Калькулятор расчет силы тока по мощности и напряжению: Расчет силы тока по мощности – Калькулятор + формулы

Содержание

Онлайн калькулятор: Работа и мощность тока

Данный калькулятор можно использовать для проверки решений задач на тему «Постоянный ток. Работа и мощность тока», которая изучается в школьном курсе физики. Чтобы воспользоваться калькулятором, надо ввести известные в задаче значения, и оставить пустыми поля для неизвестных значений. Калькулятор, если ему хватает введенных данных, рассчитает и отобразит неизвестные значения.

Пример задачи: Подъемный кран потребляет ток силой 40А из сети с напряжением 380В. На подъем бетонной плиты кран затратил 3.5 минуты. Определите работу, которую совершил кран.

Для проверки решения этой задачи калькулятором надо ввести 40 в поле «Сила тока», 380 — в поле «Напряжение» и 3.5 — в поле «Время», поставив значение единиц времени в «минуты». В результате калькулятор рассчитает величину работы, а также мощности и сопротивления. Формулы расчета приведены под калькулятором.

Работа и мощность тока

ЕдиницымААмперкАМАЕдиницымВВольткВМВЕдиницымОмОмкОмМОмЕдиницыДжоульМДжкВт•часЕдиницыВатткВтМВтЕдиницысекундыминутычасыТочность вычисления

Знаков после запятой: 2

Сила тока, Ампер

 

Напряжение, Вольт

 

Сопротивление, Ом

 

Работа, Джоуль

 

Мощность, Ватт

 

Время, секунд

 

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Работа и мощность тока

Под работой тока понимают работу, совершаемую электрическими силами по переносу заряженных частиц. Эта работа оценивается как произведение величины перенесенного заряда на величину разности потенциалов (напряжения) между начальной и конечной точками переноса.

С другой стороны, силу тока можно также выразить через величину перенесенного заряда

Откуда можно выразить работу тока, как скалярную величину, равную произведению силы тока, напряжения и времени, в течении которого шел ток

Кстати, исходя из этого соотношения, 1Дж = 1В·1А·1с

Применяя закон Ома для участка цепи

Можно получить производные формулы для работы:

Так как мощность это работа, совершенная за единицу времени, соответственно, мощность тока — это работа тока, совершенная за единицу времени.

Соответственно, мощность можно выразить как

Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.

Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).

*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:

Бытовые электроприборы Мощность, Вт cos φ
Электроплита 1200 — 6000 1
Обогреватель 500 — 2000 1
Пылесос 500-2000 0,9
Утюг 1000 — 2000 1
Фен 600 — 2000 1
Телевизор 100 — 400 1
Холодильник 150 — 600 0,95
СВЧ-печь 700 — 2000 1
Электрочайник 1500 — 2000 1
Лампы накаливания 60 — 250 1
Люминесцентные лампы 20 — 400 0,95
Бойлер 1500 — 2000 1
Компьютер 350 — 700 0,95
Кофеварка 650 — 1500 1
Стиральная машина 1500 — 2500 0,9
Электроинструмент Мощность, Вт cos φ
Электродрель 400 — 1000 0,85
Болгарка 600 — 3000 0,8
Перфоратор 500 — 1200 0,85
Компрессор 700 — 2500 0,7
Электромоторы 250 — 3000 0,7 — 0,8
Вакуумный насос 1000 — 2500 0,85
Электросварка (дуговая) 1800 — 2500 0,3 — 0,6

Закон Ома.

Онлайн расчёт для постоянного и переменного тока.



Онлайн расчёт электрических величин напряжения, тока и мощности для участка цепи,
полной цепи, цепи
с резистивными, ёмкостными и индуктивными элементами.
Теория и практика для начинающих.





Начнём с терминологии.
Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одной области
электрической цепи в другую.
Силой электрического тока (I) является величина, которая численно равна количеству заряда Δq, протекающего через заданное поперечное
сечение проводника S за единицу времени Δt: I = Δq/Δt.
Напряжение электрического тока между точками A и B электрической цепи — физическая величина, значение которой равно работе эффективного
электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из точки A в точку B.
Омическое (активное) сопротивление — это сопротивление цепи постоянному току, вызывающее безвозвратные потери энергии
постоянного тока.

Теперь можно переходить к закону Ома.

Закон Ома был установлен экспериментальным путём в 1826 году немецким физиком Георгом Омом и назван в его честь.

По большому счёту, Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях,
определяющих зависимость между электрическими величинами, такими как: напряжение, сопротивление и сила тока исключительно
для проводников, обладающих постоянным сопротивлением.
При расчёте напряжений и токов в нелинейных цепях, к примеру, таких, которые содержат полупроводниковые или электровакуумные приборы,
этот закон в простейшем виде уже использоваться не может.

Тем не менее, закон Ома был и остаётся основным законом электротехники, устанавливающим связь силы
электрического тока с сопротивлением и напряжением.


Формулировка закона Ома для участка цепи может быть представлена так: сила тока в проводнике прямо
пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника

и записана в следующем виде:
I=U/R,

где

I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах [А];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), измеря- емая в вольтах [В];

R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах [Ом]
.

Производные от этой формулы приобретают такой же незамысловатый вид:
R=U/I и U=R×I.

Зная любые два из трёх приведённых параметров можно произвести и расчёт величины мощности,
рассеиваемой на резисторе
.
Мощность является функцией протекающего тока I(А) и приложенного напряжения U(В) и вычисляется по следующим формулам,
также являющимся производными от основной формулы закона Ома:
P(Вт) = U(В)×I(А) = I2(А)×R(Ом) =
U2(В)/R(Ом)

Формулы, описывающие закон Ома, настолько просты, что не стоят выеденного яйца и, возможно, вообще не заслуживают отдельной
крупной статьи на страницах уважающего себя сайта.

Не заслуживают, так не заслуживают. Деревянные счёты Вам в помощь, уважаемые дамы и рыцари!

Считайте, учитывайте размерность, не стирайте из памяти, что:

Единицы измерения напряжения: 1В=1000мВ=1000000мкВ;

Единицы измерения силы тока:1А=1000мА=1000000мкА;

Единицы измерения сопротивления:1Ом=0.001кОм=0.000001МОм;

Единицы измерения мощности:1Вт=1000мВт=100000мкВт
.

Ну и так, на всякий случай, чисто для проверки полученных результатов, приведём незамысловатую таблицу, позволяющую в онлайн
режиме проверить расчёты, связанные со знанием формул закона Ома.

ТАБЛИЦА ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТОВ ЗАКОНА ОМА.

Вводить в таблицу нужно только два имеющихся у Вас параметра, остальные посчитает таблица.



Все наши расчёты проводились при условии, что значение внешнего сопротивления
R значительно превышает внутреннее
сопротивление источника напряжения rвнутр.

Если это условие не соблюдается, то под величиной R следует
принять сумму внешнего и внутреннего сопротивлений:
R = Rвнешн + rвнутр
,
после чего закон приобретает солидное название — закон Ома для полной цепи:
I=U/(R+r) .

