia (przekształcenia). Opór elektryczny (XL) zależy od następujących parametrów:

• częstotliwość sygnału (f);
• indukcyjność (L).

Oblicz XL według wzoru:

XL \u003d 2π * f * L.

Aby znaleźć opór obciążenia pojemnościowego, odpowiednie jest wyrażenie:

Xc \u003d 1/2π * f * C.

Nie należy zapominać, że w obwodach z elementami reaktywnymi fazy prądu i napięcia są przesunięte.

Obliczanie rozległego obwodu elektrycznego z wieloma zasilaczami

Korzystając z rozważanych zasad, obliczane są charakterystyki złożonych obwodów. Poniżej pokazano, jak znaleźć prąd w obwodzie, gdy istnieją dwa źródła:

• wyznaczyć komponenty i podstawowe parametry we wszystkich obwodach;
• wykonać równania dla poszczególnych węzłów: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• zgodnie z drugim postulatem Kirchhoffa można zapisać następujące wyrażenia dla konturów: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3 , III ) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
• sprawdź: d) I3+I6-I1=0, pętla zewnętrzna E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Schemat objaśniający do obliczeń z dwoma źródłami

Obliczanie prądu dla sieci jednofazowej

Prąd jest mierzony w amperach. Aby obliczyć moc i napięcie, stosuje się wzór I = P/U, w którym P jest mocą lub całkowitym obciążeniem elektrycznym mierzonym w watach.Ten parametr należy wpisać w paszporcie technicznym urządzenia. U - reprezentuje napięcie obliczonej sieci, mierzone w woltach.

Zależność między prądem a napięciem wyraźnie widać w tabeli:

Urządzenia i sprzęt elektryczny	Pobór mocy (kW)	Prąd (A)
Pralki	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Stacjonarne piece elektryczne	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
mikrofale	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Zmywarki	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Lodówki, zamrażarki	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Elektryczne ogrzewanie podłogowe	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Elektryczna maszynka do mielenia mięsa	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Czajnik elektryczny	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Tym samym zależność między mocą a prądem umożliwia wykonanie wstępnych obliczeń obciążeń w sieci jednofazowej. Tabela obliczeniowa pomoże Ci wybrać wymagany przekrój drutu, w zależności od parametrów.

Średnice żył przewodu (mm)	Przekrój przewodu (mm2)	Przewodniki miedziane	Przewodniki aluminiowe
Prąd (A)	Moc, kWt)	Siła (A)	Moc, kWt)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4.6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

Wniosek

Jak widać, znalezienie mocy obwodu lub jego przekroju wcale nie jest trudne, bez względu na to, czy mówimy o stałej, czy o zmianie. Ważniejsze jest prawidłowe określenie całkowitej rezystancji, prądu i napięcia

Nawiasem mówiąc, ta wiedza już wystarczy, aby poprawnie określić parametry obwodu i dobrać elementy - ile watów dobrać rezystory, przekroje kabli i transformatorów. Należy również zachować ostrożność podczas obliczania sumy S podczas obliczania wyrażenia radykalnego. Warto tylko dodać, że płacąc rachunki za media, płacimy za kilowatogodziny lub kWh, są one równe ilości pobieranej energii w danym okresie. Na przykład, jeśli podłączysz grzejnik o mocy 2 kilowatów na pół godziny, licznik nakręci 1 kW / h, a przez godzinę - 2 kW / h i tak dalej przez analogię.

Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat artykułu:

Przeczytaj także:

• Jak określić zużycie energii przez urządzenia?
• Jak obliczyć przekroje kabli
• Oznaczenie rezystorów mocy i rezystancji

Podsumowanie lekcji

W tej lekcji rozważaliśmy różne zadania dotyczące mieszanej rezystancji przewodników, a także obliczania obwodów elektrycznych.