Для многозвенных цепей возникает необходимость преобразования её к эквивалентному виду:

Значения последовательно соединённых резисторов просто суммируются, в то время как значения параллельно соединённых резисторов
определяются исходя из формулы:
1/Rll = 1/R4+1/R5.

А онлайн калькулятор для расчёта величин сопротивлений при параллельном соединении нескольких проводников можно найти на странице
ссылка на страницу.

Теперь, что касается закона Ома для переменного тока.

Если внешнее сопротивление у нас чисто активное (не содержит ёмкостей и индуктивностей), то формула, приведённая выше,
остаётся в силе.


Единственное, что надо иметь в виду для правильной интерпретации закона Ома для переменного тока — под значением U следует
понимать действующее (эффективное) значение амплитуды переменного сигнала
.

А что такое действующее значение и как оно связано с амплитудой сигнала переменного тока?

Приведём диаграммы для нескольких различных форм сигнала.

Слева направо нарисованы диаграммы синусоидального сигнала, меандра (прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2),
сигнала треугольной формы, сигнала пилообразной формы.

Глядя на рисунок можно осмыслить, что амплитудное значение приведённых сигналов — это максимальное значение, которого достигает
амплитуда в пределах положительной, или отрицательной (в наших случаях они равны) полуволны.

Рассчитываем действующее значение напряжение интересующей нас формы:

Для синуса U = Uд = Uа/√2;

для треугольника и пилы U = Uд = Uа/√3;

для меандра U = Uд = Uа.

С этим разобрались!

Теперь посмотрим, как будет выглядеть формула закона Ома при наличии индуктивности или ёмкости
в цепи переменного тока
.

В общем случае смотреться это будет так:

А формула остаётся прежней, просто в качестве сопротивления R выступает полное сопротивление цепи Z,
состоящее из активного, ёмкостного и индуктивного сопротивлений
.

Поскольку фазы протекающего через эти элементы тока не одинаковы, то простым арифметическим сложением сопротивлений этих
трёх элементов обойтись не удаётся, и формула приобретает вид:



Реактивные сопротивления конденсаторов и индуктивностей мы с Вами уже рассчитывали на странице
ссылка на страницу и знаем, что величины эти зависят от частоты, протекающего через них тока
и описываются формулами:
XC = 1/(2πƒС) ,   XL = 2πƒL .

Нарисуем таблицу для расчёта полного сопротивления цепи для переменного тока.


Количество вводимых элементов должно быть не менее одного, при наличии
индуктивного или емкостного элемента — необходимо указать значение частоты
f !


КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ОНЛАЙН РАСЧЁТА ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ.

Теперь давайте рассмотрим практический пример применения закона Ома в цепях переменного тока и рассчитаем
простенький бестрансформаторный источник питания.

Токозадающими цепями в данной схеме являются элементы R1 и С1.

Допустим, нас интересует выходное напряжение Uвых = 12 вольт при токе нагрузки 100 мА.

Выбираем стабилитрон Д815Д с напряжением стабилизации 12В и максимально допустимым током стабилизации 1,4А.

Зададимся током через стабилитрон с некоторым запасом — 200мА.

С учётом падения напряжения на стабилитроне, напряжение на токозадающей цепи равно 220в — 12в = 208в.

Теперь рассчитаем сопротивление этой цепи Z для получения тока, равного 200мА: Z = 208в/200мА = 1,04кОм.

Резистор R1 является токоограничивающим и выбирается в пределах 10-100 Ом в зависимости от максимального тока
нагрузки.

Зададимся номиналами R1 — 30 Ом, С1 — 1 Мкф, частотой сети f — 50 Гц и подставим всё это хозяйство в таблицу.

Получили полное сопротивление цепи, равное 3,183кОм. Многовато будет — надо увеличивать ёмкость С1.

Поигрались туда-сюда, нашли нужное значение ёмкости — 3,18 Мкф, при котором Z = 1,04кОм.

Всё — закон Ома выполнил свою функцию, расчёт закончен, всем спать полчаса!

 

Измерение силы тока, расчет мощности и напряжения с помощью онлайн калькулятора

Правило Ома является фундаментальным принципом, на котором базируется вся практическая электротехника. Любой, кто ведет деятельность в этой сфере, должен уметь производить расчет параметров для участка трехфазной или однофазной сети. При наличии компьютера произвести вычисления можно, используя бесплатный калькулятор.

Разные варианты записи омовского закона

Закон Ома для участка цепи

Классическая формулировка имеет следующий вид: токовая сила на фрагменте электроцепи находится в обратно пропорциональном отношении с его сопротивлением и в прямом – с напряжением на его окончаниях. В формульном виде это можно представить так:

I=U/R, где латинские буквы обозначают (слева направо) силу электротока, напряжение и сопротивление.

Для цельной цепи формулировка будет иметь следующий вид: ток напрямую связан с имеющейся в электроцепи электродвижущей силой, а также находится в отношениях обратной зависимости с суммой двух сопротивлений: цепного и имеющегося у источника тока.

Важно! Закон Ома калькулятор онлайн позволит произвести расчет значения любого неизвестного показателя из трех. Пользователь вводит в поля имеющиеся результаты измерений и ожидает выдачи искомого параметра.

Как найти силу тока

Калькулятор тока позволит найти его значение по имеющимся показателям замеров цепи. Для подсчетов используется выражение:

I = U/R.

Например, если на концах цепного фрагмента вольтметр показал 10 В, а электрическое сопротивление участка составляет 2 Ом,  калькулятор силы тока подскажет, что его значение составит 10/2=5 Ом.

Как найти напряжение

Чтобы вычислить снижение данного показателя на проводнике, потребуется значение его сопротивления перемножить на электроток. В формульном виде это выглядит так:

U=I*R.

Например, когда резистивность участка равна 2 Ом, а проходящий по нему электроток – 5 А, тогда U=R*I=5*2=10 В.

Как найти сопротивление

Калькулятор закона Ома для расчета электрического сопротивления использует выражение:

R=U/I.

Если амперметр показал 5 А, а вольтметр – 15 В, получается R=15/5=3 Ом.

Простые примеры расчета

Чтобы научиться пользоваться омовским правилом на практике, необходимо представлять, как проводятся расчеты для показателей электроприборов в домашних сетях, а также в подключенных к источнику постоянного тока схемах с параллельным или последовательным соединением.

Бытовая сеть переменного тока

С помощью калькулятора можно выполнять обработку данных, позволяющую установить исправность бытовых электроприборов. Пользователь может узнать, релевантны ли показатели заявленным производителем в инструкции, и нет ли нужды в замене каких-либо деталей агрегата.

Пример №1 Проверка ТЭНа

Имеется цель проверить функционирование трубчатого электрического нагревателя, установленного в стиральный агрегат. Известно, что он рассчитан на подключение к сети в 220 вольт, а мощность его составляет 1250 ватт. Базируясь на этих данных, можно рассчитать следующие показатели:

  • сила тока: I=1250/220=5,68 А;
  • сопротивление: R=220/5,68=38,7 Ом.

После этого можно проводить проверку измерительными приборами с целью установить, насколько получившиеся значения релевантны эталонным.

ТЭН стиральной машины

Пример №2 Проверка сопротивления двигателя

Наглядным примером может быть моющий пылесос для проведения влажной уборки. Целью будет определение сопротивления заводского электродвигателя и потребляемого агрегатом тока. Известно, что мощность прибора составляет 1600 ватт, и он рассчитан на использование в сети на 220 вольт. Из этих данных можно определить токовую силу:

I=1600/220=7,3 А.

В поля калькулятора нужно ввести значение напряжения, на которое рассчитано устройство, и подсчитанную токовую силу. Инициировав подсчет, нужно дождаться вывода результатов на экран. По полученным данным сопротивление при мощности в 1,6 квт будет составлять 30,1 Ом.

Цепи постоянного тока

Для иллюстрации работы с такими цепями на бытовом примере хорошо подойдет лампа, вмонтированная в автомобильную фару. Если галогенный элемент с мощностью 55 ватт имеет эксплуатационное напряжение 12 В, электроток будет равен:

I=55/12=4,6 А.

Чтобы узнать сопротивление размещенной в лампочке вольфрамовой нити, нужно заполнить поля калькулятора, указав найденную токовую силу и напряжение эксплуатации. Он вернет искомое значение R.

Важно! Если поставить щупы мультиметра к лампе в не нагретом состоянии, полученный показатель сопротивления будет меньше.

Присущую вольфраму способность менять сопротивление при накаливании используют для создания недорогих ламп простой конструкции. Когда металлическая нить нагревается, сопротивление препятствует нарастанию тока. Если такой же электроток будет течь через холодную нить, есть шанс, что она перегорит. Чтобы увеличить срок эксплуатации таких ламп,  подойдет ступенчатое наращивание подаваемого напряжения от нулевого значения до номинала. Для этого можно использовать ограничительное реле.

Автомобильная лампа

Полезная информация для начинающего электрика

Одним из первых шагов в профессиональной практике должно стать обучение использованию закона Ома для подсчетов различных показателей в сетях с одной или тремя фазами. Нужно также усвоить способы защиты электросети от выходов показателей тока и напряжения за дозволенные рамки и иных экстремальных ситуаций.

Как использовать закон Ома на практике

За выполняемую в сети работу всегда ответственен электроток. Именно он инициирует загорание электролампы, вращение ротора двигателя, сварку металлов и иные процессы, связанные с эксплуатацией электрического оборудования. Для рационального и безопасного выполнения таких работ необходимо, чтобы показатель электротока находился в пределах номинала. Он определяется резистивностью среды, в которой происходит токовое движение, и прилагаемым напряжением, которое, выступая в виде разницы прилагаемых энергетических потенциалов, ответственно за появление тока в цепи.

Важно! Если провод, через который осуществляется питание, обрывается или перегорает, схема обесточивается и становится неспособной реализовывать полезную работу. В проводах с тонким сечением это встречается чаще других. Сверхвысокое сопротивление дает противоположный эффект, настолько уменьшая ток, что становится невозможным выполнение им работы.

Примеры из жизни

Один из таковых – разрыв выключателем света цепи проводки, служащей для напряжения путем, по которому оно доходит до лампы. Просвет между контактами не дает току идти по светильнику.

Еще один пример – замыкание розеточных клемм, инициирующее инцидент короткого замыкания. Для его предотвращения применяются предохранители, обеспечивающие максимальную быстроту выключения запитывающего напряжения.

Что такое участок цепи

Простейший его вариант включает в себя лампу, аккумулятор и соединительные кабели. Батарея выступает как внутренний источник напряжения, а лампа и прилегающая проводка выступают как фрагмент электроцепи, в котором выполняется полезная работа.

Как использовать треугольник закона Ома

Этот символ облегчает запоминание омовского правила. Сверху его находится напряжение, внизу – две другие величины. При необходимости вычислить один из параметров по известным значениям других его выделяют из фигуры и производят релевантное случаю действие: умножение или деление.

Треугольник Ома

Без умения применять омовский закон и вытекающие из него следствия на практике невозможно корректное обращение с электропроводкой. Для облегчения запоминания рекомендуется использовать треугольник Ома.

Видео

Онлайн калькулятор закона Ома для участка цепи

Рад приветствовать тебя, дорогой читатель, в этой первой статье моего блога! Ее я посвятил самому основному закону, который должен хорошо понимать современный человек, работающий с электричеством.

Мой онлайн калькулятор закона Ома создан для участка цепи. Он значительно облегчает электротехнические расчеты в домашней проводке, подходит для цепей переменного и постоянного тока.

Им просто пользоваться: прочти правила ввода данных и работай!

Содержание статьи

Правила работы на калькуляторе

В быту нас интересуют, как правило, четыре взаимосвязанных характеристики электричества:

  1. напряжение;
  2. ток;
  3. сопротивление;
  4. или мощность.

Если тебе известны две величины, входящие в закон Ома (U, R, I), то вводи их в соответствующие строки, а оставшийся параметр и мощность будут вычислены автоматически.

Будь внимательным, чтобы не допустить ошибки.

Все значения надо заполнять в одной размерности: амперы, вольты, омы, ватты без использования обозначений дольности или кратности.

Осуществить переход к ним тебе поможет наглядная таблица.

Онлайн калькулятор закона Ома

Простые примеры расчета

Бытовая сеть переменного тока

Пример №1. Проверка ТЭНа.

В стиральную машину встроен трубчатый электронагреватель 1,25 кВт на 220 вольт. Требуется проверить его исправность замером сопротивления.
По мощности рассчитываем ток и сопротивление.

I = 1250 / 220 = 5,68 А; R = 220 / 5,68 = 38,7 Ом.

Проверяем расчет сопротивления калькулятором по току и напряжению. Данные совпали. Можно приступать к электрическим замерам.

Пример №2. Проверка сопротивления двигателя

Допустим, что мы купили моющий пылесос на 1,6 киловатта для уборки помещений. Нас интересует ток его потребления и сопротивление электрического двигателя в рабочем состоянии. Считаем ток:

I = 1600 / 220 = 7,3 А.

Вводим в графы калькулятора напряжение 220 вольт и ток 7,3 ампера. Запускаем расчет. Автоматически получим данные:

  • сопротивление двигателя — 30,1 Ома;
  • мощность 1600 ватт.

Цепи постоянного тока

Рассчитаем сопротивление нити накала галогенной лампочки на 55 ватт, установленной в фаре автомобиля на 12 вольт.

Считаем ток:

I = 55 / 12 = 4,6 А.

Вводим в калькулятор 12 вольт и 4,6 ампера. Он вычисляет:

  • сопротивление 2,6 ома.
  • мощность 5 ватт.

Здесь обращаю внимание на то, что если замерить сопротивление в холодном состоянии мультиметром, то оно будет значительно ниже.

Это свойство металлов позволяет создавать простые и относительно дешевые лампы накаливания без сложной пускорегулирующей аппаратуры, необходимой для светодиодных и люминесцентных светильников.

Другими словами: изменение сопротивления вольфрама при нагреве до раскаленного состояния ограничивает возрастание тока через него. Но в холодном состоянии металла происходит бросок тока. От него нить может перегореть.

Для продления ресурса работы подобных лампочек используют схему постепенной, плавной подачи напряжения от нуля до номинальной величины.

В качестве простых, но надежных устройств для автомобиля часто используется релейная схема ограничения тока, работающая ступенчато.

При включении выключателя SA сопротивление резистора R ограничивает бросок тока через холодную нить накала. Когда же она разогреется, то за счет изменения падения напряжения на лампе HL1 электромагнит с обмоткой реле KL1 поставит свой контакт на удержание.

Он зашунтирует резистор, чем выведет его из работы. Через нить накала станет протекать номинальный ток схемы.

Полезная информация для начинающего электрика

Как использовать закон Ома на практике

Почти два столетия назад в далеком 1827 году своими экспериментами Георг Ом выявил закономерность между основными характеристиками электричества.

Он изучил и опубликовал влияние сопротивления участка цепи на величину тока, возникающего под действием напряжения. Ее удобно представлять наглядной картинкой.

Любую работу всегда создает трудяга электрический ток. Он вращает ротор электрического двигателя, вызывает свечение электрической лампочки, сваривает или режет металлы, выполняет другие действия.

Поэтому ему необходимо создать оптимальные условия: величина электрического тока должна поддерживаться на номинальном уровне. Она зависит от:

  1. значения приложенного к цепи напряжения;
  2. сопротивления среды, по которой движется ток.

Здесь напряжение, как разность потенциалов приложенной энергии, является той силой, которая создает электрический ток.

Если напряжения не будет, то никакой полезной работы от подключённой электрической схемы не произойдёт из-за отсутствия тока. Эта ситуация часто встречается при обрыве, обломе или отгорании питающего провода.

Сопротивление же решает обратную для напряжения задачу. При очень большой величине оно так ограничивает ток, что он не способен совершить никакой работы. Этот режим применяется у хороших диэлектриков.

Примеры из жизни

№1: выключатель освещения разрывает цепь электрических проводов, по которым напряжение добирается до лампочки.

Между контактами образуется воздушный зазор. Он отличный изолятор, исключающий движение тока по осветительному прибору.

№2: клеммы розетки, как источника напряжения, замкнули между собой без сопротивления короткой проволокой. В этой ситуации создается короткое замыкание.

Ток КЗ способен сжечь электропроводку, вызвать пожар в квартире. Поэтому от таких ситуаций существует только одно спасение: использование защит, способных максимально быстро отключить питающее напряжение.

Для бытовой сети это функция автоматических выключателей или предохранителей, о работе которых я буду рассказывать в других статьях.

Используя сопротивление, следует понимать, что оно, само по себе, не вечно: обладая резервом противостояния приложенной энергии, оно может его израсходовать, не справиться со своей задачей и сгореть.

Поэтому для сопротивления вводится понятие мощности рассеивания, которая надежно отводится во внешнюю среду. Если тепловая энергия, развиваемая прохождением тока, превышает эту величину, то сопротивление сгорает.

Напряжение и сопротивление в комплексе формируют электрические процессы. Онлайн калькулятор закона Ома позволяет оптимально рассчитать величину тока, необходимую для совершения полезной работы.

Что такое участок цепи

Рассмотрим самую простую электрическую схему, состоящую из батарейки, лампочки и проводов. В ней циркулирует электрический ток.

Представленная схема или полная цепь состоит из двух контуров:

  1. Внутреннего источника напряжения.
  2. Внешнего участка: лампочки с подключенными проводами.

Те процессы, которые происходят внутри батарейки, нас интересуют в основном как познавательные. Их мы можем только ухудшить при неправильной эксплуатации.

Например, приходящая в квартиру электрическая энергия от трансформаторной подстанции нам не подвластна. Мы ей просто пользуемся. От неисправностей и аварийных режимов нас защищают автоматические выключатели, УЗО, реле РКН, ограничители перенапряжения или УЗИП, другие современные модули защит.

Внешний же, подключенный к источнику напряжения контур, является участком цепи, в котором мы, используя закон Ома, совершаем полезную для себя работу.

Как использовать треугольник закона Ома

Простое мнемоническое правило представлено тремя составляющими в виде частей треугольника. Оно позволяет легко запомнить взаимосвязи между током, сопротивлением и напряжением.

Вверху всегда стоит напряжение. Ток и сопротивление снизу. Когда вычисляем какую-то одну величину по двум другим, то ее изымаем из треугольника и выполняем арифметическое действие: деление или умножение.

Шпаргалка электрика для новичков

Треугольник закона Ома легко запоминается, но он не позволяет учитывать мощность потребления электроприбора. Этот четвертый параметр, важный для любого домашнего электрика, всегда надо учитывать. .

На всех бытовых электрических приборах указывают мощность потребления электрической энергии в ваттах или киловаттах. Ее формулы, совместно с предыдущими величинами, можно брать со следующей картинки.

Такая шпаргалка электрика позволяет делать простые вычисления в уме или на бумаге. Формулы из нее заложены в алгоритм, по которому работает мой онлайн калькулятор закона Ома.

Предлагаю провести одинаковые вычисления обоими методами и сравнить полученные результаты. Если вдруг найдете расхождения, то укажите в комментариях. Это будет ваша помощь моему проекту.

Я постарался кратко и просто рассказать о принципах работы закона Ома применительно к задачам, решаемым домашним мастером. Считаю, что это достаточно и не рассматриваю закон Ома для полной цепи в обычной форме, комплексных числах, или ином виде.

Если же вы хотите просмотреть видеоурок по этой теме, то воспользуйтесь материалами владельца Физика-Закон Ома.

Возможно, у вас остались вопросы о работе калькулятора? Задавайте. Я на них отвечу. Воспользуйтесь разделом комментариев.

Напоследок напоминаю, что у вас сейчас самое благоприятное время поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях и подписаться на рассылку сайта. Тогда вы сможете своевременно получать информацию о новых публикуемых статьях.

сила тока, расчет мощности и напряжения

В сети Интернет имеется множество специальных сайтов, которые предлагают автоматизировать подсчёты различных физических величин. Для электриков, студентов и тех, кому необходимо часто решать задачи на расчёты закона Ома, созданы специальные калькуляторы онлайн, которые предназначены именно для этих целей.

Выполнение расчёта силы тока

Закон Ома

Сформулировал его в 1827 году немецкий физик Георг Ом.

Согласно Ому, его можно записать так. Сила тока (I) на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению (R).

Соответственно, формула имеет вид:

I = U/R.

Таким образом, из соотношения можно рассчитать напряжение:

U = I · R.

И сопротивление:

R = U/I.

Автоматизация расчёта участка электрической цепи

Благодаря выполнению вычислений непосредственно на сайте, можно быстро получить значение одного из параметров электрической цепи по двум другим известным характеристикам, связанным между собой законом Ома. -9

Помимо этих параметров, часто сервисы предлагают выполнить подсчёт мощности (W), которую можно определить по формулам: 

  • W = U²/R,
  • W = I2 · R,
  • W = U · I.

Результат вычисления мощности показывается в ваттах (Вт), однако существуют программы, позволяющие получать мощность в кратных или дольных величинах (предварительно заданных на сервисе).

Вычислительные программы, размещённые онлайн, обычно имеют удобный и интуитивно понятный интерфейс. Однако на многих сайтах можно также найти инструкцию по использованию этих сервисов в своей работе.

Существует два типа размещения программ на странице.

Первый – на странице сайта размещаются три калькулятора для подсчёта каждой из величин: силы тока, сопротивления или напряжения. После выбора нужного варианта вводятся известные параметры. После нажатия на соответствующую кнопку, отображается результат подсчёта.

Пример интернет-сервиса для автоматизации вычислений

Второй вариант – пользователю предварительно предоставляется выбор искомой величины. Далее в соответствующие поля подставляются известные значения электрических характеристик. Для начала выполнения работы нужно нажать на соответствующую кнопку. Такой вариант представлен на рис. ниже.

Интерфейс онлайн программы для расчёта закона Ома

Если программа позволяет вводить величины и получать результат в кратных или дольных единицах, то обязательно нужно это указать перед выполнением подсчёта.

Использование онлайн калькуляторов, предназначенных для автоматизации вычисления параметров электрических цепей, позволяет уменьшить время, затрачиваемое на решение задач такого типа.

Видео

Оцените статью:

Перевести ватты (Вт) в амперы (А): онлайн-калькулятор, формула

Инструкция по использованию: Чтобы перевести ватты (Вт) в амперы (А), введите мощность P в ваттах (Вт), напряжение U в вольтах (В), выберите коэффициент мощности PF от 0,1 до 1 (для переменного тока), затем нажмите кнопку “Рассчитать”. Таким образом будет получено значение силы тока I в амперах (А).

Калькулятор Вт в А (постоянный ток)

Формула для перевода Вт в А

Сила тока I в амперах (А) сети с постоянным током равняется мощности P в ваттах (Вт), деленной на напряжение U в вольтах (В).

Калькулятор Вт в А (1 фаза, переменный ток)

Формула для перевода Вт в А

Сила тока I в амперах (А) однофазной сети с переменным током равняется мощности P в ваттах (Вт), деленной на произведение коэффициента мощности PF и напряжения U в вольтах (В).

Калькулятор Вт в А (3 фазы, переменный ток, линейное напряжение)

Формула для перевода Вт в А

Сила тока I в амперах (А) трехфазной сети с линейным напряжением равна мощности P в ваттах (Вт), деленной на произведение коэффициента мощности PF, напряжения U в вольтах (В) и квадратного корня из трех.

Калькулятор Вт в А (3 фазы, переменный ток, фазное напряжение)

Формула для перевода Вт в А

Сила тока I в амперах (А) трехфазной сети с фазным напряжением равна мощности P в ваттах (Вт), деленной на утроенное произведение коэффициента мощности PF и напряжения U в вольтах (В).

Калькулятор мощности

Калькулятор энергопотребления: рассчитывает электрическую мощность /
Напряжение /
ток /
сопротивление.

Калькулятор мощности постоянного тока

Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Calculate
кнопка:

Расчет мощности постоянного тока

Расчет напряжения (В) по току (I) и сопротивлению (R):

В (В) = I (А) × R (Ом)

Расчет комплексной мощности (S) из напряжения (В) и тока (I):

P (Ш) = В (В) × I (A) = В 2 (В) / R (Ом) = Я
2 (А) × R (Ом)

Калькулятор мощности переменного тока

Введите 2 величины + 2 фазовых угла , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Calculate :

Расчет мощности переменного тока

Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (А), умноженному на импеданс Z в омах (Ом):

В (В) = I (A) × Z (Ом) = (| I | × | Z |) ∠
( θ I + θ Z )

Комплексная мощность S в вольтах (ВА) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A):

S (ВА) = В (В) × I (A) = (| V | × | I |) ∠
( θ В θ I )

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ):

P (Ш) = В (В) × I (А) × cos φ

Реактивная мощность Q в вольт-амперах, реактивная (VAR) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), на синусоиде комплексного фазового угла мощности ( φ ):

Q (VAR) = V (V) × I (A) × sin φ

Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ):

PF = | cos φ |

Калькулятор энергии и мощности

Введите 2 значения , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Расчет энергии и мощности

Средняя мощность P в ваттах (Вт) равна потребляемой энергии E в джоулях (Дж), деленной на период времени Δ t в секундах (с):

P (Ш) = E (Дж) / Δ т (с)

Электроэнергия ►


См.

Также

Калькулятор закона Ома

Наш калькулятор закона Ома — это удобный небольшой инструмент, который поможет вам найти взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в данном проводнике.Формула закона Ома и формула напряжения в основном используются в электротехнике и электронике. Кроме того, если вы знаете, как рассчитать мощность, вы можете найти его очень полезным при изучении электронных схем. Все эти расчеты вы производите с помощью нашего Калькулятора Ом.

В оставшейся части статьи вы найдете:

  • Формула закона Ома
  • Как использовать формулу напряжения
  • Какое уравнение для мощности
  • Как рассчитать мощность
  • Закон Ома для анизотропных материалов

Формула закона Ома

Закон Ома — один из основных законов физики.Он описывает взаимосвязь между напряжением, силой тока (также известной как ток) и сопротивлением. Напряжение относится к разности потенциалов между двумя точками электрического поля. Сила тока связана с потоком носителей электрического заряда, обычно электронов или электронно-дефицитных атомов. Последний термин, сопротивление, представляет собой противодействие вещества потоку электрического тока.

Закон

Ома гласит, что ток течет по проводнику со скоростью, пропорциональной напряжению между концами этого проводника.Другими словами, соотношение между напряжением и током постоянно:

I / V = ​​const

Формулу закона Ома можно использовать для расчета сопротивления как отношения напряжения и тока. Это может быть записано как:

R = V / I

Где:

  • R — сопротивление
  • В — напряжение
  • I — Текущий

Сопротивление выражается в омах. И устройство, и правило названы в честь Георга Ома — физика и изобретателя закона Ома.

Помните, что формула закона Ома относится только к веществам, которые способны вызывать энергию. такие как металлы и керамика. Однако есть много других материалов, для которых нельзя использовать формулу закона Ома, например, полупроводники и изоляторы. Закон Ома также действует только при определенных условиях, например, при фиксированной температуре.

Ищете практическое применение закона Ома? Обязательно ознакомьтесь с калькулятором светодиодного резистора!

Формула напряжения

Формула напряжения — это одно из трех математических уравнений, связанных с законом Ома.Это формула, приведенная в предыдущем абзаце, но переписанная так, чтобы вы могли рассчитать напряжение на основе тока и сопротивления, то есть формула напряжения является произведением тока и сопротивления. Уравнение:

В = ИК

Это значение измеряется в вольтах.

Какое уравнение мощности?

Другая величина, которую вы можете вычислить на основании закона Ома, — это мощность. Мощность — это произведение напряжения и тока, поэтому уравнение выглядит следующим образом:

P = V x I

С помощью этой формулы вы можете рассчитать, например, мощность лампочки.Если вы знаете, что напряжение батареи составляет 18V , а ток составляет 6A , вы можете, что мощность будет 108, с помощью следующего расчета:

P = 6A x 18V = 108 Вт

Как рассчитать мощность?

Если вы все еще не знаете, как рассчитать мощность по приведенным формулам, или просто хотите сэкономить время, вы можете использовать наш калькулятор закона Ома. Структура этого инструмента не слишком сложна, просто введите любые два из четырех значений, чтобы получить два других.Калькулятор закона Ома основан на формуле мощности вместе с формулой закона Ома. Все, что вам нужно сделать, чтобы получить значение мощности, это набрать:

  1. Напряжение (в вольтах)
  2. Ток (выраженный в амперах)

Затем калькулятор закона Ома выдаст вам два значения — сопротивление, выраженное в омах, и мощность, выраженное в ваттах. Если вам нужен этот результат в другом устройстве, вы можете использовать наш калькулятор ватт в амперы.

Закон Ома для анизотропных материалов

Существует еще одна версия закона Ома, в которой используются электрические свойства проводника.Некоторые предпочитают его предыдущей формуле из-за его размерного вида. Электропроводящие материалы подчиняются закону Ома, когда удельное сопротивление материалов не зависит от величины и направления приложенного электрического поля.

Вы можете найти следующую формулу, если нажмете кнопку Расширенный режим :

ρ = E / J , где

  • ρ — удельное сопротивление проводящего материала.

  • E — вектор электрического поля.

  • J — вектор плотности тока.

Что касается изотропных материалов, лучше использовать первую формулу, поскольку она намного менее сложна. Изотропные материалы — это материалы с одинаковыми электрическими свойствами во всех направлениях, например металлы и стекло. Эта формула может пригодиться при работе с анизотропными материалами, такими как дерево или графит.

Калькулятор закона Ома

— Калькулятор P, I, V, R с формулами и уравнениями

Ниже приведены четыре электрических калькулятора, основанных на законе Ома с электрическими формулами и уравнениями мощности, тока, напряжения и сопротивления в однофазном переменном и постоянном токе. & Трехфазная цепь.

Введите известные значения, выберите преобразование с помощью кнопок ниже и нажмите «Рассчитать». Результат отобразит желаемые значения, которые вы хотите вычислить.

Формулы электрической мощности

Формулы электрической мощности в цепях постоянного тока

Формулы электрической мощности в однофазных цепях переменного тока

  • P = VxI Cosθ
  • P = I 2 x R Cosθ P
  • = (В 2 / R) Cosθ

Формулы электрической мощности в трехфазных цепях переменного тока

  • P = √3 x V L xI L Cosθ
  • P = 3 x V P xI P Cosθ
  • P = 3 I 2 x R Cosθ
  • P = 3 (V 2 / R) x R Cosθ

Где

  • I = ток в амперах (A)
  • V = Напряжение в Вольтах (В)
  • P = Мощность в Ваттах (Вт)
  • R = Сопротивление в Ом (Ом)

Связанный пост: Калькулятор мощности, напряжения, тока и сопротивления

Текущий калькулятор

90 372 Формулы электрического тока

Формулы электрического тока в цепи постоянного тока

Формулы электрического тока в однофазной цепи переменного тока

  • I = P / (V x Cosθ)
  • I = (V / Z)… Где Z = импеданс = сопротивление цепей переменного тока

Формулы электрического тока в трехфазной цепи переменного тока

I = P / √3xVxCosθ ​​

Где

  • I = ток в амперах (A)
  • В = Напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Соответствующий калькулятор: Калькулятор среднеквадратичного напряжения — от среднего значения, пика и пика до пика Значение

Калькулятор напряжения

Формулы напряжения или электрического потенциала

Формула электрического потенциала или напряжения в цепях постоянного тока

  • В = I x R
  • 90 246 В = P / I

  • В = √ (P x R)

Формулы напряжения или электрического потенциала в однофазных цепях переменного тока

  • В = P / (IxCosθ)
  • В = I / Z… Где Z = импеданс = сопротивление цепей переменного тока

Где

  • I = ток в амперах (A)
  • V = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в омах (Ω)

Связанный калькулятор: Калькулятор ближайшего значения стандартного резистора

Калькулятор сопротивления

Формулы электрического сопротивления

Где

  • I = ток в амперах (A)
  • V = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Связанные Электротехнические калькуляторы

Калькулятор закона Ома и электрические формулы

Используйте закон Ома для расчета напряжения, тока, сопротивления или мощности в электрической цепи. Введите любые два известных значения, чтобы найти два других. Например, введите напряжение и мощность, чтобы найти ток и сопротивление.

Что такое закон Ома?

Закон Ома определяет соотношение между электрическим током, сопротивлением и напряжением. Более конкретно, в нем говорится, что ток через элемент схемы прямо пропорционален приложенной к нему разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению . [1]

Закон Ома позволяет вам определять напряжение, ток, мощность и сопротивление, если известны хотя бы два значения.

Например, если известны напряжение и сопротивление, калькулятор найдет мощность и ток. В качестве альтернативы калькулятор может вычислить мощность и сопротивление, если известны напряжение и ток.

Формула закона Ома

Формула закона Ома: I = E / R, где I — ток через проводник, измеренный в амперах, E — разность потенциалов на проводе, измеренная в вольтах, а R — измеренное сопротивление проводника. в ом. [2]

I = ER

Таким образом, формула утверждает, что ток I равен напряжению E , деленному на сопротивление R .

Треугольник закона Ома

Треугольник закона Ома показывает, как найти вольт, ампер или ом. Чтобы использовать его, накройте единицу, которую вы хотите вычислить, чтобы открыть формулу для ее решения.

Треугольник закона Ома, где E представляет напряжение, I представляет ток, а R представляет сопротивление.

Например, чтобы найти вольты, прикройте E большим пальцем, и это покажет, что напряжение равно I × R.

Что означают буквы в формуле закона Ома?

В формуле закона Ома E представляет электродвижущую силу или напряжение, I представляет силу или ток, а R представляет сопротивление.

Георг Симон Ом создал закон Ома в статье, опубликованной в 1827 году, [3] задолго до того, как были определены единицы измерения напряжения, тока и сопротивления.

Вольт, ампер и ом были определены только в 1881 году, спустя более 50 лет после того, как был опубликован закон Ома. Это объясняет, почему буквы не относятся к современным единицам, используемым в формуле.

Закон Ватта и формула мощности

Закон Ватта гласит, что электрическая мощность, измеряемая в ваттах, равна току в цепи, умноженному на напряжение. Эта формула очень похожа на закон Ома и может помочь найти мощность или мощность.

Мы часто используем формулу мощности в сочетании с законом Ома для определения электрических свойств, когда мощность цепи известна.

P = I × E

Таким образом, формула мощности утверждает, что мощность P равна току I, , умноженному на напряжение E . [4]

Треугольник силы

Треугольник мощности иллюстрирует формулу для определения ватт, вольт или ампер. Как и в случае с другим треугольником, накройте единицу измерения, которую вы хотите решить, чтобы открыть формулу для ее решения.

Например, чтобы найти усилители, прикройте I большим пальцем, чтобы увидеть, что ток равен P / E.

Формула мощности, где P представляет мощность, I представляет ток, а E представляет напряжение.

Наш калькулятор ватт в ампер использует эту формулу, например, для преобразования мощности в ток в электрических цепях.

Колесо закона Ома

Мы можем использовать закон Ома для расчета вольт, ватт, ампер или ом, если известны как минимум два измерения. Формула позволяет нам вывести уравнения для расчета любого измерения с учетом двух других известных значений.

Колесо закона Ома показывает все формулы, которые вы можете использовать для определения вольт, ватт, ампер или ом. См. Все производные формулы ниже.

Колесо закона Ома со всеми формулами, которые можно использовать для расчета вольт, ампер, ом или ватт.

Вольт Формулы

Найдите напряжение, используя следующие формулы:

Напряжение = ток × сопротивление

Напряжение = мощность ÷ ток

Напряжение = мощность × сопротивление

Ватт формулы

Найдите мощность по этим формулам:

Мощность = Напряжение × Ток

Мощность = Напряжение 2 ÷ Сопротивление

Мощность = Ток 2 × Сопротивление

Формулы усилителя

Решите для тока, используя эти формулы:

Ток = Напряжение ÷ Сопротивление

Ток = Мощность ÷ Напряжение

Ток = мощность ÷ сопротивление

Ом Формулы

Найдите сопротивление, используя следующие формулы:

Сопротивление = Напряжение ÷ Ток

Сопротивление = Напряжение 2 ÷ Мощность

Сопротивление = мощность ÷ ток 2

Мы используем закон Ома для многих вещей, таких как определение максимального размера микроволн или максимального количества осветительных приборов, с которыми цепь может безопасно обращаться, не создавая опасности возгорания.

Наш калькулятор затрат на освещение может помочь определить потребление энергии на освещение, а наш калькулятор затрат на электроэнергию поможет определить затраты на питание электрических устройств.

Используйте закон Ома, чтобы определить размер электрической цепи или выяснить, какой размер нагревателя можно безопасно использовать в обычной розетке. Вы также можете найти наш калькулятор падения напряжения, чтобы определить падение напряжения, необходимый минимальный размер провода и максимальную длину провода для вашего следующего электрического проекта.

Калькулятор закона

Ома — рассчитайте мощность, сопротивление, напряжение или ток.Колесо формул закона Ома.

Используйте этот калькулятор закона Ома, чтобы легко вычислить мощность, сопротивление, напряжение или электрический ток на основе двух известных параметров. Введите любые два параметра для расчета двух других . Поддерживает усилители, милиамперы, ватты, киловатты, мегаватты, вольты, милливольты и киловольты, омы, килоомы и мегаомы. Формулы, уравнения и колесо закона Ома для справки.

Использование калькулятора закона Ома

Используя вышеуказанный многоцелевой калькулятор закона Ом , вы можете:

  • Вычислить мощность и сопротивление с учетом напряжения и тока
  • Вычислить мощность и ток с учетом напряжения и сопротивления
  • Вычислить мощность и напряжение с учетом силы тока и сопротивления
  • Вычислить ток и сопротивление с учетом напряжения и мощности
  • Вычислить ток и напряжение с учетом мощности и сопротивления
  • Вычислить напряжение и сопротивление с учетом мощности и тока

Просто введите две известные величины, описывающие электрический ток, и две другие будут рассчитываться на их основе.Результат будет отображаться в выбранных метриках с поддерживаемыми метриками: амперы, миллиамперы, милливатты, ватты, киловатты, мегаватты, гигаватты, милливольты, вольты, киловольты, мегавольты, омы, килоомы и мегаомы. (А, мА, мВт, Вт, кВт, МВт, ГВт, мВ, В, КВ, МВ, Ом, КОм и МОм).

С помощью этого инструмента вы можете легко вычислить омы в ватты, омы в вольты, омы в амперы, вольты в омы, ватты в омы, амперы в омы и так далее.

Закон и формула Ома

Закон

Ома гласит, что ток между любыми двумя точками электрического проводника прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.Взаимосвязь математически описывается уравнениями:

, где I — ток в амперах, В, — напряжение в вольтах, а R — сопротивление в омах (Ом). Эти три являются эквивалентными преобразованиями формулы закона Ома и используются при анализе цепей и планировании электрических сетей.

Закон

Ома применим для электрических цепей, содержащих только резистивные элементы (конденсаторы и катушки индуктивности не допускаются), и он работает одинаково для постоянного (DC) или изменяющегося во времени (AC) управляющего напряжения или тока.

Для расчета электрической мощности , которая представляет собой скорость, с которой электрическая энергия передается через проводник в единицу времени, нам нужно знать, что P = V x I (из закона Джоуля), где P — мощность в ваттах. , V и I согласно приведенным выше определениям. Это основное уравнение можно преобразовать в различные формулы в зависимости от известных электрических измерений и того, как работает наш калькулятор Ом.

Колесо закона Ома

Когда вы объединяете формулы, вы получаете колесо формул закона Ома, показанное ниже, которое отражает принцип работы нашего калькулятора.Колесо закона Ома представляет все возможные отношения между мощностью (P), сопротивлением (R), током (I) и напряжением (V).

Чтобы использовать колесо, выберите нужную величину из внутреннего круга колеса, а затем соответствующую формулу в этом квадранте на основе того, что вы знаете об электрическом токе, с которым вы работаете. Несмотря на то, что использование калькулятора более удобно, схематическое изображение, указанное выше, упрощает понимание основных формул и уравнений, а также их взаимосвязей.

Артикул:

[1] Роберт А.М., епископ Э.С. (1917) «Элементы электричества» Американское техническое общество с.54

Как рассчитать уравнение Ватт

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Крис Дезиел

Ватты — это единицы измерения мощности в системе СИ (метрические), и вычислить мощность обычно несложно. Однако есть два способа сделать это, в зависимости от того, говорите ли вы о механической или электрической энергии.

Уравнение Ватта для электрической цепи учитывает напряжение в цепи В , измеренное в вольтах, и ток I , измеренный в амперах, проходящий через нее.В механике определение мощности — это скорость выполнения работы Вт . Он определяется как W / t , где t — время, необходимое для завершения работы. Чтобы получить результат в ваттах, работу необходимо выражать в джоулях, а время — в секундах.

Что такое ватт?

Понятие мощности было введено Джеймсом Ваттом, шотландским изобретателем, более известным своими работами над паровыми двигателями. Он задумал мощность как произведение силы F и скорости v , и это определение мощности до сих пор остается в силе.Другими словами, если вы продолжаете прикладывать силу F к телу, когда оно движется со скоростью v , затрачиваемая мощность составит

P = F × v

Ватт провел все свои измерения. используя английские единицы измерения, он изобрел мощность, которую он определил как мощность, необходимую для подъема груза весом 33000 фунтов на один фут каждую минуту.

Когда международное научное сообщество приняло метрическую систему, ватт, будучи единицей работы или энергии во времени, стал равен джоуля в секунду.Поскольку работа W равна силе F , умноженной на расстояние d , джоуль равен ньютон-метру, потому что ньютоны — это единицы силы. Таким образом, 1 ватт равен 1 ньютон-метру в секунду.

Уравнение Ватт в механике

Вы можете использовать любое из следующих уравнений для расчета мощности в ваттах, при условии, что все величины выражены в метрических единицах MKS (метры, килограммы, секунды).

P = F × v \\ P = \ frac {W} {t}

Если вы проводите измерения в системе CGS (сантиметры, граммы, секунды), сила выражается в динах, а работа — в эргах.Вы должны преобразовать их в ньютоны и джоули, чтобы получить результат в ваттах. Вот коэффициенты преобразования:

Результат можно также выразить в киловаттах (кВт). Формула киловатта: 1 кВт = 1000 Вт.

Вт как единицы электрической мощности

Формула мощности для цепи с напряжением В и током I составляет

P = V × I

Вы можете использовать закон Ома, чтобы выразить либо напряжение, либо ток через сопротивление R в цепи: В = I × R .2} {R}

После проведения измерений вам не нужно делать расчеты самостоятельно. Вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором. В Ресурсах есть один такой калькулятор.

Чтобы получить результат в ваттах, вы должны выразить напряжение в вольтах, ток в амперах и сопротивление в омах. Таким образом, ватт можно выразить в следующих единицах:

1 ватт = 1 вольт-ампер = 1 ампер 2 -ohm = 1 вольт 2 / ohm.

Как рассчитать падение напряжения и потерю мощности в проводах

Вы должны рассматривать провод как еще один последовательно включенный резистор.Вместо этого сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ подключено к источнику питания с напряжением \ $ \ text {V} \ $ …

Вы должны увидеть это так: сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $, подключенное к через два провода с сопротивлением \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $ на блок питания с напряжением \ $ \ text {V} \ $:

Теперь мы можем использовать \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $, где \ $ \ text {V} \ $ означает напряжение, \ $ \ text {I} \ $ для тока и \ $ \ text {R} \ $ для сопротивления.

Пример

Предположим, что напряжение, приложенное к цепи, равно \ $ 5 \ text {V} \ $. \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ равно \ $ 250 \ Omega \ $, а сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $ равно \ $ 2.5 \ Omega \ $ (если вы не знаете сопротивление провода, см. ниже в разделе «Расчет сопротивления провода»). Сначала мы вычисляем ток в цепи, используя \ $ \ text {I} = \ dfrac {\ text {V}} {\ text {R}} \ $: \ $ \ text {I} = \ dfrac {5 } {250 + 2 \ cdot2.5} = \ dfrac {5} {255} = 0,01961 \ text {A} = 19.61 \ text {mA} \

$

Теперь мы хотим узнать, какое падение напряжения на одном куске провода используется \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $: \ $ \ text {V} = 0,01961 \ cdot2.5 = 0,049025 В = 49,025 \ text {мВ} \

долл. США

Таким же образом мы можем рассчитать напряжение в \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $: \ $ \ text {V} = 0.01961 \ cdot250 = 4.9025 \ text {V} \ $

Предвидение потери напряжения

Что, если нам действительно нужно напряжение \ $ 5 \ text {V} \ $ over \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $? Нам нужно будет изменить напряжение \ $ \ text {V} \ $ от источника питания, чтобы напряжение выше \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ стало \ $ 5 \ text {V } \ $.

Сначала мы вычисляем ток через \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $: \ $ \ text {I} _ {\ text {load}} = \ dfrac {\ text {V} _ {\ text {load}}} {\ text {R} _ {\ text {load}}} = \ dfrac {5} {250} = 0,02 \ text {A} = 20 \ text {mA} \

долларов США

Поскольку мы говорим о последовательном сопротивлении, ток во всей цепи одинаков. Следовательно, ток, который должен дать источник питания, \ $ \ text {I} \ $, равен \ $ \ text {I} _ {\ text {load}} \ $. Нам уже известно полное сопротивление цепи: \ $ \ text {R} = 250 + 2 \ cdot2.5 = 255 \ Омега \ $. Теперь мы можем рассчитать необходимое напряжение питания, используя \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $: \ $ \ text {V} = 0. 02 \ cdot255 = 5.1 \ text { V} \ $


Что, если мы хотим знать, сколько мощности теряется в проводах? Обычно мы используем \ $ \ text {P} = \ text {V} \ cdot {} \ text {I} \ $, где \ $ \ text {P} \ $ означает мощность, \ $ \ text {V} \ $ для напряжения и \ $ \ text {I} \ $ для тока.

Итак, единственное, что нам нужно сделать, это ввести правильные значения в формулу.

Пример

Мы снова используем блок питания \ $ 5 \ text {V} \ $ с \ $ 250 \ Omega \ $ \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ и двумя проводами \ $ 2.5 \ Omega \ $ за штуку. Падение напряжения на одном куске провода, как вычислено выше, составляет \ $ 0,049025 \ text {V} \ $. Ток в цепи был \ $ 0.01961 \ text {A} \ $.

Теперь мы можем рассчитать потери мощности в одном проводе: \ $ \ text {P} _ {\ text {wire}} = 0,049025 \ cdot0.01961 = 0,00096138 \ text {W} = 0,96138 \ text {mW} \ $


Во многих случаях нам известна длина провода \ $ l \ $ и AWG (американский калибр проводов) провода, но не сопротивление. Однако рассчитать сопротивление несложно.

В Википедии есть список доступных здесь спецификаций AWG, который включает сопротивление на метр в Ом на километр или в миллиОм на метр. У них также есть килофуты или футы.

Мы можем вычислить сопротивление провода \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $, умножив длину провода на сопротивление на метр.

Пример

У нас есть \ $ 500 \ text {m} \ $ провода 20AWG. Какое будет общее сопротивление?

\ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} = 0.5 \ text {km} \ cdot 33.31 \ Omega / \ text {km} = 16.655 \ Omega \ $

.